Colchicine Colchicine-Induced Phenotypic Alterations in Dendrobium 'Transient White Rika' and 'Florenza': Valuable Material for Genetics-Based Learning Modules

Abstract

This study investigates the phenotypic alterations in Dendrobium 'Transient White Rika' (RKA) and 'Florenza' (FLO) orchids resulting from colchicine-induced polyploidy during in vitro cultivation. Colchicine, a known mitotic inhibitor, was applied at varying concentrations (0 ppm, 4000 ppm, 5000 ppm, 6000 ppm) to induce chromosome doubling and assess its impact on the vegetative and generative phases of the orchids. A factorial Randomized Block Design (RBD) was employed to analyze the effects of these treatments. The study revealed significant variations in leaf length and color, particularly at higher colchicine concentrations. Morphological changes were most pronounced at 6000 ppm, where the leaf length decreased, and flower morphology exhibited unique features compared to the control. The study also observed a reduction in stomatal density as colchicine concentration increased, correlating with an enlargement of leaf epidermal cells. These findings indicate that colchicine treatment can effectively induce phenotypic changes in Dendrobium orchids, contributing to the development of hybrids with superior ornamental qualities. However, the study also notes that the response to colchicine is variable, with certain parameters like the number of new shoots and leaf width not showing significant changes. The results underscore the potential of colchicine-induced polyploidy in orchid breeding, though further research is necessary to optimize treatment protocols and ensure the stability and viability of the resulting hybrids. These findings may serve as valuable material for genetics-based learning modules in biology.Penelitian ini menyelidiki perubahan fenotipik pada anggrek Dendrobium 'Transient White Rika' (RKA) dan 'Florenza' (FLO) akibat poliploidi yang diinduksi kolkisin selama budidaya in vitro. Colchicine, yang dikenal sebagai penghambat mitosis, diaplikasikan pada berbagai konsentrasi (0 ppm, 4000 ppm, 5000 ppm, 6000 ppm) untuk menginduksi penggandaan kromosom dan menilai dampaknya terhadap fase vegetatif dan generatif anggrek. Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial digunakan untuk menganalisis pengaruh perlakuan ini. Studi ini mengungkapkan variasi yang signifikan pada panjang dan warna daun, terutama pada konsentrasi colchicine yang lebih tinggi. Perubahan morfologi paling menonjol pada 6000 ppm, dimana panjang daun berkurang, dan morfologi bunga menunjukkan ciri-ciri yang unik dibandingkan dengan kontrol. Studi ini juga mengamati penurunan kepadatan stomata seiring dengan peningkatan konsentrasi colchicine, berkorelasi dengan pembesaran sel epidermis daun. Temuan ini menunjukkan bahwa perlakuan kolkisin dapat secara efektif menginduksi perubahan fenotipik pada anggrek Dendrobium, sehingga berkontribusi terhadap pengembangan hibrida dengan kualitas hias yang unggul. Namun penelitian ini juga mencatat bahwa respons terhadap kolkisin bervariasi, dengan parameter tertentu seperti jumlah tunas baru dan lebar daun tidak menunjukkan perubahan signifikan. Hasil ini menggarisbawahi potensi poliploidi yang disebabkan oleh kolkisin dalam pemuliaan anggrek, meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan protokol pengobatan dan memastikan stabilitas dan kelangsungan hidup hibrida yang dihasilkan.