Introgresi Gen Pita-2 untuk Sifat Ketahanan Terhadap Penyakit Blas dari Padi IRBLta2-Re ke dalam Padi Varietas Ciherang Menggunakan Pendekatan Marker Assisted-Backcrossing Selection

Abstract

Salah satu penyakit penting yang paling sering menyerang tanaman padi adalah blas, yang disebabkan oleh cendawan Pyricularia oryzae. Penyakit ini telah menyebar luas dan menyebabkan kerusakan padi sawah. Penggunaan varietas tahan merupakan cara paling efektif, ekonomis, dan praktis dalam usaha pengendalian penyakit blas. Perbaikan sifat ketahanan varietas unggul dapat dilakukan melalui introgresi gen-gen ketahanan. Kegiatan introgresi gen-gen ketahanan dapat dipercepat dengan menggunakan teknologi penanda DNA. Penanda DNA berfungsi sebagai alat seleksi yang tepat, cepat dan presisi dalam menyeleksi individu yang diinginkan sehingga mempercepat kegiatan pemuliaan. Salah satu metode pemuliaan berbasis penanda DNA adalah Marker Assited-Backcrosing Selection (MABS). Introgresi gen-gen ketahanan blas dengan menggunakan pendekatan MABS sangat sesuai diterapkan pada perbaikan sifat ketahanan blas pada padi varietas Ciherang. Tujuan penelitian ini adalah pengembangan galur-galur mirip Ciherang yang membawa gen Pita-2 dengan spektrum ketahanan luas terhadap penyakit blas. Secara garis besar penelitian dibagi menjadi empat tahap dengan tujuan spesifik, yaitu : 1) mendapatkan isolat P. oryzae standar untuk seleksi sifat ketahanan pada populasi silang balik IRBLta2-Re dan Ciherang, 2) mendapatkan marka molekuler untuk mendeteksi gen Pita-2 dari donor IRBLta2-Re dan segmen tetua penerima Ciherang, 3) introgresi gen Pita-2 dari padi IRBLta2-Re ke dalam padi varietas Ciherang dengan menggunakan pendekatan MABS, dan 4) Mendapatkan galur-galur BC2F1 dan BC3F1 dengan karakter agronomi mirip Ciherang yang membawa gen Pita-2 untuk sifat ketahanan terhadap penyakit blas. Penentuan isolat P. oryzae standar dilakukan dengan menggunakan delapan ras P. oryzae dan 10 varietas padi. Gejala penyakit blas ditentukan berdasarkan sistem evaluasi standar IRRI. Isolat P. oryzae standar ditentukan berdasarkan kerentanan padi varietas Ciherang dan ketahanan padi IRBLta2-Re. Hasil penelitian ini menunjukkan isolat ID96 memiliki virulensi rendah pada padi IRBLta2-Re dan virulensi tinggi pada varietas Ciherang dengan intensitas penyakit sebesar 3% dan 37%. Oleh sebab itu, ID96 digunakan sebagai isolat untuk seleksi sifat ketahanan blas pada populasi silang balik Ciherang dan IRBLta2-Re. Selain itu, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa varietas Ciherang memiliki ketahanan terhadap beberapa ras P. oryzae yang diuji. Penentuan marka molekular gen Pita-2 dari donor padi IRBLta2-Re dan segmen Ciherang dilakukan dengan menggunakan 43 marka molekular, terdiri atas 25 marka gen Pita-2 dan 18 marka spesifik yang didesain dari data SNP tetua. Seleksi terhadap marka molekular tersebut menghasilkan 18 pasang marka molekular yang terdiri dari sepuluh marka terpaut dengan gen Pita-2 dan delapan marka spesifik SNP terpaut dengan segmen genom tetua. Delapan marka spesifik terdiri dari lima pasang primer yang mendeteksi segmen IRBLta2-Re dan tiga pasang primer mendeteksi segmen Ciherang. Kedelapan belas marka molekular ini selanjutnya digunakan dalam konfirmasi genotipe introgresi gen Pita-2 dari padi IRBLta2-Re ke dalam padi varietas Ciherang. Introgresi gen Pita-2 dari padi IRBLta2-Re ke dalam padi varietas Ciherang dilakukan dengan menggunakan pendekatan MABS. Pembentukan populasi F1 dilakukan dengan menyilangkan varietas Ciherang sebagai tetua betina dan padi IRBLta2-Re sebagai tetua jantan. Biji F1 yang dihasilkan semua ditanam tanpa dilakukan seleksi ketahanan blas. Populasi BC1F1 dihasilkan dari persilangan varietas Ciherang sebagai tetua betina dan tanaman F1 sebagai tetua jantan. Persilangan ini menghasilkan 3000 biji BC1F1. Seleksi ketahanan blas dilakukan pada 2074 tanaman BC1F1 menggunakan isolat ID96. Seleksi tersebut menghasilkan 148 tanaman tahan skor nol. Konfirmasi genotipe introgresi gen Pita-2 dan segmen Ciherang pada tanaman BC1F1 dilakukan dengan menggunakan delapan pasang marka molekular. Pemilihan kedelapan pasang marka didasarkan pada posisi marka yang mengapit gen Pita-2 dan marka segmen tetua Ciherang. Selanjutnya dari 148 tanaman BC1F1 tahan dipilih empat nomor tanaman untuk pembentukan populasi BC2F1. Pemilihan tanaman didasarkan hasil seleksi ketahanan blas, kemiripan dengan Ciherang dan hasil konfirmasi genotipe. Keempat galur BC1F1 terpilih adalah 627, 1141, 2129 dan 2192. Pembentukan populasi BC2F1 dan BC3F1 dilakukan dengan menggunakan pendekatan yang sama yaitu MABS. Keempat galur BC1F1 terpilih digunakan sebagai tetua jantan dan Ciherang sebagai tetua betina dalam pembentukan populasi BC2F1. Seleksi ketahanan terhadap isolat ID96 dilakukan pada 796 tanaman BC2F1 dan menghasilkan 59 tanaman tahan skor satu. Kelimapuluh sembilan tanaman BC2F1 tahan selanjutnya dipelihara sampai menghasilkan biji dan dipanen per nomor tanaman. Konfirmasi genotipe introgresi gen Pita-2 dan segmen Ciherang terhadap 59 tanaman BC2F1 tahan menggunakan tujuh pasang primer. Pemilihan marka molekular didasarkan posisi marka yang mengapit gen Pita-2 dan marka segmen tetua Ciherang. Hasil konfirmasi genotipe diperoleh 11 galur BC2F1 mirip Ciherang membawa gen Pita-2 untuk ketahanan terhadap ID96. Dua galur BC2F1 terpilih yaitu 627-5 dan 2192-3 selanjutnya digunakan sebagai tetua jantan dan disilang balik dengan Ciherang sebagai tetua betina untuk pembentukan populasi BC3F1. Seleksi ketahanan terhadap isolat ID96 dilakukan pada 244 tanaman BC3F1 dan menghasilkan 32 tanaman tahan skor satu. Konfirmasi genotipe introgresi gen Pita-2 dan segmen Ciherang terhadap 32 tanaman BC3F1 tahan menggunakan tujuh pasang primer yang sama seperti pada BC2F1. Hasil konfirmasi genotipe diperoleh 13 galur BC3F1 terpilih mirip Ciherang membawa gen Pita-2 untuk ketahanan terhadap ID96. Introgresi gen Pita-2 dari donor IRBLta2-Re menambah sifat ketahanan varietas Ciherang terhadap penyakit blas. Galur BC3F1 terpilih selanjutnya dipelihara dan dipanen per nomor tanaman. Analisis komponen produksi dilakukan pada 10 galur BC3F1 terpilih. Hasil analisis diperoleh dua galur BC3F1 harapan yaitu 627-5-3 dan 627-5-11 yang memiliki jumlah biji per malai, panjang malai, bobot 100 butir, panjang dan diameter gabah tidak berbeda nyata dengan varietas Ciherang. Galur BC3F1 harapan ini nantinya dapat dilepas sebagai varietas turunan esensial (VTE) atau digunakan dalam perakitan varietas dengan durabilitas tinggi (gene pyramiding).