Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Identifikasi dan Evaluasi Kemurnian Genetik Benih Padi Hibrida Menggunakan Marka Mikrosatelit
adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tugas akhir ini.
Bogor, November 2011 Indria Wahyu Mulsanti A251090051
ABSTRACT
INDRIA WAHYU MULSANTI. Identification and Seed Genetic Purity Assessment of Hybrid Rice Using Microsatellite Marker. Supervised by MEMEN SURAHMAN and SRI WAHYUNI.
Ensuring the genetic purity of hybrid seed is a prerequisite for successful production of hybrid rice. Hybrid seed often contaminated by crosses derived pollen from other varieties or the occurrence of selfing resulting from impurity parental line (Cytoplasmic Male Sterile). The objective of this study was to identify informative microsatellite marker (SSR) capable to distinguish hybrid rice parental lines and their utilization in seed purity assessment and to characterize the morphology of F1 hybrid rice to complement description of varieties. This study divided in two main activities: 1) identification of informative SSR markers capable of distinguishing hybrid rice parental line and 2) seed purity assessment based on SSR marker and morphological characteristics. Parental lines of five hybrids rice were used to identify the informative SSR marker and two hybrids (Hipa 6 and Hipa 7) used for purity assessment. Seven out of sixteen SSR markers produced polymorphic band and six markers capable to distinguish parental line of five hybrid rice. Microsatellite marker RM346 was specific used for testing genetic purity of Hipa 6 and RM206 for Hipa 7. This study showed that SSR markers were more reliable for assessing genetic purity compare to morphological characteristic.
RINGKASAN
INDRIA WAHYU MULSANTI. Identifikasi dan Evaluasi Kemurnian Genetik Benih Padi Hibrida Menggunakan Marka Mikrosatelit. Di bawah bimbingan MEMEN SURAHMAN and SRI WAHYUNI.
Benih dikatakan mempunyai mutu genetik yang baik apabila benih tersebut asli (true to type), sesuai dengan varietas yang dimaksud. Uji kemurnian benih merupakan tahapan yang harus dilakukan untuk mengendalikan mutu genetik dari suatu lot benih. Kemurnian genetik benih F1 merupakan hal yang sangat penting pada produksi benih padi hibrida. Adanya campuran pada benih padi hibrida dapat menyebabkan penurunan produksi dan buruknya pertanaman di lapang.
Di Indonesia, uji kemurnian benih menggunakan SSR belum banyak dilakukan pada padi khususnya padi hibrida. Marka SSR akan sangat bermanfat untuk mengetahui apakah benih padi hibrida betul hasil persilangan antar dua galur tetua pembentuknya. Oleh karena itu identifikasi marka-marka polimorfis dari galur-galur tetua perlu dilakukan
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Mendapatkan marka SSR spesifik yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi galur tetua beberapa varietas padi hibrida, serta melihat tingkat polimorfisme dari marka tersebut; 2) Mempelajari sterilitas malai beberapa galur mandul jantan; 3) Membandingkan uji kemurnian benih dengan SSR dan grow out test; 4) Mendapatkan karakter kualitatif dan kuantitatif dari dua varietas padi hibrida (Hipa 6 dan Hipa 7) untuk melengkapi deskripsi varietas.
Penelitian dibagi menjadi dua kegiatan utama, yang pertama adalah identifikasi marka molekuler polimorfis dan yang kedua adalah uji kemurnia benih hibrida dan karakterisasi morfologi tanaman. Selain itu untuk mengetahui persentase tingkat sterilitas galur mandul jantan yang digunakan, maka dilakukan uji sterilitas galur mandul jantan. Galur tetua dari lima varietas hibrida (Hipa 6, Hipa 7, Hipa 8, Hipa 9 dan Hipa 10) digunakan untuk identifikasi marka SSR, sedangkan untuk uji kemurnian benih digunakan dua varietas hibrida yaitu Hipa 6 dan Hipa 7. Identifikasi marka molekuler polimorfis menggunakan 16 marka SSR yang dipilih dari linkage map (http://www.gramene.org).
Penanaman F1 hibrida di lapang dirancang sesuai dengan panduan pengujian individual (PPI) kebaruan, keunikan, keseragaman dan kestabilan tanaman padi. Empat puluh individu tanaman ditentukan secara acak sebagai tanaman contoh untuk masing-masing hibrida (Hipa 6 dan Hipa 7). Setiap individu tanaman contoh tersebut diambil sampel daunnya untuk dilakukan uji kemurnian genetik secara molekuler. Pengamatan morfologi untuk pengujian kemurnian benih di lapang juga dilakukan pada tanaman contoh yang sama.
Penentuan tingkat kemurnian di lapang dilakukan berdasarkan karakter morfologi dari setiap individu tanaman pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman. Pengamatan meliputi : 1) kemurnian (campuran varietas lain), 2) karakter kualitatif, 3) karakter kuantitatif tanaman. Pengamatan karakter tanaman dilakukan untuk mengindentifikasi adanya varietas campuran dan melengkapi deskripsi varietas yang sudah ada. Uji sterilitas galur mandul jantan menggunakan IR62829A, IR58025A, dan IR68897A.
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh tujuh marka SSR polimorfis dari 16 marka SSR yang digunakan. Enam marka diantaranya yaitu RM206, RM263, RM276, RM346, RM335 dan RM570 dapat membedakan antar tetua padi hibrida yang diuji. Satu marka RM164 walaupun polimorfis tetapi tidak dapat
membedakan antar tetua dari varietas hibida yang diuji. Lima marka memiliki tingkat polomorfisme yang sangat informatif (tinggi), satu marka sedang dan satu marka memiliki nilai polimorfisme rendah.
Marka mikrosatelit RM346 dapat digunakan untuk pengujian kemurnian benih Hipa 6 dan marka RM206 untuk Hipa 7. Uji kemurnian benih dengan menggunakan maka SSR dapat mendeteksi campuran yang sangat mirip secara morfologi dan membedakannya secara jelas dalam hasil elektroforesis. Beberapa tanaman yang terserang hama penyakit dan berakibat pada perubahan penampilan fisik dan menimbulkan kerancuan pada grow-out test,
dapat dengan jelas dikenali kebenarannya menggunakan uji kemurnian dengan SSR. Penilaian secara morfologi sangat subjektif terbukti dengan tanaman- tanaman yang dinilai sebagai campuran ternyata merupakan tanaman hibrida pada uji SSR. Penggunaan marka SSR lebih akurat dalam mengidentifikasi tanaman campuran karena tidak dipengaruhi lingkungan. Pada populasi galur mandul jantan yang digunakan, masih ditemukan adanya malai dengan gabah isi, tetapi secara keseluruhan tingkat sterilitas malainya masih tergolong tinggi (>95%).
Terdapat beberapa karakter yang dapat dijadikan penciri tambahan pada Hipa 6 dan Hipa 7 yang belum ada pada deskripsi varietas. Karakter tersebut adalah warna koleoptil, bentuk dan ukuran lidah daun, warna putik, warna dan ukuran lemma steril, warna dan ukuran bulu pada ujung gabah, karakter malai terhadap batang, perlaku cabang sekunder, warna lemma dan reaksi lemma terhadap pewarnaan phenol.
Informasi yang diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat berguna dalam verifikasi varietas dan pelaksanaan uji kemurnian benih di laboratorium yang cepat, akurat dan memiliki tingkat reprodusibilitas yang tinggi. Karakter morfologi tambahan yang didapatkan dalam penelitian ini dapat menjadi masukan bagi petugas pemeriksa untuk penilaian karakter tanaman di lapang.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
IDENTIFIKASI DAN EVALUASI KEMURNIAN GENETIK
BENIH PADI HIBRIDA MENGGUNAKAN MARKA
MIKROSATELIT
INDRIA WAHYU MULSANTI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Agronomi dan Hortikultura Mayor Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Identifikasi dan Evaluasi Kemurnian Genetik Benih Padi Hibrida Menggunakan Marka Mikrosatelit
Nama : Indria Wahyu Mulsanti NIM : A251090051
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Memen Surahman, M.Sc.Agr. Ir. Sri Wahyuni, M.Sc. Agr.
Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Mayor Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu dan Teknologi Benih
Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr.
PRAKATA
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang memberikan rahmat dan hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul Identifikasi dan Evaluasi Kemurnian Genetik Benih Padi Hibrida Menggunakan Marka Mikrosatelit. Penulisan tugas akhir ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains, Sekolah Pascasarjana IPB.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Dr. Memen Surahman MSc. Agr. dan Ir. Sri Wahyuni MSc. Agr. selaku komisi pembimbing yang dengan ikhlas memberikan masukan, arahan, bimbingan, dorongan dan motivasi dalam
penyusunan tugas akhir ini. Penulis sampaikan penghargaan kepada Dr. Dra. Tatiek Kartika Suharsi, MS. selaku penguji luar komisi pada ujian tesis.
Terimakasih kepada Badan Litbang Pertanian atas dukungan dana beasiswa program master yang diberikan pada penulis. Terimakasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Satoto atas pemberian materi penelitian. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr. Dwinita Wingkan Utami atas masukan dan bimbingan serta Dr. Joko Prasetiono atas bantuannya selama pelaksanaan penelitian di laboratorium biologi molekuler BB Biogen. Terimakasih penulis sampaikan pada Indrastuti Apri Rumanti atas masukan, bantuan, dukungan dan motivasi yang diberikan pada penulis selama pelaksanaan penelitian hingga penyusunan tugas akhir. Teman-teman teknisi Lilis, Ahmad , dan Kholil atas bantuannya selama penelitian di lapang. Teman-teman seperjuangan di ITB 2009, PBT 2009, PMP 2009 untuk persahabatannya.
Rasa hormat dan terimakasih penulis sampaikan kepada ayahanda Suwardjo (alm) dan Ibunda Sudari tercinta atas limpahan doa dan kasihsayang yang telah menguatkan penulis dalam melaksanakan penelitian dan penulisan tesis ini. Juga kepada seluruh kakak dan keponakan atas semangat dan doanya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan dapat memberikan sumbangan bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang pertanian.
Bogor, November 2011 Indria Wahyu Mulsanti