Induksi Mutasi Kalus Embriogenik Menggunakan Ethyl Methane Sulphonate Untuk Merakit Tanaman Gandum (Triticum Aestivum L.) Toleran Pada Dataran Rendah

Abstract

Indonesia merupakan negara pengimpor gandum terbesar ke-3 di dunia. Kebutuhan yang sangat besar menuntut percepatan pengembangan gandum di dalam negeri. Upaya pemenuhan kebutuhan gandum nasional dapat dilakukan dengan penanaman gandum di Indonesia. Sementara gandum di Indonesia daya adaptasinya masih sempit, sehingga perlu perbaikan genotipe untuk memperluas daya adaptasinya. Oleh karena itu penelitian ini perlu dilakukan untuk merakit tanaman gandum yang toleran terhadap kondisi iklim di Indonesia terutama pada dataran rendah. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mendapatkan genotipe-genotipe mutan gandum yang dapat beradaptasi dan berproduksi pada dataran rendah melalui induksi mutasi. Seleksi awal dilakukan melalui seleksi in vitro menggunakan inkubator dengan 5 macam tingkatan suhu. Tujuan khususnya adalah 1) Mengetahui respons kalus terbaik dari empat genotipe (Alibey, Rabe, Oasis, HP1744) dan dua varietas (Dewata, Selayar) pada media MS + 2.4-D 3 mg/l; 2) Memperoleh keragaman genetik gandum dengan induksi mutasi menggunakan EMS pada kisaran LC20 pada beberapa konsentrasi EMS (0.1; 0.3; 0.5%) dengan waktu perendaman kalus 0; 30; 60; 120; 180 menit; 4) Memperoleh genotipe mutan dengan seleksi in vitro pada suhu 27, 29, 31, 33, dan 35°C; 4) Memperoleh formulasi media yang tepat untuk meregenerasikan dua genotipe kalus hasil induksi mutasi dan seleksi in vitro; 5) Memperoleh genotipe mutan gandum generasi M1 dan generasi M2 berdasarkan karakter agronomi sebagai kriteria seleksi; dan 6) Memperoleh genotipe mutan gandum generasi M3 yang toleran dataran rendah berdasarkan morfo-fisiologis sebagai kriteria seleksi. Analisis yang dilakukan meliputi ANOVA untuk induksi kalus, seleksi in vitro dan regenerasi kalus, analisis probit untuk mengetahui LC20- LC50, analisis korelasi antara karakter tetua yang diamati dengan karakter genotipe mutan, analisis augmented design, kerapatan stomata, ketebalan daun, viabilitas polen, analisis prolin dan gula total mutan gandum. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini adalah bahwa respon pertumbuhan kalus terbaik dan diameter tertinggi terdapat pada Dewata dan Selayar. Persentase pertumbuhan kalus menurun sesuai peningkatan konsentrasi EMS dan waktu perendaman. Nilai LC20-LC50 varietas Dewata adalah 0.3% EMS dan waktu perendaman 30 menit, sedangkan LC20-LC50 varietas Selayar adalah EMS 0.1% dan waktu perendaman 60 menit. Varietas Dewata dan Selayar mempunyai toleran adaptasi pada suhu 27°C dengan nilai 84% dan 72%. Tingkat toleransi tanaman dan pertumbuhan kalus menurun seiring dengan peningkatan suhu. Pada suhu tertinggi yaitu 35°C tidak terjadi pertumbuhan kalus atau tanaman mengalami kematian. Regenerasi jumlah tunas varietas Selayar dan Dewata tertinggi dihasilkan pada media RG2 (MS + BA 0.1 ml/l + kinetin 2 mg/l + tyrosin 0.05 gr/l + sorbitol 6% + sukrosa 3%) yaitu 36% dan 44%. Biji yang dihasilkan dari setiap genotipe generasi M1 dipanen dan jumlah biji dihitung. Selanjutnya semua biji yang diamati ditanam kembali untuk dilanjutkan pada penanaman M2. Karakter yang diamati pada M1 dan M2 terdiri atas: umur berbunga, umur masak, umur panen, tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang tangkai malai, panjang malai, jumlai malai, jumlah biji, dan bobot biji. Data dianalisis dengan menghitung rataan dari setiap karakter kuantitatif dibandingkan tanaman mutan dengan tanaman kontrol. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa perlakuan perendaman EMS pada varietas Dewata, Selayar dan genotipe Alibey mempengaruhi keragaan karakter agronomi pada tanaman gandum generasi pertama (M1) dibandingkan tanaman kontrol. Perendaman EMS 0.1% dengan waktu 60 menit pada genotipe Selayar dan Alibey serta EMS 0.3% dengan waktu perendaman 30 menit pada varietas Dewata dapat meningkatkan jumlah malai, kecuali pada Selayar mempunyai nilai sama yaitu 3. Karakter yang mempunyai korelasi nyata berpotensi untuk digunakan sebagai karakter seleksi. Karakter-karakter seleksi yang diperoleh dari hasil analisis korelasi pada generasi M1 adalah jumlah total biji, jumlah malai dan panjang malai. Karakter-karakter tersebut digunakan sebagai karakter seleksi untuk tanaman gandum generasi M2. Pada generasi M2 dilakukan seleksi berdasarkan hasil rata-rata karakter agronomi yaitu pada jumlah biji per malai dan bobot biji Analisis augmented design karakter agronomi menunjukkan adanya pengaruh nyata terhadap persentase tumbuh awal (15 mutan), persentase tumbuh panen (13 mutan), panjang tangkai malai (17 mutan), panjang malai (14 mutan), dan tinggi tanaman (16 mutan). Pengaruh tidak nyata terdapat pada karakter waktu berbunga, waktu masak dan waktu panen. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa genotipe mutan yang adaptif biasanya mempunyai kerapatan stomata rendah, kecuali pada genotipe 2Dw-2-17-3 mempunyai kerapatan sama dengan tanaman kontrol. Karakter fisiologi menunjukkan perbedaan nyata pada jumlah prolin yaitu varietas kontrol Dewata, Selayar, Alibey yaitu 79.29 μg/gBB, 201.53 μg/gBB, 4.15 μg/gBB dengan genotipe mutan teringgi Dewata 511.10 μg/gBB. Hal yang sama diperoleh pada hasil analisis gula total/glukosa terdapat perbedaan antara varietas kontrol Dewata, Selayar, Alibey yaitu 14.32 mg/gBB, 5.87 mg/gBB, 13.32 mg/gBB dibanding mutan tertinggi yaitu: Alibey 29.97 dan Dewata 29.06 mg/gBB. Mutan Dewata, Selayar dan Alibey dapat diseleksi berdasarkan karakter jumlah biji per malai dan bobot biji per pengamatan karena kedua karakter tersebut menghasilkan lebih banyak mutan dibandingkan karakter lainnya. Analisis korelasi antar karakter pertumbuhan dan komponen hasil gandum mutan menunjukkan bobot biji per genotipe berkorelasi positif terhadap persentase hasil panen, waktu masak, waktu panen, panjang malai, tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah malai, jumlah biji per malai, bobot 100 bulir, bobot biji per pengamatan, tetapi tidak berkorelasi positif terhadap waktu berbunga dan panjang tangkai malai. Diharapkan, beberapa mutan yang dihasilkan dapat beradaptasi pada dataran rendah tropis, sehingga menambah keragaman plasma nutfah gandum di Indonesia terutama di dataran rendah.