Respon Morfogenesis Kalus Padi (Oryza sativa L.) dan Analisis Gen Antioksidan dengan Perlakuan Melatonin

Abstract

Peningkatan oksidasi senyawa fenolik dengan pencoklatan (browning) pada jaringan kultur didorong oleh akumulasi Reactive Oxygen Species (ROS). Eksplan mengalami browning pada kultur jaringan dapat menurunkan tingkat keberhasilan morfogenesis eksplan. Melatonin merupakan senyawa potensial yang berperan dalam memodulasi regulasi ekspresi gen antioksidan, sehingga menekan akumulasi ROS dan meningkatkan keberhasilan kultur jaringan. Pada penelitian ini, telah dilakukan analisis pengaruh penambahan melatonin secara eksogen terhadap efisiensi regenerasi eksplan dan ekspresi gen antioksidan pada tanaman padi secara in vitro. Penelitian ini dilakukan mulai bulan Januari-Juni 2022, menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan faktor pertama yaitu varietas padi (TN1, Gogo Niti II, Ketan Hitam, dan Cigeulis) dan faktor kedua yaitu konsentrasi melatonin (0 µM; 10μM; dan 15μM), dimana setiap perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Variabel yang diamati meliputi persentase induksi kalus (%), ukuran kalus (mm), morfologi kalus, waktu terbentuknya fase somatik embriogenesis (fase globular, fase skutelar, dan fase koleoptilar), persentase greenspot (%), persentase regenerasi tanaman (%), dan morfologi planlet (jumlah planlet, jumlah daun, panjang akar, dan tinggi planlet), serta visualisasi hasil elektroforesis gel. Data hasil penelitian dianalisis menggunakan analisis ragam dan diuji lanjut DMRT dengan tingkat kepercayaan 95%. Data elektroforesis gel ditunjukkan dalam bentuk visualisasi pita DNA menggunakan tujuh primer gen antioksidan meliputi Mn-SOD, Cu/ZnSOD, Cytosolic APX, CAT, GPOD, OsAPX, dan OsCATA. Induksi kalus merupakan tahapan untuk mengetahui potensi kalus yang dihasilkan selanjutnya pada tahapan regenerasi tanaman. Varietas padi Gogo Niti II menghasilkan persentase induksi kalus dan ukuran kalus tertinggi dibandingkan varietas lainnya. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penambahan melatonin secara eksogen mempengaruhi regenerasi tanaman padi secara in vitro dan ekspresi gen antioksidan. Varietas TN1 memiliki tingkat ekspresi resistensi antioksidan paling tinggi dibandingkan varietas lain melalui penambahan konsentrasi melatonin 10 µM. Analisis spesies oksigen reaktif dengan mengukur akumulasi hidrogen peroksida (H2O2) menunjukkan bahwa melatonin berpotensi meningkatkan proporsi regenerasi tanaman pada varietas Cigeulis (90,48%) dan Ketan Hitam (91,67%) dengan konsentrasi melatonin 10 µM, sedangkan TN1 (94,44%) dan Gogo Niti II (80,00%) pada konsentrasi melatonin 15 µM.