Induksi dan Regenerasi Embrio Somatik Empat Jenis Ubi Kayu Menggunakan Beberapa Konsentrasi Pikloram

Nur Hamidar Rahman; Alfia Annur Aini Azizi; Sri Hartati; Nonon Saribanon

doi:10.22146/veg.103053

Induksi dan Regenerasi Embrio Somatik Empat Jenis Ubi Kayu Menggunakan Beberapa Konsentrasi Pikloram

https://doi.org/10.22146/veg.103053

Nur Hamidar Rahman^(1*), Alfia Annur Aini Azizi⁽²⁾, Sri Hartati⁽³⁾, Nonon Saribanon⁽⁴⁾

(1) Badan Riset dan Inovasi Nasional
(2) Badan Riset dan Inovasi Nasional
(3) Badan Riset dan Inovasi Nasional
(4) Program Studi Magister Biologi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Nasional
(*) Corresponding Author

Abstract

Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan tanaman pokok penting di negara tropis. Di Indonesia, komoditas ini merupakan bahan pangan yang sangat popular dan banyak digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai produk pangan olahan dan industri. Produksi kalus embriogenik yang dapat beregenerasi akan berguna dalam program pemuliaan bioteknologi untuk perbanyakan tanaman. Frekuensi tinggi pada pembentukan kalus embriogenik merupakan langkah kunci dalam sistem regenerasi ubi kayu khususnya untuk mendukung program pemuliaan modern. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi pikloram terhadap pembentukan kalus dan regenerasi embrio somatik pada empat jenis ubi kayu. Leaf lobe yang berasal dari kultur in vitro digunakan sebagai eksplan untuk menginduksi kalus embriogenik pada media dasar MS dengan empat tingkat konsentrasi pikloram yaitu 3 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l, dan 12 mg/l. Evaluasi efisiensi produksi embrio somatik dilakukan berdasarkan persentase kalus embriogenik yang terbentuk dalam setiap perlakuan. Kalus embrio somatik selanjutnya dipindahkan ke media maturasi MSN ( 1 mg/ml MS+NAA +1 mg/l CuSO4.) Setelah tumbuh kotiledon pada media MSN, dipindahkan ke media MS yang mengandung 1 mg/l BAP. Pendewasaan tunas dilakukan pada media MS tanpa ZPT selama 5 -7 minggu. Aklimatisasi dilakukan pada media tanam yang terdiri dari tanah:kompos (1:1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan dengan media MS yang mengandung pikloram pada konsentrasi 3 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l, dan 12 mg/l dapat menginduksi pembentukan kalus dari eksplan leaf lobe ubi kayu Adira 4, Carvita 25, Manggu dan Menti menghasilkan persentase eksplan berkalus 100 %, sedangkan pada media kontrol (tanpa pikloram) tidak menghasilkan kalus. Pada semua konsentrasi pikloram yang diuji, keempat jenis ubi kayu dapat membentuk kalus embriogenik. Persentase pembentukan kalus embriogenik tertinggi yaitu sebesar 83,3% diperoleh pada media MS yang mengandung 5 mg/l pikloram untuk Carvita 25 dan Menti. Waktu tercepat untuk pembentukan kalus embriogenik adalah 12 hari dan paling lama adalah 51 hari. Formulasi media untuk regenerasi ubi kayu melalui jalur embrio somatik yang diperoleh dari penelitian ini akan bermanfaat untuk produksi bibit ubi kayu dan juga bisa digunakan untuk transformasi genetik untuk perbaikan kualitas ubi kayu.

Keywords

kalus embriogenik; leaf lobe; pikloram; ubi kayu

Full Text:

PDF

References

Ahmad, A., ul Qamar, M. T., Shoukat, A., Aslam, M. M., Tariq, M., Hakiman, M., & Joyia, F. A. 2021. The effects of genotypes and media composition on callogenesis, regeneration and cell suspension culture of chamomile (Matricaria chamomilla L.). PeerJ, 9, e11464. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.7717 /peerj.11464.

Andrea, V. 2024. The Effect Of Various Combinations Of Growth Regulatory Subtances (ZPT) In Emryogenic Callus Induction. Journal Pharmacy Of Tanjungpura, 2(1): 1-14. Retrieved from:<https://jurnal.untan.ac.id/index.php/JPOP/article/view/87147/75676603629>.

Anuradha T, Kumar KK, Balasubramanian. 2015. Cyclic somatic embryogenetia of elite Indian cassava variety H-226. Indian Journal of Biotechnology. Vol 14: 559 – 565.

Artigas Ramirez, M. D. and Fernández Da Silva, R. 2018. Morpho-anatomical characterization of secondary somatic embryogenesis in Azadirachta indica (Meliaceae). Acta botánica mexicana, 122: 7–20.

Azizi AAA, Rahman N, Hartati NS, Koerniati S, Hastilestari BR, Sukmadjaja D .2023. Embryogenic callus induction of Indonesian Cassava (Menti and Adira 4) on different picloram concentrations. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1255 012053. DOI: 10.1088/1755-1315/1255/1/012053.

Berhanu R., & Feyissa T. 2020. Factors influencing micropropagation and somatic embryogenesis of two cassava varieties, Kello and Qulle. Cell Biology & Development. 4(2): 71 – 81. DOI: 10.13057/cellbioldev/v040205.

Devy, N. F., Syarif, A. A., & Aryawaita. 2018. Identifikasi Penciri Morfologi dan Kualitas Plasma Nutfah Lokal Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz ) Sumatra Barat. Buletin Plasma Nutfah, 24(1): 53-62.

Diantina, S. 2014. Konservasi tunas in vitro dan populasi sel embriogenik ubi kayu secara pertumbuhan minimal dan kriopreservasi. Bogor Agricultural University. Retrieved from: <http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/118177>. (Accessed: 22 December 2024).

Fletcher, E. K. A., Amoako, T. N. E., and Twumasi. P. 2011. Effect of 2,4-D, explants type and cultivar on the callogenesis expression of cassava (Manihot esculenta Crantz.) in Ghana. African Journal of Biotechnology. 10(46): 9396 – 940.

Groll, J., Mycock, D.J., and Gray, V.M. 2002. Effect of medium salt concentration on differentiation and maturation of somatic embryos of cassava (Manihot escullenta Crantz.). Annals of Botany. 89:645-648.

Hapsoro, D. and Yusnita, Y. 2018. Kultur Jaringan: Teori dan Praktik. Edited by Arie Pramesta.Yogyakarta.

Hartati NS, Fitriani H, Supatmi & Sudarnonowati E. 2012. Karakter umbi dan nutrisi tujuh genotip ubi kayu (Manihot esculenta). Jurnal Agricola. 2(2): 101-110.

Hartati, H., Ramadanti, N. A., Putri, D. H., & Hartati, N. S. 2020. Molecular Characteristics of Cassava Carvita 25 Somaclonal Variant Using SSR Marker. Jurnal Ilmu Dasar 21(2): 87- 96.

Hazubska-Przybył T, Ratajczak E, Obarska A, Pers-Kamczyc E. 2020. Different Roles of Auxins in Somatic Embryogenesis Eficiency in Two Picea Species. International Journal of Molecular Sciences. 21: 3394. doi:10.3390/ijms21093394.

Hilman, Y., A. Kasno, dan N. Saleh. 2004. Kacang-kacangan dan Umbi-umbian: Kontribusi terhadap Ketahanan pangan dan Perkembangan Teknologinya. Dalam: Makrim, dkk (penyunting). Inovasi Pertanian Tanaman Pangan. Puslitbangtan Bogor; 95-132 hlm.

Ikeuchi, M., Sugimoto, K., & Iwase, A. 2013. Plant callus: mechanisms of induction and repression. The plant cell, 25(9): 3159-3173.

Imansyah, F., Syalsyabilah, P., Hasrolita, W., Kurniawan, I., & Adhytia, M. 2016. Pemanfaatan Singkong (Manihot esculenta) sebagai Bahan Utama dalam Pembuatan Nasi Tiwul di Desa Sukoharjo. Ilmiah Sain Dan Teknologi, 1(3): 128–138.

Khatri, P., & Joshee, N. 2024. Effect of Picloram and Desiccation on the Somatic Embryogenesis of Lycium barbarum L. Plants, 13(2): 151.

Magambo, S., Nabatanzi, A., Alicai, T., Wembabazi, E., Oketcho, K., Nakalembe, I., & Wagaba, H. 2024. Somatic embryo production and GFP genetic transformation in elite Ugandan cassava genotypes. Scientific African, 23, e02039.

Kementerian Pertanian Republik Indonesia. 2023. Peta Jalan Kemandirian Pangan 2024. Jakarta: Kementerian Pertanian Republik Indonesia.

Krisdiana, R. 2020. Preferensi Petani dan Penyebaran Varietas Unggul Ubi Kayu di Indonesia. Buletin Palawija. 18(1): 52-60.

Mahadi, I., Syafi’i, W., & Sari, Y. 2016. Induksi kalus jeruk kasturi (Citrus microcarpa) menggunakan hormon 2, 4-D dan BAP dengan metode in vitro. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia, 21(2): 84-89.

Martin, K. P. 2004. Benzyladenine Induced Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration of Leptadenia reticulata. Biologia plantarum, 48(2): 285–288. doi: 10.1023/B:BIOP.0000033457.09115.f3.
Mongomake, K., Doungous, O., Khatabi, B., & Fondong, V. N. 2015. Somatic embryogenesis and plant regeneration of cassava (Manihot esculenta Crantz) landraces from Cameroon. Springer Plus, 4: 1-12.

Ngugi, M. P., Okoth, O. R., Ombori, O. R., Murugi, N. J., & Jalemba, M. A. 2015. Plant Regeneration of Kenyan Cassava (Manihot Esculenta Crantz) Genotypes. Adv Crop Sci Tech, 3(183): 2.

Nugroho, C. C. 2017. Induksi kalus embriogenik beberapa genotipe ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.). Jurnal Magrobis, 17(1): 1–15.

Nyaboga EN, Njiru JM, Tripathi L. 2015. Factors influencing somatic embryogenesis, regeneration and Agrobacterium-mediated transformation of cassava (Manihot esculenta Crantz) cultivar ME14. Frontiers in Plant Science. 6(11). doi: 10.3389/fpls.2015.00411.

Patel, S. R., Joshi, A. G., Pathak, A. R., Shrivastava, N., & Sharma, S. 2021. Somatic embryogenesis in Leptadenia reticulata (Retz.) Wight and Arn along with assessment of shoot and callus cultures for HPTLC fingerprint and quantification of p-Coumaric acid. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 145: 173-189.

Pathak A, Joshi, A., & Sharma, A. (2019). Development of Shoot Cultures from leaf Explant of
Portulaca quadrifida L.Notulae Scentia Biologicae, 11(1):45-50.

Pratiwi, B. I., Nugrahani, P., & Augustien K., N. 2023. Pengaruh Nutrisi AB Mix dan Benzyl Amino Purine (BAP) terhadap Pertumbuhan Pisang (Musa acuminata) Var. Cavendish In Vitro. Agro Bali : Agricultural Journal, 6(1): 231–240. https://doi.org/10.37637/ab.v6i1.1163.

Qomariyah, F. L., & Dewanti, P. 2019. Pertumbuhan Planlet Anggrek Dendrobium sp. pada Media Tahap III secara In-Vitro. Jurnal Ilmiah Inovasi, 19(1).

Rossin, C. B., & Rey, M. E. C. 2011. Effect of explant source and auxins on somatic embryogenesis of selected cassava (Manihot esculenta Crantz) cultivars. South African Journal of Botany, 77(1): 59-65.

Saelim, L., Salak, Phansiri, Netrphan, S., Suksangpanomrung, M., & Narangajavana J. 2006. Optimization of In vitro Cyclic Somatic Embryogenesis and Regeneration of the Asian Cultivars of Cassava (Manihot esculenta Crantz) for Genetic Manipulation System. Global J. of Biotechnol and Biochem. 1 (1): 07- 15.

Salma, U., Kundu, S., Ali, M. N., & Mandal, N. 2019. Somatic embryogenesis-mediated plant regeneration of Eclipta alba (L.) Hassk. and its conservation through synthetic seed technology. Acta Physiologiae Plantarum, 41: 1-10.

Sari N, Suwarsi E, Sumadi. 2014. Optimasi Jenis dan Konsentrasi ZPT dalam Induksi Kalus Embriogenik dan Regenerasi menjadi Planlet pada Carica pubescens (Lenne & K.Koch). Biosaintifika 6(1): 51 – 59.

Saripah, Susiyanti, Sulastri Isminingsih & Zahratul Millah. 2023. Efektivitas Penyinaran dan ZPT (2,4-D dengan BAP) terhadap Induksi Kalus Daun Jambu Air (Syzygium aqueum) var. Cincalo Weha secara in Vitro. Spizaetus:Jurnal Biologi & Pendidikan Biologi. p- ISSN: 2716-151X. e-ISSN: 2722-869X.

Sasmita, H. D., Dewanti, P., & Alfian, F. N. 2022. Somatic Embryogenesis of Dendrobium lasianthera X Dendrobium antennatum with the Addition of BA and NAA. Jurnal Agronomi Indonesia (Indonesian Journal of Agronomy), 50(2): 202-208.

Setiawan, R. B., Khumaida, N., & Dinarti, D. 2024. Proliferasi Kalus Embriogenik dan Embrio Somatik Tanaman Gandum (Triticum aestivum L.). Jurnal Sains Agro, 9(1): 61-67.

Simamora EC, Slameto, Restanto DP. 2024. Induksi dan Kultur Suspensi Friable Embryogenic Callus Ubi Kayu Menggunakan Kultivar Lokal dan Jenis Auksin yang berbeda. Agro Bali:Agricultural Journal. 7(1): 167-178. https://doi.org/10.37637/ab.v7i1.1535.

Slameto, Fariroh, I., Kriswanto, B., Restanto, D. P., & Hariyono, K. 2023. Somatic embryogenesis induction in four cassava landraces in East Java, Indonesia. Journal of Plant Biotechnology, 50: 11–18. https://doi.org/10.5010/JPB.2023.50.00 2.011.

Sundari, T. 2010. Pengenalan Varietas Unggul dan Teknik Budidaya Ubi Kayu. Malang: Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi.

Susanti, I., Suharsono, W. U., Siregar, U. J., & Tjahjoleksono, A. 2017. Optimization of somatic embryogenesis induction of cassava (Manihot esculenta Crantz). In Annales Bogorienses 21(2): 45-51.

Ikeuchi, M., Sugimoto, K., & Iwase, A. 2013. Plant callus: mechanisms of induction and repression. The plant cell, 25(9), 3159-3173.

Syombua ED, Wanyonyi N, Adero MO, Mbinda WM, Ngugi MP, Alakonya AE, Oduor RO. 2019. Explant type and hormone regime influences somatic embryogenesis and regeneration in cassava. African Journal of Biotechnology. 18(25): 532 -539.

Yelli, F., Titin, A., Utomo, S.D., Pathak, A. 2023. Somatic embryogenesis in two cassava Somatic embryogenesis in two cassava (Manihot esculenta Crantz) genotypes. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca Volume 51, Issue 1, Article number 13039.

Yelnititis, Y. 2020. Induksi kalus embriogenik dan embrio somatik dari eksplan daun kulim (Scorodacarpus borneensis Becc.). Jurnal Pemuliaan Tanaman Hutan, 14(2): 73-81.

Yusrizal, Y., Mawadda, S., Purba, P. S., Maulida, L., Hasibuan, M., & Harahap, S. M. 2022. Pengaruh Pengelolaan Nilai Turunan Ekonomi Sumber Daya Alam Ubi Kayu di Indonesia. Jurnal Pendidikan Tambusai, 6(2): 14446-14452.

Zainuddin, I. M., Schlegel, K., Gruissem, W., and Vander schuren, H. 2012. Robust transformation procedure for the production of transgenic farmer-preferred cassava landraces. Plant Methods. 8 : 24.

Zuyasna, Z., Hafsah, S., Fajri, R., Syahputra, M. O., & Ramadhan, G. 2012. The effect of picloram concentrations and explants types on the induction of somatic embryo on North Aceh Cocoa genotype. In 2nd Syiah Kuala University Annual International Conference 2012. Syiah Kuala University.

DOI: https://doi.org/10.22146/veg.103053