INDUCING GENETIC VARIABILITY OF BLACK PEPPER (Piper nigrum L.) by IRRADIATION

Abstract

Genetic variability of black pepper germplasm in Indonesia is low. To broaden genetic variability, newly growth shoot tips from in vitro culture of black pepper var. LDL were y irradiated with doses 0, 0.3 0.6, 0.9, 1.2 and 1.5 krad. The treatments were designed in a complete block with five replications. The irradiaed plantlets were grown on MS medium. Response of the variety is described by recording an increase in leaves, shoots and node, numbers, plantlet height, and morphological abnormality in the irst vegetative mutation generation (MVI) and the second vegetative mutation generation (MV2). Ater 6 weeks, the plantlets were sub cultured and the leaves of MV2 were used for RAPD analysis. Six random primers were used for the study, i.e. OPC-01 (TTCGAGC- CAG), OPC-02 (GTGAGGCGTC), OPC-04 (CCGCATCTAC), OPC-05 (GATGACCGCC), OPC-06 (GAACGGACTC) and Abi 117.17 (GCTC- GTCAAC). The results showed that the lowest averages value on the increase of leaves, shoots, nodes and plantlets height al MVI are resulted at dose 1.5 krad, whereas dose 0.3 krad increases averages value on shoots and plantlet height. The highest percentage of abnormal leaves is resulted at dose 1.2 krad. Ater subculture, the MV2 plantlets showed higher averages value for almost all parameters observed than the untreated plantlets. The number of score able bands varied from 2-5 bands with molecular weight 0.4-12 kb. Thirty three bands were detected from the six primers, with OPC-01, OPC-04 and OPC-06 showed polymorphisms with 8 (24%) polymorphic bands. In OPC-01 one band with DNA size 1 -1.5 kb was absence rom the treated plants at dose 0.9-1.5 krad, while with OPC- 04, one band size 1 5 kb present only at 1.2 krad and with OPC-06 one band size 12 kb absence from 0.6 and 0.9 krad, and 3-5 bands size 1.5, 1.8 and bands with size 3-12 kb disappeared at dose 1.2 and 1.5 krad. The appearance and disappearance of bands may be related to the genetic changes due to y irradiation, and further exploration may be needed to ind how much genetic variation induced by irradiation in ield and the relationships with the changes in plant characters.Key words: Piper nigrum L., mutation, irradiation, RAPD, genetic variation ABSTRAK Peningkatan keragaman genetik tanaman lada (Piper nigrum L.) dengan iradiasi sinar gammaKeragaman genetik plasma nutfah lada sempit, untuk meningkatkan keragaman genetik, mata tunas yang tumbuh dari biakan lada varietas LDL diradiasi dengan sinar y dengan dosis 0, 0.3 0.6, 0.9, 1.2, dan 1.5 krad. Perlakuan menggunakan rancangan acak lengkap dengan lima ulangan. Tunas hasil radiasi ditanam pada media MS. Respon tanaman terhadap perlakuan iradiasi dilakukan dengan mengamati peningkatan jumlah daun, tunas, buku, tinggi tanaman dan morfologi pada planlet hasil perbanyakan vegetatif generasi pertama (MVI) dan kedua setelah iradiasi (MV2). Tunas hasil perbanyakan sub-kultur setelah iradiasi (MV2) dianaltsa keragaman genetiknya dengan RAPD (Randomly Ampliied Polymorphic DNA) menggunakan enam primer acak, yaitu OPC-01 (TTCGAGCCAG), OPC-02 (GTGAGGCGTC), OPC-04 (CCGCATCTAC), OPC-05 (GATGACCGCC), OPC-06 (GAACGGACTC) dan Abi 117.17 (GCTCGTCAAC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa iradiasi menyebabkan perubahan yang nyata pada planlet generasi pertama setelah perbanyakan vegetatif (MVI) terutama pada jumlah buku dan tinggi tanaman. tetapi tidak berbeda nyata untuk penambahan jumlah daun dan166 tunas. Nilai rata-rata penambahan jumlah daun, tunas, buku dan tinggi planlet terendah ditunjukkan oleh perlakuan iradiasi pada dosis 1.5 krad, sedangkan pada iradiasi 0.3 krad meningkatkan nilai rata-rata jumlah tunas dan tinggi planlet. Persentase daun abnormal diperoleh pada perlakuan 1.2 krad. Setelah sub-kultur, planlet generasi kedua setelah perbanyakan vegetatif (MV2) yang tumbuh menunjukkan nilai rata-rata yang lebih tinggi dari normal pada semua parameter. Persentase daun variegata pada MVI diperoleh dari perlakuan 1.2 krad tetapi pada MV2 diperoleh dari perlakuan 0.6 krad. Jumlah pita DNA yang terampliikasi berkisar antara 2-5 dengan berat molekul 0.4-12 kb. Tiga puluh tiga pita tcrdetcksi, 8 (24 %) pita diantaranya polimorfik, yang berasal dari primer OPC-01, OPC-04 dan OPC-06. Pada OPC-01 satu pita dengan ukuran 1-1.5 kb hilang dari perlakuan 0.9-1.5 krad, sementara pada OPC-04, satu pita dengan ukuran 1.5 kb muncul hanya pada perlakuan 1.2 krad dan pada OPC-06 satu pita 12 kb hilang dari perlakuan 0-6 dan 0.9 krad, 3-5 pita dengan ukuran 1.5 kb, 1.8 kb dan antara 3-12 kb hilang dari perlakuan 1.2 dan 1.5 krad. Hilang dan munculnya pita kemungkinan berhubungan dengan perubahan genetik akibat radiasi sinar y dan penelitian lanjut perlu dilakukan untuk menge¬ tahui tingkat keragaman yang ditimbulkan akibat iradiasi di lapang dan hubungannya dengan perubahan sifat terutama sifat yang mengunlungkanKara kunci: Piper nigrum L„ Lada, mutasi, radiasi, RAPD, variasi genetik