PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA (Co-GO) TERHADAP BEBERAPA VARITAS PADI DIINDONESIA *) Oleh S.H. SIWI M.Sc.
H)
PENDAHULUAN
Radiasi dengan sinar_sinar radioaktip dapat menimbulkan perobahan sifat pada ta_ naman. Kenyataan ini telah dipergunakan didalam ilmu pemuliaan tanaman sebagai salah satu cora untuk memperbesar variabilitas sifat_sifat keturunan, hal mana sangat diperlukan untuk mempertinggi kemungkinan diperolehnya suatu jenis tanaman dengan sifat_sifat yang lebih baik. Cora konvensionil untuk mempertinggi variabilitas sifat_ sifat keturunan ialah dengan hibridisasi yang mengakibatkan rekombinasi gen...gen. Dalam hal_hal tertentu cora untuk mendapatkan sesuatu sifat yang diinginkan dengan cora hibridisasi mempunyai batas_batas tertentu. Misalnya apabila sifat yang diinginkan itu bergandengan erat dengan sifat lain yang tidak diinginkan (complete linkage). Untuk memisahka~ kedua sifat ini sangat sulit dengan mengadakan hibridisasi. Radiasi dengan sinar-sinar radioaktip atau perawatan dengan bahan_bahan mutagen lainnya memungkin_ kan tanaman untuk memisahkan duo sifat yang bergandengan erat itu sehingga timbul bentuk yang baru dengan sifat yang dikehendaki. Penel itian radiasi dengan sinor_sinor radioaktip pada tanaman padi -padian menun_ jukkan, bahwa perobahan sifat_sifat yang terjadi kebanyakan adalah negatip, terutama dengan timbulnya sterilitas yang sangat tinggi (BEACHELL, 1957. PARTHASARATHY 1958). Dipihak lain telah diperoleh pula bentuk_bentuk yang positip, yaitu tanaman_ tanaman mutant yang lebih baik sifat-sifatnya dari pada tanaman asalnya, misalnya tanaman yang lebih pendek don malai yang lebih lebat (MASHIMA don KAWAI, 1958). Di Indonesia penggunaan radiasi sinor X untuk menimbulkan mutasi pada tanaman padi telah dimulai poda tahun 1957 ( PARTHASARATHY 1958). Walaupun hasil yang positip belum diketemukan pada waktu itu, namun penelitian pendahuluan tersebut telah membuka halaman baru bagi pemuliaan padi di Indonesia untuk merintis jolon kearah pemuliaan dengan menimbulkan mutasi (mutation breeding). Pada akhir tahun 1959 Lembaga Penelitian Padi di Bogor telah mengirimkan benih dari 5 varitas padi kepada "National Institute of Agricultural Sciences" di Jepang untuk diradiasi dengan sinor
*) Progress Report dikemukokon sebogoi perosaron podo Symposium Rodioisatop, Badon Tenogo Atom Nasional, tonggol 1 _ 2 Agustus 1966 di Bandung. **) Ahli Pertonion Lembogo Pusat Penelition Tonomon Pongon, Bogor. 226
gamma. Benih yang telah diradiasi itu dikirimkan kembali ke Indonesia untuk diadakan penelitian selanjutnya. Didalam prasaran ini beberapa catatan don hasil sementara dari radiasi 5 varitas padi tersebut diatas akan dilaporkan. Waktu don tenaga tidak mengizinkan untuk mengadakan catatan_catatan yang lebih lengkap. Namun demikian prasaran yang serba se_ derhana ini dapatlah kiranya memberikan gambaran tentang perkembangan penelitian padi di Indonesia khususnya untuk mendapatkan varitas_varitas padi unggul dalam usaha meningkatkan produksi bahan makanan. BAHAN-BAHAN DAN TATALAKSANA PENELITIAN Varitas_varitas padi yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah Bengawan, Si_ Bengawan, Sigadis gadis, Remaja, No.221/BC3/4715 don Genjah Beton. Varitas_varitas don Remaja termasuk golongan indica don merupakan varitas_varitas unggul yang memiliki daya hasil yang tinggi. No.221/BC3/4715 adalah zuriat (progeny) perkawinan kembali (back_cross) antara varitas Bengawan don Sigadis don juga termasuk golongan indica, sedangkan Genjah Beton adalah varitCJs gundil (subjaponica) yang memiliki daya hasil relatip tinggi don rasa nasi yang enak. Disamping sifat_sifatnya yang unggul masing_masing varitas itu memiliki sifat_sifat yang kurang memuaskan. Varitas Bengawan, misalnya, memiliki umur yang relatip panjang don tidak tahan rebah. Varitas Sigadis don Remaja mempunyai rasa nasi yang kurang enak. Zuriat No.221/BC3/47/5 masih didalam taraf penelitian don belum memiliki daya hasil yang diharapkan, sedangkan varitas Genjah Beton memiliki daya bertunas yang kurang. Maksud utama dari peneli_ tian ini ialah untuk memperbaiki sifat_sifat dari masing_masing varitas itu. Radiasi dilakukan terhadap benih berupa gabah kering. Alat yang dipakai untuk sinor gamma adalah Co_60 125 Curie. Benih yang akan disinari dimasukkan kedalam amplop-amplop kertas don diatur pada lingkaran yang bergaris tengah 80 cm. Titik pusat lingkaran terletak tegaklurus dibawah sumber sinor gamma. Jarak antara titik menyinari benih dengan ialah "Radocon Modelgamma 575 adalah A" buatan Victoreer sumber~ pusat lingkaran sumber sinor 42 cm. Pada Co. titik U.S.A. pusat lingkaran ini dosis penyinaran adalah 6.2 r/menit. Benih dari tiap_tiap varitas dibagi menjadi 3 kelompok, masing_masing se'jumlah dosis penyinarannya adalah 10.000 r. Kelompok kedua disinari terus menerus selama 53 jam 46 menit don jumlah dosis penyinarannya adalah 20.000 r. Kelompok ketiga disinari terus menerus selama 80 jam 39 menit dengan jumlah dosis penyinaran 30.000r. 20 gram. jam 53 menit don jumlah Lima belas Kelompok gram dari pertama tiap_tiap disinari varitas terus tidak menerus diradiasi selama untuk 26 dipergunakan sebagai bahan ~ perbandingan. Penelitian daya kecambah diadakan untuk mengetahui pengaruh penyinaran terhadap perkecambahan benih. Untuk maksud ini dipergunakan 100 butir gabah dari kelompok_ kelompok benih yang telah diradiasi don yang tidak diradiasi. Perhitungan jumlah benih yang berkecambah dimulai pada hari yang kelima don diakhiri pada hari yang ketujuh untuk semua varitas, kecuali untuk varitas Genjah Beton yang perhitungannya diakhiri pada hari yang kesembilan, karena perkecambahannya kelihatan agak lambat. Persemaian bibit diselenggarakan dirumah kaca. Benih disemaikan didalam pot_pot tembikar berukuran 34 x 19 x 10 cm. yang diisi dengan tanah gembur. Bibit dipindah_ kan kesawah pada umur 30 hari don ditanam sedapur sebatang den9an jarak tanam 25 x 25 cm. Penelitian mengenai sterilitas dilakukan pada generasi pertama terhadap tanaman_ menjadi 3 golongan, yaitu :~ --l-;-tanaman_tanaman yang fertil yang hasil memperl ihatkan kurang tanaman sebelum dipanen. Untuk ialah maksudtanaman_tanaman ini tanaman_tanaman pe.!!xinaran dibagi dari 30% gabah yang hampa dalam tiap malai, 227
J
2. tanaman _ tanaman
yang semi _steril,
ialah
tanaman - tanaman
yang
memperlihatkan
~. tanaman_tanaman yang memiliki sterilitas yang tinggi, ialah tanaman_tanaman yang 30 - 60% gabah lebih yang dari hampa60% dalam malai, dondalam tiap malai. memperlihatkan gabahtiapyang hampa Tanaman_tanaman mutant yang memperlihatkan perobahan_perobahan sifat morfologis dan fisiologis pada generasi pertama diketam terpisah_pisah. Metode seleksi yang di_ turut adalah metoda pedigree, dimana benih dari tiap tanaman yang terpilih pada generasi pertama ditanam 1 sampai 3 baris masing_masing ca.20 tanaman pada generasi kedua. Kemudian tanaman-tanaman yang terpilih pada generasi kedua ditanam dalam tiga baris pada generasi ketiga, dan generasi _generasi berikutnya, sehi ngga tercapai keseragaman sifat_sifat pada masing_masing zuriat tanaman mutant. Up daya hasil dimulai pada generasi keempat. HASIL-HASIL PENELITIAN Pada umumnya kel ihatan, bahwa radiasi sinar gamma dengan dosis-dosis 10 .000 r, 20.000 r dan 30.000 r menimbulkan banyak mutasi sifat _ sifat pada tanaman padi. Sangat menyesal kebanyakan dari tanaman_tanaman mutant yang diperoleh tidak dapat langsung dipergunakan dan terpaksa dibuang oleh karena perobahan sifat yang terjadi adalah kearah yang negatip. Kalaupun ada perobahan sifat yang positip, sifat yang baik itu biasanya diikuti oleh sifat yang tidak diinginkan. Salah satu zuriat mutant dari varitas Remaja memiliki umur ca.15 hari lebih pendek dari pada varitas Remaja yang tidak disinari, akan tetapi daya hasilnya adalah sangat kurang. Demikian pula hal nya dengan beberapa mutant varitas Bengawan yang rendah tanamannya dan Iebih tahan rebah, akan tetapi dibarengi dengan steril itas yang sangat tinggi. Tidak satupun mutant dari varitas Bengawan dan No.221/BC3/47/5 yang dapat diteruskan untuk pengujian daya hasil, karena terpaksa diskrin pada seleksi-seleksi pendahuluan. Hanya be_ berapa zuriat mutant dari varitas Sigadis dan Genjah Beton dan satu zuriat mutant varitas Remaja yang dapat diuji dalam percobaan daya hasil. Pengaruh radiasi terhadap daya kecambah
benih dan pertumbuhan
dipesemaian
Hasil penelitian daya kecambah menunjukkan, bahwa perawatan benih dengan dosis 10.000 r, 20.000 r don 30.000 r tidak mempengaruhi perkecambahan (daftar
dosis_ benih
1 ).
Hal ini berlaku untuk semua varitas, kecuali untuk varitas Genjah Beton, dimana perawatan dengan 10.000 r menunjukkan daya kecambah yang agak kurang. Mungkin sekali hal ini disebabkan, karena sumber benih varitas Genjah Beton pada mulanya . memang telah mempunyai daya kecambah yang rendah, yaitu rata_rata 85% sedangkan pada varitas_varitas yang lain adalah 97% atau lebih. Daftar
1 PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP DAYA KECAMBAH BENIH PADI
Varitas Tidak disinari Tidak disinari 10.000 r 20.000 30.000 Bengawan
Sigadis
228
-
98 99 9999 Daya kecambah
Perawatan (%)
rata_rata
1
20.000
r
96 85 98 9785 99 87 99 • 79 97
Tidak disinari 20.000 10.000 30.000 30.000 r r Remaja
No.221/BC3/47/5
Genjah
Beton
Pertumbuhan bibit dipersemaian menunjukkan perbedaan yang nyata antara bibit_ bibit yang diradiasi dan yang tidak diradiasi. Bibit_bibit yang diradiasi dengan dosis 10.000 r dan 20.000 r kelihatan lebih cepat pertumbuhannya, sedangkan bibit_bibit yang diradiasi dengan 30.000 r pertumbuhannya lebih lambot dari pad a bib it yang tidak diradiasi. Jelas pula kelihatan, bahwa radiasi dengan dosis 30.0JO r mengakibatkan pertumbuhan bibit yang kerdil terutama sekali pada varitas Genjah Beton (Gambar 1) • Satu tanaman albi no diketemukan pada persemaian vari tas Remaia yang diradiasi dengan dosis 20.000 r. Pertumbuhan tanaman i ni adalah sangat kerdi I kemudian mati sebelum bibit dipindahkan kesawah. Pengaruh radiasi terhadap sifat-sifat
morfo1ogis
dan fjsio1ogis
Mutasi_mutasi sifat_sifat morfologis yang terjadi meliputi bentuk daun yang sempit don halus, seperti halnya pada salah satu tanaman mutant Sigadis (Gambar 2). Pada mutant ini perobahan bentuk daun yang sempit dan halus itu dibarengi dengan umur yang lebih panjang (Gambar3) dan malai yang lebih pendek dan kurang lebat (GamPada beberapa mutant varitas Genjah Beton terjadi perobahan bentuk gabah, bar4). yai tu terbentuknya bul u yang panjang pada ujung gabah (Gambar 5) • Salah satu mutant Geniah Beton yang disinari dengan dosis 20.000 r tanamannya menjadi lebih pendek (Gambar6
dan
7) •
Beberapa bentuk mutant yang cebol didapatkan pada varitas Genjah Beton yang disinari dengan dosis 20.000 r dan 30.000 r. Tanaman_tanaman cebol ini mempunyai daya ber_ tunas yang sang at ban yak, batang dan daunnya ked I halus, akon tetapi tidak memben_ tuk buah (Gambar 8) • Perobahan sifat_sifat fisiologis yang timbul antara lain meliputi umur tanaman, perobahan pigmentasi antosian (warna ungu) pada pangkal batang dan ti mbul nya sterili_ tas pada gabah. Beberapa tanaman mutant mempunyai umur yang lebih pendek dari pada varitas yang tidak disinari. Hampir semua tanaman mutant yang berumur pendek itu tidak diteruskan untuk seleksi selanjutnya karena memiliki sterilitas yang tinggi ataupun sifat lain yang tidak dikehendaki. Satu_satunya mutant varitas Remaja berumur pendek yang dilanjutkan dalam pengujian daya hasil memberikan hasil yang sangat rendah sehingga tidak memberikan harapan 229
/5
untuk dapat dipergunakan secara langsung (lihat daftar 3). Diantara tanaman_tanaman mutant varitas Sigadis terdapat satu zuriat yang berumur pendek (Gambar 9). Zuriat inipun tidak dilanjutkan dek don tidak lebat. Pengaruh radiasi terhadap
dalam pengujian
daya hasil karena
memiliki
malai yang pen-
sterWtas
Pada pertanaman generasi pertama tidak terdapat serangan hama/penyakit ataupun burung. Oleh karena itu tanaman_tanaman yang semi_steril don tanaman_tanaman yang memperlihatkan sterilitas yang tinggi napat dianggap sebagai akibat dari radiasi sinor gamma. Daftar 2 menunjukkan, bahwa pada dosis penyinaran 10.000 r persentase ta_ naman_tanaman yang steril don semi-steril berkisar antara 65_81%, sedangkan pada dosis penyinaran 30.000 r persentase ini meningkat menjadi 92_98%. Hal ini menyatakan bahwa dengan meningkatnya dosis penyinaran. Daftar
2. PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP STERILITAS. PERSENTASE TANAMAN_TANAMAN STERIL DAN SEMI_STERIL. Vari tas
10.000 20.000 30.000 65,04 70,26 65,82 94,99 98,48 95,78 67,24 94,47 83,23 97,24 89,66 77,49 92,01
rr
95,48
81,06
Pengujian
dayahasil
Zuriat_zuriat mutant yang terpilih selama beberapa generasi don keseragaman sifat_sifat telah dicoba dalam pengujian daya hasil dalam berblok. Pengujian pendahuluan disel enggarakan dikebun percobaan musim penghujan 1963/1964. Tujuh mutant Sigadis don 1 mutant Remaja diuji dalam satu percobaan Daftar 3.
gabah
kering Obyek
telah mempunyai bentuk percobaan Cikeumeuh pada ( daftar 3).
Hasil kw./ha PENGUJIAN DAYA ZURIAT_ZURIAT MUTANT SIGADIS Kv/b/30/1 4,79 *23,54 ** Sig. 30 Kv/a/9/1 __ 4,86 1,67 1,11 8,40 7,22 mutant/varitas Kv/a/l0/l *21,39 17,71hasil') Remaja Kv/b/20/2 Kv/a/l/3 24,17 Sig, 10 30 Kv/a/4/4 4,86 Sig. Zuriat 20 Kv/a/2/2 Kv/b/11/1 1,04HASIL 29,72 17,64 17,64 14,10 Perbedaan CIKEUMEUH, M.P. 1963/1964
1
*
=
=Sigadis 5,46 Remaja Significant
1,74 22,50 ** =0.05 Signifi 1) 24,24 cant level 0.01 level
LSD 0,01
ri ng 0,01 LSD
Hasil yang diperoleh menunjukkan, bahwa hanya satu mutant Sigadis, yaitu Sig. 20 Kv/b/11/1 memberikan hasil yang lebih tinggi dari pada varitas Sigadis yang tidak diradiasi. Mutant_mutant Sigadis lainnya memberikan hasil yang Iebih rendah ataupun sarna dengan varitas asal yang tidak diradiasi. Mutant Remaja, yaitu Remaja 30 Kv/a/1/3 yang diuji dalam percobaan ini memberikan hasil yang jauh lebih rendah dari pada varitas Remaja yang tidak diradiasi. Dalam percobaan berblok lainnya telah diuji daya hasil mutant_mutant varitas Genjah Beton (daftar 4). Dari 8 Zuriat mutant yang diuji, 6 mutant memberikan hasil yang Iebih tinggi, sedangkan 2 mutant lainnya memberikan hasil yang dapat dianggap sarna dengan varitas Genjah Beton yang tidak diradiasi.
=
Perbedaan hasil Hasil kw/ha Daftar G •• Beton PENGUJIAN DAYA GENJAH Sigadis 6,90 21,25 22,15 5,93 *** = ZURIAT_ZURIAT 1) 14,35 0,03 3,78 4,54 Remaja Kv/a/9/1 12,46 0;22 7,80 *18,13 Significant level MUTANT 0.01 30 Kv/6/3/1 7,25 20,28 6,281)HASIL Kv/a/22/2/1 a/22/2/3 14,38 * =4. Significant G Beton level Kv/ 0.05 a/3/2/118,89 G.Beton 10mutant/varitas Kv/a/7/1 26,81 Kv/a/3/2/321,60 G.Beton Kv/a/22/2/2 Zuriat 20 14,03 20,63 CIKEUMEUH, M.P. 1963/1964.
1,50
BETON.
Obyek
Sesuatu kesimpulan yang tepat mengenai daya hasil mutant - mutant yang diuji, belum dapat diambil berdasarkan hasil pengujian daya hasil pada tahun 1963/1964. Untuk ini masih diperlukan penelitian yang lebih teliti. Pada waktu prasaran ini di_ siapkan pengujian daya hasil yang kedua masih sed:mg dalam pelaksanaan.
231
PEMBICARAAN
Per~oolon Setiap ini.
DAN SARAN-SARAN
bera~
usaha
perlu
masih
tetap meniadi
dikerahkcn
untuk
dapat
masalah
yang
meningkatkan
pelit
bag;
produksi
bangsa
bahan
Indonesia.
makanan
pokok
Penggunaan radiasi dengan sinor_sinar radioaktip untuk pemuliaan tanaman padi di Indonesia masih merupakan bidang penelitian yang baru. Masih banyak segi_segi yang perlu diteliti untuk menjadikan bidang penelitian ini betul_betul bermanfaat bagi rakyat Indonesia pada khususnya dan bagi umat manusia pada umumnya guna mewujutkan peng_ gunaan
enersi
atom
untuk
ini hanyalah merupakan tian yang lebih lanjut. Dari
hasil_hasil
penelitian
Pertama, ditinjau dengan terbentuknya Kedua, langsung
maksud_maksud
yang
dari sudut type-type
ditinjau dari sudut dapat dipergunakan,
Dalam bidang lebih mendalam.
damai.
catatan_catatan
yang
diperoleh
ilmiah, tanaman
Apa
masih
dapat
yang
ditarik
penelitian ini yang baru.
dua
dapat
praktis, yaitu terbentuknya penelitian ini belum dapat
pemuliaan padi di Indonesia Beberapa hal dapat disebutkan
diutarakan
memerlukan
dalam
penilaian kesimpulan
dikatakan
prasaran
dan
peneli-
secara
umum.
berhasil,
yaitu
suatu varitas baru yang dikatakan berhasil.
secara
masih banyak hal_hal yang perlu diteliti sebagai contoh, dimana cara pemuliaan
dengan menimbulkan mutasi dapat dipergunakan. Setiap tahun produksi padi di Indonesia mengalami kemerosotan sebagai akibat serangan homa sundep dan bel uk. Pemberantasan dengan insektisida memerlukan biaya yang tidak sedikit. Penanaman jenis padi yang tahan terhadap hama ini adalah cara yang murah untuk mengurangi risiko kemerosotan hasil. Varitas padi yang tahan serangan hama sundep dan hama beluk hingga dewasa ini belum diketemukan. Untuk mengadakan hibridisasi kearah ini belum dapat dilaksa_ nakan karena sumber genitornya belum diperoleh. Menimbulkan mutasi dengan sinar_ sinar radioaktip membuka kemungkinan untuk mendapatkan tanaman mutant yang memiliki sifat ketahan terhadap hama sundep dan bel uk. Tanaman mutant ini tidak perlu memiliki daya hasil yang tinggi, karena dalam hal ini yang lebih dipentingkan ialah sifat resisten terhadap hama. Tanaman mutant yang demikian dapat dipakai sebagai genitor dalam rencana hibridisasi untuk memindahkan sifat ketahanan terhadap hama itu kedalam ben_ tuk voritas yang unggul. Demikian pula dapat dilakukan untuk mendapatkan tanaman mutant y::mg memiliki sifat tahan terhadap kekurangan air atau sifat_sifat lain yang sukar diperol eh. Suatu faktor yang menentukan untuk mendapatkan tanaman mutant yang dikehendaki ialah ketrampilan Pada umumnya karena biasanya Waktu, tenaga, faktor yang perl Radiasi benih bulkan bahan
sipeneliti dalam membedakan sifat_sifat mutant yang sedang dicari. justru sifat_sifat yang kurang baik yang dapat dil ihat dengan mudah pada tanaman padi_padian sifat_sifat yang demikian itu adalah dominan. biaya penelitian dan metoda seleksi yang dipergunakan adalah faktor_ u dipenuhi untuk mendapatkan hasil yang memuaskan. secara berulang selama beberapa generasi berturut_turut dapat menim_
mutasi kearah kimia sebelum
yang positip (1vIATSUO, 1962). Perawatan benih dengan bahan_ diradiasi dengan sinar X pada tanaman barley dapat mengurangi
ti mbul nya
steri Ii tas
(KAPLAN, Indonesia radiasi.
1951). Pengalaman_pengalaman ini mungkin dapat untuk memberikan arah yang positip kepada sifat_sifat
tanpa
mengurang
i
frek wensi
terbentuknya
tanaman-
tanaman
dipergunakan yang terbentuk
mutasi juga di akibat
DAFT AR PUST AKA BEACHELL, ELLIOTT, 232
H.M. 1957. The in rice. Intern. F.C.
1958.
use of X_ray Rice Comm.
Plant Breedjng
and thermal Newsletter,
and Cytogenetics.
neutrons inproducing Vol. VI, No.1. McGraw_Hili
mutations
Book Co.,
Inc.
MASIMA,
I.,
and KAWAI, T. 1958. Mutations of rice induced by radioisotope p32. Proc. Second UN Intern. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, Geneva.
MA TSUO,
T. 1962, Revi ew of research on use of radiation_i nduced mutations in crop breeding with special reference to rice in Japan. Intern. Journ, of Applied Radiation and Isotopes, Vol. 13. NAYAR, N.M. 1965. Radiation Genetical Research in Rice _ A review. Intern, Rice Comm, Newsl etter, Vol. XIV, No.1, PARTHASARATHY, N. 1958. Report to the Government of Indonesia on Rice Improvement. Expanded Technical Assistence Program. FAO Report No. 874,
233
