ABSTRAK
AKHMAD JUFRI. Mekanisme Adaptasi Kedelai [Glycine Max (L) Merrill] terhadap Cekaman Intensitas Cahaya Rendah. Dibimbing oleh Sri Setyati Harjadi, Didy Sopandie, Muhammad Jusuf, dan Novianti Sunarlim.
Tanaman beradaptasi terhadap cekaman intensitas cahaya rendah melalui mekanisme penghindaran dan mekanisme toleransi. Evaluasi mekanisme adaptasi dilakukan terhadap 8 genotipe, terdiri atas 4 genotipe toleran yaitu Ceneng, B613, Pangrango, dan Tampomas, 1 moderat yaitu Wilis, dan 3 peka yaitu MLG2999, Klungkung hijau, dan Godek. Evaluasi meliputi respon masing-masing genotipe terhadap cekaman intensitas cahaya rendah yang berupa persentase: (1) penurunan produktivitas, (2) perubahan struktur daun yang berhubungan dengan mekanisme penghindaran, dan (3) perubahan fisiologi yang berkaitan dengan mekanisme toleransi.
Cekaman pada penelitian ini diberikan dalam dua tipe perlakuan, yaitu (1) berupa naungan paranet 25%, 50%, dan 75% yang diberikan sejak tanam sampai panen dan (2) berupa cekaman ekstrim yang diwujudkan dalam 5 variasi pergiliran 3 hari gelap - terang pada umur 23 - 32 HST (hari setelah tanam). Kelima perlakuan variasi gelap-terang tersebut adalah terang-terang-gelap (TTG), terang-gelap-terang (TGT), terang-gelap-naungan 50% (TGN), gelap-terang-gelap (GTG) dan kontrol untuk menduga respirasi gelap, penyembuhan, dan adaptasi. Sampel diambil pada 30 HST untuk percobaan dengan cekaman tipe 1 dan 32 HST untuk tipe 2.
Klungkung Hijau menunjukkan produksi biji per tanaman tertinggi dibanding genotipe lain. Produksi tertinggi tersebut konsisten pada ketiga level naungan, yaitu kontrol, naungan 25%, dan 50%. Pangrango juga memberi hasil tinggi pada kondisi kontrol, naungan 25%, dan 50%.
Naungan 50% terbukti efektif untuk menyaring ketenggangan terhadap cekaman intensitas cahaya rendah karena menyebabkan perubahan yang signifikan terhadap anatomi, morfologi, dan produktivitas tanaman, serta keragaman antar genotipe. Ceneng (T) konsisten sebagai genotipe toleran naungan karena mengalami persentase penurunan produksi terendah dan penurunannya tidak nyata, sedangkan Godek (P) konsisten peka naungan karena menunjukkan persentase penurunan hasil biji terbesar dan penurunannya nyata. Besarnya persentase penurunan produksi ini tidak berbeda nyata antar genotipe.
Dalam mekanisme penghindaran kelompok genotipe toleran memperlihatkan persentase penurunan ketebalan daun lebih besar daripada kelompok peka. Ceneng (T) mengalami persentase penurunan berat spesifik daun dan bulu lebih besar daripada Godek (P). B613 (T) menghindari cekaman cahaya rendah terutama melalui peningkatan klorofil , sedangkan Tampomas terutama melalui pengurangan kerapatan bulu daun. Kandungan Klorofil mengalami peningkatan bila tanaman diberi naungan 25%, 50%, atau 75%. Perlakuan gelap selama 3 hari bisa menyebabkan kandungan klorofil daun turun, kecuali pada B613 (T). Kandungan klorofil yang turun akibat gelap bisa pulih kembali setelah tanaman dikembalikan pada cahaya normal selama 3 hari yang menunjukkan penyembuhan.
Perlakuan gelap 3 hari menyebabkan kandungan gula dan pati daun serta karbohidrat batang menurun. Kandungan gula dan pati daun serta karbohidrat batang naik kembali setelah tanaman dikembalikan pada cahaya normal selama 3 hari yang juga menunjukkan
daun yang lebih besar saat diberi perlakuan gelap 3 hari, yang menunjukkan respirasi gelap lebih tinggi dibanding Ceneng (toleran) dan Pangrango (toleran).
Pada kondisi ternaungi paranet 50% sejak tanam sampai panen Ceneng (T) menunjukkan mekanisme toleransi lebih baik dibanding Godek (P) karena lebih mampu mempertahankan perubahan fisiologi yang lebih kecil antara lain pada variabel kandungan sukrosa serta aktivitas enzim SPS dan rubisco. Ceneng bisa mengefektifkan metabolisme N melalui pengurangan kandungan N daun sekaligus pemanfaataannya yang tepat untuk mempertahankan kandungan protein N terlarut tetap tinggi.
Klungkung Hijau bisa dianjurkan menjadi genotipe yang dikembangkan untuk
pertanaman kedelai di bawah tegakan pohon perkebunan maupun kehutanan yang memberi naungan 0 – 50%. Ceneng bisa menjadi sumber gen toleran untuk program pemuliaan. Ceneng dan Godek bisa menjadi tanaman model untuk studi mekanisme adaptasi terhadap cekaman intensitas cahaya rendah.
ABSTRACT
AKHMAD JUFRI. Adaptation Mechanism of Soybean [Glycine Max (L) Merrill] to Low Light Intensity Stress. Under the direction of Sri Setyati Harjadi, Didy Sopandie, Muhammad Jusuf, and Novianti Sunarlim.
Plants adapt to stress of low light intensity by mechanism of avoidance and/ or tolerance. The evaluation of this adaptation mechanism was conducted on 8 genotypes of soybean [Glycine max (L) Merrill], consisted of 4 tolerant genotypes (Ceneng, B613, Pangrango, and Tampomas), 1 moderate (Wilis), and 3 susceptible genotypes (Klungkung Hijau, MLG2999, and Godek). The evaluation was studied by the responses of the genotypes in the changes of (1) productivity, (2) leaf characters correlated for the avoidance mechanism, and (3) physiological characters correlated for the tolerance mechanism.
Two types of light stress were applied in this research. The first one was shading by 25%, 50%, 75% plastic paranet, and control. The second was 5 various alternating 3-days light-dark or 50% shading treatments at 23 – 32 DAP (days after planting). Treatments were light-light-dark (TTG), light-dark-light (TGT), light-dark-50% shading (TGN), and dark-light-dark (GTG), and continuously normal light as control (TTT); an assessment of dark respiration, recovery, and adaptation of the plant were measured. Sampling was conducted at 30 DAP for the first stress-type experiment and at 32 DAP for the second type experiment.
Klungkung Hijau and Pangrango showed the highest productivity among the genotypes. The highest productivity was consistent at three light intensity levels, such as control, 25% shading, and 50% shading. Klungkung Hijau and Pangrango can be recommended as genotypes to be cultivated under plantation tree stands. Ceneng can be used as source of tolerant gene for breeding program.
Treatment of 50% shading was effective for screening tolerance to low light intensity by significantly differed in plant anatomy, morphology, and productivity, and causing diverse responses among genotypes. Ceneng was considered as the most tolerant genotypes and Godek was the most susceptible.
The tolerant genotypes decreased significantly than the susceptible genotypes for leaf thickness. Ceneng (T) had bigger changes in leaf specific weight and leaf thickness than Godek (S). B613 (T) avoided the stress mainly through increasing chlorophyll content and Tampomas (T) through decreasing leaf hair density. Chlorophyll content increased in the plant treated by 25%, 50%, and 75% shading.
Three-day dark treatment caused the leaf chlorophyll content decreased in all genotypes except B613. The chlorophyll content was reversed to normal after normal light, indicated the recovery process.
The recovery symptom was also seen on sugar, starch, and carbohydrate characters. Godek was predicted to have the highest dark respiration among the four genotypes. The three tolerant genotypes (Ceneng, B613, and Pangrango) had the higher carbohydrate content compared to Godek at treatment of 3 days shading following 3 days-dark (TGN).
Ceneng (T) showed better mechanism of tolerance compared to Godek by smaller changes in physiological character such as sucrose and starch contents and enzyme activities of rubisco and SPS of leaf. Ceneng was also effective in utilizing N to produce protein in the leaf.
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam disertasi yang berjudul: