Induksi Mutasi Iradiasi Sinar Gamma terhadap karakter morfologi dan anatomi stomata Anggrek Hitam (Coelogyne pandurata Lindl.) secara In vitro

ABSTRAK:

Coelogyne pandurata merupakan salah satu anggrek hias bernilai ekonomi tinggi yang memiliki keragaman genetik relatif rendah sehingga diperlukan upaya peningkatan variasi genetik melalui induksi mutasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh iradiasi sinar gamma terhadap pertumbuhan morfologi, karakter stomata, serta hubungan antara pertumbuhan planlet dan stomata daun anggrek hitam secara In vitro. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor berupa dosis iradiasi sinar gamma yang terdiri atas 0, 10, 20, 30, 40, dan 50 Gy dengan empat ulangan. Eksplan yang digunakan berupa planlet Coelogyne pandurata berumur ±1 tahun. Parameter yang diamati meliputi persentase hidup, tinggi tanaman, waktu muncul tunas pertama (MST), jumlah tunas, jumlah daun, panjang daun, warna daun, bentuk stomata, jumlah stomata, kerapatan stomata, dan luas stomata. Data parametrik dianalisis menggunakan ANOVA taraf 5%, sedangkan data yang tidak memenuhi asumsi parametrik dianalisis menggunakan uji Kruskal–Wallis dengan uji lanjut Dunn serta uji korelasi Spearman. Hasil penelitian menunjukkan bahwa seluruh planlet memiliki persentase hidup 100% hingga 12 minggu setelah iradiasi. Iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas dan jumlah daun, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, waktu muncul tunas, panjang daun, jumlah stomata, kerapatan stomata, dan luas stomata. Dosis tinggi menyebabkan penurunan pertumbuhan vegetatif, ditandai tidak terbentuknya tunas dan daun pada dosis 50 Gy. Secara anatomi, iradiasi gamma memengaruhi bentuk dan struktur stomata, meliputi penyempitan pori, stomata rusak, dan malformasi sel penjaga. Analisis korelasi menunjukkan hubungan positif sangat kuat antara jumlah tunas dengan jumlah daun serta hubungan negatif sangat kuat antara tinggi tanaman dengan luas stomata. Berdasarkan hasil penelitian, iradiasi sinar gamma berpotensi digunakan untuk meningkatkan variasi morfologi dan anatomi Coelogyne pandurata secara In vitro.

ABSTRACT:

Coelogyne pandurata is a high-value ornamental orchid with relatively low genetic diversity, necessitating efforts to increase genetic variation through mutation induction. This study aimed to determine the effects of gamma-ray irradiation on morphological growth and stomatal characteristics, as well as the relationship between planlet growth and leaf stomata in black orchids in vitro. The study employed a one-factor completely randomized design (CRD) with gamma-ray irradiation doses of 0, 10, 20, 30, 40, and 50 Gy, each repeated four times. The explants used were Coelogyne pandurata planlets approximately one year old. The observed parameters included survival rate, plant height, time to shoot emergence, number of shoots, number of leaves, leaf length, leaf color, stomatal shape, number of stomata, stomatal density, and stomatal area. Parametric data were analyzed using ANOVA at the 5% level, while data that did not meet the assumptions of parametric analysis were analyzed using the Kruskal–Wallis test with a Dunn post-hoc test as well as Spearman’s correlation test. The results showed that all plantlets had a survival rate of 100% up to 12 weeks after irradiation. Gamma-ray irradiation had a significant effect on the number of shoots and the number of leaves, but had no significant effect on plant height, time to shoot emergence, leaf length, number of stomata, stomatal density, and stomatal area. High doses caused a decrease in vegetative growth, characterized by the absence of shoots and leaves at a dose of 50 Gy. Anatomically, gamma irradiation affected the shape and structure of the stomata, including pore narrowing, damaged stomata, and guard cell malformations. Correlation analysis showed a very strong positive relationship between the number of shoots and the number of leaves, as well as a very strong negative relationship between plant height and stomatal area. Based on the research results, gamma-ray irradiation has the potential to be used to enhance the morphological and anatomical variation of Coelogyne pandurata in vitro.

مستخلص البحث:

تعد Coelogyne pandurata واحدة من نباتات الأوركيد الزينة ذات القيمة الاقتصادية العالية، والتي تتميز بتنوع جيني منخفض نسبيًا، مما يستلزم بذل جهود لزيادة التنوع الجيني من خلال تحفيز الطفرات. تهدف هذه الدراسة إلى معرفة تأثير إشعاع أشعة جاما على النمو المورفولوجي وخصائص الثغور، وكذلك العلاقة بين نمو الشتلات والثغور في أوراق الأوركيد الأسود في المختبر. استخدمت الدراسة تصميمًا عشوائيًا كاملًا (RAL) أحادي العامل يتمثل في جرعات إشعاع أشعة جاما تتكون من 0 و10 و20 و30 و40 و50 جراي مع أربع تكرارات. كانت العينة المستخدمة عبارة عن نباتات صغيرة من Coelogyne pandurata يبلغ عمرها حوالي سنة واحدة. وشملت المعلمات التي تمت ملاحظتها نسبة البقاء على قيد الحياة، وطول النبات، ووقت ظهور البراعم الأولى (MST)، وعدد البراعم، وعدد الأوراق، وطول الأوراق، ولون الأوراق، وشكل الثغور، وعدد الثغور، وكثافة الثغور، ومساحة الثغور. تم تحليل البيانات البارامترية باستخدام تحليل التباين (ANOVA) بمستوى دلالة 5٪، بينما تم تحليل البيانات التي لا تستوفي افتراضات البارامترية باستخدام اختبار كروسكال-واليس مع اختبار دان التكميلي واختبار ارتباط سبيرمان. أظهرت نتائج البحث أن جميع الشتلات الصغيرة حققت نسبة بقاء على قيد الحياة تبلغ 100٪ حتى 12 أسبوعًا بعد التعرض للإشعاع. كان للإشعاع بالأشعة جاما تأثير ملحوظ على عدد البراعم وعدد الأوراق، ولكنه لم يؤثر بشكل ملحوظ على ارتفاع النبات، ووقت ظهور البراعم، وطول الأوراق، وعدد الثغور، وكثافة الثغور، ومساحة الثغور. تسببت الجرعات العالية في انخفاض النمو الخضري، والذي تمثل في عدم تكوين براعم وأوراق عند جرعة 50 جراي. من الناحية التشريحية، أثرت إشعاعات غاما على شكل وهيكل الثغور، بما في ذلك تضييق المسام، وتلف الثغور، وتشوهات الخلايا الحارسة. أظهر تحليل الارتباط وجود علاقة إيجابية قوية جدًا بين عدد البراعم وعدد الأوراق، وعلاقة سلبية قوية جدًا بين ارتفاع النبات ومساحة الثغور. بناءً على نتائج البحث، يمكن استخدام إشعاع غاما لتحسين التنوع المورفولوجي والتشريحي لـ Coelogyne pandurata في المختبر.