Peningkatan Ketahanan Padi Cempo Ireng dengan Induksi Bio-Catharantin dan Heat shock terhadap Stres Salinitas

Abstract

Padi hitam (Oryza sativa) Cempo Ireng merupakan varietas lokal yang berpotensi besar untuk dikembangkan sebagai sumber pangan fungsional yang mendukung kesehatan, karena mengandung komponen aktif yaitu antosianin. Antosianin berfungsi sebagai antioksidan yang dapat mencegah kanker, menurunkan kadar kolesterol darah dan risiko arteriosklerosis. Padi hitam (Oryza sativa) Cempo Ireng memiliki kandungan antosianin yang tinggi dibanding varietas lainnya, namun produktivitasnya lebih rendah. Selain itu, keberlanjutan produksi padi hitam (Oryza sativa) Cempo Ireng juga mengalami ancaman global seperti meluasnya lahan salin akibat perubahan iklim. Cekaman salinitas dapat mengganggu pertumbuhan dan produksi padi karena menyebabkan toksisitas ion, cekaman osmotik dan stres oksidatif, sehingga diperlukan upaya pemuliaan untuk memperoleh varietas tanaman yang lebih toleran terhadap cekaman salinitas dan lebih efisien dalam penggunaan air. Salah satu upaya pemuliaan tanaman yang potensial yaitu poliploidisasi atau penggandaan jumlah kromosom menggunakan Bio-Catharantin. Senyawa BioCatharantin akan mengganggu proses pembentukan benang spindel saat pembelahan sel, sehingga menyebabkan kromosom gagal terdistribusi ke arah berlawanan dan menghasilkan sel poliploid. Tanaman poliploid biasanya menunjukkan karakter morfologi dan fisiologi yang lebih unggul, seperti ukuran organ lebih besar dan lebih tahan terhadap cekaman abiotik. Induksi poliploid yang dikombinasi dengan heat shock diduga dapat mempermudah penetrasi senyawa Bio-Catharantin ke dalam sel, serta dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap berbagai stres abiotik dan biotik. Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui ketahanan padi hitam (Oryza sativa) Cempo Ireng yang diinduksi Bio-Catharantin dengan heat shock (40°C) terhadap cekaman salinitas. Penelitian ini dilakukan dengan menginduksi padi (Oryza sativa) Cempo Ireng dalam larutan Bio-Catharantin konsentrasi 0; 2,5; 5; 7,5; dan 10% dengan kombinasi heat shock suhu 40°C. Setelah itu, padi (Oryza sativa) Cempo Ireng ditanam dan dihitung daya perkecambahannya. Kemudian dipindah ke media hidroponik, diukur pertumbuhan dan laju transpirasinya. Padi (Oryza sativa) Cempo Ireng kombinasi Bio-Catharantin dan heat shock yang masih adaptif kemudian diberi perlakuan salinitas konsentrasi 0, 50, 75, dan 100 mM/L selama 7 hari. Parameter yang diamati meliputi pertumbuhan, laju transpirasi, ukuran stomata, suhu daun (inframerah), indeks klorofil (SPAD), dan kadar klorofil spektrofotometer. Data kemudian dianalisis menggunakan uji Wilcoxon (p < 0,05) dan divisualisasikan dengan box-and-whisker plot. Hasil penelitian menunjukkan induksi Bio-Catharantin dengan heat shock suhu 40°C mempengaruhi daya perkecambahan, laju transpirasi, dan pertumbuhan padi (Oryza sativa) Cempo Ireng. Peningkatan konsentrasi Bio-Catharantin berpengaruh terhadap penurunan daya perkecambahaan, sedangkan perlakuan heat shock tidak mempengaruhi penurunan daya perkecambahan padi (Oryza sativa) Cempo Ireng. Laju transpirasi menunjukkan respon yang bervariasi dengan laju transpirasi terendah pada perlakuan Bio-Catharantin konsentrasi 10% tanpa heat shock, sedangkan rerata laju transpirasi tertinggi pada konsentrasi 5% dengan heat shock. Pertumbuhan terbaik terjadi pada kombinasi Bio-Catharantin tinggi (10%) dengaan heat shock, sedangkan perlakuan lainnya sebagian besar tidak menunjukkan penurunan pertumbuhan yang signifikan dibanding kontrol. Padi (Oryza sativa) Cempo Ireng hasil induksi kombinasi Bio-Catharantin dan heat shock yang diberi perlakuan salinitas menunjukkan respon peningkatan pertumbuhan yang tidak berbeda jauh, kecuali pada konsentrasi 50 mM/L menunjukkan penurunan pertumbuhan. Secara fisiologis menunjukkan respon terjadi penurunan rerata laju transpirasi dan ukuran stomata, sedangkan suhu daun dan sebagian besar kandungan klorofil meningkat (SPAD dan spektrofotometer). Berdasarkan hasil analisis PCA diketahui bahwa parameter pertumbuhan dan adaptasi fisiologis padi (Oryza sativa) Cempo Ireng hasil induksi Bio-Catharantin dan heat shock dipengaruhi oleh ukuran stomata.