Studi Genetik Toleransi Genangan Pada Padi
View/ Open
Date
2016Author
Sitaresmi, Trias
Aswidinnoor, Hajrial
Ardie, Sintho Wahyuning
Suwarno, Willy Bayuardi
Metadata
Show full item recordAbstract
Kendala utama budidaya padi di daerah banjir adalah sedikitnya varietas
toleran yang adaptif di lingkungan tersebut. Padi tidak dapat tumbuh normal karena
adanya cekaman kelebihan air. Tesis ini mempelajari dasar genetik toleransi
genangan sebagai kontribusi untuk perakitan varietas padi rawa.
Tujuan pertama studi ini adalah mengidentifikasi karakter-karakter
morfologi dan agronomi yang penting terkait dengan cekaman genangan. Perlakuan
air adalah genangan bertahap dan kontrol. Perlakuan genangan dimulai sejak 30
hari setelah tanam dengan ketinggian air 20 cm, kemudian ditingkatkan 5 cm setiap
minggu sampai mencapai 50-60 cm. Ketinggian air dipertahankan 50-60 cm sampai
masak fisiologis. Model linier meliputi bobot 1000 butir, panjang malai, diameter
batang, intensitas warna hijau daun, dan panjang batang dapat menjelaskan
keragaman sebesar 92.30 % dari indeks toleransi stress. Panjang batang, intensitas
warna hijau daun, dan panjang malai mempunyai variabilitas genetik luas dan
hertitabilitas tinggi di bawah kondisi cekaman sehingga karakter-karakter tersebut
mudah diseleksi. Jumlah anakan produktif berkorelasi nyata dengan hasil gabah
pada kondisi cekaman dan memiliki heritabilitas tinggi. Karakter-karakter tersebut
mudah diamati dan tidak memerlukan sampel destruktif. Intensitas warna hijau
daun, panjang malai, diameter batang, dan jumlah anakan produktif dapat
direkomendasikan sebagai karakter sekunder dalam kriteria seleksi untuk genotipe
yang memiliki level toleransi medium. Berdasarkan indeks toleransi stress, IR 64,
Ciherang, dan INPARI 30 berpenampilan baik pada kondisi genangan air 50 - 60
cm, sebaliknya IR 42 tidak dapat tumbuh baik pada kondisi tersebut. Level toleransi
genotipe-genotipe yang diuji masih perlu dikonfirmasi selama beberapa musim
percobaan.
Tujuan kedua studi ini adalah mengindentifikasi pewarisan sifat toleransi
genangan berdasarkan karakter-karakter agronomi dengan menggunakan
pendekatan analisis rata-rata generasi. Percobaan menggunakan populasi hasil
persilangan IR 42 x IRRI 119 yang dievaluasi pada kondisi cekaman genangan dan
kondisi normal. Pada perlakuan genangan, tanaman diberi air dengan kedalaman 2-
3 cm pada saat 0–7 hari setelah tanam. Saat tanaman berumur 7-21 hari setelah
tanam, ketinggian air ditingkatkan dua kali seminggu dengan laju 1.43 cm/hari.
Kemudian ketinggian air ditingkatkan tiga kali seminggu dengan laju 2.14 cm/hari
pada umur 21-35 hari setelah tanam. Ketinggian air dipertahankan pada 50-80 cm
dari 35 hari setelah tanam sampai masak fisiologis. Model genetik aditif-dominan
tidak cukup untuk menjelaskan keragaman hasil gabah dan komponen hasil. Hal ini
berarti bahwa adanya interaksi non-alelik yang mengendalikan karakter tersebut.
Uji skala gabungan dengan 6 parameter menunjukkan adanya aksi gen epistasis
duplikat yang mengendalikan keragaman hasil gabah dan komponen hasil di bawah
kondisi cekaman genangan. Nilai heritabilitas karakter hasil dan komponen hasil
pada kondisi cekaman lebih rendah daripada kondisi normal. Strategi pemuliaan
untuk meningkatkan hasil pada kondisi cekaman genangan adalah melakukan
seleksi pada generasi lanjut, yaitu setelah gen-gen terfiksasi diperoleh. Selain itu,
diperlukan kombinasi pemuliaan “shuttle” pada kondisi cekaman dan kondisi
optimal.
Tujuan ketiga dari studi ini adalah mengidentifikasi marka 384 marka SNP
terkait dengan karakter morfologi dan agronomi yang berhubungan dengan
toleransi cekaman genangan. Data fenotipe yang digunakan adalah tinggi tanaman
dan jumlah anakan yang berasal dari populasi bi-parental P1 (IR 42), P2 (IRRI 119),
and F2. IR 42 sebagai tetua peka dan IRRI 119 sebagai tetua toleran (donor).
Genotyping dilakukan dengan menggunakan Golden Gate Illumina assay. Analisis
pemetaan hubungan antara marka SNP dan data fenotipik dilakukan dengan
perangkat lunak Tassel 5 menggunakan General Linear Model. Marka yang
berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman (p<0.05) adalah TBGI275345,
TBGI275367, dan TBGI424383. Marka yang berpengaruh nyata terhadap jumlah
anakan adalah TBGI000722, TBGI258600, TBGI270843, TBGI271066,
TBGI271076, TBGI272122, TBGI272241, and TBGI327790. Dua di antara marka
tersebut di atas, yaitu TBGI424383 dan TBGI271066 diduga berasosisasi dengan
gene yang mengendalikan akitivitas protein kinase, dimana protein ini berperan
dalam stress signaling.
Collections
- MT - Agriculture [3683]