Seleksi Padi Hibrida Turunan Galur Mandul Jantan Tipe Sitoplasma Wild Abortive, Kalinga, Dan Gambiaca Untuk Toleransi Terhadap Cekaman Kekeringan

Abstract

Kekeringan merupakan salah satu cekaman abiotik yang dapat menyebabkan penurunan hasil gabah padi. Bagi pemulia tanaman, perakitan varietas padi toleran cekaman kekeringan sekaligus memiliki potensi hasil tinggi menjadi sebuah tantangan. Teknologi padi hibrida merupakan alternatif untuk mencapai potensi hasil tinggi pada kondisi optimum, namun demikian penelitian pemanfaatan padi hibrida pada kondisi non optimum terutama kekeringan belum banyak dilakukan. Sebagian besar penelitian padi hibrida di Indonesia menggunakan galur mandul jantan (GMJ) tipe wild abortive (WA) sebagai tetua betina. Pemanfaatan GMJ tipe sitoplasma Gambiaca dan Kalinga diharapkan dapat meningkatkan keragaman padi hibrida di Indonesia dan memperluas preferensi petani. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menyeleksi galur-galur tetua dan F1 hibrida padi hibrida terhadap simulasi cekaman kekeringan pada fase perkecambahan, (2) mengindentifikasi daya gabung umum (DGU) dan khusus (DGK) untuk karakter toleransi terhadap simulasi cekaman kekeringan pada fase perkecambahan, (3) mengindentifikasi daya gabung umum dan khusus untuk karakter hasil dan komponen hasil, (4) memverifikasi gen pengendali pemulih kesuburan GMJ tipe WA, Kalinga, dan Gambiaca, dan (5) mendapatkan F1 padi hibrida potensi hasil lebih tinggi dibanding varietas Limboto dan Ciherang, memiliki sifat agronomi baik serta toleran terhadap simulasi cekaman kekeringan. Serangkaian penelitian dilakukan untuk mengkombinasikan perakitan padi hibrida dari tiga sumber sitoplasma berbeda sekaligus memiliki toleransi terhadap simulasi cekaman kekeringan melalui: (1) Identifikasi toleransi kekeringan tetua dan F1 padi hibrida pada fase perkecambahan menggunakan Polietilen Glikol (PEG) 6000 konsentrasi 25%, (2) Analisis daya gabung dan pengaruh genetik beberapa karakter toleransi kekeringan pada fase perkecambahan, (3) Analisis daya gabung dan heterosis karakter hasil dan komponen hasil hibrida turunan galur mandul jantan tipe Wild Abortive (WA), Kalinga, dan Gambiaca, dan (4) Verifikasi gen pemulih kesuburan yang mengendalikan pemulihan kesuburan tiga tipe GMJ melalui marka SSR. Hasil identifikasi toleransi cekaman kekeringan pada fase perkecambahan menggunakan PEG 6000 konsentrasi 25% menunjukkan bahwa variabel persentase perkecambahan, panjang akar seminal, panjang kecambah, dan indeks vigor benih dapat digunakan sebagai variabel indikator toleransi kekeringan pada fase perkecambahan. Tetua hibrida yang diduga toleran simulasi cekaman kekeringan adalah IR58025B, IR80154B, GMJ14B, dan GMJ15B (galur B) dan PK 90, R 3, dan PK 12 (galur R). Dua belas hibrida yang diduga toleran simulasi cekaman kekeringan fase perkecambahan adalah IR 58025A/R 32, IR 80154A/PK 90, IR 80154A/ R3, IR 80154A/PK 12, IR 80154A/BP 11, IR 80156A/BP 11, GMJ 13A/PK 90, GMJ 13A/R 3, GMJ 13A/BP 11, GMJ 14A/R 3, GMJ 14A/BP 11, dan GMJ 15A/PK 90. Analisis daya gabung pada karakter perkecambahan telah berhasil mengidentifikasi GMJ IR 58025A sebagai penggabung baik untuk persentase perkecambahan, sedangkan IR 80154A merupakan penggabung baik untuk panjang akar seminal dan panjang kecambah. Di antara galur pemulih kesuburan, PK 90 merupakan penggabung baik untuk persentase perkecambahan dan indeks vigor benih. Kombinasi hibrida IR 80154A/PK 90, GMJ 13A/R 3, GMJ 14A/R 3, dan GMJ 15A/PK 90 memiliki DGK nyata dan positif untuk semua karakter perkecambahan yang diamati. Analisis daya gabung dan heterosis karakter hasil dan komponen hasil hibrida turunan galur mandul jantan tipe Wild Abortive, Kalinga, dan Gambiaca berhasil mengidentifikasi GMJ IR 58025A sebagai penggabung umum terbaik untuk karakter jumlah gabah isi per malai, GMJ 14A untuk umur 50% berbunga dan persentase pengisian gabah, serta GMJ 15A untuk karakter jumlah gabah hampa per malai. Di antara tester, galur PK 12 penggabung umum terbaik untuk karakter umur 50% berbunga, jumlah gabah hampa per malai, dan persentase gabah isi per malai, sedangkan galur BP 11 untuk karakter jumlah gabah isi per malai. Hibrida baru dengan nilai standar heterosis > 20% dibanding Maro, Hipa 8, Ciherang, dan Limboto pada setiap latar belakang sistem GMJ adalah GMJ 13A/BP 11, GMJ 14A/PK 90, dan GMJ 15A/PK 90 masing-masing untuk WA, Kalinga, dan Gambiaca. Pada kegiatan terakhir yaitu verifikasi gen pemulih kesuburan yang mengendalikan pemulihan kesuburan tiga tipe GMJ melalui marka SSR telah berhasil didapatkan informasi adanya kemiripan tingkat fertilitas serbuk sari dan spikelet dari hibrida-hibrida turunan Gambiaca dan Kalinga dengan hibrida tipe WA. Hal ini mengindikasikan bahwa terdapat kesamaan proses biologi yang mempengaruhi ketiga sistem sitoplasma ini. Pola segregasi pada populasi F2 untuk karakter fertilitas serbuk sari pada GMJ tipe WA dan Gambiaca mengindikasikan keterlibatan dua gen pemulih kesuburan yang dominan, sedangkan tipe Kalinga diduga dikendalikan oleh gen dominan tunggal. Galur restorer PK 12 mampu memulihkan ketiga GMJ dengan ketiga sitoplasma lebih baik dibanding galur restorer PK 90 dan BP 11. Primer RM490 dan RM258 potensial digunakan sebagai penanda gen Rf3 dan Rf4 pada pemulihan kesuburan tipe WA. Dari rangkaian penelitian ini dapat disimpulkan bahwa galur-galur tetua yang teridentifikasi toleran terhadap simulasi cekaman kekeringan berpotensi dapat digunakan untuk merakit F1 hibrida toleran cekaman kekeringan. Diperoleh kombinasi hibrida hasil dan heterosis tinggi yang berasal dari GMJ tipe WA, Kalinga, dan Gambiaca. Galur-galur R yang selama ini digunakan untuk merakit hibrida dengan GMJ tipe WA berpotensi untuk dikembangkan sebagai tetua hibrida GMJ tipe Gambiaca dan Kalinga. Diperoleh dua F1 hibrida potensi hasil tinggi, memiliki sifat agronomi baik serta toleran terhadap simulasi cekaman kekeringan pada fase perkecambahan yaitu GMJ 13A/R 3, dan GMJ 14A/R 3.