Identifikasi Qtl Komponen Hasil Di Kromosom 12 Pada Populasi Galur Introgresi Turunan Dari Persilangan Padi Varietas Ciherang Dan Padi Tipe Baru

Abstract

Dibutuhkan peningkatan produksi padi sebagai dampak peningkatan jumlah penduduk yang tinggi. Salah satu solusi yang dapat mengatasi permasalahan ini adalah perakitan varietas unggul melalui peningkatan potensi hasil. Populasi galur introgresi adalah populasi yang terdiri dari galur-galur yang masing-masing membawa segmen kromosom tertentu dengan latar belakang genetik yang sama. Pengembangan populasi galur introgresi berbasis Ciherang dengan donor padi tipe baru (PTB) berpotensi menambah keunggulan padi Ciherang. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi daerah QTL komponen hasil padi pada kromosom 12 dan mendapatkan penanda-penanda SSR yang bisa digunakan untuk seleksi komponen hasil padi. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah galur terpilih dari populasi BC3F1 turunan Ciherang х PTB B11143D yang memiliki introgresi segmen kromosom 12 dari tetua donor B11143D. Populasi pemetaan yang terdiri dari 200 individu BC3F2 dikembangkan dengan penyerbukan sendiri BC3F1 terpilih. Pengamatan morfologi yang dilakukan meliputi umur berbunga, tinggi tanaman, panjang daun bendera, jumlah malai, panjang malai, jumlah gabah isi per malai, bobot 1000 butir, dan bobot gabah per rumpun. Jumlah anakan, jumlah gabah per malai, dan ukuran gabah atau bobot gabah merupakan tiga komponen hasil utama yang menentukan produksi hasil padi. Analisis molekuler pada populasi ini dilakukan dengan memanfaatkan pola segregasi pada kromosom 12 dengan bantuan beberapa penanda SSR yaitu RM3472, RM28048, RM28195, dan RM1986. Analisis molekuler ini dilakukan dengan tahapan isolasi DNA, amplifikasi DNA, elektroforesis gel, visualisasi hasil, dan skoring. Statistika deskriptif dari data morfologi dilakukan menggunakan perangkat lunak STAR Ver. 2.1. Keterkaitan antara fenotipe dan genotipe SSR dihitung dengan analisis Regresi Penanda Tunggal (Single Marker Regression) menggunakan perangkat lunak Qgene Ver. 4.3.8. Hasil analisis menunjukkan bahwa belum ditemukan adanya daerah QTL terkait karakter jumlah malai produktif, panjang malai, panjang daun bendera, jumlah gabah isi per malai, dan bobot total. Akan tetapi dari hasil analisis ini ditemukan adanya daerah QTL terkait bobot 1000 butir pada tiga penanda SSR yang digunakan (RM28048, RM28195, RM1986) yang memiliki nilai LOD yang tinggi yaitu sekitar 12 dengan nilai R2 lebih dari 25% . Hal ini menjadi dasar yang kuat bahwa daerah QTL bobot 1000 butir berada pada ketiga penanda tersebut. Jarak antara RM28048 dengan RM1986 sekitar 19.4 cM, yang masih terlalu luas untuk dilakukan pencarian gen terkait bobot 1000 butir, sehingga daerah tersebut perlu dipersempit untuk identifikasi QTL bobot 1000 butir lebih lanjut pada populasi BC3F3. Peta komposisi genotipe pada 12 kromosom dari 200 individu BC3F2 dihasilkan dengan perangkat lunak grapichal genotypes 2.0 (GGT) untuk pemetaan QTL lanjutan. Seleksi dilakukan dengan memilih individu-individu iii yang masih dalam keadaan heterozigot (kelompok H) untuk daerah penanda yang terindikasi adanya QTL komponen hasil tertentu (seleksi foreground), namun memiliki genotipe sama dengan Ciherang (kelompok A) untuk daerah penanda yang tidak teridentifikasi adanya QTL terkait sifat komponen hasil tertentu (seleksi background). Terdapat 7 individu terpilih dari hasil seleksi foreground ini yaitu individu tanaman no. 190, 193, 224, 238, 255, 281, dan 302. Tujuh individu ini diseleksi background dan menghasilkan dua individu terpilih yaitu individu no. 193 (BIOR1-85-193) dan individu no. 302 (BIOR1-85-302). Populasi pemetaan lanjutan terdiri dari 1200 individu BC3F3 yang dikembangkan dari penyerbukan sendiri galur BIOR1-85-193 dan BIOR1-85-302. Kegiatan seleksi foreground pada populasi BC3F3 dilakukan 2 tahap. Pertama, pengamatan molekuler 1200 individu menggunakan dua penanda pengapit daerah QTL bobot 1000 butir yaitu RM28048 dan RM1986. Hasil dari kegiatan ini menjadi dasar pemilihan 300 individu terpilih yang digunakan untuk analisis selanjutnya. Kedua, pengamatan molekuler 300 individu terpilih menggunakan empat penanda tambahan yang berada di antara dan disekitar RM28048 dan RM1986. Analisis keterkaitan antara fenotipe dan genotipe SSR pada populasi BC3F3 turunan dari galur BIOR1-85-193 menunjukkan adanya keterkaitan antara penanda RM28048 dan RM28195 dan karakter bobot 1000 butir. RM28048 mempunyai nilai LOD dan R2 tertinggi yaitu 4.73 dan 17.40%. Jarak antara RM28048 dan RM28195 yang diduga mengandung QTL bobot 1000 butir adalah 8.7 cM. Pemetaan lebih lanjut terkait bobot 1000 butir pada galur ini masih membutuhkan beberapa penanda disekitar RM28048. Analisis pada populasi BC3F3 turunan dari galur BIOR1-85-302 menunjukkan adanya keterkaitan antara tiga penanda, yaitu RM28305, RM1986, RM28433, dan karakter bobot 1000 butir RM28305 memiliki nilai LOD tertinggi yaitu 5.38 dan nilai R2 tertinggi sebesar 12.50%. Jarak antara penanda RM28305 dengan RM28433 sekitar 9.2 cM Pendugaan pada populasi BC3F3 dapat mempersempit sekitar 10.2 cM dari wilayah QTL dari kegiatan pemetaan sebelumnya. Dari penelitian ini diidentifikasi 3 penanda SSR yang bisa digunakan untuk seleksi tidak langsung untuk membantu program pemuliaan padi potensi hasil terkait bobot 1000 butir yaitu RM28305, RM1986, dan RM28433.