| dc.description.abstract | Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor abiotik yang menyebabkan penurunan pertumbuhan dan produksi tanaman, tidak terkecuali tanaman padi. Efek dari cekaman kekeringan dapat diamati secara morfologi, anatomi maupun fisiologi sebagai indikasi dari ekspresi gen-gen yang responsif terhadap cekaman kekeringan. Dengan teknik quantitative real time PCR (qRT-PCR) yang diperoleh dari mRNA hasil ekstraksi daun atau akar tanaman tercekam kekeringan, ekpresi dari gen-gen responsif kekeringan tersebut dapat dipelajari untuk tujuan pemuliaan dan peningkatan produksi tanaman padi.
Hasil percobaan terdahulu telah diperoleh empat gen kandidat yang diduga terlibat dalam mekanisme toleransi cekaman kekeringan pada tanaman padi, yaitu gen Os01g0200600, Os01g0200300, Os01g0198000, dan Os01g0863300. Namun, analisis molekuler yang membuktikan keterlibatan langsung dari keempat gen tersebut terhadap toleransi cekaman kekeringan belum diketahui, sehingga diperlukan penelitian untuk mengungkapkan peran dari keempat gen tersebut pada tanaman padi. Salah satunya dengan pendekatan menguji tingkat ekspresi gen-gen tersebut pada tanaman padi yang berbeda sifat toleransinya terhadap cekaman kekeringan.
Penelitian ini dilakukan menggunakan pendekatan morfo-fisiologi, ekspresi gen, dan hubungan antar peubah pada padi yang disusun menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 20 unit percobaan pada morfo-fisiologi dan 12 unit percobaan pada ekspresi gen pada padi Hawara Bunar (toleran kekeringan) dan IR64 (sensitif kekeringan). Tanaman padi disiapkan dari biji yang ditanam pada media pasir selama 1 bulan. Setelah itu, perlakuan cekaman kekeringan diberikan dengan menahan penyiraman selama 3 minggu. Setelah cekaman kekeringan selama 3 minggu dilakukan penyiraman kembali sebagai pemulihan dari cekaman kekeringan, dan selanjutnya tanaman disiram setiap hari hingga waktu panen. Pengamatan morfo-fisiologi dilakukan setiap 5 hari sekali selama 20 Hari Setelah Perlakuan (HSP), kemudian pengamatan ekspresi gen dilakukan pada hari ke-20 HSP. Parameter morfo-fisiologi yang diamati berupa tinggi tanaman, luas daun, panjang akar, densitas stomata, kadar air relatif daun, laju fotosintesis, konduktivitas stomata, laju transpirasi, konsentrasi CO2 interseluler, bobot biomassa, dan rasio tajuk-akar. Panjang malai, bobot gabah per malai, bobot gabah per rumpun, bobot gabah isi, bobot gabah kosong, dan bobot gabah 100 butir diamati ketika panen sebagai komponen hasil tanaman.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa cekaman kekeringan memberikan pengaruh negatif secara signifikan pada parameter morfo-fisiologi dan komponen hasil tanaman padi. Cekaman kekeringan menyebabkan penurunan pada tinggi tanaman, luas daun, bobot biomassa, rasio tajuk–akar, densitas stomata, kadar air relatif daun, laju fotosintesis, konduktivitas stomata, laju transpirasi, dan konsentrasi CO2 interseluler pada padi IR64 dan Hawara Bunar, kecuali panjang akar. Perbedaan utama antara kedua kultivar terdapat pada panjang akar. Padi Hawara Bunar menunjukkan peningkatan panjang akar sebagai bentuk respon untuk memperoleh air pada kondisi cekaman kekeringan, sedangkan padi IR64 mengalami penurunan. Setelah pemulihan dari cekaman kekeringan, panjang akar kedua kultivar tidak ada perbedaan yang signifikan.
Komponen hasil pada padi IR64 dan Hawara Bunar menunjukkan penurunan signifikan setelah pemulihan dari cekaman kekeringan, meliputi panjang malai, bobot gabah per malai, bobot gabah per rumpun, bobot gabah isi, dan bobot gabah 100 butir, sedangkan bobot gabah kosong meningkat pada kedua kultivar. Peningkatan bobot gabah kosong mengindikasikan penurunan pengisian bulir, sehingga dapat berdampak terhadap produksi tanaman.
Hasil pengamatan ekspresi gen menunjukkan bahwa kondisi cekaman kekeringan meningkatkan ekspresi gen Os01g0200600, Os01g0200300, Os01g0863300, dan Os01g0198000. Ekspresi keempat gen di daun dan akar tinggi pada kondisi cekaman kekeringan. Ekspresi gen berdasarkan genotipe padi pada kondisi cekaman kekeringan, padi Hawara Bunar menunjukkan lebih tinggi mengekspresikan gen Os01g0200600, Os01g0200300, Os01g0198000, dan Os01g0863300 dibandingkan dengan padi IR64. Hal ini didasari pada pola ekspresi keempat gen yang terbentuk pada kedua kultivar padi di kondisi cekaman kekeringan. Keempat gen yang berasal dari jaringan akar dan daun memiliki korelasi terhadap morfo-fisiologi padi, terutama pada densitas stomata, kadar air relatif daun, panjang akar, bobot biomassa, dan laju fotosintesis. Kelima morfo-fisiologi tersebut memiliki korelasi yang cukup tinggi terhadap tingkat ekspresi gen Os01g0200600, Os01g0200300, Os01g0198000, dan Os01g0863300.
Gen Os01g0200300 dan Os01g0863300 memiliki potensi untuk diteliti lebih lanjut karena memiliki ekspresi tertinggi di akar (Os01g0200300) dan di daun (Os01g0863300) padi Hawara Bunar dalam kondisi cekaman kekeringan. Kedua gen tersebut memiliki hubungan yang kuat dengan densitas stomata stomata, laju fotosintesis, akumulasi biomassa, dan kandungan air, serta hubungan yang moderat dengan perpanjangan akar.
Gen Os01g0200300 berpotensi untuk diteliti lebih lanjut overekspresinya atau sebagai marka seleksi dalam perakitan padi toleran cekaman kekeringan. Gen tersebut juga diketahui dapat membentuk jaringan dengan gen lainnya, seperti AP2/ERF dan MYB, sehingga overekspresi gen Os01g0200300 dapat mengevaluasi ekspresi gen AP2/ERF dan MYB. | |
