EKSPLORASI DAN MUTASI INDUKSI DALAM UPAYA PERBAIKAN GENETIK PADI GOGO BERAS MERAH LOKAL SUMATERA UTARA

Rahmad, Setia Budi (2020) EKSPLORASI DAN MUTASI INDUKSI DALAM UPAYA PERBAIKAN GENETIK PADI GOGO BERAS MERAH LOKAL SUMATERA UTARA. Doctoral thesis, Universitas Andalas.

Preview	Text (COVER & ABSTRAK) 1. Cover dan Abstrak.pdf - Published Version Download (95kB) | Preview
Preview	Text (PENDAHULUAN) 2. Bab I.pdf - Published Version Download (97kB) | Preview
Preview	Text (PENUTUP) 3. Bab akhir.pdf - Published Version Download (42kB) | Preview
Preview	Text (DAFTAR PUSTAKA) 4. Daftar Pustaka.pdf - Published Version Download (145kB) | Preview
	Text (FULLTEXT) 5. Disertasi Full.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (8MB)

Abstract

Indonesia merupakan negara tropis dengan megabiodiversiti terbesar kedua, memiliki kekayaan plasma nutfah atau sumber daya genetik (SDG) yang sangat besar. Plasma nutfah adalah sumberdaya alam yang sangat penting dan merupakan modal dasar dalam mengembangkan industri pertanian. Tingginya tingkat keanekaragaman hayati (biodiversiti) SDG ini karena Indonesia memiliki bentang alam yang luas dengan penyebaran dan kondisi wilayah geografis yang bervariasi. Tantangan global pada masa mendatang akan selalu berkaitan dengan perubahan iklim yang akan berpengaruh langsung kepada penyediaan pangan dan energi bagi penduduk yang semakin meningkat. Upaya untuk memenuhi kebutuhan beras penduduk mendapat tantangan berat mengingat varietas unggul (VU) padi yang tersedia hanya sedikit yang mampu beradaptasi dengan baik. Produktivitas padi sawah di Provinsi Sumatera Utara masih di bawah produksi rata-rata nasional sebesar 4,7 ton/ha, sementara padi gogo sebesar 2 ton/ha. Oleh karena itu diperlukan suatu terobosan dalam penghasilan VU untuk peningkatan produksi dalam mendukung ketahanan pangan dan pertanian berkelanjutan. Padi lokal masih banyak ditemukan dan merupakan aset SDG dalam penyediaan VU yang adaptif, sehingga pengembangannya masih terus diupayakan. Padi gogo beras merah lokal di Sumatera Utara banyak ditanam masyarakat, karena memiliki keunggulan, baik sebagai makanan pokok dengan rasa nasi dan aroma sesuai selera masyarakat setempat, maupun fungsi kesehatan bagi tubuh. Genotipe lokal biasanya beradaptasi dengan baik pada daerah asalnya dan tahan terhadap serangan hama dan penyakit. Namun demikian padi lokal memiliki kekurangan, seperti umur dalam, batang tinggi sehingga mudah rebah, tidak responsif terhadap pemupukan, dan produksi rendah. Oleh karena itu, para pemulia harus lebih giat dalam merakit atau memperbaiki varietas sesuai dengan agroekosistem pengembangan, karena setiap VU menuntut sejumlah persyaratan untuk dapat menampilkan keunggulan secara maksimum. Eksplorasi dan konservasi merupakan suatu kegiatan awal dari pemuliaan dalam menghasilkan VU yang bersifat spesifik lokasi. Agar SDG dapat lebih diberdayakan maka perlu dilakukan cara konservasi yang lebih dinamis, seperti pelestarian in situ lekat lahan (onfarm conservation) dan ex situ conservation, serta dilakukan perbaikan genetik melalui pemuliaan mutasi (mutasi induksi). Penelitian terdiri dari 2 tahap, yaitu tahap eksplorasi dan tahap perbaikan genetik. Penelitian pertama adalah eksplorasi dan karakterisasi, dilaksanakan di beberapa Kabupaten di Sumatera Utara mulai bulan Agustus 2015 hingga akhir tahun 2017, melalui studi literatur, wawancara dan kunjungan langsung ke ladang petani di kabupaten yang merupakan daerah penghasil padi dan mempunyai potensi keberadaan padi gogo lokal. Genotipe yang dikumpulkan, selanjutnya diidentifikasi dan dikoleksi. Informasi yang diperoleh adalah kondisi lingkungan, sistem usahatani, karakter petani, dan kondisi pertanaman. Karakter agronomi, morfologi, dan produksi diamati, yaitu karakter awal, meliputi: tinggi tanaman, umur panen, produksi per hektar, bobot 1000 butir, gabah dan biji serta dilakukan analisis DNA secara molekuler dengan Random Amplified Polymorfism DNA (RAPD). Hasil yang diperoleh yaitu pertama, hasil eksplorasi di 11 kabupaten dengan topografi sedang hingga tinggi, telah dikumpulkan sebanyak 22 genotipe padi gogo lokal yang memiliki karakter agronomis dan morfologi yang bervariasi; kedua, teknik budidaya yang dilakukan petani sangat sederhana, baik pada pola monokultur, maupun pada pola tumpang sari. Sistem usahatani yang dilakukan masih tergolong sederhana dan dengan penanaman ladang berpindah. Penanaman dilakukan antara Agustus-September; ketiga, karakterisasi 19 padi gogo beras merah berdasarkan 79,79% kemiripan gabah/beras padi diperoleh 3 kelompok genotipe padi gogo beras merah lokal; keempat, karakterisasi 19 padi gogo beras merah berdasarkan tingkat kemiripan 80% secara molekuler diperoleh 11 kelompok genotipe padi gogo beras merah lokal Sumatera Utara. Berdasarkan prefensi masyarakat, daya adaptasi, dan sebaran lokasi penanaman, baik dari literatur maupun hasil kunjungan lapangan padi Sigambiri Merah terpilih untuk diperbaiki melalui muatsi induksi. Penelitian kedua adalah perbaikan genetik, dilaksanakan sejak April 2016 sampai Agustus 2018 bertujuan untuk memperbaiki genetik padi beras merah lokal Sumatera Utara khususnya terkait umur tanaman agar lebih genjah dan postur pendek/semi pendek melalui mutasi induksi. Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan, mulai dari irradiasi, orientasi dosis efektif, penanaman M1, M2, dan M3 serta analisis DNA. Untuk mendapatkan dosis optimum, benih padi diiradiasi dengan sinar gamma Co 60 dengan dosis 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, dan 1000 Gy di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi-Badan Tenaga Nuklir Nasional (PAIR-BATAN), Jakarta. Penanaman M1 dan M2 dilaksanakan di BPTP Sumatera Utara: (1) Pada tahap M1, dosis iradiasi yang efektif dalam menghasilkan keragaman genetik yang tinggi serta kerusakan fisik yang rendah adalah dosis 200 Gy, seperti pada persentase perkecambahan, reduksi pertumbuhan tinggi, panjang akar, dan persentase kehampaan (sterilitas) benih permalai, serta telah menghasilkan keragaman genetik (seperti frekuensi mutasi klorofil 0,15% dan frekuensi mutan genjah 1.09%). Dosis tersebut dipandang telah menghasilkan keragaman genetik yang cukup baik, sehingga mendukung program seleksi pada tahap selanjutnya; (2) Pada tahap M2 telah terbentuk keragaman genetik yang tinggi, khususnya pada karakter umur tanaman berbunga dan karakter tinggi tanaman, sedangkan pada jumlah anakan produktif, dan panjang malai memiliki keragaman genetik yang rendah. Hasil seleksi pada tahap M2 telah diperoleh sebanyak 86 kandidat mutan; (3) Pada tahap M3 dari 20 mutan yang ditanam, ternyata hanya 11 mutan yang memiliki kestabilan karakter, sedangkan 9 kandidat mutan lainnya ternyata bukan mutan; (4) Berdasarkan analisis DNA, dari 11 kandidat galur mutan pada M3 berdasarkan tingkat kemiripan 90% diperoleh 6 kelompok. Karakter umur genjah dan karakter semi dwarf, pada galur-galur mutan yang terseleksi dikendalikan oleh satu gen resesif. Kultivar Sigambiri merah dipilih (berdasarkan potensi dan lokasi penanaman paling luas yang menyebar di beberapa kabupaten) untuk diperbaiki dengan teknik pemuliaan mutasi (mutasi induksi). Pada tahap M2 telah terbentuk keragaman genetik yang tinggi khususnya pada karakter umur tanaman berbunga serta karakter tinggi tanaman. Sebaliknya, pada karakter jumlah anakan produktif dan panjang malai memiliki keragaman genetik yang rendah. Karakter umur genjah pada galur-galur mutan yang terseleksi dikendalikan oleh satu gen resesif. Begitu pula pada karakter semi dwarf, dikendalikan juga oleh satu gen resesif.

Actions (login required)

View Item