IN VITRO
Study of Salinity Tolerance Mechanism of Rice at In Vitro Conditions
Abstrak
Seleksi in vitro dengan penggunaan garam (NaCl) telah digunakan untuk menyeleksi tanaman yang toleransi salinitas, sehingga proses seleksi efektif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi tentang mekanisme toleransi salinitas padi pada kondisi in vitro. Penelitian ini terdiri dari dua percobaan yaitu seleksi toleransi cekaman salinitas putatif mutan somaklon secara in vitro dan studi mekanisme toleransi salinitas hasil seleksi in vitro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman toleran setelah diberi perlakuan NaCl memberikan respon akumulasi prolin yang lebih besar, kandungan K, Mg dan Ca yang cenderung tetap dan kandungan Na yang lebih rendah, kerapatan stomata yang lebih sedikit dan perbandingan panjang dan lebar stomata lebih besar
Kata kunci: Putatif mutan somaklon, prolin, mekanisme toleransi. Oryza sativa L
Abstract
In vitro selection using of salt (NaCl) has been used to select plants that tolerate salinity, so that effective selection process. The purpose of this study was to obtain information about the mechanism of salinity tolerance in rice in vitro conditions. This study consisted of two experiments, they are the selection of salinity tolerance somaclone putative mutants in vitro and study of salinity tolerance mechanism results in in vitro selection. The tolerant plants after being treated NaCl show response to the accumulation of proline is more, the content of K, Mg and Ca which tends to remain and Na content is lower, stomata density is fewer and the length and width ratio stomata is greater.
Kay word : Putative mutan somaclon, proline, Oryza sativa L
Pendahuluan
Pengaruh salinitas (NaCl) terhadap tanaman mencakup tiga aspek yaitu: mempengaruhi tekanan osmosis, keseimbangan hara, dan pengaruh racun. Banyaknya Na+ di dalam tanah menyebabkan menurunnya ketersediaan unsur Ca+, Mg2+, dan K+ yang dapat diserap bagi tanaman. Salinitas juga dapat menurunkan serapan P meskipun tidak sampai terjadi defisiensi. Meningkatnya kandungan Cl- diikuti pula oleh berkurangnya kandungan NO3- dalam tajuk. Kandungan garam sebagai nilai salinitas tanah akan dapat mengurangi produksi tanaman padi (FAO, 2005)
Mekanisme toleransi salinitas untuk tanaman yang dibudidayakan di tanah salin mengacu pada proses tanaman tersebut dapat bertahan dan berproduksi dengan baik bila ditanam di lahan dengan kondisi salin (Soepandie 2014). Mekanisme toleransi salinitas pada tanaman meliputi mekanisme inklusi dan ekslusi. Mekanisme inklusi, yaitu suatu mekanisme yang dialami oleh tanaman dalam mencegah terjadinya keracunan ion-ion garam yang masuk dalam jumlah
yang berlebih dengan mensintesis senyawa solut kompatibel, kompartementasi garam ke dalam vakuola dan retranslokasi garam melalui floem, ekskresi garam dengan menggugurkan daun tua (Marschner 2012), sedangkan mekanisme ekslusi usaha dari tanaman untuk mencegah masuknya Na ke dalam jaringan tanaman dan mencegah terjadinya defisit air secara internal (Sopandie 2014). Untuk mempertahankan stabilitas lingkungan mikro di dalam sitoplasma, tanaman mengatur konsentrasi relatif dari ion anorganik (terutama K+ dan Na+) dalam mempertahankan turgor sel, volume sel, nilai pH intraseluler dan parameter fisiologis penting lainnya. Pada proses fisiologis, sel-sel tumbuhan mengakumulasi K+ dan mengarahkan Na+ keluar sel, yang mengarah kepada peningkatan rasio nilai K /Na (Bing et al. 2008).
Salah satu kendala pengembangan padi di tanah salin adalah varietas yang dapat dikembangkan di tanah salin masih belum banyak dan plasma nutfah sebagai donor gen sifat toleran tanah salin dalam upaya perbaikan varietas toleran salinitas masih terbatas. Pemilihan metode untuk menyeleksi varietas tahan salin telah banyak dilakukan, tetapi membutuhkan waktu yang lama dan lahan yang luas dalam pengujian tersebut. Salah satu teknologi yang potensial yang dapat digunakan untuk melakukan seleksi terhadap cekaman salinitas adalah dengan seleksi in vitro.
Seleksi in vitro telah banyak digunakan untuk menyeleksi tanaman yang toleransi cekaman salinitas pada tanaman budidaya melalui penggunaan garam (NaCl) sebagai agen seleksi sehingga memungkinkan pemilihan atau penyaringan tanaman yang diinginkan. Pendekatan ini telah dilakukan menggunakan sejumlah bahan tanam (kalus, embriosomatik, plantlet, suspensi sel) yang memiliki variasi ketahanan dan kemampuan dalam toleransi kadar garam yang relatif tinggi di dalam media tanam secara in vitro. Garam yang digunakan dalam cekaman salinitas adalah NaCl (Clemente et al. 2012). Pada penelitian ini dilakukan seleksi terhadap nomor- nomor putatif mutan padi asal varietas Ciherang, Inpari 13 dan Inpara 3 secara in vitro.
Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi tentang mekanisme toleransi salinitas padi pada kondisi in vitro
Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Labratorium Kultur Jaringan Kelti BSJ dan Laboratorium Biokimia, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Biogen), Bogor.
Bahan tanaman yang digunakan pada penelitian ini adalah padi varietas Ciherang, Inpari13, Inpara 3 serta dan 45 nomor padi putatif mutan somaklon M2 yang merupakan hasil dari mutasi induksi pada kalus dengan sinar gamma yang dikombinasikan dengan seleksi in vitro. Nomor – nomor tersebut adalah CH-4-1, CH-4-3, CH-6-1, CH-6-2, CH-13-1, CH-13-2, CH-16-1, CH-16-2, CH-21, CH- 27, CH-28, CH-29, CH-30, CH-4-2, CH-4-4, II-13-46, II-13-43, II-13-45, II-13-1, II-13-4, II-13-5, II-13-7, II-13-8, II-13-9, II-13-10, II-13-11, II-13-13, II-13-2, II- 13-17, II-13-20, IA-3-1, IA-3-3, IA-3-4, IA-3-6, IA-3-10, IA-3-11, IA-3-13, IA- 3-16, IA-3-17, IA-3-20, IA-3-21, IA-3-26, IA-3-27, IA-3-18, IA-3-30). Sebagai kontrol toleran digunakan Pokkali dan IR29 sebagai kontrol peka.
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitu: seleksi toleransi cekaman salinitas putatif mutan somaklon secara in vitro dan studi mekanisme toleransi salinitas hasil seleksi in vitro.
Seleksi Toleransi Cekaman Salinitas Putatif Mutan Somaklon Secara In Vitro
Seleksi toleransi cekaman salinitas putatif mutan somaklon secara in vitro
dilakukan dengan cara benih padi dikecambahkan pada media MS tanpa ZPT selama 4 hari ( tingginya + 0,5 cm). Selanjutnya bibit padi disubkultur pada media MS yang diberi perlakuan NaCl pada konsentrasi 0, 75 mM dan 150 mM. Sistem penilaian mengacu kepada standar penilaian yang dibuat oleh Gregorio et al. 1997. Masing-masing perlakuan terdiri atas 5 ulangan. Tiap ulangan terdiri atas tiga tanaman. Pengammatan dilakukan pada hari ke-14, setelah benih ditempatkan pada kondisi salin. Pengamatan respon terhadap cekaman salinitas dari masing-masing varietas berdasarkan SES (Standard Evaluation Score) oleh IRRI (Gregorio et al. 1997).
Tabel 15. Kriteria skoring gejala keracunan NaCl berdasarkan Modifikasi SES (IRRI 1997) pada tanaman padi
Nilai Gejala keracunan Toleransi
1 Pertumbuhan tanaman normal dan hanya daun tua terlihat stip putih, pada daun muda tidak ada gejala.
Sangat Toleran 3 Pertumbuhan agak normal tetapi hanya ujung daun yang
terbakar dan sedikit daun tua yang keputih-putihan sebagian
Toleran
5 Pertumbuhan sangat terhambat. Banyak daun tua mengalami kerusakan parah. Sedikit daun muda yang mengalami pemanjangan.
Moderat
7 Pertumbuhan terganggu secara total, hampir semua daun menguning. Hanya sedikit daun muda yang hijau.
Rentan
9 Hampir semua tanaman mati Sangat
Rentan
Studi Mekanisme Toleransi Salinitas
Studi ini dilakukan pada varietas Ciherang dan 15 nomor putatif mutan somaklon Inpari 13 dan 15 nomor putatif mutan somaklon serta Inpara 3 dan 15 nomor putatif mutan somaklon yang telah diberi perlakuan NaCl selama 14 hari (kegiatan 1). Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial Faktor pertama tanaman putatif mutan somaklon dan faktor kedua adalah konsentrasi NaCl (0, 75 mM, dan 150 mM), apabila terdapat pengaruh yang nyata dari perlakuan terhadap peubah yang diamati, kemudian dilakukan uji lanjut Duncan pada taraf kepercayaan 95 %. Masing-masing perlakuan terdiri atas 5 ulangan. Peubah yang diamati meliputi (1) kandungan Prolin (modifikasi metode Bates et al, 1973) (2) kandungan Na, K, Ca, Mg (menggunakan metode destruksi dikembangkan oleh Balai Penelitian Tanah Litbang Pertanian) (3) kerapatan stomata dan perbandingan panjang dan lebar stomata. Pengammatan stomata dilakukan dengan mikroskop dengan pembesaran 10 x 40 kali.
Hasil dan Pembahasan
Tunas padi hasil percambahan secara in vitro yang bermur satu minggu (tinggi + 0,5 1 cm) disubkultur pada media MS yang mengandung NaCL. Gejala kerusakan terlihat setelah 6 hari pemberian perlakuan. Penilaian gejala gangguan salinitas terhadap tanaman padi dilakukan 14 hari setelah disubkultur pada media yang mengadung NaCl. Secara umum tanaman padi yang diberi perlakuan NaCl 150 mM bersifat peka untuk varietas Inpari 13, Ciherang dan Inpara 3.
Perlakuan 75mM NaCl pada padi varietas Ciherang memberikan respon skor 3 (toleran) untuk varietas Ciherang dan 12 putatif mutan somaklon, 3 putatif mutan somaklon lainnya memiliki skor 1 (sangat toleran) yaitu CH-30, CH4-1 dan CH-4-4. Pada perlakuan 150 mM NaCl memberikan respon yang beragam pada tetua dan nomor –nomor putatif mutan somaklon asal padi varietas Ciherang , dimana 7 putatif mutan somaklon yang memiliki tingkat toleransi sangat peka, 2 putatif mutan somaklon peka, 4 putatif mutan somaklon moderat dan 2 putatif mutan somaklon toleran (Tabel 16).
Perlakuan 75 mM NaCl selama 14 hari pada media kultur memberikan respon yang berbeda pada padi varietas Inpari 13 dan putatif mutan somaklon. Padi varietas Inpari 13 dan 11putatif mutan somaklon bersifat sangat toleran dan 4 putatif mutan somaklon toleran. Pada perlakuan NaCl 150 mM memberikan respon yang berbeda terhadap tetua maupun putatif mutan somaklonnya. Padi varietas Inpari 13 dan 3 putatif mutan somaklon menunjukkan sifat yang peka, 2 putatif mutan somaklon sangat peka, 5 moderat dan 5 toleran.
Tabel 16 . Hasil skoring beberapa varietas padi dan nomor-nomor putatif mutan somaklon yang diseleksi secara in vitro.
Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Padi var. Ciherang 0 75 150 Padi var. Inpari 13 0 75 150 Padi var. Inpara 3 0 75 150
Ciherang 1 3 9 Inpari 13 1 1 9 Inpara 3 1 3 9
IR29 1 5 9 Pokkali 1 1 3 IR29 1 5 9
Pokkali 1 1 3 IR29 1 5 9 Pokkali 1 1 3
CH- 4-1 1 3 5 II-13-42 1 1 3 IA-3-1 1 3 9 CH-4-3 1 3 7 II-13-43 1 3 5 IA-3-3 1 1 9 CH-6-1 1 3 9 II-13-45 1 3 5 IA-3-4 1 1 9 CH-6-2 1 3 9 II-13-1 1 3 7 IA-3-6 1 3 9 CH-13-1 1 3 7 II-13-4 1 1 7 IA-3-10 1 3 9 CH-13-2 1 3 9 II-13-5 1 1 5 IA-3-11 1 3 9 CH-16-1 1 3 9 II-13-7 1 1 3 IA-3-13 1 3 9 CH-16-2 1 3 9 II-13-8 1 1 7 IA-3-16 1 3 9 CH-21 1 3 9 II-13-9 1 1 5 IA-3-17 1 3 5 CH-27 1 3 9 II-13-10 1 1 3 IA-3-20 1 1 5 CH-28 1 3 7 II-13-11 1 1 5 IA-3-21 1 1 3 CH-29 1 3 7 II-13-13 1 1 3 IA-3-26 1 3 5 CH-30 1 1 3 II-13-2 1 1 3 IA-3-27 1 1 7 CH-4-2 1 1 3 II-13-17 1 3 7 IA-3-18 1 1 7 CH-4-4 1 1 5 II-13-20 1 1 7 IA-3-30 1 1 7
Ket: 1 : sangat toleran, 3: toleran, 5:moderat, 7: peka, 9:sangat peka (Gregorio et al.
Ciherang Inpari 13 Inpara 3
Gambar 11. Keragaan tanaman tetua padi yang dikulturkan pada media mengandung NaCl. (a) 0 mM NaCl, (b) 75 mM NaCl dan (c) 150 mM NaCl
Respon tunas in vitro tanaman mutan somaklon asal varietas Inpara 3 yang diberi perlakuan NaCl 75 menunjukkan 8 nomor putatif mutan somaklon bersifat toleran. Sedangkan 7 nomor putatif mutan somaklon lainnya bersifat sangat toleran. Peningkatan konsentrasi NaCl menjadi 150 mM memberikan respon pada tunas in vitro padi Inpara 3 dan 8 putatif mutan somaklon bersifat sangat peka, 3 peka, 3 moderat dan 1 toleran.
Beragamnya sifat ketahanan dari nomor- nomor putatif mutan somaklon padi terhadap NaCl secara in vitro (Tabel 16) menunjukkan terjadinya perubahan sifat genetik akibat mutasi induksi sehingga beberapa dari tanaman mutan tersebut ada yang bersifat lebih toleran terhadap NaCl dari pada tanaman asalnya. Mutasi induksi yang dikombinasikan dengan seleksi in vitro dapat mengubah sifat tolerasi tanaman padi pada kondisi salin (Saleem et al. 2005; Song et al. 2012)
Studi mekanisme toleransi salinitas
Kandungan Prolin Pada daun padi Beberapa Tetua dan Putatif Mutan Somaklon yang Diseleksi Secara In Vitro
Kandungan prolin pada tiga varietas tersebut semakin menigkat dengan meningkatnya konsentrasi NaCl. Peningkatan akumulasi prolin merupakan salah satu bentuk mekanisme tanaman yang merupakan respon dari tanaman dalam melakukan penyesuaian osmotik dengan meningkatkan biosintesis senyawa organik sebagai respon fisiologis terhadap kondisi cekaman salinitas.
Hasil analisis kandungan prolin pada varietas Ciherang dan putatif mutan somaklon pada media tanpa NaCl memiliki kandungan prolin yang bervariasi untuk masing-masing nomor tanaman. Perlakuan NaCl 75 mM memberikan respon kandungan prolin yang cenderung tetap pada tanaman tetua (Ciherang ) dan semua putatif mutan somaklon. Peningkatan kandungan NaCl hingga 150 mM menyebabkan terjadi perubahan terhadap kandungan prolin. Untuk putatif mutan somaklon yang bersifat peka sampai moderat pemberian NaCl 150 mM mengakibatkan penurunan kandungan prolin. Untuk putatif mutan somaklon yang bersifat toleran seperti CH4-2 dan CH30 kandungan prolin meningkat sangat tinggi (Gambar 12).
Gambar 12.Kandungan prolin (mg/g) pada daun varietas padi Ciherang, dan putatif mutan somaklon.
Gambar 13.Kandungan prolin (mg/g) pada daun varietas padi Inpari 13 dan putatif mutan somaklon.
Pengkulturan tunas in vitro padi varietas Inpari 13 pada media yang mengandung 75 mM NaCl memberikan respon peningkatan prolin yang tidak terlalu tinggi (Gambar 13). Perlakuan NaCl 150 mM pada media kultur mengakibatkan kandungan prolin meningkat cukup tinggi pada putatif mutan samaklon yang bersifat toleran yaitu II-13-42, II-13-7, II-13-10, II-13-13 II-13-2.
Pada tunas in vitro padi varietas Inpara 3 perlakuan NaCl 150 mM mengakibatkan tanaman menjadi mati dan kandungan prolin menurun. Begitu pula untuk putatif mutan yang bersifat peka. Untuk putatif mutan somaklon yang bersifat toleran (IA-3-21), perlakuan NaCl 150 mM memberikan respon peningkatan kandungan prolin yang cukup tinggi (Gambar 14).
Gambar 14. Kandungan prolin (mg/g) pada daun dari ketiga varietas padi Inpara 3 dan putatif mutan somaklon.
Akumulasi prolin merupakan respon tanaman jika mengalami cekaman salinitas untuk mengurangi kerusakan sel (Ashraf & Harris, 2004). Prolin umumnya terakumulasi dalam jaringan tanaman yang tercekam salinitas dan berperan penting dalam regulasi tekanan osmotik dan antioksidan dalam sel (Cha- um & Kirdmanee, 2009). Pada tanaman padi yang terkena cekaman salinitas akumulasi prolin sangat tergantung pada varietasnya, untuk tanaman yang toleran akumulasinya lebih tinggi dari pada tanaman yang peka (Shereen et al. 2007; Chutipaijit et al. 2009)
Kandungan Kalium, Natrium, Kalsium, dan Magnesium pada Daun Beberapa Tetua dan Putatif Mutan Somaklon Hasil Seleksi In Vitro
Kandungan Kalium (K) Beberapa Tetua dan Putatif Mutan Somaklon Hasil Seleksi In Vitro
Hasil analisis statistik kandungan K pada daun in vitro memperlihatkan interaksi antara nomor-nomor mutan putatif somaklon dan konsentrasi NaCl memberikan pengaruh yang nyata terhadap kondungan K pada daun in vitro padi (Tabel 17) Respon dari putatif mutan somaklon yang bersifat toleran terhadap perlakuan NaCl (0, 75 dan 150 mM) pada media kultur memberikan hasil kandungan K berbeda nyata dengan tetua asal dan putatif mutan somaklon lainnya yang tidak bersifat toleran.
Pada padi varietas Ciherang peningkatan konsentrasi perlakuan NaCl hingga 150 mM mengakibatkan kandungan K pada jaringan daun padi Ciherang dan putatif mutan yang peka menurun, sedangkan pada putatif mutan yang bersifat toleran CH4-2 dan CH-30 kandungan K terjadi penurunan tapi tidak terlalu besar sehingga tidak mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Pada tunas in vitro padi varietas Inpara 3 perlakuan NaCl yang diberikan (0, 75 dan 150mM) pada putatif mutan somaklon mengakibatkan penurunan kandunga K pada daun tunas in vitro Inpara 3 dan putatif mutan somaklon yang bersifat peka. Pada putatif mutan somaklon yang bersifat toleran kandungan K terjadi penurunan akan tetapi tidak terlalu besar.
Tabel. 17. Kandungan Kalium (%) pada daun tiga varietas padi dan putatif mutan somaklonnya yang diseleksi secara in vitro Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM)
padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150
Ciherang Inpari 3 Inpara 3
Ciherang 3,93a 2,74i 2,32e Inpari 13 3,40b 2,97b 2,95b Inpara 3 3,43d 3,11de 2,77ef
CH -4-1 3,28g 3,11c 2,82b II-13-42 3,87a 3,65a 3,53a IA-3-1 3,23f 2,11f 2,95g
CH-4-3 3,17i 3,2b 2,73c II-13-43 2,84c 1,77c 1,56c IA-3-3 3,40d 3,07de 2,75ef
CH-6-1 2,87j 2,85f 2,80b II-13-45 2,84c 1,75c 1,55c IA-3-4 3,41d 3,09de 2,75ef CH-6-2 3,18i 3,00e 2,71c II-13-1 2,85c 1,73c 1,54c IA-3-6 3,33e 3,01e 2,67f CH-13-1 2,84k 2,82h 2,50d II-13-4 2,89c 1,75c 1,56c IA-3-10 3,23f 3,00e 2,66f CH-13-2 3,92ab 2,73ij 2,32e II-13-5 2,85c 1,76c 1,55c IA-3-11 3,42d 3,09de 2,75ef CH-16-1 2,82l 2,83gh 2,70c II-13-7 3,89a 3,66a 3,54a IA-3-13 3,41d 3,09de 2,75ef CH-16-2 3,91b 2,72e 2,30e II-13-8 2,93c 2,92b 2,92b IA-3-16 3,47d 3,15dc 2,81de
CH-21 3,81c 2,62l 2,20e II-13-9 2,85c 1,75c 1,56c IA-3-17 3,71c 3,55b 3,49b
CH-27 3,43f 2,22m 2,11f II-13-10 3,87a 3,59a 3,51a IA-3-20 3,77bc 3,61b 3,53b CH-28 2,87j 2,84fg 2,79b II-13-11 2,90c 2,87b 2,89b IA-3-21 3,88a 3,75a 3,75a CH-29 3,53e 2,64k 2,32e II-13-13 3,91a 3,68a 3,58a IA-3-26 3,81b 3,57b 3,45b CH-30 3,78d 3,65a 3,53a II-13-2 3,78a 3,60a 3,53a IA-3-27 3,13g 3,10de 3,08c CH4-2 3,77d 3,64a 3,55a II-13-17 3,42b 2,96b 2,91b IA-3-18 3,17fg 3,16dc 3,10c CH4-4 3,20h 3,02d 2,73c II-13-20 3,50b 2,89b 2,91b IA-3-30 3,14g 3,22c 2,93d Ket: Angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%, uji jarak berganda Duncan
Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM)
padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150
Ciherang Inpari 13 Inpara 3
Ciherang 2,83de 2,74d 2,59def Inpari 13 3,46a 3,16a 2,72b Inpara 3 3,20b 3.08d 2,85a CH -4-1 3,30a 3,02b 2,98a II-13-42 3,11c 3,04abc 3,00a IA-3-1 2,20f 2,08d 1,85d CH-4-3 3,22b 2,93c 2,90ab II-13-43 3,11c 3,01abcde 2,04c IA-3-3 3,00d 3,03ab 2,82abc CH-6-1 2,86de 2,71de 2,64de II-13-45 3,10c 2,95bcdef 2,06c IA-3-4 3,10c 3,04ab 2,71c CH-6-2 3,20b 2,91d 2,88abc II-13-1 3,09c 2,90cdef 2,09c IA-3-6 3,30ab 3,02ab 2,82abc CH-13-1 2,88d 2,73d 2,66d II-13-4 3,09c 2,88ef 2,07c IA-3-10 2,76e 2,9abc 2,81abc CH-13-2 2,83e 2,73d 2,57def II-13-5 3,15bc 2,886def 2,06c IA-3-11 3,08c 3,04ab 2,84ab CH-16-1 2,84de 2,74d 2,54efg II-13-7 3,11bc 3,05ab 3,06a IA-3-13 3,10c 2,84c 2,84ab CH-16-2 2,85de 2,73d 2,61de II-13-8 2,68d 2,65g 2,65b IA-3-16 3,24b 3,10a 2,91a CH-21 2,71f 2,62f 2,47fg II-13-9 3,17b 2,82f 2,10c IA-3-17 3,36a 3,00ab 2,91a CH-27 2,21g 2,10g 1,95h II-13-10 3,09c 3,02abc 3,00a IA-3-20 3,30ab 2,90bc 2,83abc CH-28 2,86de 2,67ef 2,60de II-13-11 2,66d 2,61g 2,59b IA-3-21 3,30ab 3,08a 3,00a CH-29 2,71f 2,66ef 2,49fg II-13-13 3,13bc 3,06ab 3,04a IA-3-26 3,26b 2,84c 2,73bc CH-30 3,20b 3,10a 2,91ab II-13-2 3,13bc 3,07ab 3,04a IA-3-27 3,28a 3,00ab 2,85a CH4-2 3,14c 3,04b 2,79c II-13-17 3,45a 3,15a 2,73b IA-3-18 3,25b 3,04ab 2,81abc CH4-4 3,20b 2,89c 2,86c II-13-20 3,42a 3,128a 2,66b IA-3-30 3,25b 3,04ab 2,76bc Ket: Angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%, uji jarak berganda Duncan
Pada tunas in vitro padi varietas Inpari 13, perlakuan NaCl hingga 150 mM dapat menurunkan kandungan K pada tanaman yang peka maupun toleran akan tetapi pada tanaman yang toleran penurunannya tidak terlalu besar. Tavakkoli et al
(2011) menyatakan bahwa cekaman salinitas berpengaruh terhadap ketidak seimbangan ion dalam sel khususnya menurunkan konsentrasi ion K+ pada tanaman yang peka.
Hasil analisis statistik kandungan K pada akar menunjukan interaksi antara nomor-nomor mutan putatif somaklon dan konsentrasi NaCl ( 0, 75 dan 100 mM) memberikan pengaruh yang nyata terhadap kandungan K pada akar in vitro padi.
Pada putatif mutan somaklon yang bersifat toleran terlihat bahwa peningkatan kandungan NaCl 75 dan 150 mM pada media tanaman memberikan hasil kandungan K yang cukup tinggi dan berbeda nyata dari pada tetua asal dan mutan lainnya yang tidak bersifat toleran. Dari uraian tersebut dapat diketahui bahwa tanaman yang bersifat toleran, memiliki kemampuan untuk mempertahankan kandungan K pada jaringan tanaman baik pada daun maupun akar walaupun terjadi penurunan relatif tidak terlalu besar. Sedangkan untuk tanaman yang peka, kandungan K pada jaringan cenderung menurun.
Kandungan Natrium (Na) Beberapa Tetua dan Putatif Mutan Somaklon Hasil Seleksi In Vitro
Hasil analisis statiktik menunjukkan interaksi antara nomor – nomor putatif mutan somaklon dan konsentrasi NaCl memberikan pengaruh yang nyata terhadap kandungan natrium pada daun tanaman padi. Secara umum terlihat pada tanaman yang toleran terhadap kondisi salin memiliki kandungan Na yang lebih rendah pada jaringannya.
Pada tunas in vitro padi putatif mutan somaklon asal varietas Ciherang yang bersifat toleran (C-H-30 dan CH-4-2), perlakuan NaCl 75 dan 150 mM memberikan respon kandungan Na yang lebih rendah dan berbeda nyata dari pada tanaman tetuanya dan nomor-nomor putatif mutan somaklon yang bersifat peka maupun moderat (Tabel 19)
Begitu pula dengan nomor-nomor mutan yang berasal dari padi varietas Inpari13 dan Inpara 3. Untuk mutan yang bersifat toleran, perlakuan NaCl memberikan respon kandungan Na yang lebih rendah dan berbeda nyata dari tanaman mutan dan tetua asalnya.
Secara umum perlakuan NaCl hingga 150mM mengakibatkan peningkatan kandungan Na pada jaringan daun. Pada varietas Ciherang pemberian perlakuan NaCl memberikan respon terjadinya peningkatan kandungan Na pada jaringan daun tanaman yang bersifat toleran (CH-30 dan CH4-2) peningkatan tidak terlalu besar, dimana tanaman cenderung mampu mempertahankan kandungan Na yang relatif rendah. Sedangkan pada tanaman yang peka kandungan Na relatif tinggi. Hal yang sama juga terjadi pada tanaman padi varietas Inpari13 dan Inpara 3, peningkatan konsentrasi NaCl pada media kultur akan meningkatkan kandungan Na pada jaringan tanaman terutama pada tanaman yang peka. Tanaman yang toleran (II-13- 42, II-13-7, II-13-10, II-13-13, II-13-2 dan IA-3-21) peningkatan kandungan Na relatif tidak terlalu tinggi sehingga tidak menyebabkan racun bagi tanaman.
Tabel 19. Kandungan Natrium (%) pada daun tiga varietas padi dan putatif mutan somaklonnya Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM)
padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150
Ciherang Inpari 13 Inpara 3
Ciherang 0,04gh 0,29a 0,25d Inpari 13 0,02d 0.25a 0,25a Inpara 3 0,010de 0,097e 0,248e CH -4-1 0,16c 0,18gh 0,21g II-13-42 0,07c 0,08de 0,07d IA-3-1 0,020de 0,100e 0,255e CH-4-3 0,16c 0,18g 0,22f II-13-43 0,08bc 0,11cd 0,12bc IA-3-3 0,010de 0,093e 0,238e CH-6-1 0,31b 0,22f 0,15j II-13-45 0,08bc 0,086de 0,08cd IA-3-4 0,010de 0,095e 0,246e CH-6-2 0,14d 0,16i 0,20h II-13-1 0,08bc 0,08de 0,08cd IA-3-6 0,010de 0,097e 0,214e CH-13-1 0,34a 0,25c 0,19i II-13-4 0,08bc 0,07de 0,08cd IA-3-10 0,010de 0,091e 0,34ed CH-13-2 0,04gh 0,29a 0,25d II-13-5 0,07bc 0,07de 0,07d IA-3-11 0,010de 0,095e 0,242e CH-16-1 0,33a 0,23e 0,14k II-13-7 0,07bc 0,08de 0,08d IA-3-13 0,010de 0,095e 0,244e CH-16-2 0,04gh 0,292a 0,24e II-13-8 0,09b 0,12bc 0,13b IA-3-16 0,020de 0,101d 0,252e CH-21 0,05g 0,26b 0,28c II-13-9 0,07bc 0,07de 0,07cd IA-3-17 0,022c 0,799a 1,010c CH-27 0,05g 0,24d 0,35a II-13-10 0,07bc 0,07de 0,07cd IA-3-20 0,022c 0,795a 1,050b CH-28 0,31b 0,23ef 0,15j II-13-11 0,11a 0,15b 0,16b IA-3-21 0, 022c 0,022e 0,022f CH-29 0,04gh 0,17h 0,30b II-13-13 0,07bc 0,08de 0,07cd IA-3-26 0,022c 0,791a 1,090a CH-30 0,11e 0,12j 0,15k II-13-2 0,07bc 0,08de 0,08cd IA-3-27 0,028a 0,400b 0,480c CH4-2 0,10f 0,12j 0,14k II-13-17 0,02d 0,25a 0,24a IA-3-18 0,027a 0,380b 0,476e CH4-4 0,14d 0,16i 0,20g II-13-20 0,02d 0,26a 0,24a IA-3-30 0,026b 0,360c 0,468c Ket: Angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%, uji jarak berganda Duncan
Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM) Nomor mutan Konsentrasi NaCl (mM)
padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150 padi var. 0 75 150
Ciherang Inpari13 Inpara 3
Ciherang 0,06g 0,27bc 0,26h Inpari 13 0,02d 0,19bcd 0.269bc Inpara 3 0,03cd 0.166c 0,245d CH -4-1 0,26b 0,28bc 0,31cd II-13-42 0,15b 0,17ef 0,190efg IA-3-1 0,04cd 0,128d 0,263cd CH-4-3 0,28a 0,30b 0,34b II-13-43 0,19a 0,20cde 0,200efg IA-3-3 0,03cd 0,167c 0,245d CH-6-1 0,14de 0,21e 0,28fg II-13-45 0,19a 0,20bc 0,272abc IA-3-4 0,03cd 0,164c 0,244d CH-6-2 0,25b 0,27bc 0,30de II-13-1 0,19a 0,21bc 0,290ab IA-3-6 0,03cd 0,162c 0,231d CH-13-1 0,17c 0,23cde 0,30h II-13-4 0,18a 0,22b 0,308a IA-3-10 0,02d 0,158c 0,24d CH-13-2 0,06g 0,27bc 0,26h II-13-5 0,19a 0,19bcd 0,210ef IA-3-11 0,03cd 0,162c 0,244d CH-16-1 0,13e 0,22de 0,24i II-13-7 0,14bc 0,17def 0,196efg IA-3-13 0,03cd 0,164c 0,244d CH-16-2 0,05g 0,27bc 0,27hi II-13-8 0,18a 0,22b 0,250cd IA-3-16 0,04c 0,170c 0,262d CH-21 0,07f 0,25cd 0,492a II-13-9 0,18a 0,19cde 0,224de IA-3-17 0,03cb 0,780a 0,980b CH-27 0,05g 0,29a 0,29ef II-13-10 0,14bc 0,17def 0,182fg IA-3-20 0,035b 0,774a 0,976b