INDUKSI EMBRIOGENESIS MIKROSPORA DALAM RANGKA PROSES PEMULIAAN TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicum L.)

Ida Wilujeng Abidah Ubudiyah, Prof. Dr. Endang Semiarti, M.S., M.Sc., Dr. Maryani, M.Sc.

2026 | Tesis | S2 Biologi

Tomat (Solanum lycopersicum L.) merupakan salah satu komoditas penting dengan produksi di Indonesia pada tahun 2023 mencapai 1,14 juta ton, namun jumlah ini masih rendah dibandingkan potensi produksi global. Peningkatan produksi tomat di Indonesia terhambat oleh varietas unggul produktif dan tahan penyakit yang masih terbatas. Androgenesis melalui embriogenesis mikrospora merupakan salah satu metode untuk mempercepat proses perakitan varietas unggul dengan menyediakan sumber tetua yang berkualitas. Tujuan penelitian ini untuk mendapatkan tahap perkembangan mikrospora yang optimal dan responsif untuk induksi embriogenesis mikrospora dan isolasi gen embrio homolog RKD4 pada tomat. Metode yang digunakan meliputi: (1) pengamatan perkembangan mikrospora melalui penentuan ukuran kuncup bunga dan karakteristik anatomi untuk diinduksi menjadi mikrospora embriogenik, (2) perlakuan cekaman suhu (4°C, 25°C dan 33°C), (3) perlakuan starvasi karbon menggunakan medium B selama 1 hari terhadap mikrospora. Hasil penelitian menunjukkan, eksplan yang sesuai untuk isolasi mikrospora adalah kuncup bunga dengan ukuran 10,92±0,09 mm untuk F1 Comodor dan 13,42±0,09 mm untuk F1 Fortuna-23 yang mengandung lebih dari 60% mikrospora uniseluler akhir sebagai sumber eksplan. Perlakuan stres suhu, baik dilakukan sendiri maupun dikombinasikan dengan pelaparan sumber karbon, berhasil membelokkan jalur perkembangan mikrospora menuju struktur multiseluler embriogenik yang sangat bergantung pada varietas. Pada F1 Comodor, stres dingin tunggal pada 4°C dalam media NLN adalah yang paling efektif, sedangkan pada F1 Fortuna-23, stres panas tunggal pada 33°C dan kombinasi dengan pelaparan sumber karbon dalam media B memberikan hasil terbaik. Berdasarkan data PCR pada DNA genome tomat, terdapat gen homolog RKD4 pada tomat yaitu SlRKD3. Hasil eskpresi gen menunjukkan SlRKD3 terekspresi dengan adanya perlakuan stres suhu dan pelaparan karbon.

Tomato (Solanum lycopersicum L.) is an important horticultural commodity, with production in Indonesia reaching 1.14 million tons in 2023. However, this data remains low compared to its global production potential. The increase in tomato production in Indonesia is constrained by the limited availability of high-yielding and disease-resistant elite varieties. Androgenesis through microspore embryogenesis is one approach to accelerate the development of elite varieties by providing high-quality parental lines. This study aimed to determine the optimal and responsive microspore developmental stage for the induction of microspore embryogenesis and to isolate the homologous embryo-related gene RKD4 in tomato. The methods employed included: (1) observation of microspore development through the determination of flower bud size and anatomical characteristics to induce embryogenic microspores, (2) temperature stress treatments (4°C, 25°C, and 33°C), and (3) carbon starvation treatment using B medium for one day. The results showed that suitable explants for microspore isolation were flower buds measuring 10.92 ± 0.09 mm for F1 Comodor and 13.42 ± 0.09 mm for F1 Fortuna-23, containing more than 60% late uninucleate microspores. Temperature stress treatments, either applied alone or in combination with carbon starvation, successfully redirected microspore development toward embryogenic multicellular structures in a strongly genotype-dependent manner. In F1 Comodor, single cold stress at 4°C in NLN medium was the most effective treatment, whereas in F1 Fortuna-23, single heat stress at 33°C and its combination with carbon starvation in B medium produced the best results. Based on PCR analysis of tomato genomic DNA, a homolog of the RKD4 gene was identified in tomato, namely SlRKD3. Gene expression analysis showed that SlRKD3 was expressed in response to temperature stress and carbon starvation treatments.

Kata Kunci : embriogenesis mikrospora, stress suhu, pelaparan karbon, tomat, androgenesis, gen SlRKD3