Tersedia online di http://journal.ipb.ac.id/index.php/jhi

## Keragaan Karakter Pembungaan Kuantitatif dan Profil Metabolomik Bawang Merah (Allium cepa var. aggregatum) yang Diinduksi dengan Perlakuan Vernalisasi
The characteristic Performace of Quantitative Flowering Characters and Metabolomic Profile of Shallot (Allium cepa var. aggregatum) Induced by Vernalization
Marlin 1.2 , Awang Maharijaya 3.4 , Sobir 3.4 , dan Agus Purwito 3 *
Diterima 16 Agustus 2017/Disetujui 15 Oktober 2018

## ABSTRACT
Flowering initiation is regulated by the internal and external condition of plant. Vernalization is considered to induce flower initiation on shallots (Allium cepa  var. aggregatum). This research objective was to analyze the flowering quantitatif characters and metabolomic profile of shallot during vernalization on bulb development. Vernalization was carried out at 8 0 C for 6 weeks treatment were four bulb growth stage i.e non-vernalized bulbs (S 0 ), vernalization on embryonic stage (S 1 ), vernalized bulbs on  1 cm of shoot  stage  (S 2 ) and vernalized bulbs on 2 cm of shoot  stage  (S 3 ). Vernalization treatment  in early  stage  increased  the  number of tillers,  number of  umbel, diameter of umbel  and percentage of flowering compared to another stage. The early stage of bulbs growth was the effective stage  in  receiving  vernalization  treatment.  The  bigger  number  and  diameter  of  umbel  lead  to  the higher percentage of flowering in shallot plant. The number and diameter of umbel can be used as character of selection for the percentage flowering character in shallot. Metabolomic analysis has identified of 104 specific metabolites from different vernalization treatments and clustered shallot into three groups. The early stadium of bulbs development (embryo stadia and stadia 1 cm buds) contains specific metabolomes (phytol and 2-propanone) as the indicator of reproductive phase.
Keywords: correlation, flower induction, hierarchical cluster analysis, metabolomic

## ABSTRAK
Proses  pembungaan  pada  bawang  merah  ( Allium  cepa var. aggregatum )  sangat  dipengaruhi faktor internal dan eksternal tanaman. Induksi pembungaan dengan perlakuan vernalisasi dilakukan untuk  mendorong  inisiasi  pembentukan  bunga  bawang  merah.  Penelitian  bertujuan  untuk menganalisis karakter kuantitatif pembungaan dan profil metabolomik bawang merah yang diberikan perlakuan vernalisasi pada stadia perkembangan umbi. Vernalisasi dilakukan pada suhu 8 0 C selama 6 minggu terdiri atas empat taraf, yaitu umbi tanpa  vernalisasi (S 0 ), vernalisasi pada stadia embrio (S 1 ), vernalisasi pada stadia tumbuh tunas 1 cm (S 2 ), dan vernalisasi pada stadia tumbuh tunas 2 cm (S 3 ). Perlakuan vernalisasi pada stadia awal pertumbuhan umbi mampu meningkatkan karakter jumlah anakan, jumlah umbel, diameter umbel, dan persen berbunga bawang merah dibandingkan vernalisasi pada  stadia  lainnya.  Stadia  awal  pertumbuhan  umbi  merupakan  stadia  terbaik  dalam  menerima perlakuan vernalisasi. Semakin besar jumlah umbel dan diameter umbel semakin meningkatkan persen berbunga  bawang  merah.  Karakter  jumlah  umbel  dan  diameter  umbel  dapat  digunakan  sebagai karakter  seleksi  untuk  peubah  persen  berbunga  bawang  merah.  Analisis  metabolomik  berhasil mengidentifikasi 104 metabolit spesifik dan mengelompokkan bawang merah menjadi 3 kelompok stadia. Vernalisasi pada stadia awal perkembangan umbi (stadia embrio dan tunas 1 cm) menunjukkan adanya perubahan fase reproduktif, yang dicirikan dengan adanya senyawa phytol dan 2-propanone.
Kata kunci: metabolomik, analisis pengelompokan hierarkis, induksi pembungaan, korelasi
1 Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu, Jl. WR. Supratman Kandang Limun, Bengkulu – 38371
2 Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
3 Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Jl. Meranti, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680, Indonesia
4 Pusat Kajian Hortikultura Tropika, Institut Pertanian Bogor E-mail : marlin@unib.ac.id (*Penulis korespondensi)

## PENDAHULUAN
Bawang  merah  ( Allium  cepa var. aggregatum ) merupakan  tanaman  sayuran penting di Indonesia. Bawang merah termasuk dalam kelompok tanaman Allium bersama 780 spesies Allium lainnya  (Friesen et  al., 2006). Bawang  merah  dapat  dimanfaatkan  sebagai sayuran,  rempah,  dan  juga  sebagai  tanaman obat  untuk  berbagai  jenis  penyakit.  Bawang merah mengandung essential oil yang berfungsi sebagai antioksidan (Mnayer et al., 2014), dan antikanker (Omar dan Al-Wabel, 2010). Regulasi kemampuan berbunga tanaman dipengaruhi  oleh  faktor  eksternal  dan  internal (Yang et  al., 2016).  Proses  pembungaan tanaman dapat diinduksi dengan menyediakan kondisi  optimum  yang  mendukung  proses pembungaan. Susanto et al . (2016) menginduksi  pembungaan pada tanaman jeruk pamelo dengan melakukan strangulasi selama 3 bulan.  Elsiddig et  al. (2015)  menjelaskan bahwa perlakuan vernalisasi diketahui memberikan dampak yang baik terhadap proses pembungaan  tanaman.  Menurut  Handerson et al. (2003) vernalisasi merupakan suatu respon kuantitatif,  semakin  lama  tanaman  terpapar oleh  suhu  rendah  maka  akan  semakin mempercepat  proses  pembentukan  bunga. Penelitian Elsiddig et al. (2015) menunjukkan perlakuan  vernalisasi  dengan  suhu  4-5 0 C selama  90  hari  atau  lebih  merupakan  faktor utama dalam menginduksi pembungaan bawang bombai kultivar Texas Grano. Induksi pembungaan  dengan  perlakuan  vernalisasi merupakan  upaya  penting  untuk  dapat meningkatkan  kemampuan  berbunga  pada bawang  merah.  Peningkatan  kemampuan berbunga  pada  bawang  merah  menjadi  sangat penting  dalam  upaya  perbaikan  sifat-sifat penting tanaman bawang merah melalui proses hibridisasi. Belum diketahui saat perkembangan umbi  yang  tepat  untuk  diberikan  perlakuan vernalisasi yang dapat menginduksi pembungaan bawang  merah.  Pemberian  vernalisasi  pada stadia  perkembangan  umbi  yang  tepat  dapat meningkatkan respon tanaman terhadap perlakuan induksi pembungaan. Analisis metabolomik merupakan dimensi  baru  dalam  mempelajari  sistem biologi,  yang  dapat  menjelaskan  lebih  jauh mengenai  interaksi  selular  dalam  tingkat  sel (Tugizimana et  al .,  2013).  Terdapat  banyak senyawa  metabolit  intraselular  yang  berperan
dalam perubahan reaksi biokimia, dan menghubungkan  bagian-bagian  yang  berbeda dari  reaksi  metabolisme  menjadi  suatu  ikatan jaringan  metabolit  yang  kuat  (Nielsen,  2001). Perubahan pola metabolit tanaman merupakan indikasi  adanya  lingkungan  seluler  yang dinamis  (Sumner et  al .,  2003),  dan  reaksi biosintesisnya  berperan  dalam  keragaman enzim  yang  dihasilkan  (Tugizimana et  al .,
2013).  Strategi  analisis gas  chromatography mass spectrometry (GC-MS) digunakan untuk menganalisis  senyawa  volatil,  dan  senyawa terpilih  dianalisis  secara  struktural  dengan spektrometri  massa  yang  mentranspos  metode GC-MS  (Lekshmi et  al .,  2014).  Analisis metabolomik adalah pendekatan yang menjanjikan untuk mempelajari studi komponen  bioaktif  dalam  ekstrak  tumbuhan. Perubahan yang terjadi selama proses metabolit dapat menjadi indikasi penting untuk menunjukkan status pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui  karakter  kuantitatif  pembungaan dan  menganalisis  profil  metabolomik  bawang merah  yang  diberikan  perlakuan  vernalisasi pada  stadia  perkembangan  umbi.  Melalui penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberikan informasi terkait upaya peningkatan kemampuan berbunga bawang merah, sehingga dapat  berguna  bagi  pengembangan  program pemuliaan bawang merah di Indonesia.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan Pusat  Kajian  Hortikultura  Tropika  (PKHT) Pasir  Kuda  Bogor  dan  Laboratorium  Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Hasil  Hutan (P3HH)  Bogor.  Penelitian  dimulai  bulan Februari sampai Juni 2016. Penelitian menggunakan  bahan  tanam  berupa  umbi bawang  merah  varietas  Bima  Brebes  dengan ukuran 5-7  g  per  umbi.  Umbi  bawang ditumbuhkan pada beberapa stadia perkembangan  umbi.  Percobaan  dilakukan dengan rancangan acak lengkap dengan faktor tunggal, yaitu vernalisasi pada beberapa stadia perkembangan  umbi.  Perlakuan  terdiri  atas umbi  tanpa  vernalisasi  (S 0 ),  vernalisasi  pada stadia  embrio  (S 1 ),  vernalisasi  pada  stadia tumbuh  tunas 1  cm  (S 2 ),  dan  vernalisasi pada stadia  tumbuh  tunas  2  cm  (S 3 ).  Vernalisasi
dilakukan  dengan  cara  menyimpan  umbi bawang  merah  dengan  beberapa  stadia pertumbuhan pada suhu 8 0 C selama 6 minggu.
Percobaan dilakukan dengan 6 ulangan dengan masing-masing 9 tanaman dalam setiap satuan percobaan.
Umbi  ditanam  pada  media  tanam  yang berupa  campuran  antara  tanah  dan  pupuk kandang  (1  :  1).  Sebelum  penanaman  umbi bawang  merah  direndam  dalam  larutan fungisida  dengan  bahan  aktif benomil 50% dengan  konsentrasi  2  g  L -1 selama  15  menit.
Pemupukan yang diberikan berupa pupuk NPK mutiara  (15:15:15)  dengan  dosis  600  kg  ha -1 atau 2.4 g per polibag.
Pengamatan  terhadap  karakter  bobot awal umbi dilakukan dengan menimbang umbi sebelum  tanam,  sedangkan  karakter  tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah daun diamati saat tanaman berumur 5 minggu setelah tanam (mst).  Pengamatan  terhadap  waktu  berbunga, waktu seludang pecah, jumlah umbel,  panjang umbel, dan diameter umbel dilakukan saat 75% tanaman sudah menunjukkan karakter tersebut. Pengamatan terhadap persen tanaman berbunga dilakukan dengan menghitung jumlah tanaman yang berbunga dibagi dengan jumlah tanaman tiap perlakuan dalam setiap ulangan.
Pengamatan  terhadap  jumlah  umbi,  diameter umbi, bobot segar umbi dilakukan saat panen.
Data penelitian dianalisis dengan analisis sidik ragam (ANOVA) dan diuji lanjut berdasarkan Duncan’s multiple range test (DMRT) dengan tingkat
kepercayaan
95%,
dengan menggunakan program SAS versi 9.1. Analisis korelasi Pearson menggunakan  perangkat lunak  R  paket  “ agricolae ”  (R  versi  3.2.2 http://www.r-project.org/). Analisis  metabolomik  menggunakan sampel  daun  bawang  merah  pada  umur  5 minggu setelah tanam. Sampel diambil di pagi hari,  dengan  cara  memotong  daun  segar  yang tumbuh di dekat tangkai bunga dengan ukuran ±  7  cm  per  tanaman.  Analisis  metabolomik menggunakan  instrumen  GC-MS  pirolisis (GCMS-QP2010  system,  Shimadzu  Japan) yang  dihubungkan  dengan mass  spectrometer detector .  Sampel  dimasukkan  ke  dalam  ruang kuarsa  di  unit  pirolisa.  Gas  helium  digunakan sebagai carrier gas dengan mode aliran konstan pada 0.85 ml per menit. Kolom analisis adalah Rt  x  5  MS,  dengan  panjang  60  m,  ketebalan 0.25  μm,  dan  diameter  0.25  mm.  Suhu  awal kolom  adalah  50 0 C,  yang  secara  bertahap
meningkat  sebesar  10 0 C  sampai  280 0 C. Detektor spektrometer massa digunakan untuk mendeteksi senyawa saat dilepaskan dari kolom dengan suhu detektor 200 0 C. Identifikasi komponen non-target metabolit  dilakukan  dengan  mencocokkan spektrum  massa  dengan  yang  tersedia  pada database WILEY7 LIB. Nama putatif senyawa tersebut  dikonfirmasikan  dengan  menggunakan database  online  PubChem  di  NCBI  (https: //pubchem.ncbi.  nlm.nih.gov/), chemicalbook database (http://www.chemicalbook.com), dan NIST webbook database (http: //webbook.nist. gov/).  Dataset  dari  nilai  konsentrasi  masing- masing  senyawa  putatif  ditransformasikan dengan  log2  untuk  mendapatkan  data  yang dinormalisasi.  Matriks  data  dari  non-target metabolit  bawang  merah  pada  masing-masing perlakuan vernalisasi dianalisis dengan menggunakan paket Metabolomik pada software  R.  Paket  metabolomik  dioperasikan untuk membangun hierarchical cluster analysis (HCA) dan memvisualisasikan heatmap dengan dendrogram. HCA menggunakan  metode  jarak  jauh  Euclidean ( euclidean  distance  method )  dan  metode aglomerasi  keterkaitan  lengkap  ( complete linkage agglomerative method ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bawang merah yang ditanam menunjukkan  pertumbuhan  yang  cukup  baik. Hasil  analisis  ragam  menunjukkan  bahwa perlakuan vernalisasi pada stadia perkembangan umbi  memberikan  pengaruh  yang  berbeda sangat  nyata  terhadap  karakter  bobot  awal umbi,  tinggi  tanaman,  diameter  umbel,  dan persen  berbunga  dan  menunjukkan  pengaruh yang  tidak  berbeda  nyata  terhadap  karakter lainnya.  Hasil  uji  DMRT  pada  Tabel  1 menunjukkan  pula  bahwa  umbi  yang  tidak divernalisasi  memiliki  respon  yang  lebih rendah  dibandingkan  dengan  umbi  yang mendapat  vernalisasi  pada  stadia  awal  (stadia embrio dan tunas 1 cm). Umbi tanpa vernalisasi memiliki  karakter  morfologi  dan  pembungaan yang relaif sama dengan umbi yang divernalisasi pada stadia lanjut (tunas 2 cm).
Perlakuan  vernalisasi  secara  signifikan meningkatkan  jumlah  umbel,  diameter  umbel dan  persen  berbunga,  tetapi  menunjukkan pengaruh  yang  berbeda  tidak  nyata  pada
karakter-karakter kuantitatif pembungaan lainnya.  Menurut Brewster  (2008),  vernalisasi dapat  menginduksi  pertumbuhan  generatif dibandingkan  pertumbuhan  vegetatif.  Pada umbi yang tidak divernalisasi memiliki jumlah umbel  yang  lebih  kecil  (1.16  umbel) dibandingkan  dengan  umbi  yang  divernalisasi (1.53-2.08 umbel),  serta diameter umbel  yang lebih kecil (46.83 mm) dibandingkan tanaman yang  mendapat  perlakuan  vernalisasi  (53.69- 56.68  mm).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa perlakuan  vernalisasi  mampu  mendorong kemampuan berbunga tanaman bawang merah.
Perlakuan vernalisasi juga menunjukkan persen  berbunga  tanaman  yang  lebih  besar (70.37-79.63%)  dibandingkan  tanaman  yang tidak  divernalisasi  (29.63%).  Sejalan  dengan penelitian  Mollah et  al. (2015),  bahwa perlakuan  tanpa  vernalisasi  menyebabkan jumlah umbel, diameter umbel bawang menjadi lebih  rendah  dibandingkan  bawang  yang diperlakuan  dengan  vernalisasi  10-15 0 C. Perbedaan stadia tumbuh menyebabkan perbedaan  toleransi  terhadap  lingkungan, sehingga  tanaman  harus  meregulasi  proses pertumbuhan  dan  perkembangannya  (Auge et al., 2017).  Kemampuan  berbunga  dipengaruhi berbagai  faktor  lingkungan dan  faktor  genetik tanaman (Yang et al., 2016). Peningkatan  persen  berbunga  karena perlakuan  vernalisasi  tidak  hanya  terjadi pada tanaman bawang  merah,  penelitian  Ami et  al. (2013)  pada  bawang  bombai  menunjukkan vernalisasi  dengan  suhu  rendah  5±1 0 C  dapat meningkatkan  persentase  pembentukan  bunga secara signifikan yaitu 99.14% pada 52 hst dan 99.43% pada 57 hari setelah tanam. Elsiddig et al. (2015)  menunjukkan  perlakuan  vernalisasi dengan suhu 4-5 0 C selama 90 hari atau lebih
merupakan  faktor  utama  dalam  menginduksi pembungaan  bawang  bombai  kultivar  Texas Grano.  Penelitian  McCormick et  al. (2014) menunjukkan  bahwa  perlakuan  vernalisasi pada  suhu  4 0 C  selama  4-12  minggu memberikan  pengaruh  positif  terhadap  proses pembungaan  tanaman  bit  merah.  Berbeda dengan  penelitian  Jasmi et  al. (2013)  yang menunjukkan  perlakuan  vernalisasi  pada bawang  merah  tidak  mampu  menginduksi pembungaan  di  dataran  rendah,  tetapi  dapat meningkatkan  indeks panen.  Penelitian Wu et al. (2016)  menunjukkan  bahwa  vernalisasi menyebabkan berkurangnya pertumbuhan vegetatif tanaman bawang putih. Amasino et al.
(2016),  vernalisasi  dibutuhkan  untuk  proses perkembangan  bunga.  Bertambahnya  persen berbunga  bawang  merah  diduga  merupakan hasil  peningkatkan  aktifitas  pembelahan  sel tanaman karena mendapat perlakuan vernalisasi.  Hal  inilah  yang  menyebabkan perlakuan  vernalisasi  mampu  meningkatkan kemampuan  berbunga  bawang  merah  yang ditunjukkan  dengan  peningkatan  karakter diameter  umbel  dan  persen  berbunga  bawang merah.
Analisis  korelasi  dapat  menjelaskan keeratan  hubungan  antara  dua  karakter  atau lebih.  Hasil  penelitian  menunjukkan  terdapat korelasi  positif  yang  sangat  nyata  antara  saat muncul umbel dengan saat umbel pecah (75%), dan antara jumlah umbel dengan panjang umbel (73%)  (Tabel  2).  Semakin  lama  waktu  yang dibutuhkan untuk membentuk umbel, semakin lama pula waktu yang dibutuhkan untuk umbel pecah.  Hal  ini  berkaitan  dengan  proses pembentukan  dan  pematangan  bunga  dalam umbel.
Tabel  1.  Keragaman  morfologi  dan  kuantitatif  pembungaan  bawang  merah  dengan  perlakuan vernalisasi pada stadia perkembangan umbi. Umbi tanpa vernalisasi (S 0 ), vernalisasi stadia embrio (S 1 ), vernalisasi stadia tunas 1 cm (S 2 ), vernalisasi stadia tunas 2 cm (S 3 ) Perlakuan Karakter Bobot Awal Umbi (g) Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Umbel (umbel) Diameter Umbel (mm) Persentase Berbunga (%) S 0 5.89 a 43.66 a 1.16 b 46.83 b 29.63 b S 1 3.78 b 43.46 a 2.08 a 56.68 a 70.37 a S 2 3.01 c 41.44 ab 1.76 ab 54.90 a 79.63 a S 3 2.71 c 40.72  b 1.53 ab 53.69 a 40.74 ab
Keterangan: * berbeda nyata (P<5%), ** = berbeda sangat nyata (p<1%), angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama artinya tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf α = 5%.
Menurut  Avarez-Buylla et  al. (2010), semua jaringan yang terdapat pada organ bunga tersusun  berdasarkan  pola  pembentukannya dan  laju  pembelahan  sel  pada  jaringan meristem. Proses pecahnya umbel akan sangat berkaitan  dengan  proses  pematangan  organ bunga  lainnya  di  dalam  umbel.  Keeratan hubungan  antara  beberapa  karakter  morfologi dengan  persen  berbunga  bawang  merah menjadi  indikator  yang  sangat  penting  dalam menentukan pilihan karakter seleksi yang tepat.
Hasil  analisis  korelasi  antar  karakter morfologi  terhadap  persen  berbunga  bawang merah  menunjukkan  bahwa  terdapat  korelasi yang sangat nyata pada karakter jumlah umbel (48%),  dan  diameter  umbel  (70%).  Semakin besar jumlah umbel  dan diameter umbel  akan semakin meningkatkan persen berbunga bawang  merah.  Dengan  demikian,  karakter jumlah  umbel  dan  diameter  umbel  dapat digunakan  sebagai  karakter  seleksi  untuk peubah  persen  berbunga  bawang  merah. Analisis  keeratan  hubungan  diantara  karakter- karakter  kuantitatif  sangat  penting  untuk menduga  kemungkinan  seleksi  dari  dua karakter  atau  lebih,  dan  untuk  mengevaluasi pengaruh seleksi dari karakter-karakter
sekunder terhadap karakter utama (Ezeaku dan Mohammed, 2006).
Sebanyak 104 senyawa metabolit spesifik bawang  merah  genotipe Bima Brebes diidentifikasi  oleh  instrumen  GC-MS.  Hasil analisis  klaster  hierarki  yang  divisualisasikan dengan heatmap metabolit  spesifik,  berhasil mengelompokkan bawang merah menjadi tiga kelompok  berdasarkan  perlakuan  vernalisasi yang diberikan (Gambar 1).
Analisis klaster hierarki yang divisualisasikan dengan heatmap metabolomik menjelaskan  distribusi  pengelompokan  senyawa metabolit  spesifik  pada  setiap  perlakuan vernalisasi.  Terdapat  16  metabolit  spesifik bawang merah tanpa perlakuan vernalisasi, 19 metabolit  spesifik  dengan  vernalisasi  stadia embrio dan stadia tunas 2 cm, serta terdapat 11 metabolit spesifik pada vernalisasi umbi stadia tunas 1 cm. Umbi tanpa vernalisasi dan dengan vernalisasi  stadia  tunas  2  cm  menunjukkan profil  metabolomik  yang  sama.  Vernalisasi pada  stadia  tumbuh  yang  lebih  awal  (embrio) menunjukkan  variabilitas  metabolomik  yang relevan.
Tabel 2. Nilai koefisien korelasi Pearson antar karakter morfologi bawang merah dengan perlakuan vernalisasi pada stadia tumbuh umbi
Karakter TT JD JA SMU JU SUP PU DU BBUi JUi DUi PB Bobot awal 0.53 ** 0.04  -0.14 -0.11 -0.26 -0.00 0.09 -0.63 ** 0.09 0.34 -0.18 * -0.38 Tinggi tanaman 0.35  0.08 -0.37 0.09 -0.31 0.36 -0.10 -0.01 0.25 -0.03  -0.06 Jumlah daun 0.63 ** -0.39 0.26 -0.45 * 0.13 0.29 -0.10 0.00 0.10 0.31 Jumlah akar -0.38 -0.03 -0.40 * -0.02 0.20 -0.19 -0.10 0.29 0.38 Saat muncul umbel -0.28 0.75 ** -0.37 -0.04 -0.05 -0.17 -0.37  -0.18 Jumlah umbel -0.45 * 0.73 ** 0.59 ** -0.24 -0.28 0.09 0.48 ** Saat umbel pecah -0.54 ** -0.25 0.23 0.16 -0.15  -0.30 Panjang umbel 0.20 -0.11 -0.23 0.23 0.24 Diameter umbel -0.20 -0.51 ** 0.12 0.70 ** Bobot basah umbi 0.53 ** 0.45 ** -0.21 Jumlah umbi -0.05  -0.37 Diameter umbi 0.27
Keterangan: TT= Tinggi tanaman; JD= Jumlah daun; JA= Jumlah akar; SMU= Saat muncul umbel; JU= Jumlah umbel; SUP= Saat  umbel pecah; PU= Panjang  umbel; DU=  Diameter  umbel; BBUi= Bobot basah umbi; JUi= Jumlah  umbi; DUi=  Diameter umbi; PB= Persen berbunga.  * = berkorelasi nyata pada taraf 5 % ,  **= berkorelasi sangat nyata pada taraf 1%.
Gambar 1. Heatmap dari 104 metabolit dalam bawang merah genotipe Bima Brebes. Matriks dengan kode  warna  mewakili  nilai  rata-rata  intensitas  metabolit  genotipe  bawang  merah  'Bima Brebes'.  Warna  merah  =  konsentrasi  yang  rendah,  hitam  =  konsentrasi rata-rata,  hijau  = konsentrasi tinggi. Data metabolit telah diubah menjadi log2 dari rata-rata tengah.
Tanpa vernalisasi Stadia tunas 2 cm Stadia tunas 1 cm Stadia embrio
M etabolit s pe sif ik
Metabolit  spesifik  pada  umbi  tanpa vernalisasi  (S 0 )  didominasi  oleh  senyawa organosulfur, volatil, dan asam lemak. Analisis metabolomik mampu mengidentifikasi senyawa  kimia  yang  sangat  beragam  dari senyawa  anorganik  ionik  hingga  karbohidrat hidrofilik,  alkohol  dan  keton  yang  mudah menguap,  asam  amino  dan  non-amino,  lipida hidrofobik,  dan  produk  alami  yang  kompleks (Villas-Boas et al ., 2005). Adanya konsentrasi senyawa alkil aldehida yang lebih tinggi pada umbi  yang  tidak  divernalisasi  disebabkan karena  adanya  akumulasi  senyawa-senyawa volatil tersebut pada jaringan vegetatif tanaman.
Pada  umbi  yang  divernalisasi,  senyawa metabolit  sekunder  lebih  didominasi  oleh senyawa phytol yang berperan dalam meningkatkan
kemampuan reproduksi tanaman. Selain itu, heatmap mengidentifikasi senyawa  dengan  aroma  yang  kuat  seperti azetidine, benzonitrile, pyrrolidine,
pentanedioic  acid , heptanal, dan ambrettolide sebagai senyawa yang paling representatif pada perlakuan ini. Bawang merah dengan perlakuan vernalisasi  pada  stadia  tunas  1  cm  (S 2 ) didominasi oleh minyak esensial dengan aroma dan anestesi yang kuat . Vernalisasi pada stadia ini  menghasilkan  peningkatan  senyawa 2- propanone yang  merupakan  senyawa  volatil keton. Senyawa ini umumnya merupakan salah satu  senyawa  yang  menjadi  indikator  yang ditemui saat tanaman memasuki fase reproduksi. Bawang  merah  yang  divernalisasi  pada stadia  tunas  2  cm  (S 3 )  yang  didominasi  oleh nitrogen  dan  senyawa  volatil . Tanaman  yang divernalisasi pada stadia ini juga mengandung organosulfur  dan  sumber  nitrogen  seperti nitrogen  oxide,  propylene  sulfide,  4H-1,2,4- Triazol-3-amine,  4-methyl-,  benzyl  cyanide, dan tetradecanamide Senyawa  organik  ini termasuk dalam kelompok senyawa thiol , yang merupakan  cairan  tak  berwarna  dan  memiliki aroma  yang  kuat.  Lokke et  al .  (2012) melaporkan  bahwa  umbi  bawang  memiliki senyawa propanethiol konsentrasi  tertinggi dengan aktifitas aroma 20 kali lebih tinggi dari pada dipropyl disulfide . Perlakuan vernalisasi mampu meningkatkan konsentrasi  metabolit  sekunder  pada  bawang merah dibandingkan umbi yang tidak divernalisasi. Perlakuan vernalisasi pada umbi bawang merah mengakibatkan kondisi stres dan dapat  memicu  eskalasi  metabolit  sekunder. Johnston et  al. (2007)  melaporkan  bahwa
perlakuan  suhu  rendah  biasanya  menginduksi pembentukan reactive  oxygen  species (ROS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa metabolit sekunder  sebagai  komponen  rasa  dan  aroma teridentifikasi  lebih  tinggi  pada  umbi  tanpa vernalisasi  dan  umbi  yang  divernalisasi  pada stadia  akhir  (stadia  tunas  2  cm)  dibandingkan stadia  embrio.  Wu et  al .  (2016)  melaporkan bahwa respon terhadap vernalisasi bervariasi di antara  tanaman  bawang  putih  dari  berbagai umur,  meskipun  diberikan  perlakuan  yang sama.  Hal  ini  disebabkan  karena  komposisi metabolit ditentukan oleh fungsi kompleks dari berbagai  proses  regulasi  di  dalam  sel  (Villas- Boas et  al .,  2005).  Kemajuan  dalam  analisis metabolomik  telah  memberi  kontribusi  pada peningkatan  kualitas  program  pemuliaan  dan bioteknologi  tanaman.  Profil  metabolit  yang dideteksi dengan  menggunakan  instrumen  yang sensitif  dan  selektif  merupakan  cara  penting untuk mengevaluasi senyawa-senyawa potensial  pada  tanaman,  serta  keamanan  dan khasiatnya (Wu et al., 2013).

## KESIMPULAN
Vernalisasi  yang  diberikan  pada  stadia awal  perkembangan  umbi  (stadia  embrio  dan stadia 1 cm tunas) terbukti lebih efektif dalam menerima perlakuan vernalisasi untuk menginduksi  kemampuan  berbunga  bawang merah dibandingkan perlakuan lainnya.
Vernalisasi  pada  stadia  tunas  2  cm  (S 3 ) merupakan stadia yang kurang efektif terhadap perlakuan  vernalisasi,  stadia  ini  memiliki karakter  yang  sama  dengan  perlakuan  tanpa vernalisasi  (S 0 ).  Hasil  analisis  korelasi menunjukkan  bahwa  karakter  jumlah  umbel dan  diameter  umbel  memiliki  korelasi  positif yang  sangat  nyata  terhadap  persen  berbunga bawang  merah.  Semakin  besar  jumlah  umbel dan diameter umbel semakin meningkat persen berbunga  bawang  merah.  Analisis  metabolomik menghasilkan  104  metabolit  spesifik  dari  4 perlakuan  vernalisasi,  dan  mengelompokkan bawang merah menjadi 3 kelompok stadia yang berbeda.  Vernalisasi  stadia  awal  dapat meningkatkan  kandungan  senyawa phytol dan 2-propanone yang  dapat  menjadi  indikator penting  yang  menunjukkan  tanaman  telah memasuki  fase  reproduktif.  Sebaliknya,  umbi tanpa  perlakuan  vernalisasi  dan  vernalisasi pada  stadia  lanjut  menghasilkan  senyawa-
senyawa organosulfur potensial sebagai senyawa  aromatik  khas  bawang  merah  dan memiliki  aktifitas  sebagai  antioksidan  dan antimikroba.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  didanai  melalui  Hibah Penelitian  Insentif  Sistem  Inovasi  Nasional, Kementerian Riset dan Teknologi, Pendidikan Tinggi Tahun 2016.

## DAFTAR PUSTAKA
Amasino, R.M. 2016. Vernalization pathways in different plant groups. Plant
Physiology Preview. 1-30. www. plantphysiol.org. [24 Agustus 2017].
Ami,  E.J.,  M.T.  Islam,  A.M.  Farooque.  2013. Effect of vernalization on seed production of  onion.  Agriculture,  Forestry  and Fisheries. 2(6): 212-217.
Auge,  G.A.,  L.K.  Blair,  H.  Neville,  K. Donohue.  2017.  Maternal  vernalization and vernalization-pathway genes influence progeny seed germination. New Phytologist. 1-13.
Alvarez-Buylla, E.R., M. Benítez, A. Corvera- Poiré, A. Chaos-Cador, S. de Folter, A.
Gamboa de Buen,  A.  Garay-Arroyo, B.
García-Ponce,  F.  Jaimes-Miranda,  R.V. Pérez-Ruiz,  A.  Piñeyro-Nelson,  Y.E.
Sánchez-Corrales. 2010. Flower Development.  The  Arabidopsis  Book. American Society of Plant Biologists. 1-
57.
Brewster,  J.L.  2008.  Onion  and  Oher Vegetables Allium s  2nd  Edition.  CABI
Oxfordshire. UK. 432 hal.
Elsiddig, E.A.M., O.M. Elamin, M.E. Elkashif. 2015.  Induction  of  flowering  in  texas early  grano  onion  cultivar  using vernalization and gibberellic acid under gezira state conditions, Sudan. Internl. J. of Sci. and Resch Publ. 5(9): 1-7.
Ezeaku, I.E., S.G. Mohammed. 2006. Character association  and  path  analysis  in  grain sorghum.  Afr.  J.  of  Biotechnol.  5(14): 1337-1340.
Friesen, N., R.M. Fritsch, F.R. Blattner. 2006. Phylogeny and new intrageneric classification  of  Allium  ( Alliaceae ) based  on  nuclear  ribosomal  DNA  its sequences. Aliso. 22(1): 372-395.
Handerson, I.R., C. Shindo, C. Dean. 2003. The need  for  winter  in  the  switch  to flowering.  Ann.  Rev.  of  Genetic.  37: 371-392.
Jasmi, E. Sulistyaningsih, D. Indradewa. 2013. Pengaruh  vernalisasi  umbi  terhadap pertumbuhan,  hasil,  dan  pembungaan bawang merah ( Allium cepa L. aggregatum group)  di  dataran  rendah.
Ilmu Pertanian. 16(1): 42-57.
Johnston, J.W., K. Harding, E.E. Benson. 2007. Antioxidant  status  and  genotypic tolerance  of  ribes in  vitro cultures  to cryopreservation . Plant Science. 172(3): 524-534. Lekshmi, N.C.J.P., S. Viveka, M.B. Viswanathan,  G.  Manivannan,  T.M. Shobi.  2014.  GC-MS  characterization of  volatile  odorous  compounds  in Allium  cepa. Nanobio  Pharmaceutical Technology.  488-494.
Lokke,  M.M.,  M.  Edelenbos,  E.  Larsen,  A. Feilberg. 2012. Investigation of volatiles  emitted  from  freshly  cut onions  ( Allium  cepa L.)  by  real  time proton  -  transfer  reaction  -  mass spectrometry (PTR-MS). Sensors.
12(12): 16060-16076.
McCormick, J.I., R.A. Goodger, R.J.
Chynoweth.  2014.  Cardinal  temperatures and  vernalisation  requirements  for  a selection  of vegetables for seed production.  Agronomy  New  Zealand. 44: 71-83.
Mnayer, D., A. Fabiano-Tixier, E. Petitcolas, T. Hamieh,  N.  Nehme,  C.  Ferrant,  X. Fernandez,  F.  Chemat.  2014.  Chemical composition, antibacterial and antioxidant activities  of six essentials oils  from  the
Alliaceae family. Molecules. 19: 20034- 20053.
Mollah,  M.R.A.,  M.A.  Ali,  M.  Ahmad,  M.K. Hassan,  M.J.  Alam.  2015.  Effect  of planting dates on the yield and quality of  true  seeds  of  onion.  International Journal  of  Applied  Sciences  and Biotechnology . 3(1): 67-72.
Nielsen, J. 2001. Metabolic Engineering. Applied Microbiology  and  Biotechnology.    55: 883-887.
Omar, S.H., N.A. Al-Wabel. 2010. Organosulfur compounds and possible mechanism of garlic in cancer. Saudi Pharmaceutical Journal. 18: 51-58.
Susanto,  S.,  M.  Melati,  H.  Sugeru  2016. Perbaikan  pembungaan  pamelo  melalui aplikasi  strangulasi  dan  zat  pemecah dormansi. J. Hort. Indonesia. 7(3): 139- 145.
Sumner, L.W., P. Mendes, R.A. Dixon. 2003.
Plant metabolomics: Large-scale phytochemistry  in  the  functional genomics  era.  Phytochemistry . 62(6): 817-836.
Tugizimana,  F.,  L.  Piater,  I.A.  Dubery.  2013. Plant metabolomics: A new frontier in phytochemical analysis. South African J. of Science . 109(5): 1-11.
Villas-Boas,  S.G,  S.  Mas,  M.  Akesson,  J. Smedsgaard,  J.  Nielsen.  2005.  Mass spectrometry  in  metabolome  analysis. Mass Spectrom. Rev. 24(5): 613-646.
Wu, H., O.J. Gu, S. Chen, X. Liu, Y. Zhou, X.
Zhang, X. Xu. 2013. Recent
developments in qualitative and quantitative analysis of phytochemical constituents  and  their  metabolites using  liquid  chromatography-mass spectrometry. J of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 72: 267-291.
Wu,  C.,  M.  Wang,  Y.  Dong,  Z.  Cheng,  H. Meng.  2016.  Effect  of  plant  age  and vernalization on bolting, plant growth, and  enzyme  activity  of  garlic  ( Allium sativum L.).  Scientia  Horticulturae. 201: 295-305.
Yang, C., Y. Ye, C. Song, D. Chen, B. Jiang, Y. Wang.  2016.  Cloning  and  functional identification  of  the  AcLFY  gene  in
Allium cepa . Biochemical and Biophysical Research Communications . 473: 1100-1105.