I. Pendahuluan LAPORAN TAHUNAN BALITBIOGEN 2003

Laporan Tahunan Balitbiogen 2003 LAPORAN TAHUNAN BALITBIOGEN 2003 © Copyright 2004, BB-Biogen

I. Pendahuluan Pada periode 2000-2010 kecepatan pertambahan penduduk Indonesia diperkirakan 1,4% per tahun. Peningkatan jumlah penduduk yang pesat ini akan membawa konsekuensi pada meningkatnya permintaan produk pertanian. Di samping itu, peningkatan permintaan ini juga terjadi sebagai akibat berkembangnya berbagai industri yang berbahan baku produk pertanian. Akan tetapi peningkatan produksi pertanian tidak mudah karena makin berkurangnya lahan subur untuk pertanian sebagai akibat alih fungsi lahan pertanian kelas utama untuk keperluan lain seperti industri dan perumahan. Sedangkan pembukaan lahan baru ke arah lahan yang kurang subur dan marjinal, di samping cekaman lingkungan yang bersifat abiotik, seperti kekeringan, keracunan aluminium, dan biotik, seperti serangan organisme pengganggu tanaman, dapat menjadi kendala utama dalam peningkatan produksi dan stabilitas hasil. Tantangan lain yang tidak kalah penting dihadapi dunia pertanian di Indonesia adalah tuntutan konsumen terhadap mutu hasil yang terus meningkat dan bahkan untuk beberapa komoditas dikehendaki beberapa macam mutu spesifik. Mutu hasil pertanian tersebut menjadi semakin penting karena pengaruh globalisasi yang menjadikan sistem pasar yang semakin terbuka yang berakibat meningkatnya persaingan dengan produk dari negara lain sehingga kualitas hasil pertanian Indonesia harus dapat memenuhi persyaratan mutu yang se-

makin kompleks dan mendasar. Akan tetapi semua upaya yang dilakukan tidak akan berarti bila tidak disertai dengan peningkatan kesejahteraan petani. Hal ini menjadi begitu penting di Indonesia karena sebagian besar penduduk miskin di Indonesia adalah petani padahal mereka merupakan objek utama pembangunan pertanian. Untuk menghadapi tantangan tersebut, maka dicanangkan pertanian tangguh sebagai sasaran pembangunan pertanian di Indonesia yang dijabarkan sebagai pertanian yang mampu memenuhi permintaan konsumen, dapat menjamin pendapatan dan kesejahteraan petani secara berkelanjutan dan tidak merusak lingkungan hidup. Dalam pelaksanaannya, pencapaian pertanian tangguh tidak semudah yang dibayangkan dan kendala serta tantangan yang ada tidak dapat diatasi dengan teknologi kovensional saja. Salah satu bidang ilmu yang saat ini sedang berkembang dengan pesat dan memberikan alternatif-alternatif baru yang menjanjikan dalam mengatasi permasalahan pertanian di dunia berkembang adalah bioteknologi. Hasil penelitian bioteknologi di negara maju dan berbagai lembaga penelitian internasional menunjukkan bahwa kendala yang selama ini sulit atau bahkan mustahil dipecahkan secara konvensional dapat diatasi menggunakan bioteknologi. Dengan memanfaatkan bioteknologi, program pemuliaan untuk mendapatkan jenis unggul dapat dipercepat dan lebih terarah. Selain itu, melalui rekayasa genetik dapat diperoleh jenis tanaman

1

P ENDAHULUAN

atau komoditas pertanian lain yang mempunyai potensi genetik lebih baik. Teknik kultur jaringan dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang cepat dan bebas penyakit. Pemanfaatan mikroba dapat menghasilkan pupuk dan pestisida biologi yang lebih ramah lingkungan, probiotik, vaksin, dan hormon. Selain itu, mikroba dapat dimanfaatkan sebagi perombak limbah pertanian (dekomposer), agen bioremediasi, untuk bioproses yang dapat meningkatkan nilai tambah, dan dapat digunakan untuk memanfaatkan limbah menjadi produk yang bermanfaat sekaligus dapat mengatasi masalah pencemaran lingkungan oleh limbah. Selain itu, bioteknologi memberikan pilihan alternatif untuk pengelolaan dan pemanfaatan keanekaragaman hayati secara lestari seperti bioprospekting dan identifikasi, isolasi serta karakterisasi gen yang penting bagi perkembangan pertanian di Indonesia. Sebagai ilustrasi dari penggunaan bioteknologi adalah penggunaan tanaman transgenik yang secara global menunjukkan peningkatan luas areal penanaman setiap tahunnya di mana pada tahun 2002 areal penanaman transgenik di dunia mencapai sekitar 57 juta ha. Beberapa penelitian yang mengunakan metodologi dan pendekatan yang berbeda telah dilakukan untuk melihat pengaruh bioteknologi pertanian di negara-negara berkembang. Studi ini memperlihatkan pengaruh yang positif untuk petani skala kecil walaupun masih diperlukan pendekatan-pendekatan baru yang lebih komprehensif untuk mengetahui lebih baik lagi mengenai kemungkinan

2

pengaruh dari produk bioteknologi pertanian pada masyarakat pedesaan. Menyadari potensi yang bisa digali dari pemanfaatan bioteknologi untuk pembangunan pertanian, pemerintah Indonesia telah menetapkan bioteknologi sebagai salah satu prioritas teknologi untuk dimanfaatkan dan dikembangkan. Sebagai konsekuensinya, bioteknologi akan menjadi salah satu faktor penting yang akan menentukan keberhasilan pembangunan pertanian nasional. Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (Balitbiogen) yang berada di bawah Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian merupakan salah satu lembaga riset yang didirikan untuk melakukan penelitian di bidang bioteknologi pertanian sehingga dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk pembangunan pertanian di Indonesia. Tujuan dari penulisan laporan tahunan ini adalah untuk melihat aktivitas penelitian dan dinamika yang berlangsung di Balitbiogen pada tahun 2003. Laporan ini tersusun dalam enam bab. Bab I merupakan pendahuluan sebagai pengantar laporan tahunan ini. Bab II menjelaskan mengenai program penelitian. Dalam bab ini dijelaskan mengenai penentuan prioritas penelitian yang didasarkan atas hasil analisis potensi, tantangan, kendala, dan peluang yang dimiliki Balitbiogen di mana dihasilkan lima prioritas program penelitian. Selain itu, disampaikan juga mengenai kerja sama penelitian yang dilakukan dengan lembaga lain baik swasta maupun pemerintah di dalam dan luar negeri serta selintas pengembangan sumber daya manusia yang diper-

LAPORAN TAHUNAN BALITBIOGEN 2003

lukan untuk lebih memperkuat kinerja penelitian balai ini. Bab III menunjukkan secara ringkas pelaksanaan dan hasil-hasil yang telah dicapai dari semua kegiatan penelitian dalam lima prioritas program penelitian dalam tahun 2003. Bab IV memperlihatkan kegiatan-kegiatan penyebarluasan hasil penelitian yang dilakukan dalam bentuk publikasi, seminar, lokakarya, pameran bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian, pemasyarakatan hasil penelitian,

dan keikutsertaan dalam pameran Badan Litbang Pertanian. Bab V membahas mengenai sumber daya dan manajemen. Dalam bab ini disajikan komposisi, distribusi, dan dinamika perubahan pegawai di Balitbiogen baik dari segi pangkat/golongan, fungsi, pendidikan, usia, jabatan fungsional, keahlian, dan gaji. Di samping itu, dalam bab ini juga disampaikan laporan keuangan yang meliputi anggaran belanja rutin dan anggaran belanja pembangunan.

3

Laporan Tahunan Balitbiogen 2003 © Copyright 2004, BB-Biogen

P ROGRAM PENELITIAN

II. Program Penelitian Dalam keadaan keterbatasan sumber daya dan dana, perlu disusun skala prioritas dalam pengembangan bioteknologi. Untuk meningkatkan efisiensi pencapaian program bioteknologi, maka perlu pembagian tugas yang jelas antara lembaga yang bergerak di bidang penelitian bioteknologi sehingga tumpang tindih atau duplikasi penelitian dapat dihindarkan Saat ini, walaupun semua lembaga mengerjakan program besar yang sama, tetapi pada aspek yang berbeda sehingga dapat saling melengkapi. Program bioteknologi sampai dengan tahun 2004 disusun berdasarkan tantangan yang diperkirakan akan muncul, peluang yang tersedia bagi pembangunan pertanian, perkembangan ilmu dan teknologi yang ada, sumber daya dan fasilitas yang ada di Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian. Dalam menformulasikan program diperlukan pendekatan strategis. PENDEKATAN STRATEGIS Visi penelitian bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian di Indonesia sampai tahun 2004 adalah menjadikan bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian sebagai pendukung utama dalam mewujudkan ketahanan pangan, sistem dan usaha agribisnis berdaya saing, berkerakyatan, berkelanjutan, dan desentralistis. Untuk mewujudkan visi tersebut, secara spesifik misi penelitian dan pengem-

4

bangan bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian adalah sebagai berikut: a. Meningkatkan kualitas dan jumlah sumberdaya manusia di bidang bioteknologi dan sumber daya genetik. b. Mengembangkan infrastruktur (fisik dan ilmiah) yang berkaitan dengan bioteknologi dan sumber daya genetika. c. Berpartisipasi dalam membangun lingkungan yang kondusif untuk pengembangan bioteknologi dan sumber daya genetik dalam aspek sosial, ekonomi, budaya dan perundang-undangan. d. Memobilisasi sumber daya dan dana untuk pengembangan bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian. e. Memperbaiki sifat genetik kultivar dengan pendekatan bioteknologi, seperti rekayasa genetik, seleksi dengan marka molekuler, seleksi in vitro, kultur antera, penyelamatan embrio. f. Mengembangkan dan memperbaiki komponen teknologi budi daya pertanian dengan pendekatan bioteknologi, seperti komponen, biopestisida, kit diagnostik, teknik mikropropagasi bibit unggul, dan analisis keamanan hayati. g. Mengembangkan teknologi bioproses yang unggul, efisiensi, dan ramah lingkungan. h. Mengembangkan pemanfaatan dan pengelolaan sumber daya genetik (plasma nutfah) pertanian, seperti biopropeksi (koleksi, karakterisasi, evaluasi), konservasi, database, dan bioinformatika.


i. Mendseminasikan hasil penelitian bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian. POTENSI, TANTANGAN, KENDALA, PELUANG Peluang Berbagai masalah yang dihadapi dalam pembangunan pertanian, kebijakan pemerintah, dan faktor lingkungan yang kondusif untuk pengembangan bioteknologi merupakan salah satu acuan dalam penyusunan program pengembangan dan penelitian bioteknologi. Beberapa masalah yang dihadapi dalam pembangunan pertanian antara lain (1) pengelolaan dan pemanfaatan plasma nutfah yang belum optimal; (2) sistem usahatani yang harus lebih efisien untuk meningkatkan daya saing menghadapi sistem pasar yang semakin terbuka; (3) masih banyaknya penggunaan pestisida dan bahan kimia sintetik lainnya yang berdampak negatif terhadap lingkungan; (4) belum optimalnya pemanfaatan limbah pertanian; (5) permintaan akan bahan pangan, pakan dan bahan baku industri yang semakin meningkat akibat meningkatnya pertambahan penduduk, meningkatnya pengembangan industri perternakan dan berkembangnya industri dengan bahan baku hasil pertanian. Berbagai kebijakan pemerintah akhirakhir ini sangat mendorong kegiatan penelitian bioteknologi. Kebijakan tersebut antara lain adanya (1) undang-undang perlindungan varietas tanaman; (2) perlindungan hak atas kekayaan intelektual; (3) peratur-

an tentang tata cara pengujian tanaman transgenik; (4) kebijakan tentang keamanan pangan dan hayati; (5) kebijakan menetapkan bioteknologi merupakan salah satu unggulan program penelitian, kebijakan standarisasi mutu, kebijakan pengembangan agribisnis yang menuntut efisiensi usahatani atau masukan. Selain faktor tersebut, beberapa faktor lingkungan lainnya juga ikut menentukan penyusunan prioritas program. Faktorfaktor tersebut antara lain (1) impor bahan pangan yang meningkat; (2) meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan lingkungan; (3) meningkatnya kepadatan penduduk yang diikuti dengan menyusutnya lahan yang dapat digunakan untuk kegiatan pertanian; (4) adanya sumber daya hayati yang melimpah yang masih belum dimanfaatkan secara optimal; (5) mulai menghilangnya sebagian plasma nutfah lokal akibat penggunaan varietas unggul dan perubahan peruntukan lahan; (6) meningkatnya kebutuhan bibit bermutu dan seragam dalam jumlah yang banyak; (7) tersedianya dana penelitian di berbagai lembaga internasional dan nasional yang dapat diperoleh melalui persaingan; (8) tersedianya gen dan marka di lembaga internasional yang dapat dimanfaatkan untuk perbaikan tanaman. Tantangan/Ancaman Tantangan yang ada di sekitar kita akan ikut menentukan penyusunan prioritas program. Berbagai tantangan seperti (1) adanya perusahaan dan lembaga atau institusi penelitian lain yang bergerak dibidang bioteknologi pertanian; (2) sistem penggaji-

5

P ROGRAM PENELITIAN

an yang tidak kondusif dan alokasi dana penelitian yang terbatas; (3) kebijakan pemerintah yang sering berubah-ubah akan ikut menentukan penyusunan prioritas program penelitian. Secara garis besar, faktor internal yang dapat mempengaruhi penyusunan prioritas program dapat dikelompokkan menjadi faktor internal yang menjadi kekuatan lembaga/institusi dan faktor internal yang menjadi kekurangan atau kelemahan institusi. Faktor Internal yang Menjadi Kekuatan Balitbiogen yang sebelumnya disebut Balai Penelitian Bioteknologi Tanaman Pangan mempunyai tugas melakukan penelitian bioteknologi pertanian, saat ini mempunyai sumber daya manusia (SDM) dalam bidang keahlian rekayasa genetika, biologi molekuler dan sel, kultur in vitro, mikrobiologi, entomologi, biokimia, bioproses, dan pemuliaan. Tenaga-tenaga tersebut mendapatkan keahliannya melalui pendidikan bergelar, pelatihan, dan postdoctoral. Selain itu, saat ini 31 tenaga peneliti Balitbiogen sedang mengikuti pendidikan di dalam dan luar negeri dengan dana dari pemerintah, kerja sama luar negeri, dan mandiri. Sebagian tenaga tersebut akan menyelesaikan pendidikan S2 dan S3nya dan akan segera memperkuat kegiatan penelitian Balitbiogen pada kurun waktu dua tahun yang akan datang dalam berbagai bidang keahlian seperti rekayasa genetika, biologi molekuler dan sel, kultur jaringan, mikrobiologi, biokimia, pemuliaan. Selain mempunyai SDM yang cukup handal, Balitbiogen mempunyai fasilitas laboratorium Biologi Molekuler, Kultur Jaringan,

6

Bank Gen dan Genetika, Mikrobiologi, Biokimia dan Enzimatis, Pengendalian Biologi, Virologi dan Diagnostik serta Fasilitas Uji Terbatas (Biosafety Containment). Fasilitas tersebut didukung peralatan yang baik dan memadai serta pasokan listrik dan air yang cukup. Keberadaan SDM terdidik dan fasilitas yang dimiliki Balitbiogen tersebut akan sangat menentukan penyusunan prioritas program penelitian. Kelemahan/Kekurangan Kelemahan utama yang dimiliki Balitbiogen adalah pasokan listrik dan air yang kadang-kadang terputus sehingga sangat mengganggu kelancaran penelitian. Saat ini Balitbiogen tidak mempunyai generator yang secara otomatis menyala apabila aliran listrik PLN terputus. Terganggunya aliran listrik menyebabkan terganggunya pasokan air karena pasokan air PDAM Bogor kurang mencukupi. Selain kelemahan tersebut, kelemahan lain, yaitu kurangnya rasa bersaing untuk sebagian penelitinya. Kelemahan yang dimiliki ini akan menjadi salah satu pertimbangan dalam penyusunan skala prioritas program. PENETAPAN PRIORITAS PROGRAM PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Berdasarkan analisis kerangka kerja logis dan kekuatan serta kelemahan yang dimiliki Balitbiogen, peluang, dan tantangan yang ada serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam bidang Biologi Molekuler, Fisiologi, Biokimia Sel dan Jaringan, Mikrobiologi, Komputer dan Aplikasinya, Balitbiogen menetapkan prio-


ritas program penelitian dan pengembangan sebagai berikut:

sis, dan alat bantu perbaikan genetik (kultur antera/embrio).

1. Program Penelitian Rekayasa Genetik Pertanian, yang mencakup transgenik tanaman dan mikroba serta analisis keamanan hayati produk rekayasa genetik

5. Program Pengembangan Sistem Bioinformatika, yang mencakup database sumberdaya genetik pertanian Indonesia, akses ke database dunia sumber daya genetik, akses ke database dunia tentang genomic dan proteomic, akses ke database dunia tentang biosafety dan foodsafety.

2. Program Penelitian Identifikasi dan Aplikasi Marka Molekuler, yang mencakup marka alat bantu pemuliaan (marker aided selection), pemetaan gen-gen penting, analisis kekerabatan, sidik jari DNA klon, ras, atau varietas, dan diagnosis penyakit. 3. Program Penelitian Bioprospeksi Sumber Daya Genetik Pertanian, yang mencakup koleksi, isolasi, karakterisasi plasma nutfah pertanian untuk mendapatkan senyawa kimia, gen, dan organisme untuk biofertiliser, biopestisida, atau biosintesis. 4. Program Penelitian Kultur In Vitro, yang mencakup seleksi in vitro, teknik propagasi, teknik konservasi, teknik biosinte-

Daftar penetapan prioritas program penelitian dan pengembangan disajikan pada Tabel II.1. KERJA SAMA PENELITIAN Kerja Sama Penelitian di Balitbiogen dilakukan dalam rangka mendukung pencapaian visi dan misi Balitbiogen. Kerja sama dilakukan dengan Balai Penelitian Komoditas, institusi pemerintah di luar Departeman Pertanian seperti perguruan tinggi, instansi swasta, dan institusi penelitian atau donor dari luar negeri.

Tabel II.1. Matrik program penelitian dan pengembangan serta RPTP 2002-2007 Program

RPTP

1. Penelitian rekayasa genetik pertanian

1.1. Perakitan tanaman pangan dan hortikultura transgenik 1.2. Perakitan tanaman perkebunan transgenik 2.1. Identifikasi dan aplikasi marka molekuler dan antibodi identifikasi dan aplikasi marka molekuler dan antibodi 3.1. Konservasi tanaman dan mikroba 3.2. Bioprospeksi tanaman, mikroba, dan serangga 3.3. Koleksi, isolasi, karakterisasi, dan pemanfaatan senyawa kimia, DNA, dan organisme untuk perkebunan 4.1. Kultur in vitro untuk seleksi, propagasi, konservasi, biosinstesis, kultur antera, dan penyelamatan embrio tanaman 4.2. Kultur in vitro untuk seleksi, propagasi, konservasi, biosinstesis tanaman perkebunan 5.1. Bioinformatika sumber daya genetika pertanian

2. Penelitian identifikasi dan aplikasi marka molekuler 3. Penelitian bioprospeksi sumber daya genetik pertanian

4. Penelitian kultur in vitro

5. Pengembangan sistem bioinformatika

7

P ROGRAM PENELITIAN

Kerja sama dengan Balai Komoditas diprioritaskan dalam penyusunan program dan kerja sama penelitian yang dari awal penyusunan perencanaan dan pelaksanaan penelitiannya sudah atau harus dilibatkan. Kerja sama yang telah dilakukan antara lain mengundang balai komoditas dalam penyusunan program bioteknologi, kerja sama penelitian pemanfaatan marka untuk perakitan varietas unggul, pengembangan pupuk dan insektisida dan dekomposer biologis, plasma nutfah, pemanfaatan teknik in vitro untuk pembentukan varietas unggul. Selain kerja sama penelitian dan penyusunan program, kerja sama dilakukan dalam bentuk pemanfaatan fasilitas penelitian yang ada di Balitbiogen untuk kegiatan penelitian Balai komoditas. Di masa mendatang pelaksanaan penelitian kerja sama penelitian ini akan ditingkatkan, terutama dalam koordinasi dan penyusunan program penelitian. Kerja sama dengan perguruan tinggi dan instansi di luar Deptan dilakukan dalam bentuk melibatkan staf perguruan tinggi dalam penelitian yang dilakukan oleh Balitbiogen. Kerja sama penelitian tersebut didanai oleh ARMP II, PAATP, dan RUT. Kerja sama luar negeri antara lain dilakukan dengan Ambionet untuk tanaman jagung, Rockeffeler untuk tanaman padi,

8

Biorin untuk tanaman padi dan tomat, ARBN untuk tanaman padi, MEE untuk tanaman Solanaceae, ISAAA untuk tanaman papaya, RCBC untuk biodiversitas dan konservasi padi liar, NIAS dan KONARC untuk konservasi in situ, IFPRI untuk tanaman padi. Melalui kerja sama tersebut, Balitbiogen memperoleh dana penelitian, peningkatan pengetahuan, dan keterampilan melalui pelatihan jangka pendek dan jangka panjang (fasilitas untuk pendidikan S2 dan S3), bahan dan peralatan. Melalui kerja sama tersebut, Balitbiogen telah mengirim 6 staf peneliti untuk mengikuti pendidikan S3, tiga diantaranya telah menyelesaikan pendidikan S3. Kerja sama ini akan terus ditingkatkan dalam rangka menggalang dana, meningkatkan kemampuan, dan keterampilan peneliti serta alih teknologi. Kerja sama dengan pihak swasta lebih banyak berupa jasa penelitian atau pengujian. Kerja sama ini akan terus dikembangkan dengan tujuan pihak swasta mau ikut berpartisipasi membiaya penelitian Balitbiogen yang dapat dimanfaatkan oleh pihak swasta. Untuk mencapai tujuan tersebut, program penelitian Balitbiogen akan diarahkan kepada penelitian yang mempunyai nilai jual untuk swasta, sehingga dalam penyusunan program, pihak swasta akan dilibatkan.

Laporan Tahunan Balitbiogen 2003 LAPORAN TAHUNAN BALITBIOGEN 2003 © Copyright 2004, BB-Biogen

III. Hasil Penelitian 2003 PROGRAM PENELITIAN REKAYASA GENETIK PERTANIAN PERAKITAN TANAMAN PADI TRANSGENIK UNTUK KETAHANAN TERHADAP HAMA Tim Peneliti A. Dinar Ambarwati, Ida Hanarida, Aniversari Apriana, Atmitri Sisharmini, Tri J. Santoso, Iswari S. Dewi, Bahagiawati, dan I Made Samudra

Menurut Badan Pusat Statistik, pada tahun 2002 sekitar 112.918 ha (39,08%) pertanaman padi di Indonesia rusak oleh penggerek batang padi (Scirpophaga sp. Wlk.), menempatkan hama ini sebagai salah satu hama utama padi. Untuk pelestarian produksi padi di Indonesia dibutuhkan varietas tahan terhadap hama penggerek batang. Perakitan padi tahan hama penggerek sulit dilakukan secara konvensional karena sumber gen belum ditemukan dalam plasma nutfah padi sehingga perlu dilakukan melalui teknik rekayasa genetik. Sumber ketahanan terhadap serangga hama biasanya diisolasi dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) yang diketahui dapat menghasilkan protein yang bersifat toksin. Gen cryIA adalah salah satu gen pengkode Bt toksin yang efektif terhadap hama dari golongan Lepidoptera. Transformasi gen cryIA melalui teknik penembakan partikel pada varietas Taipei309 (T-309) dan Asemandi telah dilakukan di Balitbiogen, dan menghasilkan tanaman putatif transgenik. Dari tanaman transgenik

putatif asal T-309, beberapa di antara generasi T0, T1, T2, atau T3 terbukti positif mengandung gen cryIA(b) serta tahan terhadap hama penggerek batang padi. Penelitian selanjutnya dilakukan dengan tujuan untuk menganalisis gen cryIA(b) pada tanaman putatif transgenik padi Taipei-309 generasi T0 dan T4 serta tanaman putatif transgenik Asemandi generasi T1, melakukan bioasai pada transgenik padi Taipei309 generasi T4, dan melakukan transformasi padi Indica dengan gen cryIA(b) melalui penembakan partikel. Analisis Molekuler dan Bioasai Tanaman Putatif Transgenik Padi DNA diekstraksi dari tanaman padi dengan mengikuti prosedur miniprep CTAB (cetyl trimethylammonium bromida). Segmen kromosom yang mengandung gen cry1Ab diamplikasi dengan PCR MJ Research PCT-100 menggunakan primer 5’CGA CAT CTC CTT GTC CTT GAC AC-3’ dan 5’-ACA CCC TGA CCT AGT TGA GCA AC3’PCR. Amplikon divisualisasi pada 1% gel agarose, setelah elektroforesis. Ekspresi gen pada daun dideteksi dengan uji serologi menggunakan ImmunoStrip Bt-cry1Ab/ Ac. Bioasai dilakukan dengan secara in vitro dan in vivo menggunakan larva instar 1 yang diperoleh dari lapang. Pada uji in vitro digunakan batang padi tanaman transgenik umur 6 minggu setelah tanam (MST). Pengujian dilakukan dalam tabung reaksi dengan infestasi 10 ekor larva instar 1 ke setiap batang padi. Pada pengujian in vivo

9

H ASIL PENELITIAN 2003

digunakan tanaman berumur 6 MST untuk pengamatan sundep atau 9 MST untuk pengamatan beluk. Infestasi dilakukan dengan cara memasukkan 5 ekor larva instar 1. Pengamatan dilakukan pada saat 2 minggu setelah infestasi dan skoring ketahanan dihitung berdasarkan persentase intensitas serangan. Hasil analisis molekuler menunjukkan bahwa dari 83 tanaman putatif transgenik asal Asemandi generasi T1 tidak ada tanaman yang positif mengandung gen cryIA(b). Sedangkan, pada tanaman asal T-309 diperoleh 20 tanaman (42,6%) generasi T0 dan 77 tanaman (54,2%) generasi T4 yang positif mengandung gen cryIA(b) (Gambar III.1). Hasil pengujian ekspresi gen menggunakan ImmunoStrip pada 77 sampel tanaman T-309 generasi T4 menunjukkan ada 58 tanaman yang bereaksi positif meskipun tidak setinggi kontrol positif. Hal ini mengindikasikan adanya ekspresi protein cryIA(b) pada tanaman transgenik meskipun dalam konsentrasi yang rendah. Hasil bioasai secara in vitro menunjukkan bahwa dari 10 ekor larva yang diinfes-

tasikan, terdapat larva yang mati dengan kisaran 5,7-6,7 ekor pada 8 tanaman diikuti kisaran kematian larva 4,7-5,6 ekor pada 4 tanaman lainnya dan 0,6-4,6 ekor pada 36 tanaman. Apabila dibandingkan dengan tanaman kontrol (0-2,3 ekor) terdapat 8 tanaman yang mempunyai kisaran kematian larva lebih tinggi, yaitu 5,7-6,7 ekor (Tabel III.1). Hasil pengamatan pada uji bioasai secara in vivo menunjukkan 1 tanaman dengan kategori tahan, diikuti oleh 7 tanaman agak tahan, 13 tanaman agak rentan, 23 tanaman rentan, dan sisanya 18 tanaman sangat rentan terhadap hama sundep. Sementara itu, pada pengamatan terhadap beluk juga terdapat variasi tingkat ketahanan, yaitu mulai dari agak tahan sampai sangat rentan. Dari hasil uji diperoleh 2 tanaman dengan kategori agak tahan, 8 tanaman agak rentan, 16 tanaman rentan, dan 23 tanaman sangat rentan. Terjadinya variasi dalam tingkat ketahanan dapat disebabkan oleh posisi integrasi/positional effect dari gen introduksi, yaitu gen cryIA(b), di dalam genom dan kuantitas protein cryIA(b) yang dihasilkan tanaman. Analisis PCR dapat menunjukkan

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 - A P +

M = 100 bp ladder, 1-23 = sampel, - = non transforman, A = air, P = plasmid dan + = kontrol positif Gambar III.1. Hasil analisis PCR tanaman putatif transgenik padi Taipei-309 generasi T0

10


Tabel III.1. Hasil bioasai in vitro pada batang tanaman putatif transgenik padi T-309 generasi T4 terhadap hama penggerek batang padi kuning Kisaran larva mati (ekor)

Kisaran larva hidup (%)

Banyaknya tanaman

5,7-6,7 4,7-5,6 2,7-4,6 0,7-2,6 <0,6

33-43 44-53 54-73 74-93 ≥94

8 4 5 15 16

Nomor tanaman 81, 83, 90, 92, 93, 95, 103, dan 105 86, 87, 91, dan 99 30, 79, 84, 98, dan 104 5, 12, 13, 14, 19, 24, 26, 29, 32, 36, 51, 67, 69, 70, dan 77 2, 6, 11, 16, 17, 20, 25, 37, 38, 40, 49, 61, 63, 71, 74, dan 78

Dari 58 tanaman uji dengan PCR dan ImmunoStrip positif terdapat 10 tanaman mati; inokulasi 10 ekor larva neonate per batang tanaman; kematian larva pada kontrol (wild type) berkisar antara 0-2,3 ekor atau 77-100% hidup

keberadaan gen introduksi dalam sel tanaman tetapi tidak dapat menentukan posisinya atau banyaknya kopi. Gen yang terintegrasi pada struktur eukromatin pada kromosom akan dapat diekspresikan. Selain itu, fenomena pembungkaman gen (gene silencing) juga dapat menjadi penyebab gen tidak dapat berekspresi. Fenomena pembungkaman gen antara lain disebabkan terlalu banyaknya kopi gen yang sama diintegrasikan, sehingga merangsang metilasi saat transkripsi atau turnover dari RNA serta munculnya RNAse pada paska transkripsi. Hal ini perlu dibuktikan lebih lanjut dengan uji Southern Blot, agar banyaknya kopi gen dapat diketahui. Transformasi Padi Indica dengan Gen CryIA(b) melalui Penembakan Partikel Kalus padi Cisadane, Ciherang, DHL 0203-52, Bengawan Solo diinduksi pada media NB (media dasar N6 + vitamin B5) dengan penambahan 500 mg L-prolin /l + 500 mg L-glutamin/l, 300 mg kasein hidrolisat/l, 30 g sukrosa/l, 2 mg 2,4-D/l dan diinkubasi di ruang gelap. Subkultur dilakukan pada media yang sama (3-4 minggu) sampai membentuk kalus embriogenik.

Plasmid yang digunakan adalah pUBB yang mengandung gen cryIA(b) dan dikotransformasi dengan pRQ6 (gus, hpt) dalam perbandingan 4 : 1. Sistem penembakan dengan 2 kali penembakan dan jarak tembakan 7 cm. Hasil transformasi tanpa seleksi pada media mengandung higromisin menunjukkan Cisadane dan Bengawan Solo menghasilkan kalus dengan spot hijau terbanyak (±56%) diikuti dengan Ciherang (35%) dan DHL 0203-52 (27%) (Tabel III.2). Kalus berspot hijau terbentuk pada media MS dengan tambahan spermidin. Jumlah kalus dan tanaman hijau yang dihasilkan pada kultur antera padi diketahui dapat ditingkatkan dengan menggunakan poliamin (putresin, spermidin, spermin). Dalam proses regenerasi, tidak semua kalus dengan spot hijau dapat beregenerasi membentuk tanaman hijau. Hal ini bisa disebabkan karena kalus mengalami multiplikasi yang sangat cepat membentuk kalus non embriogenik sebelum beregenerasi menjadi tanaman, atau didahului dengan munculnya akar sehingga sulit untuk beregenerasi. Pada penembakan kedua, setelah dilakukan recovery, kalus hasil penembakan

11


dipindah ke media seleksi NB dengan higromisin 20 mg/l dan diregenerasikan pada media MS + 0,5 mg BAP/l + 0,5 mg NAA/l + spermidin (0,05; 0,1; 0,15; 0,2 M). Tunas hijau yang terbentuk dipindah ke media MS + 0,5 mg IBA/l untuk merangsang perakaran. Selanjutnya tanaman diaklimatisasi di Fasilitas Uji Terbatas (FUT). Cisadane menghasilkan persentase kalus tahan yang lebih banyak, yaitu 71,3% dibandingkan dengan DHL 0203-52 (46,7%) dan Ciherang (37,3%). Kalus yang tahan pada media seleksi 20 mg higromisin/l, dipindah ke media pre regenerasi yang mengandung 30 mg higromisin/l. Dari kalus-kalus ini, varietas Ciherang menghasilkan tanam-

an paling banyak (30 tanaman hijau) dengan rata-rata 2,7 tanaman per kalus (Tabel III.3). Pada penembakan partikel frekuensi terbentuknya kalus yang dapat beregenerasi maupun daya regenerasi diketahui sangat tergantung pada genotipe. Analisis PCR atas DNA Cisadane, Ciherang, DHL 0203-52, Bengawan Solo dari generasi T0 menunjukkan bahwa 135 tanaman yang diuji memberikan hasil PCR negatif yang menunjukkan bahwa tidak ada tanaman yang mengandung gen cryIA(b) (Tabel III.4). Hasil PCR yang negatif ini bisa disebabkan karena pada 79 tanaman yang diuji, selama proses transformasi hingga terbentuknya tanaman hijau tidak melalui

Tabel III.2. Hasil transformasi padi Indica dengan pUBB [cryIA(b)] dan pRQ6 [gus, hpt] (tanpa menggunakan seleksi higromisin) Varietas Cisadane Ciherang DHL 0203-52 Bengawan Solo

Jumlah event

Kalus yang ditembak

11 5 4 3

385 243 149 107

Kalus dengan spot hijau

Kalus yang beregenerasi

Tanaman hijau

217 (56%) 86 (35,4%) 41 (27,5%) 62 (57,9%)

15 (3,9%) 5 (2,1%) 1 (0,7%) 13 (12,1%)

24 25 8 22

Tabel III.3. Hasil transformasi padi Indica dengan pUBB [cryIA(b)] dan pRQ6 [gus, hpt] Varietas Cisadane Ciherang DHL 0203-52

Jumlah event

Kalus yang ditembak

Kalus tahan higromisin

Kalus yang beregenerasi

Tanaman hijau

4 3 2

181 166 107

129 (71,3%) 62 (37,3%) 50 (46,7%)

8 (4,4%) 11 (6,6%) 4 (3,7%)

21 30 5

Seleksi: 20 dan 30 mg higromisin/l Tabel III.4. Hasil analisis PCR dan ImmunoStrip tanaman padi transgenik Generasi To To To To To T1 T4

12

Varietas Cisadane Ciherang DHL 0203-52 Bengawan Solo Taipei-309 Asemandi Taipei-309

Jumlah tanaman

PCR positif

ImmunoStrip positif

45 55 13 22 47 83 142

0 0 0 0 20 0 77

58


proses seleksi sehingga ada kemungkinan jaringan/kalus yang tidak tertransformasi dapat tumbuh dan beregenerasi membentuk tanaman. Sedangkan pada 56 tanaman yang diseleksi dengan higromisin juga menunjukkan hasil PCR negatif, di mana hal ini bisa disebabkan karena gen cryIA(b) yang diintroduksikan memang belum terintegrasi/masuk ke jaringan tanaman. PERAKITAN TANAMAN KEDELAI TRANSGENIK UNTUK KETAHANAN TERHADAP HAMA Tim Peneliti M. Herman, Sutrisno, Ika Mariska, Saptowo J. Pardal, Habib Rijzaani, Sri Hutami, Tri I.R. Utami, Kusumawaty K., R.H. Praptana, L.S. Agustien, Budi Santosa, Edy Listanto, Slamet, Ali Husni, dan Mia Kosmiatin

Penggerek polong (Etiella zinckenella, Tr.) merupakan hama penting kedelai yang menyebabkan kehilangan hasil sebesar 80% dan kerusakan yang terjadi tidak dapat dikompensasi. Penggunaan varietas tahan adalah cara pengendalian yang paling ekonomis dan aman terhadap lingkungan. Karena kelangkaan sumber gen ketahanan kedelai terhadap hama penggerek polong di plasma nutfah yang ada, maka penggunaan bioteknologi melalui rekayasa genetik merupakan pilihan yang menarik. Teknologi transformasi melalui penembakan partikel telah digunakan di Balitbiogen dalam perakitan tanaman kedelai transgenik tahan terhadap hama penggerek polong. Sumber gen ketahanan yang digunakan adalah gen proteinase inhibitor (pin) II dari tanaman kentang dan

gen cry1A yang diisolasi dari Bacillus thuringiensis. Hasil pengujian molekuler sebelumnya menunjukkan ada tanaman transgenik putatif Wilis dan Tidar generasi R1 yang positif mengandung gen pinII. Demikian pula pada generasi R2 atau R3 tanaman tersebut. Pengujian molekuler perlu dilanjutkan untuk melihat kestabilan integrasi dan tingkat ekspresi gen pada generasi selanjutnya sedangkan kegiatan bioasai dilakukan untuk melihat seberapa besar tingkat ekspresi gen pinII pada tanaman hasil transformasi. Dalam tahun 2003 penelitian difokuskan pada analisis molekuler lanjutan gen pinII dan bioasai lanjutan pada tanaman putatif transgenik kedelai generasi WP2R4 dan AT1R5. Selain itu, dilakukan pula transformasi kedelai dengan gen cry1Ab melalui transformasi dengan gen penyandi δ-endotoksin. Tujuan jangka panjang penelitian ini untuk mendapatkan tanaman kedelai transgenik yang mempunyai gen ketahanan terhadap penggerek polong kedelai. Analisis Molekuler Lanjutan Tanaman Putatif Transgenik Kedelai pinII Generasi R4 dan R5 Analisis molekuler menggunakan teknik PCR untuk mengetahui keberadaan gen pinII pada tanaman hasil transformasi. Isolasi DNA menggunakan fenol-chloroform. Deteksi melalui PCR dilakukan dengan primer forward pin1 (5’GGA AGT TAA TTT CGT TGC TTA CC 3’) dan primer reverse pin2 (5’GCC TTG GGC TCA TCA CTC TCT CTC CTT CAC 3’) yang akan secara spesifik mengamplifikasi gen pinII untuk menghasilkan pita DNA berukuran

13


600 pb. Campuran PCR terdiri atas 100 ng DNA, PCR bufer yang mengandung 25 mM MgCl2, 0,2 mM dNTPs, 0,4 μM primer spesifik (masing-masing), 1,25 unit Taq polimerase dalam volume 25 μl. Denaturasi awal pada suhu 94oC selama lima menit, denaturasi untuk siklus dilakukan pada suhu yang sama selama satu menit, kemudian diikuti oleh annealing pada suhu 45oC selama satu menit dan elongasi pada suhu 72oC selama dua menit. Siklus ini diulang sebanyak 35 kali dan diikuti dengan elongasi akhir pada suhu yang sama selama lima menit. Hasil amplifikasi template DNA kontrol positif menghasilkan pita 600 pb, sedangkan pada semua sampel DNA tanaman putatif pita DNA tersebut tidak terbentuk (Gambar III.2). Hal ini mengindikasikan bahwa tidak terdapat gen pinII di dalam DNA tanaman putatif transgenik kedelai WP2R4 dan AT1R5. Hasil PCR ini menunjukkan bahwa gen pinII yang telah terdeteksi pada generasi awal belum stabil di dalam genom tanaman kedelai.

M

1

2 3

4

5 6

7

8

Bioasai Lanjutan Tanaman Putatif Transgenik Kedelai pinII WP2R4 dan AT1R5 Dua puluh tanaman kedelai WP2R4 dan AT1R5 diuji ketahanannya terhadap larva E. zinckenella instar 1 hasil rearing. Setiap tanaman dipilih 10 polong yang berisi 3 atau 2 biji, lalu diinfestasi dengan larva. Tingkat ketahanan tanaman dikelompokkan. Empat sampai tujuh hari setelah infestasi sudah terdapat lubang bekas gerekan larva berwarna kecokelatan dan masih ada sisa kotoran di sekitar lubang. Setiap polong terdapat dua sampai empat lubang gerekan dan tidak dijumpai polong yang mempunyai hanya satu lubang pada polong. Hal ini merupakan kebiasaan hama penggerek polong, yaitu setelah menggerek masuk ke dalam polong dan menyerang biji, penggerek larva keluar dari polong dengan cara membuat lubang gerekan baru. Hampir semua polong yang diinfestasi terdapat lubang ataupun bekas gerekan. Polong yang masih utuh kemungkinan larva mengalami kematian sebelum menyerang polong atau keluar (escaped) dari kantong plastik. Hal ini dibuktikan dengan

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 +

600 bp

Gambar III.2. Hasil PCR gen pinII pada tanaman putatif transgenik WP2R4

14

- M


adanya polong lain yang tidak diinfestasi tetapi menunjukkan adanya gejala serangan.

Insersi Gen cry1Ab pada Tanaman Kedelai melalui Penembakan Partikel

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa secara umum tanaman kedelai WP2R4 dan AT1R5 tidak tahan terhadap hama penggerek polong. Persentase serangan pada polong kedelai WP2R4 berkisar antara 93-100%, sedangkan persentase serangan pada biji berkisar antara 63,34-95%, dan intensitas serangan pada biji berkisar antara 43,13-66,25%. Pada kedelai AT1R5 persentase serangan pada polong berkisar antara 60-100%, sedangkan persentase serangan pada biji berkisar antara 40-96,67% dan intensitas serangan pada biji berkisar antara 24,16-90%. Data hasil pengamatan secara lengkap disajikan pada Tabel III.5 dan III.6.

Eksplan yang digunakan berupa kalus embriogenik Wilis, Tidar, dan Sindoro atau embrio tanpa dikaluskan (Sindoro). Penyisipan gen cry1Ab pada eksplan kedelai dilakukan menggunakan mesin penembak (Biolistic PDS 1000/He) dari Biorad. Penembakan menggunakan dua plasmid (ko-transformasi), yaitu plasmid pSBB yang mengandung gen cry1Ab dan plasmid pRQ6 yang mengandung gen gus dan hptII dengan perbandingan 4 : 1. Kalus transforman setelah 6 hari pada medium penyembuhan dipindah ke medium seleksi pertama selama 3-4 minggu. Kalus transforman yang tahan pada medium tersebut setelah 3-4 minggu dipindahkan ke medium seleksi kedua. Eksplan

Tabel III.5. Hasil bioasai pada tanaman kedelai WP2 R4 dengan larva E. zinkenella di rumah kaca Fasilitas Uji Terbatas, 2003 Kode tanaman WP2-1 WP2-2 WP2-3 WP2-4 WP2-5 WP2-6 WP2-7 WP2-8 WP2-9 WP2-10 WP2-11 WP2-12 WP2-13 WP2-14 WP2-15 WP2-16 WP2-17 WP2-18 WP2-19 WP2-20 Kontrol Rata-rata interval

Persentase polong terserang

Persentase biji terserang

Intensitas serangan biji

93 100 95 96 100 100 100 100 100 100 100 100 100 97,5 100 100 100 100 97,5 97,5 100 98,8+2,01 93-100

76,67 70,00 75,00 72,22 74,00 90,00 65,84 81,11 85,55 74,17 80,00 81,67 86,67 81,67 95,00 91,11 83,33 86,67 90,00 76,67 63,34 80,9+7,8 63,34-95

52,22 52,71 43,33 43,33 51,88 64,79 43,13 56,94 61,39 48,75 55,83 57,71 63,33 48,54 56,87 64,72 54,99 66,25 51,94 59,38 39,38 54,9+7,03 43,13-66,25

15


Tabel III.6. Hasil bioasai pada tanaman kedelai AT1R5 dengan larva E. zinkenella di rumah kaca Fasilitas Uji Terbatas, 2003 Kode tanaman AT11-1 AT11-2 AT11-4 AT11-5 AT11-6 AT11-7 AT11-8 AT11-9 AT11-10 AT11-11 AT11-12 AT11-13 AT11-14 AT11-15 AT11-16 AT11-17 AT11-19 AT11-20 AT11-21 AT11-22 Kontrol Rata-rata Interval

Persentase polong terserang

Persentase biji terserang

Intensitas serangan biji

95 90 100 95 96,67 97,5 95 77,96 60 86,67 95 89,74 100 100 95 90 100 97,62 100 100 80 93,1+10,6 60-100

58,33 40 78,35 68,33 75,55 78,16 65,89 82,37 53,33 70 78,33 56,45 96,67 83,33 83,33 83,33 86,59 87,78 94,35 89,39 61,67 72,6+14,6 40-96,67

46,16 24,16 57,08 59,36 66,11 56,45 58,32 73,89 40,00 54,99 51,66 60,55 69,58 69,17 68,75 46,93 65,00 73,61 75,00 90,00 54,38 54,85+15,1 24,16-90

Varietas Wilis dan Tidar

Pada media regenerasi, setelah 4 minggu kalus varietas Wilis mengalami perubahan warna dari kuning menjadi hijau, namun belum terbentuk tunas somatik. Kondisi ini berbeda dengan kalus tanpa perlakuan penembakan (kontrol) yang ditumbuhkan pada media regenerasi. Kalus kontrol menunjukkan terbentuknya tunas.

Dari 192 kali transformasi, diperoleh 110 kalus varietas Wilis yang masih hidup pada media seleksi dan 98 kalus tahan pada medium seleksi kedua. Sedangkan dari 366 kalus varietas Tidar yang ditransformasi, 153 kalus tahan pada media seleksi pertama dan 85 kalus tahan pada media seleksi II. Embrio somatik terbentuk 6 minggu setelah transformasi.

Sedangkan varietas Tidar sudah 153 kalus membentuk embrio somatik 2 minggu setelah pemindahan ke media regenerasi. Perkembangan selanjutnya embrio somatik baru memasuki fase globuler. Perbedaan respon ini diduga karena (1) perbedaan reaksi sel terhadap media seleksi sehingga pertumbuhannya terhambat dan (2) perbedaan genotipe sumber eksplan.

yang tumbuh (survive) di media seleksi dan mengalami embriogenesis dipindahkan ke medium regenerasi (M6). Perakaran diinduksi pada OMS. Tanaman dipindah ke media tanah (aklimatisasi) setelah akar dan daun tumbuh dengan baik.

16


Varietas Sindoro Eksplan varietas Sindoro yang berhasil beregenerasi setelah transformasi berkisar antara 25-100% (Tabel III.7). Perbedaan jenis eksplan baik kalus maupun embrio zigotik memberikan hasil yang tidak terlalu berbeda terutama pada saat kultur berumur tiga minggu setelah transformasi. Struktur embrio somatik dewasa mulai terlihat 10 minggu setelah transformasi, dengan rata-rata jumlah struktur torpedo 2,58. Untuk eksplan yang berasal dari embrio zigotik baru terbentuk satu struktur torpedo, delapan minggu setelah transformasi. Hasil pengamatan akhir pada umur kultur tiga minggu terlihat kemampuan regenerasi eksplan tinggi dalam membentuk struktur embrio somatik globular dan hati berkisar 98-100%. Eksplan yang berasal dari kalus embriogenik lebih respon membentuk tunas dibandingkan eksplan yang berasal dari embrio zigotik. Dari 182 eksplan yang berasal dari kalus embriogenik, diperoleh 196 tunas (6 di antaranya telah menjadi planlet) dan 30 eksplan tetap berupa kalus. Sedangkan dari 190 eksplan embrio zigotik diperoleh 135 tunas dengan 108 eksplan masih berupa kalus. Perbedaan ini dimungkinkan karena perbedaan jenis eksplan, sehingga tipe sel dan kemampuan regenerasi sel berbeda.

PROGRAM PENELITIAN INDENTIFIKASI DAN APLIKASI MOLEKULER MARKA MOLEKULER UNTUK PADI TOLERAN KEKERINGAN DAN KERACUNAN ALUMINIUM Tim Peneliti Sugiono Moeljopawiro, Kurniawan R. Trijatmiko, Erwina Lubis, Joko Prasetiyono, Tasliah, dan Harnati Rafiastuti

Cekaman abiotik merupakan salah satu masalah utama dalam peningkatan ketahanan pangan di Indonesia. Pada tahun 1991, 843.917 ha sawah di Indonesia mengalami kekeringan, 190.071 ha puso, dan dengan tingkat produktivitas 4,6 t/ha kehilangan hasil akibat puso mencapai 874.000 t gabah kering, sehingga Indonesia harus mengimpor 600.000 t beras. Untuk konteks tersebut, perakitan kultivar padi toleran kekeringan sangat penting karena beras merupakan makanan pokok bagi sebagian besar penduduk Indonesia. Perluasan areal pertanaman ke luar Jawa yang didominasi lahan Podsolik Merah Kuning menghadapi masalah pH tanah rendah, sering terjadi keracunan Al, Mn, dan Fe, serta miskin unsur hara terutama N dan P. Salah satu pendekatan untuk mengatasi masalah tersebut adalah pengembangan varietas tahan di lahan masam. Sehingga, pengapur-

Tabel III.7. Hasil transformasi tanaman kedelai varietas Sindoro dengan gen cry1Ab menggunakan metode penembakan partikel Asal Eksplan Kalus embriogenik Embrio zigotik

Jumlah eksplan yang ditembak

Jumlah kalus

Jumlah tunas

Jumlah benih somatik

182 190

30 108

196 135

6 0

17


an yang selama ini ditempuh untuk meningkatkan pH tanah tidak dibutuhkan. Sifat toleransi tanaman padi terhadap kekeringan dan keracunan aluminium merupakan sifat kuantitatif yang dikendalikan oleh banyak gen. Seleksi untuk sifat-sifat kuantitatif secara fenotipik sulit dilakukan karena ada interaksi gen yang kompleks yang mungkin mengendalikan sifat-sifat tersebut. Pengaruh lingkungan yang besar terhadap ekspresi fenotipe lebih menyulitkan usaha ini. Untuk mengatasi kendala tersebut, disarankan dalam program pemuliaan tanaman varietas toleran memanfaatkan marka molekuler yang terpaut dengan sifat yang dikehendaki. Dalam pemetaan sifat kuantitatif pada padi, penggunaan populasi haploid ganda dan populasi inbrida rekombinan memiliki kelebihan karena kedua macam populasi ini bersifat permanen, sehingga sangat cocok untuk pengujian fenotipe sifat kuantitatif yang memerlukan banyak sampel. Apabila peta pautan marka sudah terbentuk, hanya memerlukan pengujian fenotipe untuk dapat memetakan sifat-sifat lain yang dikehendaki. Suatu metode baru yang disebut analisis QTL pada populasi silang balik lanjut (advanced backcross QTL analysis = AB-QTL), dapat memetakan lokus-lokus sifat kuantitatif dan perbaikan varietas dilakukan secara simultan. Restriction fragment length polymorphism (RFLP) merupakan marka yang paling meyakinkan, namun marka ini tidak sesuai untuk skrining populasi besar karena prosesnya lama dan butuh tenaga banyak. Dewasa ini, marka-marka DNA yang berbasis PCR, seperti mikrosatelit dan

18

amplified fragment length polymorphism (AFLP) lebih dikembangkan. Marka mikrosatelit terdistribusi pada seluruh kromosom padi, dengan kemampuan multiple loading pada gel poliakrilamid, pendeteksian genotipe populasi segregasi akan dapat dilakukan secara cepat, tepat, dan efisien. AFLP mengkombinasikan konsistensi RFLP dan kemudahan teknik PCR. Teknologi ini memiliki potensi besar untuk memetakan genom dan seleksi dengan bantuan marka. Sifat marka AFLP yang dominan (tidak mampu mengenali kondisi homozigot dan heterozigot) lebih cocok digunakan pada populasi yang hanya memiliki dua kemungkinan genotipe marka, seperti inbrida rekombinan, haploid ganda, atau silang balik. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi marka molekuler yang terpaut dengan sifat toleransi padi terhadap kekeringan dan keracunan aluminium Pembentukan Populasi Inbrida dan Haploid Ganda Toleran Kekeringan Populasi inbrida rekombinan padi toleran kekeringan diturunkan dari 300 nomor populasi F3 turunan IR64 x Cabacu dan IR64 x IRAT112 dengan metode single seed descent (SSD). Melalui metode ini berhasil diperoleh 300 nomor F6. Kultur haploid ganda diturunkan dari 80 nomor F2 turunan IR64 x Cabacu. Dari dua periode pengkulturan diperoleh 47 tanaman hijau pada periode I dan 16 tanaman hijau pada periode II (Tabel III.8). Kultur antera dipengaruhi oleh genotipe tetua yang digunakan sebagai sumber persilangan. Besarnya pengaruh genotipe terhadap


Tabel III.8. Hasil kultur antera padi dari persilangan IR64 x Cabacu Nilai

Keterangan Periode I Total petridish Total antera Total kalus Persentase induksi kalus/antera (%) Total kalus yang beregenerasi Persentase kalus beregenerasi (%) Jumlah tanaman hijau Rata-rata tanaman hijau per kalus beregenerasi

keberhasilan kultur antera ini juga telah banyak diamati oleh peneliti lain. Jumlah tanaman hijau diduga dipengaruhi oleh tahap pemindahan kalus ke media regenerasi tanaman dan tahap pemindahan tanaman ke media perakaran. Kalus besar (>2 mm) akibat terlambat dipindahkan ke media regenerasi banyak beregenerasi menjadi tanaman albino. Hal ini sejalan dengan penelitian lain yang menunjukkan kalus dengan ukuran 2 mm atau 1-2 mm banyak tumbuh menjadi tanaman albino. Pada penelitian ini terjadi kelambatan pemindahan kalus sehingga kalus menjadi albino. Menurut Yamagishi et al. kromosom mempengaruhi pembentukan kalus antera padi. Kromosom yang menentukan rasio banyaknya tanaman hijau terhadap banyaknya tanaman albino selama regenerasi tanaman adalah kromosom 10. Tanaman hasil kultur antera yang ditanam di rumah kaca memiliki tinggi antara 9-120 cm, banyaknya anakan berkisar 1-27 buah, panjang malai berkisar antara 15,7225,70 cm, sedangkan umur panen antara 72-104 hari, dan untuk rataan banyaknya gabah isi berkisar antara 1-103 biji dan rataan banyaknya gabah hampa berkisar 7-112 biji (Tabel III.9). Untuk memastikan tingkat

234 47.254 619 1,31 17 2,75 47 2,76

Total nilai Periode II 229 28.144 1.635 5,81 7 0,43 16 2,29

463 75.398 2.254 7,12 24 3,18 63 5,05

diploid, tanaman yang diperoleh perlu diuji lebih lanjut. Pembentukan Populasi Silang Balik Lanjut Toleran terhadap Keracunan Aluminium Populasi silang balik toleran terhadap keracunan aluminium diturunkan dari 200 butir benih F1 hasil silang IR64 x Dupa dan varietas IR64. Percobaan dilakukan di lapang. Seratus rumpun tanaman F1 diambil dari lapang untuk disilangkan kembali terhadap tetuanya IR64. Dari setiap rumpun masing-masing 2-3 malai disilangkan kembali terhadap IR64 untuk mendapatkan benih F1BC1. Hasil pengukuran populasi silang balik lanjut (IR64 x Dupa) dan tetuanya menunjukkan bahwa tanaman F1 agak tegak, tinggi tanaman seragam lebih tinggi 15 cm dari IR64, namun lebih pendek 25 cm dari Dupa, anakan produktif antara 10-15 batang dan bentuk gabah bervariasi dari agak bulat sampai ramping. Dari hasil panenan per rumpun masing-masing diambil 10 butir benih dan dibulk. Benih F1BC1 yang dihasilkan +1000 butir dan 500 butir benih F1SC.

19


Tabel III.9. Data hasil panen rataan tanaman dari kultur antera padi No . 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.

Tinggi tanaman Banyaknya anakan (cm) (buah) 82 85 89 86 85 105 102 107 105 107 111 105 105 105 69 89 92 103 100 110 71 69 94 95 99 105 112 120 92

Panjang malai Umur panen Banyaknya gabah Banyaknya gabah (cm) (hari) isi/malai hampa/malai

27 14 15 21 13 18 7 10 6 16 3 15 15 10 1 5 13 10 6 3 5 4 11 12 11 4 13 3 2

15,72 22,07 23,36 20,85 19,00 23,91 21,64 24,55 22,50 23,62 25,16 24,16 23,76 24,20 21,00 25,70 21,30 23,45 20,91 23,33 18,00 16,37 18,26 22,07 21,63 23,50 19,53 21,33 23,75

Analisis Segregasi dan Pemetaan Sifat Toleransi terhadap Keracunan Aluminium Analisis dilakukan terhadap 190 nomor F2 (Dupa x ITA131) menggunakan 243 pasang primer (F dan R) berasal dari Research Genetic, Inc. Amplifikasi dilakukan 35 siklus terdiri dari 1 menit pada suhu 94oC untuk denaturasi, 1 menit pada suhu 55oC untuk penempelan primer, dan 2 menit pada suhu 72oC untuk perpanjangan primer. Perpanjangan primer terakhir pada suhu 72oC selama 7 menit. Amplikon dipisahkan dalam gel poliakrilamid 5%. Hasil

20

90 90 90 90 90 72 72 80 80 80 80 80 80 80 80 80 104 90 90 90 90 90 90 94 94 94 94 94 94

18 52 50 36 33 73 55 55 70 72 84 69 71 68 2 103 62 62 48 1 28 44 10 76 30 101 70 52 3

42 44 38 34 35 12 14 14 7 18 22 19 15 20 28 77 51 46 21 91 40 17 40 15 112 54 37 73 39

pemisahan diwarnai dengan metode silver staining. Dari 243 primer mikrosatelit yang digunakan diperoleh 110 primer (45,27%) yang polimorfis pada dua tetua, 3 primer tidak menghasilkan pita, 7 primer menghasilkan pita yang banyak, sisanya menghasilkan pita monomorfis. Berdasarkan jarak antar primer di dalam peta pautan yang sudah ada, dari 110 primer polimorfis tersebut dipilih 76 primer untuk mengamplifikasi DNA 94 individu F2 (Dupa x ITA131). Hasil amplifikasi menunjukkan hanya 67 primer yang menghasilkan pita yang dapat diskor, sisanya polimorfis terlalu dekat (2 primer),


pita terlalu banyak (3 primer), dan pita terlalu tipis (4 primer). Contoh hasil amplifikasi dapat dilihat dalam Gambar III.3.

RM232 dan RM426 terlalu besar (106,3 cM) dan frekuensi rekombinasi 48,6% sehingga melebihi batas yang ditentukan (data tidak ditampilkan). Demikian juga pada kromosom 8 terpecah karena primer RM126 dan RM256 tidak terpaut.

Pembuatan Peta Pautan Pengolahan data menggunakan program Mapmaker/Exp dengan fungsi centimorgan kosambi. Kromosom akan terpecah apabila frekuensi rekombinasi melebihi 40% (batas tertinggi adalah 50%). Batas LOD yang digunakan 3. Berdasarkan pengolahan data dihasilkan 14 peta pautan. Primer yang dapat digunakan untuk pembuatan peta pautan berjumlah 66 buah, sementara satu primer tidak termasuk pada kelompok pautan.

Peta pautan yang tidak sesuai dengan jumlah kromosom padi ini dapat terjadi karena jumlah marka mikrosatelit yang digunakan masih terlalu sedikit untuk mencakup seluruh kromosom. Untuk menghubungkan peta yang terpisah diperlukan lebih banyak marka mikrosatelit atau menggunakan marka jenis lain, misalnya RFLP. Empat belas peta pautan yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat mencakup kromosom sepanjang 1430 cM, dengan jarak rata-rata antar marka 27,5 cM (Gambar III.4). Total cM dan jarak antar primer ini masih tergolong rendah. Peta pautan yang dibuat oleh peneliti lain mampu mencakup 2420 cM dengan jarak rata-rata antar marka 11,7 cM, bahkan ada yang membuat peta

Hasil peta pautan yang ideal seharusnya menghasilkan 12 peta pautan, sesuai dengan jumlah kromosom padi (n = 12). Pada penelitian ini terlihat kromosom 3 dan 8 terpecah menjadi masing-masing dua peta. Pada kromosom 3 jarak antara

31

94

1

B 2 63

94

2

2

A

1

a

1

30 4

3

62

1 = Dupa, 2 = ITA131, A = RM216, B = RM257, a = pita seperti tetua ITA131, b = pita seperti tetua Dupa, c = pita seperti kedua tetua (heterozigot). Sampel 94 galur F2 yang dianalisis ditunjukkan No. 1 sampai 94 Gambar III.3. Hasil amplifikasi 94 galur F2 (Dupa x ITA131) menggunakan primer CT 106a pada gel poliakrilamid 5%

21


RM211 RM279

(9,5%) 9,6 RM84 (17,7%) 18,5

(14,2%) 14,6

RM555

RM548

RM490 (24,4%) 26,7

(14,1%) 14,5

(23,6%) 25,7

RM492 RM580

RM22

RM5

(27,5%) 30,8

(21,4%) 22,9

RM168

(14,5%) 14,9

RM50

RM509

RM262

(11,9%) 12,1

RM510

RM426 (8,3%) 8,3

(39,5%) 53,5

(38,2%) 50,3

RM170 RM437 (9,0%) 9,0

RM307

RM489 (17,1%) 17,9

RM475

(23,3%) 25,2

(43,0%) 64,8 RM520 (21,7%) 23,2

(33,0%) 39,7

(40,2%) 55,5

RM440 (42,0%) 61,0

RM263 RM232

RM472 (26,0%) 28,8 RM221

RM128 RM212 (29,0%) 33,1

RM273

RM282 RM424

(29,5%) 33,9 (15,2%) 15,7

RM538

3A

RM166

(15,7%) 16,2

RM26

(6.6%) 6.7

4

3

RM240 RM237

(31,0%) 36,2

(7,8%) 7,8

(18,0%) 18,8 (6,7%) 6,8

(26,3%) 29,2

RM439

5 6

RM138

1

RM340

(7,4%) 7,5

RM167

2 RM464

RM474

(18,2%) 19,0

(8,0%) 8,1

RM506

(15,8%) 16,3 (22,1%) 23,7

RM256 (10,0%) 10,1

RM247

(46,7%) 84,4

RM209

(28,1%) 31,8

RM230

(12,6%) 12,8 RM21

(13,9%) 14,3 (43,0%) 64,7

RM264

8A

RM19

RM202

RM216

RM467

RM566 (15,2%) 15,7 RM257

(25,9%) 28,7

RM277

(11,6%) 11,8

(18,1%) 18,9

RM271

(39,6%) 53,9

12

RM201

RM126

9

8

10 RM144

11 Angka persen (%) menunjukkan persentase frekuensi rekombinasi, disusul jarak antar marka (cM) dan nama marka Gambar III.4. Peta pautan 66 primer mikrosatelit pada 94 individu F2 (Dupa x ITA131)

pautan dengan jarak rata-rata antar marka 10,46 cM pada cakupan kromosom sepanjang 1715,8 cM. Analisis QTL Berdasarkan perhitungan frekuensi alel, dari 66 marka yang diuji 47,3% mengikuti pola alel Dupa, sedangkan 52,7% mengikuti pola alel ITA131. Proporsi alel yang diharapkan adalah 50% alel Dupa dan

22

50% alel ITA131. Hasil ini menunjukkan penyimpangan frekuensi alel tidak begitu besar (hanya 2,7% cenderung ke alel ITA131). Perhitungan frekuensi alel ini mutlak diperlukan untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan populasi yang digunakan. Berdasarkan uji X2 diperoleh 48 marka (72,73%) berperilaku seperti hukum Mendell (1 : 2 : 1) sedangkan 18 marka (27,27%) tidak berperilaku seperti hukum


Mendell. Penyimpangan ini terjadi pada kromosom 2 (dua marka), kromosom 3 (empat marka), kromosom 3A (dua marka), kromosom 4 (satu marka), kromosom 5 (satu marka), kromosom 6 (tiga marka), kromosom 7 (dua marka), kromosom 9 (dua marka), dan kromosom 11 (satu marka). Dari 18 marka yang menyimpang, 50% cenderung ke tetua ITA131, 28% cenderung ke tetua Dupa, dan 22% cenderung kepada kedua tetua (heterosizot). Hal ini menunjukkan alel-alel pada 18 lokus di dalam kromosom tidak bersegregasi secara bebas. Setengah dari lokus-lokus tersebut masih didominasi oleh genotipe ITA131 (genotipe aa). Analisis Marka Tunggal Metode analisis marka tunggal tidak menggunakan informasi susunan marka pada sebuah peta pautan. Metode ini membagi populasi ke dalam kelas-kelas berdasarkan genotipe untuk setiap lokus/ marka, dan menganggap adanya sebuah QTL jika terdapat perbedaan nyata dalam rerata skor fenotipe untuk masing-masing kelompok. Analisis marka tunggal dapat dilakukan menggunakan salah satu metode, yaitu uji t-student, analisis varian (F) dan regresi. Uji t-student digunakan apabila genotipe yang diuji hanya ada dua macam (misal MM dan mm). Namun apabila genotipe yang diuji lebih dari dua macam dapat digunakan uji varian (F) atau regresi. Marka-marka akan dianggap terpaut dengan QTL apabila memiliki nilai Peluang kurang dari 0,05 atau 0,01 (berbeda nyata pada taraf 5% atau 1%). Hasil analisis statistik marka tunggal dan proporsi genotipe dapat dilihat dalam Lampiran III.1.

Berdasarkan analisis nilai Peluang diperoleh bahwa marka yang diduga terpaut dengan sifat toleransi terhadap keracunan Al adalah RM492 (kromosom 2), RM232 (kromosom 3), RM248 (kromosom 7), RM445 (kromosom 7), dan RM566 (kromosom 9). Apabila dilihat dari asal sumber segmen DNA yang diuji ternyata hanya marka RM248 dan RM445 (kromosom 7) yang memenuhi syarat. Dua marka ini memiliki segmen DNA dari Dupa sebagai sumber tetua toleran, sedangkan tiga marka lainnya walaupun diduga terpaut dengan sifat ini namun segmen DNA yang diuji berasal dari ITA131 sebagai tetua peka. Hal ini pun sesuai dengan analisis lanjutan (analisis permutasi) yang dilakukan 1000 kali yang menghasilkan RM248 dan RM445 berbeda nyata pada taraf 5% (Fhit RM248 = 3,56 dan Ftabel = 2,98; Fhit RM445 = 3,5 dan Ftabel = 2,92). Analisis Marka Interval Ide dasar dari metode analisis marka interval adalah kadang-kadang QTL yang dideteksi mungkin berada di antara dua marka (tidak tepat berada pada 1 marka). Metode ini dilakukan dengan membandingkan nilai fenotipik dengan genotipe dua marka dan memperkirakan pengaruh QTL yang diperoleh. Dengan membandingkan dua marka secara berurutan akan didapatkan posisi QTL di antara dua marka. Untuk menentukan ada tidaknya QTL dapat dilihat nilai regresi untuk masingmasing marka interval, atau dengan melihat nilai kemungkinan maksimum (nilai LOD maksimum). Untuk penelitian ini dasar penentuan ada tidaknya QTL digunakan nilai batas

23


LOD, yakni dengan membandingkan puncak LOD masing-masing kromosom dengan batas LOD minimal yang diperkenankan pada taraf 5%. Untuk menentukan batas LOD minimal dapat menggunakan analisis permutasi atau membandingkan dengan tabel simulasi yang telah dibuat. Batas LOD ini sangat tergantung pada panjang kromosom. Berdasarkan analisis menggunakan program Qgene (data tidak ditampilkan) diperoleh hasil bahwa LOD untuk masingmasing kromosom tidak terlalu tinggi. Untuk melihat LOD yang ideal, hasil ini kemudian dibandingkan dengan tabel simulasi yang dapat dilihat selengkapnya dalam Tabel III.10. Berdasarkan Tabel III.10 disimpulkan bahwa dengan menggunakan metode analisis marka interval belum didapatkan marka yang terpaut dengan sifat toleransi terhadap keracunan aluminium. Hal ini sesuai dengan hasil analisis permutasi di mana

marka dianggap terpaut dengan QTL apabila puncak LOD melebihi angka 3,33 (taraf 5%) atau 4,45 (taraf 1%). Dengan demikian, marka yang dianalisis dalam penelitian ini masih belum bisa dipakai sebagai alat seleksi. Hasil penelitian ini berbeda dengan hasil penelitian panjang akar pada kondisi keracunan aluminium pada populasi F2 (Chiembau x Omon 269-65) yang menunjukkan posisi QTL terletak pada kromosom 1, sementara dari hasil sementara penelitian ini posisi QTL untuk sifat yang sama terletak pada kromosom 7. Peneliti lain menyebutkan bahwa QTL yang mengatur panjang akar pada kondisi stres Al diatur oleh gen yang berada pada kromosom 1 (RZ801-RG323) dan kromosom 12 (RG9RG457). Disebutkan pula pada tahap awal pembibitan tanaman padi, toleransi terhadap keracunan aluminium dikontrol oleh pengaruh aditif sedangkan pada akhir masa pembibitan oleh pengaruh epistasi. Ber-

Tabel III.10. Posisi puncak QTL untuk tiap kromosom Kromosom

Panjang total (cM)

Posisi QTL

LOD

1 2 3 3A 4 5 6 7**

209,5 250 45,9 55,4 64 113,4 100 177,6

8 8A 9 10 11 12

64,7 24,4 119 51,7 109,4 45

RM472---RM128 RM492---RM262 RM232---RM282 RM520---RM442 RM307---RM273 RM26---RM538 RM340---RM50 RM248---RM18 RM445---RM11 RM126---RM506 RM230---RM264 RM257---RM566 RM271---RM467 RM21---RM144 RM247---RM277

1,4 2,03 1,54 1,24 0,54 0,84 0,63 1,73 1,73 0,12 0,6 1,51 0,32 0,9 0,45

Batas LOD* 3,1 3,1 2,4 2,4 2,7 2,9 2,7 3 3 2,7 2,4 2,9 2,7 2,9 2,4

*Batas LOD adalah LOD minimal yang akan memberikan hasil signifikan pada tingkat kepercayaan 95% (taraf 5%), berbeda-beda tergantung panjang total masing-masing kromosom, ** kromosom 7 memiliki dua puncak QTL yang hampir sama

24


dasarkan hal tersebut disimpulkan bahwa QTL yang terdeteksi mungkin merupakan lokus-lokus yang terdiri dari banyak alel yang mengontrol toleransi aluminium, efisiensi pengikatan fosfor, atau untuk toleransi Al dan Fe2+. Pemetaan QTL pada 146 haploid ganda padi persilangan CT9993-510-1-M (toleran Al) dan IR62266-42-6-2 (peka Al) menggunakan 280 marka DNA (RFLP, AFLP, dan mikrosatelit) menunjukkan bahwa posisi QTL untuk panjang akar pada kondisi stres Al didapatkan pada kromosom 1, 6, 7, 9, 10, dan 12; sedangkan pada kondisi normal posisi QTL didapatkan pada kromosom 2, 7, dan 8. Perbedaan hasil penelitian ini diduga karena perbedaan mekanisme toleransi terhadap keracunan aluminium yang dimiliki masing-masing tetua. Berdasarkan hasil tersebut kemudian dilakukan analisis segregasi lanjutan pada 190 sampel tanaman F2 (Dupa x ITA131). Untuk APBN tahun anggaran 2003 sudah berhasil diamplifikasi 20 primer pada kromosom 7 dan 9 pada 190 individu F2 (Dupa x ITA131). Hasil analisis menunjukkan bahwa primer RM214, RM481, RM445, RM11, RM18, RM248, RM542, RM419, RM432, A RM481 RM214 RM542 RM445 RM432 RM11 RM336 RM10 RM18 RM118 RM248

31,5 0,3 4,3 4,2 3,5 14,0 2,5 26,9 6,5 18,1 7

2,32 0,0 LOD 7

RM481 RM214 RM542 RM445 RM432 RM11 RM336 RM10 RM18 RM118 RM248

RM336, RM10, dan RM118 menghasilkan pita pada kromosom 7 yang dapat diskor. Pada kromosom 9 pita yang dapat diskor dihasilkan oleh RM566, RM285, RM464(A), RM257, dan RM201. Tahap selanjutnya dilakukan pemetaan masing-masing marka dan melakukan pemetaan QTL untuk mengetahui marka mana yang terpaut dengan sifat toleransi terhadap keracunan aluminium (Gambar III.5). Berdasarkan Gambar III.5A dapat dilihat adanya peningkatan LOD dari 1,75 menjadi 2,32. Peningkatan ini secara statistik belum memenuhi syarat karena batas selang kepercayaan untuk kromosom 7 harus memiliki LOD minimal 3. Langkah yang bisa ditempuh untuk meningkatkan LOD adalah menambah jumlah primer yang berada di antara RM10 dan RM18. Berdasarkan Tabel III.10, kromosom yang sangat potensial ditambah primernya adalah kromosom 2. Kromosom 2 ini sudah memiliki LOD 2,03. Berdasarkan Gambar III.5B untuk kromosom 9 nilai LOD masih sangat kecil, diduga kromosom 9 ini tidak berkaitan sifat toleransi terhadap keracunan aluminium dengan marka mikrosatelit.

RM285

B RM481

RM464A

2,32 RM464A

RM566

44,4 RM566

RM257

18,4 RM257 15,1 RM201 9

RM201 0068 LOD 9

Gambar III.5. Peta pautan primer mikrosatelit pada 190 individu F2 (Dupa x ITA131) pada kromosom 7 (A) dan kromosom 9 (B)

25


IDENTIFIKASI DAN PENCARIAN MARKA MOLEKULER PADI TAHAN BLAS Tim peneliti Masdiar Bustamam, Tasliah, Reflinur, Ahmad Dadang, Ahmad Warsun, dan Alina Akhdiya

Identifikasi dan determinasi lokasi gen pengatur ketahanan terhadap blas yang disebabkan oleh jamur Pyricularia grisea (=Pyricularia oryzae) merupakan langkah penting dalam perakitan varietas padi tahan blas. Akhir-akhir ini karakterisasi dan penelusuran tersebut dapat dilakukan dengan teknologi marka molekuler. Teknologi marka molekuler secara umum dapat dikelompokkan menjadi marka molekuler berbasis hibridisasi, yaitu RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism = polimorfis panjang fragmen restriksi) dan berbasis PCR (Polymerase Chain Reaction) seperti RAPD (Rapid Amplification Polymorphic DNA), mikrosatelit atau SSR (Simple Sequence Repeat), RGA (Resistance Gene Analog) dan STS (Sequence Tag Site). Dengan menggunakan berbagai teknik tersebut, sifat varietas padi tahan terhadap penyakit blas dapat diidentifikasi, dipetakan dan dapat diperoleh marka DNA yang terpaut erat dengan sifat tersebut. Marka DNA berguna untuk mendeteksi pewarisan sifat genetik dari induk persilangan, baik pada generasi F2, BC3F2, RIL (F8) atau populasi double haploid (DHL). Di Balitbiogen, telah tersedia 200 galur inbrida rekombinan (F8) hasil persilangan antara Danau Tempe x Kencana Bali sebagai bahan dasar penelitian untuk pemetaan gen ketahanan terhadap penyakit blas

26

pada varietas Danau Tempe. Sebanyak 148 primer mikrosatelit dan sejumlah marka RFLP baik dari pustaka cDNA (asal padi, jagung, dan Oat) maupun klon DNA dari Candidate Gene (NBS-LRR asal padi dan barley) dapat digunakan untuk analisis segregasi galur inbrida rekombinan. Terdapat lebih dari 2000 marka yang tersebar pada 12 kromosom padi. Marka DNA tersebut yang terpaut dekat dengan gen tahan blas dengan jarak ≤5 cM dapat digunakan untuk seleksi tidak langsung (MAS) dalam proses perakitan kultivar padi tahan blas. Dengan cara ini proses perakitan kultivar padi tahan blas dapat lebih cepat, akurat, dan efisien. Tujuan jangka panjang dari penelitian ini ialah untuk (1) mendapatkan marka DNA yang terpaut erat dengan sifat tahan blas dari varietas padi gogo Indonesia, (2) mengetahui peta gen yang mengatur sifat tahan blas pada varietas Danau Tempe, dan (3) mendapatkan galur inbrida rekombinan yang sifat tahan blasnya sudah terkarakterisasi, sehingga dapat digunakan sebagai tetua dalam program perbaikan ketahanan varietas di masa mendatang. Analisis Segregasi Populasi Inbrida Rekombinan dengan Marka Molekuler Benih dari 200 galur RIL serta 2 galur tetua (Danau Tempe dan Kencana Bali) ditanam di ember. DNA diisolasi dari daun dan diamplifikasi menggunakan primer mikrosatelit terpilih dengan bantuan mesin PCR. Amplikon dipisahkan pada gel poliakrilamid dan diskor pola pitanya. Studi pautan antara gen pengatur ketahanan terhadap penyakit blas pada varietas Danau


tempe dengan marka molekuler dilakukan menggunakan program Mapmaker/QTL. Kegiatan analisis segregasi populasi RIL dengan marka molekuler SSR (mikrosatelit) telah dilakukan beberapa kali peng-

ulangan survei tetua dengan menggunakan 88 primer (Tabel III.11) dan menghasilkan sekitar 40 primer yang polimorfis dan yang telah dianalisis terhadap 159 individu F8 sebanyak 10 primer (Tabel III.12).

Tabel III.11. Daftar primer yang digunakan dalam survei tetua tambahan No. Primer 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44.

RM1 RM5 RM9 RM24 RM34 RM35 RM102 RM113 RM129 RM6 RM8 RM27 RM29 RM48 RM53 RM71 RM109 RM110 RM138 RM22 RM60 RM132 RM135 RM143 RM148 RM175 RM186 RM227 RM293 RM124 RM127 RM307 RM317 RM349 RM26 RM31 RM146 RM188 RM194 RM291 RM305 RM111 RM115 RM133

Kromosom Keterangan 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6

Polimorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis

No. Primer 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88.

RM141 RM170 RM176 RM217 RM253 RM275 RM10 RM18 RM47 RM70 RM134 RM180 RM214 RM295 RM298 RM72 RM126 RM137 RM149 RM152 RM195 RM210 RM223 RM256 RM281 RM316 RM328 RM160 RM205 RM242 RM228 RM258 RM304 RM311 RM333 RM120 RM139 RM181 RM260 RM4 RM20 RM101 RM155 RM179

Kromosom

Keterangan

6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 10 10 10 10 10 11 11 11 11 12 12 12 12 12

Polimorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Monomorfis Polimorfis Polimorfis Polimorfis Monomorfis Monomorfis

27


Tabel III.12. Daftar primer yang dianalisis No.

Primer

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

RM01 RM05 RM226 RM237 RM168 RM131 RM307 RM50 RM257 RM296

Kromosom 1 1 1 1 3 4 4 6 9 9

Jumlah individu F8 yang sudah diuji 159 159 159 159 159 159 159 159 159 159

Dari 10 primer yang dianalisis pada 159 galur inbrida rekombinan menunjukkan bahwa masih terdapat galur inbrida rekombinan yang pola pitanya heterozigot. Berdasarkan persentase nilai heterozigot, terdapat dua kelompok primer mikrosatelit, yaitu RM131 mempunyai persentase nilai heterozigot yang tinggi (21,09%) dan selebihnya mempunyai persentase nilai heterozigositas sedang, yaitu antara 6,25-18,52%. Nilai persentase tersebut juga menunjukkan bahwa ada tiga kelompok primer mikrosatelit, yaitu 6 primer (RM05, RM50, RM168, RM226, RM237, dan RM296) memiliki nilai homozigot DT di atas 50%; 2 primer (RM01 dan RM307) memiliki nilai homozigot KB di atas 50%; dan 2 primer (RM131 dan RM257) memiliki perbandingan yang berimbang (Gambar III.6). Sedangkan untuk persentase rata-rata sebaran galur dari ke sepuluh primer tersebut menunjukkan bahwa 52,14% memiliki pola pita sama dengan tetua tahan (DT), 34,45% memiliki pola pita sama dengan tetua rentan (KB), dan sisanya hibrid (Gambar III.7).

Dua ratus galur RIL bersama dengan 2 galur tetua (Danau Tempe dan Kencana Bali) serta beberapa galur, baik yang tahan maupun peka ditanam dalam bak persemaian dengan Rancangan Acak Lengkap sebanyak 3 ulangan. Inokulasi isolat kompatibel dilakukan pada tanaman berumur 2 minggu, selanjutnya galur-galur tersebut diuji ketahanannya secara polisiklik. Skoring dilakukan 3 kali menggunakan skala dari Standard Evaluation System for Rice (IRRI) dengan kisaran skor 0-5.

Untuk marka SSR (mikrosatelit) dari 40 primer yang polimorfis terdapat sekitar 16 primer yang menunjukkan jarak polimorfis-

Hasil uji ketahanan pada 200 galur inbrida rekombinan terhadap ras 001 dengan menggunakan parameter serangan

28

me yang cukup jauh dan 10 primer di antaranya telah dianalisis dan sisanya belum dianalisis hal ini disebabkan oleh keterbatasan jumlah alat yang ada. Dari hasil analisis menunjukkan bahwa angka rata-rata heterozigot masih tinggi, yaitu 13,41% padahal pada populasi F8 seharusnya galur-galur tersebut sudah stabil. Analisis Segregasi Populasi Inbrida Rekombinan untuk Ketahanan terhadap Blas (Rumah Kaca)


pada luas permukaan daun (leaf blast) menunjukkan bahwa 69 galur (34,5%) bereaksi tahan (R), 85 galur (42,5%) bereaksi agak tahan (MR), 17 galur (8,5%) bereaksi peka (S), dan 2 galur (1%) bereaksi sangat peka (HS) sementara 27 galur (13,5%) tidak tumbuh. Reaksi dari galur inbrida rekombinan ditunjukkan pada Gambar III.8. Sementara itu, untuk mengetahui intensitas serangan yang optimal dapat dilihat pada Gambar

120

Homozigot DT

Homozigot KB

III.9. Pada gambar tersebut ditunjukkan bahwa serangan blas yang tinggi terjadi pada pengamatan II dengan intensitas serangan yang tinggi, yaitu hanya 26 galur (13%) yang bereaksi tahan dan yang bereaksi peka mencapai 84 galur (42%) serta yang bereaksi sangat peka terdapat 14 galur (7%). Hasil evaluasi ketahanan tanaman tetua terhadap serangan penyakit blas ras

Heterozigot

80 60 40 20 0 *RM257 *RM226 *RM296 *RM131 *RM01 *RM168 *RM237 *RM05

*RM50 *RM307

Gambar III.6. Persentase nilai heterozigositas pada 159 galur RIL dengan 10 primer

Persentase

60

Homozigot DT Homozigot KB Heterozigot

50 40 30 20 10 0

Gambar III.7. Rata-rata persentase sebaran galur dari 10 primer yang diuji

Frekuensi

Proporsi alel

100

100 80 60 40 20 0 R

MR S Reaksi ketahanan

HS

Gambar III.8. Reaksi ketahanan galur inbrida rekombinan terhadap serangan penyakit blas

29


blas ras 001 dengan parameter persentase DLA ditampilkan pada Gambar III.11. Pada Gambar III.11 dapat dilihat pola ketahanan dari populasi yang diuji menunjukkan bahwa serangan blas yang tinggi terjadi pada pengamatan II dengan intensitas serangan 67 galur (33,5%) yang bereaksi tahan dan yang bereaksi tidak tahan mencapai 21 galur (10,5%) serta yang bereaksi sangat peka ada 5 galur (2,5%) sedangkan pada pengamatan III dan IV menunjukkan peningkatan ketahanan di mana pada pengamatan III galur yang tahan menjadi 120 galur (60%) dan pada pengamatan IV menjadi 153 galur (126,5). Adapun galur yang peka mengalami penurunan.

001 ditampilkan pada Gambar III.10. Pada Gambar III.10 terlihat bahwa tanaman tetua tahan (Danau Tempe) mempunyai ketahanan yang cukup tinggi, yaitu dengan nilai intensitas serangan 14,01%. Sedangkan tanaman tetua peka (Kencana Bali) mempunyai nilai intensitas serangan 77,78%. Hal ini menunjukkan bahwa kedua tetua yang digunakan dalam persilangan ini mempunyai perbedaan reaksi terhadap serangan penyakit blas, di mana ada tetua yang ekstrim tahan dan ada tetua yang ekstrim peka.

Frekuensi

Pola penyebaran 200 galur inbrida rekombinan berdasarkan tingkat ketahanannya terhadap intensitas serangan penyakit

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

R

I

II

MR

Pengamatan

S

HS

III

IV

Intensitas serangan (%)

Gambar III.9. Pola penyebaran 200 galur RI berdasarkan tingkat ketahanannya terhadap intensitas serangan ras 001 pada tingkat pengamatan yang berbeda 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Danau Tempe

Kencana Bali

Tetua persilangan

Gambar III.10. Hasil evaluasi ketahanan tanaman tetua terhadap serangan penyakit blas

30

Frekuensi


180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

R

I

II

III

MR

S

HS

IV

Pengamatan persentase DLA

Gambar III.11. Pola penyebaran 200 galur RI berdasarkan persentase DLA terhadap intensitas serangan ras 001 pada tingkat pengamatan yang berbeda

Dengan parameter pengujian yang berbeda, yaitu luas leaf blast dan persentase DLA pada tanaman dengan galur yang sama dan isolat yang sama terdapat perbedaan reaksi ketahanan yang cukup tinggi, di mana pada saat terjadi serangan blas yang tinggi, yaitu pada pengamatan II, untuk leaf blast hanya 26 galur (13%) yang bereaksi tahan, sedangkan untuk persentase DLA mencapai 67 galur (33,5%), tetapi pada dasarnya dari kedua parameter tersebut memiliki persamaan konsistensi serangan, yaitu pada pengamatan II galur yang terserang cukup tinggi hal ini bisa dilihat dari sedikitnya galur yang bereaksi tahan, sedangkan pada pengamatan III dan IV galur yang bereaksi tahan meningkat (bertambah) jumlahnya, hal ini disebabkan oleh adanya respon balik dari galur yang terserang serta terjadinya peningkatan populasi patogen blas pada pengamatan II dan penurunan populasi patogen blas pada pengamatan III dan IV.

Analisis Segregasi Populasi Inbrida Rekombinan untuk Ketahanan terhadap Penyakit Blas (Lapang) Dua ratus galur padi RI hasil persilangan Danau Tempe x Kencana Bali bersama dengan 2 galur tetua (Danau Tempe dan Kencana Bali) dan beberapa varietas padi baik yang tahan maupun yang rentan ditanam pada petak pertanaman dengan jarak tanam 10 cm x 10 cm. Plot percobaan ditata dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap, sebanyak 3 ulangan. Setelah tanaman berumur 3 minggu dilakukan pengamatan I, dan dua pengamatan berikutnya selang waktu 2 minggu. Skoring menggunakan skala dari Standard Evaluation System for Rice (IRRI) dengan kisaran skor 0-9. Pola penyebaran galur R7 berdasarkan persentase DLA terhadap intensitas serangan ras 001 pada tingkat pengamatan yang berbeda disajikan pada Gambar III.11. Hasil pengujian di lapang pada 200 galur padi inbrida rekombinan, keturunan hasil persilangan antara Danau Tempe x Kencana Bali menunjukkan bahwa dari 200 galur yang diuji hanya 160 galur yang

31


dapat dianalisis dengan hasil 76 galur (47,5%) bereaksi tahan, 68 galur (42,5%) bereaksi agak tahan, 14 galur (8,75%) bereaksi peka, dan 2 galur (1,25%) bereaksi sangat peka (Gambar III.12). Untuk kegiatan lapang, dari 200 galur yang diuji hanya 160 galur yang dapat dianalisis, ini disebabkan ada beberapa galur mati. Subkegiatan ini baru dimulai akhir Desember 2003. Dari Gambar III.10 tampak bahwa persentase untuk genotipe tahan dan agak tahan sangat tinggi, yaitu 90%, sedangkan untuk genotipe peka dan sangat peka sangat rendah, yaitu 10%. Rasio harapan antara genotipe tahan dibandingkan dengan genotipe peka untuk populasi RIL adalah (1 : 1). Penyimpangan rasio sangat mungkin terjadi di lapang karena antara lain (1) jumlah ras blas yang menyerang di lapang tidak diketahui, (2) kondisi di lapang merupakan kondisi yang tak terkendali sehingga respon genotipe terhadap serangan blas di lapang tidak bisa digunakan untuk menganalisis rasio genotipe maupun fenotipe. Genotipe tahan di lapang ini dapat diperiksa ulang ketahanannya terhadap blas menggunakan marka molekuler hasil analisis keterpautan sehingga dapat dipastikan ada tidaknya gen ketahanan pada genotipe tersebut. Genotipe yang tahan di

lapang dan ternyata juga secara molekuler mengandung gen ketahanan terhadap blas dapat diproses untuk dijadikan tetua persilangan dalam perbaikan varietas atau calon varietas tahan blas. PROGRAM PENELITIAN KULTUR IN VITRO PENYIMPANAN UBI-UBIAN MELALUI KULTUR JARINGAN Tim peneliti Novianti Sunarlim, Ika Mariska, Yati Supriati, Widiati H. Adil, Ika Roostika, Yadi Rusyadi, Murtado, Arief V. Noviati, dan Hadiatmi

Pada tahun 1980, IBPGR (International Board for Plant Genetic Resources) menyarankan konservasi ubi jalar secara in vitro untuk menekan kebutuhan lahan yang luas, tenaga, dan biaya yang besar. Konservasi tanaman ubi-ubian secara in vitro dilakukan menggunakan media minimum, menambahkan senyawa osmoregulator seperti manitol dan zat pengatur tumbuh. Di CIAT, media minimum digunakan untuk menyimpan sekitar 5000 aksesi ubi kayu secara mantap. Di Filipina, ubi kayu disimpan pada media mengandung 2% manitol atau 1 mg ABA/l tanpa kehilangan daya

Frekuensi

80 60 40 20 0 R

MR S Reaksi ketahanan

HS

Gambar III.12. Reaksi ketahanan galur inbrida rekombinan terhadap serangan penyakit blas di lapang

32


tumbuhnya setelah penyimpanan selama 6,5 bulan Hasil penelitian di Balitbiogen yang dilakukan pada tahun 1998/99 menunjukkan bahwa ubi jalar dapat disimpan pada media mengandung 4% manitol. Tetapi tidak seluruh varietas dapat disimpan dengan media tersebut. Cara lain untuk menyimpan ubi-ubian secara in vitro adalah dengan metode pembekuan (kriopreservasi). Dengan metode ini, plasma nutfah umbi dapat disimpan dalam jangka panjang. Dalam teknik ini sel dan meristem atau bagian lain tanaman dibekukan dan disimpan dalam nitrogen cair (-196oC). Penyimpanan beku dapat dilakukan melalui metode vitrifikasi (pembekuan vitra cepat) yang tidak memerlukan alat khusus untuk penurunan suhu secara bertahap. Tanaman ubi berhasil disimpan melalui metode vitrifikasi dengan menggunakan larutan vitrifikasi PVS2. Dengan metode vitrifikasi periode prakultur lebih cepat, keberhasilan lebih tinggi serta daya regenerasi lebih cepat dibandingkan metode pembekuan lambat.

Penggunaan Osmotic Regulator dan Zat Pengatur Tumbuh untuk Penyimpanan Kentang Hitam dan Gembili Kentang Hitam Pada penelitian ini digunakan kentang hitam galur KH 410 dan KH 411. Percobaan terdiri dari (1) uji coba kepekatan osmotik regulator manitol (0, 20, 40, 60, dan 80 g/l), (2) zat penghambat tumbuh paclobutrazol (0, 1, 3, dan 5 mg/l) dan ancymidol (0, 1, 2, dan 3 mg/l), dan (3) uji 4 macam media (MS, 1/4 MS, KH, dan K) dan taraf sukrosa (0; 1,5; dan 3,0%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa respon kentang hitam terhadap kepekatan osmoregulator manitol bergantung pada galur. Galur KH-410 tumbuh pada media dengan konsentrasi osmoregulator 60 g manitol/l, sedangkan galur KH-411 hanya dapat tumbuh sampai konsentrasi 20 g manitol/l (Tabel III.13). Namun, tanaman yang disimpan dengan menggunakan osmoregulator manitol hanya dapat tumbuh sampai umur simpan 6 bulan. Ini berarti regulator osmotik manitol tidak bisa di-

Tabel III.13. Pengaruh kepekatan osmoregulator (manitol) terhadap pertumbuhan kentang hitam Umur 1 bulan

Perlakuan Varietas KH 410 Manitol 0 g/l 20 g/l 40 g/l 60 g/l 80 g/l Varietas KH 411 0 g/l] Manitol 20 g/l 40 g/l 60 g/l 80 g/l

Umur 3 bulan

Tinggi (cm)

Banyaknya daun

Banyaknya tunas

Tinggi (cm)

2,1 1,1 0,4 0,3 0,3

7,6 6,8 4,8 3,6 2,8

0,8 1,0 0,2 0 0

>5,0 3,1 1,8 1,1 Mati

1,2 0,9 0,6 0,5 0,5

7,6 5,0 4,0 4,4 2,8

1,2 0,4 0 0,4 0

>5,0 2,8 Mati Mati Mati

33


gunakan sebagai media penyimpanan kentang hitam.

Berbeda dengan ancymidol, paclobutrazol menyebabkan eksplan tumbuh lebih pendek tetapi tidak mempengaruhi banyaknya daun dan tunas (Tabel III.15). Pada umur simpan 3 bulan, bertambahnya konsentrasi paclobutrazol menyebabkan eksplan semakin pendek, daun lebih sedikit dan bobot kering eksplan lebih ringan (Tabel III.15). Pada umur simpan 6 bulan, hanya 20% eksplan yang hidup pada perlakuan kontrol, sedangkan dengan perlakuan 1 dan 3 mg paclobutrazol/l eksplan yang hidup 30% dan pada perlakuan 5 mg paclobutrazol/l 60% eksplan masih hidup (Tabel III.16). Namun setelah 6 bulan penyimpanan, pengaruh zat penghambat tumbuh tidak tampak. Hal ini diduga bahwa ancymi-

Zat penghambat tumbuh ancymidol mempengaruhi tinggi kentang hitam pada umur simpan 4 minggu, tetapi pengaruh ini belum muncul pada umur simpan 3 bulan (Tabel III.14). Pada umur simpan 3 bulan, ancymidol merangsang banyaknya daun dan bobot kering tunas. Eksplan kentang yang disimpan pada 1 dan 2 mg ancymidol/l tidak bertahan hidup sampai umur simpan 6 bulan. Sedangkan, eksplan pada media kontrol masih hidup sebanyak 20% dan eksplan yang mendapat perlakuan ancymidol konsentrasi 3 mg/l masih hidup 50%.

Tabel III.14. Pengaruh zat penghambat tumbuh ancymidol dan paclobutrazol terhadap pertumbuhan kentang hitam pada umur 4 minggu Varietas KH 410

Perlakuan

Varietas KH 411

Tinggi (cm) Banyaknya daun Banyaknya tunas Tinggi (cm) Banyaknya daun Banyaknya tunas Ancy 0 mg/l 1 mg/l 2 mg/l 3 mg/l Paclo 0 mg/l 1 mg/l 3 mg/l 5 mg/l

1,34 0,98 0,98 0,74 1,06 0,98 0,90 0,70

4,4 4,8 4,6 4,0 5,6 5,8 6,0 6,2

0 0 0 0 0,4 0,4 0,4 0,4

1,14 1,02 0,92 0,86 1,24 0,94 0,86 0,80

6,4 5,2 4,4 4,4 5,6 4,4 4,8 4,8

0,6 0,4 0,4 0,4 0,4 0 0 0

Tabel III.15. Pengaruh zat penghambat tumbuh ancymidol dan paclobutrazol terhadap pertumbuhan kentang hitam pada umur 3 bulan Varietas KH 410 Perlakuan

Tinggi (cm)

Ancymidol

10 9 9 11 10 6 9 7

0 mg/l 1 mg/l 2 mg/l 3 mg/l Paclobutrazol 0 mg/l 1 mg/l 3 mg/l 5 mg/l

34

Varietas KH 411

Banyaknya daun

Bobot kering (mg)

Tinggi (cm)

Banyaknya daun

Bobot kering (mg)

54 67 73 110 95 54 36 22

43 57 78 100 84 33 24 18

5 4 3 4 10 6 4 3

30 33 37 61 34 52 30 40

30 42 35 67 31 28 16 31


KH dan K dengan pemberian sukrosa yang sama (Tabel III.17).

dol dan paclobutrazol di dalam media sudah hampir habis. Dan pada umur simpan 9 bulan, kentang hitam pada seluruh perlakuan mati kecuali pada perlakuan menggunakan paclobutrazol dengan konsentrasi 5 mg/l, ada satu botol atau 10% yang masih hidup.

Pada umur simpan 20 minggu, tanaman tumbuh terhambat baik pada media MS dan 1/4 MS yang tidak diberi sukrosa atau pada media KH dan K dengan pemberian sukrosa 1,5 atau 3% (Tabel III.18). Pada umur simpan 10 bulan, kentang hitam yang ditanam pada media MS tanpa sukrosa masih bisa hidup sedangkan pada media KH dan K mati, sedangkan pada media MS dengan pemberian sukrosa 1,5 dan 3% tanaman sudah terlalu besar dan akhirnya mati.

Pada pengujian jenis medium simpan diketahui bahwa kentang hitam tidak hidup pada media miskin hara tanpa sukrosa, tetapi masih tumbuh pada media MS dan 1/4 MS walaupun tanpa pemberian sukrosa. Pada umur simpan 12 minggu, eksplan tumbuh subur pada media MS dan 1/4 MS dengan 3% sukrosa. Pada media miskin, KH dan K, eksplan tumbuh terhambat walaupun diberi 3% sukrosa. Bobot basah dan bobot kering kentang hitam pada media MS dan 1/4 MS dengan pemberian sukrosa 1,5 dan 3% lebih berat daripada kentang hitam yang disimpan pada media

Gembili Pada penelitian ini digunakan gembili No. 512. Percobaan terdiri dari (1) uji kepekatan osmotik regulator manitol (0, 20, 40, 60, dan 80 g/l) dan zat penghambat tumbuh

Tabel III.16. Pengaruh zat penghambat tumbuh terhadap kentang hitam yang hidup setelah 6 bulan penyimpanan Perlakuan

Banyaknya eksplan hidup (botol)

Banyaknya eksplan mati (botol)

Persentase eksplan hidup

3 0 0 5 2 3 3 6

7 10 10 5 8 7 7 4

30 0 0 50 20 30 30 60

Ancymidol

0 mg/l 1 mg/l 2 mg/l 3 mg/l Paclobutrazol 0 mg/l 1 mg/l 3 mg/l 5 mg/l

Tabel III.17. Bobot basah dan kering tanaman kentang hitam pada beberapa media tanam dan konsentrasi sukrosa pada pengamatan umur 12 minggu Media MS 1/4 MS KH K

Bobot basah (g/eksplan) 0% sukrosa 0,2 0,1 0 0

Bobot kering (mg/eksplan)

1,5% sukrosa

3% sukrosa

0,6 0,4 0,2 0,1

1,7 1,0 0,1 0,2

0% sukrosa 1,3 0,2 0 0

1,5% sukrosa

3% sukrosa

32,7 27,0 6,5 7,7

84,7 73,4 12,0 38,3

35


paclobutrazol (0, 1, 3, dan 5 mg/l) dan ancymidol (0, 1, 2, dan 3 mg/l).

1 bulan maupun pada umur 3 bulan (Tabel III.19).

Pemberian ancymidol mempengaruhi tinggi eksplan dan banyaknya daun. Pada umur simpan 1 bulan, pemberian manitol sampai 20 g/l menaikkan tinggi dan banyaknya daun, tetapi makin bertambahnya konsentrasi manitol makin pendek eksplan dan makin sedikit daun, bahkan pada umur simpan 3 bulan eksplan pada perlakuan 80 g manitol/l mati. Pada umur 3 bulan, eksplan masih hidup, tumbuh semakin pendek dengan daun semakin sedikit dengan bertambahnya konsentrasi ancymidol. Hal ini berlainan dengan pemberian paclobutrazol yang tidak mempengaruhi tinggi dan banyaknya daun baik pada umur

Pada umur simpan 6 bulan, gembili hanya bertahan hidup pada media dengan manitol pada konsentrasi 40 mg/l (100% eksplan hidup) dan pada media dengan 20 mg manitol/l (50% eksplan hidup). Pada media dengan manitol 40 g/l, gembili tumbuh pendek dengan daun yang banyak. Eksplan gembili pada media dengan penambahan 1 mg ancymidol/l bertahan hidup 100%. Sedangkan untuk paclobutrazol, jumlah eksplan yang bertahan hidup 100% dicapai pada konsentrasi 5 mg/l (Tabel III.20). Paclobutrazol menghambat pertumbuhan buku tanaman sehingga menyebab-

Tabel III.18. Bobot basah dan kering tanaman pada beberapa media tanam dan konsentrasi sukrosa pada pengamatan umur 20 minggu Bobot basah (g/eksplan)

Media

Bobot kering (mg/eksplan)

0% sukrosa

1,5% sukrosa

3% sukrosa

0% sukrosa

1,5% sukrosa

3% sukrosa

0,37 1,30 0 0

2,60 1,13 0,10 0,23

3,11 1,18 0,26 0,20

16 5 0 0

103 65 7 21

157 68 24 18

MS 1/4 MS KH K

Tabel III.19. Pengaruh manitol, ancymidol dan paclobutrazol pada pertumbuhan gembili (umur simpan 1 dan 3 bulan) Umur 1 bulan

Perlakuan Manitol

Ancymidol

Paclobutrazol

36

0 g/l 20 g/l 40 g/l 60 g/l 80 g/l 0 mg/l 1 mg/l 2 mg/l 3 mg/l 0 mg/l 1 mg/l 3 mg/l 5 mg/l

Umur 3 bulan

Tinggi (cm)

Banyaknya daun

Tinggi (cm)

Banyaknya daun

0,18 0,36 0,64 0,14 0,18 0,48 0,44 0,26 0,16 0,18 0,18 0,16 0,25

3,4 5,4 5,4 2,6 2,6 4,0 3,8 3,6 2,6 2,8 2,0 2,5 2,2

0,30 0,80 0,60 0,13 mati 0,86 0,50 0,26 0,20 0,46 0,61 0,57 0,51

3,3 9,8 6,2 3,5 mati 6,2 5,6 6,2 4,4 5,2 3,5 4,0 3,5


Tabel III.20. Tinggi eksplan, banyaknya daun hijau dan mati gembili pada perlakuan manitol, ancymidol dan paclobutrazol pada pengamatan umur 6 bulan Perlakuan Manitol

0 mg/l 20 g/l 40 g/l 60 g/l 80 g/l Ancymidol 0 mg/l 1 mg/l 2 mg/l 3 mg/l Paclobutrazol 0 mg/l 1 mg/l 3 mg/l 5 mg/l

Tinggi (cm)

Banyaknya daun hijau

-(mati) 0,8 0,3 -(mati) -(mati) 0,8 0,8 0,6 0,5 1,5 0,6 0,4 0,6

-(mati) 7,7 14,0 -(mati) -(mati) 6,5 9,5 7,1 4,0 8,5 9,0 6,8 10,7

A

Banyaknya daun mati Persentase tanaman hidup -(mati) 1,3 1,0 -(mati) -(mati) 3,5 1,1 1,6 3,0 1,1 2,7 1,5 3,7

0 50 100 0 0 67 100 50 67 50 50 67 100

B

C

D

Gambar III.13. Penampakan gembili umur 6 bulan, A = kontrol, B = 40 mg manitol/l, C = 1 mg ancymidol/l dan D = 5 mg paclobutrazol/l

kan buku menjadi pendek-pendek atau tanaman seperti roset (Gambar III.13). Optimasi Metode Vitrifikasi pada Penyimpanan Ubi Kayu secara Kriopreservasi Penelitian ini menggunakan teknik vitrifikasi. Untuk mengkondisikan jaringan yang akan dibekukan, eksplan yang berupa tunas pucuk ubi kayu dikulturkan semalam

pada media prakultur MS dengan 0,3 M sukrosa. Setelah prakultur, eksplan direndam dalam larutan loading (LS) selama 10, 20, dan 30 menit pada suhu kamar, kemudian eksplan direndam pada larutan krioprotektan PVS2 yang terdiri dari gliserol 30% + etilen glikol 15% + DMSO 15% dalam media MS dengan taraf 0,4 M sukrosa selama 30, 45, dan 60 menit. Eksplan yang telah terdehidrasi direndam dalam nitrogen cair selama kurang lebih satu jam. Se-

37


telah itu eksplan di-thawing pada suhu 40oC selama 1 menit, kemudian eksplan direndam dalam 1,5 ml MS yang mengandung 1,2 M sukrosa selama 20 menit dan ditanam pada media recovery. Hasil penelitian menunjukkan bahwa loading (perendaman awal) dalam larutan LS hingga 30 menit tidak menurunkan persentase hidup (80-100%) dan persentase bertunas (80-100%) tetapi kultur lebih pendek, daun dan persentase perakaran sedi-

kit (Tabel III.21). Pada durasi loading yang sama, semakin lama eksplan direndam dalam larutan protektan (PVS2) semakin rendah persentase hidup dan persentase eksplan bertunas. Demikian pula pada durasi rendam PVS2 yang sama, semakin lama durasi loading semakin rendah persentase hidup dan persentase kultur bertunas (Gambar III.14 dan III.15). Hal ini karena tingginya molaritas larutan LS dan krioprotektan PVS2. Demikian pula semakin lama

Tabel III.21. Pengaruh durasi loading terhadap pertumbuhan kultur pada pengamatan umur 4 minggu Rata-rata hidup (%)

Rata-rata bertunas (%)

Rata-rata berkalus (%)

Tinggi kultur (cm)

Banyaknya daun

Rata-rata berakar (%)

0 10 20 30

100 100 80 100

100 92 80 100

100 100 80 100

2,6 2,0 1,5 1,6

1,7 1,3 1,0 1,6

30 0 0 0

Persentase hidup

Durasi loading (menit)

10 menit LS

120 100 80 60 40 20 0 30

20 menit LS

45 Durasi rendam dalam PVS2 (menit)

30 menit LS

60

Persentase bertunas

Gambar III.14. Pengaruh durasi rendam dalam larutan LS dan PVS2 terhadap persentase hidup kultur ubi kayu pada pengamatan umur 4 minggu 10 menit LS

100

20 menit LS

30 menit LS

80 60 40 20 0 30

45 Durasi rendam dalam PVS2 (menit)

60

Gambar III.15. Pengaruh durasi rendam dalam larutan LS dan PVS2 terhadap persentase bertunas kultur ubi kayu pada pengamatan umur 4 minggu

38


durasi rendam dalam kedua larutan tersebut menyebabkan lebih banyak sel atau jaringan yang mengalami plasmolisis irreversibel sehingga sel atau jaringan tersebut tidak dapat terpulihkan dan kultur tidak dapat bertahan hidup atau menurun daya regenerasinya. Dengan mempertimbangkan tingkat keberhasilan kriopreservasi dan regenerasi maka kombinasi antara durasi loading selama 10 dan 20 menit dengan durasi rendam dalam PVS2 selama 30 dan 45 menit dipilih sebagai perlakuan dalam nitrogen cair. Hasil percobaan menunjukkan terjadi penurunan yang drastis terhadap daya hidup dan daya regenerasi kultur setelah perlakuan pembekuan dalam nitrogen cair. Hal ini karena pada saat pelelehan, kontraksi osmotik menyebabkan endositotik vesikulasi irreversibel yang mengakibatkan sel lisis karena bahan membran yang baru tidak mampu memfasilitasi deplasmolisis. Selain itu, karena adanya formasi radikal bebas dapat menyebabkan kerusakan sel. Radikal bebas yang dapat terbentuk misalnya radikal hidroksil (OH), superoksida (O2), dan hidrogen peroksida (H2O2). Radikal bebas dapat menyerang fraksi lipid pada membran dan menghasilkan lipid peroksida dan selanjutnya dapat terurai menjadi senyawa produk oksidasi sekunder yang toksik.

Persentase hidup dan persentase bertunas yang paling tinggi terdapat pada kombinasi durasi loading 10 menit dan durasi rendam dalam PVS2 30 menit, namun tidak ada kultur yang mampu tumbuh setelah umur 10 hari. Kultur yang mampu tumbuh diperoleh dari perlakuan kombinasi antara durasi loading 20 menit dan durasi rendam dalam PVS2 selama 30 menit (Tabel III.22). Penampakan kultur yang berumur 10 hari dari perlakuan loading, perendaman dalam krioprotektan PVS2 baik tanpa maupun dengan perendaman dalam nitrogen cair dapat dilihat pada Gambar III.16. PERBANYAKAN VEGETATIF MANGGIS MELALUI KULTUR JARINGAN Tim peneliti Novianti Sunarlim, Ika Mariska, Yati Supriati, Widiati H. Adil, Ika Roostika, Yadi Rusyadi, Murtado, Arief V. Noviati, dan Hadiatmi

Perbanyakan vegetatif secara konvensional memerlukan banyak bahan tanaman sehingga dapat merusak pohon induk. Lain halnya dengan kultur jaringan yang membutuhkan sedikit bahan tanaman dan telah terbukti dapat mengatasi permasalahan pengadaan bibit skala luas antara lain pada berbagai tanaman berkayu.

Tabel III.22. Pengaruh kombinasi antara durasi loading dan krioprotektan terhadap keberhasilan hidup kultur pada pengamatan umur 4 minggu pasca kriopreservasi dalam nitrogen cair Durasi loading (menit)

Durasi krioprotektan (menit)

Rata-rata hidup (%)

Rata-rata bertunas (%)

Rata-rata berkalus (%)

10

30 45 30 45

50 17 18 23

50 17 17 23

0 0 0 0

20

Rata-rata kultur yang mampu tumbuh normal (%) 0 0 1,7 0

39


A

E

B

C

F

D

G

A = loading selama 30 menit, B = larutan PVS2 selama 30 menit, C = larutan PVS2 selama 45 menit, D = larutan PVS2 selama 60 menit, dan E = kultur mati setelah disimpan dalam nitrogen cair, F = kultur hidup tapi tidak viable setelah disimpan dalam nitrogen cair, G = kultur viable setelah disimpan dalam nitrogen cair Gambar III.16. Kriopreservasi kultur ubi kayu dengan teknik vitrifikasi pada umur simpan 10 hari

Manggis (Garcinia mangostana L.) adalah tanaman tropis yang mempunyai prospek cerah sebagai komoditas ekspor. Pada tahun 1997 ekspor manggis mencapai 1,2 juta ton ke negara Taiwan, UEA, Saudi Arabia, Belanda, Perancis, dan Cina. Tanaman manggis di sentra produksi tidak tumbuh berkelompok secara monokultur, tetapi bercampur dengan pohon-pohon lain dan umumnya tanaman sudah tua. Peremajaan belum banyak dilakukan karena lambannya pertumbuhan dan lamanya tanaman mulai berbuah. Tanaman manggis yang berasal dari biji baru bisa berbuah dan dipanen pertama kali setelah berumur 15-17 tahun. Perbanyakan melalui biji ini hanya bisa dilakukan pada musim tertentu dan manggis hanya menghasilkan maksimum 2 biji per buah. Dengan sifat biji rekalsitran, perbanyakan tanaman tidak dapat dilakukan sepanjang tahun. Perbanyakan manggis secara vegetatif masih belum berhasil dengan baik.

40

Penelitian di Malaysia menunjukkan bahwa tunas manggis dapat diperbanyak dengan baik pada media MS ditambah BAP. Pertunasan manggis juga berlangsung baik pada media WPM + 2 ppm BAP + 0,2 ppm NAA dengan banyaknya tunas terbanyak 9. Hasil penelitian di Balitbiogen menunjukkan bahwa pemberian 3 mg BAP/l pada media pertunasan manggis lebih baik dibandingkan dengan 5 mg BAP/l. Perakaran manggis secara in vitro diindukasi dengan penambahan 20 mg IBA. Penambahan NAA menghasilkan persentase eksplan yang berakar lebih rendah dari IBA. Perakaran terbanyak terjadi pada media MS + 15 ppm 2iP + 0,5 ppm IBA atau pada perlakuan 1/2 MS + 4 mg IBA/l + 3 mg NAA/l. Hasil penelitian di Balitbiogen menunjukkan bahwa media terbaik untuk perakaran ialah 1/4 WPM + 10 mg IBA/l atau 1/4 MS + 5 mg IBA/l.


Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan formulasi media perakaran dan metode aklimatisasi manggis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada umur 3 bulan, hanya 40% tunas manggis tumbuh pada media MS + 1 mg BAP/l rendah. Sedangkan, dengan menambahkan 3 mg BAP/l persentase tumbuh naik menjadi 66,7% dan dengan 5 mg BAP/l tumbuh 100%. Makin tinggi konsentrasi BAP maka makin banyak daun dan total tunas yang tumbuh, kecuali banyaknya tunas per eksplan tidak berbeda di antara ketiga konsentrasi BAP (Tabel III.23). Pada umur 3 bulan, eksplan manggis yang berakar dan berdaun pada media 1/4 MS + 5 mg IBA/l lebih banyak dibandingkan dengan media WPM + 5 mg IBA/l. Ini menunjukkan bahwa pertumbuhan eksplan pada media 1/4 MS + 5 mg IBA/l lebih baik dari pada media WPM + 5 mg IBA/l. Sebaliknya, akar pada media 1/4 MS lebih pendek dari media WPM (Tabel III.24). Akar yang terbentuk hanya 1 tanpa akar serabut.

Pada umur 4 bulan, pertambahan persentase eksplan yang berakar untuk perlakuan 1/4 MS + 5 mg IBA/l dari 50% menjadi 75%, sedangkan pada perlakuan WPM + 5 mg IBA/l tidak ada pertambahan eksplan yang berakar. Apabila dilihat dari panjang akar terlihat adanya pertambahan panjang akar dengan bertambahnya umur eksplan dan akar tanaman pada perlakuan 1/4 MS lebih panjang dari perlakuan WPM. Sebaliknya pertambahan daun tidak banyak dengan bertambahnya umur eksplan 1 bulan (Tabel III.24). Umumnya daun bertambah sebanyak 2 daun tiap 2 bulan. Gambar III.17. memperlihatkan beberapa planlet yang digunakan untuk percobaan aklimatisasi yang berasal dari percobaan perakaran tahun ini. Pada percobaan I, pertambahan daun tanaman setelah dua bulan yang diaklimatisasi di rumah kaca lebih banyak daripada di ruang kultur akibat sinar matahari yang lebih banyak dan suhu udara yang lebih panas. Sebaliknya pertambahan tinggi berkurang di rumah kaca karena tidak ada

Tabel III.23. Persentase biji bertunas, banyaknya daun/eksplan, banyaknya total tunas, dan banyaknya tunas/ eksplan manggis pada pengamatan umur 3 bulan Perlakuan 1 mg BAP/l 3 mg BAP/l 5 mg BAP/l

Persentase biji bertunas

Banyaknya daun/eksplan

Banyaknya total tunas

Banyaknya tunas/eksplan

1,4 2,8 2,9

16 26 41

3,2 2,6 3,2

40 66,7 100

Tabel III.24. Persentase eksplan berakar, panjang akar, dan pertambahan daun pada media perakaran pada pengamatan umur 3 dan 4 bulan Perlakuan WPM + IBA 5 mg/l 1/4 MS + IBA 5 mg/l

Persentase eksplan berakar

Rata-rata panjang akar (cm)

Pertambahan daun/eksplan

3 bulan

4 bulan

3 bulan

4 bulan

3 bulan

4 bulan

37,5 50,0

37,5 75,0

3,2 2,2

4,3 3,2

3,0 3,5

3,2 3,5

41


etiolasi (Tabel III.25). Pertambahan daun dan tinggi antar media tanam relatif tidak berbeda kecuali pada pertambahan tinggi di ruang kultur, tetapi secara visual terlihat bahwa ukuran daun pada media tanah + kompos lebih lebar dan tanaman lebih subur dibandingkan dengan tanah saja. Setelah diaklimatisasi 4 bulan, pertumbuhan manggis yang awalnya ditanam di ruang kultur dan yang langsung ditanam di rumah kaca adalah sama. Jadi planlet manggis dapat diaklimatisasi langsung di rumah kaca tanpa ditanam lebih dulu pada ruang yang dingin di ruang kultur. Seluruh planlet yang diaklimatisasi tumbuh sehingga keberhasilan aklimatisasi 100%, tanaman dengan media tanam tanah + kompos A

memperlihatkan pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan dengan media dengan tanah saja (Gambar III.18). Pada aklimatisasi II tampak bahwa setelah 2 bulan pertambahan daun pada media tanah + kompos di rumah kaca lebih banyak daripada di ruang kultur, demikian juga dengan pertambahan tinggi di rumah kaca lebih tinggi daripada di ruang kultur. Perbedaan dengan hasil aklimatisasi I diduga karena perbedaan. Media tanam tanah + kompos di rumah kaca menyebabkan tanaman tumbuh lebih tinggi dan pertambahan daun lebih banyak, sedangkan di ruang kultur, perbedaan media tanam tidak mempengaruhi tinggi tanaman dan pertambahan daun (Tabel III.25). B

A = perlakuan 1/4 MS + 5 mg IBA/l dan B = perlakuan WPM + 5 mg IBA/l Gambar III.17. Beberapa planlet untuk percobaan aklimatisasi II berasal dari perlakuan perakaran yang menggunakan planlet hasil pertunasan tahun ini Tabel III.25. Pertambahan daun dan tinggi tanaman manggis setelah diaklimatisasi 2 bulan pada percobaan aklimatisasi I dan II Perlakuan Rumah kaca Tanah Tanah : kompos = 1 : 1 Ruang kultur Tanah Tanah : kompos = 1 : 1

Pertambahan daun/eksplan

Pertambahan tinggi (cm)/eksplan

Aklimatisasi I

Aklimatisasi II

Aklimatisasi I

Aklimatisasi II

2,0 2,0

1,3 2,3

0,4 0,3

1,0 2,6

1,3 1,0

1,3 1,3

0,7 1,3

0,3 0,4

Data diambil pada saat eksplan masih di ruang kultur dan dipindah ke rumah kaca setelah pengamatan

42


A B

B A

B

A = media tanah + kompos, B = media tanah Gambar III.18. Tanaman manggis yang sudah diaklimatisasi 4 bulan

PENGEMBANGAN METODE SELEKSI IN VITRO UNTUK MENINGKATKAN TOLERANSI TANAMAN PADI DAN KEDELAI TERHADAP KEKERINGAN Tim Peneliti Ika Mariska, Sri Hutami, Deden Sukmadjaja, Endang G. Lestari, Ragapadmi Purnamaningsih, Ali Husni, Mia Kosmiatin, Yadi Rusyadi, dan Didi Suardi

Salah satu upaya untuk meningkatkan produksi padi dan kedelai adalah memanfaatkan lahan bermasalah antara lain lahan kering yang luasnya mencapai 12,8 juta hektar. Untuk itu, diperlukan varietas padi dan kedelai yang toleran terhadap lingkungan kering. Di samping itu, kekeringan pada musim kemarau sering menyebabkan rusaknya areal pertanaman padi baik pada sistem padi gogo maupun sistem padi sawah dan dapat menimbulkan kerugian sampai ratusan miliar. Mutasi spontan pada sel somatik berkisar antara 0,2-3%. Dengan berkembangnya teknologi kultur in vitro, keragaman genetik ditingkatkan melalui seleksi in vitro atas mutan yang muncul. Melalui seleksi in vitro, penyaringan sifat genetik lebih ter-

arah kepada perubahan yang diinginkan sehingga frekuensi diperolehnya somaklon yang diinginkan meningkat. Di Cina dan Korea kombinasi kultur in vitro dan mutagen fisik merupakan salah satu prioritas program yang dikembangkan. Seleksi in vitro telah menghasilkan varietas baru yang lebih toleran terhadap faktor biotik dan abiotik serta sifatnya dapat diwariskan, antara lain Vigna radiata L. Capsicum annum L., Brassica junceae, padi (Oryza sativa L.), dan sorgum (Sorghum bicolor L.). Seleksi in vitro untuk ketoleranan terhadap kekeringan umumnya menggunakan Poly Ethylene Glycol (PEG) sebagai senyawa penseleksi. PEG dengan bobot molekul lebih dari 4000 dapat menginduksi cekaman air pada tanaman dengan mengurangi potensial air pada larutan nutrisi tanpa menyebabkan keracunan. Dari penelitian sebelumnya diketahui bahwa hasil induksi cekaman air oleh PEG berkolerasi positif dengan kondisi di lapang atau rumah kaca.

43


Regenerasi Massa Sel Varietas Kedelai setelah Diradiasi dan Seleksi In Vitro Menggunakan PEG Planlet yang diperoleh dari seleksi varietas Sindoro, Wilis, dan Slamet pada media PEG disubkultur pada media pendewasaan (MS ditambah vitamin Morrel, 2% sukrosa, 0,1 mg kinetin, 100 mg glutamin) dengan (S10) atau tanpa (S11) 0,1 mg GA3/l agar diperoleh benih somatik dewasa yang toleran PEG. Untuk menginduksi mutasi, dilakukan radiasi sinar gamma dengan dosis 400 rad pada embrio zigotik hasil isolasi dari biji muda. Setelah diradiasi, embrio dikulturkan pada media MS ditambah vitamin Gamborg dan 20 mg 2,4-D/l (M4C) untuk menghasilkan kalus embriogenik. Massa sel embriogenik yang dihasilkan diseleksi pada medium yang mengandung 0, 10, 20, dan 30% PEG 6000. Struktur embrio somatik yang viable pada media seleksi dipindahkan ke media pendewasaan (S11). Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi kritis dari PEG 6000 untuk per-

kecambahan embrio masak kedelai adalah 10%. Pada konsentrasi tersebut varietas kedelai peka (No. 3083) dan agak toleran (Wilis) hanya berkecambah 5,7% sedangkan varietas toleran (Nanti, Tanggamus, dan Sibayak) mencapai 20; 26,7; dan 46,7%. Pada TA 2002 telah diperoleh struktur embrio somatik (somaklon) baik dari benih yang dikulturkan pada media mengandung PEG atau tanpa PEG. Somaklon disubkultur secara berulang pada media pendewasaan dan perkecambahan S10 dan S11 (Tabel III.26). Dari somaklon yang ditanam pada media tanpa PEG dihasilkan 9 nomor benih dari varietas Sindoro, 6 nomor benih dari varietas Wilis, dan 3 nomor benih dari varietas Slamet. Sedangkan somaklon yang sebelumnya dikulturkan pada media mengandung PEG tidak semuanya dapat berkecambah, hanya kalus yang berasal dari PEG 25% yang dapat berkecambah menjadi benih somatik. Benih somatik tersebut berasal dari varietas Sindoro (2 buah) dan varietas Wilis (3 buah). Bahkan somaklon yang berasal dari varietas Slamet

Tabel III.26. Pertumbuhan dan perkembangan embrio somatik kedelai pada media perkecambahan setelah diseleksi menggunakan PEG selama 2 bulan Varietas kedelai/ Konsentrasi PEG (%) Sindoro

0 25 50 75 Wilis 0 25 50 75 Slamet 0 25 50 75

44

Banyaknya struktur Embrio somatik yang dikecambahkan

Embrio somatik yang berkecambah

45 18 9 0 48 42 20 0 52 36 19 0

9 2 0 0 6 3 0 0 3 0 0 0


tidak dapat berkecambah membentuk benih somatik.

kaannya lebih mengkilap, dan satu tangkai daun hanya mempunyai 2 helai.

Rendahnya jumlah somaklon yang berkecambah diduga berkaitan dengan perbedaan respon sel yang diradiasi. Walaupun setelah diradiasi sel masih mampu membentuk somaklon pada PEG 50%, namun jumlah somaklon yang berkecambah menjadi benih somatik dewasa turun. Adanya PEG dalam media menghambat masuknya air ke dalam sel. Kurangnya air dalam sel menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan sel terhambat.

Pada percobaan ulangan digunakan konsentrasi PEG 0, 10, 20, dan 30% dan varietas Sindoro dan Wilis. Setelah 2 bulan, kultur yang bertahan tumbuh pada media mengandung PEG dipindahkan ke media yang sama. Jumlah struktur embrio somatik yang tumbuh pada media kontrol (PEG 0%) adalah 98 pada varietas Sindoro dan 81 dari varietas Wilis. Sedangkan biakan yang tumbuh pada media seleksi PEG 10% adalah 57 untuk Sindoro dan 43 untuk Wilis, pada PEG 20% adalah 32 untuk Sindoro dan 20 untuk Wilis serta pada PEG 30% adalah 18 untuk Sindoro dan 11 untuk Wilis. Setelah dipindahkan ke media pertumbuhan S11, struktur embrio somatik yang hidup semakin sedikit (Tabel III.28). Hal ini karena keadaan fisiologi struktur embrio somatik yang berbeda pada saat dipindahkan akibat perlakuan PEG.

Benih somatik kemudian diaklimatisasi di rumah kaca pada media campuran tanah dengan kompos (1 : 1). Dari 23 benih somatik yang diaklimatisasi hanya 6 yang hidup setelah 2 minggu (Tabel III.27). Benih somatik asal varietas Slamet semuanya mati. Sampai minggu keempat, hanya 1 individu yang masih hidup, yaitu benih asal Wilis hasil seleksi PEG 25%. Pada umur 2 bulan setelah aklimatisasi tanaman menghasilkan 8 kuntum bunga. Namun sampai 3 bulan setelah aklimatisasi, bunga tidak dapat membentuk polong sampai tanaman tersebut mati. Penampakan tanaman berbeda dibandingkan dengan tanaman aslinya, yaitu daun yang lebih tebal, warna lebih hijau, permu-

Metode Penapisan secara In Vitro pada Beberapa Varietas Kedelai Eksplan (embrio aksis, muda, dan masak) dari varietas dan galur kedelai toleran terhadap kekeringan (Nanti, Sibayak, Tanggamus), agak toleran (Wilis), dan peka (Nomor 3083 dan 3029) ditumbuhkan pada

Tabel III.27. Aklimatisasi benih somatik kedelai hasil seleksi in vitro di rumah kaca Varietas PEG (%) Sindoro

0 25

Wilis 0 Slamet

25 0 25

Banyaknya benih somatik yang diaklimatisasi 9 2 6 3 3 0

Banyaknya dan persentase benih somatik hidup 2 minggu 2 (22,2%) 1 (50%) 1 (16,7%) 2 (66,7%) 0 0

4 minggu 0 0 0 1 0 0

45


Tabel III.28. Pertumbuhan dan perkembangan kalus embriogenik selama seleksi menggunakan PEG dan setelah disubkultur pada media S11 Varietas kedelai dan konsentrasi PEG (%) Sindoro

Wilis

0 10 20 30 0 10 20 30

Banyaknya struktur Embrio somatik yang dihasilkan selama seleksi (botol)

Embrio somatik yang dapat berkembang setelah seleksi (pada media S11)

98/20 57/20 32/20 18/20 81/20 43/20 20/20 11/20

79 35 29 15 72 30 16 8

media MS + 0,5 g GA3/l yang mengandung PEG 6000 dengan taraf konsentrasi 0, 10, 30, dan 50%. Pada 30 hari setelah inkubasi, eksplan yang tumbuh pada media penapisan kemudian disubkultur pada media MS mengandung 30 g sukrosa, vitamin B (100 mg myo inositol; 0,5 mg piridoksin; 0,5 mg asam nikotinat; dan 0,1 mg thiamin/l) dan selanjutnya diaklimatisasi di rumah kaca. Perkecambahan pada media dengan penambahan 0,5 mg GA3/l, beragam meskipun tidak ditambahkan PEG. Hal ini menunjukkan bahwa komposisi media ini tidak sesuai untuk semua varietas/nomor dan jenis eksplan yang digunakan. Ketidaksesuaian ini ditunjukkan dengan adanya beberapa eksplan yang sama sekali tidak dapat berkecambah seperti pada varietas Tanggamus dan nomor 3209 yang berasal dari eksplan biji muda. Eksplan embrio aksis paling banyak membentuk kecambah yang tidak normal, berupa pembentukan kalus sehingga pertumbuhan tunas (daun) dan akar terhambat. Hal ini terjadi karena embrio aksis muda merupakan jaringan dengan daya meristematisnya yang tinggi, sehingga pem-

46

belahan sel berlangsung secara cepat dan menghambat proses diferensiasi. Selain itu, penggunaan embrio aksis muda sebagai eksplan dalam penapisan in vitro diperlukan keterampilan yang tinggi dalam teknik isolasinya karena bagian embrio yang terlukai akan memacu pembelahan sel kalus yang tinggi. Ketidaknormalan kecambah juga ditemui pada eksplan embrio muda, dimana pertumbuhan plumula (daun pertama) terhambat sementara pertumbuhan radikel (akar) tetap berlangsung. Pada eksplan embrio matang kecambah tumbuh normal. Eksplan kedelai toleran kekeringan (Tanggamus, Sibayak, Nanti) asal biji masak berkecambah 20-46,7% pada media PEG 10% sedangkan eksplan asal embrio aksis dan embrio muda tidak mampu berkecambah. Dengan penambahan PEG terjadi penurunan daya perkecambahan semua jenis eksplan varietas/nomor kedelai yang digunakan. Pada media dengan penambahan PEG 30%, hanya varietas Nanti dari eksplan embrio masak yang berkecambah (6,7%). Sedangkan, varietas peka kekeringan


(Nomor 3083 dan 3209) hanya berkecambah pada media dengan penambahan PEG 10%. Pada kelompok varietas agak toleran (Wilis), kemampuan perkecambahannya hampir sama dengan kelompok peka. Aklimatisasi adalah mengembalikan pertanaman in vitro ke kondisi in vivo. Pada penelitian ini aklimatisasi tidak berhasil dilakukan baik pada planlet yang sempurna dengan pertumbuhan akar dan daun yang lengkap maupun planlet yang tidak sempurna. Kematian planlet terjadi sejak minggu pertama aklimatisasi yang ditandai dengan menguningnya daun kemudian planlet membusuk, meskipun diperlakukan dengan kelembaban yang tinggi. Regenerasi Kalus Padi setelah Mutasi Kimiawi pada Media Seleksi In Vitro Eksplan embrio zigotik padi Towuti dan IR64 diinduksi secara akseptik pada media MS ditambah vitamin, 30 g/l sukrosa, 2 mg 2,4-D, 3 g casein hidrolisat, dan 7,5 g agar/l. Kultur diinkubasi pada suhu 25oC dalam kondisi gelap. Kalus yang terbentuk dikumpulkan dan direndam dalam larutan Ethyl Methane Sulfonate (EMS) untuk menginduksi mutasi. Konsentrasi EMS yang dicoba adalah 0, 10, 20, 30, 40, dan 50 mM pada pH 2. Perendaman dilakukan sambil digojok selama 3 jam pada kecepatan 5060 rpm. Kalus yang telah dimutasi dibilas 5 kali dengan akuades steril untuk menghilangkan sisa-sisa larutan EMS dan dipindah pada media seleksi, yaitu media MS yang mengandung PEG 6000 pada konsentrasi 0, 10, 20, dan 30%. Kultur diinkubasi pada suhu 25oC dan pencahayaan (1000 luks) selama 16 jam dalam sehari. Setelah kalus ber-

umur 1 bulan, kemudian disubkultur pada media regenerasi, yaitu MS yang diperkaya dengan 3 mg BAP/l dan 0,4 mg thidiazuron/l. Kalus varietas IR64 dan Towuti yang berwarna dan berstruktur baik terbentuk pada media MS yang ditambah 2 mg 2,4-D/l + 3 g casein hidrolisat/l. Akan tetapi, dari sebagian ulangan percobaan sering tidak diperoleh kalus seperti yang diinginkan. Hal ini diduga berhubungan dengan kondisi fisiologi bahan tanaman yang digunakan seperti tingkat kemasakan benih yang berbeda atau lama penyimpanan benih. Oleh karena itu, untuk mendapatkan jumlah kalus yang cukup untuk diberi perlakuan induksi mutasi dengan EMS, kalus yang sudah terbentuk dari eksplan embrio zigotik disubkultur kembali pada media yang sama. Setelah 3 hari sejak mutasi, kalus berubah warna dari putih menjadi hitam. Setelah 1,5 bulan, kalus yang dimutasi lebih banyak bertahan hidup pada media yang mengandung PEG dibandingkan pada media tanpa PEG. Persentase hidup paling tinggi untuk kedua varietas padi tampak pada media dengan PEG 10%. Bahkan untuk varietas Towuti yang diinduksi dengan 50 mM EMS, persentase kalus yang hidup mencapai 70%. Pada konsentrasi EMS yang lebih rendah (0-40 mM), persentase kalus hidup lebih rendah (Tabel III.29). Beberapa kalus bertahan hidup pada konsentrasi PEG 30% hingga berumur lebih dari 4 bulan. Bahkan ada yang menunjukkan regenerasi kalus menjadi organ akar. Regenerasi ke arah pembentukan akar tersebut sebenarnya kurang diharapkan kare-

47


Tabel III.29. Persentase massa sel (kalus) yang hidup setelah umur 1,5 bulan pada media seleksi PEG IR64

EMS (mM) 0 10 20 30 40 50

Towuti

PEG 0

PEG 10

PEG 20

PEG 30

PEG 0

PEG 10

PEG 20

PEG 30

10 10 10 20 10 10

30 10 10 20 20 30

20 10 20 20 10 30

20 20 20 20 10 30

0 10 0 30 30 10

40 30 10 10 10 70

30 10 10 30 30 40

20 10 10 30 10 30

na akan lebih sulit untuk mengarah pada regenerasi selanjutnya, yaitu pembentukan tunas sehingga planlet akan sulit terbentuk. Persentase kalus beregenerasi menjadi tunas adventif terutama pada konsentrasi PEG 10%, yaitu 10% kalus IR64 yang tidak dimutasi dan 20% serta 30% untuk kalus Towuti yang tidak dimutasi dan dimutasi dengan 10% EMS. Regenerasi Kalus Padi setelah Mutasi Fisik pada Media Seleksi In Vitro Varietas padi yang digunakan adalah Gajah Mungkur, Towuti, dan IR64. Eksplan embrio zigotik padi Towuti dan IR64 diinduksi secara akseptik pada media MS ditambah vitamin, 30 g/l sukrosa, 2 mg 2,4-D, 3 g casein hidrolisat dan 7,5 g agar/l. Kultur diinkubasi pada suhu 25oC dalam kondisi gelap untuk mencegah proses organogenesis pembentukan tunas dan akar. Setelah terbentuk kalus yang agak besar, kalus tersebut diradiasi dengan sinar gamma. Dosis yang digunakan adalah 1000, 1500, dan 2000 rad untuk varietas Towuti dan Gajah Mungkur dan 300, 500, dan 700 rad untuk varietas IR64. Kalus yang telah diradiasi disubkultur pada media untuk seleksi, yaitu media MS cair + PEG 6000 (20, 25, dan 30%) baik secara bertahap maupun secara

48

langsung. Botol yang telah berisi eksplan diletakkan di ruang kultur pada suhu 25oC dengan pencahayaan (intensitas 1000 luks) selama 16 jam dalam sehari. Ketiga varietas yang digunakan cepat membentuk kalus apabila benih masih baru. Embrio zigotik yang ditanam pada medium induksi kalus (2 mg 2,4-D/l + 3 g casein hidrolisat/l) menghasilkan kalus berwarna kuning keputihan dan embriogenik. Kalus yang didapatkan kemudian disubkultur pada media baru untuk perbanyakan kalus. Kalus yang telah diradiasi diseleksi pada media mengandung PEG. Seleksi dilakukan dalam dua cara, yaitu seleksi bertahap dan seleksi langsung. Seleksi bertahap dilakukan selama 3 bulan, dengan masa inkubasi untuk masing-masing konsentrasi PEG selama 1 bulan. Pada tahap akhir seleksi, kalus yang masih berwarna kuning dipindahkan ke medium seleksi yang lebih tinggi konsentrasinya. Beberapa minggu setelah kalus diradiasi, kalus varietas Gajah Mungkur yang diradiasi dengan dosis 1000, 1500, dan 2000 rad tetap berwarna kuning, sedangkan kalus varietas Towuti yang diradiasi 2000 rad dan IR64 yang diradiasi dengan 700 rad se-


bagian kalusnya agak kecoklatan. Varietas Gajah Mungkur diketahui merupakan padi gogo yang toleran pada kondisi cekaman kekeringan di alam. Tabel III.30 menunjukkan persentase kalus dari ketiga varietas yang tetap tumbuh pada masing-masing konsentrasi PEG yang digunakan. Kalus varietas IR64 yang mati pada tahap seleksi tersebut paling tinggi, sedangkan pada varietas Gajah Mungkur tingkat kematian kalusnya paling rendah. Hasil pengamatan di bawah mikroskop menunjukkan bahwa kalus yang tidak diseleksi dengan PEG berbentuk bulatanbulatan (kalus embrionik) sedangkan yang diseleksi menggunakan PEG bentuknya

berubah menjadi tidak beraturan (Gambar III.19). Kalus Towuti dan IR64 dari media MS + PEG 20% dipindah ke media dengan PEG 25% dan ke media dengan PEG 30%. Sebagian besar kalus yang dipindahkan tersebut menjadi coklat dan hitam, kalus tampak kering. Berbeda dengan kalus Gajah Mungkur, warnanya tetap kuning dan segar. Dari ketiga varietas yang diseleksi tidak didapatkan tunas pada berbagai formulasi yang telah dicoba. Walaupun warna kalus masih kuning seperti pada varietas Gajah Mungkur tetapi secara fisiologis sudah kehilangan kemampuan regenerasi. Hilangnya kemampuan regenerasi dari kalus

Tabel III.30. Persentase kalus tetap hidup pada media seleksi PEG, minggu keempat setelah tanam Varietas

Persentase kalus hidup (%)

Dosis radiasi (rad)

Towuti Gajah Mungkur IR64

A

1000 1500 2000 1000 1500 2000 300 500 700

PEG 20%

PEG 25%

PEG 30%

90 90 90 100 100 100 80 80 70

70 70 60 90 90 90 50 50 40

50 40 30 90 90 80 20 20 20

B

Gambar III.19. Kalus IR64 yang tidak diseleksi (A) dan yang diseleksi menggunakan PEG 20% (B)

49


yang telah diseleksi disebabkan oleh penurunan potensial air media akibat penambahan PEG, potensial osmotik media tumbuh merupakan faktor penting yang berpengaruh terhadap proses pembentukan tunas dalam kultur in vitro. Kalus varietas Gajah Mungkur yang diseleksi menggunakan PEG 20% atau 25% masih berwarna kuning pada minggu ke-4 setelah tanam, sedangkan kalus varietas Towuti dan IR64 telah berubah warna menjadi kecoklatan. PEG 30% tidak digunakan pada seleksi secara langsung karena seperti pada seleksi secara bertahap pada konsentrasi tersebut menyebabkan sebagian besar kalus menjadi coklat dan mati. Kalus Gajah Mungkur yang terseleksi pada PEG 20% ditanam pada media regenerasi. Media untuk regenerasi adalah MS ditambah vitamin grup B + 7,5 g pemadat

agar swalow/l dan 30 g sukrosa/l. Zat pengatur tumbuh yang ditambahkan adalah sitokinin BA dan auksin IAA serta spermidin. Tujuh minggu setelah ditanam pada media regenerasi, spot hijau dan tunas sudah terbentuk. Persentase pembentukan spot hijau yang tinggi (Tabel III.31) menunjukkan adanya kemampuan regenerasi kalus yang tinggi. Pada tahap regenerasi ini telah dilakukan penanaman pada sebagian besar kalus yang telah diradiasi dan seleksi menggunakan PEG, namun tunas paling banyak yang didapatkan dari varietas Gajah Mungkur (Gambar III.20). Tabel III.32 menunjukkan beberapa somaklon yang sudah didapatkan dari varietas Gajah Mungkur dan IR64 masing-masing somaklon terdiri dari beberapa tunas.

Tabel III.31. Pembentukan spot hijau dari kalus hasil seleksi menggunakan PEG secara langsung pada media regenerasi, minggu ke-4 setelah tanam

Varietas

Towuti Gajah Mungkur

Perlakuan media

BA 3 + IAA 0,8 mg/l BA 3 + IAA 0,8 mg/l spermidin 2 mg/l BA 3 + IAA 0,8 mg/l spermidin 2 mg/l BA 3+ IAA 0,8

Persentase pembentukan spot hijau pada kalus mutan terseleksi PEG 20% Dosis radiasi (Rad) 0

1000

1500

2000

20 20

40 20

40 20

40 20

Dosis radiasi (Rad) IR64

BA 3 + IAA 0,8 mg/l BA 3 + IAA 0,8 mg/l spermidin 2 mg/l

Spot hijau belum terbentuk

50

0

300

500

700

10

-

-

-


A

B

Gambar III.20. Tunas Gajah Mungkur pada media regenerasi (A) dan tunas pada media perakaran (B) Tabel III.32. Beberapa somaklon yang dihasilkan dari varieras Gajah Mungkur Asal somaklon/PEG

Somaklon yang dihasilkan

GM GM 1500 rad GM 1000 rad (PEG 20%) GM 1500 rad(PEG 20%) IR 0 (PEG 20%)

3 2 5 15 3

Keterangan Berakar Diaklimatisasi Berakar Berakar Berakar

GM = Gajah Mungkur

PENINGKATAN KETAHANAN TERHADAP ALUMINIUM PADA TANAMAN KEDELAI MELALUI KULTUR IN VITRO Tim Peneliti Ika Mariska, Didy Soepandie, Sri Hutami, Mia Kosmiatin, Endang Syamsudin, dan Sri Utami

Kedelai merupakan sumber protein nabati utama bagi penduduk Indonesia. Kebutuhan atas produk ini meningkat sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk. Namun akibat produktivitas dan kualitas biji masih rendah, Indonesia masih harus mengimpor kedelai setiap tahunnya. Luas pertanaman kedelai saat ini masih terbatas. Untuk memperluas areal pertanaman, salah satu jenis lahan yang tersedia

adalah lahan masam. Di antara berbagai tanaman pangan yang peka pada lahan masam adalah kedelai. Untuk itu, dalam upaya memanfaatkan potensi dan peluang perluasan areal tanam pada lahan kering masam maka instansi yang berwenang baik di lingkungan pemerintah maupun swasta perlu menggalakkan dan mengupayakan pemuliaan varietas unggul tanaman pangan khususnya tanaman kedelai dengan tingkat toleransi yang lebih baik terhadap lahan kering masam. Kendala umum yang dihadapi pada tanah mineral masam bagi pertanaman kedelai adalah keracunan Al, dan H+, serta kekahatan hara seperti P, K, Ca, dan Mg, sehingga produksi kedelai di tanah masam umumnya kurang dari 1,0 t/ha. Usaha pe-

51


ngapuran dan pemupukan yang umum dilakukan di lahan masam, membutuhkan biaya tinggi dan tidak ramah lingkungan. Dalam hal ini penggunaan kultivar-kultivar toleran Al merupakan alternatif terbaik. Sartain dan Kamprath (1978) menunjukkan bahwa hasil uji lapang dan uji kultur hara tidak selalu konsisten. Hal yang senada disampaikan oleh Wenzel dan Fouroughi-Wehr (1993) bahwa hasil seleksi in vitro harus diuji di lapang karena sering kali terjadi sifat yang telah diseleksi tidak dapat terekspresi di lapang. Selain itu menurut Makarim (2000), tidak ada hubungan antara hasil tinggi dengan toleransi tanaman terhadap Al tinggi, penurunan hasil ini disebabkan karena sebagian energi yang ada digunakan untuk adaptasi. Dengan demikian, perbaikan kultivar kedelai untuk tanah masam memerlukan penggabungan sifat baik toleran terhadap Al serta hasil tinggi dan diujikan pada wilayah sasaran. Pengujian G5 pada Lahan Masam Dalam percobaan ini digunakan tanaman hasil radiasi (400 rad) dan seleksi in vitro dengan 100 ppm Al pada generasi ke5 (G5). Tanaman yang dihasilkan diasumsikan memiliki toleransi terhadap cekaman Al. Pengujian dilakukan pada keturunan tanaman tersebut. Benih yang digunakan adalah hasil dari pertanaman G4 yang ditanam di Bogor pada musim tanam 2002. Pengujian dibagi menjadi 2 bagian. Pada pengujian pertama ditanam 44 nomor genotipe Sindoro Al-100 generasi kelima (G5). Nomor-nomor ini merupakan nomor yang memiliki hasil yang lebih tinggi dari Sindoro kontrol pada

52

penanaman sebelumnya (laporan RUT 2002). Sedangkan pada pengujian kedua, yang merupakan percobaan utama, ditanam 73 nomor Sindoro Al-100 ppm, termasuk ke-4 nomor pada pengujian pertama. Pada kedua pengujian tersebut digunakan varietas Sindoro sebagai kontrol, selain itu ditanam pula 3 nomor pilihan yang berasal dari pertanaman G4 di Gajrug-Jasinga (Laporan RUT 2002). Pengujian dilakukan di lahan petani di Desa Bagoang, Kecamatan Jasinga yang memiliki tingkat kemasaman pH 4,72, Aldd 1,69 me dan kejenuhan Al 11,43% (Tabel III.33). Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak dengan tiga ulangan untuk pengujian pertama dan 4 ulangan untuk pengujian kedua. Untuk nomor-nomor pilihan karena masing-masing berasal dari satu tanaman hanya digalurkan tanpa pengulangan dan ditanam terpisah dari percobaan. Menyesuaikan dengan kondisi lapang panjang baris dalam tiap kelompok berkisar dari 7-10 m dengan jarak tanam 40 cm x 10 cm. Sedangkan dalam pengolahan data setiap petak dikonversikan ke dalam panjang baris 10 m. Peubah yang diamati untuk pengujian pertama, yang merupakan sisa biji, hanya diamati jumlah polong dan bobot biji per petak. Sedangkan untuk pengujian ke dua, diambil tanaman contoh sebanyak 10 tanaman dan pengamatan dilakukan pada: tinggi tanaman, jumlah polong isi, jumlah polong hampa, jumlah cabang, bobot 100 biji, bobot biji dan bobot brangkasan, sedangkan untuk pengamatan per petak adalah bobot biji dan brangkasan.


Tabel III.33. Hasil analisis tanah di Jasinga pH H2O (1 : 2,5)

KTK

Al-tukar (me)

Kejenuhan Al (%)

Sebelum tanam

4,72

14,80

1,69

11,43

Menjelang panen* Petak I

4,05

19,81

4,68

23,80

3,85 3,93 3,77

15,30 18,36 21,42

4,58 4,51 4,80

29,93 24,56 22,41

3,85

18,36

4,63

25,64

3,94 4,06 4,07

26,52 17,34 17,35

5,95 3,81 3,87

22,44 21,97 22,31

4,02

20,40

4,54

22,24

4,17 4,18 4,15

18,87 21,42 18,36

4,38 4,42 4,54

23,21 20,63 24,73

4,17

19,55

4,45

22,86

4,14 4,18 4,19

18,87 21,93 22,03

5,02 5,02 5,28

26,60 22,89 23,97

4,17

20,94

5,11

24,49

1 2 3 Rataan Petak II 1 2 3 Rataan Petak III 1 2 3 Rataan Petak IV 1 2 3 Rataan

Rataan dari 12 sampel tanah - 3 sampel per petak

Keadaan Umum Lahan yang digunakan sudah lama tidak ditanami. Pada saat pertumbuhan tanaman percobaan, secara visual terlihat kurangnya keragaman dalam galur dan adanya keragaman antar galur yang cukup besar. Keragaman antar galur ini tampaknya dipengaruhi faktor lingkungan. Hal ini terlihat dari keragaman tanaman kontrol antar petak yang cukup besar. Dari analisis 12 contoh tanah, yang diambil 3 contoh per kelompok di lapangan percobaan, diperoleh hasil yang berbeda dengan hasil analisis pendahuluan yang dilakukan sebelum tanam. Pada hasil pengujian tanah kedua terjadi peningkatan Aldd, KTK dan keje-

nuhan Al (Tabel III.33). Peningkatan KTK mungkin disebabkan pemberian pupuk saat tanam. Keragaman yang timbul ini menunjukkan pengelompokan yang dilakukan cukup berhasil akan tetapi tampaknya keragaman di dalam kelompok masih cukup besar. Pada awal pertumbuhan tanaman didera kekeringan di mana usaha penyiraman sukar dilakukan karena luasnya lahan yang digunakan dan jauh serta tingginya areal dari sumber air yang ada. Selain itu tanaman juga terserang hama belalang yang cukup parah pada beberapa galur. masalah ini diatasi dengan penyemprotan Decis dengan dosis 2 cc/l. pada tahap pengisian polong tanaman kembali dise-

53


rang hama pengisap polong yang menyebabkan polong menjadi hampa. Selain itu beberapa tanaman terlihat terkena serangan virus sehingga menjadi keriting dan kerdil. Pada bagian lahan yang lebih subur, penampilan polong terlihat kompak dan padat, sebaliknya pada lahan kurang subur, polong terlihat jarang dan sedikit. untuk mengatasi ini dilakukan seleksi dalam galur-galur untuk digunakan pada G6 nanti. keragaman antar kelompok ini dapat dilihat dari adanya keragaman pada varietas kontrol sindoro (Tabel III.34).

jumlah polong yang lebih tinggi dari sindoro (Tabel III.35). dari tabel tersebut terlihat bahwa jumlah polong ketiga nomor terpilih tersebut tetap lebih tinggi dari Sindoro. Sehingga ketiga nomor ini akan diteruskan dalam percobaan mendatang. Ke-14 tanaman terpilih di lapang pada generasi ini juga menunjukkan jumlah polong total yang lebih tinggi dari Sindoro (Tabel III.36), dan dengan melihat konsistensi ke-3 tanaman terpilih di G4, tanamantanaman ini akan diteruskan pada percobaan mendatang.

Tiga tanaman terpilih dari pertanaman G4 tahun 2002 di Gajrug menunjukkan Tabel III.34. Rataan dan simpangan baku varietas kontrol Sindoro di dalam kelompok Kelompok Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 tengah Kelompok 4 tepi

Tinggi tanaman

Jumlah ruas

Jumlah polong

82,8±12,72 45,8±11,14 29,0±4,30 27,4±3,91 49,7±10,9

16,8±2,5 12,2±2,3 7,4±10,4 7,6±1,1 43,8±17,5

64 58 54 23 37

Tabel III.35. Rataan jumlah polong total pertanaman G5 bagi tiga nomor terpilih (semua nomor berasal dari nomor H2-18 G4 di Gajrug) Nomor

Polong total

Jumlah tanaman

P1 P2 P4

60,0±16,2 86,0±28,6 40,0±15,8

55 17 68

Tabel III.36. Jumlah polong total tanaman terpilih pada G5 di Gajrug

54

Nomor

Polong total

Nomor

Polong total

H2-12N H1-13 H1-4 H2-10 H2-15 H2-13 H2-22

147 146 139 135 134 132 131

H1-1 H2-36 H2-28 H2-24 H1-1 H2-28 H2-14N

129 125 125 112 112 97 94


Percobaan Pertama Percobaan pertama menggunakan sisa biji yang digunakan dalam percobaan kedua. Dari 45 nomor yang digunakan ditambah varietas Sindoro ternyata untuk kedua peubah yang diamati yaitu jumlah polong/ tanaman dan bobot biji/petak tidak mempunyai pengaruh. Jumlah polong pertanaman berkisar dari 25,7-79,6, di mana Sindoro memiliki jumlah polong 50,1, dengan nilai kk 34,9%. Untuk bobot biji per petak nilai koefisien keragaman (kk) sangat tinggi, yaitu 62,4% yang berarti dalam nomor yang sama keragaman begitu tinggi akibat adanya keragaman di lapang. Nilai keragaman ini lebih tinggi dari percobaan kedua. Akibatnya hasil yang diperoleh tampaknya terlalu bagus, berada di antara 282,95 g (setara dengan kg/ha) sampai 1323,88 g (setara dengan 2256,525 kg/ha). Tampaknya lahan seperti ini memerlukan ukuran petak yang lebih kecil dengan ulangan yang lebih dibandingkan dengan apa yang dilakukan. Percobaan Kedua Pengujian sidik ragam menunjukkan bahwa dari semua peubah yang diamati adanya perbedaan dari nomor-nomor yang diamati diperoleh pada tinggi tanaman, bobot 100 biji, dan bobot brangkasan per petak, dengan kk berturut-turut sebesar 20,9; 8,04; dan 35,3%. Untuk peubah yang lain nilai kk berkisar dari 31,4-45,7% tingginya nilai kk sudah diduga dari pengamatan visual di lapang. Pengujian pengaruh kelompok menunjukkan adanya perbedaan untuk semua peubah yang berarti rancangan kelompok sesuai untuk percobaan ini

hanya saja nilai kk yang cukup tinggi menunjukkan adanya pengaruh lain yang mempengaruhi besarnya nilai pengamatan. Nilai F untuk bobot brangkasan contoh adalah 1,32 dan apabila dihitung nilai α-nya adalah 6,3% sehingga dapat dikatakan cenderung ada perbedaan dan adanya perbedaan pada bobot kering per petak juga diiringi adanya perbedaan pada bobot kering contoh. Jumlah polong isi dalam percobaan ini tidak berbeda nilanya, berkisar dari 17,430,6, di mana Sindoro memperoleh 23,3 polong. Untuk polong hampa yang juga tidak berpengaruh nilanya berkisar dari 3,69,2 di mana memiliki polong hampa 4,8. Untuk jumlah cabang yang juga tidak berpengaruh dalam percobaan ini nilainya berkisar dari 1,2-2,3, dengan nilai Sindoro 1,9. Bila memperhatikan tinggi tanaman ternyata Sindoro (31,45 cm) berada di antara tanaman yang tertinggi (34,4 cm) dan terpendek (17,20 cm) dibandingkan dengan Sindoro yang merupakan varietas asal dari percobaan ini. Perbedaan secara statistik terjadi antara yang tertinggi dan kelompok tanaman pendek. Hal ini berarti seleksi in vitro telah membuat keragaman tinggi tanaman tersebut. Melihat keragaman di lapang tampaknya diperoleh tanaman yang berpotensi lebih pendek dari Sindoro (H1-13, H2-29N, H2-21, H1-4, H2-32, H1-11, dan H2-20N) dengan bobot 100 biji dan bobot biji per petak sama dengan Sindoro. Bila memperhatikan jarak tanam penelitian ini 40 cm x 10 cm, dengan tinggi tanaman baru dalam percobaan ini berkisar antara 17,2-20,0 cm, sedangkan tinggi

55


Sindoro 31,4 cm maka, tampaknya jarak tanam antar baris dapat dirapatkan sehingga populasi tanaman per ha dapat diperbesar sehingga produktivitas dapat lebih tinggi. Bila diperhatikan bobot 100 biji, pada percobaan ini diperoleh tanaman baru (H222n) dengan bobot 7,3 g yang lebih ringan dari Sindoro (9,9 g), dengan produktivitas yang sama dengan Sindoro. Hal ini berarti kebutuhan bibit per ha lebih sedikit dari Sindoro. Selain itu, dijumpai beberapa nomor yang mempunyai potensi lebih ringan (7,5-7,8 g) dari Sindoro. Bila dilihat bobot brangkasan per petak maka Sindoro (816,9 g) berada di antara bobot yang terkecil (430,07 g) dan terbesar (1 051,69 g), serupa dengan tinggi tanaman Sindoro sendiri tidak berbeda secara statistik walaupun keragaman dalam populasi ini memang ada, sehingga seleksi in vitro yang dilakukan berhasil mendapatkan genotipe baru mengingat yang masih perlu dievaluasi lebih lanjut. Bobot biji per petak dalam percobaan ini sama pengaruhnya untuk setiap nomor yang digunakan, nilainya berkisar dari 163,471 g (setara dengan 233,4 kg/ha) sam-

pai 426,288 g (setara dengan 1065,72 kg/ha), di mana Sindoro memperoleh 277,888 g (setara dengan 694,7 kg/ha). Koefisien keragaman untuk sifat ini cukup tinggi (45,73%) bila dibandingkan dengan percobaan serupa. Hal ini disebabkan kondisi lahan yang digunakan, sekalipun pengelompokannya sudah benar. Populasi yang dimiliki sebagai hasil seleksi in vitro yang diarahkan pada lahan masam tampaknya mempunyai potensi untuk dikembangkan walaupun produksinya sama dalam percobaan ini akan tetapi tanaman baru yang diperoleh cenderung lebih pendek dengan bobot 100 butir lebih ringan. Kondisi lingkungan yang sangat beragam mempengaruhi pengamatan dalam percobaan ini, sehingga penggunaan lahan sebaiknya memakai panjang petak yang lebih pendek serta diimbangi dengan ulangan yang lebih besar. Untuk kegiatan penelitian mendatang akan dilakukan dua percobaan, pertama menggunakan 14 tanaman terpilih pada G5 ini disertai 3 nomor terpilih G4 dengan menggunakan kontrol Sindoro dan varietas

Tabel III.37. Nomor terpilih untuk percobaan mendatang

56

No. Percobaan

No. Percobaan

No. Percobaan

No.

Percobaan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.

37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48.

H2-29N H1-15 84 H3-7 H2-7 H1-4 H2-6 H2-3 H2-26 H1-1 H2-26 H2-36

H2-10 H2-18 H2-9 H2-20 H3-4 H2-34 H2-34N H2-35-26 H2-24 H2-1 H2-14NH H2-30

H3-8 H2-35-37-2 H1-15 H3-2 H2-6 H2-5 H2-27 H2-20N H2-38 H2-23 H2-8 H1-13

H2-16 H2-1 H2-38N H2-21 H2-11N H2-15N H3-9-72 H3-9-73 H2-23N H2-21 H2-9N H2-14


baru Tanggamus (rilis 2002). Rancangan yang digunakan adalah Augmented Design dengan nomor-nomor yang diujikan tanpa ulangan dan kontrol dengan ulangan 4-6 kali. Untuk percobaan kedua digunakan 48 nomor dari percobaan G5 (Tabel III.37) dengan menggunakan kontrol yang sama dengan percobaan pertama. PERBAIKAN SIFAT TERONG TAHAN TERHADAP PENYAKIT LAYU JAMUR DAN BAKTERI Tim Peneliti Ika Mariska, Hobir, Endang Sjamsudin, Karden Mulya, Deden Sukmadjaja, Sri Y. Hartati, Ragapadmi Purnamaningsih, Endang G. Lestari, Ali Husni, dan Yadi Rusyadi

Terong merupakan salah satu komoditas sayuran penting bagi daerah tropis dan daerah subtropis yang memiliki cuaca hangat. Salah satu kendala produksi terong adalah kehilangan hasil akibat penyakit layu yang disebabkan oleh bakteri (Ralstonia solanacearum), nematoda (Meloidogyne sp.), dan jamur (Fusarium oxysporum f. sp. melongenis). Ketiga penyakit tersebut sering menginfeksi tanaman pada saat bersamaan. Di Pulau Jawa, Sumatera, Bali, Lombok, dan Sulawesi kehilangan hasil tanaman terung-terungan (solanaceae) akibat penyakit layu bakteri berkisar antara 15-95%. Kultivar tahan merupakan komponen paling efektif untuk mengendalikan penyakit layu bakteri, nematode atau jamur. Kultivar terong yang tahan terhadap penyakit layu bakteri di antaranya “Kopek” dan “Gelatik”. Namun sifat tahan tanaman ter-

sebut sering pecah akibat infeksi ras patogen yang lain atau infeksi beberapa patogen bersamaan. Sumber ketahanan terhadap penyakit juga ada pada kerabat liar seperti Solanum sanitwongsei, S. torvum (takokak), S. Sysimbriifolium, dan S. aethiopicum. Sifat tahan dari kerabat liar sering gagal dipindahkan ke tanaman budi daya melalui hibridisasi konvensional karena adanya ketidaksesuaian (incompatibility) atau F1 yang dihasilkan steril. Untuk mengatasi masalah ini, teknik fusi protoplas dan kultur anter diadopsi untuk melengkapi teknik hibridisasi konvensional dalam merakit varietas terong tahan penyakit. Hasil fusi akan memiliki tingkat ploidisasi ganda sebagai akibat penggabungan dua set kromosom yang berasal dari terong dan kerabat liarnya. Untuk itu, sebelum digunakan dalam hibridisasi silang balik, hasil fusi dibuat dihaploid melalui kultur anter. Galur dihaploid inilah yang digunakan dalam proses pemuliaan selanjutnya. Penelitian ini merupakan kerja sama antara Universitas Paris dan INRA (Perancis), ISO (Itali), CAS (China), dan Balitbiogen (Badan Litbang Pertanian). Koleksi dan Karakterisasi Terong dan Kerabat Liar Terong Takokak dan terong lokal dikumpulkan dari beberapa daerah, kerabat liar lainnya diperoleh dari INRA. Pengujian ketahanan terhadap penyakit dilakukan di rumah kaca. Ketahanan kerabat liar terhadap layu bakteri dilakukan oleh Balitbiogen, terhadap nematoda dilakukan oleh INRA (Perancis) dan terhadap jamur dilakukan

57


oleh ISO (Itali). Karakterisasi molekuler dilakukan oleh Universitas Paris (Perancis) dan ISO (Itali). Hasil pengujian yang dilakukan Balitbiogen menunjukkan bahwa beberapa kerabat liar terong tahan terhadap penyakit layu bakteri (Tabel III.38). Hasil pengujian yang dilakukan INRA menunjukkan bahwa takokak juga tahan terhadap nematoda. Hasil ini sejalan dengan hasil pengamatan pada perakaran takokak yang kurang diinfestasi nematoda. Namun tanaman ini tidak tahan terhadap serangan hama kumbang. Di lapang, serangan alami hama kumbang pada S. aethiopicum dan S. sysimbriifolium kurang. Hasil pengujian yang dilakukan ISO menunjukkan bahwa S. aethiopicum tahan terhadap infeksi F. oxysporum f. sp. melongenis Pengembangan Teknik Fusi Protoplas dan Produksi Hibrid Protoplas diisolasi dari daun eksplan yang dikulturkan pada media MS yang diperkaya dengan vitamin Morell dan Vettmore. Protoplas diisolasi dari daun yang telah dilukai dan direndam dalam larutan enzim selama satu malam. Protoplas difusikan dengan dua cara, yaitu secara ki-

mia dan elektris. Fusi secara kimia dilakukan oleh Balitbiogen, sedangkan fusi secara elektris dilakukan oleh Universitas Paris dan ISO. Teknik fusi protoplas diadopsi peneliti Balitbiogen melalui training oleh peneliti dari Universitas Paris yang dilakukan baik di Balitbiogen maupun mengirimkan peneliti Balitbiogen ke Universitas Paris. Hasil fusi secara kimia menggunakan larutan polietilen glikol (PEG) konsentrasi 50% menghasilkan rata-rata 8,7 protoplas berfusi per luas pandang mikroskop pada perbesaran 200 kali. Fusi terjadi dalam waktu 20 menit setelah 100 μl larutan PEG diteteskan pada suspensi protoplas. Setelah terjadi fusi, protoplas dicuci dan dibiakan pada media untuk menghasilkan kalus selama 2 minggu. Tunas terbentuk setelah kalus dipindahkan ke media MS diperkaya dengan vitamin morel dan 2 mg zeatin/l dan dikultur selama 29 hari. Karakterisasi Hibrid Somatik Karakterisasi ketahanan hibrid somatik terhadap penyakit layu bakteri dilakukan di Inlitbio Pacet (1000 m dpl) dan di Kebun Percobaan Cibadak (1200 m dpl). Planlet diaklimatisasi di rumah kaca. Tanaman umur 1 bulan sejak aklimatisasi diinokulasi

Tabel III.38. Reaksi beberapa kerabat liar terong terhadap infeksi layu bakteri Spesies Solanum torvum S. aethiopicum S. sysimbriifolium S. viarum S. jamaicensis S. lineanuum S. melongena

Jumlah aksesi yang diuji

Indeks penyakit

Infeksi laten

16 7 9 6 1 10 9

3-44 20-40 10-20 35-50 <3 21-66 0*-100

+ + + ND ND + +

ND = tidak diuji, *) kultivar imun diperoleh dari CAS dan kultivar peka diperoleh dari Universitas Paris dan CAS

58


dengan cara menyiramkan suspensi bakteri R. solanacearum T926 di sekitar akar tanaman yang telah dilukai. Setelah tanaman diinkubasi selama dua hari, dipindahkan ke lapang. Tanaman yang bertahan hidup di lapang dikarakterisasi pertumbuhan dan produksinya. Karakterisasi genetis dan molekuler meliputi jumlah kromosom, marka spesifik spesies, dan isoenzim dilakukan oleh Universitas Paris. Dari 21 nomor persilangan yang ditanam, 4 (19%) nomor tumbuh sehat (100%), 2 (9%) nomor bergejala layu dengan persentase di bawah 42% sisanya (72%) layu/ mati dengan persentase antara 50-90% (Tabel III.39). Hasil pemeriksaan laboratorium menunjukkan bahwa Ralstonia solanacearum terisolasi dari semua contoh tanaman layu. Di samping itu, dari contoh tanaman yang menunjukkan gejala busuk

batang dan busuk buah diperoleh jamur Colletotrichum sp., Phoma sp., dan Fusarium sp. Karakter warna daun, warna bunga, dan warna buah bervariasi antar nomor persilangan, tetapi variasi sempit dalam satu nomor. Karakter pembentukan buah (fruit setting) bervariasi antara 4-54,3%. Persentase fruit setting tertinggi pada nomor 911 (54,3%) dan terendah pada nomor 907 (4%). Hasil uji ketahanan menunjukkan bahwa hibrid somatik tahan terhadap infeksi R. splanacearum bahkan beberapa di antaranya lebih tahan dari donor kerabat liar (Tabel III.40). Hal ini terjadi karena hibrid somatik rata-rata lebih vigor dari terong maupun kerabat liarnya. Potensi hasil dari hibrid rata-rata lebih rendah dari terong. Ukuran dan bentuk buah hibrid berada

Tabel III.39. Karakteristik galur F1 hasil persilangan antara tetua tahan dan peka Nomor 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

905 906 907 911 914 915 919 921 923 924 926 927 928 931 932 940 941 943 945 946 961

(451 x 424;HS x HR) (451 x 458;HS x I) (451 x 499;HS x HR) (458 x 524;I x HS) (458 x 546;I x S) (499 x 451;HR x HS) (499 x 535;HR x S) (508 x 523;I x S) (508 x 533;I x HS) (508 x 535;I x S) (509 x 451;I x HS) (509 x 523;I x S) (509 x 524;I x HS) (509 x 537;I x HS) (509 x 546;I x S) (524 x 508;HS x I) (524 x 509;HS x I) (533 x 458;HS x I) (533 x 508;HS x I) (533 x 509;HS x I) (548 x 546;HR x S)

Jumlah tanaman (% sehat)

Fruit setting (%)

Panjang buah (cm)

Bobot segar buah (g)

10 (60) 4 (75) 10 (20) 10 (50) 10 (70) 7 (43) 6 (83) 5 (60) 7 (100) 10 (90) 8 (100) 3 (100) 10 (60) 10 (80) 10 (90) 7 (86) 10 (90) 3 (100) 5 (80) 10 (80) 10 (90)

22,6+10,2 19,0+11,2 4,0 54,3+0,3 41,4+0,3

11,94±3,57 15.00 7,50 21,67±3,79 12,58±3,29 21,86±8,08 27,81±7,95 22,00±3,27 19,82±6,04 20,94±7,07 26,67±4,60 16,50±7,78 21,15±7,26 17,54±4,59 14,17±4,01 35,25±6,36 22,00±8,26 21,50±8,49 21,00 24,25±9,55 18,75±4,42

232,3±129,4 289,0 110,5 237,5±113,6 285,4±153,4 351,4±216,4 283,3±91,5 639,2±95,9 341,2±201,1 266,9±180,7 238,5±93,3 348,4±66,9 251,1±277,8 277,1±164,6 286,3±103,3 504,5±67,8 291,1±212,1 377,3±339,5 747,2 366,1±196,6 381,1±257,5

41,3+3,7 29,6 28,6+1,9 36,5+2,9 23,2+1,5 36,8+14,0 24,2+1,1 39,8+7,1 26,1+16,8 19,9+2,5 22,0+2,7 19,7+0,9 23,4 38,7+1,8

HS = sangat peka, S = peka, HR = tahan, I = imun

59


Tabel III.40. Indeks penyakit layu bakteri pada terong kultivar Durga, S. aethiopicum, dan hibridnya Galur Solanum melongena cv Durga S. aethiopicum gr aculeatum S. aethiopicum gr gilo S. torvum CN2 Dsa 17b) Dsa 110 b) Dsa 2-3c) Dsa 2-2 c) Dsti 1b Dst 3p

Indeks penyakit

Potensi hasila)

100,00 51,80 51,90 6,00 23,30 26,40 35,70 39,60 21,70 18,00

1500 500 500 NDd) 1000 1250 600 800 0e) 0

Dsa/Dst = tanaman hasil fusi protoplas, a) g/pohon dari 3 kali panen, b) donor kerabat liar S. aethiopicum gr aculeatum, c) donor kerabat liar S. aethiopicum gr gilo, d) tidak diamati, e) = bunga gugur

antara buah budi daya dan kerabat liarnya serta rasanya pahit. Hibrid antara terong dengan takokak tidak menghasilkan buah karena bunga selalu gugur sebelum mekar. Hasil serupa mengenai gugur bunga ini dilaporkan oleh INRA dan ISO. Hal ini diduga adanya inkompatibilitas sitoplasma dari kedua spesies. Untuk itu, fusi asimetris dirintis untuk dicoba. Hasil analisis kromosom menunjukkan bahwa kromosom dari kedua donor (tetua) ada pada hibrid. Penanda molekuler (ISR) dari masing-masing tetua ditemukan di semua hibrid. Kedua hasil memberikan indikasi bahwa hibrid yang diperoleh merupakan hibrid asal fusi antara protoplas terong dan kerabat liarnya. Hibridisasi Terong dan Takokak Balitbiogen memperoleh 20 nomor hasil persilangan (F1) kombinasi antara terong tahan dan terong peka yang dilakukan oleh CAS. Dari kedua puluh nomor tersebut telah diproduksi benih F2. Untuk penelitian selanjutnya telah dipilih dua pasang resiprok (4 nomor) persilangan antara galur

60

peka dengan imun dan galur peka dengan tahan. Masing-masing individu benih sedang diduplikasi secara in vitro sehingga antara pengujian ketahanan di lapang dan analisis untuk memperoleh marka molekuler dapat berjalan. Persilangan antar galur takokak dilakukan untuk mengetahui pola penurunan sifat tahan terhadap penyakit pada takokak. Hal ini dipandang penting mengingat takokak memiliki sifat tahan terhadap beberapa jenis patogen tular tanah, namun pemindahan sifat tersebut ke terong sulit. Terong CN-2 (asal Cianjur) dan BG (asal Bogor) merupakan galur paling tahan namun potensi produksinya rendah sedangkan galur ML (asal Malang) merupakan galur relatif agak peka namun potensi produksinya relatif lebih tinggi dari kedua galur tersebut. Hasil menunjukkan bahwa persentase keberhasilan persilangan CN-2 baik sebagai tetua jantan atau tetua betina berkisar antara 3,8-3,9% dari 466-480 persilangan, sedangkan persilangan antara BG dengan ML menghasilkan 6,5-15,1% dari 239-480


kali persilangan. Tanaman F1 untuk memproduksi F2 dari hasil persilangan tersebut telah ditanam di Inlitbio Cikeumeuh. Produksi Galur dan Karakterisasi Dihaploid Produksi galur dihaploid dari hasil fusi protoplas antara S. melongena dan S. aethiopicum yang tahan terhadap R. solanacearum dan F. oxysporum f. sp. melongenis dilakukan oleh ISO dan Universitas Paris. Teknik ini sedang dikembangkan oleh Balitbiogen setelah mengirim penelitinya training ke Universitas Paris dan ISO. Galur-galur dihaploid yang diperoleh diuji ketahanannya terhadap R. solanacearum. Beberapa galur di antaranya, yaitu Pol 5A, Pol 5B, dan Pol II 6A tahan terhadap penyakit layu bakteri dan dapat memproduksi buah (Tabel III.41). Produksi Galur Hasil Hibridisasi Silang Balik (BC) Hibridisasi silang balik pertama (BC1) berhasil memperoleh 16 individu dari tetua jantan Pol 5a, sedangkan dari persilangan

antara Pol 5b dan Pol II 6a dengan tetua terong cv Durga masih belum diperoleh hasil. Empat tanaman, yaitu nomor BC1-Pol 5a-1, BC1-Pol5a-2, BC1-Pol5a-5, dan BC1Pol5a-6 teruji tahan terhadap penyakit layu bakteri. Dengan demikian, keempat tanaman BC1 tersebut akan digunakan untuk memperoleh nomor-nomor silang balik kedua (BC2). PROGRAM PENELITIAN BIOPROSPEKSI SUMBER DAYA GENETIK PERTANIAN PEMANFAATAN TEKNIK KULTUR JARINGAN DAN MOLEKULER UNTUK PERBAIKAN GENETIK PADI DENGAN MENGGUNAKAN SPESIES LIAR Tim peneliti Tiur S. Silitonga, Tintin Suhartini, Buang Abdullah, Masdiar Bustamam, Didi Suardi, Bahagiawati, Joko Prasetiyono, Anggiani Nasution, dan Tasliah

Padi liar yang mengandung 9 genom yang terdiri dari diploid (2n = 24) dan tetraploid (2n = 48) merupakan sumber gen ketahanan terhadap hama dan penyakit, dan cekaman lingkungan. Karena itu, upa-

Tabel III.41. Hasil pengujian ketahanan galur dihaploid terhadap penyakit layu bakteri Galur

Indeks penyakit

Jumlah buah

64,00 72,00

34,0 13,0

50,00 50,00 22,00 2,00 6,67

48,0a 21,0 37,5 0 0

Tetua tahan S. aethiopicum Sa1 Hibrid somatis pembanding DSA 110 Galur dihaploid Pol 5A Pol 5B Pol II 6A DSA E4 DSA E5 a

Ukuran buah jauh lebih kecil dari tetua tahan

61


ya introgresi gen dari padi liar ke dalam padi budi daya perlu dilakukan untuk memperluas gene pool tanaman padi sehingga akan mempermudah memperoleh sumber gen yang siap pakai dalam program perbaikan varietas padi. Persilangan padi liar dengan padi budi daya menghadapi banyak kendala reproduksi, seperti aborsi embrio, sterilitas hibrida, dan sterilitas keturunannya, hybrid breakdown. Padi budi daya (Oryza sativa) dan beberapa kerabat dekatnya seperti O. rufipogon Griff dan O. nivara Sharma et Shastry yang tersebar di Asia; O. barthii A. Chev dan O. longistaminata Chev et Roehr di Afrika; O. glumaepatula Steud di Amerika Selatan dan O. meridionalis Ng di Australia mempunyai genom dan jumlah kromosom yang sama, yaitu AA dan 2n = 24 (diploid). Persilangan di dalam dan antar spesies genom AA tersebut menghasilkan seed set yang sangat rendah, namun terdapat perbedaan di dalam persilangan resiprokalnya. Perkembangan bioteknologi menghasilkan teknik-teknik yang memungkinkan introgresi gen dari kerabat jauh padi dan cara seleksi yang lebih cepat dan tepat dibandingkan dengan cara konvensional. Teknik kultur jaringan dapat digunakan untuk menyelamatkan embrio muda dari persilangan interspesifik yang dikenal dengan kultur embrio dan teknik marka molekuler dapat digunakan sebagai penanda pada seleksi suatu sifat yang disebut marker aided selection (MAS). Marka molekuler juga telah digunakan dalam mendeteksi gen ketahanan hasil introgresi dari padi liar, seperti RG103 yang

62

ada pada kromosom 11 adalah marka untuk gen Xa21 dari O. longistaminata. Marka RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) juga telah digunakan untuk mendeteksi gen introgresi dari O. officinalis. Sekarang ini banyak marka molekuler yang telah di petakan dalam kromosom padi, seperti RFLP, RAPD, dan mikrosatelit. Marka mikrosatelit mempunyai kelebihan dari marka yang lain, seperti punya derajat polimorfisme yang tinggi, murah, dan kodominant. Saat ini marka mikrosatelit yang telah dipetakan dalam genom padi sudah berjumlah 312 marka. Karena itu, marka ini sangat berpotensi untuk digunakan dalam studi polimorfisme pada padi liar dan padi budi daya dalam upaya mencari marka untuk gen ketahanan terhadap cekaman biotik dan abiotik. Evaluasi dan Karakterisasi Ketahanan Spesies Padi Liar terhadap Cekaman Biotik Analisis Sidik Jari DNA Spesies Padi Liar Dua puluh lima mikrosatelit primer yang terdapat pada ke-12 kromosom padi digunakan untuk mendeteksi adanya polimorfis di antara spesies liar dan padi budi daya. DNA diisolasi dari daun dengan menggunakan metode modifikasi Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Amplifikasi DNA dilakukan dengan menggunakan PCR. Elektrophoresis dilakukan pada polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), sedangkan skoring dilakukan dengan mengobservasi pita-pita dalam gel di bawah lampu ultra violet. Pita yang mempunyai kecepatan berbeda akan diberi tanda


plus (+), ada polimorphism, sedangkan pita yang sama diberi tanda minus (-), monomorfis. Data digunakan untuk menganalisis kekerabatan dengan menggunakan program NTSyS Versi 2.1S. Untuk menghitung nilai konfidensial analisis DNA dengan marka SSR digunakan program komputer WinBoot.

naman berumur 55-60 hari setelah tanam (hst). Inokulum dibuat dari biakan Xanthomonas oryzae pv. oryzae strain IV dan strain VIII berumur 2 hari yang ditumbuhkan pada medium potato sucrose agar (PSA) dengan konsentrasi 109 sel/ml. Pengamatan dilakukan pada 2 dan 3 minggu setelah inokulasi berdasarkan SES.

Dari 25 primer yang digunakan, 12 primer terpaut dalam kromosom 6, 4 primer pada kromosom 12, 6 pada kromosom 11, 1 pada kromosom 9, 1 pada kromosom 4, dan 1 pada kromosom 2. Dari keduapuluh lima primer tersebut hanya 15 primer yang menghasilkan pita yang dapat diskor, sedangkan sepuluh primer tidak bisa diskor karena tidak ada amplifikasi, pita terlalu tipis, atau hanya beberapa nomor saja yang muncul. Data kelima belas primer tersebut kemudian digabung dan dianalisis kekerabatannya menggunakan program NTSYs.

Sebanyak 57 aksesi spesies padi liar telah selesai dikupas dan kemudian ditabur di petridish untuk dikecambahkan dan telah ditanam ke pot pada MH 2003 (Desember 2003). Inokulasi dilakukan pada fase primordia/bunting pada bulan Maret 2004 dan pengamatan dilakukan 2 dan 3 minggu setelah inokulasi yakni pada awal bulan April 2004.

Evaluasi Ketahanan Spesies Padi Liar terhadap Penyakit Hawar Daun Bakteri (HDB) Benih dikecambahkan secara steril di dalam cawan petri. Khusus untuk padi liar, sebelum pengecambahan, benih dikupas terlebih dahulu untuk memecahkan masa dormansinya. Padi liar dan budi daya ditanam di pot atau ember berisi tanah sawah, satu pot terdiri dari 3 tanaman dan pot ditempatkan di rumah kaca. Pemupukan dilakukan 3 kali, yaitu pupuk dasar 1 g N + 1 g K2O + 1 g P2O5 per pot, kemudian pupuk susulan masing-masing pada 1 dan 2 bulan setelah tanam dengan 2 g N per pot. Inokulasi dilakukan dengan metode pengguntingan (clipping method) pada ta-

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa spesies O. officinalis lebih tahan terhadap HDB dibandingkan dengan spesies padi liar lainnya (Tabel III.42). Namun, terdapat perbedaan tingkat ketahanan di dalam spesies O. officinalis. Dari 12 aksesi yang tahan terhadap kelompok IV dan VIII, dua aksesi (W105100 dan 105220) yang bereaksi sedang terhadap kelompok IV dan empat aksesi (W100896, W102400, W105100, dan W105220) bereaksi sedang terhadap kelompok 8. Beberapa spesies padi liar lainnya ada yang bereaksi peka dan sangat peka dengan skor 7-9, terutama terhadap kelompok VIII. Evaluasi Ketahanan Spesies Padi Liar terhadap Penyakit Blas Padi liar ditanam di pot plastik (ukuran 30 cm x 25 cm) masing-masing 2 baris/varietas, dan 10 biji per baris. Jamur patogen dibiakkan pada media oat meal agar. Ino-

63


Tabel III.42.

Ketahanan spesies padi liar terhadap penyakit HDB

No.

Spesies padi liar

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57.

Oryza officinalis Purple O. officinalis W 38 O. officinalis 3 51 O. officinalis W 46 O. officinalis W 91 O. officinalis W 100896 O. officinalis W100178 O. officinalis W101112 O. officinalis W 101181 O. officinalis W 102400 O. officinalis W 105100 O. officinalis W 105220 O. officinalis W 105365 O. officinalis W 106319 O. officinalis W 106520 O. officinalis W 106524 O. latifolia 100165 O. latifolia 100168 O. latifolia 100170 O. latifolia 100885 O. latifolia 100914 O. latifolia 100966 O. latifolia 101392 O. latifolia 102164 O. latifolia 105141 O. punctata 100892 O. punctata 101409 O. punctata 101417 O. punctata 101419 O. punctata 103896 O. punctata 104059 O. punctata 104074 O. punctata 105153 O. punctata 105920 O. alta 100888 O. alta 100952 O. alta 105138 O. alta 105143 O. alta 105222 O. rufipogon 100211 O. rufipogon 102186 O. rufipogon 105308 O. rufipogon 105349 O. rhizomatis 103410 O. rhizomatis 103417 O. rhizomatis 105432 O. glaberrima 100156 O. glaberrima 101297 O. glaberrima 101914 O. malampuzhaensis 100957 O. malampuzhaensis 105329 O. grandiglumis 105156 O. grandiglumis 105560 O. minuta 101141 O. minuta 101386 O. australiensis Kaltim O. barthii

Kelompok IV Reaksi

Skor

Reaksi

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 5 1 1 1 1 1 7 1 3 7 1 7 1 9 5 5 9 7 7 5 x 3 1 5 9 3 3 7 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 9 9 1 1 1 7

T T T T T T T T T T AT AT T T T T T R T AT R T R T R AT AT R R R AT x AT T AT R AT AT R T T T R T T T T T T T T R R T T T R

1 1 1 1 1 3 1 1 1 3 5 5 1 1 1 1 1 7 3 3 7 1 7 5 7 5 5 9 9 x 9 x 7 x 9 9 7 3 9 1 1 3 9 1 9 7 9 7 9 1 1 9 9 1 1 1 9

T T T T T AT T T T AT AT AT T T T T T R AT AT R T R AT R AT AT AT R x R x R X R R R AT R T T AT R T R R R R R T T R R T T T R

T = tahan (skor 1), AT = agak tahan (skor 3-5), R = rentan (skor 7-9)

kulasi dilakukan pada umur tanaman 18 64

Kelompok VIII

Skor


kulasi dilakukan pada umur tanaman 18 hari setelah tanam (hst) dengan cara penyemprotan dengan konsentrasi isolat 2 x 105 spora/ml dan volume 1 ml/tanaman. Kemudian tanaman diletakkan di ruang lembab selama 24 jam. Pengamatan dilakukan setelah tanaman pembanding rentan menunjukkan nilai kerusakan 9. Pengamatan dilakukan pada 3 daun teratas dari setiap anakan pada rumpun contoh. Skala kerusakan daun diinilai berdasarkan SES. Penelitian dilakukan di rumah kaca, Balitbiogen Bogor, pada MH 2003. Sebanyak 80 aksesi diuji terhadap penyakit blas daun ras 033 dan ras 173 yang berasal dari Sukabumi, dan ras 373 dari CiranjangCianjur. Dari 80 aksesi tersebut, 46 aksesi tahan terhadap ras 033, 31 aksesi tahan ras 173, 40 aksesi tahan ras 373, dan 18 aksesi menunjukkan reaksi tahan terhadap ketiga ras penyakit blas daun tersebut (Tabel III.43). Kedelapan belas aksesi tersebut terdiri dari tujuh spesies padi liar, yaitu O. punctata (101419, 101409, 104056, 104059, 100892, dan 101417); O. malampuzhaensis 100957; O. alta 100952; O. officinalis (105220, 106520, 105365, W38, 101181, 102460, dan 100178); O. minuta 101386; O. glaberrima 100156, dan O. rufipogon 102186. Reaksi tanaman terhadap ketiga ras tersebut berbeda-beda. Spesies padi liar yang bereaksi tahan terhadap ras 033 belum tentu tahan terhadap ras 173 dan 373, demikian pula sebaliknya padi liar yang bereaksi rentan terhadap ras 033 tidak selalu rentan terhadap ras lainnya.

Evaluasi Ketahanan Spesies Liar terhadap Hama Wereng Coklat (WCk) Uji ketahanan terhadap WCk dilakukan di rumah kaca dan Laboratorium Kelti RPI, Balitbiogen Bogor pada bulan September 2003. Perbanyakan wereng coklat untuk mendapatkan populasi yang cukup tinggi sebagai sumber infeksi padi liar dan budi daya yang dievaluasi dilakukan di laboratorium/rumah kaca. Wereng coklat dibiakkan pada tanaman padi rentan di dalam kurungan kedap serangga. Sebanyak 33 aksesi spesies liar dan dua padi budi daya sebagai varietas pembanding diuji ketahanannya terhadap WCk. Benih yang akan diuji disemaikan dalam bak yang berisi tanah. Pengecambahan benih dilakukan setelah dikupas. Penyemaian dilakukan dengan tataan aluran. Satu alur disemai satu aksesi/varietas padi. Di samping galur/varietas yang diuji juga disemai varietas pembanding rentan dan tahan dalam setiap bak persemaian. Setelah kecambah berumur 7 hari, kecambah diinokulasi dengan wereng batang coklat dengan kepadatan 3 ekor per kecambah. Untuk satu aksesi/varietas disemai sebanyak kurang lebih 20 kecambah. Penilaian tingkat kerusakan dilakukan dengan memakai SES (Standard Evaluation System). Hasil skrining 33 aksesi menunjukkan bahwa 18 aksesi bereaksi tahan (skor 3), 15 aksesi agak tahan (skor 3-5), dan varietas pembanding rentan (IR42) dengan skor 9 dan seluruh tanaman mati (Tabel III.44).

65


Tabel III.43. Ketahanan spesies padi liar terhadap penyakit blas daun ras 033, 173, dan 373 Spesies padi liar Oryza alta 100888 O. alta 100952 O. alta 105138 O. alta 105143 O. alta 105222 O. australiensis 100882 O. australiensis 103318 O. australiensis 103318 O. australiensis 105219 O. australiensis 105264 O. australiensis 105266 O. australiensis 105269 O. australiensis 105623 O. barthii 104384 O. eichingeri 101422 O. glaberima 101914 O. glaberrima 100156 O. glaberrima 101297 O. glumaepatula A 101960 O. glumaepatula K 101960 O. grandiglumis 105560 O. latifolia 100168 O. latifolia 100170 O. latifolia 100885 O. latifolia 100891 O. latifolia 100891 O. latifolia 100912 O. latifolia 100966 O. latifolia 102168 O. malamphuzaensis 105223 O. malamphuzaensis 105329 O. malampuzhaensis 100957 O. minuta 101089 O. minuta 101125 O. minuta 101141 O. minuta101386 O. nivara 102164 O. nivara 102175 O. nivara 103821 O. nivara 103840 O. nivara 105623 O. officinalis W.51 O. officinalis 100178 O. officinalis 100178 O. officinalis 100181 O. officinalis 100896 O. officinalis 101122 O. officinalis 101181 O. officinalis 102125 O. officinalis 102460 O. officinalis 104314

66

Ras 033

Ras 173

Ras 373

IP (%)

Reaksi

IP (%)

Reaksi

IP (%)

Reaksi

17,6 11.2 0 32,2 11,1 81,1 43,3 38,7 27,8 11,1 52,1 33,3 73,3 42,8 0,6 38,9 15 28,3 18,1 62,2 11,1 34,1 79,8 20 75,6 0 28,9 9,4 X 46,7 2,2 2,2 0 37,8 31,1 0 41,1 61,1 41,1 34,4 65,6 2,2 3,3 6,7 27,8 12,8 5 10 1,1 3,3 3,3

T T T R T R R R R T R R R R T R T R T R T R R T R T R T X R T T T R R T R R R R R T T T R T T T T T T

94,4 12,2 0 12,2 27,77 19,75 55,5 X X X 71,1 0 0 31,1 22,2 44,4 18,7 83,3 26,85 25,5 41,3 82,9 54,3 58,1 65,7 22,22 87,65 33,3

R T T T R T R X X X R T T R T R T R R R R R R R R T R R X T R T R X R T R R R R R R X T T R R T R T R

31,2 20,7 48,6 18,3 7,8 X 91,4 88,9 81,1 50 50 50 76,9 25,4 X 27,6 11,1 50,4 41 37,5 8,6 91,1 60,9 75 77,5 65,4 29,2 33,6 57,4 11,7 3,3 4,4 0 0 X 1,1 61,7 77,8 40,7 90,9 88,8 14,8 9,3 0 14,2 0,6 39,6 15 0 0 11,7

R T R T T X R R R R R R R R X R T R R R T R R R R R R R R T T T T T X T R R R R R T T T T T R T T T T

0 61,5 3,2 25,6 X 40,74 0 40,7 88,9 86,7 55,5 45,8 80,55 X 10 0 41,1 89,81 3,33 44,4 22,2 65,27


Tabel III.43. Lanjutan Spesies padi liar O. officinalis 105100 O. officinalis 105220 O. officinalis 105365 O. officinalis 106319 O. officinalis 106520 O. officinalis 106524 O. officinalis Kaltim O. officinalis purple O. officinalis W.38 O. officinalis W.46 O. officinalis W.81 O. punctata 100892 O. punctata 101409 O. punctata 101409 O. punctata 101417 O. punctata 104056 O. punctata 104059 O. punctata 104074 O. punctata 105153 O. rhizomatis 103410 O. rhizomatis 103417 O. rhizomatis 105432 O. ridleyi 100821 O. ridleyi 100877 O. rufipogon 100211 O. rufipogon 102186 O. rufipogon 102186 O. rufipogon 105439 Oryza punctata 101419

Ras 033

Ras 173

Ras 373

IP (%)

Reaksi

IP (%)

Reaksi

IP (%)

Reaksi

11,1 0 23,1 37,2 6,4 11,1 0 43,9 17,2 27,8 33,9 4,4 1,7 4,4 22,2 5,6 8,9 0 25,6 10,6 51,7 7,2 8,8 45,8 23,9 34,4 23,3 8,9 0

T T T R T T T R T R R T T T T T T T R T R T T R T R T T T

55,5 5,6 9,25 48,4 11,1 28,9 X 70,37 11,1 66,7 68,6 0 0 3,3 0 20,1 11,1 X 0 89,9 7,8 X X 20,8 18,9 X 0 X 0

R T T R T R X R T R R T T X T T T X T R T X X T T X T X T

36,6 2,2 16,3 13,3 0 4,2 0 24,4 1,1 37 1,6 10 0 3,3 3,3 1,7 2,5 28,9 37,9 22,2 61,1 19,4 34,9 14,8 27,8 46,3 12,7 25,7 1,1

R T T T T T T T T R T T T T T T T R R T R T R T R R T R T

Reaksi: X = tanaman mati, T = tahan, R = rentan; IP = intensitas penyakit (%): 0-25% = T, 26-100% = R [ras 033 (Sukabumi), ras 173 (Sukabumi), ras 373 (Ciranjang-Cianjur)]

Evaluasi Ketahanan/Toleransi Spesies Padi Liar terhadap Kekeringan

tahanan kekeringan tanaman padi liar di media tanah di dalam pot-pot.

Penelitian ini terdiri dari 3 kegiatan, yaitu 2 kegiatan di laboratorium dan 1 kegiatan di rumah kaca yang dilakukan pada MK 2003 di Laboratorium Kelti Biomolekuler dan rumah kaca Balitbiogen. Kegiatan di laboratorium adalah pengujian daya tembus akar kecambah spesies padi liar pada lapisan vaselin dan daya pertumbuhannya pada media semi padat yang mengandung polyethylene glycol (PEG), sedangkan di rumah kaca merupakan uji ke-

Perkecambahan benih padi liar pada media PEG 8000 sangat bervariasi (Tabel III.45). Perkecambahan O. barthii 104384 paling tinggi (94%), diikuti oleh O. ridleyi 100877 dan O. nivara 102175 (67%), O. nivara 103821, O. rufipogon 100211 (65%), O. glaberrima 101297, dan O. Glumaepatula 101960 (57%). Aksesi padi liar lainnya berkecambah kurang dari 50%. Data ini memberikan indikasi O. barthii 104384 mampu tumbuh pada lahan relatif kering,

67


Tabel III.44. Reaksi beberapa spesies padi liar terhadap wereng coklat Skor

Spesies Oryza malampuzhaensis 100957 O. ridleyi 100877 O. latifolia 100914 O. punctata 100892 O. australiensis 105269 O. australiensis 100882 O. minuta 101386 O. minuta 101089 O. minuta 101125 O. minuta 101141 O. alta 105143 O. alta 105222 O. alta 100952 O. alta 100888 O. officinalis W.51 O. officinalis W.38 O. officinalis W.46 O. officinalis 101112 O. officinalis Kaltim O. officinalis 100878 O. officinalis purple O. officinalis 102125 O. officinalis 105220 O. officinalis 100178 O. officinalis 106319 O. officinalis 106524 O. officinalis 105365 O. officinalis 105100 O. officinalis 100896 O. officinalis 100181 O. officinalis 106520 O. officinalis 102460 O. officinalis W.81

Reaksi

I

II

3 3 3 3 3/5 3 3 3/5 3/5 5 3 3 3 5 3 3 3 t.t 3 3 5 3 3 3 3 5 5 5 5 3 3/5 3 3

3 3 3/5 5 3/5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3/5 5 3/5 3 3 3 3 3/5 3 3 3 3

Tahan Tahan Agak tahan Agak tahan Agak tahan Tahan Tahan Agak tahan Agak tahan Agak tahan Tahan Tahan Tahan Agak tahan Tahan Tahan Tahan Tahan Tahan Tahan Agak tahan Tahan Agak tahan Agak tahan Tahan Agak tahan Agak tahan Agak tahan Agak tahan Tahan Agak tahan Tahan Tahan

Pembanding rentan IR42 menunjukkan nilai kerusakan 9

sedangkan O. ridleyi 100877, O.nivara 102175, O. glaberrima 101297 dan O. glumaepatula 101960 cukup moderat.

nyak akar dan panjang akar tembus lilin paling tinggi.

Dari 11 aksesi padi liar yang diuji dengan satu varietas pembanding (Gajah Mungkur), beberapa aksesi padi liar mempunyai daya tembus akar yang relatif sama dengan pembanding dan yang relatif lebih baik dari pembanding, yaitu O. glaberrima 101297 dan O. nivara 103821 (Tabel III.46). Kedua aksesi padi liar ini mempunyai ba-

Daya Tembus Akar

68

Simulasi kekerasan tanah untuk daya tembus akar dengan menggunakan lapisan lilin (campuran parafin dan vaselin) telah dilakukan pada MK 2003 di rumah kaca Balitbiogen. Perbandingan kedua bahan ini menunjukkan tingkat kekerasan lapisan lilin, dengan perbandingan 60% parafin dan


Tabel III.45. Persentase benih berkecambah pada media air dan larutan PEG 8000 (32,5%) Spesies Padi liar

Perkecambahan (%) pada media air

Spesies padi liar pada PEG 8000

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

59 67 35 20 67 65 41 57 57 94 43 48 59 67

Oryza rufipogon 100211 O. rizhomatis O. ridleyi 100877 O. punctata 105153 O. punctata 105920 O. officinalis O. nivara 102175 O. nivara 103821 O. minuta 101141 O. longiglumis O. latifolia O. granulata O. grandiglumis O. glumaepatula 101960 O. glaberrima 101297 O. barthii 104384 O. australiensis 105284 O. alta 105143 O. rufipogon 100211 O. rizhomatis O. ridleyi 100877

40% vaselin, kekerasan lapisan lilin setara dengan 12 bar. Ketebalan lapisan lilin yang merupakan kriteria lain dalam pengujian daya tembus akar digunakan 3 atau 5 mm. Lapisan lilin di tempatkan pada dasar pot plastik 220 cc. Pot plastik ditempatkan di atas mangkuk plastik (agar-agar) yang diisi larutan hara Yoshida. Tutup mangkuk dilubangi sebesar dasar pot untuk memudahkan akar yang tembus lapisan lilin tumbuh memanjang dalam larutan hara. Daya tembus akar ditentukan dengan mengamati banyaknya akar, panjang akar, dan diameter (ketebalan) akar yang tembus lapisan lilin. Pengamatan dilakukan pada umur tanaman 21-25 hari. Indeks daya tembus akar dihitung dari banyaknya akar tembus : banyaknya akar primer yang tumbuh pada media tanam dalam pot. Pemeliharaan tanaman berupa pemupukan dasar dengan

takaran 0,5 g NPK/pot dan pemberantasan hama penyakit sesuai anjuran. Dari analisis varian data daya tembus akar pada 11 aksesi padi dengan enam ulangan perlakuan (Tabel III.47), hanya aksesi O. glaberrima 101297 dan O. nivara 103281 yang memperlihatkan daya tembus akar (jumlah akar, panjang akar, dan diameter akar) lebih tinggi daripada pembanding. Kedua aksesi padi liar ini relatif konsisten hasilnya, sedangkan O. barthii 104384 memberikan sifat daya tembus akar yang relatif sama dengan pembanding, toleransinya terhadap kekeringan ditunjang oleh persentase pertumbuhan benih yang tinggi pada media larutan PEG 8000. Dari hasil penelitian ini tampaknya padi liar O. glaberrima 101297, O. nivara 103281, O. nivara 102175, O. rufipogon

69


Tabel III.46. Perakaran spesies padi liar toleran kekeringan Spesies padi liar

Ul

JAT

PjAT

DAT

JAPr

ITA

Oryza glaberrima O. nivara O. nivara O. alta O. punctata O. glumaepatula O. punctata O. rufipogon O. australiensis O. barthii O. minuta

12 10 15 8 13 12 7 16 6 16 4

5,4 4,2 5,1 3,1 2,3 3,9 2,4 5,6 3,3 3,0 -*

28,6 25,5 9,0 11,2 12,9 8,9 10,4 11,4 14,3 25,4 -

0,7 0,5 0,5 0,4 0,7 0,5 0,6 0,6 0,4 0,6 -

13,8 11,4 13,0 9,1 10,8 17,4 8,7 14,5 11,2 15,9 4,7

0,39 0,37 0,39 0,34 0,21 0,22 0,27 0,39 0,29 0,19 -

Gajah Mungkur

17

3,1

13,8

0,4

8,1

0,38

Ul = jumlah ulangan, JAT = jumlah akar tembus lilin, PjAT = panjang akar tembus lilin (cm); DAT = diameter akar tembus lilin (mm), JAPr = jumlah akar primer, ITA = indeks tembus akar, * = tidak ada data Tabel III.47. Analisis daya tembus akar beberapa spesies padi liar Rata-rata

Spesies padi liar Oryza glaberrima O. nivara O. nivara O. alta O. punctata O. glumaepatula O. punctata O. rufipogon O. australiensis O. barthii IRAT112

DTA

PjAT

DAT

JAPr

T.tan

6,2 b 5,7 bc 6,3 b 3,3 f 2,8 fg 4,7 de 2,1 g 7,7 a 3,3 f 4,5 e 5,3 cd

30,6 a 29,0 a 10,4 de 11,3 de 14,7 cd 7,0 e 10,2 de 10,4 de 13,7 cd 21,7 b 17,7 bc

0,9 a 0,5 cd 0,6 bc 0,4 d 0,7 ab 0,5 cd 0,6 bc 0,7 bc 0,4 d 0,6 bc 0,5 cd

13,8 b 12,0 bc 13,7 b 9,3 c 10,8 c 18,5 a 9,7 c 17,0 a 10,5 c 19,3 a 9,5 c

36,3 b 53,1 a 28,2 bc 31,7 bc 31,7 bc 29,4 bc 25,8 cd 17,4 d 45,0 a 35,7 b 35,8 b

DTA = daya tembus akar, PjAT = panjang akar tembus lilin (cm), DAT = diameter akar tembus lilin (mm), JAPr = jumlah akar primer, T.tan = tinggi tanaman

100211, dan O. barthii 104384 diharapkan dapat menjadi tetua dalam perakitan varietas padi toleran terhadap kekeringan di Indonesia. Aksesi padi liar lain yang dapat diharapkan, yaitu O. australiensis 105264 dan O. alta 105143. O. glaberrima sebagai tetua perakitan padi. Dengan sifat-sifat genetisnya yang multi resisten terhadap cekaman biotik dan abiotik, O. glaberrima memberikan peluang yang cukup besar untuk dipilih sebagai tetua padi dengan adaptasi tinggi.

70

Beberapa segmen sifat dari O. Glaberrima didapatkan dalam homozygote sebaik dalam bentuk heterozygote pada galur hasil persilangan antara O. sativa dengan O. glaberrrima. Dari 67 marka polymorfik terdeteksi sebanyak 31 marka yang terintrogresi dari O. glaberrima di dalam O. sativa. Di antara galur O. sativa dari jenis padi tipe baru IR68552-55-3-2 mempunyai tanggapan yang lebih baik untuk tanaman hijauan dalam persilangannya dengan O. glaberrima. Sedangkan dalam persilangan O. Glaber-


rima (aksesi CG 14) dengan O. sativa mempunyai respon yang baik dalam kultur antera. Pemuliaan untuk tanaman padi tipe baru sangat mungkin dengan basis persilangan O. sativa/O. glaberrima di mana seleksi spesifik untuk dinamika SLA (specific leaf area), kerebahan dan tipe schatering (kerontokan) dilakukan. Pada percobaan ini kerontokan gabah padi liar umumnya bervariasi dari setiap malai. Kematangan gabah pada satu malai tidak serempak dan gabah yang matang terus rontok. Pada aksesi padi liar seperti ini dilakukan pemasangan jaring pada setiap malai agar gabah mudah dikumpulkan. Padi liar seperti O. glaberrima 101297 umurnya sangat genjah, tanaman pendek dan berdaya tembus akar tinggi dan sifatsifat lainnya yang baik diharapkan dapat menjadi tetua galur persilangan untuk mendapatkan galur/varietas yang mampu beradaptasi luas terutama didaerah beriklim kering. Jenis padi liar lain yang berdaya tembus akar tinggi (relatif toleran kekeringan) dan tanaman yang relatif pendek, yaitu O. nivara 103821, O. nivara 102175, O. rufipogon 100211, O. barthii 104384. O. alta 105143, dan O. australiensis 105264.

Pembentukan Populasi Interspesifik Padi melalui Kultur Embrio Persilangan antara spesies liar dan padi budi daya dilakukan di rumah kaca, dan penyelamatan embrio muda dilakukan di laboratorium. Waktu pelaksanaan dilakukan pada bulan Januari 2003 sampai dengan Desember 2003, namun kegiatan ini merupakan kegiatan lanjutan MT 2002. Spesies padi liar yang digunakan adalah O. officinalis, O. minuta, O. punctata, O. malampuzhaensis, O. glaberrima, dan O. rufipogon (Tabel III.48) sedangkan padi budi daya yang digunakan adalah varietas yang rentan terhadap HDB, blas, wereng coklat, dan kekeringan (Pelita I-I, IR64, dan Way Rarem) (Tabel III.49). Sebagai tetua betina digunakan varietas budi daya, dan padi liar digunakan sebagai tetua jantan. Penyelamatan embrio muda dilakukan pada umur 10-12 hari setelah persilangan, kemudian embrio dikulturkan dalam tabung kaca berisi media buatan hingga tumbuh menjadi planlet berdaun 2-3. Planlet yang tumbuh dipindahkan pada media hara (larutan Yoshida) sampai terbentuk perakaran yang kuat, kemudian dipindahkan lagi ke media tanah dalam pot di rumah kaca. Karena tanaman F1 yang terbentuk steril, maka disilang balik (backcross) dengan te-

Tabel III.48. Spesies padi liar yang digunakan sebagai sumber gen ketahanan Spesies

Karakter

Oryza officinalis 100878 O. officinalis 100896 O. punctata 101409 O. punctata 100892 O. malampuzhaensis 100957 O. minuta 101141 O. glaberrima 101297 O. rufipogon 102186

Tahan wereng coklat dan HDB Tahan wereng coklat, HDB IV dan VIII Tahan wereng coklat dan HDB Tahan HDB, blas, dan WCk Toleran kekeringan, tahan HDB Tahan HDB, toleran cekaman abiotik (Al)

71


tua betinanya, yaitu padi budi daya (sebagai tetua jantan). Silang balik dilakukan terus beberapa kali hingga terbentuk tanaman yang fertil. Dari 24 persilangan yang sudah dilakukan baru 16 persilangan yang berhasil diperoleh tanaman F1-nya (Tabel III.50). Persilangan tersebut adalah Pelita 1-1 dengan O. minuta 101141, O. punctata 101409, O. punctata 100892, O. Malampuzhaensis 100957, dan O. rufipogon 102186, persilangan IR64 dengan O. minuta 101141, O. punctata 101409, O. punctata 100892, O. officinalis 100896, O. officinalis 100878, dan

O. rufipogon 102186, kemudian persilangan Way Rarem dengan O. minuta 101141, O. punctata 101409, O. punctata 100892, O. glaberrima 101297, dan O. rufipogon 102186. Sampai dengan MT 2003 dari 16 kombinasi persilangan yang diperoleh umumnya masih sulit diperoleh tanaman F1 hasil silang baliknya (BC1), terutama pada persilangan dengan kompleks O. officinalis (O. minuta, O. officinalis, O. malampuzhaensis, O. punctata). Keadaan ini disebabkan tanaman F1 yang diperoleh mudah rontok juga memiliki polen yang steril sehingga menyulitkan terjadinya biji

Tabel III.49. Padi unggul yang digunakan sebagai tetua betina, rumah kaca Balitbiogen, MT 2003 Varietas unggul

Karakter positif

Karakter negatif

Pelita 1-1

Potensi hasil tinggi, rasa nasi enak

IR64

Potensi hasil tinggi, rasa nasi enak, tahan WCk bio-2, umur genjah Potensi hasil tinggi, umur genjah

Rentan wereng coklat, Rentan wereng hijau Rentan virus tunggro Umur lambat Rentan HDB strain IV dan VIII Peka kekeringan, dan Al Rentan blas dan peka kekeringan

Way Rarem

Tabel III.50. Hasil persilangan interspesifik padi budi daya dengan spesies padi liar melalui penyelamatan embrio

72

Persilangan

Stadia/fase pertumbuhan

Single cross (silang tunggal) Way Rarem/O. minuta 101141 Way Rarem/O. punctata 101409 Way Rarem/O. punctata 100892 Pelita 1-1/O. minuta 101141 Pelita 1/O. punctata 101409 Pelita 1/O. punctata 100892 Pelita 1-1/O. malampuzhaensis 100957 IR64/O. minuta 101141 IR64/O. punctata 101409 IR64/O. punctata 100892 IR64/O. officinalis 100878 IR64/O. officinalis 100896 Way Rarem3/O. rufipogon 102186 Pelita 1-13/O. rufipogon 102186 IR643/O. rufipogon 102186 Way Rarem3/O. glaberrima 101297 IR642/O. punctata 101409

Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1 Tanaman F1BC2 Tanaman F1BC2 Tanaman F1BC2 Tanaman F1BC2 Tanaman F1BC1

Generasi Tujuan F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 BC2 BC2 BC2 BC2 BC1

WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB WCk, HDB Al, HDB IV Al, HDB IV Al, HDB IV HDB, kekeringan WCk, HDB


atau embrio silangan antara keduanya. Kegagalan persilangan antar spesies ini juga disebabkan hubungan kekerabatan yang jauh serta kegagalan perkembangan embrio dan endosperm, dengan kata lain adanya ketidakserasian antar spesies. Ketidakserasian tersebut dapat terjadi mulai tahap penyerbukan hingga tahap pembentukan biji. Kesulitan melakukan silang tunggal maupun silang baliknya dalam persilangan dengan spesies liar, dapat diatasi melalui penyelamatan embrio muda hasil silangan antar spesies tersebut, dengan tujuan agar perkembangan embrio menjadi lengkap serta terbentuk biji hibrida. Penyelamatan embrio muda dengan bantuan teknik kultur jaringan tersebut merupakan cara yang paling efektif untuk mendapatkan hibrida antar spesies pada tanaman padi. Teknik persilangan yang tepat, menambah jumlah bunga yang diserbuki, pemberian stimulan atau hormon tumbuh seperti gibleric acid diharapkan dapat membantu meningkatkan pembentukan embrio hasil silangan. Selain itu, faktor kesalahan teknis seperti ketepatan waktu dalam melakukan persilangan, waktu pecah bunga dari bunga jantan merupakan hal yang patut diperhitungkan dalam keberhasilan persilangan antar spesies. Faktor sanitasi dan sterilisasi juga merupakan hal yang penting untuk menunjang keberhasilan penyelamatan embrio muda secara in vitro.

Hasil Silang Balik (F1BC1 dan BC2) Dari 16 persilangan (tanaman F1) baru diperoleh 5 kombinasi hasil silang baliknya hingga BC2, terutama persilangan dengan menggunakan tetua spesies padi liar kompleks O. sativa (O. rufipogon dan O. glaberrima), sedangkan dengan kompleks O. officinalis baru diperoleh hasil silangan IR64 dengan O. punctata 101409 (F1BC1). Dalam kegiatan ini silangan antara padi budi daya dengan spesies liar kompleks. sativa (O. glaberrima dan O. rufipogon) tidak dilakukan penyelamatan embrio muda, karena persilangan dengan spesies ini dapat dilakukan secara konvensional karena memiliki jumlah kromosom maupun genome yang sama. Tanaman F1BC1 maupun F1BC2 hasil persilangan dengan O. rufipogon 102186 memiliki malai yang cukup fertil, berbeda dengan hasil persilangan O. glaberrima 101297 yang memiliki kehampaan yang tinggi. Pada Tabel III.50 tercantum hasil persilangan interspesifik padi yang telah diperoleh hingga MT 2003. Agar tujuan dari kegiatan ini berhasil maka program silang balik ini perlu dilanjutkan. Untuk memperoleh sifat morfologi maupun fisiologi yang baik perlu dilakukan silang balik hingga BC4-BC5, yang diikuti pengujian dan seleksi tanaman mulai dari tanaman F1BC1 terhadap sifat-sifat penting yang diinginkan.

73


PEMBENTUKAN GALUR MANDUL JANTAN DAN PEMULIH KESUBURAN YANG TAHAN TERHADAP WERENG COKLAT, BLB, DAN BLAS

dingkan dengan varietas pembanding, seperti IR64. Selain itu, ketiga varietas hibrida tersebut juga rentan terhadap hama penyakit utama, seperti wereng coklat dan BLB.

Tim peneliti

Untuk mendapatkan varietas padi hibrida yang lebih sesuai dengan kondisi Indonesia, maka tetua pembentuknya harus diperbaiki, sehingga diperoleh padi hibrida yang berdaya hasil tinggi, mutu beras, serta tahan hama dan penyakit utama. Bantuan bioteknologi, dalam hal ini teknik kultur antera sudah terbukti dapat mempercepat perolehan GNL murni untuk bahan pemuliaan. Evaluasi terhadap karakter agronomi dan ketahanan terhadap hama penyakit sudah dapat dilakukan pada generasi awal, setelah sebelumnya tanaman hasil kultur antera dievaluasi untuk memastikan bahwa tanaman yang diperoleh adalah tanaman haploid ganda spontan yang diinduksi dari butir sari yang dikulturkan.

Ida Hanarida, Iswari S. Dewi, Suwarno, Aniversary Apriana, A. Dinar Ambarwati, Minantyorini, dan Nurul Hidayatun

Teknologi varietas padi hibrida yang memanfaatkan gejala heterosis, mampu meningkatkan potensi hasil varietas padi sebesar 15-20%. Teknologi ini telah diterapkan secara komersial di Cina, India, dan Vietnam. Indonesia yang mempunyai lahan sawah irigasi sekitar 5 juta hektar, terluas ketiga di dunia setelah Cina dan India, sangat potensial untuk menerapkan teknologi padi hibrida. Padi hibrida merupakan hasil persilangan antara GNL mandul jantan (cytoplasmic male sterile, CMS) sebagai tetua betina, dengan GNL pemulih kesuburan (restorer) sebagai tetua jantan. Dengan demikian, sifat-sifat dari varietas padi hibrida ditentukan oleh sifat kedua tetua pembentuknya. Melalui kerja sama internasional dengan IRRI, telah diperoleh beberapa GNL mandul jantan, GNL pelestari (maintainer), pemulih kesuburan, dan tiga hibrida harapan. GNL CMS, di antaranya IR58025A, IR2829A, IR68885, dan IR68889, telah diuji dan dapat beradaptasi dengan baik di Indonesia. Namun demikian, ketiga hibrida, yaitu IR58025A/BR827-35, IR58025A/ IR53942, dan IR62929A/BR837-35 daya hasilnya kurang stabil, sehingga tidak selalu memberikan hasil yang lebih tinggi diban-

74

Perbaikan GNL Mandul Jantan dan GNL Pemulih Kesuburan melalui Kultur Antera GNL madul jantan diperoleh dari persilangan varietas unggul Ciherang, Cisantana, dan Sintanur dengan GNL pelestari (M), yaitu IR62829B dan IR53942, sehingga diperoleh tanaman F1, dengan kode M1: IR58025B x Sintanur, M2: IR62829B x Ciherang, dan M3: IR53942 x Cisantana. Selanjutnya antera tanaman F1 tersebut digunakan sebagai eksplan dalam kultur antera. GNL pemulih kesuburan diperoleh dari persilangan varietas unggul Ciherang, Sintanur dan Bio9R dengan GNL pemulih kesuburan (R), yaitu IR53942R dan BR827-


35R, sehingga diperoleh tanaman F1 dengan kode R1: IR53942R x Ciherang, R2: BR827-35R x Sintanur, dan R3: IR53942R x Bio9R. Antera tanaman F1 tersebut digunakan sebagai eksplan dalam kultur antera. Media yang digunakan terdiri dari (a) media induksi A1P: N6 + 2,0 mg NAA/l + 0,5 mg K/l + 10-3 M putresin dan (b) media induksi A2D: N6 + 2,0 mg 2,4-D/l + 2,0 mg NAA/l + 0,5 mg K/l + 10-3 M putresin, serta (c) media regenerasi: MS + 0,5 mg/l NAA + 2,0 mg K/l. GNL DH0 yang dihasilkan sudah merupakan GNL murni yang siap untuk dievaluasi lebih lanjut. Pada Tabel III.51 dapat dilihat bahwa viabilitas dari benih F1 yang digunakan sebagai tanaman donor antera berkisar antara 20-88%. Diduga selain karena pengaruh faktor lingkungan juga faktor tetua pembentuk CMS turut mempengaruhi sterilitas maupun viabilitas benih yang dihasilkan. Dalam pembentukan CMS, salah satu tetua sumber mandul jantan biasanya berasal dari padi liar (wild relatives). Tanaman donor harus ditanam dalam lingkungan yang optimal untuk pertumbuhannya. Pada penelitian ini tanaman donor (F1) ditanam di rumah kaca. Tanaman yang dipelihara di rumah kaca lebih baik

dibandingkan tanaman asal lapang, karena tanaman yang dipelihara di rumah kaca terhindar dari cekaman selama perkembangan tepung sari (pollen), walaupun dari segi penampakan mungkin kurang vigor. Pada penelitian ini, malai disimpan 7-10 hari dalam ruang bersuhu 5oC. Perlakuan dingin dapat membantu menyeragamkan stadia pollen, sehingga lebih banyak pollen pada stadia uninukleat yang dapat digunakan sebagai eksplan. Pada penelitian ini digunakan 2 macam media untuk menginduksi kalus pada pollen di dalam antera, yaitu A1P dan A2D. Dua macam media tersebut menggunakan media dasar N6. Media N6 dan MS merupakan media yang efektif untuk induksi kalus dan regenerasi dibandingkan dengan media lain yang sudah dicoba, yaitu Miller’s, He 5, ataupun M8. Kultur antera pada beberapa spesies padi memberikan respon yang bervariasi terhadap penambahan zat pengatur tumbuh yang berbeda, baik pada media induksi kalus maupun regenerasi. Kombinasi 2,4-D atau NAA dan kinetin sering digunakan untuk meregenerasikan tanaman dari kalus pada kultur mikrospora padi indica.

Tabel III.51. Donor antera pada kultur antera tanaman F1 Periode semai I

II

Kode persilangan (F1) R1 (IR53942 x Ciherang) R2 (BR827-35R x Sintanur) R3 (IR53942R x Bio9R) M2 (IR62829B x Ciherang) M3 (IR53942 x Cisantana) R3 (IR53942R x Bio9R) M2 (IR62829B x Ciherang) M3 (IR53942 x Cisantana)

Banyaknya benih disemai

Banyaknya tanaman donor

7 24 25 25 25 35 35 35

4 5 14 11 14 31 29 27

Viabilitas benih (%) 57,1 20 56 44 56 88 83 77,1

75


Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa persentase pembentukan kalus tampak masih sangat rendah, yaitu 0,56-1,11% untuk kultur antera F1 persilangan maintainer dengan varietas unggul (F1M) dan 0,481,65% untuk kultur antera F1 persilangan restorer dengan varietas unggul (F1R). Selain faktor genotipe pembentukan kalus yang rendah juga dapat disebabkan faktor fisiologis, yaitu antara lain oleh jenis zat pengatur tumbuh yang digunakan dan suhu yang terlalu tinggi (>25oC) saat kultur diinkubasi. Tanaman hijau yang dihasilkan dalam penelitian ini sangat rendah, akibat rendahnya kalus yang dihasilkan (Tabel III.52 dan III.53). Pada kultur antera F1M belum diperoleh tanaman hijau (Tabel III.52). Kultur antera F1M2 pada media A1P hanya membentuk 50 tanaman albino. Pada media

A2D kalus F1M2 tidak dapat beregenerasi. Demikian pula pada kultur antera F1 M3, baik pada media A1P maupun A2D, kalus tidak beregenerasi. Sementara itu, pada kultur antera untuk memperoleh calon restorer (F1R), hanya nomor persilangan R2 yang berhasil meregenerasikan tanaman hijau (Tabel III. 53). Dari 135 kalus yang dihasilkan pada media A!P, hanya 1 kalus yang berhasil diregenerasikan menjadi 7 tanaman hijau, sementara 82 tanaman albino diperoleh dari 14 kalus (Tabel III.54). Untuk nomor persilangan R1 dan R3 hanya berhasil diregenerasikan tanaman albino saja. Tanaman albino memang merupakan masalah yang umum pada kultur antera tanaman serealia seperti padi, gandum, atau jagung. Proporsi tanaman albino tersebut tergantung pada genotipe tanaman dan kondisi kultur. Namun, adanya penurunan

Tabel III.52. Induksi kalus dan regenerasi tanaman pada kultur antera padi F1 persilangan maintainer dengan varietas unggul Asal persilangan Banyaknya Banyaknya Media (F1) antera kalus M2 M3 M2 M3

A1P A2D

5259 1593 3958 2119

51 9 44 20

Persentase pembentukan kalus

Banyaknya tanaman hijau

0,96 0,56 1,11 0,94

0 0 0 0

Banyaknya tanaman albino 50 (7) 0 0 0

M2 = IR62829B x Ciherang; M3 = IR53942 x Cisantana. Angka dalam kurung menunjukkan jumlah kalus yang menghasilkan tanaman Tabel III.53. Induksi kalus dan regenerasi tanaman pada kultur antera padi F1 persilangan restorer dengan varietas unggul Asal persilangan (F1) R1 R2 R3 R3

Media A1P A2D

Banyaknya Banyaknya antera kalus 2924 8157 1466 2020

27 135 7 16

Persentase pembentukan kalus


0,90 1,65 0,48 0,79

R1 = IR53942 x Ciherang; R2 = BR827-35R x Sintanur; R3 = IR53942R x Bio9R Angka dalam kurung menunjukkan jumlah kalus yang menghasilkan tanaman

76

0 7 (1) 0 0

Banyaknya tanaman albino 32 (6) 82 (14) 4 (1) 0


Tabel III.54. Tanaman hijau hasil kultur antera hasil penelitian tahun 2002 dan tahun 2003 pada media A1P Asal persilangan (F1) M2 R1 R2

Banyaknya kalus


2002

2003

2002

1502 1249 2760

95 27 135

117 (35) 23 (9) 29 (77)

2003 0 0 7 (1)

Banyaknya tanaman albino 2002 180 (131) 630 (171) 432 (164)

2003 50 (7) 32 (6) 82 (14)

Angka dalam kurung menunjukkan jumlah kalus yang menghasilkan tanaman

pembentukan planlet albino dan peningkatan planlet hijau melalui perbaikan kondisi kultur menunjukkan bahwa faktor fisiologis dapat lebih berperan dibandingkan dengan faktor genotipe. Jumlah kalus dan tanaman hijau yang diperoleh pada tahun 2002 dan 2003 sangat jauh berbeda, hal ini diduga karena kondisi lingkungan di tempat penanaman tanaman donor mempengaruhi pollen yang dihasilkan. Tanaman donor harus ditanam dalam lingkungan yang optimum untuk pertumbuhan. Perbedaan tersebut mungkin diakibatkan oleh perbedaan kondisi fisiologis yang diakibatkan oleh variabel seperti suhu, panjang hari, dan intensitas cahaya. Untuk menghindarkan cekaman selama perkembangan pollen, dapat diberikan tambahan hara nitrogen. Pemupukan nitrogen yang cukup terbukti meningkatkan laju induksi kalus dari eksplan yang ditanam di rumah kaca. Peningkatan kandungan nitrogen total dan kadar N dalam protein tanaman donor berhubungan dengan perbaikan diferensiasi tanaman hijau. Calon GNL mandul jantan dan pemulih kesuburan berasal dari benih tanaman hasil kultur antera tahun 2002 selanjutnya dibenihkan. Dari 43 GNL M dan 55 GNL R telah diperoleh benih untuk tanaman DH2. Dari 98 tanaman haploid ganda DH1 menunjukkan bahwa hasil biji per GNL berva-

riasi. GNL haploid ganda DH1 yang diperbanyak benihnya terdiri atas 27 GNL M1 asal persilangan IR58025B/Sintanur, 15 GNL M2 asal persilangan IR62829B/Ciherang, 5 GNL R1 asal persilangan IR53942B/Ciherang, dan 50 GNL R2 asal persilangan BR827-35R/Sintanur. Evaluasi GNL DH2 Dalam percobaan ini digunakan tanaman haploid ganda DH2 hasil kultur antera yang berasal dari benih tanaman DH1. Benih tanaman DH2 terdiri atas: 1. 43 GNL haploid ganda calon mandul jantan dari hasil kultur antera F1 persilangan IR58025B x Sintanur (M1), IR62829B x Ciherang (M2), serta 2. 55 GNL haploid ganda calon pemulih kesuburan dari hasil kultur antera F1 persilangan IR53942R x Ciherang (R1) dan BR827-35R x Sintanur (R2). Tanaman ditanam menurut asal nomor kalus, kemudian diseleksi berdasarkan sifat agronominya. Tanaman yang berasal dari satu kalus yang sama diharapkan mempunyai karakter yang sama, apabila tidak sama berarti tanaman tersebut mungkin tidak berasal dari satu kalus atau heterozigot. Tanaman tersebut tidak akan digunakan dalam penelitian selanjutnya (discard). Selanjutnya tanaman yang ber-

77


asal dari satu kalus dan mempunyai karakter yang sama diberi nomor GNL yang sama. Evaluasi Sifat Agronomi Keragaman karakter agronomi terjadi akibat segregasi gen-gen secara acak pada meiosis saat pembentukan mikrospora/ pollen/butir tepung sari muda tanaman F1 yang dikulturkan. Variasi gametoklonal yang mungkin terjadi, masih harus dibuktikan dengan jalan membandingkan tanaman haploid ganda dengan kedua tetua pembentuknya. Umur berbunga merupakan fase generatif yang penting, karena segera akan dimulainya fase pengisian biji untuk produksi benih. Galur dengan nomor lapang (GNL) H38 merupakan GNL berumur berbunga tercepat (76 HST) dan GNL H62 merupakan GNL terlama (Tabel III.55). Umur panen populasi DH1 berkisar antara 128 sampai 139 HST (Tabel III.55). GNL dengan umur panen tercepat (128 HST) ialah GNL H56, H63, dan H65, sedangkan yang paling lambat (139 HST) ialah GNL H43, H42, dan H49. Berdasarkan pengelompokan umur panen, GNL DH1 dikelompokkan ke dalam kelompok umur dalam, yaitu dalam kisaran umur panen

125 sampai 150 HST. Tidak ada GNL yang termasuk kategori umur panen (P) genjah (11010 anakan per rumpun) akan lebih baik apabila diikuti oleh jumlah anakan produktif yang tinggi. Pada populasi DH1 ini, sebanyak 17 GNL mempunyai jumlah anakan produktif sedang (7-9 anakan), dan 3 GNL mempunyai

Tabel III.55. Umur berbunga dan umur panen populasi haploid ganda DH1 Asal persilangan

Umur berbunga (HST) Kisaran

IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

80-96 (H1-H26) 76-85 (H38-H34) 82-88 (H98-H45,H46,H47) 83-100 (H92-H62)

Umur panen (HST) Rataan 87,6 79,5 86,6 88,5

Kisaran 134-139 (H9-H43) 130-139 (H34, H37, H38-H42) 135-130 (H45-H44, H46) 128-139 (H56, H63, H65-H49)

Rataan 136,7 135,7 137,0 135,8

HST = hari setelah tanam; kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu

78


anakan produktif yang banyak (>10 anakan). GNL dengan anakan produktif terbanyak, (GNL H38 dan H84), yaitu 13 anakan/ rumpun, sedangkan GNL dengan anakan paling sedikit, yaitu GNL H44.

butir/malai), karena kepadatan gabah pada Taipei-309 lebih tinggi. Kepadatan malai terendah pada populasi haploid ganda DH1 terdapat pada GNL dengan nomor lapang H8 (1,6 butir/cm) dan tertinggi pada GNL dengan nomor lapang H85 (7,5 butir/cm).

Panjang malai populasi DH1 berkisar antara 16,26 sampai 25,11 cm, sedangkan kepadatan malainya berkisar antara 1,6 sampai 7,5 butir gabah/cm (Tabel III.57). Pada umumnya malai yang panjang menghasilkan gabah yang lebih banyak dibandingkan dengan malai yang pendek, walaupun demikian kepadatan malai tampak lebih berpengaruh terhadap produksi dibandingkan panjang malai. Pada penelitian sebelumnya tampak varietas lokal Asemandi yang malainya lebih panjang dibandingkan dengan Taipei-309 ternyata gabahnya lebih sedikit (159,2 butir/malai) dibandingkan dengan Taipei-309 (235,9

Gabah merupakan komponen hasil yang paling penting, sehingga banyaknya gabah isi dan gabah hampa per malai merupakan karakter agronomi yang pertamakali diseleksi. Gabah isi pada populasi DH1 paling sedikit terdapat pada GNL H21 (1,2 butir/malai), sedangkan paling banyak terdapat pada GNL H85 (115,9 butir/malai). GNL asal silangan BR827-35R/Sintanur mempunyai rataan gabah isi terbanyak, yaitu 60,2 butir/malai (Tabel III.57). Gabah hampa merupakan komponen hasil yang selalu diusahakan sesedikit mungkin. Pada populasi haploid ganda,

Tabel III.56. Tinggi tanaman dan jumlah anakan populasi haploid ganda DH1 pada saat panen Asal persilangan IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

Tinggi tanaman (cm)

Banyaknya anakan produktif

Kisaran

Rataan

Kisaran

99,33-149,67 (H27-H15) 93,00-128,33 (H28-H34) 72,67-133,67 (H44-H45) 104-163,3 (H66-H74, H79)

137,61

5,0-11,0 (H3, H27-H9) 5,7-13,0 (H41-H38) 2,0-9,3 (H44-H47) 3,3-13,3 (H62-H84)

106,33 105,87 133.17

Rataan 8,0 10,6 7,5 8,7

Banyaknya anakan total Kisaran

Rataan

5,3-12,0 (H21-H9) 6,3-15,3 (H30, H39-H36) 2.7-9.3 (H44-H47) 3.3-13.7 (H62-H84)

7,6 9,1 6,5 8,1

Kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu Tabel III.57. Panjang malai dan kepadatan malai populasi haploid ganda DH1 Asal persilangan IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

Panjang malai (cm) Kisaran 16,26-25,11 (H7-H21) 17,88-23,12 (H28-H36) 17,01-23,52 (H44-H46) 16,62-24,94 (H72-H79)

Kepadatan malai (butir/cm) Rataan 21,00 21,16 10,96 21.32

Kisaran 1,6-6,3 (H8-H1) 3,7-6,7 (H43-H37) 2,0-5.8 (H44, H46-H45) 2,2-7,5 (H91-H85)

Rataan 4,8 5,4 3,9 5,1

Kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu

79


banyaknya gabah hampa masih banyak pada generasi awal. Banyaknya gabah hampa pada penelitian ini berkisar antara 15 sampai 111 butir/ malai. Rataan gabah hampa paling banyak (72,2 butir/malai) didapati pada GNL asal silangan IR62829B/Ciherang (Tabel III.58).

dah (kurang dari 20%). Pada penelitian ini, persentase gabah isi tertinggi terdapat pada GNL H93 (82,0%), sedangkan terendah pada GNL H21 (2,0%). Demikian sebaliknya, persentase gabah hampa tertinggi terdapat pada GNL H21 (98%) dan terendah pada GNL H93 (18%).

Banyaknya gabah pada populasi DH1 berkisar antara 33,9 sampai 179,8 butir/ malai (Tabel III.59). GNL asal silangan IR62829B/Ciherang mempunyai rataan gabah total terbanyak, yaitu 115,9 butir. Banyaknya gabah menunjukkan potensi hasil tanaman padi, walaupun demikian persentase gabah isi dan gabah hampa merupakan faktor yang lebih diperhitungkan dalam memperkirakan potensi hasil.

Bobot gabah isi per rumpun populasi DH1 mempunyai kisaran 0,43-24,62 g/malai. GNL asal persilangan BR827-35R/Sintanur mempunyai rataan bobot gabah isi terberat, yaitu 11,72 g/malai, diikuti oleh GNL asal persilangan 58025B/Sintanur sebesar 9,30 butir/malai (Tabel III.60). Sementara itu, bobot 100 butir gabah terberat diperoleh pada GNL H49, yaitu 3,06 g dan teringan pada GNL H21 (Tabel III.60). Bobot gabah 100 butir merupakan komponen hasil terpenting setelah banyaknya gabah isi, kepadatan gabah pada malai

Padi varietas unggul, misalnya IR64, mempunyai persentase gabah isi yang tinggi (>80%), dan gabah hampa yang ren-

Tabel III.58. Banyaknya gabah pada populasi haploid ganda DH1 Gabah isi/malai (butir)

Asal persilangan Kisaran IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

Gabah hampa/malai (butir)

Rataan

1,2-86,1 (H21-H17) 3,4-101,6 (H33-H37) 12,1-70,5 (H44-H47) 5,1-115,9 (H91-H85)

49,1 39,8 43,2 60,2

Kisaran

Rataan

14,7-83,6 (H24-H15) 27,1-111,7 (H43-H35) 21,8-73,9 (H44-H45) 15,0-79,0 (H93-H75)

54,7 72,2 40,2 48,0

Kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu Tabel III.59. Banyaknya gabah total dan persentase gabah pada populasi haploid ganda DH1 Asal persilangan

Gabah (butir/malai) Kisaran

IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

37,0-150,4 (H8-H14) 69,2-149,0 (H43-H34) 33,9-122,4 (H44-H45) 46,5-179,8 (H91-H85)

Rataan 100,9 115,9 89,1 108,2

Persentase gabah isi/malai Kisaran 2,0-77,0 (H21-H24) 3,0-74,0 (H33-H37) 36,0-68,0 (H44-H47) 11,0-82,0 (H91-H93)

Rataan 44,5 37,3 49,6 54,7

Persentase gabah hampa/malai Kisaran 23,0-98,0 (H24-H21) 26,0-97,0 (H37-H33) 32,0-64,0 (H47-H44) 18,0-89,0 (H93-H91)

Kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu

80

Rataan 5,6 62,9 50,4 45,3


dan panjang malai, karena sangat menentukan dalam menghitung produksi tanaman padi. Evaluasi Ketahanan terhadap Wereng Coklat (WCk) Tanaman ditanam di bak plastik (70 cm x 45 cm x 10 cm) yang diisi dengan 13 kg tanah sawah yang telah dipupuk lengkap (90 kg N, 90 kg P2O5, dan 90 kg K2O per ha). WCk instar 2-3 diberikan (4 ekor/tanaman) diinokulasikan pada saat tanaman berumur 1 minggu setelah tanam (MST). Evaluasi tingkat ketahanan dilakukan setelah tanaman cek rentan mati. Tanaman cek rentan untuk populasi IR42 dan IR64 berturut-turut adalah IR42 dan IR64.

Dari pengujian terhadap WCk IR64 terdapat 3 GNL tahan (H 51, H 52, dan H 53), dan 18 GNL agak tahan (Tabel III.61 dan III.62). Pada evaluasi terhadap WCk populasi IR42 tidak ada GNL tahan, tetapi ada 2 GNL agak tahan. GNL tahan dan agak tahan akan digunakan sebagai materi untuk perbaikan GNL restorer dan GNL mandul jantan tahan terhadap WCk. Beberapa metode dapat ditempuh seperti metode silang balik yang dapat dikombinasikan dengan pengujian baik konvensional ataupun secara molekuler.

Tabel III.60. Bobot gabah pada populasi haploid ganda DH1 Bobot gabah isi per rumpun (g)

Asal persilangan

Kisaran IR58025B/Sintanur IR62829B/Ciherang IR53942R/Ciherang BR827-35R/Sintanur

2,72-21,68 (H7-H9) 0,48-19,60 (H33-H38) 0,95-13,73 (H44-H47) 0,43-24,62 (H91-H74)

Rataan 9,30 7,34 7,39 11,72

Bobot 100 butir gabah (g) Kisaran

Rataan

1,31-2,64 (H21-H23) 1,52-2,14 (H41-H38) 1,61-2,98 (H44-H46) 1,69-3,06 (H52-H49)

2,39 1,77 2,21 2,45

Kombinasi huruf-angka di dalam kurung adalah nomor lapang anggota populasi asal silangan tertentu Tabel III.61. GNL populasi DH2 tahan terhadap wereng coklat populasi IR64 Skor ketahanan (X) X=3 3<X = 5 5<X<7 7<X≤9

Tingkat ketahanan

Jumlah GNL

Tahan Agak tahan Agak rentan Rentan

3 18 21 52

4 nomor tidak tumbuh Tabel III.62. GNL populasi DH2 tahan terhadap wereng coklat populasi IR42 Skor ketahanan (X) 1<X≤3 3<X≤5 5<X≤7 7<X≤9

Tingkat ketahanan Tahan Agak tahan Agak rentan Rentan

Jumlah GNL 0 2 13 79

4 nomor tidak tumbuh

81


Evaluasi Ketahanan terhadap Hawar Daun Bakteri (HDB) Percobaan dilakukan di lapang (KP Pusakanegara, Jawa Barat). Setiap nomor GNL ditanam dengan jarak tanam 25 cm x 25 cm. Pemupukan dilakukan sesuai standar, yaitu 200 kg urea, 100 kg SP36, dan 100 kg KCl per hektar. Inokulasi patogen HDB strain 4 dan 8 dilakukan setelah tanaman berumur 60 HST dengan metode pengguntingan daun padi. Daun-daun digunting kira-kira 5 cm dari ujung daun dengan gunting yang sebelumnya telah dicelupkan ke dalam inokulum. Konsentrasi inokulum yang digunakan didalam 109. Pengamatan dilakukan 2 minggu setelah inokulasi, berdasarkan standard evaluation system for rice (IRRI, 1996). Data pada Tabel III.63 dan III.64 merupakan hasil evaluasi ketahanan 93 GNL DH2 terhadap BLB strain 4 dan 8. Dari pengujian tersebut tidak ada satu GNL pun yang tahan terhadap BLB strain 8, hanya terdapat 3 GNL yang bereaksi agak tahan.

Sementara itu, pengujian dengan BLB strain 4 menunjukkan 81 GNL DH2 bereaksi tahan. PELESTARIAN, KARAKTERISASI, DAN EVALUASI PLASMA NUTFAH TANAMAN PANGAN Tim peneliti Ida Hanarida, Tiur S. Silitonga, Sri A. Rais, Nani Zuraida, Sri G. Budiarti, Hadiatmi, Tintin Suhartini, Minantyorini, Nurwita Dewi, Mamik Setyowati, Hakim Kurniawan, Nurul Hidayatun, Lukman Hakim, Suyono, Anggiani Nasution, Tri J. Santosa, A. Dinar Ambarwati, Aniversary Apriana, Atmitri Sisharmini, Dodin Koswanudin, dan Sutrisno

Konsep pelestarian sumberdaya genetik (SDG) tidak terlepas dari bagaimana SDG tersebut dimanfaatkan secara berkelanjutan. Melalui pemanfaatan SDG banyak negara mampu memberi pangan yang cukup bagi warganya, demikian juga di Indonesia dengan melakukan pemuliaan telah

Tabel III.63. GNL populasi DH2 tahan terhadap hawar daun bakteri (HDB) strain 8 Skor ketahanan (X) 1<X≤3 3<X≤5 5<X≤7 7<X≤9

Tingkat ketahanan

Jumlah GNL


0 3 7 83

5 nomor tidak tumbuh Tabel III.64. GNL DH2 tahan terhadap hawar daun bakteri strain 4 Skor ketahanan (X) 1<X≤3 3<X≤5 5<X≤7 7<X≤9 5 nomor tidak tumbuh

82

Tingkat ketahanan

Jumlah GNL


81 10 1 1


berhasil memperoleh dan melepas sejumlah varietas unggul dari berbagai jenis tanaman pangan. Oleh karena itu, plasma nutfah yang sudah ada harus dilestarikan agar selalu tersedia baik untuk masa kini maupun untuk masa datang. Gen-gen yang tampaknya sekarang belum berguna, dimasa mendatang mungkin diperlukan dalam pembentukan varietas unggul baru. Selama 25 tahun terakhir telah banyak dilepas varietas-varietas unggul tanaman pangan. Diperkirakan sekitar 70% areal tanaman padi, 40% areal tanaman kedelai, 35% areal tanaman jagung, 10% areal tanaman ubi kayu, 20% areal tanaman kacang tanah, 35% areal tanaman kacang hijau, 15% areal tanaman sorgum, dan 10% areal tanaman ubi jalar di Indonesia telah ditanami dengan varietas baru. Keadaan ini sangat mengkhawatirkan karena dapat menyebabkan erosi genetik. Pelestarian tanpa diberdayakan dengan cara identifikasi sifat-sifatnya tidak banyak manfaatnya. Sifat yang diinginkan dalam progam pemuliaan tanaman pangan utama antara lain adalah potensi hasil tinggi, daya adaptasi lebih baik terhadap kondisi lingkungan suboptimum, tahan atau toleran terhadap hama dan penyakit, tumbuh cepat (vigorous), umur lebih pendek (genjah), kandungan dan kualitas gizi yang lebih baik, serta sifat-sifat estetika (keindahan) lainnya. Sumber-sumber gen dari sifatsifat tersebut perlu diidentifikasi dan ditemukan pada plasma nutfah melalui kegiatan karakterisasi termasuk karakterisasi molekuler dan evaluasi untuk dapat digunakan dalam progam pemuliaan.

Rejuvenasi dan Karakterisasi Morfologi Plasma Nutfah Tanaman Pangan Rejuvenasi dan karakterisasi dilakukan di Inlitbio Muara, Cikeumeuh, Pusakanegara, Kuningan, Citayam, Pacet, rumah kaca, dan kurung kawat Balitbiogen selama 2 musim. Bahan yang ditanam adalah genotipe-genotipe yang baru diperoleh dari hasil eksplorasi/koleksi, genotipe lama yang harus tetap dipertahankan di lapang khususnya ubi-ubian dan benih yang daya kecambahnya sudah rendah. Aksesi plasma nutfah tersebut adalah padi budi daya (700), padi liar (93), jagung (260), (kedelai) 500, ubi kayu (550), ubi jalar (1842), terigu (75), kacang tanah (600), kacang hijau (300), kacang minor (140), talas dan ubi-ubian minor (385), dan sorgum (208). Setiap aksesi ditanam sebanyak 1-4 baris dengan panjang barisan 3-5 meter. Teknik budi daya dilaksanakan sesuai anjuran untuk setiap komoditas. Setelah tanaman dipanen dan diproses, biji padi, jagung, kedelai, sorgum, terigu, dan kacang-kacangan dikeringkan sampai kadar air 9%, kemudian dimasukkan ke dalam kantong aluminium foil sebanyak 50-100 g/aksesi dan disimpan di dalam ruang penyimpanan pada suhu +5oC dan -20oC dengan kelembaban 50% untuk koleksi dasar. Plasma nutfah ubi kayu, ubi jalar, dan ubi-ubian lain sebelum/setelah dipanen diambil 10 stek/klon/umbi kemudian ditanam di tempat yang berbeda dengan sebelumnya atau disimpan sementara di tempat yang ternaungi selama +1 bulan untuk ditanam kembali. Padi. Sejumlah 500 aksesi padi di rejuvenasi di Pusakanagara. Karakterisasi dila-

83


kukan atas sifat panjang dan lebar daun, tinggi tanaman, panjang malai (cm), jumlah butir/malai, bobot 1000 biji (g), persentase kehampaan, anakan produktif, umur berbunga 50%, dan umur tanaman dipanen. Hasil yang diperoleh berkisar antara 3 sampai 720 g/m2 dan sebanyak 9 aksesi mempunyai hasil tinggi. Hasil tertinggi dicapai oleh aksesi B1137a-Si-77-2 (R. 19213) dengan bobot 720 g. Selanjutnya disusul berturut-turut R. 19190 (IR5179-2a), R. 19708 (Banjar Sawan), R. 19673 (Danau Atas), R. 19225 (ARC6065), R. 19167 (IR2071-588-6), R. 19165 (IR2035-352-2), R19218 (G28b-Si-11-207), dan R. 6751 (Sigula) masing-masing 700 g, 550 g, 500 g, 450 g, 444 g, 440 g, 440 g, dan 410 g/m2. Sedangkan R. 6525 (Mutiara) dan R. 19341 (Sitambah Perak) menunjukkan hasil terendah, yaitu +3 g/m2. Galur IR3741-27-1 (Reg. 19086) merupakan tanaman terendah (92 cm) dan varietas Liwung (Reg. 7775) tertinggi (219 cm). Umur tanaman paling genjah (101 hari), yaitu pada varietas Dodokan, sementara umur terpanjang pada Siharotas (Reg. 19270). Anakan produktif paling sedikit 3 batang terdapat pada PL9 (Reg. 19117) dan terbanyak (32 batang), yaitu pada varietas Jenoko (Reg. 5583). Varietas Ponti (Reg. 19841) mempunyai jumlah butir isi terbanyak, yaitu 303 butir, dengan malai panjang 27,4 cm dan kehampaan rendah (9,8%), sedangkan varietas Kencana Putih juga mempunyai jumlah butir isi banyak (270 butir) dengan panjang malai 26,6 cm, bobot 1000 butir 21,6 g dan persentase kehampaan relatif rendah, yaitu 16,9%. Kedua varietas ini baik digunakan sebagai tetua donor untuk men-

84

dapatkan biji-biji yang banyak dengan persentase kehampaan rendah. Padi liar. Pada MK 2003 jumlah spesies padi liar yang diuji terdiri dari 93 aksesi berasal dari 18 spesies padi liar termasuk spesies tambahan baru berasal dari Nepal pada tahun 2002, terdiri dari 1 aksesi O. rufipogon dan 2 aksesi O. nivara. Sifat-sifat yang dievaluasi meliputi sifat kuantitatif antara lain tinggi tanaman, jumlah anakan, umur berbunga, jumlah ruas, bobot 1000 butir, panjang bulu, ukuran gabah, dan sifat kuantitatif (warna aleuron, warna gabah, warna kaki, warna batang). Evaluasi terhadap tinggi tanaman hasil evaluasi tertinggi diperoleh pada O. alta, latifolia, dan O. gandiglumis, sedangkan jumlah anakan terbanyak pada O. minuta. Umur berbunga terpendek pada O. glaberrima dan O. australiensis, yaitu 40-60 hari. Warna kaki umumnya ungu muda kecuali O. minuta, O. latifolia, dan O. eichingeri berwarna hijau, sedangkan warna batang umumnya hijau. Warna gabah umumnya hitam beberapa aksesi ada yang berwarna kuning, warna aleuron umumnya merah, kecuali 3 aksesi O. nivara dan O. glaberrima berwarna putih. Ukuran gabah terkecil diperoleh pada kompleks O. officinalis (O. minuta, O. Officinalis, O. rhizomatis) dan O. eichingeri (ukuran 4/25/2 mm), sedangkan ukuran terbesar dan panjang pada O. glumaepatula dan O. nivara. Bobot 1000 butir terbesar pada O. glumaepatula dan O. nivara. Jumlah ruas terbanyak pada O. longiglumis. Jumlah benih hasil rejuvenasi yang diperoleh pada MK 2003 terbanyak 120 g dan paling sedikit <5 g, 7 aksesi tidak da-


pat dipanen karena pertumbuhannya tidak normal (kecil). Jumlah benih yang dihasilkan sangat sedikit, keadaan ini disebabkan spesies liar sangat mudah rontok baik fase pengisian bulir maupun fase panen. Kedelai. Dari 500 aksesi plasma nutfah kedelai yang ditanam di Inlitbio Cikeumeuh MT 2003 secara umum pertumbuhan tanaman tergolong baik, akan tetapi pada saat pengisian polong terjadi kekeringan sehingga hasil biji pada genotipe berumur dalam tidak begitu tinggi. Benih baru yang diperoleh dari kegiatan rejuvenasi ini berkisar antara 13,3-294 g pada plot ukuran 3 m2. Umur masak tanaman berkisar antara 74107 HST, jumlah cabang 1-7, bobot biji/tanaman 1,3-8,4 g, bobot 100 biji 4,5-25,4 g (Tabel III.65). Berdasarkan hasil karakterisasi terpilih aksesi yang berpotensi hasil tinggi, berumur genjah dan berbiji besar, yaitu M2989 (3,6 g biji/tanaman, 74 HST, 12,3 g/100 biji) dan Lokal Ongko-1 (3,4 g biji/tanaman, 74 HST, 16,2 g/100 biji). Dapat diamati pula beberapa nomor aksesi yang berbiji besar (>12 g/100 biji), yaitu Putri Mulyo (13,6 g), 2569/1343-2-2-2 (13,2 g), Lokal Ongko-1

(16,2 g), NS-1 (16,4 g), Kuromaimame (18,7 g), Kuromame (18,8 g), dan G.10428 (25,4 g). Jagung. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa varietas Doke (Reg. 2001) varietas yang terpendek dan tergenjah. Sedangkan varietas Metro merupakan varietas yang paling panjang umur masaknya dan paling tinggi tanamannya. Varietas BC-6 merupakan satu-satunya varietas yang mempunyai tipe biji pop dan mempunyai lebar daun tersempit. Hasil sibbing yang diperoleh setelah dibijikan dari percobaan rejuvenasi jagung MK I, 2003 dan dengan kadar air +12% berkisar antara 75-1525 g. Sejumlah 9 aksesi mempunyai hasil biji >1000 g, yaitu Metro (1585 g), Dalo-dalo (1290 g), L. Oesao (1290 g), G. Spokal (1200 g), G. Medok (1100 g), dan Krasekan (1070 g), sedangkan yang mempunyai hasil biji 75 g adalah Lokal de Bringes. Selanjutnya untuk hasil sibbing yang diperoleh setelah dibijikan dari percobaan rejuvenasi jagung MK II, 2003 diperoleh kisaran hasil biji kering antara 30-3250 g. Sejumlah 14 aksesi mempunyai hasil biji >2000 g, yaitu Abimanyu (2200 g), Nakula (2400 g), Sadewa

Tabel III.65. Keragaman sifat agronomi dan morfologi plasma nutfah kedelai Sifat

Rata-rata Kisaran

Contoh aksesi

Umur berbunga Warna bunga Warna hipokotil Umur masak Tinggi tanaman Jumlah cabang/tanaman Jumlah polong/tanaman Bobot 100 biji Bobot biji/tanaman Warna biji

42 HST

Wasemame (30 HST), M 2989 (31 HST)

87 HST 45,4 cm 3 29 8g 3,2 g

30-57 HST Ungu: 85,5% putih: 14,5% Ungu: 85,5% putih: 14,5% 74-107 HST 12,9-71,7 cm 1-7 4-68 4,0-25,4 g 1,3-8,4 g Kuning: 47,5%, hitam: 29,6%, Hijau: 19,6%, coklat : 1,8%, Kuning + hijau: 1,5%

Lok. Sumbar, Papak, Lok. Ongko-1 Akadaizu (12,9 cm), Lok. Kediri (71,7 cm) Genjah Slawi (1), Genjah perak (1), Presi (7) Lok. Trenggalek (68 g) G.10428 (25,4 g) Lok. Trenggalek (8,4 g)

85


(2260 g), Ketan (Reg. 3109, 2100 g), L. Srimanganti (Reg. 3202, 2125 g), L. Lawang (Reg. 3254, 2225 g), Y 8662 (2000 g), varietas 2119 (2000 g), Wisanggeni (2650 g), Antasena (Reg. 2613, 2000 g), Pop 28 BkBg (13f) (2760 g), Wiyasa (2400 g), dan yang tertinggi adalah Tuxpeno 1HTR (Reg. 3364), dengan hasil biji 3250 g. Kacang Tanah. Hasil rejuvenasi diperoleh kisaran berat antara 60-910 g polong kering per aksesi. Warna kulit ari biji didominasi oleh warna merah muda (rose), warna keping biji pada saat tumbuh hampir semuanya berwarna hijau, dan 4 aksesi berwarna hijau keunguan; umur mulai berbunga 26-29 hari; warna bunga didominasi warna kuning dengan matahari merah tua, kemudian kuning merah samar-samar, dan 4 aksesi berwarna oranye (Tabel III.66). Warna batang 98% warna hijau, dijumpai juga warna ungu 8 aksesi dan warna batang coklat merah sebanyak 2 aksesi. Warna ginofore didominasi warna ungu, kemudian hijau dan merah. Tinggi tanaman rata-rata <40 cm, menunjukkan pertumbuhan tanaman kurang subur, karena faktor curah hujan yang agak kurang me-

madai, mengakibatkan hasil yang diperoleh tidak optimal. Jumlah polong kurang dari 10 buah ada 135 aksesi, antara 10-19 polong per pohon ada 155 aksesi dan jumlah polong lebih dari 20 dijumpai sebanyak 10 aksesi, yaitu 1604, 1639, 1643, 2173, 2203, 2299, 2301, 2306, 2458, dan 2588. Bobot polong kering per tanaman sangat bervariasi, hasil penimbangan diperoleh 119 aksesi tanaman mempunyai bobot <15 g, sejumlah 148 aksesi mempunyai bobot polong kering antara 15-20 g; dan sejumlah 33 aksesi tanaman mempunyai bobot polong yang berat (Tabel III.67). Kacang Hijau. Dari 200 aksesi plasma nutfah kacang hijau terdapat 14 aksesi yang menghasilkan bobot biji kering per tanaman yang cukup tinggi, yaitu, 25,9-41,7 g (Tabel III.68). Sedangkan nomor-nomor aksesi yang lain hanya berkisar antara 12,123 g/tanaman. Dari hasil pengamatan terhadap sifat-sifat agronomi dan fisiologi menunjukkan bahwa nomor aksesi plasma nutfah kacang hijau yang diuji memiliki keragaman genetik yang cukup besar, terutama pada sifat umur polong masak, tinggi

Tabel III.66. Sebaran sifat morfologi plasma nutfah kacang tanah, Inlitbio Citayam, MK 2003

86

Morfologi

Sebaran sifat

Warna biji Warna keping Umur berbunga Warna bunga Warna batang Warna ginofore Tinggi tanaman Jumlah cabang Jumlah polong Bobot polong kering

Rose = 270, merah = 25, ungu = 4, putih = 1 Hijau = 296, hijau keunguan = 4 <25 hari = 0, 26-29 hari = 298, > = 2 Kuning merah tua = 276, kuning = 20, oranye = 4 Hijau = 290, ungu = 8, coklat merah = 2 Ungu = 274, hijau = 24, merah = 2 <40 cm = 288, 40-55 cm = 6, >55 cm = 0 <4 batang = 0, 4-6 batang = 270, >6 batang = 24 <10 buah = 135, 10-19 buah = 155, >20 buah = 10 <15 g = 119, 15-20 g = 148, >20 g = 33


Tabel III.67. Genotipe kacang tanah yang mempunyai bobot >20 g polong kering per tanaman Bobot polong (g) 20 21 22 23 24 25 27 28

Nomor register varietas 356, 722, 731, 1193, 1428, 1448, 1639, 1666, 2179, 2210, 2215, 2227, 2235, 2336, dan 2597 987A, 2209, 2302, 2458 1436, 1446, 1634, 2194, 2234, 2262, dan 2316 983, dan 2205 2233, dan 2240 1433 1405 940

Tabel III.68. Sifat-sifat agronomi nomor aksesi plasma nutfah kacang hijau terpilih Nomor aksesi VR 133 VR 146 VR 160 VR 183 VR 211 VR 221 VR 225 VR 223 VR 656 VR 691 VR 700 VR 730 VR 732 VR 787

Umur berbunga Umur polong Tinggi Jumlah Jumlah Bobot 1000 Bobot biji/ (hari) masak (hari) tanaman (cm) polong/tanaman biji/polong biji (g) tanaman (g) 39 38 38 35 38 37 36 48 35 35 38 47 46 44

66 61 63 63 63 61 64 68 62 66 68 76 76 75

65,3 70,0 62,7 83,0 73,0 74,7 71,7 101,3 70,7 67,7 63,0 99,0 75,3 97,0

tanaman, jumlah polong per tanaman, jumlah biji per polong, bobot 1000 biji, dan bobot biji per tanaman. Dengan terdapatnya keragaman genetik yang cukup besar tersebut, maka sangat bermanfaat dan memudahkan bagi pemulia kacang hijau untuk dapat memiliki genotipe yang baik untuk digunakan sebagai donor atau sumber tetua dalam program perbaikan varietas kacang hijau. Dari 200 nomor aksesi yang dievaluasi ternyata umur berbunga berkisar antara 3553 hari, sedangkan untuk umur polong masak perbedaannya cukup besar, yaitu berkisar antara 52-84 hari. Terdapat 2 nomor aksesi, yaitu VR 113 dan VR 426 yang me-

32 33 75 57 24 52 60 50 25 89 74 38 58 42

12 13 12 11 14 12 12 12 12 12 11 13 13 15

67 78 45 46 46 56 47 45 62 34 35 52 54 59

27,5 29,9 36,5 26,5 36,6 28,5 41,5 26,3 32,0 25,9 27,6 38,1 41,7 25,9

miliki umur polong masak sangat genjah, yaitu masing-masing dapat dipanen pada umur 52 dan 57 hari. Hasil pengamatan terdapat sifat-sifat morfologi dari 300 aksesi yang diuji, ternyata 53% memiliki warna hipokotil hijau dan 47% warna hipokotilnya merah. Genotipe yang mempunyai warna hipokotil hijau umumnya memiliki warna biji hijau mengkilat, sedangkan yang warna hipokotilnya merah sebagian besar warna bijinya hijau kusam. Hasil pengamatan terhadap warna biji terdapat 61% yang mempunyai warna biji hijau mengkilat dan 39% warna bijinya hijau kusam. Dari hasil pengamatan bentuk biji dan besarnya ukuran biji diperoleh 11

87


nomor aksesi yang mempunyai ukuran biji besar dengan bobot 70-81 g/1000 biji. Bobot 1000 biji paling besar dihasilkan oleh nomor aksesi VR 1033, VR 1031, VR 195, VR 426, VR 1043, dan VR 1045. Bobot biji dari nomor aksesi yang lainnya berkisar antara 30-81 g/1000 biji. Kacang hijau yang mempunyai ukuran biji besar sangat disenangi oleh para petani karena selain daya hasilnya tinggi juga kandungan biji kerasnya sangat rendah. Sehingga kacang hijau yang mempunyai ukuran biji besar tersebut sangat cocok untuk bahan baku industri seperti, sohun, juice, shampo, susu, dan bahan makanan bayi.

masing sebanyak 90, 90, 89, 88, 85, dan 84 polong/tanaman. Dari data yang diperoleh ternyata genotipe yang mempunyai polong banyak tidak selalu menghasilkan produksi yang tinggi, karena ternyata genotipe yang berdaya hasil tinggi itu di samping ditentukan oleh jumlah polong yang banyak, juga ditentukan oleh banyaknya jumlah biji/polong dan besarnya ukuran biji.

Hasil pengamatan terhadap tinggi tanaman menunjukkan bahwa genotipe yang tanamannya tinggi ternyata mempunyai umur lebih dalam, bercabang banyak, namun pada umumnya memiliki ukuran polong dan biji yang kecil. Rata-rata tinggi tanaman dari 300 nomor aksesi yang diuji sangat beragam dan perbedaannya sangat besar, yaitu berkisar antara 43-118 cm.

Kacang-kacangan Minor. Plasma nutfah kacang-kacangan minor berjumlah 140 aksesi, terdiri dari 140 aksesi kacang tunggak, 10 aksesi kacang gude, dan 10 aksesi kacang komak ditanam di Inlitbio Cikeumeuh. Hasil karakterisasi plasma nutfah kacang tunggak disajikan pada Tabel III.69. Karakter kualitatif warna bunga ungu dan putih keunguan, warna batang hijau dan hijau keunguan, warna polong coklat muda hingga coklat tua, warna biji putih krem, hitam, dan coklat tua. Karakter kualitatif lainnya, yaitu bentuk daun yang kebanyakan ovate, tipe tanaman merambat dan bentuk biji lonjong (60%).

Hasil pengamatan terhadap jumlah polong ternyata perbedaannya sangat besar, yaitu berkisar antara 11-90 polong/tanaman. Jumlah polong paling banyak dihasilkan oleh nomor aksesi VR 686, VR 701, VR 711, VR 691, VR 712, dan VR 715 masing-

Hasil pengamatan karakter kuantitatif pada tanaman kacang tunggak menunjukkan bahwa jumlah cabang tiap tanaman berkisar antara 3-7 cabang, dengan tinggi tanaman antara 18-233,5 cm. Umur berbunga antara 39-60 hari dan umur panen ka-

Tabel III.69. Nilai rata-rata dan kisaran karakter plasma nutfah kacang tunggak Peubah Bobot 100 (g) Jumlah biji/polong Diamater/polong (cm) Panjang polong (cm) Umur bunga (hari) Hasil (g/plot)

88

Kacang tunggak

Kacang komak

Rata-rata

Kisaran

Rata-rata

Kisaran

10,9 201 12 15,4 47 93,67

5,8-26,4 5-604 3-18 8,3-46,5 39-60 50-630

17,5

16,16-18,8

0,7 5,6 73,85 100,99

0,64-0,89 5,1-6 71-76 116-177,6

Kacang gude Rata-rata

0,54 5,9 120

Kisaran

0,49-0,64 5,4-6,9 90-190


cang tunggak dari koleksi yang dimiliki antara 73 hingga 88 hari, kisaran hasil rejuvenasi antara 5,74-604 g/plot. Plasma nutfah kacang komak berbunga antara 7176 hari. Panjang polong antara 5,1-6,0 cm dan hasil diperoleh berkisar antara 116177,6 (Tabel III.69). Koleksi kacang gude memiliki keragaman yang relatif kecil dengan warna bunga ungu dan putih keunguan, warna batang hijau dan hijau keunguan, panjang polong antara 5,4-6,9 cm (Tabel III.69). Terigu. Rejuvenasi dari 75 aksesi plasma nutfah terigu telah selesai dipanen pada November 2003. Hasil karakterisasi dari sifat agronomi merupakan rata-rata dari 3 ulangan, dari 5 sampel per ulangan. Luas petak 1 x 3 m2 (4 baris), sedangkan data karakterisasi diambil dari 2 baris tengah. Hasil karakterisasi sifat-sifat agronomi disajikan pada Tabel III.70. Jumlah anakan produktif berkisar 3-10, tinggi tanaman berkisar antara 39,9-77,0 cm, panjang malai 4,3-10,1 cm, panjang tangkai malai 5,1-20,1 cm, jumlah butir per malai berkisar antara 25-67, bobot biji per malai 0,29-1,15 g, bobot 100 butir 1,32-3,04 g, jumlah butir isi/ malai 10-49, umur berbunga 54,6-70,7 hari,

umur masak 94-118 hari, dan bobot biji total (3 m2) berkisar antara 5,7-337,3 g. Sejumlah 26 aksesi yang mempunyai bobot biji total >200 g, yaitu V120, H71, H12, V135, V182, V196, H113, V210, V170, V4, C14, Thasos, V195, V135, V90, SW Triso, V170, V192, V161, Sweta, C37, C39, C45, C8, C36, dan C42. Sorgum. Telah direjuvenasi sebanyak 208 aksesi, dari jumlah tersebut 35 aksesi di antaranya dikarakterisasi ulang untuk melengkapi data yang diperoleh tahun lalu. Hasil biji per petak (4,5 m2) dari aksesi yang direjuvenasi berkisar antara 460-3060 g. Benih tersebut merupakan benih baru dengan viabilitas tinggi yang sebagian akan disimpan dan sebagian lagi untuk bahan pengujian (working collection). Karakter morfologi plasma nutfah sorgum yang diuji, baik karakter kuantitatif maupun kualitatifnya menunjukkan variasi yang besar, hal ini dapat dilihat dari kisaran nilai hasil karakterisasi pada Tabel III.71. Ternyata umur masak dari 35 aksesi sorgum yang diamati termasuk berumur sedang (90-100 hari) sampai dalam (>100 hari), sedangkan tinggi tanamannya termasuk sedang (100-200 cm) sampai yang berba-

Tabel III.70. Karakterisasi sifat plasma nutfah terigu di Inlitbio Pacet, MK 2003 Karakter Tinggi tanaman (cm) Umur berbunga (hari) Umur masak (hari) Panjang malai (cm) Panjang tangkai malai (cm) Jumlah bulir per malai Jumlah bulir isi per malai Bobot biji per malai (g) Bobot 100 butir (g) Hasil biji per petak/3 m2 (g)

Kisaran 39,9-77,0 54,6-70,7 94,0-118,0 4,3-10,1 5,1-20,1 25-67 10-49 0,29-1,15 1,32-3,04 5,7-337,3

Keterangan V262 (39,9); V170 (77,0) H40 (54,6); C8 (70,71) H40 (94,0); C39 (118) Madona (4,3; V170 (10,1) C46 (5,1); C11 (20,1) C5 (25); V90 (67) C46 (10); V170 (49) C6 (0,29); V262 (1,15) C22 (1,32); Thasos (3,04) V10 (5,7); V194 9337,3)

89


tang tinggi (>200 cm). Dari ukuran diameter batang menunjukkan ukuran sedang sampai besar (1,2-2,7 cm). Pada Tabel III.71 dapat dilihat bahwa, di antara ketiga puluh lima aksesi sorgum tersebut terdapat 6 aksesi yang mempunyai bobot biji/malai tinggi (>80 g), yaitu Red ochuli (94,5 g), Demak 5 (96,5 g), Sorgum Lao (93,4 g), Kolot (92,5 g), Lokal Kaltim (96,2 g), dan Demak 2 (84,1 g). Sedangkan bobot 100 butir dari Red Ochuli, Sorgum putih, Sorgum Lao, Kolot, dan Lokal Kaltim ternyata tinggi (>3,0 g), berarti aksesi yang berbobot biji tinggi tersebut didukung oleh ukuran biji yang besar. Selain itu, juga diketahui ada 5 aksesi sorgum yang mempunyai jumlah biji/malai tinggi (>3000 biji/malai), yaitu ICSR 112, Demak 2, Demak 5, Lepeng, dan Sorgum Lao. Ubi Jalar. Kegiatan pelestarian plasma nutfah ubi jalar secara rutin dilaksanakan setiap tahun dengan cara konservasi lapang, bukan dalam bentuk konservasi benih karena sifat dari tanamannya yang harus diperbanyak secara vegetatif (vegetatively propagated plant).

Konservasi tersebut dilaksanakan pada tiga lokasi yang berbeda, karena masingmasing aksesi yang dikonservasi mempunyai kekhususan ketiga lokasi tersebut, yaitu 1. Konservasi POT di Kurung Kawat Balitbiogen, ditanam 485 aksesi ubi jalar yang merupakan koleksi inti I dari hampir seluruh wilayah di Indonesia dan merupakan “duplikasi” aksesi dari International Potato Center (CIP) Regional Office. Pada koleksi inti ini sudah dilakukan karekterisasi morphoagronomi secara berulang-ulang sehingga diharapkan sudah tidak ada “duplikasi aksesi”. Koleksi ini bisa disebut temporary core collection sebagian plasma nutfah ubi jalar yang ada di Indonesia. Secara rutin media tumbuh diganti setiap 1-1,5 tahun, juga tanamannya dengan menggunakan stek pucuk dari tanaman sebelumnya, sehingga tanaman tetap segar dan sehat. 2. Konservasi lapang di Inlitbio Cikeumeuh, Bogor, ditanam khusus aksesi hasil eksplorasi terbaru kerja sama de-

Tabel III.71. Distribusi beberapa karakter kuantitatif dan kualitatif sorgum Karakter

90

Jumlah aksesi

Bobot biji/malai: Ringan (<30 g) Sedang (31-80 g) Berat (>80 g)

9 20 6

Jumlah biji/malai Sedikit (<2000 biji) Sedang (2001-3000 biji) Banyak (>3000 biji)

15 15 5

Bobot 100 biji/ukuran biji Kecil (<2,0 g) Sedang (2,1-3,0 g) Besar (>3,0 g)

14 16 5

Karakter Warna biji Putih Kuning Merah Coklat Warna sekam Kuning Coklat Merah Hitam Rasa batang Manis Tawar Pahit

Jumlah aksesi 6 13 1 15 2 11 12 15 13 15 7


ngan National Institute of Agobiological Sciences (NIAS), Jepang. Jumlah aksesi yang ditanam sebanyak 575 aksesi yang berasal dari Propinsi Bali, NTB, Sumba, NTT, Sulawesi Selatan, Sulawesi Utara, Sulawesi Tenggara, dan Baduy-Jawa Barat. Pengelompokan dilakukan berdasarkan sifat bentuk umum daun. Dari 7 tipe bentuk umum daun yang ada, yaitu membulat, bentuk ginjal, bentuk jantung, segitiga, hastate, berlobus, dan terbelah hanya ada 4 tipe bentuk umum daun dari 110 aksesi terbaru tersebut (Tabel III.72). 3. Konservasi lapang di Inlitbio Pacet, Cianjur, Jawa Barat. Di lokasi ini ditanam sejumlah 782 aksesi plasma nut-

fah ubi jalar yang berasal dari dataran tinggi Jayawijaya, Wamena, Irian Jaya, dataran tinggi Flores (Kabupaten Manggarai), dari Sumatera, Jawa, dan daerah lainnya, serta galur unggul Balitbiogen yang belum dilepas. Dari hasil pengamatan terhadap karakter umbi diperoleh data yang disajikan pada Tabel III.73. Dari hasil sementara karakterisasi tersebut, secara sepintas terlihat adanya variasi genetik yang tinggi dilihat dari warna kulit, warna daging, dan persentase kadar bahan kering (dry matter content) umbi pada plasma nutfah ubi jalar yang dikonservasi ini. Kadar bahan kering yang tinggi yang berkorelasi positif dengan kadar pati yang dikandung-

Tabel III.72. Bentuk umum dan warna daun plasma nutfah ubi jalar Bentuk umum daun Ginjal Jantung

Warna daun

Jumlah aksesi 3 14

Segitiga

Hastate

10

Berlobus

65

Tua

Pucuk

Hijau Hijau Hijau Hijau H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas Hijau Hijau H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas Hijau Hijau Hijau H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas H-ptl U-atas

Kuning kehijauan Hijau bertepi ungu Kuning kehijauan Hijau Kuning kehijauan Hijau Hijau bertepi daun ungu Keunguan Sebagian besar ungu Hijau Keunguan Hijau Hijau bertepi ungu Keunguan Keunguan Sebagian besar ungu Hijau Hijau tepi ungu Keunguan Hijau Hijau tepi ungu Keunguan Sebagian besar ungu ungu total

Jumlah aksesi 2 1 2 1 1 2 3 4 1 1 2 3 5 7 8 2 2 6 1 5 14 16 11 10

H-ptl U-atas: hijau pertulangan ungu pada permukaan atas

91


nya dapat dijadikan acuan untuk seleksi bahan pemuliaan atau untuk tujuan lainnya.

variasi antara 0,5-3, kg/tanaman dengan jumlah umbi antara 1-11 umbi/tanaman. Ubi-ubian Minor. Sebanyak 160 aksesi ubi-ubian minor telah direjuvenasi di Inlitbio Cikeumeuh dan di kurung kawat Balitbiogen, Bogor. Terdiri dari ubi kelapa (52 aksesi), gembili (30 aksesi), gadung (16 aksesi), garut (18 aksesi), ganyong (29 aksesi), dan suweg (15 aksesi). Dari pengamatan sifat kualitatif maupun sifat kuantitatif pada 160 aksesi ubi-ubian minor, yaitu pada sifat warna daun, warna kulit dan daging umbi, bentuk umbi maupun bobot umbi/rumpun dan jumlah umbinya diketahui bahwa terdapat keragaman yang cukup besar di dalam koleksi tersebut terutama pada koleksi ubi kelapa dan gembili.

Ubi Kayu. Telah direjuvenasi plasma nutfah ubi kayu sebanyak 550 aksesi di Inlitbio Muara. Hasil karakterisasi menunjukkan adanya keragaman pada sifat morfologi tanaman. Keragaman sifat terlihat pada warna pupus daun yang bervariasi antara warna coklat muda-tua, hijau, kombinasi hijau dan coklat, coklat kemerahan dan ungu, warna urat daun atas bawah beragam dari hijau muda, hijau, merah muda, merah dan kombinasi hijau-merah, warna pusat urat daun bervariasi antara merah muda-tua, hijau dan hijau kemerahan. Tangkai daun atas dan bawah bervariasi antara merah muda-tua, kombinasi merah dan hijau dan merah keunguan. Helai daun berwarna hijau muda-tua dan hijau kemerahan. Panjang tangkai daun bervariasi antara 7-24 cm. Jumlah lobus daun antara 5-9 lobus. Panjang lobus daun, yaitu 8-21 cm dan lebar lobus 1,2-4,7 cm. Warna kulit umbi luar bervariasi antara merah muda, merah, gading, coklat, dan kuning. Kulit umbi dalam berwarna coklat muda-tua dan gading. Sedangkan daging umbi antara putih, gading dan kuning. Berat umbi ber-

Warna daging umbi pada koleksi ubi kelapa yang dominan (65,4%) adalah putih dan pada koleksi gembili putih dan kuning muda masing-masing sebanyak +38%. Sedangkan pada koleksi garut warna daging umbi pada semua aksesi putih. Bentuk umbi pada koleksi ubi kelapa menunjukkan 6 variasi bentuk dan pada gembili ada 4 variasi bentuk. Dari pengamatan bobot umbi pada koleksi ubi kelapa dan gembili diperoleh 5 aksesi ubi kelapa dan 13 aksesi gembili hasil tinggi dengan bobot umbi/

Tabel III.73. Karakter warna kulit, daging, dan bobot kering plasma nutfah ubi jalar Kulit umbi Warna Putih Krem Kuning Oranye Cokelat Merah muda Merah Merah-ungu

92

Daging umbi

Jumlah Warna 4 114 66 37 3 68 102 87

Putih Krem Krem tua Kuning pucat Kuning tua Oranye pucat Oranye Oranye tua Ungu

Persentase bobot kering (DMC) umbi

Jumlah

Kisaran % DMC

Jumlah aksesi

20 49 76 163 61 53 18 9 1

<20 >20-25 >25-30 >30-35 >35-40 >40-45 >45-50 >50

0 8 29 107 146 91 20 4


rumpun 1000-3600 g, untuk koleksi ubi kelapa dan 1000-3100 g untuk koleksi gembili (Tabel III.74). Talas. Sebanyak 173 plasma nutfah talas dan 5 aksesi belitung telah direjuvenasi di Inlitbio Pacet. Hasil karakterisasi menunjukkan adanya keragaman pada beberapa sifat morfologi tanaman. Bentuk daun didominasi oleh bentuk segitate dengan permukaan daun yang tidak mengkilat dan warna daun hijau gelap dan kehitaman, dengan warna tepi daun antara putih, kuning, hijau, oranye, coklat, dan ungu muda, warna tulang daun beragam antara kuning, hijau, orange, coklat, ungu muda, ungu sedang. Warna petiole beragam, yaitu 1/3 bagian atas: putih, kuning, hijau, oranye, coklat, merah, ungu muda, dan ungu, 1/3 bagian tengah dan 1/3 bagian bawah bervariasi antara putih, kuning, oranye, coklat, merah, ungu muda, dan ungu. Pelapisan lilin pada tangkai daun umumnya tidak mengkilap. Panjang daun bervariasi antara 20-76 cm, lebar daun 12-60 cm, panjang tangkai daun berpelepah bervariasi antara 15-95 cm dan panjang tangkai daun total antara 30-142 cm. Tinggi tanaman bervariasi antara 51-215 cm. Karakterisasi Mutu Gizi Plasma Nutfah Tanaman Pangan Karakterisasi mutu gizi meliputi (1) kadar amilosa jagung menggunakan metode

iodokolorimetri, (2) kandungan HCN pada ubi kayu, pati ubi jalar, dan dioskorea, tanin sorgum, (3) kadar pati, (4) kadar lemak, dan (5) kadar protein kacang tanah dan kedelai. Amilosa dari 0,1 g contoh biji jagung dideteksi menggunakan pereaksi iodokalorimetri. Contoh diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm dan kadar amilosa dihitung terhadap standar kurva. HCN diekstraksi dari 100 mg contoh ubi atau daun. Kadar sianogen diukur baik secara semi kuantitatif maupun kualitatif. Sianogen yang terbentuk dari reaksi antara contoh dengan pereaksi diperangkap pada kertas pikrat. Kertas pikrat yang telah mengadung HCN dibandingkan dengan kartu standar sianogen untuk memperoleh data semi kuantitatif. Setelah HCN dilepas dari kertas pikrat dengan cara merendam kertas dalam H2O, intensitas warna larutan pikartsianogen diukur dengan spektrofotometer double beam Hitachi 150-20 pada panjang gelombang 510 mm (kuantitatif). Pati dari 0,2 g contoh tanaman dideteksi menggunakan pereaksi iodokalorimetri. Contoh diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 nm dan kadar pati dihitung terhadap standar kurva. Lemak diekstraksi (perkolasi) menggunakan dengan petroleum ether dari 2 g contoh halus tanaman. Kadar lemak diukur dan ditentukan menggunakan alat Soxhlet. Kandungan protein dianalisis mengguna-

Tabel III.74. Koleksi plasma nutfah ubi kelapa dan gembili yang berpotensi hasil Jenis Ubi kelapa Gembili

Kisaran bobot umbi/rumpun (g) Jumlah aksesi No. registrasi 1000-3600 1000-3100

5 13

559, 630, 631, 632, 695 355, 493, 506, 526, 533, 562, 567, 571a, 609, 610, 665, 692, 693

93


kan metode Kyeldhal. Contoh tanaman yang digunakan untuk analisis berupa 0,2 g contoh halus. Amilosa. Kandungan amilosa dari 100 aksesi padi berkisar antara 10,96-30,64%. Ada 4 aksesi padi yang memiliki kandungan amilosa rendah (10-19%), yaitu Gembira Kuning (10,96%), padi kuning (10,96%), padi Rabig (14,00%), Merah May (17,67%), dan Sata Asa (18,90%). Aksesi yang memiliki kandungan amilosa sedang (20-25%) sebanyak 37 aksesi, sedangkan yang memiliki kandungan amilosa tinggi (26,0030,64%) sebanyak 59 aksesi. Apabila kadar amilosa sekitar 23% merupakan batas rasa nasi enak dan sedang maka aksesi yang memiliki sifat ini, yaitu Bali Mayangan (23,70%), Kerawang (23,60%), Gasal (23,80%), Condang (23,50%), dan Terong (23,11%). Dari hasil analisis kandungan amilosa pada jagung sebanyak 50 aksesi diperoleh nilai kisaran kandungan amilosa, antara 13,85-33,997%. Diperoleh 49 aksesi plasma nutfah jenis jagung ketan yang mempunyai kadar amilosa di atas 28% dan satu aksesi yang mempunyai kadar amilosa rendah 13,85%, yaitu H159. Lemak dan Protein. Hasil analisis kadar lemak pada kedelai bervariasi dengan nilai kisaran antara (13,78-22,63%). Aksesi yang mempunyai kadar lemak tertinggi (22,63%), yaitu aksesi 16 BB, sedangkan terendah (13,78%) aksesi 30/20-2-94. Hasil analisis kandungan lemak pada kacang tanah mempunyai nilai kisaran 27,25-40,27%. Aksesi yang mempunyai kandungan lemak rendah (di bawah 30%) di antaranya, yaitu AH1930 Si (27,25%), AH 1905 Si (28,20%),

94

MLG 7549 (29,34%), dan AH 1919 Si (29,53%). Variasi kadar protein kedelai berada di antara 30,63-45,71%. Kadar protein tertinggi di atas 40% ditemukan pada aksesi 317/882 (40,35%), Lumajang Bewok, Improved Pelican No. 712 Si, masing-masing sebesar 40,11%, 317/882, dan MLG2628 (41,08%), Clark (41,57%), MLG-2995 (45,71%). Variasi kadar protein pada kacang tanah berkisar antara 23,89-45,94%. Aksesi kacang tanah yang memiliki kandungan protein tinggi (di atas 40%), yaitu AH1952 Si (43,15%), AH1968 Si (45,94%), dan yang memiliki kandungan protein di bawah 25%, yaitu AH2005 Si (23,89%). Hasil analisis protein pada 40 aksesi ubi jalar yang mempunyai kandungan protein di bawah 5%, yaitu G-25 (3,36%), Kahe (4,71%), Merauke (4,77%), Kentang (4,99%), dan yang mempunyai kandungan protein tertinggi, yaitu Suekul 12,34%, sedangkan untuk aksesi lainnya di bawah 10%, nilai kisaran pada ubi jalar antara 3,36-12,34%. Pati. Dari 50 aksesi ubi kayu yang dianalisis kandungan patinya diperoleh hasil pengamatan antara 40,70-75,44%. Aksesi yang mempunyai kandungan pati tinggi (di atas 70%), yaitu Singkong Mentega (70,02%), Singkong Roti-17 (70,19%), Dankdier Ketan (70,81%), Dankdier Parelek2(71,69%), Sampeu Roti-19 (72,23%), Londo Ireng-2(71,71%), Dankdier Cangkudu (75,44%). Hasil analisis kandungan pati pada 25 aksesi ubi jalar mempunyai nilai kisaran 61,14-77,91% di mana aksesi yang mempunyai kandungan pati tinggi (di atas 70%), yaitu Ima-13 (76,46%), Ubi Maraya-9


(76,46%), Ima-5 (76,10%), dan yang tertinggi aksesi Ima-18 (77,91%). Hasil analisis kandungan pati pada 25 aksesi Dioscorea mempunyai nilai kisaran antara 33,6857,88%. HCN dan Tanin. Hasil analisis kandungan HCN pada umbi ubi kayu dari 50 aksesi diperoleh nilai kisaran antara 1,2750,01 ppm di mana varietas yang mempunyai kandungan HCN pada umbi terendah, yaitu Sampeu Putih (1,27 ppm), Singkong Mentega (1,82 ppm) dan yang tertinggi, yaitu varietas GM-3 yang mempunyai kandungan HCN 50,01 ppm. Hasil analisis kandungan tanin pada 30 aksesi plasma nutfah sorgum menunjukkan keragaman yang bervariasi antara 0,061,97%. Aksesi yang mempunyai kandungan tanin di bawah 1% didapat 29 aksesi dan 1 aksesi yang mempunyai tanin di atas 1%, yaitu varietas Selayer-2 (1,97%). Analisis kandungan gizi/kimia disajikan pada Tabel III.75.

Pengembangan Pangkalan Data (Database) Plasma Nutfah Tanaman Pangan Sistem pangkalan data bank gen yang dikembangkan meliputi data paspor, data tanaman yang telah dikarakterisasi pada penelitian sebelumnya, data perbenihan, dan penyimpanan plasma nutfah. Bentuk informasi yang dihasilkan adalah dapat mencari genotipe dengan karakter tertentu serta memonitor kondisi benih plasma nutfah yang ada. Kegiatan pengembangan sistem database meliputi (a) pengumpulan data plasma nutfah tanaman pangan. Kegiatan pengumpulan pangkalan data terdiri dari transkripsi data, progamming, data entry, dan validasi data. Transkripsi data dilakukan dengan memperhatikan panjang field (digit) baik data yang bersifat numeric maupun character. Data yang telah dientry dan divalidasi dengan progam yang telah disusun lalu direkam dalam hard disk. (b) Pengembangan software. Software yang digunakan untuk menunjang pengembangan sistem database adalah Gene Bank Management System (GMS) dan atau dBase IV. Progam disusun untuk mengha-

Tabel III.75. Karakter mutu gizi plasma nutfah tanaman pangan Tanaman

Mutu gizi

Nilai kisaran

Padi Jagung Sorgum Kedelai Kedelai Kacang tanah Kacang tanah Ubi jalar Ubi kayu Dioscorea Ubi kayu Ubi jalar

Amilosa Amilosa Tanin Protein Lemak Protein Lemak Pati Pati Pati HCN Protein

10,96-30,64% 13,85-33,97% 0,06-1,97% 30,63-45,71% 13,78-22,63% 23,89-45,935% 27,25-40,27% 61,14-77,91% 40,70-75,44% 33,68-57,88% 1,27-50,01 ppm 3,366-12,34%

95


silkan informasi yang cepat dan tepat. Untuk pertukaran informasi antar lembaga di dalam dan luar negeri maka data yang disimpan dengan sofware dBase dapat ditransfer ke dalam software Genebank Management System (GMS) yang sedang dikembangkan oleh IBPG. Dokumentasi Data Karakteristik Plasma Nutfah Tanaman Pangan. Penambahan data berlangsung secara bertahap seiring dengan dihasilkannya data dari hasil kegiatan eksplorasi, karakterisasi, dan evaluasi. Selama beberapa waktu terakhir, kegiatan eksplorasi sudah tidak dilakukan lagi secara intensif, kecuali pada komoditas ubi jalar yang dilakukan dalam rangka penelitian kerja sama dengan Jepang. De-

ngan demikian, sebagian besar penambahan data baru dihasilkan dari kegiatan karakterisasi dan evaluasi yang merupakan kegiatan rutin tahunan. Perubahan volume data terjadi baik berupa penambahan record (aksesi) baru, pembaharuan (update) data maupun koreksi melalui verifikasi dan validasi data. Jumlah aksesi plasma nutfah tanaman pangan tahun 2003 disajikan pada Tabel III.76. Sampai dengan Januari 2004, database plasma nutfah tanaman pangan telah menampung sejumlah 8.382 record yang meliputi 3.653 aksesi padi (41 deskriptor), 705 aksesi jagung (29 deskriptor), 174 aksesi sorgum (22 deskriptor), 771 aksesi kedelai (28 deskriptor), 270 aksesi kacang tanah

Tabel III.76. Jumlah aksesi plasma nutfah tanaman pangan tahun 2003 Komoditas Padi Jagung Sorgum Kedelai Kacang tanah Kacang hijau Ubi kayu Ubi jalar Kacang-kacangan minor: a. Kacang tunggak (Vigna unguiculata) b. Kacang gude (Cajanus cajan) c. Kacang komak d. Kacang koro e. Kacang Bogor (Vigna subterranea) Ubi-ubian minor: a. Talas (Colocasia esculenta (L.)) b. Belitung c. Ubi kelapa (Dioscorea alata (L.)) d. Gembili (Dioscorea esculenta (L.)) e. Gadung (Dioscorea hispida (Dent.)) f. Garut (patat) (Maranta arundinacea (L.)) g. Ganyong (Canna edulis (Ker.)) h. Suweg (Amorphophalus campanulatus) Padi liar Total

96

Jumlah aksesi Dalam bank gen

Dalam database

3.801 800 200 900 1.194 1.024 434 1.506 (141) 112 10 10 7 2 (424) 170 70 64 35 16 17 49 13 93

3.653 705 174 771 270 1024 434 998

Belum dientry Belum dientry 64 35 Belum dientry Belum dientry 49 Belum dientry 93

10.517

8.382

112 Belum dientry Belum dientry Belum dientry Belum dientry


(19 deskriptor), 1024 aksesi kacang hijau (20 deskriptor), 434 aksesi ubi kayu (23 deskriptor), 998 aksesi ubi jalar (35 deskriptor), 112 aksesi kacang tunggak (22 deskriptor), 64 aksesi ubi kelapa (5 deskriptor), 35 aksesi gembili (5 deskriptor), 49 aksesi ganyong (5 deskriptor), dan 93 aksesi padi liar (5 deskriptor). Ubi-ubian minor yang meliputi ubi kelapa (Discorea alata), gembili (D. esculenta), dan ganyong (Canna edulis) serta padi liar merupakan komoditas baru yang masuk dalam database pada kegiatan tahun 2003. Kegiatan karakterisasi dan evaluasi belum dilakukan pada komoditas ubi-ubian minor sehingga data yang didokumentasikan baru berupa data paspor. Perincian jumlah aksesi dari masing-masing komoditas beserta jumlah karakter yang telah berhasil dientry dalam database disajikan dalam Tabel III.77. Selama tahun 2003 telah terjadi penambahan volume data sebanyak 416

aksesi baru (89 aksesi padi, 86 aksesi ubi jalar, 64 aksesi ubi kelapa, 35 aksesi gembili, 49 aksesi ganyong, dan 93 aksesi padi liar). Koreksi (validasi) data juga telah dilakukan pada semua komoditas dan dihasilkan pengurangan data sebanyak 23 record yang meliputi 5 record pada kacang hijau (dari 1029 menjadi 1024) dan 18 record pada kacang tunggak (dari 130 menjadi 112). Data plasma nutfah tanaman pangan yang telah disimpan dalam database pada kegiatan tahun 2003 meliputi padi (data paspor, karakterisasi, dan evaluasi), jagung (data paspor dan karakterisasi), sorgum (data paspor dan karakterisasi), kedelai (data paspor, karakterisasi, dan evaluasi), kacang tanah (data paspor dan karakterisasi), kacang hijau (data paspor dan karakterisasi), ubi kayu (data paspor, karakterisasi, dan evaluasi), ubi jalar (data paspor, karakterisasi, dan evaluasi), kacangkacangan minor (data paspor dan karakterisasi), ubi-ubian minor (data paspor dan

Tabel III.77. Perkembangan pengelolaan database plasma nutfah tanaman pangan tahun 2001-2003 Jumlah entry data Komoditas Padi Jagung Sorgum Kedelai Kacang tanah Kacang hijau Ubi kayu Ubi jalar Kacang minor: Kacang tunggak Ubi-ubian minor: Ubi kelapa Gembili Ganyong Padi liar

Tahun 2001

Tahun 2002

Tahun 2003

Aksesi

Deskriptor

Aksesi

Deskriptor

Aksesi

Deskriptor

3258 705 174 771 165 1029 110 912

41 29 22 28 6 20 23 35

3563 705 174 771 270 1029 434 912

41 29 22 28 19 20 23 35

3653 705 174 771 270 1024 434 998

41 29 22 28 19 20 23 35

-

-

130

22

112

22

-

-

-

-

64 35 49 93

-

97


karakterisasi), dan padi liar (data paspor dan karakterisasi). Pengembangan Sistem Database Plasma Nutfah Tanaman Pangan. Data plasma nutfah tanaman pangan selanjutnya disusun dalam bentuk Katalog Plasma Nutfah Tanaman Pangan, yang setiap tahun akan selalu disusun dan diperbaharui seiring dengan status pengelolaan database saat itu. Katalog ini memuat informasi mengenai data paspor, data karakterisasi serta data evaluasi. Format penyusunan katalog tidak mengalami perubahan sebagaimana katalog tahun sebelumnya. Dalam hal ini, nama varietas/galur/kultivar disusun menurut urutan abjad (sorting ascending) untuk memudahkan pengguna dalam menelusuri informasi dari suatu varietas tertentu. Diharapkan katalog tersebut dapat dimanfaatkan oleh pengguna baik internal maupun eksternal. Guna lebih memudahkan dalam pengelolaan data, maka sejak beberapa

tahun terakhir telah disusun pula sistem database plasma nutfah tanaman pangan berbasis Microsoft Access. Database plasma nutfah tanaman pangan yang ada saat ini merupakan database generasi IV semenjak pertama kali dilakukan komputerisasi data pada tahun 1996. Penambahan serta pengembangan progam aplikasi database plasma nutfah tanaman pangan terus dilakukan guna meningkatkan kinerja sistem database yang ada. Dengan adanya sistem database ini, terbukti kegiatan entry data, validasi data, akses data, monitoring data serta pertukaran data dapat dilakukan secara lebih mudah, cepat, dan akurat. Dari menu utama (Gambar III.21), akses data pada komoditas tertentu dapat dilakukan dengan memilih nama komoditas yang bersangkutan. Menu untuk akses data dilengkapi dengan filter untuk mencari data menurut kriteria tertentu. Di samping itu, dilengkapi pula dengan fasilitas report untuk keperluan pencetakan data hasil pencarian serta katalog untuk ke-

Gambar III.21. Menu utama database plasma nutfah tanaman pangan

98


perluan monitoring database.

status

pengelolaan

Untuk memudahkan serta lebih meningkatkan aksesibilitas data dan informasi plasma nutfah tanaman pangan, maka telah dilakukan perekaman progam installer ke dalam CD (compact disc). Progam installer tersebut dikemas dalam bentuk Katalog Data Paspor Plasma Nutfah Tanaman Pangan yang berisi mengenai informasi data paspor dari keseluruhan komoditas plasma nutfah tanaman pangan yang dikoleksi di Balitbiogen, serta gambaran status kegiatan karakterisasi, evaluasi serta pemanfaatan sumber-sumber gen dalam plasma nutfah bagi kegiatan pemuliaan tanaman. Diharapkan bahwa program installer tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber informasi oleh para pengguna yang memerlukannya. Saat ini, sedang dilakukan pula pengembangan sistem jaringan informasi berbasis network bagi para pengguna melalui jaringan internet. Evaluasi Toleransi Plasma Nutfah Padi, Jagung, dan Kedelai terhadap Lahan Bermasalah (Tanah Masam/Al, Keracunan Besi, dan Pemupukan Rendah) Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Padi, Jagung, dan Kedelai terhadap Lahan Masam (Al) Padi. Penelitian dilaksanakan di Tamanbogo pada TA 2003. Sebagai perlakuan adalah (a) kejenuhan Al 60% untuk padi dan jagung dan (b) kejenuhan Al 40% untuk kedelai. Pada penelitian ini digunakan pembanding Singkarak (rentan) dan

Hawara Bunar (tahan), ditanam setiap 25 baris, luas plot 1 m x 2 m (4 baris, jarak tanam 0,25 m x 20 m). Rancangan Acak Kelompok dengan 3 ulangan. Dosis pemupukan adalah 200 kg urea + 100 kg TSP dan 100 kg KCl/ha. Cara pemberian pupuk adalah 1/3 urea, TSP dan KCl diberikan sebagai pupuk dasar dan 2/3 dosis pupuk urea diberikan pada umur 4 dan 7 minggu setelah transplanting/tanam. Skor toleransi terhadap Al pada umur 2 bulan (pada fase vegetatif), fase berbunga, dan menjelang panen (fase generatif). Skoring berdasarkan standar pengamatan untuk padi. Dari 200 aksesi plasma nutfah padi menunjukkan bahwa penampilan tanaman pada umumnya masih baik, karena nilai ketahanan tinggi, yaitu skor 1-3. Hanya 25 aksesi menunjukkan skor 5 dan 4 aksesi skor 7, sisanya menunjukkan skor 1 dan 3. Sejumlah 24 aksesi padi bereaksi sangat toleran (skor 1) terhadap keracunan Aluminium di IP Tamanbogo, MH 2003 (Tabel III.78). Jagung. Pada penelitian ini digunakan pembanding Arjuna dan Antasena ditanam setiap 25 aksesi, luas plot 1 m x 3 m (2 baris), jarak tanam 0,50 m x 0,2 m. Dosis pemupukan adalah 300 kg urea, 200 kg TSP, dan 50 kg KCl/ha. Pemberian pupuk adalah 1/3 urea, TSP dan KCl sebagai pupuk dasar dan 2/3 dosis pupuk urea diberikan pada umur 28 hari. Skoring tingkat toleran terhadap Al pada umur 1 bulan dan saat berbunga. Pengamatan dilakukan atas penampilan tanaman pada saat 95% rambut tongkol kering dan bobot kupasan basah (kg/petak).

99


Tabel III. 78. Plasma nutfah padi dengan reaksi sangat toleran (skor 1) terhadap keracunan aluminium, Tamanbogo, MH 2003 No. registrasi

Varietas

No. registrasi

Varietas

11718 12105 12307 12394 12464 12493 12513 12555 12605 12664 12861 12987 12992

Gogol PN 1 Abang Deli Deli Cempo Wulut Lenggang Cempo Kidang Si Pukau Cicih Ijo Bading Palao Bantanan Beton Putih Gaca

13217 13222 14657 14716 14758 15022 15148 15245 21165 21185 21295 Kontrol peka Kontrol tahan

Ramces Kuntu Ameh Ketupat Padi Hungkai Terong Marica Manbata Mentri IR54 Padi kuning Angke IR64 (7-9) Hawara Bunar (1)

Jumlah yang diuji 250 aksesi, 3 ulangan. Skor 1-3 = toleran, 5 = sedang, 7-9 = peka

Dari 100 aksesi jagung yang diuji terhadap lahan masam/keracunan Al, satu aksesi mati, yaitu lokal NTB (No. reg. 3277), dan dari 99 aksesi diperoleh 9 aksesi sedang-toleran termasuk Antasena (sebagai kontrol toleran), sedangkan sebagai varietas baku peka adalah varietas Arjuna (skor 3,3). Arjuna ditanam sebagai tanaman border, tidak dimasukkan sebagai varietas uji, sedangkan varietas baku peka yang dimasukkan sebagai varietas uji adalah Navin (skor 4,5). Varietas J. Toyo mempunyai umur berbunga jantan terpendek, sedangkan Punu Bolang (2020) mempunyai bunga jantan terpanjang. Demikian halnya untuk umur berbunga betina, J. Toyo terpendek (66,3 hari) dan Punu Bolang 75 hari (terpanjang). Untuk sifat tinggi tanaman Ikene 8149 terpendek, sedangkan Punu Bolang tertinggi (135,1 cm) (Tabel III.79). Tabel III.80 menunjukkan bahwa dari sembilan aksesi yang toleran-sedang diperoleh kisaran beberapa karakter jumlah tanaman panen 35 (Reg. 3698) sampai 54,3

100

(Reg. 3330); jumlah tanaman steril (%) 23,8 (IESCN#1)-51,0 (Reg. 2020); tongkol normal (%) 12,0 (Reg. 2020)-52,2 (IESCN#1); hasil biji kering (g) 44,0 (Reg. 2020)-344,0 (galur inbred GM 15). Galur inbrida GM15 mempunyai hasil biji kering tertinggi, yaitu 344,8 (1) diikuti dengan galur GM 27 (322,5 g/2) IESCN#1 (314,5 g/3), GM-25 (270,7 g/4); J. Toyo (172,8 g/5), Antasena (154,5 g/6), Improved Tiniquib (145,7 g/7), Ikene 8149 (130,2 g/8), dan Punu Bolang (44,0 g/9) sedangkan varietas Navin sebagai varietas baku peka, tidak menghasilkan biji. Kedelai. Luas plot 1 m x 3 m (2 baris), jarak tanam 50 cm x 20 cm, Rancangan Acak Kelompok 2 ulangan, pembanding tahan varietas Slamet dan pembanding peka No. 3804 (kedelai). Dosis pemupukan adalah 50 kg urea, 25 kg TSP, dan 60 kg KCl/ha diberikan bersama-sama pada waktu tanam, secara larikan di samping lubang biji. Pengamatan dilakukan atas skoring toleransi terhadap Al dan hasil dan komponen hasil/tanaman.


Tabel III.79. Aksesi jagung toleran terhadap keracunan Al, Tamanbogo, MH 2003 Sifat-sifat agronomi Nama aksesi

J. Toyo Punu Bolang Improved Tiniquib IESCN#1 GM-15 GM-27 GM-25 Ikene 8149 Antasena (toleran) Navin (peka) Arjuna (kontrol peka)*)

No. registrasi

Skor Al (1-5)

1988 2020 3330 -

Umur berbunga (hari) Betina

Tanaman

Tongkol

53,0 63,3 58,0 57,3 60,7 59,0 59,0 59,0 60,7 71,0 -

66,3 75,0 70,0 71,3 71,3 71,3 71,2 70,7 71,3 78,0 -

102,1 135,1 116,5 120,7 118,1 115,1 114,6 99,8 112,9 67,3 -

42,9 51,6 51,9 51,6 55,5 45,7 53,7 42,7 46,7 27,3 -

2,5 2,5 2,3 2,0 2,0 2,0 2,5 2,3 2,3 4,5 3,3

3698 3474 -

Tinggi (cm)

Jantan

Jumlah yang diuji 100 aksesi, 3 ulangan. Skor 1 = sangat toleran, 2 = toleran, 3 = sedang, 4 = peka, 5 = sangat peka, *) tidak ditanam secara stripe plot memanjang (satu baris) tidak diamati Tabel III.80. Hasil dan komponen hasil dari plasma nutfah jagung dengan reaksi toleran-sedang terhadap keracunan aluminium, Tamanbogo, MH 2003 Nama aksesi J. Toyo Punu Bolang Improved Tiniquib IESCN#1 GM-15 GM-27 GM-25 Ikene 8149 Antasena (toleran) Navin (peka)

No. registrasi 1988 2020 3330 3698 3474

Jumlah tanaman panen

Jumlah tanaman steril (%)

Tongkol normal (%)

Bobot kupasan basah (kg)

Hasil biji kering (g)

Rangking

45,7 36,3 54,3 39,7 44,0 52,3 35,7 42,0 35,0 23,1

35,4 51,0 31,2 23,8 24,8 26,3 34,5 49,1 47,3 67,9

47,2 12,0 30,7 52,2 38,4 41,1 36,1 28,0 30,7 0

283,0 205,0 414,3 675,7 619,3 1041,7 513,3 323,3 374,3 -

172,8 44,0 145,7 314,5 344,8 322,5 270,7 130,2 154,5 -

5 9 7 3 1 2 4 8 6 -

Sebanyak 100 aksesi plasma nutfah kedelai hasil pengujian tiga ulangan menunjukkan ada tiga aksesi (B1312, B857, dan B3801) yang tergolong toleran, yakni tidak memperlihatkan gejala atau memperlihatkan gejala keracunan Al paling rendah (skor 0 atau mendekati 1). Secara keseluruhan pertumbuhan tanaman kurang baik karena pada awal pertumbuhan curah hujan tinggi, kemungkinan benih/kecambah terendam, sehingga banyak kecambah ta-

naman yang mati dan persentase tanaman yang tumbuh jadi rendah. Data hasil dan komponen hasil disajikan dalam Tabel III.81. Dari Tabel III.81 terlihat ketiga nomor tersebut pada masa panen tidak menghasilkan biji. Semua polong yang dipanen hampa karena tanaman tergenang selama pertumbuhan dan pada saat panen (Januari) curah hujan sangat tinggi (545,6 mm) sehingga menghambat prosesing.

101


Tabel III.81. Beberapa sifat kedelai yang toleran terhadap keracunan aluminium, Tamanbogo, Lampung, MH 2003 No. registrasi B 857 B 1312 B 3801

Umur 50% Tinggi tanaman Jumlah buku Jumlah cabang Jumlah polong Keterangan berbunga (HST) panen (cm) 41 50 41

41,3 27,8 21,0

Evaluasi Plasma Nutfah Padi terhadap Keracunan Besi (Fe) Penelitian dilaksanakan di Tamanbogo pada MH 2003. Sebanyak 200 aksesi plasma nutfah padi diuji dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok diulang 3 kali, ukuran plot 1 m x 3 m. Bibit berumur 21-25 hari ditanam dengan jarak 20 cm x 20 cm, 3 bibit per rumpun, ditanam dalam barisan memanjang petak percobaan, setiap 25 aksesi ditanam sebaris varietas peka IR64 dan varietas tahan Mahsuri. Pupuk urea sebanyak 120 kg/ha diberikan tiga tahap, masing-masing 1/3 pada waktu tanam, umur 4 minggu, dan umur 7 minggu setelah tanam dan pupuk TSP sebanyak 60 kg/ha diberikan pada saat tanam. Gejala keracunan Fe diamati pada umur 4 dan 8 minggu setelah tanam dengan nilai skor menggunakan metode SES. Hasil evaluasi 200 nomor varietas koleksi plasma nutfah padi terhadap keracunan Fe telah diperoleh. Pengamatan keracunan Fe dilakukan pada saat tanaman berumur 4 dan 8 minggu setelah tanam. Hasil pengamatan menunjukkan 51 varietas toleran terhadap keracunan Fe dengan skor 3-5. Sedangkan sisanya dikategorikan peka hingga sangat peka dengan skor 7 hingga 9, sebagai pembanding (cek) peka digunakan IR64 yang memiliki skor 7 hingga 9 sedangkan cek tahan digunakan varie-

102

14 12 10

2 2 2

27 22 15

Polong hampa Polong hampa Polong hampa

tas Mahsuri yang memiliki skor 1 hingga 5. Di antara 51 varietas tahan, 15 varietas di antaranya memiliki skor 3, yaitu Humbang, Humbang Kencana, Lema, Humbang Topan, Soder, Ramos Merah, Pulut Putih, Padi Burung, Olan, Nalu Meran, Rebo, Sri Gudang, 150 Padi Gembira, Pance, dan Pandan. Dari semua koleksi yang diuji terdapat 13 nomor yang benihnya tidak tumbuh, sehingga hanya 187 nomor yang diuji. Pada saat pengamatan terdapat 11 nomor yang berbunga (+72 hari). Koleksi yang diuji banyak yang berasal dari padi lokal yang berumur lama, sehingga data yang dapat kami laporkan cukup hingga skor toleransinya terhadap keracunan Fe. Koleksi Plasma nutfah padi terpilih (15 nomor) yang toleran dengan skor 3. Evaluasi Plasma Nutfah Jagung terhadap Pemupukan Rendah Sebanyak 300 aksesi (varietas lokal) plasma nutfah jagung dievaluasi toleransinya terhadap pemupukan rendah di Inlitbio Cikeumeuh, Bogor dengan menggunakan Rancangan Augmented (60 aksesi plasma nutfah berumur sedang (85-90 hari) berasal dari Nusa Tenggara (NTT dan NTB) serta Sulawesi). Jarak tanam yang digunakan adalah 75 cm x 20 cm dengan 1 tanaman/ lubang. Empat varietas digunakan sebagai perlakuan kontrol (Bisma, Arjuna, Kalingga,


Semar) yang diulang dalam 4 kali. Evaluasi dilakukan pada 3 taraf pemupukan, yaitu (1) pupuk dosis tinggi (300 kg urea, 200 kg SP36, dan 100 kg KCl/ha), (2) pupuk dosis sedang (150 kg urea dan 100 kg SP36)/ha, dan (3) pupuk dosis rendah (50 kg urea)/ ha. Pengamatan yang dilakukan adalah klorofil pada daun tongkol dengan Minolta SPAD-502 pada saat pengisian biji; jumlah daun hijau saat panen (green stay); jumlah daun senescence saat pengisian biji (2 minggu setelah silking); jumlah daun di atas tongkol; bobot 200 butir; bobot biji tiap tanaman, dan anthesis silking interval (ASI). Berdasarkan evaluasi terhadap bobot biji jagung, dari 300 plasma nutfah (famili), diperoleh 14 aksesi menunjukkan hasil terbaik pada kondisi pupuk rendah (Tabel III.82). Plasma nutfah tersebut memiliki karakter umur panen sekitar 94 hari, umur berbunga jantan 53-59 hari, umur berbunga betina 55-64 hari, dan memiliki daun hijau setelah panen (green stay) 5-7 helai (Tabel III.82). Aksesi yang terpilih ini dapat diguna-

kan sebagai bahan rekombinasi untuk menghasilkan galur atau varietas toleran pupuk rendah. Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Padi terhadap Penyakit Hawar Daun Bakteri Grup IV dan VIII Penelitian dilakukan di rumah kaca, 150 galur padi diuji ketahanannya terhadap HDB grup IV dan VIII. Pertanaman disusun dan ditanam pada ember plastik yang diisi tanah sebanyak 10 kg secara pedigree dengan dua ulangan. Dosis pemupukan 2 g urea + 0,6 g TSP + 0,6 g KCl/pot. Sepertiga dosis urea, seluruh dosis TSP dan KCl diberikan pada waktu tanam. Dua per tiga dosis pupuk urea diberikan kembali pada umur 4 dan 7 minggu. Jarak tanam 25 cm x 25 cm dan ditanam 1 bibit per rumpun. Setelah tanaman berumur 60 hari diinokulasi dengan inokulum HDB dengan metode pengguntingan. Pengamatan dilakukan 21 hari setelah inokulasi dengan mengukur panjang daun yang terkena serangan penyakit. Skoring dilakukan berdasarkan SES.

Tabel III.82. Karakter biji plasma nutfah jagung pada kondisi pupuk rendah Aksesi

Umur berbunga jantan (hari)

Umur berbunga betina (hari)

Bobot 200 biji (g)

Klorofil (SPAD)

Tinggi tanaman (cm)

Bis-36 Bis-55 Bis-56 Bis-84 Bis-86 Bis-90 Bis-95 Bis-109 Bis-137 Bis-142 Bis-143 Bis-172 Bis-175 Bis-226

57,7 55,3 56,0 54,7 56,3 53,3 56,0 58,3 57,7 58,0 59,0 58,3 58,0 58,3

58,3 59,0 61,7 59,0 60,3 55,7 58,3 60,3 62,3 61,7 63,0 62,0 61,7 64,0

47,7 56,9 57,5 56,3 55,7 48,9 57,7 60,3 63,0 60,7 53,9 57,9 60,7 58,4

38,4 40,5 36,8 34,4 33,4 38,8 38,3 35,9 43,4 34,4 45,5 39,8 33,1 29,3

170,9 178,9 193,5 174,7 163,9 169,6 202,3 189,9 184,8 175,4 193,1 184,7 190,7 181,1

103


Hasil-hasil pengamatan adalah dari 150 varietas yang diuji diperoleh 13 varietas dengan reaksi agak tahan terhadap kelompok IV (skor 3), 54 skor 5, 47 skor 7, 36 skor 9, dan tidak satupun bereaksi sangat tahan; sedangkan terhadap kelompok VIII, 1 varietas skor 3, 37 skor 5, 61 skor 7, dan 51 skor 9. Ketigabelas varietas tersebut adalah Sata Asa, Kangkungan Putih, Koneng Gundil, Cinta Wati, Deli, Rondo Gedong, Dewi, Pakal Putih, Gogo, Balayan, Cempo Kidang, Tombol, dan Si Narichi. Dari 13 varietas dengan skor 3 pada kelompok IV, hanya satu yang bereaksi sama skor 3 pada kelompok VIII, lainnya bereaksi sedang dan agak peka, yaitu Rondo Gedong. Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Padi terhadap Penyakit Blas Seratus lima puluh varietas/galur diuji ketahannya terhadap penyakit blas di Sukabumi pada MH 2003. Pertanaman disusun dalam Rancangan Acak Kelompok dengan 3 ulangan dalam petakan berukuran 2 m x 0,5 m. Jarak tanam 25 cm x 25 cm dan ditanam 1 bibit per rumpun. Dosis pemupukan 200 kg urea + 100 kg TSP + 100 kg KCl/ha, diberikan dalam 3 tahap, 1/3 dosis pupuk urea, seluruh dosis TSP dan KCl pada waktu tanam dan 1/3 dosis pupuk urea diberikan pada umur 4 minggu dan 1/3 sisanya pada umur 7 minggu setelah transplanting. Evaluasi ketahanan terhadap penyakit blas daun dilakukan pada tanaman berumur 5 dan 7 minggu setelah tanam, dan blas leher setelah tanaman berbunga (100 hari). Skoring dilakukan berdasarkan standar penilaian padi (SES).

104

Sebanyak 150 aksesi plasma nutfah padi telah dievaluasi ketahanannya terhadap penyakit blas di Sukabumi. Dari hasil pengujian diperoleh 84 aksesi yang tahan terhadap penyakit blas (skor 1-3), 36 aksesi dengan tingkat ketahanan sedang (skor 5) dan 30 aksesi rentan (skor 7-9). Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Jagung terhadap Penyakit Bulai (Pheronosclerospora maydis) Penelitian dilaksanakan di Inlitbio Cikeumeuh pada MH 2003 menggunakan 100 varietas/aksesi plasma nutfah jagung, sebagai pembanding menggunakan varietas tahan Parikesit dan varietas peka Antasena. Varietas pembanding ditanam pada setiap 25 varietas yang diuji. Jarak tanam 50 cm x 20 cm. Tiap varietas ditanam sepanjang 5 m (dalam 2 baris) dengan 2 biji/ lubang tanam, tanpa penjarangan. Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok dengan 3 ulangan. Pupuk urea diberikan pada saat tanam dengan dosis 100 kg + 200 kg TSP + 50 kg KCl/ha secara tugal. Pemupukan kedua, sebanyak 200 kg urea diberikan pada umur 28 HST. Untuk meningkatkan inokulum patogen, 3 minggu sebelum pengujian ditanam varietas peka sebanyak 2 baris di sekeliling petak percobaan. Apabila sumber telah terserang 70-80%, maka varietas yang diuji ditanam. Empat hari setelah tanaman yang diuji tumbuh, diinokulasi buatan dengan suspensi spora. Sejumlah 100 aksesi plasma nutfah jagung telah dievaluasi (diuji) ketahanannya terhadap penyakit bulai di Inlitbio Cikeumeuh pada MH 2003. Di antara 100 aksesi


plasma nutfah jagung tersebut terdapat 23 aksesi merupakan galur inbrida yang telah diperbaiki ketahanannya terhadap penyakit bulai dengan melakukan selfing terhadap individu yang tahan pada saat dilakukan skrining terhadap penyakit bulai. Sejumlah 77 aksesi lain terdiri dari varietas lokal, introduksi, dan varietas unggul. Rancangan yang digunakan adalah Acak Kelompok dengan tiga ulangan. Pengamatan terhadap penyakit dilakukan pada umur 3, 4, dan 5 minggu setelah tanam (MST). Berdasarkan perbedaan sifat ketahanan terhadap penyakit bulai, maka dari 100 aksesi yang telah diuji dapat diklasifikasikan menjadi lima kelompok, yaitu (1) sejumlah 33 aksesi sangat tahan dengan persentase serangan penyakit bulai 0-5%, (2) sejumlah 24 aksesi tahan (>5-10%), (3) sejumlah 30 aksesi agak rentan (>10-25%), (4) sejumlah 12 aksesi rentan (>25-50%), dan (5) satu aksesi sangat rentan (>50%). Sebagai varietas baku tahan (Bisma) dengan serangan 1,27%, sedangkan sebagai varietas baku rentan (Antasena) terserang 45,02%. Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Padi terhadap Hama Wereng Coklat (Nilaparvata lugen Stall.) Penelitian dilakukan di rumah kaca. Sejumlah 300 aksesi plasma nutfah padi per musim diuji ketahanannya terhadap wereng coklat dengan menggunakan serangga uji wereng coklat populasi IR42 dan IR64. Metode pengujian yang digunakan adalah kotak kecambah. Galur padi ditanam dalam bak pesemaian (70 cm x 45 cm x 10 cm). Tiap galur padi ditanam dalam

satu baris yang terdiri dari 10-15 tanaman. Jarak antar baris 5 cm. Setelah bibit berumur 7 hari, diinfestasi dengan nimfa wereng coklat instar 2-3 sebanyak 4 ekor/tanaman. Evaluasi tingkat ketahanannya dilakukan setelah tanaman cek rentan/peka mati. Tanaman cek rentan untuk WCk populasi IR42 dan IR64 berturut-turut adalah IR42 dan IR64. Sedangkan untuk cek tahan berturut-turut adalah Rathu Heenati dan PTB33. Sejumlah 300 aksesi plasma nutfah padi yang diuji tingkat ketahanannya terhadap WCk populasi IR42 atau biotipe SU dengan metode seedling test menunjukkan respon tingkat ketahanan yang bervariasi. Respon yang paling dominan adalah agak peka 127 aksesi (42,3%) kemudian diikuti agak tahan 90 aksesi (30%), peka 80 aksesi (26,7%), dan tahan 3 aksesi (1%). Aksesi plasma nutfah padi yang tergolong tahan dengan nilai skor 3 adalah varietas Sintanur (No. reg. 21152), Cimelati (No. reg. 21153), dan IR32 (No. reg. 21164) (Tabel III.83). Sedangkan untuk uji ketahanan terhadap WCk populasi IR64 dari 300 aksesi plasma nutfah padi yang telah diuji menunjukkan respon yang paling dominan adalah peka 167 aksesi (56,7%) kemudian diikuti agak peka 93 aksesi (31,0%), agak tahan 38 aksesi (12,7%), dan tahan 2 aksesi (0,7%) (Tabel III.83). Aksesi plasma nutfah padi yang tergolong tahan dengan nilai skor 3 adalah varietas P. Mayun (No. reg. 19981) dan IR54 (No. reg. 21165) (Tabel III.83). Aksesi plasma nutfah padi yang ketahanannya relatif stabil (skor 3-3,67) adalah varietas IR54. Ketahanan ini mengindikasi-

105


Tabel III.83. Aksesi yang tahan terhadap wereng coklat Varietas

Skor ketahanan terhadap WCk Populasi IR42

Populasi IR64

3,0 3,0 3,0 5,0 3,7

8,3 5,0 5,0 3,0 3,0

Sintanur Cimelati IR32 P. Mayun IR54

kan bahwa vareitas tersebut baik digunakan sebagai tetua.

Evaluasi Plasma Nutfah Kedelai untuk Ketahanan terhadap Hama Pengisap Polong

Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Ubi Jalar terhadap Hama Lanas

Percobaan dilakukan di Inlitbio Cikeumeuh Bogor pada MH 2003. Di lokasi ini populasi hama pengisap polong tergolong tinggi hingga sangat tinggi, sehingga infestasi hama tersebut mungkin tidak diperlukan. Sebanyak 100 genotipe kedelai telah dievaluasi ketahanannya terhadap hama pengisap polong di Inlitbio Cikeumeuh pada MH 2003/2004. Setiap genotipe ditanam di dalam petakan berukuran 2 m x 3 m pada jarak tanam 40 cm x 15 cm. Penyemprotan hama tidak dilakukan, diharapkan populasi hama pengisap polong cukup tinggi dan merata sehingga memenuhi persyaratan untuk evaluasi ketahanan. Pengamatan populasi dan jenis hama pengisap dilakukan 3 kali mulai umur 9 minggu setelah tanam, selanjutnya satu dan dua minggu kemudian. Pengamatan pada tingkat serangan pada biji dan polong dilakukan setelah panen.

Percobaan dilakukan di rumah kaca, Balitbiogen MK 2003. Rancangan yang digunakan adalah Acak Lengkap dengan 3 ulangan. Sebanyak 50 aksesi dari koleksi plasma nutfah ubi jalar, masing-masing diambil 3 umbi. Sedangkan umbi diletakkan pada satu kotak kayu berkasa kemudian diinfestasi dengan +3-4 pasang serangga Cyrcas formicarius. Setelah 3 hari serangga dikeluarkan. Selanjutnya umbi dibiarkan selama 30 hari, kemudian diamati tingkat serangan hama tersebut pada umbi. Dari 50 aksesi plasma nutfah ubi jalar yang diuji ketahanannya terhadap hama lanas, diperoleh 4 aksesi yang tahan, yaitu Bekok, Telo, Bekangenenay, dan Pilka Asli dengan skor 1. Dari distribusi ketahanan, terlihat sebanyak 24 aksesi menunjukkan reaksi agak tahan (skor 2), 14 aksesi mempunyai reaksi agak peka (skor 3), 6 aksesi peka (skor 4), dan 2 aksesi bereaksi sangat peka (skor 5).

106

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pada umur 9 mulai muncul 3 jenis hama pengisap polong, yaitu Nezara viridula, Riptortus linearis, dan Piezodorus hybneri dalam jumlah yang masih rendah. Seminggu dan dua minggu kemudian terjadi


peningkatan populasi ketiga jenis hama tersebut. Populasi tertinggi dijumpai pada imago R. linearis yang hampir ditemukan pada setiap petakan (100 aksesi). Dari 100 genotipe, tiga genotipe tahan terhadap hama pengisap polong dengan persentase biji terserang <15% dan polong terserang <20%. Ketiga genotipe tersebut adalah Otan 1, TGM-131-1-6-1b, dan B3836. Evaluasi Ketahanan Plasma Nutfah Kedelai terhadap Serangan Kutu Daun (Aphis glycine Mats.) Penelitian dilakukan di rumah kaca Balitbiogen Bogor. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Terpisah dengan dua ulangan. Petak utama terdiri adalah (A) infestasi kutu daun terinfeksi virus kerdil kedelai (SSV) dan (B) infestasi kutu daun bebas SSV. Anak petak terdiri dari 100 genotipe kedelai. Setiap genotipe ditanam dalam pot berisi 4 kg tanah, 2 tanaman/pot. Setiap pot disungkup dengan kasa plastik yang tidak lewat serangga kutu daun. Seminggu setelah tanam, setiap tanaman diinfestasi dengan kutu daun instar 2-3 yang membawa virus kerdil (SSV) sebanyak 3 ekor per tanaman (A), atau kutu daun yang bebas SSV (B). Seminggu setelah infestasi, populasi kutu daun diamati dan diulang pada minggu ke-2 dan ke-3 setelah infestasi. Dari 100 genotipe uji berdasarkan populasi kutu daun yang tidak dan membawa SSV pada minggu kedua dan ketiga setelah infestasi, tidak satupun genotipe yang tahan. Secara menyeluruh terjadi peningkatan populasi kutu daun secara tajam dari minggu pertama ke minggu kedua. Popu-

lasi terendah dengan peningkatan populasi kutu daun yang rendah ditemukan pada genotipe Taichung dan Wilis. Namun dengan populasi tersebut (23 dan 62 ekor/ tanaman) sudah memiliki potensi yang cukup tinggi untuk menularkan virus kerdil (SSV), ini terlihat dari gejala SSV pada genotipe tersebut. Dari pengamatan gejala SSV Taichung memiliki skor 2 dan Wilis skor 3 atau tergolong rentan. Karakterisasi Molekuler Ubi Jalar Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi Molekular dan rumah kaca Balitbiogen. Bahan yang digunakan sekitar 80150 aksesi plasma nutfah padi asal Kalimantan Timur dan sekitar 100-250 aksesi plasma nutfah ubi jalar asal Irian Jaya. DNA diekstrak dari daun tanaman padi dan ubi jalar. Amplifikasi DNA dilakukan dengan PCR menggunakan 5-10 primer RAPD yang diseleksi terlebih dahulu. Kondisi awal untuk PCR adalah 1 mg DNA template, 2,097 ul 10 x PCR Bufer, 1,677 ul 2 dNTP, 2,097 ul 12mer Primer, 12,056 ul dH2O, 0,839 ul 25 MgCl2, dan 0,105 ulTaq DNA polymerase. Suhu yang dipakai untuk denaturasi 94oC selama 30 detik kecuali untuk denaturasi pertama, yaitu 5 menit. Annealing primer dilakukan pada suhu 35oC selama 1 menit. Untuk elongasi digunakan suhu 72oC selama 2 menit kecuali untuk elongasi terakhir, yaitu selama 5 menit. Total siklus untuk PCR adalah 45 siklus. Amplikon dipisahkan secara elektroforesis pada 200 V selama 2 jam menggunakan gel agarose 2% (12 cm x 17,5 cm x 6 cm) yang ditambah 1,25 ul ETbr ukuran.

107


Pada kegiatan tahun 2003 ini masih dilakukan karakterisasi untuk padi (asal Kalimantan) dan ubi jalar (asal Irian Jaya). Kegiatan ini merupakan langkah awal dalam melakukan karakterisasi secara molekuler pada plasma nutfah. Banyak manfaat yang dapat diambil dari data hasil karakterisasi ini antara lain adalah studi kekerabatan di antara individu plasma nutfah dan studi diversitas genetik. Selain itu, dapat pula kita mengetahui duplikasi koleksi serta membuat core collection. Gambar III.22.A dan III.22.B memperlihatkan hasil analisis RAPD dari aksesi ubi jalar dengan menggunakan primer A01 dan A04 (Gambar III.22).

PEMANFAATAN KONSERVASI PARASITOID TELUR DARI Helicoverpa armigera (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE) SUATU MODEL BIORESTORASI AGROEKOSISTEM Tim Peneliti Bahagiawati, Damayanti Buchori, Nurindah, Habib Rizjaani, Adha Sari, dan Bandung Sahari

Penggunaan pestisida dalam ekosistem pertanian telah mengakibatkan berbagai kerusakan dan pencemaran lingkungan. Berbagai kasus bahkan membuktikan bukan hanya pencemaran lingkungan yang terjadi tetapi juga musnahnya keanekaragaman artropoda dalam ekosistem

A. Hasil analisis RAPD dari 97 aksesi ubi jalar asal Irian Jaya dengan primer A01

B. Hasil analisis RAPD dari 97 aksesi ubi jalar asal Irian Jaya dengan primer A04 Gambar III.22. Hasil analisis RAPD dari 97 aksesi ubi jalar asal Irian Jaya dengan primer A01 dan A04

108


serta munculnya hama resisten yang tahan terhadap pestisida tersebut. Akibatnya, terjadilah pemiskinan keanekaragaman fauna dalam ekosistem yang mudah menimbulkan gejolak peledakan populasi spesiesspesies herbivora tertentu yang cenderung merugikan. Dalam upaya untuk mengembalikan fungsi ekologis (biorestorasi) dari berbagai artropoda pada agroekosistem, perlu dicari alternatif pengendalian tanpa menggunakan pestisida, misalnya dengan memanfaatkan musuh alami dari serangga herbivora atau yang lebih dikenal dengan pengendalian hayati. Pengendalian hayati dengan menggunakan parasitoid merupakan suatu alternatif strategi pengendalian hama yang saat ini mulai dikembangkan untuk menggantikan peran pestisida yang cenderung berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat. Untuk mencapai sukses dalam pengendalian hayati, diperlukan informasi yang akurat mengenai perilaku, bioekologi, dan struktur populasi parasitoid di lapang. Sejauh ini penelitian mengenai parasitoid masih banyak berkisar di laboratorium, yaitu yang umum terkait dengan upaya mass rearing. Banyak sekali informasi lapang yang belum diperoleh. Salah satunya yang berkaitan dengan kesuksesan pengendalian hayati adalah laju pemencaran dan perilaku reproduktif dari parasitoid di lapang. Tujuan penelitian ini ialah mempelajari bioekologi dan struktur populasi parasitoid telur Helicoverpa armigera. Fokus penelitian ini adalah untuk mempelajari bioekologi dan struktur populasi parasitoid pada berbagai lansekap pertanian dalam kaitannya dengan keefektifan dan efisiensi pelepasan parasitoid.

Perbanyakan Helicoverpa armigera Heliothis armigera diperbanyak sebagai inang untuk perbanyakan Trichogramma pada siklus sekali dalam 5 (lima) generasi Trichogramma. Larva dipelihara dalam wadah plastik tempat pemeliharaan larva dan diberi pakan jagung muda, setelah mencapai instar 3, setiap larva dipindahkan ke wadah plastik kecil. Menjelang berpupa, ke dalam wadah plastik kecil dimasukkan serbuk gergaji. Pupa yang telah terbentuk, dikumpulkan dalam cawan petri dan dimasukkan dalam kurungan imago berukuran diameter 30 dan tinggi 40 cm. Di dalam kurungan ini digantungkan kapas yang telah diolesi dengan madu 10%. Ketika imago siap bertelur, dimasukkan daun/polong kedelai tempat peletakan telur. Telur yang didapat, sebagian untuk dipelihara kembali dan sebagian lagi untuk pemeliharaan parasitoid. Perbanyakan Corcyra cephalonica Pada umumnya parasitoid yang menyerang telur H. armigera adalah Trichogrammatidae. Untuk pembiakan massal parasitoid ini akan digunakan serangga inang alternatif, yaitu C. cephalonica karena sangat mudah penanganannya. Imago jantan dan betina C. cephalonica yang didapat dari gudang pakan ternak dimasukkan dalam kotak peneluran berbentuk silinder yang terbuat dari karton (diameter 8 dan tinggi 20 cm). Bagian atas dan bawah karton ditutup dengan kawat kassa 25 mesh. Setiap hari, telur-telur yang dihasilkan diambil dengan menggunakan kuas dan dikumpulkan dalam cawan petri (diameter 10 cm Pyrex). Sebagian telur ditabur-

109


kan dalam wadah plastik tempat pemeliharaan larva (berukuran 34 cm x 26 cm x 7 cm), yang pada bagian atas tutupnya diberi kain kassa 25 mesh. Wadah pemeliharaan tersebut berisi pakan ayam dan dedak (1 : 2). Sebagian telur lagi digunakan untuk pemeliharaan Trichogramma. Perbanyakan Parasitoid Telur Semua parasitoid telur yang dikoleksi dari lapang, dipelihara dalam tabung gelas berukuran 3 cm x 15 cm yang telah diolesi madu di dalamnya. Sebagai inangnya adalah telur-telur dari C. cephalonica atau H armigera. Telur-telur inang dilekatkan dengan gum arabic pada pias-pias (terbuat dari karton manila berukuran 1 cm x 10 cm). Telur-telur yang digunakan adalah telur-telur yang masih segar. Pias-pias tersebut kemudian dipaparkan pada parasitoid selama 24 jam. Setiap hari pias diganti dengan yang baru sampai betina mati. Pias yang telah dipaparkan, dipindahkan dan disimpan dalam suhu kamar, sampai parasitoid muncul. Telur yang terparasit akan berubah warna menjadi kehitaman, sedangkan yang tidak terparasit akan menetas menjadi larva C. cephalonica. Imago parasitoid yang muncul digunakan untuk pembiakan berikutnya dan untuk pengujian. Pengambilan Sampel Parasitoid Telur di Lapang Pengambilan sampel populasi parasitoid telur yang menyerang telur H. armigera dilakukan pada tipe agroekosistem monokultur dan polikultur di Bogor-Cianjur

110

Jawa Barat dan Malang-Asembagus Jawa Timur. Pengambilan contoh parasitoid telur dilakukan dengan cara mengkoleksi telurtelur H. armigera yang berada di pertanaman, yang kemudian dipelihara di laboratorium dan diamati jenis parasitoid yang muncul dari telur-telur tersebut. Telur-telur H. armigera dikoleksi dari jagung, kedelai, dan kapas dari berbagai struktur landsekap dan ketinggian yang berbeda. Penarikan contoh parasitoid didekati dengan dua metode. Pertama, contoh parasitoid dikoleksi dari telur-telur H. armigera dari 25 tanaman untuk setiap hektar. Parasitoid yang ditemukan dari komoditas dan lahan yang sama dianggap sebagai satu populasi. Teknik ini dilakukan pada pertanaman untuk lahan-lahan yang luas, seperti di Malang dan di Asembagus. Metode yang kedua, adalah teknik transek. Teknik ini digunakan untuk melihat female line dari setiap parasitoid yang muncul dari telur yang sama. Pengambilan telur H. armigera dilakukan secara transek dari tanaman paling pinggir hingga masuk ke dalam dan keluar pada ujung yang lain dari lapangan yang dimaksud. Jarak antar transek adalah 10 baris tanaman, jadi jumlah transek tergantung pada jumlah baris tanaman. Untuk setiap telur yang ditemukan dicatat posisinya, yaitu transek ke-, tanaman ke-, dan disimpan secara terpisah dari telur-telur yang lain. Jadi untuk satu tabung gelas, hanya berisi satu telur. Teknik transek ini digunakan untuk lahan-lahan yang sempit seperti yang ada di daerah Cianjur dan Bogor. Telur-telur yang dikoleksi dibawa ke laboratorium dan dipelihara dalam tabung


gelas. Parasitoid yang muncul dari telurtelur tersebut, dibiakkan di laboratorium untuk digunakan sebagai populasi stok, identifikasi, serta pengujian-pengujian. Untuk dinamika populasi, di beberapa lahan dilakukan pengambilan contoh parasitoid secara rutin (misalnya 10 hari sekali) dari sejak tanaman mulai memasuki masa vegetatif sampai masa prapanen. Keanekaragaman Spesies Berdasarkan Karakter Morfologi Preparat mikroskop dibuat dalam bentuk preparat sementara dan preparat permanen. Untuk melihat morfologi luar, imago parasitoid dibuat dalam bentuk preparat sementara, langsung diawetkan dalam medium larutan Hoyer pada gelas objek dan gelas penutup, tanpa penjernihan. Untuk melihat morfologi dalam (alat genitalia) terlebih dahulu dilakukan pembedahan dan dibuat dalam bentuk preparat permanen, begitu juga untuk mempelajari karakter morfologi lainnya. Imago parasitoid yang dibuat dalam preparat permanen dijernihkan dengan perendaman dalam larutan KOH 10% beberapa jam atau dengan pemanasan selama 10 menit. Setelah jernih, parasitoid direndam dalam acid alkohol 50% selama 30 menit, kemudian dicuci dengan akuades, dan selanjutnya diberi perlakuan dehidrasi dengan merendamnya pada alkohol bertingkat (50, 70, 90%, dan absolut) masing-masing 20 menit dan diberi pewarnaan dengan asam fuchsin selama satu malam, dibersihkan dengan merendamnya dalam minyak cengkeh selama 2 jam, kemudian ditata di gelas objek dan diberi kanada balsam, terakhir ditutup de-

ngan gelas penutup. Preparat dipanaskan pada hot plate beberapa hari, kemudian preparat ini diamati di bawah mikroskop dan kamera lusida (Olympus BX 50) untuk digambar. Untuk satu populasi, jumlah individu yang diamati minimal 10 imago jantan dan 10 imago betina. Dalam satu preparat diletakkan 10-20 imago jantan dan betina dari satu populasi. Untuk mengetahui spesies parasitoid khususnya parasitoid telur Trichogramma dan Trichogrammatoidea yang ditemukan dilakukan identifikasi dengan menggunakan beberapa karakter morfologi yang membedakan genus dan spesies Trichogramma dan Trichogrammatoidea (genitalia jantan, sayap depan dan belakang, antena, panjang relatif ovipositor dan tibia belakang betina) berdasarkan kunci identifikasi Alba (1988) dan Pinto (1995) serta sumber informasi lainnya. Identifikasi parasitoid ini dilakukan berdasarkan karakter morfologi parasitoid. Pembedaan individu parasitoid pada tingkatan genus didasarkan pada karakter morfologi sayap. Umumnya genus Trichogramma dicirikan dengan ukuran sayap yang lebih lebar, serta rambut-rambut pendek yang menempel di sepanjang tepian sayap. Sedangkan genus Trichogrammatoidea umumnya memiliki sayap yang lebih sempit, tetapi rambut yang menempel di sepanjang tepian sayap berukuran lebih panjang. Pembedaan individu pada tingkatan spesies lebih didasarkan pada karakter genitalia. Berdasarkan pengamatan karakter morfologi, ditemukan tiga jenis parasitoid telur, yaitu Trichogrammatoidea armigera yang merupakan parasitoid dari kelompok

111


Trichogrammatoidea (famili Trichogrammatidae), Trichogramma flandersi Nagaraja, dan Nagarkatti, dan Trichogramma pretiosum keduanya dari kelompok Trichogramma (Trichogrammatidae). Spesies T. armigera ditemukan baik di Jawa Barat maupun Jawa Timur, tetapi dua spesies lainnya hanya ditemukan di Jawa Timur. Secara spesifik, deskripsi karakter morfologi dari spesies tersebut diuraikan sebagai berikut: Trichogrammatoidea armigera Imago dengan panjang 0,40-0,42 mm. Antena jantan dengan rambut-rambut pada gada dan funikula dengan panjang 2-3 kali dari lebar maksimum gada. Gada beruas tiga dan funikula beruas dua. Sayap depan dengan fringe setae lebih panjang dengan trichia pada remigium relatif sedikit. Sayap belakang dengan seta hampir sama panjang dengan fringe setae sayap depan. Genitalia tidak memiliki DGE, Median Ventral Projection (MVP) jelas dan sempit dan tidak ada LT. Aedeagus dan apodema hampir sama panjang, tetapi lebih pendek dari keseluruhan kapsul genitalia. Antena betina dengan rambut-rambut yang pendek pada funikula dan gada. Ovipositor sedikit lebih panjang dari tibia belakang betina. Kepala imago jantan dan betina berwarna kuning tua cerah, antena berwarna kuning tua, toraks berwarna coklat tua, dan abdomen berwarna lebih gelap. Trichogramma flandersi Nagaraja dan Nagarkatti Imago dengan panjang 0,53-0,60 mm. Antena jantan dengan rambut-rambut pada

112

gada berukuran sedikit lebih panjang dari lebar maksimum flagelum. Sayap depan dengan jumlah trichia pada Rs1 adalah 3-4. Sayap belakang dengan setae hampir sama dengan panjang fringe setae pada tornus sayap depan. Genitalia dengan perpanjangan spatula pada DGE; CS (chelate structure) kecil dan terletak hampir dekat ujung GF (gonoforceps). Aedeagus hampir sama panjang dengan apodema. Antena betina dengan funikula dua ruas, memiliki rambut-rambut pendek pada gada dan funikula. Ovipositor sama panjang dengan tibia belakang betina (Gambar III.23). Imago jantan dan betina berwarna kuning terang dengan toraks, koksa dan femur tungkai belakang serta abdomen berwarna kehitaman (Gambar III.24). Di samping kedua spesies tersebut, ditemukan T. Pretiosum (Gambar III.25). Tidak ditemukannya jenis parasitoid lain di Jawa Barat bisa memberikan beberapa indikasi dalam kaitannya dengan kerapuhan agroekosistem dan dalam konteks pengendalian hayati. Berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya diketahui bahwa setidaknya terdapat empat jenis parasitoid telur yang menyerang H armigera, yaitu Trichogramma chilonis, T. chilotraeae, T. armigera, dan T’oidea guamensis. Pada penelitian ini, dari daerah Jawa Barat hanya ditemukan satu spesies saja, sedangkan Jawa Timur ditemukan tiga spesies. Dalam kaitannya dengan kerapuhan agroekosistem, tidak ditemukannya jenis parasitoid lain mengindikasikan adanya eliminasi spesies yang disebabkan adanya modifikasi ekosistem yang dilakukan secara terus menerus. Praktik-praktik pertanian


150 µm

f

150 µm

g

Gambar III.23. Trichogramma flandersi

Gambar III.24. Imago jantan dan betina Trichogramma flandersi

yang dilakukan secara kurang bijak, dapat menyebabkan munculnya matriks-matriks dalam agroekosistem yang dapat menghambat distribusi spesies. Dalam konteks pengendalian hayati, semakin beragam jenis parasitoid yang ada di lapang akan semakin baik untuk keberhasilan usaha biorestorasi eksositem. Perolehan ini sebenarnya cukup mengejutkan,

karena sebelumnya diduga setidaknya ada tiga jenis parasitoid yang bisa dikoleksi dari telur-telur H. armigera ini dari setiap daerah. Walaupun masih terlalu dini untuk dikatakan, tetapi hasil ini seharusnya dapat menjadi informasi yang sangat berharga dan sekaligus memberikan “peringatan’’ bahwa menurunnya kualitas ekosistem yang ditandai dengan tidak ditemukannya

113


Gambar III.25. Imago betina Trichogramma pretiosum

kembali spesies-spesies yang seharusnya berada di lapang sudah mulai berlangsung. Keragaman Genetis dan Struktur Populasi Kajian Keragaman Genetis dan Struktur Populasi Keragaman genetis dianalis dari hasil amplifikasi acak DNA serangga menggunakan teknik RAPD. Serangga yang digunakan dalam analisis RAPD ini diperoleh dari telur-telur H. armigera yang terparasitasi yang dikoleksi dari 3 lokasi (kota). Jarak tiap areal (sub-populasi) dalam satu kota (populasi) tidak lebih dari 1 km, kecuali areal dari Cianjur di mana jarak antara areal Nyalindung (NYLD) dan kedua areal Gasol (GAS1, GAS2) adalah 4,5 km. Jarak antara Malang dan Asembagus sekitar 300 km, dan keduanya berjarak sekitar 1200 km dari Cianjur. Imago parasitoid Trichogrammatidae yang muncul dipelihara dan diperbanyak pada telur Corcyra dan dibuat isofemale line-nya atau populasi serangga yang berasal dari satu betina. Sekitar 50-100 ekor

114

serangga T. armigera dari tiap isofemale line dipakai untuk analisis RAPD-PCR. Serangga-serangga ini dibekukan pada suhu -20oC sebelum diisolasi DNA-nya. Reaksi PCR dilakukan dengan menggunakan 5 buah primer: RUT1 (5’-ccctggac gtctacaat), RUT2 (5’-ggtgcgggaa), IDT36 (5’ccattcccca), IDT45 (5’-tggcgcagtg), dan IDT 48 (5’-acgccagagg). Primer IDT36 tidak menghasilkan pita-pita DNA yang dapat dianalisis pada sampel dari Malang dan Asembagus, karenanya primer ini tidak disertakan pada reaksi PCR selanjutnya untuk sampel dari Cianjur. Reaksi dilakukan pada volume 27,5 μl dengan menggunakan 22,5 μl Platinum PCR Supermix (Invitrogen), 3 μl 5pmol/μl primer RAPD, dan 2 μl 2ng/μl DNA. Amplifikasi dilakukan dengan mesin PCR PTC-100 (MJ Research) dengan denaturasi awal pada 94oC selama 3 menit dilanjutkan dengan 45 siklus: denaturasi 94oC 45 detik, penempelan 36oC 1 menit, dan pemanjangan 72oC 2 menit. Amplifikasi diakhiri dengan pemanjangan akhir pada 72oC selama 8 menit. Hasil PCR disimpan pada suhu -20oC hingga dielek-


troforesis pada 1,4% Agarosa TBE (Tris Borat EDTA) pada tegangan 3V/cm selama 2 jam. Pita-pita hasil amplifikasi divisualisasikan dengan perendaman dalam larutan ethidium bromida dan pemendaran di bawah sinar UV untuk kemudian direkam dalam foto Polaroid. Tiap pita DNA yang muncul dari hasil reaksi RAPD-PCR diskor secara visual keberadaannya dan dikelompokkan berdasarkan berat molekulnya dengan rujukan penanda berat molekul 100 bp DNA Ladder yang diikutsertakan dalam tiap gel. Dengan adanya penanda berat molekul ini, pita-pita DNA dari gel atau hasil reaksi RAPD-PCR yang berbeda dapat dibandingkan. Setiap pita DNA yang mempunyai ukuran berbeda dianggap sebagai satu lokus tersendiri. Dari skoring ini dibuat tabel 1/0 yang menunjukkan ada atau tidaknya pita DNA atau lokus tertentu dari setiap sampel. Data ini kemudian dipakai sebagai masukan bagi program RAPDFST, WinAMOVA, dan NtsysPC untuk menentukan masing-masing indeks fiksasi (FST) serta laju migrasi (Nm), komponen varian genetik, dan dendogram kekerabatan molekuler. Di samping itu juga dicoba menganalisis distribusi FST dari masing-masing lokus hasil RAPD dari populasi Malang, Asembagus, dan Cianjur dan analisis Nm dan FST (GST) dengan program POPGENE 3.2. Selanjutnya didasarkan ada atau tidak adanya pita DNA teramplifikasi dianalisis laju migrasi, struktur populasi dan in breeding coefficient. Data dari empat primer dijadikan satu dan dianalisis dengan NTSys untuk mengetahui jarak genetik antar sampel. Sebagai alat bantu visualasi

program Freetree digunakan untuk menghasilkan dendogram. Analisis pengelompokan populasi (population subdivision) serta penghitungan laju migrasi dilakukan mengikuti metoda Vaughn dan Antolin (1998). Koefisien seperti FST (Fixation Index), dan effective migration rate (Nm) diukur berdasarkan rumus dalam Hartl (1988) dengan menggunakan program RAPDFST dan POPGENE 3.2. Koefisien seperti GST (Fixation Index), dan effective migration rate (Nm) diukur berdasarkan rumus dalam Nei (1987) dengan menggunakan program POPGENE 3.2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 55 lokus atau pita DNA dengan ukuran berbeda dapat diskor dari hasil reaksi RAPD-PCR menggunakan empat primer atas 31 isofemale line. Jumlah lokus sebanyak ini sudah cukup untuk menghasilkan analisis genetik atas populasi T’oidea armigera dari 3 kota ini. Di dalam RAPD, pita DNA yang muncul berlaku sebagai marka dominan karena tidak bisa membedakan apakah pita tersebut berasal dari individu heterozygot atau homozygot. Individu yang homozygot resesif dalam suatu alel tidak akan menghasilkan pita DNA. Karena itulah dalam analisis RAPD ada beberapa anggapan yang dilakukan: tiap pita berlaku sebagai alel dominan yang bersegregasi menurut hukum Mendel, frekuensi genotipe (alel) mengikuti kesetimbangan Hardy-Weinberg, dan setiap pita DNA, ada atau tidaknya dalam tiap sampel menunjukkan keadaan alel yang identik. Dengan anggapan inilah beberapa indeks atau paramater genetika populasi dapat diperkirakan.

115


Nilai GST dan Nm dapat dilihat pada Tabel III.84. Terlihat bahwa nilai rata-rata yang diperoleh untuk tiap lokasi tidak terlalu jauh berbeda. Nilai GST lebih dari nol menunjukkan bahwa subpopulasi mengalami isolasi reproduksi atau dengan kata lain, tidak banyak terjadi pertukaran materi genetik antar subpopulasi. Karena itulah nilai laju migrasi (Nm) yang diperoleh juga relatif kecil antara 1,1 untuk semua populasi. Hal ini menunjukkan bahwa T. armigera tidak menyebar dengan cepat. Hubungan Kekerabatan antar populasi T’oidea armigera Berdasarkan Kemiripan Karakter Molekuler Dengan laju migrasi yang diperkirakan rendah, maka dapat diharapkan bahwa

populasi-populasi dalam satu kota akan mempunyai kesamaan genetik yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan populasi dari kota lain. Namun, sebagaimana terlihat di dalam dendogram yang menunjukkan pengelompokan berdasarkan kesamaan genetik, terdapat beberapa populasi yang keluar dari kelompok asal kotanya atau bahkan terlihat lebih mengelompok dengan populasi dari kota lain (Gambar III.26). Hal ini terutama terlihat pada populasi dari Malang dan Asembagus di mana populasi Malang yang dikumpulkan dari tanaman kapas mengelompok pada kelompok yang sama dengan populasi Asembagus yang juga dikumpulkan dari tanaman kapas. Dari Gambar III.26 ini juga terlihat jelas pengelompokan populasi

Tabel III.84. Analisis indeks fixasi (GST) dan laju migrasi (Nm) berdasarkan POPGENE 3.2. Populasi Malang Asembagus Cianjur Semua

Sampel

Jumlah lokus polimorfik

Lokus polimorfik (%)

Gst

Nm (Gst)*

8 10 13 31

32 27 40 52

60,38 50,94 75,47 98,11

0,3909 0,3063 0,3595 0,2985

0,7792 1,1325 0,8907 1,175

Nm = estimasi gene flow dari Gst, Nm = 0,5 (1-Gst)/Gst mlg.mkjj mlg.mkjk asm.akkp asm.akmk asm.ajmj gir.nyld gir.gas1 gir.gas2 0,50

0,60

0,70

0,80 Koefisien

0,90

1,00

Gambar III.26. Dendogram UPGMA berdasarkan Nei”s Unbiased Genetik Identity

116


Jawa Timur (antara Malang/jagung dan Asembagus/jagung serta secara keseluruhan populasi Jawa Timur dan Jawa Barat. Dari Tabel III.84 terlihat bahwa berdasarkan profil pita RAPD yang dihasilkan, terdapat keragaman dalam persentase pita polimorfik dari populasi T. armigera dari tiap kota. Persentase polimorfisme tertinggi terlihat pada populasi Cianjur, yang mungkin menunjukkan keragaman genetik Trichogramma di daerah tersebut yang relatif lebih tinggi dari kota yang lain. Nilai Gst dan Nm yang dihasilkan dari program POPGENE 3.2 tidak jauh berbeda dengan nilai yang dihasilkan dari program RAPDFST. Keduanya menunjukkan laju migrasi yang relatif rendah dari semua populasi T. armigera. Gambar III.26 menunjukkan pengelompokkan populasi T. armigera berdasarkan kesamaan genetik. Terlihat bahwa populasi dari Cianjur (NYLD, GAS1, dan GAS2) membentuk kelompok tersendiri yang terpisah dari kelompok populasi Malang dan Asembagus. Kelompok yang terakhir ini terlihat terbagi menjadi dua: satu kelompok melingkupi semua populasi Asembagus dengan tambahan populasi Malang (MKJK). Sementara itu, populasi Malang lainnya (MKJJ) terlihat membentuk kelompok tersendiri. Hasil ini bersesuaian dengan dendogram pengelompokan isofemale line sebelumnya, di mana 3 dari 4 isofemale line populasi Malang-MKJJ terlihat membentuk satu kelompok tersendiri. Adanya pencampuran antara kelompok populasi Malang dan Asembagus sepertinya bertentangan dengan hasil perkiraan laju migrasi yang kecil. Dengan laju

migrasi yang kecil diharapkan kecil pula pertukaran materi genetik antar kelompok populasi yang dipisahkan oleh jarak geografis yang relatif jauh seperti antara Malang dan Asembagus. Tetapi dendogram memperlihatkan adanya kelompok populasi Malang yang sepertinya berkerabatan secara genetik dengan kelompok populasi Asembagus. Hasil ini masih perlu dikonfirmasi dengan jumlah sampel yang lebih banyak lagi serta konfirmasi status spesies yang diuji. Uji Kebugaran Dari tiap-tiap populasi stok parasitoid diambil 40 betina yang baru muncul. Betina tersebut dibiarkan berkopulasi dan kemudian dimasukkan dalam 40 tabung reaksi (3 cm x 15 cm) yang berbeda. Tiap hari betina dibiarkan memarasit ±70 telur H. armigera pada pias-pias karton berukuran 1 cm x 10 cm. Setiap hari pias diganti dengan yang baru, sedangkan yang telah diparasit dimasukkan ke dalam tabung baru dan disimpan pada suhu ruang hingga muncul imago baru. Imago parasitoid diberi pakan madu 10% yang dioleskan pada kapas. Imago betina dibiarkan memarasit hingga mati, kemudian dibedah pada bagian abdomennya untuk mengetahui jumlah telur yang masih tersisa dalam ovari. Pengamatan yang dilakukan adalah terhadap kemampuan parasitisasi selama 24 jam, lama perkembangan, lama hidup, keperidian, laju pemunculan imago baru (emergence rate), sisa telur di dalam ovari, ukuran sayap, bentuk sayap, persentase laju survival, nisbah betina cacat, dan nisbah kelamin. Populasi parasitoid yang di-

117


gunakan dalam percobaan ini ialah 7 populasi parasitoid T. armigera yang dikoleksi dari Jawa Barat. Beberapa ciri kebugaran yang dilihat dalam percobaan ini antara lain kemampuan parasitisasi, produksi telur, masa reproduksi, lama hidup, sampai pada keperidian dan persentase betina yang dihasilkan. Uji kebugaran secara keseluruhan dilakukan pada populasi Ciawi 2b, Ciawi2c, SB1a, (dikoleksi dari Bogor), Ci2a, Ci2b, Ci1a, gas4a (dikoleksi dari Cianjur). Enam populasi (Ciawi 2b, Ciawi2c, Ci2a, Ci2b, Ci1a, gas4a) diuji pada inang C. cephalonica, dan lima populasi (Ciawi 2b, Ciawi2c, SB1a, Ci2a, Ci2b) diujikan pada inang H armigera. Secara terperinci, ciriciri kebugaran dari 7 populasi tersebut diuraikan dalam subbab di bawah ini. Parasitisasi, Produksi Telur, Masa Reproduksi, dan Lama Hidup Kemampuan parasitisasi 7 populasi dari Jawa Barat baik yang dibiakkan pada inang C. cephalonica maupun H armigera secara statistik menunjukkan adanya perbedaan (analisis ANOVA P = 0,0029 pada inang C. cephalonica, dan P = 0,0186 pada inang H armigera). Terlihat populasi Ci2a memiliki kemampuan parasitisasi yang lebih tinggi dibandingkan yang lain baik dibiakkan pada inang C. cephalonica maupun pada H. armigera, sedangkan populasi gas4a yang hanya diujikan pada inang C. cephalonica, dan populasi SB1a menunjukkan tingkat parasitisasi yang rendah. Populasi lainnya, ternyata menunjukkan trend yang sama baik pada inang C. cephalonica maupun pada inang H. armigera.

118

Produksi telur dari populasi T’oidea armigera baik yang diperbanyak di C. cephalonica dan H. armigera dapat dilihat pada Gambar III.27 dan III.28. Dalam kaitannya dengan produksi telur terlihat bahwa produksi telur parasitoid yang dikembangkan pada inang H. armigera umumnya mengikuti parasitisasi dan tidak menunjukkan adanya perbedaan antar populasi (P = 0,2866). Namun demikian, beberapa populasi yang dikembangkan pada C. cephalonica, tidak menunjukkan adanya korelasi positif dengan parasitisasi. Ini terjadi pada populasi Ciawi2b dan Ciawi2c di mana kemampuan parasitisasi yang tinggi pada populasi Ciawi2c ternyata produksi telurnya justru paling rendah (Gambar III.27). Lama hidup populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang diperbanyak pada C. cephalonica dan H. armigera dapat dilihat pada Gambar III.29 dan III.30, sedangkan lama hidupnya dapat dilihat pada Gambar III.31 dan III.32. Fluktuasi ternyata juga terjadi pada lama masa reproduksi telur dan lama hidup, tetapi ini hanya terjadi pada populasi yang dikembangkan pada inang C. cephalonica, sedangkan pada inang H. armigera, lama hidup dan masa reproduksi untuk semua populasi ternyata tidak jauh berbeda. Ini bisa dilihat dari hasil ANOVA dengan nilai P = 0,6991 (untuk lama hidup) dan P = 0,2517 (untuk lama masa reproduksi) yang menunjukkan tidak adanya perbedaan yang signifikan antar populasi. Populasi yang dikembangkan pada inang C. cephalonica menunjukkan keragaman yang tinggi dalam konteks lama masa reproduksi dan lama hidup (P = 0,000). Umumnya parasitoid yang berkem-


Produksi telur (butir)

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Ciawi2b

Ciawi2c

Ci2a

Ci2b

Bogor

Ci1a

gas4a

Cianjur Populasi

Gambar III.27. Produksi telur 6 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat terhadap inang C. cephalonica

Produksi telur (butir)

30 25 20 15 10 5 0 -5

Ciawi2b

Ciawi2c Bogor

Ci1a

Ci2a

Ci2b Cianjur

Populasi Gambar III.28. Produksi telur 5 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat terhadap inang H. armigera

bang dari inang H. armigera mampu terus berproduksi dari 2-4 hari (lama hidup 4-6 hari), sedangkan populasi yang berkembang dari inang C. cephalonica mampu memproduksi telur dari 2 sampai 5 hari (lama hidup 2-6 hari). Populasi Ci2a merupakan populasi yang cukup stabil dan tidak mengalami fluktuasi baik dari parasitisasi, produksi telur, dan masa reproduksi seperti yang terjadi pada populasi Ciawi2b, Ciawi2c, Ci2a, Ci2b, Ci1a, dan gas4a.

Keperidian, Keberhasilan Hidup, dan Persentase Betina Keperidian semua populasi parasitoid yang dikembangkan pada inang H. Armigera terlihat tidak berbeda (P = 0,1866), namun demikian pada populasi yang dikembangkan pada inang C. cephalonica tampak sangat beragam (P = 0,000). Populasi Ci2a merupakan populasi yang memiliki keperidian sangat tinggi dibandingkan populasi lainnya baik pada inang H. armigera maupun inang C. cephalonica (Gambar III.33 dan III.34). Keberhasilan hidup semua populasi parasitoid baik pada inang H. armigera maupun C. cephalonica

119


Lama masa reproduksi

7 6 5 4 3 2 1 0

Ciawi2b

Ciawi2c

Ci2a

Ci2b

Bogor

Ci1a

gas4a

Cianjur Populasi

Gambar III.29. Lama masa reproduksi 6 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang C. cephalonica


7 6 5 4 3 2 1 0

Ciawi2b

Ciawi2c Bogor

Ci1a

Ci2a

Ci2b Cianjur

Populasi Gambar III.30. Lama masa reproduksi 5 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang H. armigera

umumnya cukup tinggi dan tidak menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antar populasi (P = 0,3672 pada C. cephalonica, dan P = 0,3458 pada H. armigera). Meskipun populasi Ci2a memiliki ciri-ciri kebugaran paling bagus seperti telah diuraikan, tetapi pada aspek persentase betina yang dihasilkan, ternyata populasi ini justru menunjuk pada angka yang paling rendah dibandingkan dengan populasi lainnya (Gambar III.35), sebaliknya populasi gas4a yang umumnya memiliki keperidian, produksi telur, dan lama hidup rendah justru menghasilkan persentase betina yang

120

tinggi. Dalam konteks tersebut, terlihat bahwa setiap populasi memiliki strategi yang berbeda-beda dalam mempertahankan kelangsungan hidupnya. Populasi Ci2a yang memiliki produksi telur melimpah, serta lama hidup yang panjang ternyata justru persentase betina yang dihasilkan rendah, sebaliknya populasi gas4a yang memiliki produksi telur rendah, presentase betina yang dihasilkan paling tinggi. Padahal betinalah yang paling berperan di alam dalam mempertahankan keberadaan populasinya.

Lama hidup


8 7 6 5 4 3 2 1 0

Ciawi2b

Ciawi2c

Ci2a

Ci2b

Bogor

Ci1a

gas4a

Cianjur Populasi


Gambar III.31. Lama hidup 6 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang C. cephalonica 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ciawi2c

Ciawi2b

SB1a

Ci2a

Bogor

Ci2b

Cianjur Populasi

Gambar III.32. Lama hidup 5 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang H. armigera 80 Total produksi telur

70 60 50 40 30 20 10 0

Ciawi2b

Ciawi2c

Ci2a

Ci2b

Bogor

Ci1a

gas4a

Cianjur Populasi

Gambar III.33. Keperidian 6 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang C. cephalonica

121


Total produksi telur

30 25 20 15 10 5 0 Ciawi2b

Ciawi2c Bogor

Sb1a

Ci2a

Ci2b Cianjur

Populasi

Gambar III.34. Keperidian 5 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang H. armigera 120

Persentase

100 80 60 40 20 Ciawi2b Ciawi2c Ci2a

Ci2b

Bogor

Ci1a

gas4a

Cianjur Populasi

Gambar III.35. Persentase betina yang dihasilkan dari 6 populasi T’oidea armigera dari Jawa Barat yang dipelihara pada inang C. cephalonica

Hubungan antara Jenis Inang, Populasi, dan Morfometri Parasitoid Berdasarkan hasil pengukuran morfometri (lebar kepala, panjang tibia, dan rentang sayap) terlihat bahwa ukuran rentang sayap umumnya tidak berbeda untuk semua populasi yang dikembangkan baik pada inang H. armigera maupun C. cephalonica. Perbedaan terlihat pada lebar kapsul kepala dan panjang tibia. Dari 6 populasi yang diuji pada inang C. cephalonica tampak bahwa populasi gas4a memiliki ciri-ciri keragaan paling baik dibandingkan 5 populasi lainnya yang juga dikembangkan pada inang C. cephalonica. Analisis

122

ANOVA memperlihatkan adanya perbedaan yang signifikan dari morfometri antar populasi parasitoid. Pada inang H. armigera populasi Ci2a memiliki ciri-ciri keragaan yang lebih baik dibandingkan 4 populasi lainnya. Dari Hasil analisis ANOVA, tampak bahwa jenis inang tidak mempengaruhi ukuran sayap (P = 0,6051), panjang tibia (P = 0,1039), dan lebar kapsul kepala (P = 0,0533) parasitoid. Jadi dalam kaitannya dengan morfometri parasitoid, pembiakan massal di laboratorium dapat menggunakan dua jenis inang seperti disebutkan. Perbedaan morfometri lebih dipengaruhi oleh perbedaan populasi. Secara umum


terlihat bahwa populasi C2a, gas4a, SB1a merupakan populasi parasitoid yang memiliki ukuran tubuh yang relatif lebih besar dibandingkan populasi lainnya. Hubungan antara Morfometri dan Ciri Kebugaran Parasitoid Berdasarkan analisis morfometri populasi parasitoid tampak bahwa populasi C2a, gas4a, SB1a umumnya relatif lebih besar dibandingkan populasi lainnya. Dalam kaitannya dengan ciri kebugaran parasitoid tampak di sini ada suatu korelasi antara ciri kebugaran dengan keragaan parasitoid. Parasitoid yang memiliki ukuran besar seperti Ci2a ternyata juga diikuti dengan ciri-ciri kebugaran yang unggul. Untuk populasi gas4a dan SB1a, walaupun pada beberapa ciri kebugaran tampak tidak begitu bagus, tetapi dalam konteks persentase betina yang dihasilkan justru paling tinggi dibandingkan dengan yang lain. Implikasi Sifat Kebugaran dan Morfometri pada Pengendalian Hayati Dalam pengendalian hayati dengan memanfaatkan parasitoid, keberhasilan program ini sangat tergantung pada kinerja parasitoid. Kinerja parasitoid ini sebenarnya dapat diukur dengan mendasarkan pada ciri kebugaran dan keragaan parasitoid. Parasitoid yang memiliki kebugaran yang baik, misalnya kemampuan prasitisasi, produksi telur, keperidian, dan lama hidup adalah parasitoid yang sangat cocok digunakan sebagai agen pengendalian hayati di lapang. Namun demikian, hal ini tidaklah cukup, karena kinerja parasitoid di lapang juga sangat dipengaruhi oleh morfometri-

nya. Ukuran tubuhnya sangat menentukan kemampuan parasitoid dalam pemencaran, pencarian makanan dan inang. Oleh karena itu, parasitoid yang akan kita lepaskan hendaknya juga ditunjang dengan sifat-sifat tersebut. Dalam penelitian ini tampak bahwa populasi Ci2a merupakan parasitoid yang dapat dijadikan kandidat sebagai agen pengendalian hayati. Namun demikian, pengendalian hayati ini seharusnya tidak hanya melibatkan satu populasi parasitoid saja, karena dari hasil penelitian ini tampak bahwa tidak ada populasi parasitoid yang memiliki kesempurnaan di semua lini. Jadi dalam hal ini, misalnya kita bisa juga mempersiapkan populasi gas4a dan SB1a sebagai parasitoid pendamping, karena dari segi keragaan dan persentase betina yang dihasilkan bisa diandalkan. KONSERVASI DAN KARAKTERISASI GENETIK MIKROBA PERTANIAN Tim Peneliti Karden Mulya, Dwi N. Susilowati, Erni Yuniarti, Rasti Saraswati, R.D.M. Simanungkalit, M. Machmud, Sutrisno, Ifa Manzila, Ratih D. Hastuti, Rosmimik, Dyah Manohara, Haeni Purwanti, M. Sudjadi, dan Lukman Gunarto

Mikroba terlibat dalam proses pertanian sejak dari proses produksi hingga penanganan limbah pertanian dan pembersihan lahan dari kontaminan senyawa berbahaya yang tidak saja memberikan keuntungan terhadap produksi pertanian tetapi juga lingkungan. Pengetahuan terhadap keanekaragaman mikroba Indonesia masih sangat terbatas seperti umumnya negara-negara berkembang lainnya. Pada-

123


hal ekosistem di mana mikroba berada senantiasa berubah baik sebagai konsekuensi dari upaya manusia atau kejadian alam dan perubahan ini menyebabkan perubahan anekaragam mikroba. Konservasi mikroba tidak dapat terlepas dari karakterisasi, evaluasi, dan pengelolaan database yang menjadi tulang punggung dalam bioprospeksi. Karakterisasi dan evaluasi mikroba dalam kultur koleksi akan lebih memiliki nilai yang berarti apabila dikaitkan dengan kegunaan, status dari koleksi yang ada, dan program lain yang terkait, seperti efisiensi pupuk, perakitan varietas tahan, pengendalian hayati, dan bioproses. Keragaman virulensi dari patogen tanaman tidak saja menentukan strategi pengendaliannya namun strategi pemuliaannya. Phytopthora capsici merupakan salah satu kendala utama dalam pengembangan tanaman lada (Piper nigrum L.) dan cabe (Capsicum annuum). Patogen tular tanah ini memiliki keragaman sifat patogenisitas yang luas. Di samping itu, P. capsici asal lada telah diketahui terdapat

dua kelompok seksual (mating type) A1 dan A2 yang masing-masing memiliki sifat patogenisitas yang berbeda. Sehingga, potensi untuk terbentuknya strain-strain baru sebagai akibat segregasi sangat tinggi. Untuk itu, seleksi varietas resisten dengan memperhatikan struktur populasi yang ada lebih memungkinkan untuk memperoleh varietas yang cukup stabil. Koleksi Mikroba Eksplorasi yang dilakukan terdiri atas (1) pengumpulan contoh tanaman dan tanah, (2) isolasi mikroba, dan (3) pemurnian mikroba. Dari contoh tanaman dikoleksi jamur patogen tergolong pada keluarga Alternaria, Fusarium, Colletotrichum, dan Phytophthora. Dari contoh tanah diisolasi bakteri yang dapat mendegradasi khitin. Penambahan koleksi mikroba terdiri atas deposit kolektor dari kelompok kerja Balitbiogen dan Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balittro) (Tabel III.85). Deposit tersebut terdiri atas 32 jamur pato-

Tabel III.85. Deposit kultur mikroba pertanian Jenis mikroba

Asal

Phytopthora capsici Leonian P. capsici Leonian Ralstonia solanacearum Blood Disease Bacteria Fusarium oxysporum Rhizobium Azospirillium sp. Endofitik Pseudomonas syringae Filosper Pelarut P Bioremidiasi

Lada Terong Takokak Pisang Terung Tanah Tanah

Total

Kedelai Tanah Tanah

Jumlah Kurator 30 1 1 20 1 28 10 7 27 3 1 16

DM, Balittro KM, Balitbiogen KM, Balitbiogen S, Balittro Balittro RS, Balitbiogen LG, Balitbiogen RS, Balitbiogen MM, Balitbiogen RS, Balitbiogen RS, Balitbiogen RS, Balitbiogen

145

DM = Dyah Manohara, KM = Karden Mulya, S = Supriadi, MM = Muhammad Machmud, RS = Rasti Saraswati, LG = Lukman Gunarto

124


genik, 48 bakteri patogenik, 38 bakteri penambat N, 7 bakteri endofit, 3 bakteri filosfer, 1 bakteri pelarut P, dan 16 bakteri remidiasi. Koleksi tersebut merupakan koleksi dasar yang pemakaiannya membutuhkan persetujuan kolektor, kecuali untuk Ralstonia solanacearum T926 dan Phytophthora capsici Eg01 merupakan koleksi aktif. Penambahan koleksi juga diperoleh dari hasil isolasi contoh asal lapang. Contoh yang dikumpulkan berupa tanaman atau tanah. Hasil isolasi berupa jamur patogenik (Phytophthora sp., P. capsici, Colletotrichum sp., dan Alternaria crussipes), bakteri endofit dan bakteri perombak khitin. Jamur patogenik umumnya diisolasi dari tanaman sayuran sedangkan bakteri perombak khitin diisolasi dari tanah (Tabel III.86). Peran keanekaragaman terhadap proses ekosistem mendapat banyak perhatian sejalan dengan tumbuhnya kekhawatiran punah keanekaragaman hayati. Namun, pemahaman terhadap fungsi dari masingmasing jenis dalam suatu ekosistem masih belum banyak diketahui, terutama mikro-

ba. Untuk menjaga kelestarian mikroba tersebut dibutuhkan peran konservasi, yaitu kultur koleksi yang merupakan perpustakaan mikroba yang sekaligus menjamin stabilitas genetik dari pustakanya. Karakterisasi Keragaman Tipe Mating dan Patogenisitas Phytophthora capsici Isolat P. capsici yang digunakan pada penelitian ini merupakan isolat dari Kultur Koleksi Isolat Balittro dan Kultur Koleksi Isolat Balitbiogen. Penelitian meliputi kegiatan (1) meneliti pola tumbuh P. capsici dari sumber inang yang berbeda, (2) tipe mating, (3) dimensi ukuran sporangium dan oospora, (4) patogenisitas, (5) persilangan antara isolat asal lada dan terong untuk memproduksi populasi F1 sebagai bahan analisis genetik. Pola pertumbuhan P. capsici pada media V-8 juice diamati mulai 1 hari setelah inkubasi sampai dengan 5 hari setelah inkubasi. Gambar III.36 memperlihatkan ratarata diameter tumbuh 23 isolat P. capsici asal lada dan terong. Pada 5 hari setelah inkubasi, pertumbuhan jamur asal tanaman lada telah memenuhi permukaan ca-

Tabel III.86. Mikroba hasil eksplorasi Jenis Patogen tanaman Phytopthora capsici Alternaria crussipes Phytopthora sp. Colletotrichum sp. Non patogen Bakteri perombak khitin Bakteri endofit Total

Asal

Jumlah

Kolektor

Terong, Cipanas Kubis, Cipanas Kubis, Cipanas Cabe, Bogor, Cianjur

10 3 1 6

KM KM KM KM

Jawa Tengah, Bali Padi, Lampung, Jawa Barat

32 32

KM DS, EY, RS, R

84

KM = Karden Mulya, DS = Dwi N. Susilowati; EY = Erni Yuliarti, RS = Rasti Saraswati, R = Rosmimik

125


wan petri, sedangkan isolat asal tanaman terong tumbuh lebih lamban. Namun, pembentukan sporangium pada kedua kelompok isolat ini terjadi pada hari keenam. Hasil pengukuran diameter sporangium menunjukkan bahwa panjang sporangium berkisar antara 10-13 μm dan lebar sporangium berkisar antara 5-6 μm. Ukuran sporangium isolat lada dan isolat terong tidak berbeda nyata (Tabel III.87).

Ukuran dan nisbah sporangium merupakan salah satu di antara kunci penting dalam taksonomi Phytopthora. Tidak adanya perbedaan nilai tersebut mendukung hasil identifikasi sebelumnya bawa jamur yang menyebabkan busuk buah terong adalah P. capsici Leonian. Hasil pengujian tipe mating menunjukkan bahwa dari 11 isolat P. capsici asal terong, 10 di antaranya termasuk tipe mating

9 Diameter koloni (cm)

8 7 6 5 4 3 2 1 0

1

2 3 Hari setelah inkubasi

4

5

Warna gelap = isolat terong, warna terang = isolat lada Gambar III.36. Pertumbuhan 23 isolat Phytophthora capsici Leonian pada media agar V8 bening Tabel III.87. Dimensi sporangium P. capsici asal lada dan terong Isolat B48 B53 B37 B41 B35 B57 Eg7 Eg1 Eg5 Eg9

Sporangium

Asal Lada Lada Lada Lada Lada Lada Terong Terong Terong Terong

L*

B**

L : B***

10,77+1,48 10,78+1,78 12,40+1,81 11,73+2,71 10,93+1,51 12,03+1,67 10,97+1,43 12,76+1,50 11,77+1,50 11,07+1,54

5,05+0,63 5,65+0,99 6,13+1,11 5,90+1,56 5,72+0,99 5,58+0,81 6,15+0,78 6,13+0,68 6,25+0,78 5,95+0,78

2,15 1,94 2,06 2,30 1,70 2,15 2,12 2,08 1,88 1,86

* L = panjang (µm), ** B = lebar (µm), *** L : B = nisbah panjang : lebar. Nilai rata-rata dari pengukuran 30 sporangium untuk masing-masing isolat

126


A1. Tipe mating ini juga merupakan tipe mating yang umumnya ditemukan pada isolat P. capsici asal lada yang dikoleksi dari Bangka (Tabel III.88). Distribusi tipe mating baik isolat P. capsici asal lada maupun terong didominasi oleh tipe mating A1. Hasil penelitian di Taiwan menunjukkan bahwa tipe mating P. infestans hanya ada satu jenis. P. capsici termasuk jamur yang bersifat heterotalik. Dua tipe mating yang berbeda dapat melakukan ”perkawinan” dan membentuk populasi baru. Marga Phytophthora menunjukkan variasi fenotifik yang sangat luas. Variasi tersebut menunjukkan adanya ketidakstabilan genom. Ketidakstabilan genom tersebut dapat terjadi karena rekombinasi mitotik atau penyisipan gen. Tingkat rekombinasi mitotik yang tinggi ditemukan pada P. sojae. Di lapang, keberadaan dua tipe kawin yang berbeda memacu kemungkinan terjadinya segregasi sifat yang ada. Sifat patogenisitas isolat lada dan terong diuji silang pada kedua inang asalnya. Hasil uji inokulasi menunjukkan bahwa

isolat yang berasal dari tanaman terong dan tanaman lada menimbulkan sakit (busuk buah atau bercak daun) pada daun lada atau buah terong. Pada inokulasi pertama digunakan potongan biakan isolat pada media agar. Dengan demikian, kuantifikasi agresivitas melalui pengujian ini tidak dapat ditunjukkan dengan tepat mengingat jumlah inokulum tidak dapat dihitung. Untuk mengetahui agresivitas, percobaan dilanjutkan dengan menggunakan suspensi zoospora sebagai pengganti potongan biakan isolat. Pada percobaan ini digunakan isolat N2 dan daun lada varietas LDL. Hasil menunjukkan bahwa gejala masih bisa dihasilkan pada infeksi dengan tingkat kepekatan 3400 zoospora per tempat infeksi dalam bentuk bintik-bintik hitam (Tabel III.89). Pengulangan pengujian pada kisaran kepadatan zoospora 3.300-4.400 akan dilakukan untuk mengkonfirmasi pengujian pertama. Untuk melakukan analisis penurunan sifat pada P. capsici, dibutuhkan upaya pembentukan populasi hibrid. Perkawinan antara dua tipe mating A1 (N2) dan A2 (N4)

Tabel III.88. Distribusi tipe mating P. capsici Inang

Asal

Lada Terong

Bangka Jawa Barat

Jumlah isolat Tipe mating A1

Tipe mating A2

13 10

5 1

Tabel III.89. Penentuan konsentrasi minimum zoospora P. capsici N2 untuk menimbulkan gejala pada daun lada varietas LDL Konsentrasi zoospora tiap titik infeksi Gejala 100.000-132.000 48.000-82.000 3.300-4.400

Bercak muncul dalam 48 jam Bercak muncul dalam 48 jam Bintik-bintik bercak muncul dalam 48 jam

127


digunakan sebagai model untuk memperoleh kondisi optimum dalam persilangan antar tipe mating P. capsici. Ketika kedua isolat ditumbuhkan secara berpasangan, oospora terbentuk pada hari kelima pada kondisi gelap suhu 20oC Persilangan antara isolat N2 asal lada dan isolat Eg01 asal terong menunjukkan hasil yang sama. Pemeliharaan dan Penyimpanan Mikroba Pemeliharaan mikroba yang direncanakan meliputi pemeliharaan dalam bentuk (1) kering beku, (2) gliserol 50%, (3) minyak mineral, (4) kultur agar, (5) silica gel, dan (6) kultur jaringan tanaman. Dari keenam bentuk penyimpanan, 4 bentuk penyimpanan, yaitu kering beku, penyimpanan dalam gliserol 50%, penyimpanan dalam minyak mineral, dan kultur agar telah dilakukan. Sedangkan penyimpanan pada kultur jaringan tanaman sedang dirintis. Namun penyimpanan dalam sillica gel untuk jamur tidak dapat dilakukan untuk

jenis jamur yang ada. Penyimpanan bakteri dalam bentuk kering beku hasil penyimpanan periode sebelum TA 2003 berjumlah 252 tabung dan penyimpanan kering beku pada periode TA 2003 berjumlah 450 tabung. Mikroba yang dipelihara pada kultur agar berupa jamur sedangkan yang disimpan pada bentuk kering beku adalah bakteri (Tabel III.90). Mikroba yang dipelihara beberapa di antaranya sudah diidentifikasi sedangkan sebagian besar belum teridentifikasi. Jamur yang sudah teridentifikasi antara lain Alternaria solani, A. crussipes, Colletotrichum spp., Phytophthora capsici, P. infestans, dan Phytopthora sp. Evaluasi Stabilitas Aktivitas Plasma Nutfah Mikroba Mikroba yang telah disimpan akan diperiksa viabilitas kembali. Rejuvenasi untuk isolat yang tidak disimpan dalam preservasi jangka panjang dilakukan rejuvenasi untuk mempertahankan kelestarian se-

Tabel III.90. Pemeliharaan dan penyimpanan mikroba Mikroba Phytopthora Phytopthora Alternaria Alternaria Pseudomonas Rhizobium Ralstonia Rhizobium Azospirillium Azospirillium Bakteri endofit Bakteri filosper Pelarut P Bioremidiasi Bioremidiasi Proteus vulgaris

128

Jumlah isolat Bentuk penyimpanan 23 14 17 2 27 28 8 19 10 8 7 3 1 16 16 1

Kultur agar, minyak mineral Kultur agar, minyak mineral Kultur agar Kultur agar Kering beku Kering beku Kering beku Kering beku Kering beku Kering beku Kering beku, kultur agar, gliserol 50% Kering beku, gliserol 50% Kering beku Kering beku, gliserol 50% Kering beku Kering beku


tiap tahun, sedangkan mikroba yang dipreservasi dalam bentuk ampul diperiksa viabilitasnya setiap 5 tahun. Pada tahun ini dilakukan evaluasi terhadap (1) viabilitas dan patogenisitas isolat Alternaria solani, (2) viabilitas dan patogenisitas P. capsici, dan (3) viabilitas dan virulensi Ralstonia solanacearum dan banana blood disease bacteria (BDB). Viabilitas A. solani diuji dengan menumbuhkan isolat pada media agar kentang dekstrosa, agar jagung, agar ekstrak malt, agar czapex dox, dan agar kentang wortel. Patogenisitas isolat diuji pada tanaman tomat varietas Xina (tahan terhadap Xanthomonas campestris dan nematoda), varietas Tropimech (tahan terhadap Verticilliumi dan Fusarium oxysporum race 1 dan 2), dan varietas Carioca (tahan terhadap bakteri layu) serta pada cabe varietas Jati Laba (peka terhadap layu bakteri). Uji patogenisitas dilakukan pada bibit tanaman berumur 1 bulan dengan cara menempelkan potongan kultur isolat pada daun (tanpa pelukaan) dan menempatkan tanaman dalam keadaan lembab selama 5 hari. Jamur P. capsici yang dievaluasi viabilitasnya dengan menumbuhkan isolat pada media agar V-8 juice. Kultur diinkubasi pada suhu 28oC dengan penyinaran terus menerus. Patogenisitas diuji pada daun lada varietas Lampung Daun Lebar (LDL) de-

ngan cara menempatkan potongan kultur di permukaan daun bagian bawah. Daun ditempatkan pada kotak plastik yang telah dilembabkan dan disimpan dalam keadaan gelap. Reisolasi patogen dilakukan dengan cara mengisolasinya dari daun yang bergejala. Evaluasi Stabilitas Aktivitas Plasma Nutfah Mikroba Viabilitas dan Patogenisitas Alternaria solani Isolat A. solani yang diuji viabilitasnya berjumlah 48 isolat (Tabel III.91). Dari 48 isolat, hanya 31 yang masih viabel sedangkan 17 isolat lainnya tidak dapat tumbuh lagi. Dari ke-31 isolat yang viabel rata-rata sudah terkontaminasi dengan bakteri. Pertumbuhan isolat patogenik pada empat media bervariasi dari isolat yang menunjukkan melanisasi media dan isolat yang tidak menunjukkan kemampuan melanisasi. Melanisasi media ditunjukkan dengan adanya perubahan warna kecoklatan atau kemerahan sekitar koloni jamur. Produksi melanin berkaitan dengan perkembangan konidia dan pertahanan jamur terhadap stres lingkungan seperti suhu yang ekstrim, radiasi sinar ultra violet, dan senyawa yang dihasilkan oleh antagonis. Pada pengujian ini beberapa isolat mensekresikan melanin pada media tumbuh.

Tabel III.91. Keragaan viabilitas dan patogenisitas koleksi A. solani Inang Tomat galur 1 Kentang galur Hps Tomat varietas Artaloka Total

Asal sampel

Jumlah isolat

Isolat viabel

Isolat patogenik

Daun Daun Buah

26 6 15

16 4 11

10 2 4

47

31

16

129


an yang dimiliki masing-masing varietas tersebut. Namun, dugaan ini masih memerlukan pengujian lebih lanjut.

Namun, umumnya tidak membentuk spora. Mutasi pada produksi melanin dan virulensi dilaporkan pada jamur Cochliobolus hesterostropus patogen hawar daun jagung. Diduga hal serupa terjadi pada koleksi A. solani. Hasil pengujian patogenisitas pada tanaman tomat dan cabe menunjukkan bahwa dari 31 isolat hanya 18 isolat yang masih mengkonservasi sifat patogenisitasnya. Beberapa isolat memiliki sifat patogenisitas yang berbeda terhadap inang yang diuji (Tabel III.92). Tomat yang digunakan dalam pengujian ini secara genetis memiliki perbedaan dalam hal ketahanan terhadap penyakit tertentu, varietas Xina tahan terhadap bakteri Xanthomonas campestris pv vesicatoria, varietas Tropimech tahan terhadap Verticillium sp. dan Fusarium sp. sedangkan varietas Carioca tahan terhadap Fusarium sp. dan Stemphyllium sp. Perbedaan tanaman terhadap infeksi A. solani diduga ada kaitannya dengan sifat ketahan-

Alternaria umumnya merupakan saptofit, beberapa di antaranya berupa jamur parasit oportunistik. Identifikasi jamur ini didasarkan atas morfologi dari spora. Namun, klasifikasi ini sangat rumit karena adanya jamur Stemphyllium dan Ulocladium yang memiliki ciri-ciri spora yang mirip dengan Alternaria. Untuk itu, identifikasi Alternaria membutuhkan analisis rDNA. Viabilitas dan Patogenisitas Phytophthora capsici Viabilitas P. capsici diuji dengan cara menumbuhkan isolat pada media agar V-8 juice dan diinkubasi pada suhu ruang dengan pencahayaan terus menerus. Dari 53 isolat yang diuji, seluruhnya viabel dan 50 isolat masih mengkonservasi sifat patogenisitasnya (Tabel III.93).

Tabel III.92. Patogenisitas A. solani terhadap tiga varietas tomat dan cabe Inang penguji

Jumlah isolat patogenik

Tomat varietas Xina Tomat varietas Tropimech Tomat varietas Carioca Cabe varietas Jati Laba Tomat varietas Xina dan Tropimech Tomat varietas Xina, Carioca, dan Tropimech Tomat + cabe

16 16 17 8 15 15 7

Tabel III.93. Viabilitas dan patogenisitas koleksi Phytophthora capsici Jumlah isolat

Asal isolat

130

Asal

Viabel

Patogenik

Lada, Bangka Lada, Lampung Terong, Jawa Barat

22 20 11

22 20 11

20 19 11

Total

53

53

50


Variabilitas pada Phytophthora diduga terjadi karena ketidakstabilan genom oleh penyisipan unsur transposon. Sekuens yang mirip dengan unsur transposon banyak ditemukan pada genom Phytophthora. Sekuens mirip Gypsy (kelas retrotransposase) dideteksi pada 29 spesies Phytopthora dengan jumlah copy antara 10 sampai 10.000 per genom. STUDI MIKROORGANISME ENDOFIT PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DAN PENAMBAT NITROGEN Tim Peneliti Rasti Saraswati, Ika Mariska, I Made Samudra, Ratih D. Hastuti, Tri Puji Prayitno, Dwi N. Susilowati, dan Elsanti

Mikroba endofit ialah mikroba yang hidup pada jaringan tanaman dan berinteraksi dengan tanaman yang ditumpanginya. Interaksi yang dilakukan dapat berupa hubungan saling ketergantungan yang sifatnya mutualistik, netral atau patogenetik. Mikrob endofit yang telah berhasil diisolasi terdiri atas golongan bakteri, khamir, dan kapang. Penemuan sejumlah populasi bakteri di bagian dalam jaringan korteks akar dan lapisan endodermis dari tanaman telah digunakan untuk menyokong perubahan dalam konsep rhizosfer, meliputi mikroba tanah yang mampu menembus akar tanaman. Mikroba endofit biasanya menghasilkan senyawa alami khusus, kadang-kadang sama persis dengan senyawa yang dihasilkan oleh tanaman. Sebagai contoh, Taxomyces andreana, ditemukan pada pohon Taxus dikenal menghasilkan taxol

yang nyata berinteraksi dan bertukar informasi genetik antara inang dan mikroorganisme simbionnya. Dalam hal ini, fungi endofit berperan sebagai mesin tanaman untuk melawan simbion lainnya dan kemungkinan patogen lainnya. Senyawa aktif yang dihasilkan dapat bersifat memacu pertumbuhan tanaman dan melindungi tanaman. Beberapa mikroba endofit yang berhasil diisolasi dapat memproduksi enzim selulase ekstraselular dan hemiselulase, enzim ekstraseluler yang dapat melisis bakteria, auksin atau sitokinin, xylan, pektin, dan beberapa jenis antibiotik seperti streptomisin, neomisin, erithromisin, dan tetrasiklin. Namun demikian, masih banyak mikroorganisme di alam ini yang belum teridentifikasi, baik jenis maupun manfaatnya. Interaksi mikroorganisme endofit dan produksi metabolit sekundernya memberikan peluang pemanfaatan produk alami untuk kepentingan manusia. Berdasarkan pertimbangan adanya berbagai patogen yang masih menjadi salah satu kendala utama dalam budi daya tanaman, maka penelitian akan difokuskan untuk memperoleh inokulan endofit yang dapat meningkatkan produktivitas tanaman melalui peningkatan daya tumbuh dan perlindungan tanaman. Pemanfaatan mikroba endofit yang mampu memacu pertumbuhan tanaman dan bersifat entomopatogenik atau mikroorganisme yang dapat menghambat mikroba patogen tanaman, diharapkan dapat menurunkan pemanfaatan produk kimia di pertanian. Diperolehnya mikroorba endofit yang mempunyai kemampuan menghasilkan zat pe-

131


macu tumbuh dan antimikroba serta anti serangga hama diharapkan dapat digunakan sebagai agensia potensial bagi pertumbuhan tanaman dan pengendalian hayati dalam sistem pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh jenis mikroba endofit pemacu tumbuh dan penambat nitrogen yang mempunyai kemampuan melindungi tanaman dari hama dan penyakit, sehingga jenis mikroba ini dapat dikembangkan menjadi inokulan yang bermanfaat bagi pertanian berkelanjutan, di samping ditemukannya mikroba endofit dan/atau senyawa aktif baru bermanfaat bagi kehidupan manusia. Isolasi dan Seleksi Bakteri Endofit Padi Penambat N2 Isolasi bakteri diazotrof endofit dari jaringan tanaman padi yang dimodifikasi. Pengambilan sampel tanaman dilakukan di beberapan lokasi pertanaman padi sekitar Bogor (Ciomas, Leuwiliang, Parung, Rabak, Gobang, Muara, Sukadamai, dan Sindang Barang), Sukabumi (Parung Kuda, Cibadak, Caringin), Jawa Timur (Magetan, Ngawi), Kalimantan Selatan (Gambut). Hasil seleksi intensif isolat terhadap kemampuannya menambat N2 diperoleh 59 isolat. Pada medium JNFb, isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi menunjukkan reaksi yang berbeda. Beberapa isolat tidak merubah warna medium JNFb (pH 5,8) yang berwarna kuning, tetapi isolat yang lain merubah warna medium yang semula kuning menjadi hijau atau biru. Perubahan ini merupakan indikasi bahwa isolat tersebut menunjukkan reaksi basa

132

(alkali). Beberapa isolat mampu membentuk pelikel (kabut tipis) yang tampak jelas dan berada beberapa milimeter di bawah permukaan medium JNFb semi padat, tetapi beberapa isolat membentuk pelikel yang tampak kurang jelas dan berada pada permukaan medium JNFb semi padat. Adanya pelikel ini memberikan kondisi yang baik untuk aktivitas nitrogenase (penambatan N2). Hal ini disebabkan tidak ada kelebihan oksigen pada medium tersebut, karena laju difusi oksigen ke dalam medium sama dengan laju respirasi organisme. Pembentukan pelikel pada permukaan medium semisolid juga dijumpai pada percobaan Kirchhof et al. (1997) pada berbagai strain Herbaspirillum. Pada penelitian ini pengukuran kemampuan bakteri diazotrof endofit dalam menambat N didasarkan atas kemampuan enzim nitrogenase dalam mereduksi asetilen menjadi etilen. Etilen yang dilepaskan diukur menggunakan gas kromatografi. Asetilen digunakan sebagai substrat untuk menguji aktivitas enzim nitrogenase karena kurang toksik dan mudah tersedia. Nilai ARA yang diukur bervariasi antara 0,00142,683 μmol/jam /tabung (Tabel III.94). Dari hasil pengujian ini diperoleh 3 isolat yang mempunyai potensi menambat nitrogen tinggi, yaitu BCr 2.3 (1,9495 μmol/10g/jam), BCr 2.1 (1,277 μmol/10g/jam), dan APK 2.4 (2,683 μmol/10g/jam). Untuk mengetahui kemampuan mengekspresikan enzim nitrogenase, dipilih 8 isolat yang mewakili untuk uji autentikasi pada tanaman padi IR64. Isolat yang diuji autentikasi pada padi IR64 ialah BCR 1.2, BCR 2.1, BCr 2.3, BCbd 1.3, BLW 3.2, APK


Tabel III.94. Aktivitas reduksi asetilen dari bakteri endofit padi yang ditumbuhkan medium JNFb No.

Kode isolat

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

ABd 3.1 ABd 3.2 BBd 1.2 BBd 3.2 BBd 3.3 BCr 1.1 BCr 1.2 BCr1.3 BCr 2.1 BCr 2.2 BCr 2.3 BCr3.1 BCr 3.2 BCbd 1.2 BCbd 1.3 BCbd 1.4 BCbd 2.1 BCbd 2.2 BCbd 2.3 BCbd 2.4 BS III 3.1 BS III 3.2 BGb 2.1 BGb 2.2 PKms 1.2 PKms 3B.2 PKms 3B.3 BLw 2.1 BLw 2.2 BLw 3.1

Aktivitas reduksi asetilen (µmol/jam/tabung) 0,1334 0,0150 0,0188 1,2770 1,9495 0,0162 0,0014 0,0144 0,0116 0,0090 0,0690 0,0060 0,0124 0,0173 0,0110 0,0169 -

No.

Kode isolat

31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59.

BLw 3.2 PM 1.14 PM 2.1 PM 2.31 PM 2.32 PM 2.33 PM 2.34 PM 3.2 BNg 1.2 BPr 1.2.1 BPr 1.2.2 BPr 1.2.3 BPr 2.2 APk 1.2 APk 2.1 APk 2.3 APk 2.4 APk 3.1 APk 3.2 APk 3.3 BPk 1 BRb 2.1 BRb 2.2 BRb 3.1 BRb 3.2 APSD2.1 ASD2.2 C 2.3 C 2.4

Aktivitas reduksi asetilen (µmol/jam/tabung) 0,0134 0,0191 0,0164 0,0151 0,0161 0,0168 0,1210 0,0620 0,0170 0,0310 0,0127 0,3690 2,6830 0,0168 0,0206 0,0020 0,0104 0,0104 0,0154 0,0643 0,0158 0,0850

ABd = akar padi Bendo, PKMS = padi Kalsel, BCr = batang padi Caringin, APK = akar padi Parung Kuda, BCbd = batang padi Cibadak, PM = padi Muara, BGb = batang padi Gobang, BNg = batang padi Ngawi, BRb = batang padi Rabak, BBd = batang padi Bendo, BS = batang padi Ciomas, - = tidak ada aktivitas ARA, BPK = batang padi Parung Kuda, C = batang padi Cikarang, BLw = batang padi Leuwiliang, APSD = akar padi Sindang Barang

2.1, APK 2.4, dan BRb 2.2. Setelah tanaman berumur 30 hari setelah inokulasi (HSI) diamati aktivitas reduksi asetilennya menggunakan gas kromatografi. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa aktivitas reduksi asetilen dapat dideteksi pada batang dan akar tanaman padi. Isolat BCr 2.3 mampu mengekspresikan enzim nitrogenase di batang, APK 2.1 di akar, APK 2.4 di batang, BRb 2.2 di batang, dan BCr 2.1 di akar dan batang. Nilai ARA

dari masing-masing isolat pada jaringan tanaman padi dapat dilihat pada Tabel III.95. Isolat APK 2.1 yang diisolasi dari batang hanya mampu mengekspresikan enzim nitrogenase di akar saja dan sebaliknya isolat APK 2.4 yang diisolasi dari akar mampu mengekspresikan di batang. Hal ini menunjukkan bahwa isolat APK 2.4 setelah menginfeksi akar tanaman padi bergerak ke tajuk bersama aliran transpi-

133


Tabel III.95. Aktivitas reduksi asetilen bakteri diazotrof endofit yang diinokulasikan pada tanaman padi IR64 Kode isolat Kontrol APK 2.1 APK 2.4 BCbd 1.3 BCr 1.2 BCr 2.1 BCr 2.3 BLw 3.2 BRb 2.2

Aktivitas nitrogenase (µmol/jam/tanaman) Akar

Batang

Akar

Batang

0,0113 0,0156 -

0,0147 0,0159 0,0562 0,0052

+ + + + + +

+ + + + + + +

rasi, kemudian mengekspresikan enzim nitrogenase di batang. Setelah diisolasi kembali isolat bakteri yang diinokulasikan pada tanaman padi tersebut ternyata mampu tumbuh dan membentuk pelikel pada medium JNFb semisolid, namun aktivitas reduksi asetilennya pada jaringan tertentu tidak terdeteksi. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam jaringan tersebut bakteri tidak efektif menambat N2. Kolonisasi bakteri diazotrof endofit dalam jaringan akar tanaman padi yang dipelajari dengan menggunakan metode reduksi tetrazolium tampak berwarna merah tua atau ungu dan beberapa kelihatan lebih besar karena endapan kristal formazan. Kristal formazan terbentuk karena senyawa tetrazolium yang larut dalam air dan tidak berwarna dengan penambahan hidrogen akan berubah menjadi pigmen berwarna yang tidak larut dalam air. Pengamatan di bawah mikroskop kontras fase dari irisan melintang akar padi yang telah diwarnai dengan tetrazolium, menunjukkan bahwa kolonisasi bakteri diazotrof endofit isolat APK 2.4, BCr 2.3, BCr 2.1,

134

Pertumbuhan/pembentukan pelikel

BCbd 1.3, dan BCr 1.2 tampak jelas pada jaringan aerenkim (kortek), epidermis, eksodermis, dan ruang interseluler (BCr 1.2). Tampaknya akar padi memberikan lingkungan mikro yang sesuai untuk aktivitas enzim nitrogenase, karena konsentrasi oksigen dan nitrogen yang cukup rendah. Di samping itu, juga menunjukkan bahwa bakteri berlokasi bukan hanya yang hidup, karena aliran nutrien apoplastik pada aerenkim cukup tinggi untuk pertumbuhan bakteri dan aktivitas nitrogenase. Untuk mengetahui pengaruh inokulasi bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman padi, maka 5 isolat terpilih, yaitu APK 2.4 (Alcaligenes sp.), BCr 2.3 (Chromobacterium sp.), BCr 2.1 (Erwinia sp.), BCr 1.2 (Pseudomonas sp.), dan BCbd 1.3 diinokulasikan pada tanaman padi yang ditumbuhkan di berbagai konsentrasi nitrogen dan dipelajari interaksinya dengan inokulasi bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman. Berdasarkan pengamatan secara visual, perbedaan konsentrasi N pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh


interaksi di antara keduanya berpengaruh nyata terhadap jumlah anakan total. Jumlah anakan total tertinggi diperoleh pada konsentrasi NH4NO3 1 mM dan inokulasi BCr 2.3, yaitu 20. Inokulasi BCr 2.3 pada konsentrasi NH4NO3 0,75 mM dan 0,5 mM tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap jumlah anakan total. Jumlah anakan produktif secara nyata dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi nitrogen (Tabel III.96 dan III.97) dan interaksinya dengan inokulasi bakteri endofit (Lampiran III.2). Interaksi antara konsentrasi nitrogen 1 mM dan inokulasi BCr 1.2 menghasilkan tinggi tanaman paling baik, yaitu 84,53 cm (Lampiran III.2). Jumlah anakan produktif paling tinggi adalah 17,33 diperoleh pada perlakuan konsentrasi N 1 mM NH4NO3 dan inokulasi isolat BCr 2.3. Dibandingkan de-

berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tanaman. Semakin tinggi konsentrasi NH4NO3 pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh maka pertumbuhan tanaman semakin baik. Sebaliknya pada konsentrasi NH4NO3 yang sama pada isolat yang berbeda, pertumbuhan tanaman tampak tidak berbeda. Kadar klorofil tanaman semua parameter yang diamati dipengaruhi oleh interaksi antara konsentrasi nitrogen dan inokulasi bakteri endofit (Tabel III.96, III.97, dan Lampiran III.2). Sedangkan inokulasi bakteri endofit hanya berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah anakan total, ARA di batang dan di akar. Dari Tabel III.96 terlihat tidak ada perbedaan yang nyata pada konsentrasi NH4NO3 0,75 mM dengan 1 mM. Perbedaan konsentrasi N, inokulasi bakteri endofit dan

Tabel III.96. Pengaruh konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh terhadap pertumbuhan tanaman padi IR64 berumur 50 hari pada kultur hara Konsentrasi NH4NO3 (mM)

Tinggi tanaman (cm)*

0 0,25 0,50 0,75 1,0

23,47 d 69,13 c 76,03 b 81,16 a 79,61 a

Jumlah anakan total* 1d 11,06 e 15,72 b 16,39 ab 17,67 a

Jumlah Kadar ARA di BK tajuk ARA di akar anakan klorofil daun batang (g)* (µ mol/jam/g)* produktif* (mg/g)* (µ mol/jam/g)

BK Akar Kadar N Serapan (g)* (%)* N mg/g*

1e 9,22 d 12,28 c 13,61 b 15,06 a

0,059 d 1,959 c 2,446 b 2,979 a 3,043 a

2,4230 2,555 2,717 3,098

0,24 a 0,004 b 0,004 b 0,005 b 0,003 b

0,25 a 0,003 b 0,003 b 0,003 b 0,003b

0,1394 e 8,222 d 12,77 c 18,08 b 21,17 a

0,56 e 1,68 d 2,02 c 2,42 b 2,66 a

0,79 e 138,3 d 257,8 c 434,9 b 559,4 a

* Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang Tabel III.97. Pengaruh inokulasi bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman padi IR64 berumur 50 hari pada kultur hara Kode isolat

Tinggi Jumlah tanaman anakan (cm)* total*

Tanpa inokulasi APK 2.4 BCr 2.3 BCr 2.1 BCbd 1.3 BCr 1.2

66,02 ab 65,21 b 65,71 ab 65,16 b 65,53 ab 67,64 a

12,33 ab 12,20 ab 13,47 a 12,20 ab 11,60 b 12,40 ab

ARA di Jumlah Kadar BK BK Akar Kadar N Serapan N ARA di akar batang anakan klorofil daun (µ mol/jam/g) tajuk (g) (g) (%) (mg/g) (µ mol/jam/g) produktif (mg/g) 10,00 10,07 10,87 10,47 9,73 10,27

2,542 2,685 2,790 2,747 2,713 2,712

0,069 0,073 0,043 0,027 0,050 0,042

0,08 a 0,055 ab 0,049 ab 0,044 b 0,051 ab 0,044 b

11,62 12,08 12,96 12,02 11,20 12,58

1.96 2.14 2.24 2.16 1.93 2.15

1.96 1.86 1.88 1.81 1.86 1.85

277.5 275.2 299.2 271.9 257 288.8

Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5 % menurut uji Tukey

135


ngan kontrol tanpa inokulasi, inokulasi BCr 2.3 meningkatkan jumlah anakan produktif sebesar 30%. Inokulasi BCr 2.3 pada konsentrasi NH4NO3 0,75 mM secara statistik tidak berbeda nyata dibanding perlakuan 1 mM. Pada umumnya perlakuan pemberian N pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh tanaman, menurunkan aktivitas reduksi asetilen (ARA) (Tabel III.96). Hasil yang sama juga diperoleh Fuentes Ramirez et al, (1993), bahwa pemupukan N yang tinggi terhadap tanaman tebu yang diinokulasi A. diazotrophicus tinggi mengakibatkan aktivitas reduksi asetilen menurun. Diduga pemberian N merubah “physiological state” dari tanaman padi sehingga menyebabkan perubahan aosiasi. Kadar klorofil daun meningkat secara nyata bersamaan dengan meningkatnya konsentrasi N dari hara yang digunakan sebagai media tanam. Pada konsentrasi N 1mM NH4NO3 kadar klorofil daun paling tinggi. Namun demikian dari Tabel III.97 dan Lampiran III.2 terlihat bahwa inokulasi bakteri endofit maupun interaksinya dengan perbedaan konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh tidak mempengaruhi kadar klorofil daun. Peningkatan konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh secara nyata meningkatkan bobot kering tajuk. Bobot kering tajuk tertinggi diperoleh pada konsentrasi NH4NO3 1 mM (Tabel III.96). Pada konsentrasi NH4NO3 1 mM, inokulasi bakteri endofit BCr 2.3 meningkatkan secara nyata bobot kering tajuk sebesar 32,29% dibandingkan kontrol tanpa

136

inokulasi. Bobot kering tajuk yang diinokulasi BCr 1.2 pada konsentrasi nitrogen yang sama secara statistik tidak berbeda nyata dengan inokulasi BCr 2.3 (Lampiran III.2). Berdasarkan pengamatan menunjukkan bahwa bobot kering akar secara nyata dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh. Pada konsentrasi NH4NO3 1 mM, bobot kering akar mencapai tertinggi. Namun demikian, secara statitik tidak berbeda nyata dengan perlakuan konsentrasi NH4NO3 0,75 mM (Tabel III.96). Interaksi antara pemberian NH4NO3 1 mM dan inokulasi BCr 2.3 memberikan bobot kering akar paling tinggi, yaitu 3,64 g per pot. Hal ini dapat dikatakan bahwa inokulasi BCr 2.3 dapat memperbaiki perakaran tanaman padi. Konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh berpengaruh nyata terhadap kadar N tanaman. (Tabel III.96). Kadar N tertinggi diperoleh pada konsentrasi nitrogen 1 mM NH4NO3. Dari Lampiran III.2 juga terlihat bahwa pada konsentrasi nitrogen 1 mM NH4NO3 baik yang diinokulasi bakteri endofit maupun tidak, kadar N tanaman padi lebih tinggi 2,5% (batas kritis untuk pertumbuhan tanaman) kecuali yang diinokulasi BCr 1.2 sebesar 2,49%. Sebaliknya kadar N tanaman padi yang diinokulasi BCr 1.2 pada konsentrasi N 0,75mM NH4NO3 lebih tinggi dari 2,5%. Hal ini menunjukkan bahwa inokulasi bakteri endofit BCr 1.2 yang dikombinasikan dengan pemberian N 0,75 mM NH4NO3 cukup untuk pertumbuhan tanaman (tanaman tidak mengalami defisiensi). Namun demikian, interaksi antara inokulasi


bakteri endofit dengan konsentrasi NH4NO3 0,75 mM dan 1 mM secara statistik kadar N tanaman tidak berbeda nyata. Serapan N tanaman secara nyata dipengaruhi oleh konsentrasi nitrogen dari hara yang digunakan sebagai media tumbuh. Serapan tertinggi diperoleh pada konsentrasi nitrogen 1 mM NH4NO3. Interaksi antara konsentrasi nitrogen dengan inokulasi bakteri endofit juga berpengaruh nyata terhadap serapan N tanaman. Serapan N tanaman tertinggi diperoleh pada perlakuan konsentrasi nitrogen 1 mM dan inokulasi BCr 2.3. Hal ini menunjukkan bahwa inokulasi BCr 2.3 meningkatkan efisiensi penyerapan nitrogen. Nilai ini juga tidak berbeda nyata dengan kontrol (tanpa inokulasi) inokulasi APK 2.4 dan BCr 1.2. Isolasi dan Seleksi Bakteri Endofit Kedelai Penambat N2 Isolasi bakteri endofit kedelai lebih sulit dibandingkan isolasi bakteri endofit padi. Dari 15 lokasi pengambilan contoh di

daerah sekitar Bogor (Cimanggu, Ciapus) dan Malang (KP Balitkabi) diperoleh 15 isolat yang diisolasi akar dan batang tanaman kedelai (Tabel III.98). Isolat-isolat tersebut telah diseleksi kemampuannya dalam menambat N2 udara menggunakan teknik Analisis Reduksi Asetilen (ARA) dengan Gas Kromatografi. Berdasarkan hasil seleksi tadi dapat dipilih 5 isolat unggul penambat N2, yaitu KACP12; KACP13; KACP21; KACP32; KAMG2 (Tabel III.99). Kelima isolat unggul tersebut diuji kemampuannya menambat N2 pada tanaman kedelai yang merupakan inangnya di rumah kaca dan dibandingkan dengan kontrol tanpa inokulasi dan kontrol yang berupa campuran kelima isolat unggul yang telah dimatikan. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa perlakuan inokulasi isolat bakteri endofit kedelai memberikan respon yang nyata terhadap kadar N tanaman kedelai yang ditanaman pada media vermikulit di rumah kaca, meskipun

Tabel III.98. Isolat-isolat bakteri endofit dari bagian akar dan batang tanaman kedelai Kode isolat

Sampel

Daerah Asal

KACP11 KACP12 KACP13 KACP21 KACP22 KACP31 KACP32 KACP33 KACMG1 KACMG3 KAMG1 KAMG2 KBMG2 KBCP32 KBCP33

Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Akar kedelai Batang kedelai Batang kedelai Batang kedelai

Ciapus Cipus Ciapus Ciapus Ciapus Ciapus Ciapus Ciapus Cimanggu Cimanggu KP Balitkabi Malang KP Balitkabi Malang KP Balitkabi Malang Ciapus Ciapus

137


tidak berbeda nyata pada bobot kering tajuk. Inokulasi dengan isolat endofit memberikan nilai kadar N yang lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan control tanpa inokulasi (Tabel III.100). Seleksi Bakteri Diazotroph Endofit Padi Pemacu Tumbuh Tanaman Bakteri diazotrof endofit selain berperan dalam menambat N2, juga mampu menghasilkan zat pemacu tumbuh seperti AIA. Pengamatan sekresi AIA mengguna-

kan metode kolorimetri karena mudah, cepat, namun cukup sensitif untuk seleksi isolat bakteri dalam jumlah banyak. Dari isolat yang diuji kadar atau kandungan AIA yang disekresikan, beberapa isolat ada yang tidak memproduksi AIA, namun beberapa isolat tergolong tinggi, yaitu berkisar antara 0,057-5,363 ppm (Tabel III.101). Dari 59 isolat bakteri diazotroph endofit terpilih, 3 isolat tidak memproduksi AIA (hanya mampu menambat N2), 20 isolat memproduksi AIA tidak

Tabel III.99. Aktivitas reduksi asetilen dari bakteri endofit kedelai pada yang ditumbuhkan medium JNFb Kode isolat

ARA (umol/jam/tabung)

KACP11 KACP12 KACP13 KACP21 Alcaligenes sp KACP22 KACP31 KACP32 Serratia plymuthica KACP33 KACMG1 KACMG3 KAMG1 KAMG2 KBMG2 KBCP32 KBCP33

0,2271 0,2569 0,3026 0,4592 0,0545 0,2169 0,3131 0,0795 0,0816 0,0556 0,0523 0,4843 0,0643 0,2090 0,0579

Tabel III.100. Respon inokulasi bakteri endofit kedelai terhadap aktivitas penambatan N2 (ARA), bobot kering tajuk, dan kadar N Kode isolat Inokulasi KAMG2 Inokulasi KACP12 Kontrol tanpa inokulasi Inokulasi KACP13 Kontrol dengan campuran kultur diotoklaf Inokulasi KACP21 Inokulasi KACP32

Rata-rata ARA (umol/jam/tanaman)

Bobot kering tajuk (g)

Kadar N (%)

3,9240 a 0,9604 a 1,6080 a 2,3200 a 0,9516 a 0,9116 a 0,6757 a

0,2563 a 0,2840 a 0,3680 a 0,2457 a 0,3143 a 0,2477 a 0,3560 a

3,135 ab 3,286 a 2,838 b 3,378 a 3,379 a 3,300 a 3,234 ab

Angka-angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% uji BNJ

138


Tabel III.101. Kemampuan isolat bakteri diazotroph endofit padi memproduksi AIA No.

Kode isolat

Kemampuan memproduksi AIA (ppm)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

ABd 3.1 ABd 3.2 BBd 1.2 BBd 3.2 BBd 3.3 BCr 1.1 BCr 1.2 BCr1.3 BCr 2.1 BCr 2.2 BCr 2.3 BCr3.1 BCr 3.2 BCbd 1.2 BCbd 1.3 BCbd 1.4 BCbd 2.1 BCbd 2.2 BCbd 2.3 BCbd 2.4 BS III 3.1 BS III 3.2 BGb 2.1 BGb 2.2 PKms 1.2 PKms 3B.2 PKms 3B.3 BLw 2.1 BLw 2.2 BLw 3.1

0.1334 1.182 4.699 3.636 1.420 1.197 4.530 1.249 1.727 0.1513 1.539 1.727 4.091 0.77 5.363 0.428 0.941 0.599 1.435 1.076 1.420 1.363 1.818 1.171 0.711 1.046 0.414 0.342 1.636

No.

Kode isolat

31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59.

BLw 3.2 PM 1.14 PM 2.1 PM 2.31 PM 2.32 PM 2.33 PM 2.34 PM 3.2 BNg 1.2 BPr 1.2.1 BPr 1.2.2 BPr 1.2.3 BPr 2.2 APk 1.2 APk 2.1 APk 2.3 APk 2.4 APk 3.1 APk 3.2 APk 3.3 BPk 1 BRb 2.1 BRb 2.2 BRb 3.1 BRb 3.2 APSD2.1 ASD2.2 C 2.3 C 2.4

Kemampuan memproduksi AIA (ppm) 1.624 4.1 1.129 1.297 1.506 2.636 1.129 1.249 0.711 2.454 0.77 2.00 0.146 2.636 0.616 2.818 2.727 3.522 0.365 0.711 0.513 0.342 0.257 0.057 0.179 1.255 0.962

Abd = akar padi Bendo, PKMS = padi Kalsel, BCr= = batang padi Caringin, APK = akar padi Parung Kuda, BCbd = batang padi Cibadak, PM = padi Muara, BGb = batang padi Gobang, BNg = batang padi Ngawi, BRb = batang padi Rabak, BBd = batang padi Bendo, BS = batang padi Ciomas, - = tidak ada aktivitas ARA, BPK = batang padi Parung Kuda, C = batang padi Cikarang, BLw = batang padi Leuwiliang, APSD = akar padi Sindang Barang

mempunyai aktivitas reduksi asetilen dan 36 isolat yang mempunyai aktivitas reduksi asetilen dan memproduksi AIA. Isolat terpilih bakteri endofit padi yang selanjutnya akan digunakan dalam penelitian berikutnya, yaitu, BCr 2.3 (diazotroph penghasil AIA; 1,9495 μ mol/jam/ tabung; 1,539 ppm AIA), BCr 2.1 (diazotroph penghasil AIA; 1,277 μmol/jam/tabung; 1,727 ppm AIA), APK 2.4 (diazotroph penghasil AIA; 2,683 μmol/jam/tabung; 2,818 ppm

AIA), BCbd 1.3 (diazotroph penghasil AIA; 0,0116 μmol/jam/tabung; 5,363 ppm AIA) dan BCr 1.2 (penghasil AIA; 4,53 ppm). Bakteri tersebut diuji kemampuannya memacu pertumbuhan tanaman secara in vitro pada tanaman tembakau. Kemampuan isolat-isolat tersebut di atas dalam memacu pertumbuhan tanaman diuji pada tanaman tembakau. Inokulasi BCr 2.1 dan BCr 1.2 setara 5 ppm AIA, menghasilkan jumlah akar tertinggi 6,3 kali

139


jauh lebih besar dibandingkan dengan kontrol AIA (3,7) dengan jumlah tunas masingmasing 3 dan 1,7 di mana BCr 2.1 sama dengan kontrol AIA (3) (Tabel III.102). Seleksi Bakteri Diazotroph Endofit Kedelai Pemacu Tumbuh Tanaman Dari 15 isolat yang diukur kandungan AIA yang disekresikan, diketahui semua isolat mampu memproduksi AIA. Namun kandungannya beragam mulai dari 0,1111,290 ppm. Isolat yang tergolong tinggi kemampuannya ada 6, yaitu KACP11 (0,558

ppm), KACP13 (1,290 ppm), KACP22 (0,403), KACP32 (0,407 ppm), KACP33 (0,600 ppm), KACMG1 (0,391 ppm) (Tabel III.103). Uji Aktivitas Anti Patogen Bakteri Diazotroph Endofit Pemacu Tumbuh Dari 5 isolat endofit padi terpilih, BCr 2.3 (diazotroph penghasil AIA; 1,9495 μ mol/jam/ tabung; 1,539 ppm AIA), BCr 2.1 (diazotroph penghasil AIA; 1,277 μmol/jam/tabung; 1,727 ppm AIA), APK 2.4 (diazotroph penghasil AIA; 2,683 μmol/jam/

Tabel III.102. Jumlah akar dan tunas tanaman tembakau yang diinokulasi oleh bakteri diazotroph endofit pemacu tumbuh tanaman Kode isolat

Jumlah akar

Kadar AIA (ppm) BCbd 1.3 BCr 2.3 BCr 2.1 BCr 1.2 APK 2.4 Kontrol biakan Kontrol media AIA

0 1,3 2,3 4 1 1 2 3,3 2

5 3,3 1,7 6,3 6,3 1 0 3 3,7

10 2,3 3,7 3 1 0,3 0,3 2 5,7

Jumlah tunas 20 4 1,7 3,3 3 0 2,3 1,7 1,3

0 1 3 1,7 1 1 2 3 1,7

5 1 2 3 1,7 1,3 1 1,7 3

Tabel III.103. Kemampuan isolat bakteri diazotroph endofit kedelai memproduksi AIA Kode isolat KACP11 KACP12 KACP13 KACP21 Alcaligenes sp KACP22 KACP31 KACP32 Serratia plymuthica KACP33 KACMG1 KACMG3 KAMG1 KAMG2 KBMG2 KBCP32 KBCP33

140

Produksi AIA (ppm) 0,558 0,289 1,290 0,247 0,403 0,293 0,407 0,600 0,391 0,224 0,232 0,217 0,111 0,152 0,175

10 1,3 1,7 3,3 3 1 2 2 2,7

20 3 2,3 1,3 3,7 1 2 3 1


tabung; 2,818 ppm AIA), BCbd 1.3 (diazotroph penghasil AIA; 0,0116 μmol/ jam/tabung; 5,363 ppm AIA) dan BCr 1.2 (penghasil AIA; 4,53 ppm) terhadap patogen padi Fusarium oxysporium, Helmintosporium, Rhizoctonia solani menunjukkan hanya 1 isolat yang mampu menghambat pertumbuhan patogen padi tersebut, yaitu APK 2.4. Dalam upaya memperkaya isolat penghasil anti patogen padi, uji anti patogen dilanjutkan terhadap 22 isolat dari 59 isolat endofit padi terkoleksi. Dari 22 isolat tersebut hanya diperoleh 2 isolat yang mampu menghasilkan anti patogen, yaitu PM 3.2; dan PM 2.33 dengan adanya diameter penghambatan rata-rata sebesar 3 cm. Dari 5 isolat endofit kedelai terpilih (KAMG2, KACP13, KACP21, KACP11 dan KACP33), hanya 3 isolat KAMG2, KACP11, dan KACP 33, yang menghasilkan senyawa anti patogen fungi kedelai Fusarium oxysporum dengan kemampuan penghambatan 0,5 cm.

Bakteri diazotroph endofit pemacu tumbuh penghasil anti fungal, APK 2.4 diuji kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan serangga hama kedelai (Spodoptera litura). Sebelum penelitian dimulai, terlebih dahulu dilakukan studi pertumbuhan bakteri tersebut untuk mengetahui jumlah populasi yang tepat untuk diaplikasikan pada serangga hama. Pengamatan pertumbuhan isolat dilakukan setiap hari sampai hari ke-7 (ketujuh). Dari kurva pertumbuhan diperoleh bahwa isolat APK 2.4 mencapai phase log pada inkubasi hari ke4 dengan jumlah populasi 3,4 x 108 sel/ml inokulan (Gambar III.37). Inokulan ini akan digunakan sebagai bahan campuran pakan serangga hama. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa sel, supernatan biakan dan ekstrak protein bakteri endofit mampu menimbulkan mortalitas larva S. litura yang cukup tinggi. APK 2.4

10,0

Jumlah sel (log 10)

Uji Aktivitas Anti Serangga Hama Bakteri Diazotroph Endofit Pemacu Tumbuh Penghasil Anti Patogen

8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 1

2

3

4

5

6

7

Umur (hari) Gambar III.37. Kurva pertumbuhan isolat bakteri diazotroph penghasil AIA dan anti fungal APK 2.4

141


Mortalitas larva mulai terjadi pada 2 hari setelah infestasi (HSI), kemudian laju mortalitas terus meningkat hingga 7 HSI. Pada Gambar III.38 tampak bahwa pada 7 HSI, tingkat mortalitas tertinggi mencapai 71,3, 63,3; dan 60% yang masing-masing disebabkan oleh sel bakteri, supernatan biakan, dan ekstrak protein. Efektivitas supernatan biakan disebabkan oleh adanya kandungan senyawa toksis di dalamnya. Setelah protein/senyawa toksinnya diekstrak, efektivitas supernatan ekstrak menjadi menurun. Sedangkan efektivitas ekstrak proteinnya dalam menimbulkan

mortalitas larva S. litura tidak berbeda nyata dengan supernatan biakan. Dari hasil ini menunjukkan bahwa potensi antagonistik bakteri endofit terhadap larva S. litura berasal dari sel bakteri dan protein/senyawa toksin yang disekresikannya. Namun hasil penelitian ini masih perlu diulang untuk mendapatkan data yang lebih baik lagi, karena larva S. litura yang digunakan dalam penelitian berasal dari populasi lapang yang kurang homogen sebagai obyek penelitian. Bahkan banyak larva yang menunjukkan gejala terparasit. Tingkat mortalitas kontrol juga masih tinggi.

Mortalitas (%)

100 80 60 40 20 0 M

B

S

SupB

SupE

EP

Ko

Perlakuan

M = media perbanyakan bakteri, B = biakan bakteri endofit, S = sel bakteri, SupB = supernatan biakan bakteri, SupE = supernatan ekstrak protein, EP = ekstrak protein, Ko = kontrol tanpa perlakuan Gambar III.38. Tingkat mortalitas larva S. litura oleh bakteri endofit APK 2.4 dan komponen antagonisnya

142


Lampiran III.1. Hasil analisis marka tunggal (nilai peluang) dan proporsi genotipe (nilai X2 ) No. Marka 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53.

RM237 RM212 RM128 RM472 RM5 RM580 RM490 RM84 RM138 RM166 RM240 RM221 RM263 RM475 RM262 RM492 RM555 RM279 RM211 RM282 RM232 RM489 RM22 RM442 RM520 RM168 RM426 RM273 RM307 RM538 RM26 RM440 RM509 RM437 RM548 RM439 RM340 RM50 RM510 RM170 RM248 RM18 RM445 RM11 RM481 RM126 RM506 RM264 RM230 RM256 RM201 RM257 RM566

Kromosom

Jarak (cM)

Sumber

LOD

Nilai peluang

Nilai X2

1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3A 3A 3A 3A 4 4 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 8A 8A 8A 9 9 9

0 33,9 40,7 59,5 115 165,3 191 209,5 0 16,2 31,9 65 93,8 133,5 145,6 199,1 225,8 240,4 250 0 7,8 31 45,9 0 29,2 47,1 55,4 0 64,8 0 6,7 42,9 68,1 98,9 113,4 0 7,5 68,5 91,4 100,4 0 22,9 59,4 93,7 177,6 0 64,7 0 14,3 24,4 0 18,9 34,6

Dupa Dupa Dupa Dupa Dupa ITA131 Dupa Dupa Dupa Dupa Dupa Dupa Dupa ITA131 Dupa ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 Dupa Dupa ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 Dupa Dupa ITA131 ITA131 Dupa Dupa Dupa Dupa ITA131 ITA131 ITA131 Dupa Dupa Dupa Dupa ITA131 ITA131 Dupa ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131

0,23 0,89 1,26 0,76 0,75 0,06 0,1 1,02 0,75 1,26 0,51 0,03 0,42 0,27 0,01 1,69 0,41 0,62 0,3 0,55 1,44 0,08 0,09 1,29 0,05 0,26 0,29 0,54 0,07 0,42 0,72 0,16 0,4 0,47 0,1 0,15 0,36 0,15 0,25 0,69 1,53 0,69 1,51 0,14 0,19 0,08 0,02 0,34 0,61 0,33 0,34 0,35 1,52

0,599 0,1377 0,0603 0,1844 0,188 0,8748 0,8002 0,1031 0,1883 0,0605 0,3218 0,9353 0,3923 0,548 0,978 0,0232* 0,4012 0,2513 0,5126 0,2935 0,0404* 0,8368 0,8182 0,0565 0,8946 0,5602 0,524 0,3004 0,8556 0,3921 0,201 0,7002 0,41 0,3509 0,8005 0,7158 0,4485 0,7162 0,5728 0,2149 0,0331* 0,2149 0,0347* 0,7323 0,655 0,8367 0,9564 0,4691 0,2567 0,4792 0,4688 0,4585 0,0339*

1,93 1,48 0,382 0,376 0,28 5,83 5,93 1,1 0,67 0,893 5,07 21,59 1,03 7,37 2,43 4,95 0,23 1,1 2,872 31,32 37,91 20,42 10,68 0,231,11 3,19 8,36 16,46 0,23 7,42 0,45 1,16 0,52 0,71 6,22 0,13 4,28 5,28 17,53 57,47 11,17 11,92 3,18 3,17 118,8 2,41 0,313 0,09 1,54 5,24 2,17 6,31 9,32 0,69

143


Lampiran III.1. Lanjutan No. Marka 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66.

RM464 RM271 RM467 RM216 RM474 RM144 RM21 RM209 RM202 RM167 RM277 RM247 RM19

Kromosom

Jarak (cM)

Sumber

LOD

Nilai peluang

Nilai X2

9 10 10 10 10 11 11 11 11 11 12 12 12

119 0 11,8 43,6 51,7 0 53,9 66,7 90,4 109,4 0 28,7 45

ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 ITA131 Dupa Dupa Dupa Dupa ITA131 Dupa Dupa

0,11 0,08 0,32 0,05 0,3 0,52 0,93 0,09 0,3 0,14 0,47 0,58 0,16

0,7826 0,8371 0,49 0,8946 0,5127 0,314 0,126 0,8183 0,5125 0,732 0,3509 0,2749 0,7003

0,72 4,17 1,83 1,46 0,27 0,23 16,24 5,61 2,09 3,47 0,78 0,28 3,43

Banyaknya sampel yang dianalisis bervariasi dari 87 sampai 94 karena beberapa nomor tidak ada pita atau pitanya tidak seperti kedua tetuanya (dianggap sebagai data hilang). *) berbeda nyata pada taraf 5% (P<0,05); Nilai X2<5,99 memenuhi hukum Mendell (1 : 2 : 1) Sumber: asal segmen DNA yang terdeteksi

144


Lampiran III.2. Pengaruh interaksi antara konsentrasi nitrogen pada hara yang digunakan sebagai media tumbuh dengan inokulasi bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman padi IR64 berumur 50 hari yang ditanam pada kultur hara Kode isolat

Tinggi tanaman (cm)*

N0I0 N0I1 N0I2 N0I3 N0I4 N0I5 N1I0 N1I1 N1I2 N1I3 N1I4 N1I5 N2I0 N2I1 N2I2 N2I3 N2I4 N2I5 N3I0 N3I1 N3I2 N3I3 N3I4 N3I5 N4I0 N4I1 N4I2 N4I3 N4I4 N4I5

22,67 j 23,33 j 24,60 j 23,33 j 22,03 j 24,83 j 68,57 I 68,73 hi 68,23 I 68,77 hi 69,50 ghi 71,00 fghi 73,93 efghi 75,13 defghi 77,50 abcdef 75,87 cdefgh 76,67 bcdefg 77,10 bcdef 82,83 abc 78,80 abcde 80,40 abcde 80,83 abcde 83,33 ab 80,73 abcde 82,10 abcde 80,07 abcde 77,80 abcdef 77,00 bcdef 76,13 cdefg 84,53 a

Jumlah anakan total*

Jumlah anakan produktif*

1 1h 1 1h 1 1h 1 1h 1 1h 1 1h 11,67 defg 10,33 defg 11 fg 9,00 efg 11,33 efg 9,00 efg 11,67 defg 10,67 cdefg 10,33 g 8,00 g 10,33 g 8,33 fg 16,00 abcd 12 bcdef 17,67 abc 12 bcdef 16,33 abc 12,67 bcde 15,33 bcdef 12,67 bcde 13,67 cdefg 12,33 bcde 15,33 bcdef 12 bcdef 15,67 abcdef 13,33 bcd 15,67 abcde 14,00 abcd 18,67 ab 14,33 abc 15,33 bcdef 13,00 bcd 15,67 abcde 12,33 bcde 17,33 abc 14,67 ab 17,33 abc 13,33 bcd 15,67 abcde 14,33 abc 20,00 a 17,33 a 17,67 abc 15,00 ab 17,33 abc 15,00 ab 18,00 abc 15,33 ab

Kadar klorofil ARA di akar ARA di batang daun (mg/g)* (u mol/jam/g)* (u mol/jam/g)*

BK tajuk (g)*

BK Akar (g)*

Kadar N (%)*

Serapan N (mg/g)*

0,33 ab 0,35 a 0,20 abc 0,12 cd 0,24 abc 0,19 bc 0,005 d 0,006 d 0,003 d 0,003 d 0,003 d 0,004 d 0,003 d 0,003 d 0,003 d 0,009 d 0,002 d 0,006 d 0,006 d 0,005 d 0,007 d 0,006 d 0,004 d 0,003 d 0,003 d 0,003 d 0,002 d 0,003 d 0,006 d 0,002 d

0,13 i 0,13 i 0,16 i 0,13 i 0,14 i 0,16 i 7,89 gh 8,32 fgh 8,54 fgh 8,30 fgh 7,7 h 8,58 fgh 12,60 efgh 13,61 def 12,45 efgh 13,24 defg 12,51 efgh 12,25 efgh 18,17 bcd 18,37 bcd 18,09 bcd 18,27 bcd 16,28 cde 19,31 bc 19,32 bc 19,98 bc 25,56 a 20,19 bc 19,36 bc 22,62 ab

0,06 g 0,05 g 0,07 g 0,05 g 0,045g 0,07 g 1,55 f 1,96 ef 2,09 def 2,38 bcdef 1,83 ef 1,94 ef 2,40 bcdef 2,92 abcde 2,26 cdef 2,42 bcdef 2,41 bcdef 2,33 cdef 3,28 abc 3,17 abcd 3,16 abcd 2,68 abcdef 2,69 abcdef 2,88 abcde 2,51 abcdef 2,62 abcdef 3,64 a 3,27 abcd 2,68 abcdef 3,55 ab

0,59 h 0,57 h 0,63 h 0,46 h 0,54 h 0,58 h 1,75 cdefg 1,69 efg 1,71 defg 1,61 g 1,69 efg 1,63 fg 2,08 abcdefg 1,98 bcdefg 2,09 abcdefg 1,94 bcdefg 2,02 bcdefg 2,01 bcdefg 2,51 abcd 2,35 abcdefg 2,34 abcdefg 2,43 abcdef 2,34 abcdefg 2,55 abc 2,85 a 2,67 ab 2,65 ab 2,59 ab 2,68 ab 2,49 abcde

0,75 h 0,73 1,08 h 0,60 h 0,67 h 0,90 h 138,2 fg 141,2 fg 146,3 fg 133,7 gh 130,6 gh 139,9 fg 261,7 efg 268,9 ef 260,6 efg 256,9 efg 253,0 efg 245,9.efg 438,7 bcd 430,2 bcd 423,1 cd 444,2 bcd 380,0 de 493,3 bcd 548,2 abc 534,7 abc 664,8 a 524,2 bc 520,6 bc 564,1 ab

2,405 2,473 2,331 2,498 2,334 2,495 2,434 2,509 2,614 2,611 2,516 2,647 2,481 2,729 2,888 2,718 2,784 2,700 2,848 3,028 3,326 3,161 3,220 3,003

0,38 a 0,26 b 0,23 b 0,26 b 0,24 b 0,21 b 0,006 c 0,006 c 0,003 c 0,004 c 0,004 c 0,005 c 0,003 c 0,003 c 0,003 c 0,006 c 0,003 c 0,006 c 0,006 c 0,005 c 0,005 c 0,006 c 0,003 c 0,002 c 0,003 c 0,002 c 0,004 c 0,002 c 0,005 c 0,002 c

*Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5 % menurut uji Tukey N0, N1, N2, N3, dan N4 masing-masing adalah konsentrasi NH4NO3 sebesar 0; 0,25; 0,5; 0,75; dan 1 mM, I1, I2, I3, I4, dan I5 masing-masing adalah isolat APK 2.4, BCr 2.3, BCr 2.1, BCbd 1.3, dan BCr 1.2.

145

Laporan Tahunan Balitbiogen 2003 PENYEBARLUASAN HASIL PENELITIAN © Copyright 2004, BB-Biogen

IV. Penyebarluasan Hasil Penelitian DISEMINASI HASIL PENELITIAN BIOTEKNOLOGI DAN SUMBERDAYA GENETIK PERTANIAN Diseminasi hasil penelitian pada tahun anggaran 2003 dilaksanakan oleh Seksi Jasa Penelitian Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (Balitbiogen). Kegiatan tersebut meliputi (1) publikasi kegiatan Balitbiogen serta hasil penelitian bioteknologi dan sumberdaya genetik pertanian, (2) seminar, (3) lokakarya, (4) pameran bioteknologi dan sumber daya genetik pertanian, (5) pemasyarakatan hasil penelitian, dan (6) keikutsertaan dalam pameran Badan Litbang Pertanian. Publikasi Laporan Tahunan Balai Penelitian Bioteknologi 2002 Laporan Tahunan Balai Penelitian Bioteknologi 2002 merupakan buku tentang laporan kegiatan Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian selama tahun anggaran 2002. Buku ini memuat program penelitian bioteknologi pertanian, hasil penelitian, kondisi sumberdaya manusia, dan keuangan. Buletin Agrobio Vol. 6 No. 1 Tahun 2003 Buletin Agrobio merupakan majalah berkala yang terbit 2 kali setahun berisi makalah review mengenai perkembangan iptek yang berkaitan dengan bioteknologi dan sumberdaya genetik pertanian. Maja-

146

lah ini pertama kali diterbitkan pada tahun 1996. Buletin Agrobio volume 6 nomor 1 tahun 2003 berisi artikel (1) perkembangan penelitian bioteknologi pertanian di Indonesia (Novianti Sunarlim dan Sutrisno), (2) status perkembangan kapas Bt (Muhammad Herman), (3) gen penyeleksi alternatif untuk transformasi tanaman (Syamsidah Rahmawati), dan (4) pemanfaatan dan prospek kultur in vitro nanas melalui organogenesis dan embriogenesis somatik (Ika Roostika T. dan Ika Mariska). Warta Balitbio No. 21, 22, dan 23 tahun 2003 Warta Balitbio ialah warta internal lingkup Balitbiogen yang berisi informasi kebijakan, artikel bebas, abstrak hasil seminar, atau berita lain. Warta Balitbio No. 21 berisi artikel Penelitian Balitbiogen Tahun Anggaran 2003 dan Abstrak Makalah hasil penelitian tahun 2002 yang telah diseminarkan. Warta Balitbio No. 22 berisi artikel berjudul Varietas Kacang Tanah Baru, Sekilas tentang Akreditasi Laboratorium Penguji Balitbiogen, dan Abstrak Makalah hasil penelitian tahun 2002 yang telah diseminarkan. Warta Balitbio No. 23 berisi artikel mengenai kegiatan yang diselenggarakan oleh Balitbiogen, yaitu Presentasi Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi dan Pameran Bioteknologi Pertanian.


Prosiding Seminar Hasil Rintisan dan Bioteknologi

Penelitian

Prosiding Seminar Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Tanaman berisi 41 makalah dari 63 makalah yang telah diseminarkan pada Presentasi Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Pertanian tanggal 23-24 September 2003. Makalah tersebut meliputi aspek penelitian plasma nutfah (27 judul) dan bioteknologi (36 Judul). Monograf Monograf merupakan salah satu bentuk penyampaian informasi. Pada tahun anggaran 2003, Balitbiogen menerbitkan Panduan Pengoperasian Program NTSYSpc dan WinBoot untuk Analisis Klaster, Pengadaan Bibit Abaka melalui Kultur Jaringan, dan Pengadaan Bibit Jati melalui Kultur Jaringan. Monograf tersebut telah disebarluaskan di pameran-pameran dan dalam kunjungan tamu. Seminar Presentasi Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Seminar Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Pertanian bertujuan untuk (1) mensosialisasikan hasil penelitian dan mendapatkan masukan untuk penyempurnaan metode dan topik penelitian rintisan dan bioteknologi di Balitbiogen dan (2) mengkomunikasikan hasil-hasil penelitian rintisan dan bioteknologi dari Balitbiogen kepada masyarakat ilmiah dan pengguna. Seminar diselenggarakan selama dua hari, yaitu tanggal 23-24 September 2003. Seminar ini diikuti sekitar 125 peneliti Balai

Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (Balitbiogen) Bogor, Balai Penelitian Tanaman Padi (Balitpa) Sukamandi, Balai Penelitian Veteriner (Balitvet) Bogor, dan mahasiswa praktek/penelitian di Balitbiogen. Makalah yang dipresentasikan sebanyak 63 makalah yang berkaitan dengan aspek (1) pengelolaan plasma nutfah sebanyak 10 makalah, (2) pemanfaatan plasma nutfah untuk perbaikan tanaman dan efisiensi pengelolaan tanaman sebanyak 17 makalah, (3) pengembangan marka molekuler sebanyak 10 makalah, (4) pengembangan tanaman transgenik 16 makalah, dan (5) pemanfaatan kultur jaringan untuk perbaikan tanaman sebanyak 10 makalah. Makalah-makalah tersebut terinci sebagai berikut: 1. Pengelolaan Plasma Nutfah 1.1.

Eksplorasi plasma nutfah tanaman pangan di Propinsi Kalimantan Barat (Sri A. Rais).

1.2.

Rejuvenasi, karakterisasi morfologi dan mutu gizi plasma nutfah tanaman pangan (Hadiatmi).

1.3.

Karakterisasi molekuler plasma nutfah tanaman pangan (Ida H. Somantri).

1.4.

Evaluasi toleransi plasma nutfah padi, jagung, dan kedelai terhadap lahan bermasalah (lahan masam, keracunan Al dan Fe) (Sri G. Budiarti).

1.5.

Evaluasi ketahanan plasma nutfah tanaman pangan terhadap penyakit hawar daun bakteri dan blas pada padi, bulai pada jagung, dan

147

PENYEBARLUASAN HASIL PENELITIAN

2.5.

Isolasi dan karakterisasi Bacillus thuringiensis isolat lokal untuk bioinsektisida lalat Chrysomya bezziana, penyebab myiasis (Sri Muharsini).

2.6.

Pengembangan database plasma nutfah tanaman pangan (Minantyorini).

Pengembangan teknik multiplikasi nematoda patogen serangga (NPS) pada media cair dalam fermentor 10 liter (Budihardjo S.).

2.7.

Koleksi, karakterisasi, dan preservasi mikroba penyubur tanah dan perombak bahan organik (Rosmimik).

Pengembangan media selektif untuk stabilisasi fase primer bakteri simbion nematoda patogen serangga (Tri P. Priyatno).

2.8.

Purifikasi dan karakterisasi toksin bakteri simbion nematoda patogen serangga (NPS) (I Made Samudra).

2.9.

Evaluasi lapangan perangkat ELISA dengan antibodi poliklonal (PAb) untuk deteksi dini dan identifikasi RRSV, PStV, dan Ralstonia solanacearum (RS) (Ifa Manzila).

sapu setan pada kacang tanah (Tiur S. Silitonga). 1.6.

1.7.

1.8.

1.9.

Evaluasi ketahanan plasma nutfah tanaman pangan terhadap hama wereng coklat pada padi dan hama lanas pada ubi jalar (Nani Zuraida).

Koleksi dan penyimpanan mikroba bioremediasi (Erni Yuliarti).

1.10. Seleksi dan karakterisasi mikroba patogen (M. Machmud). 2. Pemanfaatan Plasma Nutfah untuk Perbaikan Tanaman dan Efisiensi Pengelolaan Tanaman 2.1.

Pembentukan populasi interspesifik padi melalui kultur embrio secara in vitro (Tintin Suhartini).

2.2.

Seleksi dan karakterisasi mikroba pengendali hama dan penyakit (M. Machmud).

2.3.

2.4.

148

Toksisitas beberapa isolat Bacillus thuringiensis lokal terhadap beberapa hama tanaman (Bahagiawati). Ekstraksi DNA Bacillus thuringiensis isolat lokal yang mengandung gen cry untuk pembuatan pustaka plasmid Bacillus thuringiensis (Habib Rijzaani).

2.10. Teknik produksi antibodi monoklonal (McAb) untuk deteksi dan identifikasi virus kerdil hampa padi (RRSV) (Jumanto). 2.11. Teknik produksi antibodi monoklonal (McAb) untuk deteksi dan identifikasi bakteri Ralstonia solanacearum (RS) (M. Machmud). 2.12. Fusi protoplas intraspesies antar Bradyrhizobium japonicum (Rasti Saraswati). 2.13. Isolasi dan seleksi mikroba diazotrof endofitik dan penghasil zat pemacu tumbuh pada tanaman jagung (Dwi N. Susilowati).


2.14. Evaluasi produksi inokulan mikofosfat skala pilot dan uji keefektifannya (R.D.M. Simanungkalit).

3.6.

Analisis segregasi populasi galur inbrida rekombinan dari persilangan Danau Tempe x Kencana Bali terhadap Ras Jamur Blas tertentu di rumah kaca (Masdiar Bustamam).

3.7.

Analisis segregasi galur inbrida rekombinan dari persilangan Danau Tempe x Kencana Bali terhadap penyakit Blas di lapangan (Masdiar Bustamam).

3.8.

Marka DNA untuk deteksi dini penyakit bulai pada tanaman jagung (Haeni Purwanti).

3.9.

Marka DNA untuk deteksi dini penyakit bulai pada benih yang sakit (Haeni Purwanti).

2.15. Seleksi dan karakterisasi bakteri asam laktat (BAL) indigenus (Sri Widowati). 2.16. Efektifitas bakteri asam laktat (BAL) dalam pembuatan produk fermentasi berbasis protein/susu nabati (Misgiyarta). 2.17. Produksi xilanase untuk biokonversi limbah kacang-kacangan (Nur Richana). 3. Pengembangan Marka Molekuler 3.1.

Pengujian sifat toleransi tanaman padi terhadap kekeringan pada populasi F7 (IR64 x IRAT 112) (Erwina Lubis).

3.2.

Uji rumah kaca untuk toleransi terhadap kekeringan pada populasi F7 persilangan IR64 x IRAT112 (Didi Suardi).

3.3.

Analisis AFLP dan mikrosatelit untuk pemetaan marka molekuler untuk sifat toleransi terhadap kekeringan (Kurniawan R. Trijatmiko).

3.4.

3.5.

Analisis segregasi menggunakan marka mikrosatelit pada F2 (Dupa x ITA131) untuk sifat toleransi terhadap keracunan aluminium (Joko Prasetiyono). Analisis segregasi populasi galur inbrida rekombinan dari persilangan Danau Tempe x Kencana Bali dengan marka RFLP dan mikrosatelit (Masdiar Bustamam).

3.10. Evaluasi dan karakterisasi ketahanan spesies padi liar terhadap cekaman biotik dan abiotik dengan menggunakan kultur in vitro dan marka molekuler (Buang Abdullah). 4. Pengembangan Tanaman Transgenik 4.1.

Transformasi padi japonica (T309) dan indica dengan gen cryIA (Ida H. Somantri).

4.2.

Analisis molekuler lanjutan tanaman putatif transgenik padi gen cryIA generasi T1 dan T2 (Tri J. Santoso).

4.3.

Bioasai lanjutan tanaman putatif transgenik padi cryIA generasi T1 dan T2 (Iswari S. Dewi).

4.4.

Analisis molekuler lanjutan gen pinII pada tanaman kedelai transgenik R3 dan R4 (Toto Hadiarto).

149


4.5.

Bioasai tanaman kedelai transgenik pinII terhadap hama penggerek polong (Etiella zinckenella, Treitschke) (Sutrisno).

4.16. Transformasi cDNA gene delayed ripening ke vektor ekspresi Agrobacterium tumefaciens LBA-4404 (Eri Sofiari).

4.6.

Transformasi tanaman kedelai dengan gen cryIA melalui metode particle bombardment (M. Herman).

5. Pemanfaatan Teknik Kultur Jaringan dalam Perbaikan dan Perbanyakan Tanaman

4.7.

Analisis molekuler gen CP-PStV pada tanaman kacang tanah transgenik (Ifa Manzila).

4.8.

Bioasai tanaman kacang tanah transgenik terhadap virus bilur kacang tanah Peanut Stripe Virus (PStV) (Ifa Manzila).

4.9.

Transformasi ubi jalar dengan gen pinII dan gen CP-SPFMV melalui Agrobacterium tumefaciens (A. Dinar Ambarwati).

4.10. Analisis molekuler integrasi gen pinII pada ubi jalar (Atmitri Sisharmini). 4.11. Pengujian tanaman ubi jalar pinII secara bioasai (Bahagiawati). 4.12. Rekonstruksi gen α-amilase inhibitor pada plasmid biner (Sutrisno). 4.13. Analisis dan pendugaan risiko pemanfaatan tanaman transgenik (M. Herman). 4.14. Penyisipan gen GUS pada bawang merah dan tomat (Eri Sofiari). 4.15. Perbaikan regenerasi pasca transformasi dengan gen pelapor GUS (penyisipan gen GUS pada tomat) (Eri Sofiari).

150

5.1.

Perbaikan galur mandul jantan dan galur pemulih kesuburan melalui kultur antera (Ida H. Somantri).

5.2.

Inisiasi akar pada tanaman melinjo melalui kultur in vitro (Yadi Rusyadi).

5.3.

Optimasi sistem perakaran dan aklimatisasi iles-iles (Amorpophalus) (Yati Supriati).

5.4.

Inisiasi akar manggis dari tunas in vitro (Novianti Sunarlim)

5.5.

Induksi dan multiplikasi tunas kentang hitam dan gembili untuk penyimpanan secara kultur in vitro (Arief V. Noviati).

5.6.

Peningkatan keragaman genetik untuk mendapatkan sifat toleransi terhadap faktor biotik dan abiotik melalui seleksi in vitro (Ika Mariska).

5.7.

Pengaruh berbagai formulasi media terhadap regenerasi kalus padi Indica (Endang G. Lestari)

5.8.

Regenerasi kalus embrionik padi setelah diseleksi dengan Al dan pH rendah (Ragapadmi Purnamaningsih).


Pengujian planlet abaka hasil seleksi silang terhadap Fusarium oxysporum (Deden Sukmadjaja)

(profitable), agar dapat berkompetisi dengan produk-produk bioteknologi dari negara-negara lain.

5.10. Penyelamatan embrio hasil persilangan kacang hijau dengan kerabat liarnya (Sri Hutami).

3. Efisiensi produksi menjadi tuntutan utama dalam persaingan di era globalisasi, karena harga pangan dunia cenderung turun.

Seminar Peraturan dan Kebijakan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian

4. Khususnya di Balitbiogen, dalam menyusun program penelitian bioteknologi perlu diperhatikan paradigma baru penelitian bioteknologi. Paradigma tersebut meliputi

5.9.

Seminar membahas Rencana Umum Bioteknologi, Sistem HKI di Indonesia, Pengaturan Keamanan Hayati dan Keamanan Pangan Produk Rekayasa Genetik, dan Kebijakan Pengelolaan Sumberdaya Genetik. Seminar dihadiri oleh 224 peserta dari Unit kerja lingkup Badan Litbang Pertanian, Direktorat Jendral Lingkup Departemen Pertanian, Perguruan Tinggi Negeri dan Swasta, Kepala SMU, Pemda, Swasta, dan LSM. Seminar menghasilkan beberapa rumusan pokok: Bioteknologi Pertanian 1. Penelitian bioteknologi perlu dilakukan secara bertahap dan harus dilakukan berdasarkan prioritas serta terfokus pada penelitian yang bersifat outcome oriented dengan didukung ketersediaan dana jangka panjang secara berkelanjutan. 2. Hasil penelitian harus mampu meningkatkan produktivitas, ketahanan pangan, dan pendapatan petani. Oleh karena itu, penelitian harus berorientasi pada menghasilkan produk dan teknologi yang dapat dipasarkan (marketable) dan menguntungkan

• Penentuan prioritas berdasarkan kemampuan dan spesialisasi. • Penentuan sasaran yang jelas, waktu pencapaian, dan pembuatan road map. • Memperhatikan peta bioteknologi luar negeri dan peta bioteknologi dalam negeri. 5. Koordinasi dan kerja sama penelitian bioteknologi antar kelembagaan perlu ditingkatkan guna mengurangi terjadinya duplikasi penelitian sekaligus mempercepat pencapaian target penelitian. Melalui kerja sama dapat dilakukan pembagian tugas sesuai dengan profesi. 6. Sosialisasi pengaturan keamanan hayati dan keamanan pangan hasil rekayasa genetik kepada masyarakat umum perlu lebih diintensifkan agar dapat mengurangi perbedaan persepsi. Kerja sama antar lembaga mencakup (1) alih teknologi (technology transfer); (2) Capacity building (training, workshop, internship); dan

151


(3) pertukaran informasi (information exchange) 7. Hak Kekayaan Intelektual (HKI) merupakan hak yang harus dilindungi, sehingga pembuatan Undang-undang (UU) HKI perlu dipercepat. Sosialisasi HKI perlu diintensifkan untuk memacu dan mempermudah para peneliti dalam mempatenkan produknya. 8. Pendanaan penelitian bioteknologi memerlukan (1) pengalokasian dana jangka panjang oleh pemerintah dan (2) kerja sama antara lembaga pemerintah dengan swasta. Sumberdaya Genetik Pertanian 1. Pemahaman masyarakat ilmiah dan umum tentang pentingnya plasma nutfah, terutama hewan dan mikroba, perlu ditingkatkan. 2. Konservasi ex situ dan in situ plasma nutfah pertanian yang ada dewasa ini menghadapi kendala, terutama keterbatasan SDM, dana, dan fasilitas penelitian. 3. UU Perlindungan Varietas Tanaman perlu segera diimplementasikan untuk memacu kegiatan pemuliaan dan mencegah peluang terjadinya pencurian plasma nutfah. 4. Pengelolaan plasma nutfah saat ini masih terpencar-pencar, sehingga perlu suatu Pusat Pengelolaan Plasma Nutfah Nasional dengan jejaring kerjanya. 5. Kinerja Komite Daerah Plasma Nutfah dan instansi pertanian di daerah perlu ditingkatkan.

152

Pemuliaan dan Jejaring Kerja 1. Pemuliaan perlu didukung dengan sistem perbenihan (produksi dan distribusi) benih yang baik. 2. Untuk meningkatkan efektifitas dan efesiensi pencapaian sasaran serta hasil yang mantap, pemuliaan harus dilakukan dengan mengintegrasikan teknologi pemuliaan konvensional dengan non konvensional, misalnya penggunaan marka molekuler untuk membantu seleksi. 3. Dalam menghadapi era perdagangan global dan mendukung keberhasilan pertanian berkelanjutan, pengembangan teknik diagnosis penyakit tanaman yang efektif dan efisien, yaitu teknik deteksi dan identifikasi serologi dan molekuler, perlu mendapat prioritas dalam rangka menunjang keberhasilan penyakit tanaman secara umum. 4. Pembentukan jejaring kerja sangat penting sebagai • Pusat ilmu pengetahuan komunikasi ilmiah

untuk

• Jejaring kerja pengembangan teknologi dan pertukaran informasi 5. Networking dilakukan melalui national networking dan international networking. National networking dilakukan melalui kerja sama yang baik (1) antar lembaga pemerintah dan (2) antara lembaga pemerintah dengan swasta (end user).


Lokakarya Lokakarya Bioteknologi Pertanian Lokakarya yang diselenggarakan oleh Badan Litbang Pertanian bekerja sama dengan Perhimpunan Bioteknologi Pertanian Indonesia (PBPI) dan International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA) membahas 10 makalah yang berjudul: The Role of Biotechnology in Sustainable Agriculture, Global Status and Networking of Agriculture Biotechnology, Risk Communication in Agricultural Biotechnology, Molecular and Serological Diagnostic, In Vitro Selection and Protoplast Fusion, Application of Molecular Marker in Plant Breeding, Cloning of Sucrose-Phosphate Synthase and Drought Inducible Protein Genes, Genetic Engineering for Crop Improvement, Food Safety Risk Assesment of Genetically Engineered Product, and Biosafety Risk Assesment of Genetically Engineered Product. Seminar dihadiri oleh 100 peserta dari Unit Kerja lingkup Badan Litbang Pertanian, LIPI, Perguruan Tinggi, dan Swasta. Lokakarya merumuskan kesimpulan antara lain:

beberapa

• Bioteknologi merupakan partner teknik konvensional, yang memberikan sumbangan pada peningkatan produksi maupun standarisasi mutu. • Pemakaian marka molekuler dalam pemuliaan tanaman mendorong pencapaian target pemuliaan secara lebih efektif dan efisien serta membuka peluang untuk memperbaiki sifat genetik tanaman. Namun pada awalnya penelitian ini bersifat padat modal dan teknologi sehingga

penerapannya harus dilakukan pada prioritas tertentu. • Kerja sama antar institusi dapat memacu pencapaian target penelitian bioteknologi, seperti pada pencangkokan gen tahan kekeringan. Lokakarya Pengelolaan Plasma Nutfah Pertanian

Berkelanjutan

Lokakarya yang diselenggarakan oleh Badan Litbang Pertanian bekerja sama dengan Komisi Nasional Plasma Nutfah membahas 6 makalah berjudul Hak dan Kewajiban Negara Pihak Terkait dengan Global Plans of Action dalam Mengelola Plasma Nutfah, Perlunya Membangun Jaringan Informasi Pengelolaan Plasma Nutfah secara Nasional, Pemanfaatan Plasma Nutfah Terkait dengan Perlindungan Hak Atas Kekayaan Intelektual, Pengelolaan Plasma Nutfah secara Ex Situ, In Situ, dan Database bagi Kepentingan Pemuliaan Pertanian, Pengelolaan Plasma Nutfah Veteriner, Pengelolaan Plasma Nutfah Mikroba Pertanian. Seminar dihadiri 130 peserta dari Unit Kerja lingkup Badan Litbang Pertanian, LIPI, NBIN, Perguruan Tinggi, Kementerian Lingkungan Hidup, Swasta, dan LSM Lokakarya merumuskan pokok-pokok: • Hal-hal utama yang perlu dilakukan dalam upaya melindungi/menjaga kelestarian sumberdaya genetik (SDG) pertanian adalah – Menyusun MTA (Material Transfer Agreement) yang menguntungkan kedua belah pihak – Meningkatkan kemampuan bernegosiasi

153


– Meningkatkan kepedulian pemerintah dan masyarakat dalam melestarikan SDG melalui sosialisasi termasuk kegiatan pendidikan dan alih informasi (information transfer) – Menyusun langkah strategis guna mengoptimalkan kinerja jejaring kerja yang telah ada dalam pengelolaan SDG – Perlu disusun rumusan yang kongkrit tentang peningkatan kegiatan koleksi dan pemeliharaan SDG di masingmasing unit kerja. Pengelolaan SDG dengan baik di laboratorium dan di lapang. • Sistem HKI perlu lebih dimasyarakatkan guna memberikan jaminan perlindungan bagi pemiliknya. • Dalam upaya meningkatkan pelaksanaan pemberian jaminan keamanan hayati bagi produk bioteknologi perlu dilengkapi dengan sumberdaya yang memadai. Lokakarya Pengelolaan Ex Situ dan Database Plasma Nutfah Pertanian Lokakarya diselenggarakan oleh Badan Litbang Pertanian bekerja sama dengan Komisi Plasma Nutfah Pertanian membahas 10 makalah yang mencakup 9 makalah dalam bidang pengelolaan ex situ dan database tanaman perkebunan, sayuran dan buah-buahan, industri, pangan, dan ternak, serta 1 makalah mengenai Komisi Daerah Plasma Nutfah: Tugas dan Fungsi. Lokakarya dihadiri 70 peserta dari Unit Kerja lingkup Badan Litbang Pertanian,

154

Perguruan Tinggi, Kementerian Lingkungan Hidup, dan Komisi Daerah Plasma Nutfah. Pameran Bioteknologi Pertanian Dalam rangka mempererat komunikasi dan kerja sama di antara pemangku kepentingan dan memperkenalkan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik (Biogen) Pertanian kepada masyarakat pada umumnya, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian (Badan Litbang Pertanian) mengadakan Pekan Biogen Pertanian 2003 yang diselenggarakan dari tanggal 8-12 Desember 2003 di Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Bogor. Pekan Biogen Pertanian 2003 diselenggarakan bekerja sama dengan Konsorsium Bioteknologi Indonesia, Perhimpunan Bioteknologi Pertanian, Komisi Nasional Plasma Nutfah, dan IndoBIC-SEAMEO BIOTROP. Kegiatan yang dilaksanakan selama Pekan Biogen mencakup: Ekspose Produk Bioteknologi dan Fasilitas Penunjang Ekspose diikuti oleh Unit Kerja Lingkup Badan Litbang Pertanian, IndoBIC SEAMEO-BIOTROP, Swasta, dan LSM. Ekspose meliputi produk-produk hasil penelitian bioteknologi dan pemanfaatan plasma nutfah pertanian serta alat-alat laboratorium yang berkaitan dengan penelitian bioteknologi. Beberapa di antara peserta ekspose mengundurkan diri pada hari kedua dengan alasan waktu penyelenggaraan yang terlalu lama. Bagi pengunjung, materi ekspose sangat menarik, walaupun sebagian menilai jumlah produk yang dipamerkan masih sedikit. Semua stand ekspose


diminati oleh para pengunjung, tetapi yang lebih menarik adalah stand produk bioteknologi. Umpan balik dari pengunjung tidak banyak, kecuali agar lebih banyak stand produk di masa mendatang. Open House dan Pemutaran Film Litbang Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Open House mencakup kegiatan penelitian dan fasilitas dalam bidang pengelolaan sumberdaya genetik pertanian, kultur jaringan, biologi molekuler, fasilitas uji terbatas, dan mikroba pertanian. Pengunjung Ekspose dan Open House berasal dari peserta seminar, lokakarya, dan simposium pada Pekan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Perguruan Tinggi, LSM, SMU lingkup Bogor (terdaftar 1296 peserta), Kelas IV-VI SDN Polisi IV Bogor, SDN Cimanggu, dan TK Bisbul. Kehadiran siswa SMU dan SD tidak terlepas dari dukungan Dinas Pendidikan Nasional setempat dan IndoBIC yang memiliki jaringan pembinaan siswa SMU yang berminat atas bioteknologi. Minat siswa yang tinggi untuk mengetahui materi yang disajikan terkait dengan tugas pembuatan laporan yang diberikan oleh guru sekolah yang bersangkutan. Kegiatan ini cukup berhasil jika dinilai berdasarkan minat peserta untuk memperoleh informasi lebih lanjut. Pada umumnya semua stand di open house dinilai baik. Para pengunjung umumnya menyarankan waktu kunjungan lebih lama, jumlah pemandu lebih banyak, dan disediakan leaflet di setiap stand yang berkaitan dengan teknologi yang dipamerkan.

Simposium Hasil Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Simposium dihadiri oleh 170 peserta dari Unit Kerja Badan Litbang Pertanian, BPPT, perguruan tinggi, swasta, dan LSM. Simposium yang dihadiri oleh 172 orang peserta yang mewakili lebih dari 21 instansi pemerintah dan swasta tersebut berjalan cukup lancar dan menarik. Makalah oral yang disampaikan mencakup (1) Pembuatan pustaka genom, (2) Penggunaan marka molekuler untuk deteksi penyakit tanaman dan keragaman genetik ternak, (3) Konstruksi plasmid untuk transformasi tanaman tahan hama, (4) Perbanyakan in vitro buahbuahan dan sayuran, (5) Penelitian biopestisida, (6) Kultur jaringan buah-buahan, dan (7) Gene flow tanaman transgenik. Pada makalah veteriner disampaikan pembuatan rekombinan antigen untuk mengenal toxoplasma. Dalam poster yang berasal dari lima lembaga penelitian dan perguruan tinggi disajikan aspek-aspek tentang (1) Biopestisida nabati, (2) Hortikultura (tanaman hias dan buah), (3) Marka molekuler, (4) Pengujian ketahanan tanaman coklat, (5) Seleksi in vitro lada tahan busuk pangkal batang, dan (7) teknologi perbanyakan pepaya in vitro. Rapat Konsorsium Profesi

dan

Organisasi

Konsorsium dan organisasi profesi yang ikut berpartisipasi dalam Pekan Biogen Pertanian 2003 dengan cara menyelenggarakan rapat, ialah (a) Konsorsium Bioteknologi Indonesia (30 anggota), Perhimpunan Bioteknologi Pertanian Indonesia (15 anggota), Perhimpunan Ilmu Pemu-

155


liaan Indonesia (20 anggota), dan Kantor Pusat Perlindungan Varietas Tanaman (20 peserta). Rumusan hasil rapat sebagai berikut: 1. Rapat Pengurus Pusat Perlindungan Varietas Rapat memutuskan bahwa dalam upaya mengimplementasikan Undangundang Perlindungan Varietas Tanaman (PVT) yang telah diundangkan pada tahun 2000, maka pada tahun 2004 akan dilengkapi dengan dua Rancangan Peraturan Pemerintah tentang PVT yang telah disusun, dan tiga Konsep Keputusan Menteri Pertanian tentang (1) Syarat dan Tatacara Permohonan dan Pemberian Hak PVT, (2) Tatakerja Komisi banding PVT, dan (3) Biaya-biaya PVT yang perlu segera diselesaikan. 2. Rapat Pengurus Perhimpunan Bioteknologi Pertanian Indonesia Rapat menyimpulkan bahwa Kongres PBPI III dan Seminar Nasional Bioteknologi Pertanian dengan tema “Peranan Bioteknologi dalam Pembangunan Pertanian Berkelanjutan” akan diselenggarakan di Malang pada bulan November 2004. 3. Rapat Anggota Konsorsium Bioteknologi Indonesia Rapat membahas agenda acara sebagai berikut: • Pengelolaan Plasma Nutfah Pertanian Indonesia. Perkembangan dan kendala dalam pengelolaan plasma nutfah disampaikan oleh Ketua Komisi Nasional Plasma Nutfah. Informasi ini disambut baik oleh anggota konsor-

156

sium. Anggota mengharapkan acara serupa rutin diadakan setiap pertemuan anggota. Keberadaan Kultur Koleksi Mikroba Veteriner (BCC) mendapat catatan khusus mengingat adanya kepentingan pengelolaan mikroba terkait dengan isu senjata biologis. • Perkembangan Renum bioteknologi. Anggota konsorsium mengharapkan Renum tersebut disosialisasikan kepada anggota-anggota yang belum mengetahuinya. • Persiapan kongres nasional dan pertemuan serupa yang diselenggarakan atas kerja sama LIPI dengan OKI. Ketua LIPI menginformasikan bahwa kedua kegiatan tersebut dapat bersifat sinergi mengingat aspek yang dibahas pada dua pertemuan cukup terkait. Ketua Konsorsium Bioteknologi Indonesia (KBI) menawarkan tempat pelaksanaan dilakukan di tempat pelaksanaan Kongres KBI 2004, yaitu Bali. Ketua LIPI juga mengharapkan masalah Etika dibahas dalam kongres konsorsium mengingat masalah ini menjadi sorotan di luar negeri dan Indonesia belum memiliki wadah yang jelas. • Prioritas perbenihan tanaman potensial Hal ini disampaikan oleh Dr. Inez H.S. Loedin (LIPI) sebagai hasil tindak lanjut dari pertemuan yang diselenggarakan oleh Deputi I Ristek dan pertemuan lanjutan di Puslitbang Biologi LIPI untuk menanggapi permintaan Menristek atas kemandirian sistem perbenihan Indonesia. Masukan-


masukan disampaikan oleh berbagai pihak untuk melengkapi konsep yang ada. Pada pertemuan ini disepakati Dr. A. Dimyati (Kapuslitbang Hortikultura) bertindak sebagai Ketua penyusun konsep. Lomba Cerdas Cermat, Karya Tulis Ilmiah, Pidato Bahasa Inggris, dan Peliputan Pekan Biogen Pertanian untuk Siswa Tingkat SMU Kegiatan ini diselenggarakan bekerja sama dengan IndoBIC SEAMEO-BIOTROP. Selama berlangsungnya Pekan Biogen Pertanian 2003 telah diadakan tiga jenis lomba ilmiah, yaitu (1) Lomba Karya Ilmiah, (2) Lomba Cerdas cermat IPA, dan (3) Lomba Pidato Berbahasa Inggris. Lomba Cerdas Cermat IPA diikuti oleh 15 peserta, lomba Karya Ilmiah diikuti oleh 8 peserta, dan lomba Pidato dalam Bahasa Inggris diikuti oleh 15 peserta dari SMU Negeri 2, SMU Negeri 3, SMAKBO, SMK Analis, SMU BPK Penabur, dan SMU Regina Pacis. Daftar para pemenang Lomba Ilmiah tersebut adalah sebagai berikut: • Pemenang Lomba Karya Ilmiah Pemenang I: M. Fina Kania, SMU Regina Pacis, Bogor, dengan judul karya ilmiah ”Pemanfaatan Limbah Air Cucian Beras dalam Pembuatan Nata” Pemenang II: Andi Firmansyah, Bayu Sejati, Hari Chandra, dan Haryanto, SMU Regina Pacis, Bogor, dengan judul karya ilmiah “Pengaruh Perbedaan Jenis Pakan terhadap Panjang Tubuh, Kejelasan Marking, Keindahan Mutiara, dan Tingkat Kecerahan Warna pada Ikan Lou Han”.

Pemenang III: Stepi Anriani, Mira Yunarti, dan Nila Wildani, SMU Negeri 3, Bogor, dengan judul karya ilmiah “Solusi Sesak Napas untuk Bogor” • Pemenang Lomba Cerdas Cermat IPA Pemenang I: Suryana Artha Richa, SMU BPK Penabur Pemenang II: Nila Wildani, SMU Negeri 3, Bogor Pemenang III: Nadia Larasati Utami, SMU Negeri 3, Bogor. • Pemenang Lomba Pidato Berbahasa Inggris Pemenang I: Laura Harris, SMU Regina Pacis, Bogor, dengan judul “What is DNA?” Pemenang II: Adisty Dwi Anggraini, SMU Negeri 3, Bogor, dengan judul “The Use of Biotechnology: Bull’s artificial insemination”. Pemenang III: Rex William, SMU Regina Pacis, Bogor, dengan judul “What is Biotechnology?” Sosialisasi Hasil Penelitian Sosialisasi hasil penelitian dilaksanakan oleh KP Kiat dan UKT Balitbiogen. Kegiatan ini dihadiri oleh 60 peserta, 40% di antaranya peserta swasta. Pada umumnya mereka berminat untuk bermitra dalam pengembangan benih (bibit), pupuk organik, dan biopestisida. Peserta mengharapkan informasi mengenai produk yang akan disampaikan diterima peserta sebelum pertemuan sehingga institusi yang diundang dapat memutuskan untuk mengirim tim dengan misi yang tepat. Dalam temu

157


bisnis ini dilakukan penandatanganan kerja sama antara Badan Litbang Pertanian dengan AVEBE mengenai penelitian dan pengembangan ubi kayu transgenik bebas amilosa. Pemasyarakatan Hasil Penelitian Pemasyarakatan hasil penelitian dilakukan melalui presentasi rutin maupun menerima kunjungan-kunjungan mahasiswa beberapa perguruan tinggi. Presentasi rutin merupakan seminar yang dilaksanakan secara rutin dan materi yang disampaikan tidak hanya hasil penelitian, tetapi dapat berupa proposal atau rencana penelitian, hasil perjalanan dinas atau monitoring, dan hasil yang diperoleh dari suatu pertemuan (seminar, lokakarya, pelatihan, temu ilmiah, temu lapang, dan lain-lain) di dalam maupun di luar negeri. Selain itu, masalah-masalah yang perlu segera diinformasikan ataupun masalah-masalah yang memerlukan masukan lebih luas dapat pula diseminarkan. Beberapa materi yang telah diseminarkan, yaitu • Improvement of eggplant through the application of biotechnology (Dr. Darasinh Sihachakr) • Isolasi gen berdasarkan peta marka DNA berkerapatan tinggi (Dr. Endang M. Septiningsih) • QTL cloning, candidate gene analysis, and allele mining in rice (Dr. Michael J. Thomson)

158

Selama tahun 2002, instansi yang berkunjung ke Balitbiogen, yaitu SMU Negeri 1 Situraja, Sumedang; Ikatan Mahasiswa Agronomi, Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta; Jurusan Biologi Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta; SMU Tarbiyatul Falah Ciampea, Bogor; SMU Negeri 1 Banjar; Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) Rafflesia FMIPA Universitas Islam As-Syafi'iyah, Jakarta; Fakultas Pertanian Universitas Pekalongan; Program Studi Pemuliaan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya Malang; Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Palembang; Program Studi Pascasarjana Agronomi Universitas Lambung Mangkurat; dan Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Bogor. Keikutsertaan dalam Pameran Badan Litbang Pertanian Pameran merupakan salah satu sarana promosi untuk memperkenalkan keberadaan Badan Litbang Pertanian dan inovasi teknologi yang telah dihasilkan oleh unit kerjanya. Sebagai salah satu unit kerja lingkup Badan Litbang Pertanian, BB-Biogen juga turut berpartisipasi dalam pameran yang dikoordinir/diselenggarakan oleh Badan Litbang Pertanian. Pameran yang diikuti oleh Balitbiogen pada tahun 2003 disajikan pada Tabel 1.


Tabel IV.1. Partispasi Balitbiogen dalam pameran tahun 2003 No.

Pameran

Tempat dan waktu

1. Agro and Food Expo 2. Ritech Expo

Jakarta, 2-5 Mei 2003 Jakarta, 8-11 Mei 2003

3. Ekspose Inovasi Teknologi Pertanian di Lahan Irigasi

Takalar, 6-7 Agustus 2003

4. Ekspose Plasma Nutfah dan Perbenihan Pertanian

Lembang, 22-25 Oktober 2003

5. Gelar Teknologi Tepat Guna

Sidoardjo, 5-9 Oktober 2003

Materi yang ditampilkan Poster Fasilitas Uji Terbatas, Pelayanan Jasa, Leaflet Poster Fasilitas Uji Terbatas, poster Tanaman transgenik, Pelayanan Jasa, Leaflet Poster Pemanfaatan Kultur Anter untuk Mendapatkan Padi Hibrida Tahan Wereng Coklat dan Bakteri Hawar Daun, Poster Keterpautan Marka Mikrosatelit untuk Toleransi Keracunan Aluminium pada Padi (Dupa x ITA131), Leaflet Poster Potensi Plasma Nutfah Tanaman Pangan, Poster Database Plasma Nutfah Tanaman Pangan, Poster Penyimpanan Tanaman Ubi-ubian melalui Kultur Jaringan, Leaflet Poster Kultur In Vitro untuk Perbanyakan Tanaman, contoh hasil kultur jaringan dalam botol, Leaflet

159

Laporan Tahunan M Balitbiogen ANAJEMEN2003 SUMBER DAYA MANUSIA, KEUANGAN, DAN FASILITAS © Copyright 2004, BB-Biogen

V. Manajemen Sumber Daya Manusia, Keuangan, dan Fasilitas SUMBER DAYA MANUSIA Sumber daya manusia dalam rangka mendukung pelaksanaan tugas dan fungsi Balitbiogen berjumlah 301 orang pegawai negeri sipil (PNS) pada tahun 2003. Jumlah tersebut apabila dibandingkan dengan ta hun 2002 berkurang 55 orang. Perubahan jumlah tersebut disebabkan oleh adanya 13 orang karyawan yang pensiun (11 orang karena telah mencapai batas usia pensiun dan 2 orang karena permintaan sendiri) dan adanya regrouping (SK Mentan Nomor 185/Kpts/KP.150/3/2003) maka 48 orang pindah ke berbagai instansi lingkup Badan Litbang Pertanian dan sebaliknya Balitbiogen menerima pindahan dari instansi lain sebanyak 3 orang dan pengangkatan pegawai baru sebanyak 3 orang. Sumber daya manusia sebagai pendukung pelaksanaan tugas dan fungsi Balitbiogen, terbagi dalam beberapa kelompok kegiatan/penelitian sebagai berikut: 1. Kelompok Peneliti Sumberdaya Genetik (SDG); 2. Kelompok Peneliti Biologi Molekuler (BM); 3. Kelompok Peneliti Reproduksi dan Pertumbuhan (RP); 4. Kelompok Peneliti Rekayasa Protein dan Imunologi (RPI); 5. Kelompok Peneliti Mikrobiologi dan Teknologi Proses (MTP); 6. Sekretariat; 7. Inlitbio Cikeumeuh;

160

8. Inlitbio Citayam; 9. Inlitbio Pacet; 10. Laboratorium Kimia (Tanah dan Tanaman); 11. Rumah kaca (RK) Cimanggu dan Cikeumeuh. Jumlah pegawai terbanyak berada di Sekretariat, yaitu 96 orang atau 31,89%. Berdasarkan golongan ruang gaji maka dari 301 orang PNS tersebut, 30 orang atau 9,97% telah menduduki golongan IV, 140 orang atau 46,51% golongan III, 109 orang atau 36,21% golongan II, 22 orang atau 7,31% golongan I (Gambar V.1). Sebagian besar pegawai Balitbiogen menduduki golongan III dan terbanyak berada di Sekretariat. Menurut tingkat pendidikannya, distribusi pegawai Balitbiogen adalah 20 orang atau 6,64% bergelar Doktor, 44 orang atau 14,61% Master, 43 orang atau 14,29% Sarjana, 8 orang atau 2,65% Sarjana Muda, 2 orang atau 0,66% D3, 2 orang atau 0,66% D2, 2 orang atau 0,66% D1, 130 orang atau 43,2% SLTA, 14 orang atau 4,65% SLTP dan 36 orang atau 11,96% SD (Gambar V.2). Berdasarkan jabatannya, PNS Balitbiogen dapat dibedakan menjadi 2, yaitu pegawai yang menduduki jabatan fungsional dan non fungsional. Pegawai yang menduduki jabatan fungsional seluruhnya berjumlah 97 orang atau 33,22% dari seluruh pegawai Balitbiogen, yang terdiri dari 55 orang pegawai yang menduduki jabatan fungsio-


nal peneliti, 36 orang pegawai menduduki fungsional Litkayasa, 3 orang Pranata Komputer, 2 orang Pustakawan, dan 1 orang Statistisi (Gambar V.3).

Distribusi peneliti Balitbiogen berdasarkan jabatan fungsional adalah 9 orang Ahli Peneliti Utama, 2 orang Ahli Peneliti Madya, 5 orang Ahli Peneliti Muda, 7 orang Peneliti Madya, 6 orang Peneliti Muda, 7

7,31%

9,97%

36,21%

46,51% Golongan IV

Golongan III

Golongan II

Golongan I

Gambar V.1. Distribusi PNS Balitbiogen berdasarkan golongan ruang gaji

4,65%

6,64%

11,96%

Doktor

14,61%

Master Sarjana Sarjana Muda Diploma 3 Diploma 2 14,29%

2,65% 0,66%

43,20% 0,66%

0,66%

Diploma 1 SLTA SLTP SD

Gambar V.2. Distribusi PNS Balitbiogen berdasarkan pendidikan

37,11%

Fungsional

3,09%

2,09%

Litkayasa

1,03%

Pranata Komputer

56,70%

Pustakawan

Statistisi

Gambar V.3. Tenaga fungsional Balitbiogen berdasarkan jenis jabatan fungsional

161

MANAJEMEN SUMBER DAYA MANUSIA, KEUANGAN, DAN FASILITAS

orang Ajun Peneliti Madya, 3 orang Ajun Peneliti Muda, 7 orang Asisten Peneliti Madya, dan 9 orang Asisten Peneliti Muda (Tabel V.1). Distribusi litkayasa Balitbiogen berdasarkan jabatan fungsional litkayasa adalah 1 orang Teknisi Litkayasa Pratama, 18 orang Ajun Teknisi Litkayasa Madya, 9 orang Ajun Teknisi Litkayasa Muda, 4 orang Asisten Teknisi Litkayasa, dan 4 orang Asisten Teknisi Litkayasa Madya (Tabel V.2). Berdasarkan bidang keahliannya, pegawai Balitbiogen yang bergelar sarjana

(S3-S1) mempunyai bidang keahlian yang dikelompokkan ke dalam 24 bidang keahlian sebagaimana disajikan pada Tabel V.3. Berdasarkan PP No. 32 tahun 1979 jabatan fungsional peneliti termasuk dalam rumpun jabatan yang batas usia pensiunnya dapat diperpanjang hingga usia 65 tahun, selama yang bersangkutan dapat menambahkan angka kredit untuk meningkatkan jenjang fungsionalnya atau mempertahankan jenjang fungsionalnya tersebut. Oleh karena itu, pengelompokan umur PNS Balitbiogen dapat dibagi menjadi 9

Tabel V.1. Distribusi tenaga peneliti Balitbiogen berdasarkan jenjang fungsional peneliti Jabatan fungsional peneliti No.

Kelompok peneliti

1. 2. 3. 4. 5.

Kelti SDG Kelti BM Kelti RP Kelti RPI Kelti MTP

Ahli Peneliti Ahli Peneliti Ahli Peneliti Peneliti Peneliti Ajun Peneliti Ajun Peneliti Asisten Peneliti Utama Madya Muda Madya Muda Madya Muda Madya

Jumlah

Asisten Peneliti Muda

Jumlah

0 0 2 6 1

1 1 0 0 0

1 2 0 0 2

3 1 2 0 1

3 1 1 1 0

2 0 1 4 0

0 1 1 1 0

0 1 2 2 2

1 4 0 1 3

11 11 9 15 9

9

2

5

7

6

7

3

7

9

55

Tabel V.2. Distribusi tenaga teknisi litkayasa Balitbiogen berdasarkan jenjang fungsional litkayasa Fungsional litkayasa Kelompok kegiatan/ No. peneliti

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Kelti SDG Kelti BM Kelti RP Kelti RPI Kelti MTP Laboratorium Kimia Tanah Tanaman’ Sekretariat Inlitbio Cikeumeuh Inlitbio Citayam Inlitbio Pacet Rumah Kaca Cimanggu

Jumlah

162

Asisten Asisten Teknisi Teknisi Ajun Ajun Teknisi Ajun Teknisi Asisten Jumlah Teknisi Teknisi Litkayasa Litkayasa Teknisi Litkayasa Litkayasa Teknisi Litkayasa Litkayasa Muda Pratama Litkayasa Madya Muda Litkayasa Madya Muda 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

3 1 0 5 0 4

2 0 1 0 1 1

2 1 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0

9 2 1 7 1 5

0 0 0 0 0

1 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 1 0 3 1

2 0 0 2 0

0 0 0 0 0

0 1 0 0 0

0 0 0 0 0

3 2 0 5 1

0

1

0

18

9

4

4

0

36


Tabel V.3. Distribusi PNS Balitbiogen (S3-S1) berdasarkan bidang keahlian/penelitian tahun 2003 Pendidikan

No. Bidang keahlian 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Kultur Jaringan Agronomi Penyakit Hama Virologi Virus Serangga Bakteriologi Pemuliaan Plasma Nutfah Ekofisiologi Mikrobiologi Tanah Rekayasa Genetik Biokimia Statistik Biologi Molekuler Pitopatologi Ekologi Serangga Mikologi Feromon Kimia Breeding Marka Molekuler Fisiologi Entomologi

Jumlah

Total

S3

S2

S1

1 1 1 1 3 1 2 1 1 2 1 1 1 1

2 2 1 1 1 6 1 1 2 1 13 2 1 2 1

6 1 1 1 7 1 5 1 3 1 -

9 4 2 3 3 1 4 14 1 1 1 5 1 1 18 2 1 1 1 2 1 3 1 2

18

37

27

82

kelompok, yaitu mulai dari kelompok umur hingga 25 tahun sampai dengan 65 tahun dengan kisaran setiap kelompok 5 tahun. Distribusi PNS berdasarkan tingkat pendidikan dan umur disajikan pada Tabel V.4. Berdasarkan Tabel V.4, PNS Balitbiogen terbanyak berumur antara 41-45 tahun, yaitu sebanyak 82 orang atau 27,24%; selanjutnya 67 orang atau 22,25% berumur 46-50 tahun, 60 orang atau 19,93% berumur 51-55 tahun, 18 atau 5,98% berumur 56-60 tahun, 22 orang atau 7,31% berumur 31-35 tahun, 44 orang atau 14,61% berumur 36-40 tahun, 6 orang atau 1,66% berumur 26-30 tahun, dan 2 orang atau 0,66% berumur 6165 tahun. Tidak ada pegawai Balitbiogen yang berumur di bawah 25 tahun.

Berdasarkan jenjang pendidikan, S3 terbanyak berada pada kisaran umur 51-55 tahun sebanyak 10 orang, 10 orang S2 berumur 36-40 tahun, 13 orang S1 berumur 41-45 tahun, 4 orang Sarjana Muda berumur 46-50 tahun, 40 orang SLTA berumur 41-45 tahun, 7 orang SLTP berumur 41-45 tahun, dan 15 orang SD berumur 51-55 tahun. Untuk pejabat fungsional peneliti, umur terbanyak berada pada kisaran 41-45 tahun sebanyak 16 orang atau 29,09% kemudian 15 orang atau 27,27% berumur 5155 tahun, 8 orang atau 14,54% berumur 4650 tahun, 8 orang atau 14,54% berumur 5660 tahun, 4 orang atau 7,27% berumur 3640 tahun, 2 orang atau 3,63% berumur 61-

163


65 tahun, dan 2 orang atau 3,63% berumur 31-35 tahun. Tidak ada pejabat fungsional peneliti di Balitbiogen yang berumur di bawah 30 tahun. Data rinci pejabat fungsional peneliti berdasarkan umur disajikan pada Tabel V.5. Untuk pejabat fungsional litkayasa, yang merupakan jabatan fungsional terbesar kedua di Balitbiogen, jumlah litkayasa terbanyak, yaitu 14 orang atau 38,88%. berada pada kisaran umur 46-50 tahun, Kisaran umur 46-50 tahun ini sangat menarik karena mayoritas PNS Balitbiogen berada pada kisaran ini, demikian juga untuk peja-

bat fungsional peneliti dan litkayasa. Setelah kisaran umur 46-50 tahun, terbanyak kedua, yaitu 10 orang atau 27,77% berumur 41-45 tahun kemudian 6 orang atau 16,66% berumur 51-55 tahun, dan 4 orang atau 11,11% berumur 36-40 tahun. Sama seperti halnya peneliti, tidak ada pejabat fungsional litkayasa yang berumur di bawah 30 tahun (Tabel V.6). Pembinaan sumber daya manusia dalam rangka mendukung pelaksanaan tugas dan fungsi Balitbiogen antara lain dilakukan melalui peningkatan pengetahuan dan keahlian pegawai baik jangka panjang

Tabel V.4. Distribusi PNS Balitbiogen berdasarkan tingkat pendidikan dan umur Pendidikan

No. Umur (tahun) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Hingga usia 25 26-30 31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-65

Jumlah

Jumlah

S3

S2

S1

SM

D3

D2

D1

SLA

SLP

SD

0 0 0 0 2 2 10 4 2

0 4 5 10 8 6 7 4 0

0 1 10 7 13 9 3 0 0

0 0 0 1 2 4 1 0 0

0 0 1 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 2 0

0 0 0 0 2 0 0 0 0

0 0 6 24 40 35 23 2 0

0 1 0 1 7 4 1 0 0

0 0 0 1 8 7 15 5 0

0 6 22 44 82 67 60 18 2

20

44

43

8

2

2

2

130

14

36

301

Tabel V.5. Distribusi peneliti Balitbiogen berdasarkan jenjang fungsional peneliti Jabatan fungsional peneliti No.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

164

Ahli Peneliti Utama

Ahli Peneliti Madya

Ahli Peneliti Muda

Peneliti Madya

Peneliti Muda

Ajun Peneliti Madya

Ajun Peneliti Muda

Asisten Peneliti Madya

Asisten Peneliti Muda

Jumlah

Hingga usia 25 26-30 31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-65

0 0 0 0 0 0 4 3 2

0 0 0 0 0 0 1 1 0

0 0 0 0 0 2 1 2 0

0 0 0 0 2 1 4 1 0

0 0 0 0 0 2 3 1 0

0 0 0 0 2 3 2 0 0

0 0 0 0 3 0 0 0 0

0 0 2 1 3 0 0 0 0

0 0 0 3 6 0 0 0 0

0 0 2 4 16 8 15 8 2

Jumlah

9

2

5

8

6

7

3

6

9

55

Umur (tahun)


maupun jangka pendek di dalam negeri maupun di luar negeri. Untuk program jangka panjang, Badan Litbang Pertanian sampai dengan akhir tahun 2003 telah menugaskan 29 orang pegawai untuk mengikuti berbagai program pendidikan, yaitu program doktor (S3) sebanyak 21 orang, program master (S2) 10 orang, program sarjana (S1) 1 orang, dan program diploma (D3) 1 orang. Daftar nama petugas belajar Balitbiogen disajikan pada Tabel V.7. Pada tahun 2003, tidak ada petugas belajar yang menyelesaikan pendidikannya, baik program pendidikan yang diselenggarakan di dalam negeri maupun di luar negeri. Oleh karena itu jumlah petugas belajar TA 2003 sama dengan TA 2002. Selain pembinaan sumber daya manusia, kegiatan yang dapat diselesaikan oleh Balitbiogen pada tahun 2003 yang berkaitan dengan SDM adalah penyelesaian proses kenaikan pangkat pegawai sebanyak 64 orang yang terbagi dalam 2 periode, yaitu periode April 2003 sebanyak 59 orang

dan periode Oktober 2003 sebanyak 5 orang. Periode April 2003 terdiri dari 19 orang golongan III, 29 orang golongan II, dan 11 orang golongan I. Sedangkan pegawai yang naik pangkat pada periode Oktober 2003 sebanyak 5 orang yang terdiri dari 1 orang golongan IV, 2 orang golongan III, dan 2 orang golongan II (Tabel V.8). Pegawai yang mendapatkan hak kenaikan gaji berkala selama tahun 2003 sebanyak 172 orang. Kenaikan gaji berkala setiap bulannya dapat dilihat pada Tabel V.9. Selain kenaikan gaji berkala, selama tahun 2003 Balitbiogen telah menyelesaikan proses kenaikan jabatan fungsional sebanyak 8 orang. Daftar pejabat fungsional yang naik pangkat disajikan pada Tabel V.10. Pegawai yang pensiun karena mencapai batas usia kerja dan atas permintaan sendiri pada tahun 2003 berjumlah 13 orang, dengan perincian 11 orang pensiun karena mencapai batas usia kerja dan 2 orang pensiun atas permintaan sendiri (Tabel V.11).

Tabel V.6. Penyebaran litkayasa Balitbiogen berdasarkan jenjang fungsional litkayasa Jabatan fungsional litkayasa No.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Umur (tahun)

Teknisi Litkayasa Madya

Ajun Ajun Asisten Asisten Ajun Teknisi Teknisi Asisten Teknisi Teknisi Teknisi Teknisi Litkaysa Litkayasa Teknisi Teknisi Litkayasa Litkayasa Litkayasa Litkayasa Muda Praatama Litkayasa Litkayasa Madya Muda Madya Muda

Jumlah

Hingga usia 25 26-30 31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-65

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 2 10 5 1 0

0 0 0 1 4 3 1 0 0

0 0 0 1 2 1 0 0 0

0 0 0 2 2 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 4 10 14 6 2 0

Jumlah

0

0

1

0

18

9

4

4

0

36

165


Tabel V.7. Daftar nama petugas belajar Balitbiogen No.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18 19. 20. 21

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

1.

1.

166

Nama/NIP Program S3 Drs. M. Muhsin, MSi 080.052.619 Ir. Asadi, MS 080.066.918 Ir. Sutoro, MS 080.054.493 Ir. Chaerani, MSc 080.113.991 Ir. Eny Ida Riyanti, MSi 080.110.393 Sustiprijatno, SSi, MSc 080.110.824 Dra. Dwinita W. Utami, MSi 080.117.936 Asep Nugraha A., MSi 080.085.308 Dra. Endang Gati L., MSi 080.079.765 Dani Satyawan, MSi 080.115.828 Rama Yusvana, MSi 080.115.830 Puji Lestari, SP, MSi 080.124.740 K. Rudi Trijatmiko, SP, MSi 080.124.488 Ir. Ragapadmi P., MSi 080.101.083 Toto Hadiarto, MSi 080.115.831 Ir. Arief Indra Sumunar, MSc 080.108.609 Ir. Tri Puji Priyatno, MSc 080107915 Drs. Saptowo J. Pardal, MS 080.098.223 Ir. Etty Pratiwi 080.107.913 Ir. M. Yunus 080.108.468 Ir. Iswari S. Dewi 080.111.489 Program S2 Dra. Diani Damayanti 080.099.761 Suci Rahayu, SSi 080.124.355 Ika Roostika Tambunan, SP 080.128.637 Atmitri Sisharmini, SSi 080.130.426 Drs. Edy Listanto 080.111.326 Drs. Ahmad Warsun 080.111.325 Mia Kosmiatin, SSi 080.126.046 Arief Vivi Noviati, SP 080.133.045 Drs. M. Ace Suhendar 080.098.764 Joko Prasetyono, SP 080.126.111 Program S1 Eny Nurwidyastuti, BSc 080.118.653 Program D-III Husni Puad 080.109.093

Pangkat semula

TMT tugas belajar

Program tugas belajar

Spesialisasi

Sponsor

Tempat pendidikan

III/b

Desember 1998

S3 (LN)

Plant Virology

IRRI

Univ. of The Philipina

IV/a

1 Februari 2000

S3 (DN)

Pemuliaan

PAATP

UGM/Indonesia

IV/b

September 2000

S3 (DN)

Pemuliaan

PAATP

IPB/Indonesia

III/c

15 Februari 2001

S3 (LN)

Biotechnology

BIORIN

Univ. of Wageningen Belanda

III/c

Februari 2001

S3 (LN)

Biotechnology

PAATP

UNSW/Australia

III/a

Oktober 1998

S3 (LN)

Biotechnology

MonBusho

Osaka Perpecture Univ. Japan

III/b

Agustus 2001

S3 (DN)

Agronomi

PAATP

IPB/Indonesia

III/a

September 2001

S3 (DN)

Kimia Pangan

PAATP

UI/Indonesia

IV/a

Agustus 2001

S3 (DN)

Biologi

PAATP

IPB/Indonesia

III/a

S3 (LN)

Plant Breeding

ARM II

Cornell Univ. USA

S3 (LN)

Biotechnolgy

ADS

Univ. of New South Wales

S3 (LN)

Biotechnolgy

III/a

Januari 2002 (40 Bulan) 16 Januar 2002 s/d 31 Maret 2006 Februari 2002 (48 Bulan) Februari 2002

S3 (LN)

Biotechnolgy

Biorin

The Univ. of Wageningen

III/c

September 2002

S3 (LN)

Agronomy

PAATP

IPB Indonesia

III/a

S3 (LN)

Biotechnology

Monbusho

Kobe Univ. Jepang

S3 (LN)

Molecular Biology

PAATP

Univ. of Queensland Brisbane

S3 (LN)

Microbiology

ARM II

Univ. Putra Malaysia

III/b

Oktober 2002 s/d September 2005 13 Januari 2003 s/d 31 Desember 2006 November 2003 3 (tiga) tahun April 1998

S3 (DN)

Biologi Molekuler

ARMP

IPB

III/b

September 1999

S3 (DN)

Bioteknologi

PAATP

IPB

III/c

23 Agustus 1999

S3 (LN)

Plant Breeding

PAATP

Cornell Univ. USA

III/c

September 2000

S3 (DN)

Bioteknologi

PAATP

IPB

III/c

Agustus 2001

S2 (DN)

Bioteknologi

PAATP

IPB

III/a

Juli 2001

S2 (LN)

Agriculture

PAATP

Univ. Putra Malaysia

III/a

1 September 1999

S2 (DN)

Bioteknologi

Balitbiogen

IPB

III/a

1 September 1999

S2 (DN)

Bioteknologi

Balitbiogen

IPB

III/b

1 Stember 2000

S2 (DN)

Pemuliaan

ARM II

UNPAD

III/c

1 Stember 2000

S2 (DN)

Pemuliaan

ARM II

UNPAD

III/a

1 Agustus 2001

S2 (DN)

Bioteknologi

PAATP

IPB

III/a

10 Juni 2003

S2 (LN)

Plant Breeding and Biotech.

PAATP

Univ. of Queensland Brisbane

III/b

1 September 2001

S2 (DN)

Entomologi & Fitopatologi

CIP

IPB/Indonesia

III/a

1 September 2000

S2 (DN)

Bioteknologi

PAATP

IPB

III/a

Agustus 2001

S1 (DN)

Ilmu Kearsipan

PAATP

STIA LAN

II/d

September 2002

D3 (DN)

Teknologi Benih

PAATP

IPB

III/a III/b

III/c III/c

Seoul National Univ. Korea


Tabel V.8. Rekapitulasi kenaikan pangkat pegawai Balitbiogen April 2003

Oktober 2003

Jumlah

Pangkat lama

Pangkat baru

IV/d IV/c IV/b IV/a III/d III/c III/b III/a II/d II/c II/b II/a I/d I/c I/b I/a

IV/e IV/d IV/c IV/b IV/a III/d III/c III/b III/a II/d II/c II/b II/a I/d I/c I/b

Jumlah

0 0 0 0 0 2 1 10 6 16 2 8 3 4 2 5 59

Pangkat lama

Pangkat baru

IV/d IV/c IV/b IV/a III/d III/c III/b III/a II/d II/c II/b II/a I/d I/c I/b I/a

IV/e IV/d IV/c IV/b IV/a III/d III/c III/b III/a II/d II/c II/b II/a I/d I/c I/b

Jumlah

Jumlah 0 0 0 1 0 0 0 2 0 1 1 0 0 0 0 0 5

Tabel V.9. Rekapitulasi kenaikan gaji berkala tahun 2003 Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Jumlah

Dalam rangka pelaksanaan tugas dan fungsinya, Balitbiogen juga didukung oleh 73 orang tenaga honorer proyek. Berdasarkan tingkat pendidikan, tenaga honorer tersebut terdiri dari 1 orang Pascasarjana, 3 orang Sarjana, 35 orang SLTA, 6 orang SLTP, dan 28 orang SD (Tabel V.12). Dibandingkan dengan tahun 2002, tenaga honorer Proyek per 31 Desember 2003 meng-

Jumlah 22 8 29 46 17 11 8 9 7 7 4 4 172

alami pengurangan sebanyak 4 orang, 3 orang karena diangkat menjadi PNS dan bekerja kembali di Balitbiogen dan 1 orang ditempatkan di Lolitan Jeruk di Tlekung Malang. Distribusi tenaga honorer proyek pada berbagai kelompok kegiatan/penelitian disajikan pada Tabel V.12.

167


Tabel V.10. Daftar nama peneliti yang naik jabatan fungsional pada tahun 2003 No. Nama 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Jabatan lama

Dr. Ika Mariska Dr. M. Machmud, MSc Dr. Achmad Hidayat, MSc Dr. M. Herman Drs. Deden Sukamadjaja, MSi Dra. A. Dinar Ambarwati, MSc Drs. Dodin Koswanudin Drs. M. Ace Suhendar

Tamatan

APU APU Ahpenda Pendya Ajpendya Ajpenda Aspendya Aspendya

Jabatan baru

01-02-2001 01-02-2001 01-05-1999 01-07-1999 01-10-1999 01-12-1999 01-02-2000 01-01-1999

APU APU Ahpendya Ahpenda Penda Ajpendya Ajpenda Aspendya

Tamatan

Keterangan

01-01-2003 Pemeliharaan 01-01-2003 Pemeliharaan 01-03-2003 01-07-2003 01-09-2003 01-10-2003 01-04-2003 01-01-2003 Aktif kembali

Tabel V.11. Daftar nama PNS Balitbiogen yang pensiun pada tahun 2003 No. Nama/NIP

Tanggal lahir

Gol. Ruang TMT Pensiun TMT Unit kerja

Keterangan

1. Husnawati 080020327 2. Dr. Mohamad Iman 080018960 3. Didi Supardi 080026924 4. Madroi 080084824 5. Mamah S. 080084824 6. Perin Al Marzuki 080032619 7. Ita II 080031258 8. Haryanto 080021201 9. Endjang 080031234 10. Suaeb 0800325542 11. Endang Iskandar 080056213 12. Ibnu Suprapto 080051087 13. Napin 080032657

9 Januari 1950

III/b

01-01-2003

Rumah Kaca

25 Desember 1938

IV/b

01-03-2003

Kelti RPI

5 Mei 1947

III/c

01-07-2003

Inlitbio Cikeumeuh BUP

5 Mei 1947

II/a

01-07-2003

Rumah Kaca

31 Desember 1947

II/a

01-01-2003


17 Juli 1947

II/a

01-08-2003

Inlitbio Citayam

26 Juli 1950

II/a

01-11-2003

10 Oktober 1947

III/c

01-11-2003

Inlitbio Cikeumeuh Permintaan sendiri Inlitbio Citayam BUP

07 Oktober 1947

II/b

01-11-2003


04 Oktober 1947

II/b

01-11-2003

Inlitbio Citayam

BUP

14 Oktober 1947

II/b

01-11-2003

Inlitbio Pacet

BUP

19 Oktober 1947

III/b

01-11-2003

Sekretariat

BUP

09 September 1947

III/b

01-09-2003

Inlitbio Citayam

BUP

Permintaan sendiri BUP

BUP

BUP

BUP = batas usia pensiun

Jumlah tenaga honorer proyek terbanyak berada pada kisaran umur 31-35 tahun, yaitu 27 orang atau 36,98% kemudian 14 orang atau 19,17% berumur 36-40 tahun, 14 orang atau 19,17% berumur 26-30 tahun, 7 orang atau 9,58% berumur 41-45 tahun, 4 orang atau 5,47% berumur 46-50, dan kisaran umur lainnya hampir sama, yaitu antara

168

1-2 orang atau 1,28%-2,56%. Berdasarkan data umur tenaga honorer tersebut, dapat disimpulkan bahwa tenaga honorer proyek Balitbiogen yang masih mempunyai peluang untuk diangkat menjadi PNS sebanyak 57 orang atau 79,22% dan yang tidak mempunyai peluang karena umurnya telah mencapai lebih dari 40 tahun sebanyak 16


orang atau 20,78%. Data rinci tenaga honorer proyek Balitbiogen berdasarkan umur disajikan pada Tabel V.12. KEUANGAN Dalam rangka mendukung pelaksanaan tugas dan fungsinya, Balitbiogen pada TA 2003 mendapatkan anggaran dari berbagai sumber dana, yaitu anggaran belanja rutin, anggaran belanja pembangunan, dan anggaran penerimaan pajak maupun bukan pajak.

Anggaran Belanja Rutin Anggaran belanja rutin Balitbiogen TA 2003 secara keseluruhan naik sebesar 0,28% dibandingkan dengan TA 2002. DIK TA 2003 Rp 7.318.760.000 sedangkan TA 2002 Rp 7.298.139.000. DIK TA 2003 terdiri dari belanja pegawai Rp 5.954.857.000 atau 81,36% dan belanja non pegawai Rp 1.363.903.000 atau 18,64% (Gambar V.4). Belanja pegawai mengalami penurunan 1% dari TA 2002, yaitu dari Rp 6.020.540.000 menjadi Rp 5.954.857.000. Hal ini disebabkan terjadinya penurunan

Tabel V.12. Distribusi tenaga honorer proyek Balitbiogen berdasarkan tingkat pendidikan Pendidikan

No. Kelompok kegiatan/penelitian 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Kelti Sumberdaya Genetik Kelti Biologi Molekuler Kelti Reproduksi dan Pertumbuhan Kelti Rekayasa Protein dan Imunologi Kelti Mikrobiologi dan Teknologi Proses Sekretariat Inlitbio Cikeumeuh Inlitbio Citayam Inlitbio Pacet Laboratorium Kimia (Tanah Tanaman) Rumah kaca Cimanggu dan Cikeumeuh

Jumlah

Jumlah

S2

S1

SM

SLA

SLP

SD

0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 7 1 6 5 10 0 1 0 0 1

0 2 1 0 1 2 0 0 0 0 0

2 0 5 5 2 6 5 0 1 0 2

7 10 7 11 10 18 5 1 1 0 3

1

3

0

35

6

28

73

18,64%

81,36% Belanja pegawai

Belanja non pegawai

Gambar V.4. Alokasi penggunaan dana rutin

169


anggaran belanja pegawai untuk MAK 5120 (lembur). Sedangkan belanja non pegawai pada TA 2003 naik Rp 86.304.000 atau 6,33% dari Rp 1.277.599.000 pada TA 2002 menjadi Rp 1.363.903.000 pada TA 2003. Perkembangan anggaran rutin Balitbiogen TA. 2002 dan TA 2003 disajikan pada Tabel V.13. Berdasarkan tabel tersebut, dapat dilihat bahwa anggaran belanja rutin non pegawai terbesar adalah mata anggaran keluaran (MAK) 5230, yaitu untuk langganan daya dan jasa (listrik, air, telepon, dan gas) sebesar Rp 885.191.000 atau 65% dari total anggaran belanja non pegawai.

Realisasi anggaran belanja rutin sampai dengan akhir Desember 2003 untuk belanja pegawai (MAK 5100) mencapai Rp 5.923.860.383 (99% dari MAK 5100) dengan sisa dana belanja pegawai Rp 30.996.617. Sedangkan realisasi belanja non pegawai Rp 1.334.566.839 (97% dari belanja non pegawai) dengan sisa dana Rp 29.336.161 (Gambar V.4). Anggaran belanja non pegawai TA. 2003 meliputi belanja barang (MAK 5200) realisasinya Rp 993.909.839 (97% dari MAK 5200), belanja pemeliharaan (MAK 5300) realisasinya Rp 321.527.000 (100% dari MAK 5300) dan (MAK 5400) perjalanan dinas realisasinya Rp 19.130.000 (100% dari MAK 5400).

Tabel V.13. Perkembangan anggaran rutin Balitbiogen berdasarkan jenis pengeluaran TA 2002 dan TA 2003 Jenis pengeluaran

Persentase kenaikan

2003

I. Belanja pegawai 5110 5120 5150

5.585.315.000 414.399.000 20.826.000

5.587.017.000 347.440.000 20.400.000

0,03 -19,27 -2,00

Jumlah I

6.020.540.000

5.954.857.000

-1,09

II. Belanja barang 5210 5220 5230 5250

75.000.000 20.000.000 865.656.000 10.400.000,

75.000.000 15.000.000 885.191.000 48.000.000

0,00 -25,00 2,26 461,54

Jumlah II

971.056.000

1.023.191.000

III. Belanja pemeliharaan 5310 5330 5350

70.000.000 48.500.000 170.837.000

75.000.000 58.000.000 188.581.000

Jumlah III

289.337.000

321.581.000

17.206.000

19.131.000

IV. Belanja perjalanan 5410 Jumlah IV

170

Tahun anggaran (Rp) 2002

17.206.000

19.131.000

Jumlah (II + III + IV)

1.277.599.000

1.363.903.000

Jumlah anggaran rutin

7.298.139.000

7.318.760.000

7,14 19,59 10,37

11,18

0,28


Dengan demikian, sisa dana di Kantor Perbendaharaan Kas Negara (KPKN) Bogor yang terdiri dari dana belanja pegawai dan belanja non pegawai Rp 60.332.778 (Tabel V.14). Anggaran Belanja Pembangunan Selain anggaran rutin, untuk mendukung pelaksanaan tugas dan fungsinya, Balitbiogen mendapatkan anggaran belanja pembangunan dari dana rupiah murni (RM) dan pinjaman luar negeri (PLN) dari Loan ADB 1526-INO. Anggaran belanja pembangunan yang dikelola Balitbiogen terdiri dari 4 Bagian Proyek. Total anggaran pembangunan Balitbiogen adalah Rp 7.135.615.000 terdiri dari Bagian Proyek Genetika dan Biotekno-

logi Pertanian Bogor Rp 4.582.684.000 (64,22%); Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Plasma Nutfah Pertanian (BP4NP) Rp 992.343.000 (13,91%); Bagian Proyek Manajemen Varietas Rp 659.893.000 (9,25%) dan Bagian Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan Rp 900.695.000 (12,62%) (Gambar V.5). Proyek Penelitian Genetika dan Bioteknologi Pertanian Bogor Alokasi anggaran Proyek Penelitian Genetika dan Bioteknologi Pertanian berdasarkan DIP No. 009/XVIII/1/I/2003 tanggal 1 Januari 2003 Rp 4.582.684.000 terdiri dari Rp 1.339.188.000 LOAN (RK) dan Rp 3.243.496.000 rupiah murni (RM). Dibandingkan dengan TA 2002 terdapat kenaikan

Tabel V.14. Realisasi anggaran rutin Balitbiogen TA 2003 Kegiatan (MAK)

Pagu dalam DIK (Rp)

Realisasi Pengeluaran (Rp)

Sisa (Rp)

I. Belanja pegawai 5110 5120 5150

5.587.017.000 347.440.000 20.400.000

5.566.392.393 337.281.190 20.186.800

20.624.607 10.158.810 213,200

Jumlah I (MAK 5100)

5.954.857.000

5.923.860.383

30.996.617

75.000.000 15.000.000 885.191.000 48.000.000

74.999.400 14.995.000 855.974.689 47.940.750

600 5.000 29.216.311 59.250

1.023.191.000

993.909.839

29.281.161

III. Belanja pemeliharaan 5310 5330 5350

75.000.000 58.000.000 188.581.000

74.980.000 57.966.000 188.581.000

20.000 34.000 0

Jumlah III (MAK 5300)

321.581.000

321.527.000

54.000

IV. Belanja perjalanan 5410

19.131.000

19.130.000

1.000

Jumlah IV (MAK 5400)

19.131.000

19.130.000

1.000

Jumlah (II + III + IV)

1.363.903.000

1.334.566.839

29.336.161

Jumlah semua

7.318.760.000

7.258.427.222

60.332.778

II. Belanja barang 5210 5220 5230 5250 Jumlah II (MAK 5200)

171


12,62% 9,25%

13,91%

64,22%

Proyek Penelitian Genetika dan Bioteknologi Pertanian Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Plasma Nutfah Bagian Proyek Manajemen Varietas Bagian Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan Gambar V.5. Alokasi anggaran pembangunan TA 2003 masing-masing bagian proyek

anggaran Rp 266.234.000, yaitu dari Rp 4.316.450.000 (TA 2002) menjadi Rp 4.582.684.000 (TA 2003). Dana tersebut meliputi dana untuk membiayai kegiatan Administrasi Proyek Rp 97.620.000 (2,13%), Perencanaan dan Penyusunan Program serta SIM Rp 60.080.000 (1,31%), Pengadaan alat pengolah data dan alat laboratorium Rp 131.221.000 (2,86%), Pengadaan Buku Rp 40.034.000 (0,87%), Pemeliharaan alat laboratorium Rp 114.570.000 (2,50%), Perawatan alat besar dan alat bantu Rp 138.050.000 (3,02%), Operasional Penelitian Rp 3.280.109.000 (71,58%), Penyuluhan dan penyebaran informasi Rp 559.480.000 (12,21%), serta Pemantauan dan Evaluasi Rp 161.520.000 (3,52%), alokasi anggaran tersebut sesuai pada Gambar V.6. Pada tahun 2003, penelitian yang dilaksanakan di Balitbiogen dapat dikelompokkan dalam 14 judul RPTP yang terbagi dalam 46 kegiatan penelitian, dengan total anggaran Rp 3.280.109.000, sehingga ratarata biaya per kegiatan penelitian sebesar Rp 234.293.500. Sedangkan untuk biaya

172

non penelitian (Administrasi Proyek/Sistem Informasi Manajemen/Pengadaan Alat/ Pengadaan buku/Pemeliharaan alat laboratorium) Rp 1.302.575.000 atau 28,42% dibiayai dari RM dan RK. Dengan demikian, perbandingan antara biaya penelitian dengan non penelitian adalah 71,58% berbanding 28,42% (Tabel V.15). Realisasi anggaran secara keseluruhan mencapai Rp 4.445.339.093 atau 97%, dengan sisa UYHD Rp 13.086.807 (berasal dari TPP/HPP) disetor ke Kantor Perbendaharaan dan Kas Negara (KPKN) Bogor. Sedangkan sisa mati yang tidak diambil dari KPKN Bogor sebesar Rp 124.658.100 merupakan sisa hasil perhitungan pajak antara RM dengan RK sehingga dananya tidak dapat digunakan. Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Pasma Nutfah Pertanian Untuk TA 2003, Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Plasma Nutfah Pertanian (BP4NP), selain mendapatkan dana RM juga mendapat alokasi dana dari Loan ADB 1526-INO.


2,13% 12,21%

1,31% 2,86% 0,87%

3,52%

2,50% 3,02%

71,58%

Administrasi proyek Perencanaan dan penyusunan program Pengadaan alat pengolah data dan alat laboratorium Pengadaan buku Pemeliharaan alat laboratorium Perawatan alat besar dan alat bantu Operasional penelitian Penyuluhan dan Informasi Pemantauan dan evaluasi Gambar V.6. Alokasi dana Bagian Proyek Genetika dan Bioteknologi Bogor Tabel V.15. Biaya penelitian berdasarkan RPTP dan kegiatan TA 2003 Jumlah

Sumber dana APBN Bagian Proyek Penelitian Genetika dan Bioteknologi Pertanian Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Pasma Nutfah Pertanian Bagian Proyek Manajemen Varietas Bagian Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan Jumlah

Berdasarkan DIP No. 009/XVIII/1/2003 tanggal 1 januari 2003, anggaran untuk TA 2003 sebesar Rp 992.343.000 terdiri dari Rp 226.603.000 (RK) dan Rp 765.740.000 (RM) atau 77,16% (RM) dan 22,84% (RK). Dibandingkan dengan TA 2002, terjadi penurunan anggaran sebesar Rp 32.994.000, yaitu dari Rp 1.025.337.000 (TA 2002) menjadi Rp 992.343.000 (TA 2003). Dana pembangunan tersebut, digunakan untuk membiayai kegiatan Pengelo-

Biaya (Rp)

RPTP

Kegiatan

14 4 2 8

46 4 2 23

3.280.109.000 802.442.000 164.788.000 746.832.000 4.994.171.000

laan Keanekaragaman Hayati sebesar Rp 802.442.000 (80,86%), Perawatan Alat Besar dan Alat Bantu Rp 12.100.000 (1,22%), Pengembangan Kelembagaan Rp 57.841.000 (5,83%), Penyuluhan dan Penyebaran Informasi Rp 80.000.000 (8,06%), Pemantauan dan Evaluasi Rp 39.960.000 (4,03%), (Gambar V.7). Dari anggaran yang tersedia dalam DIP sebesar Rp 992.343.000 tersebut, hanya dapat terealisasikan sebesar Rp 867.916.275

173


8,06%

4,03%

5,83% 1,22%

80,86% Operasional penelitian Pengembangan kelembagaan Monitoring dan evaluasi

Perawatan alat besar Penyuluhan dan informasi

Gambar V.7. Alokasi dana Bagian Proyek Pemanfaatan dan Pelestarian Plasma Nutfah Pertanian

atau 87,46% dan sisanya Rp 124.426.725 atau 12,54% disetor kembali ke KPKN Bogor pada akhir bulan Desember 2003. Sisa dana tersebut merupakan penghematan penggunaan dana, khususnya dari pos perjalanan dinas, upah dan biaya rapat, sedangkan target/kegiatan fisiknya sudah dilaksanakan/diselesaikan 100%. Bagian Proyek Manajemen Varietas Bogor Bagian Proyek Manajemen Varietas Bogor untuk TA 2003 mendapat anggaran pembangunan yang meliputi dana RM dan dana PLN dari dana Loan ADB 1526-INO. Berdasarkan DIP No. 099/XVIII/1/2003 tanggal 1 Januari 2003, besarnya anggaran pembangunan tersebut adalah Rp 659.893.000 terdiri dari RM sebesar Rp 480.424.000 dan RK (ADB-1526-INO) sebesar Rp 179.469.000 atau 72,80% RM dan 27,20% RK. Dana pembangunan TA 2003 tersebut digunakan untuk membiayai kegiatan Perencanaan dan Penyusunan Program Rp 12.958.000 (1,96%), Penyusunan/Pengadaan Modul Rp 157.360.000 (23,83%), Pendidikan dan Pelatihan Fungsional

174

Rp 47.240.000 (7,16%), Pengembangan Kelembagaan Rp 164.788.000 (24,97%), Pengembangan Sistem Informasi sebesar Rp 124.612.000 (18,88%), Penyuluhan dan Penyebaran Informasi Rp 20.000.000 (3,03%) serta Pemantauan dan Evaluasi Rp 132.935.000 (20,14%), sesuai dengan Gambar V.8. Realisasi anggaran sampai akhir Desember 2003 mencapai Rp 652.039.281 atau sebesar 98%. Dengan demikian sisa mati anggaran ditambah UYHD yang disetor ke KPKN Bogor sebesar Rp 7.853.719 yang terdiri dari RM sebesar Rp 786.087 dan RK sebesar Rp 7.067.632. Bagian Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan Bagian Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan untuk TA 2003 selain mendapat dana RM juga mendapat alokasi dana PLN dari Loan ADB 1526-INO. Berdasarkan DIP No. 099/XVIII/1/-/2003 tanggal 1 Januari 2003, TA 2003 anggaran Proyek Penelitian Bioteknologi Perkebunan Rp 900.695.000 terdiri dari RM sebesar Rp 651.460.000 dan


RK (ADB-1526-INO) sebesar Rp 210.285.000 atau 76,65% RM dan 23,35% RK.

Penguasaan Teknologi Rp 746.832.00 atau 82,93% (Gambar V.9).

Dana Proyek tersebut meliputi dana untuk membiayai kegiatan Pengembangan Kelembagaan sebesar Rp 38.950.000 atau 4,32%, Perencanaan dan Program sebesar Rp 23.523.000 atau 2,61%, Pengembangan system informasi sebesar Rp 13.985.000 atau 1,55%, Penyuluhan dan Penyebaran Informasi sebesar Rp 63.440.000 atau 7,04%, Pemantauan dan Evaluasi sebesar Rp 13.965.000 atau 1,55% dan Penelitian

Realisasi anggaran sampai dengan akhir Desember 2003 dari dana sebesar Rp 900.695.000 mencapai Rp 885.474.443 atau 98,31%. Sisa dana Rp 15.220.557 disetor ke KPKN Bogor, yang terdiri dari RM Rp 322.295 dan RK Rp 14.898.262 merupakan sisa hasil perhitungan pajak antara RM dengan RK sehingga dananya tidak dapat digunakan.

1,96% 20,14%

23,83%

3,03%

7,16% 18,88% Perencanaan dan penyusunan program Pendidikan dan pelatihan SIM Pemantauan dan evaluasi

24,97% Penyusunan/pengadaan modul Pengembangan kelembagaan Penyuluhan dan penyebaran

Gambar V.8. Alokasi dana Bagian Proyek Manajemen Varietas

4,32%

2,61%

1,55%

7,04% 1,55%

82,93% Pengembangan kelembagaan Pengembangan sistem informasi Monitoring dan evaluasi

Perencanaan dan program Penyuluhan dan penyebaran informasi Penguasaan teknologi

Gambar V.9. Alokasi dana Bagian Proyek Bioteknologi Perkebunan

175


Anggaran Penerimaan Pajak dan Bukan Pajak Anggaran Penerimaan Negara terdiri dari Penerimaan Pajak dan Penerimaan Negara Bukan Pajak (PNBP). PNBP merupakan penerimaan yang timbul akibat pelaksanaan tupoksi Balitbiogen yang terdiri dari Penerimaan fungsional dan Penerimaan Umum. PNBP Balitbiogen yang bersifat fungsional meliputi penerimaan akibat imbalan jasa, sewa gedung, penerimaan sisa hasil penelitian, dan pendapatan jasa lainnya. Penerimaan PNBP ini setiap tahunnya disusun berdasarkan rencana/target penerimaan dari berbagai sumber dan setelah disetorkan ke Kas Negara, dana tersebut dapat digunakan kembali setelah dituangkan dalam Daftar Isian Kegiatan Suplemen (DIKS). PNBP yang bersifat umum adalah penerimaan akibat kelebihan anggaran, jasa giro, tuntutan ganti rugi, sewa rumah dinas dan penerimaan kembali belanja pegawai. Target PNBP Balitbiogen untuk TA 2003, baik fungsional maupun umum sebesar Rp 162.237.000. Untuk TA 2003 penerimaan PNBP dari penerimaan umum sebesar Rp 203.912.371 atau 80,12% dari jum-

lah penerimaan, sedangkan dari pendapatan fungsional sebesar Rp 50.590.000 atau 19,88%, (Gambar V.10). Penerimaan Negara Bukan Pajak (PNBP) TA 2003 sebesar Rp 254.502.731, apabila dibandingkan dengan penerimaan pajak TA 2002, yaitu sebesar Rp 70.612.846, maka pada TA 2003 mengalami peningkatan atau kenaikan sebesar Rp 183.889.525. Peningkatan terjadi karena meningkatnya pendapatan kembali dana pembangunan (RM) (Tabel V.16). Untuk pajak pribadi pengelolaannya dilakukan oleh Bendaharawan Gaji dengan memotong dan menyetorkan langsung ke Kantor Perbendaharaan dan Kas Negara (KPKN) Bogor. Sedangkan pajak penghasilan yang bersumber dari pembayaran tunjangan pelaksanaan proyek (TPP), pembelian barang atau jasa lainnya dipungut langsung oleh Bendaharawan Proyek/Bagian Proyek, Bendaharawan Rutin, atau langsung dipungut oleh KPKN untuk pajak pengadaan barang dan jasa yang pengadaannya dilakukan secara LS (Tabel V.17).

19,88%

80,12% Penerimaan umum

Penerimaan fungsional

Gambar V.10. Penerimaan PNBP TA 2003

176


Tabel V.16. Realisasi PNBP Balitbiogen sampai dengan Desember 2003 Estimasi PNBP tahun 2003

Realisasi penyetoran tahun ini

1. Penerimaan umum 2. Penerimaan fungsional

21.980.000 140.377.000

203.912.371 50.590.000

Jumlah

162.357.000

254.502.371

Uraian

Tabel V.17. Penerimaan pajak dari Balitbiogen TA 2003 Jenis pajak (Rp)

Sumber pajak

PPh.21

Anggaran belanja rutin Anggaran belanja proyek Anggaran belanja kerja sama

26.415.624 293.257.295 7.502.479

182.072.061 28.587.000 11.809.350

2.856.677 37.900.741 1.030.708

6.523.825 10.286.235 -

217.868.187 370.031.271 20.342.537

Jumlah

327.175.398

222.468.411

41.788.126

16.810.060

608.241.995

FASILITAS Dalam rangka mendukung pelaksanaan tugas dan fungsinya, Balitbiogen didukung sejumlah fasilitas berupa sarana dan prasarana umum, yaitu tanah, bangunan, kendaraan serta sarana penelitian berupa laboratorium, rumah kaca, dan kebun percobaan. Sarana dan Prasarana Umum Sarana dan prasarana umum yang sangat penting dalam mendukung pelaksanaan tugas dan fungsi Balitbiogen adalah tanah, bangunan, kendaraan dan peralatan pendukung lainnya. Tanah dan Bangunan Tanah dan bangunan, secara umum meliputi seluruh bangunan dan tanah tempat bangunan tersebut berdiri baik bangunan kantor, gedung auditorium maupun bangunan sarana penelitian. Luas areal yang dikelola oleh Balitbiogen, seluruhnya adalah 420.391 m2 yang terdiri dari tanah

PPh.22

Jumlah (Rp)

PPN

PPh.23

dan bangunan. Secara rinci, pemanfaatan areal dan luasan masing-masing bangunan atau kebun disajikan pada Tabel V.18. Kendaraan Dinas Kendaraan dinas yang dikelola oleh Balitbiogen berjumlah 34 unit kendaraan, yang terdiri dari kendaraan roda 4 atau lebih sebanyak 23 unit dan kendaraan roda 2 sebanyak 11 unit. Kendaraan dinas yang dikelola oleh Balitbiogen sebagian besar sudah berusia di atas 10 tahun. Secara rinci data kendaaraan tersebut disajikan pada Tabel V.19. Data kendaraan roda 2 dapat dilihat pada Tabel V.20. Dana pemeliharaan kendaraan tersebut untuk tahun 2003, bersumber dari anggaran proyek dan anggaran rutin TA 2003. Peralatan Pendukung lainnya Peralatan pendukung lainnya yang digunakan oleh Balitbiogen untuk melaksana kan tugas dan fungsinya, diuraikan pada Tabel V.21.

177


Tabel V.18. Daftar pemanfaatan fasilitas tanah dan bangunan Jumlah

No. Pemanfaatan fasilitas

M2

Unit 1. Tanah bagunan pemerintah

7

2. Bangunan gedung kantor permanen 3. Bangunan gudang tertutup permanen 4. Bangunan gedung mekanikal permanen dan koperasi 5. Bangunan gedung laboratorium permanen 6. Rumah kaca 7. Bangunan bengkel/garasi 8. Bangunan gedung tempat ibadah 9. Bangunan gedung tempat pertemuan permanen 10. Mess/wisma/tempat peristirahatan Jumlah

4 12 1

Keterangan

398.893 Kel. Ciwaringin, Kec. Bogor Tengah dan Kel. Menteng, Kec. Bogor Barat 1.272 Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor 2.322 Jl. Tentara Pelajar No.3A Bogor 324 Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor

10 38 2 1 1

9.940 5.197 1.158 272 700

2

Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor Inlitbio Cikeumeuh dan Cimangu Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor

313 Pacet, Cianjur 420.391

Tabel V.19. Data kendaraan roda 4 dan 6 tahun 2003

178

No. Jenis kendaraan

Nomor polisi

Tahun pembuatan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.

B. 1363 MQ F. 1149 A F. 1126 A B. 7938 EQ F. 1004 A F. 7006 A B. 8673 XD F. 337 A F. 372 A F. 182 AX F. 192 AX F. 74 AX B. 8794 BX F. 317 AX F. 69 A F. 7020 AX F. 7002 AX F. 8001 AX F. 8122 AX F. 171 A F. 8002 AX F. 169 A F. 462 AX

2000 1998 1997 1993 1989 1989 1987 1983 1983 1982 1982 1981 1980 1980 1980 1979 1979 1978 1975 1975 1973 1968 1968

Toyota Kijang Toyota Kijang Toyota Kijang Toyota Kijang Toyota Kijang Mitsubishi L300 Toyota Kijang Jeep CJ7 Jeep CJ7 Toyota Land Cruiser Toyota Land Cruiser Toyota Land Cruiser Toyota Hardtop Toyota Hardtop Holden Sunbird SW VW Combi SW VW Combi Mazda Pickup Holden Pickup Toyota Kanvas Datsun Pickup Toyota Kanvas Toyota Micro Bus

Pengguna Kepala Balai Kendaraan Operasional Koord. Penelitian Kelti SDG Kelti BM Pool Proyek Seksi Yantek Pool Kelti RP Kelti RPI Pool Seksi Jaslit Subbag TU Pool Pool Pool Pool Pool Pool Pool Pool Pool


Tabel V.20. Data kendaraan roda 2 tahun 2003 No. Jenis kendaraan

Nomor polisi

Tahun pembuatan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

F 2600 A F 2006 AX F 2005 AX F 2004 AX F 2008 AX F 2001 AX F 2599 W B 5955 LQ F 2007 AX F 2000 AX F 2002 AX B 4581 MQ

1981 1981 1981 1981 1982 1982 1979 1999 1981 1982 1981 1999

Suzuki Suzuki Suzuki Suzuki Honda Honda Suzuki Suzuki Suzuki Honda Suzuki Suzuki

Pengguna Inlitbio Cikeumeuh Kelti RPI Inlitbio Citayam Winarko Kelti RPI Kelti SDG Inlitbio Pacet Satpam Bengkel Kelti RPI Drs. Murtado Bendahara rutin

Tabel V.21. Jenis dan jumlah peralatan TA 2003 No. Nama barang 1. Benchtop pH Meter 2. Hotplate with stirrer 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Transiluminator Vilber AC Split 2 PK Chemi Doc XRS System Microarray Package Hibridition Lucidea Slide Pro Laser Scanning Microscope Refrigerated Ultra High Centrifuge GC-MS Genetic Analyzer Germplasm Storage Equipment: - Balance - Vortex Mixer - pH Meter - Filling Cabinet - Portable Bag Closser Freeze Dryer System Ultra Low Temperature Chest Freezer Refrigerator PCR Machine + UPS System Refrigerated Multipurfose Vertical Electrophoresis Horizontal Electrophoresis Purelab Ultra Life Science Water Purification Real Time Liquid Nitrogen Container

Merk/type

Banyaknya

Pengguna

ORION 0410A1 Thermolyne Cimarec-III, model SP-47230 Laourmat TCX-15 M LG

2 unit 2 unit

Kelti RPI Kelti RPI

1 unit 2 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit

Kelti RPI Lab Bank Gen FUT FUT BM

1 unit 2 unit

BM Sekretariat

1 unit 2 unit 1 unit 5 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 3 unit 4 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit

Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat

179


Tabel V.21. Lanjutan No. Nama barang

Merk/type

Banyaknya

Pengguna

25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.

FFB 300 FFB 1000 FFB 2000

2 buah 1 buah 1 buah 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 2 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 unit 1 unit 3 unit 2 unit 2 unit 3 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 3 unit

SDG SDG SDG Sekretariat Sekretariat Sekretariat Sekretariat FUT Sekretariat Sekretariat Sekretariat Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento Gd. EX Ento LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN LAN Auditorium Auditorium Auditorium Sekretariat 3 Sekretariat Sekretariat 2 Sekretariat 1 Citayam 1 Cikeumeuh 1 Sekretariat 1 Citayam

48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55.

56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67.

Dehumidifier Bry Air Dehumidifier Bry Air Dehumidifier Bry Air Orbital Shaker Water Destilation Deep Freezer Accessories for Microsoft Seal Deck Deep Freezer Calibatred Reference Thermometer Calibrated Balance Mass ASTM Class-1 Air Condition Electronik Print Board/Panaboard Computer Table+Chair Clerical Desk+Chair Cupboard Workstation (PC) Server Network Printer Scanner Server IBM X-205 Series Switching 3Com SuperStack 3 Baseline Wireless Access Point Linksys WAP11 Wireless PC Card Linksys WIC11 Wireless USB Adapter Linksys WSUB11 UPS ICA SIN2100C Kabel UTP AMP Connector RJ-45 AMP Protector Cable Network Tools - Crimping - Impact Tools - Cable Tester Microsoft Windows 98 SE Microsoft Windows 2000 Server Microsoft Windows XP Prof AntiVirus MC.Affee Microsoft VB.Net Standard Kursi rapat Fantoni putar Kursi alas besi Fantoni Meja 1 biro Chain saw Machine Hand Sprayer Grass Mower Mesin Babad

68. Hand Traktor

180

Model TLM-CUL 40-80 Olympus Japan

National Panasonic Index Dell Optiplex GX270SD Dell Poweredge 1600SC Cisco, WS-C2950-24 HP Laser Jet 2300dn Scanjet 3500c

3 unit 6 unit 6 unit 1 unit 10 roll 10 box 100 btg 1 set

Fantoni Fantoni Swan Rover Tanaka SUM 328 Quick Mesin Kubota

1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 1 unit 4 buah 96 buah 50 buah 2 unit 5 unit 1 unit 4 unit 3 unit


Sarana Penelitian Sarana penelitian yang digunakan oleh Balitbiogen untuk melaksanakan tugas dan fungsinya adalah laboratorium, rumah kaca, dan kebun percobaan. Laboratorium Laboratorium merupakan salah satu sarana penting dan utama dalam menunjang pelaksanaan penelitian dan pengembangan bioteknologi. Laboratorium yang dikelola oleh Balitbiogen terdiri dari 6 jenis laboratorium, dengan luas dan pemanfaatannya sebagaimana disajikan pada Tabel V.22. Rumah Kaca Selain laboratorium, pelaksanaan penelitian bioteknologi dan sumber daya genetik dilakukan di rumah kaca dan kebun percobaan. Rumah kaca merupakan sarana penunjang penelitian yang penting untuk Balitbiogen. Jumlah rumah kaca yang dikelola oleh Balitbiogen sebanyak 38 unit dan letaknya tersebar di 3 kelompok lokasi, yaitu di Cimanggu (di sekitar kantor/gedung utama), Cikeumeuh, dan di sebelah gedung Kelti Rekayasa Protein dan Imunologi (RPI). Data rumah kaca yang dikelola oleh Balitbiogen disajikan pada Tabel V.23.

Pengguna rumah kaca yang dikelola oleh Balitbiogen, tidak hanya para peneliti di lingkungan Balitbiogen, tetapi juga digunakan oleh para peneliti dari unit instansi lain seperti Balitpa, Balittro, dan unit/ penelitian lain yang melakukan kerja sama dengan Balitbiogen. Kebun Percobaan Kebun percobaan merupakan sarana penelitian yang berupa bangunan permanen dan atau semi permanen serta lahan terbuka yang digunakan untuk melaksanakan penelitian lapang. Kebun percobaan yang dikelola oleh Balitbiogen adalah Kebun Percobaan Cikeumeuh, Kebun Percobaan Pacet, dan Kebun Percobaan Citayam. Data ketiga kebun percobaan tersebut disajikan pada Tabel V.24. Sebagaimana sarana penelitian yang lain, kebun percobaan tersebut juga dimanfaatkan oleh peneliti dari instansi lain baik di lingkungan Badan Litbang Pertanian maupun dari unit lain seperti Batan, IPB, dan LIPI. Pada tahun anggaran 2003 untuk dapat meningkatkan pelayanan dan pemeliharaan lingkungan, setiap Kebun Percobaan memperoleh bantuan peralatan traktor tangan dan mesin potong rumput dari anggaran PAATP.

Tabel V.22. Jenis laboratorium dan luas bangunan No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Jenis laboratorium Laboratorium Biologi Molekuler dan Rekayasa Genetik Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman Laboratorium Fasilitas Uji Terbatas Laboratorium Bank Gen dan Genetika Laboratorium Imunologi Laboratorium Umum/Kimia (Tanah dan Tanaman)

Luas (m2)

Kondisi

3.866 345 300 1.080 1.985 1.080

Baik Baik Baik Baik Baik Baik

181


Tabel V.23. Rumah kaca yang dikelola oleh Balitbiogen No. Rumah Kaca

Lokasi

Kondisi

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.

Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Cikeumeuh Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Fitopatologi Kelti RPI/Ex Entomologi Kelti RPI/Ex Entomologi Kelti RPI/Ex Entomologi Kelti RPI/Ex Entomologi Kelti RPI/Ex Entomologi Kelti RPI/Ex Entomologi Cimanggu Cimanggu Cimanggu Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat Cimanggu/Sekretariat

Baik Baik Baik Baik Rusak berat Rusak berat Rusak berat Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Rusak Rusak Rusak Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik

Cikeumeuh No. 1 Cikeumeuh No. 2 Cikeumeuh No. 3 Cikeumeuh No. 4 Cikeumeuh No. 5 Cikeumeuh No. 6 Cikeumeuh No. 7 Cikeumeuh No. 8 Cikeumeuh No. 9 Cikeumeuh No. 10 Cikeumeuh No. 11 Cikeumeuh No. 12 Cikeumeuh No. 13 Cikeumeuh No. 14 Cikeumeuh No. 15 Cikeumeuh No. 16 Kelti RPI No. 1 Kelti RPI No. 2 Kelti RPI No. 3 Kelti RPI No. 4 Kelti RPI No. 5 Kelti RPI No. 6 Kelti RPI No. 7 Kelti RPI No. 8 Kelti RPI No. 9 Kelti RPI No. 10 Kelti RPI No. 11 Kelti RPI No. 12 Kelti BM No. 1 Kelti BM No. 2 Kelti BM No. 3 Cimanggu No. 1 Cimanggu No. 2 Cimanggu No. 3 Cimanggu No. 4 Cimanggu No. 5 Cimanggu No. 6 Cimanggu No. 7

Tabel V.24. Data luas kebun percobaan Balitbiogen dan lokasinya No. Kebun percobaan 1. Inlitbio Cikeumeuh 2. Inlitbio Citayam 3. Inlitbio Pacet Jumlah

182

Lokasi Bogor Citayam Cianjur

Luas lahan (m2)

Luas bangunan (m2)

116.155 22.870 13.848

1.846 284 1.326

152.873

3.456

I. Pendahuluan LAPORAN TAHUNAN BALITBIOGEN 2003

Recommend Documents