Studi Genetik dan Morfofisiologi Toleransi Padi terhadap Cekaman Rendaman dan Kekeringan Mendukung Perakitan Varietas Multi Toleran.
View/ Open
Date
2020Author
Wening, Rina Hapsari
Purwoko, Bambang S
Khumaida, Nurul
Rumanti, Indrastuti A
Suwarno, Willy B
Metadata
Show full item recordAbstract
Cekaman rendaman dan kekeringan merupakan cekaman yang seringkali
terjadi di lahan rawa lebak terutama lahan rawa lebak dangkal. Masalah utama pada
lahan rawa lebak ialah sulitnya memprediksi dinamika tinggi muka air sehingga
tanaman padi sering mengalami kekeringan pada musim kemarau dan terendam
akibat curah hujan setempat atau banjir kiriman dari hulu. Lahan rawa lebak
dangkal dan tengahan seringkali mengalami cekaman rendaman pada awal musim
tanamatau pada fase vegetatif dan cekaman kekeringan pada akhir musim atau pada
fase generatif, sehingga padi mengalami dua cekaman sekaligus pada satu periode
hidupnya. Luas lahan rawa lebak dangkal dan tengahan di Indonesia mencapai 7
512 800 ha. Lahan tersebut potensial untuk budidaya pertanian salah satunya
komoditas padi sebagai tanaman pangan utama masyarakat Indonesia. Pada
disertasi ini ditampilkan hasil penapisan terhadap galur-galur padi terhadap
cekaman rendaman dan kekeringan, konfirmasi toleransi padi terhadap cekaman
kekeringan menggunakan marka molekuler, penelitian karakter morfologi dan
fisiologi yang terkait dengan toleransi rendaman dan kekeringan, studi genetik padi
terkait dengan toleransi kekeringan fase generatif menggunakan populasi yang
toleran terhadap cekaman rendaman fase vegetatif, dan evaluasi galur terpilih pada
lahan rawa lebak dan lahan bercekaman ganda secara artifisial.
Tujuan pertama penelitian ini ialah mendapatkan informasi toleransi galurgalur
padi terhadap cekaman rendaman fase vegetatif dan kekeringan fase generatif.
Sebanyak 18 galur diketahui toleran terhadap rendaman dan tujuh galur yang
toleran terhadap kekeringan yang terkonfirmasi secara molekuler. Diantara galurgalur
tersebut, diperoleh tiga galur yang toleran terhadap cekaman rendaman fase
vegetatif dan sekaligus toleran terhadap cekaman kekeringan fase generatif. Ketiga
galur tersebut ialah galur 60 (BP20452e-PWK-0-SKI-3-3), galur 48 (BP20452e-
PWK-0-SKI-1-1), dan galur 56 (BP20452e-PWK-0-SKI-2-4). Berdasarkan
informasi toleransi galur-galur padi terhadap cekaman rendaman dan kekeringan
dipilih beberapa galur yang mewakili genotipe peka dan toleran salah satu maupun
kedua cekaman untuk digunakan pada studi morfofisiologi.
Tujuan kedua penelitian ini ialah mempelajari karakter morfologi, agronomi,
dan fisiologi terkait sifat toleransi dan adaptasi tanaman padi terhadap cekaman
rendaman pada fase vegetatif dan cekaman kekeringan fase generatif. Toleransi
tanaman padi terhadap cekaman rendaman maupun cekaman kekeringan diduga
berdasarkan nilai indeks kepekaan tanaman pada karakter produktivitas. Indeks
tersebut diperoleh dengan melibatkan data produktivitas pada lingkungan tidak
tercekam dan lingkungan tercekam, dimana semakin rendah indeks suatu genotipe
maka semakin toleran genotipe tersebut. Indeks kepekaan tersebut menggambarkan
perubahan produktivitas antara lingkungan tidak tercekam dengan lingkungan
tercekam. Sementara itu, adaptabilitas tanaman padi terhadap cekaman rendaman
maupun cekaman kekeringan diduga berdasarkan nilai produktivitas pada kondisi
cekaman. Berdasarkan penelitian ini diperoleh informasi bahwa karakter
v
kandungan karoten pada 5 hari perendaman, jumlah gabah isi per malai, dan
kandungan klorofil total pada 5 hari perendaman yang tinggi merupakan indikator
suatu genotipe tanaman yang adaptif terhadap cekaman rendaman fase vegetatif.
Karakter selisih tinggi bibit, jumlah gabah isi per malai, fertilitas malai, dan umur
berbunga yang rendah serta selisih kandungan prolin tajuk pada 10 hari perendaman
yang tinggi antara kondisi tidak tercekam dan kondisi rendaman merupakan
indikator sifat toleran terhadap cekaman rendaman fase vegetatif. Karakter indeks
kepekaan kekeringan (IKK) jumlah gabah hampa per malai, IKK fertilitas malai,
IKK tinggi tanaman, IKK N total, MDA dan prolin akar 15 hari kekeringan
merupakan indikator sifat toleran terhadap cekaman kekeringan fase generatif.
Karakter yang merupakan indikator toleransi dan adaptasi untuk kedua cekaman
ialah fertilitas malai dan kandungan prolin pada saat cekaman.
Tujuan ke tiga penelitian ini ialah mengetahui pewarisan toleransi kekeringan
fase generatif menggunakan populasi yang toleran terhadap rendaman fase
vegetatif. Populasi persilangan Lipigo 2 x Inpari 30 Ciherang Sub1 dianalisis
menggunakan nilai tengah enam generasi (P1, P2, F1, BCP1, BCP2, dan F2) pada
kondisi tidak tercekam dan tercekam ganda, dimana pada fase vegetatif diberi
cekaman rendaman dan pada fase generatif diberi cekaman kekeringan.
Berdasarkan percobaan pada kondisi tidak tercekam karakter panjang malai
dipengaruhi aksi gen aditif dan dominan, sedangkan karakter yang lain baik pada
kondisi tercekam maupun tidak tercekam dipengaruhi oleh aksi gen epistasis. Pada
kondisi tercekam terdapat pengaruh tetua betina pada karakter jumlah gabah isi per
malai, jumlah gabah hampa per malai, dan hasil gabah per rumpun.
Mempertahankan variasi genetik hingga generasi lanjut dapat dijadikan strategi
untuk mendapatkan hasil tinggi dan toleran terhadap cekaman kekeringan.
Tujuan ke empat penelitian ini adalah mengevaluasi galur-galur terpilih pada
kondisi sesungguhnya di rawa lebak. Hasil evaluasi selanjutnya dibandingkan
dengan hasil evaluasi kondisi artifisial menggunakan kolam rendaman dan kondisi
tidak tercekam di lahan irigasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa genotipe padi
yang menghasilkan produktivitas terbaik lahan rawa lebak ialah Inpara 9, sementara
pada pengujian artifisial menggunakan kolam rendaman ialah IR11T210.
Berdasarkan studi dalam disertasi ini galur 46 (IR11T210), galur 60 (BP20452e-
PWK-0-SKI-3-3), galur 48 (BP20452e-PWK-0-SKI-1-1), dan galur 56 (BP20452e-
PWK-0-SKI-2-4) dapat direkomendasikan untuk uji daya hasil lanjutan dalam
perakitan varietas multitoleran.
Implikasi dari keseluruhan rangkaian penelitian ini diantaranya ialah bahwa
sejumlah karakter agronomi terkait toleransi padi terhadap cekaman kekeringan
dikendalikan oleh aksi gen epistasis, sehingga seleksi toleransi tanaman terhadap
cekaman kekeringan hendaknya dilakukan di akhir generasi. Disamping itu,
ditemukan beberapa karakter seperti jumlah gabah isi per malai, jumlah gabah
hampa per malai, dan hasil gabah per rumpun pada kondisi cekaman yang
dipengaruhi oleh tetua betina, sehingga dalam hal ini pemilihan tetua betina dalam
perakitan varietas toleran kekeringan harus menjadi pertimbangan khusus.
Berdasarkan penelitian ini juga disarankan agar penyusunan metode skrining
cekaman ganda secara buatan perlu dilakukan kembali dengan menggunakan media
yang lebih besar sehingga perlakuan kekeringan lebih mudah diatur, serta ukuran
contoh yang lebih besar pula.
Collections
- DT - Agriculture [748]