Karakteristik Fisiologi Akar Padi Mutan Sensitif Aluminium dan Pola Pewarisannya.
Abstract
Aluminium (Al) banyak ditemukan pada tanah masam dengan pH di bawah 5 dalam bentuk Al3+ yang bersifat sangat toksik bagi akar tanaman padi, terutama pada daerah 0.5-1 cm dari ujung akar yang meliputi zona meristem dan zona pemanjangan akar. Tanaman padi adalah tanaman serealia yang memiliki tingkat toleransi terhadap cekaman Al lebih tinggi dibanding tanaman serealia lainnya seperti jagung, sorgum dan gandum. Namun, sifat toleransi tanaman padi berbeda-beda antar kultivar. Hawara Bunar (HB) adalah kultivar padi toleran Al.
Toleransi terhadap Al dipengaruhi oleh faktor genetik. Namun, sampai saat ini belum diketahui secara pasti gen utama yang terlibat dalam toleransi tersebut, sehingga perlu dilakukan identifikasi gen tersebut dengan menggunakan padi mutan sensitif Al yang dikembangkan dari padi kultivar HB toleran Al. Karakterisasi respon fisiologi mutan merupakan langkah awal dalam identifikasi dan isolasi gen-gen yang terlibat dalam mekanisme toleransi Al.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi tanaman padi mutan sensitif Al generasi kelima (M5) dan mempelajari pola pewarisan sifat sensitif Al pada populasi F2 hasil persilangan antara padi mutan sensitif Al dengan tipe liarnya.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2013 hingga bulan Mei 2015 di Laboratorium Fisiologi dan Genetika Tumbuhan, rumah kaca Departemen Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor, serta Balai Besar Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian (BB Biogen) Bogor. Mutan generasi keempat (M4) hasil penelitian sebelumnya diseleksi dengan menggunakan parameter root re-growth (RRG) dan menghasilkan biji mutan generasi kelima (M5), yang kemudian digunakan dalam percobaan ini. Kecambah padi mutan dan tipe liarnya yang berumur 3 hari diberi perlakuan cekaman 15 ppm Al selama 72 jam pada pH 4 secara hidroponik. Kecambah yang telah dicekam kemudian dipindahkan ke larutan hara tanpa Al untuk pemulihan pertumbuhan akar selama 48 jam. Peubah pertumbuhan akar, antara lain root re-growth relatif (RGR), panjang akar relatif (PAR), penghambatan pemanjangan akar (PPA), dan akumulasi Al pada akar, tingkat peroksidasi lipid membran sel akar, dan morfologi anatomi akar diamati dalam percobaan ini.
Hasil penelitian menunjukkan pertumbuhan akar mutan generasi kelima (M5) sangat terhambat dibanding HB, akumulasi Al di ujung akar yang tinggi, peroksidasi lipid yang juga tinggi, morfologi dan struktur sel rusak. Selain itu, dari hasil penelitian ini, karakter pertumbuhan akar berupa root re-growth relative (RGR), panjang akar relatif (PAR) dan penghambatan pertumbuhan akar (PPA) dapat digunakan sebagai parameter toleransi/sensitifitas Al, serta padi M5 dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan mengisolasi gen yang terlibat dalam toleransi Al.
Hasil persilangan antara padi mutan generasi kelima (M5) dengan tipe liarnya (HB) menghasilkan populasi F2 dengan pola segregasi mengikuti rasio 3:1
untuk sensitif:toleran yang menunjukkan sifat resesif dikendalikan oleh gen dominan tunggal.