Karakter Vegetatif Dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi Toleran Aluminium

(1)

ABSTRAK

MALA SETIAWATI. Karakter Vegetatif dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi Toleran Aluminium. Dibimbing oleh MFTAHUDIN dan TATIK CHIKMAWATI.

Peningkatan produktivitas padi merupakan masalah penting di Indonesia. Kebutuhan padi semakin meningkat tiap tahunnya, namun lahan yang digunakan untuk produksi padi semakin berkurang karena beralih fungsi untuk pembangunan rumah maupun industri sehingga menyisakan lahan-lahan yang kering yang di dominasi tanah masam. Tanah kering yang berada di wilayah beriklim basah biasanya bersifat masam, memiliki kelarutan zat-zat yang beracun seperti aluminium (Al) dan mangan yang tinggi. Keracunan Al merupakan salah satu kendala untuk mendapatkan hasil yang tinggi. Walaupun telah mulai dikembangkan mutan padi toleran Al, namun belum diketahui karakter vegetatif dan reproduktifnya. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakter vegetatif dan reproduktif mutan padi toleran Al asal padi kultivar IR64. Berdasarkan hasil karakter root regrowth (RRG) didapatkan 4 tanaman mutan M2 dari 69 nomor mutan (2323 biji) yang berpotensi toleran Al dengan ciri-ciri akar utama dan lateral berkembang dengan baik setelah diberi cekaman Al 15 ppm selama 72 jam. Karakter vegetatif yang dipengaruhi Al, antara lain jumlah anakan dan tinggi tanaman. Karakter reproduktif yang dipengaruhi Al adalah umur berbunga, jumlah anakan produktif dan umur panen. Hasil penelitian menunjukkan jumlah anakan produktif berbanding terbalik terhadap panjang malai, semakin banyak anakan produktif maka panjang malai semakin pendek. Pada penapisan mutan M3 didapatkan 1 nomor mutan M3, 1-12-4-183 yang toleran Al.

Kata kunci : tanah masam, toleran Aluminium, padi mutan

ABSTRACT

MALA SETIAWATI. Vegetative and Reproductive Characters of Aluminum Tolerant Rice Mutant. Under supervision of MIFTAHUDIN and TATIK CHIKMAWATI.

Increasing rice productivity is important to stabilize food supply in Indonesia. The rice demand increased annually, but the rice fields decreased rapidly due to transformation of the rice fields into settlement and industry, leaving dry land that are dominated with acid soil for agriculure. Dry soils in wet climate is usually acid, and contains high solubility of toxic compounds such as aluminum (Al) and mangan. Al toxicity is one of problems of rice production in acid soils. Although Al tolerant rice mutant was being developed but its vegetative and reproductive characters have not been characterized. This research was aimed to study vegetative and reproductive characters of Al tolerant rice mutant developed from cultivar IR64 that was originally Al sensitive. Screeningof 69 mutant numbers (2323 seeds) based on root regrowth as a screening parameter resulted four rice mutants M2 that were potentially Al tolerant with good primary and secondary roots growth after being exposed to 15 ppm for 72 hours. Vegetative characters of rice that were affected by Al stress were the number of panicle and plant height. Reproductive characters of rice that were affected by Al stress were the number of productive tiller, the date of flowering, and harvesting. The research result showed that the number of productive tiller showed negative correlations with panicle length. The screening of the M3 mutants obtained one number of potentially Al tolerant mutant, 1-12-4-183.

(2)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Peningkatan produktivitas padi merupakan masalah penting di Indonesia. Kebutuhan padi semakin meningkat tiap tahunnya, namun lahan yang digunakan untuk produksi padi semakin berkurang karena beralih fungsi untuk pembangunan rumah maupun industri. Seringkali, pembangunan dilakukan di lahan yang subur, sehingga menyisakan lahan-lahan yang kering. Luas lahan kering masam yang ada di Indonesia mencapai 102,8 juta ha, hanya sekitar 56 juta ha yang cocok digunakan untuk lahan pertanian (Mulyani et al. 2009). Lahan kering yang berada di wilayah beriklim basah biasanya bersifat masam dan memiliki kelarutan aluminium (Al) dan mangan (Mn) yang tinggi serta kandungan hara N, P, K, Ca, Mg, dan Mo yang rendah (Baligar et al. 1989; Lubis & Suwarno 2008). Kelarutan Al yang tinggi merupakan salah satu kendala untuk mendapatkan hasil panen yang tinggi. Hasil yang tinggi dipengaruhi oleh kapasitas tanaman untuk menyerap air dan nutrisi yang sangat berhubungan dengan sistem perakaran yang dapat dihambat oleh Al (Sutardi 2005).

Aluminium memiliki pengaruh merugikan pada perkembangan akar, antara lain sistem perakaran tidak berkembang baik sehingga penyerapan nutrisi terhambat, tidak dapat bercabang dengan normal dan akar mudah patah (Anas & Yoshida 2000), mengurangi penyerapan kation terutama Ca2+, mengurangi jumlah penyerapan anion (SO42-, PO43-, Cl-), serta mengurangi fungsi sel pada jaringan meristematik akar (Alam et al. 1999). Selain itu, keracunan Al pada tanaman jagung menyebabkan penebalan dinding sel di akar (Váquez et al. 1999).

Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk memperoleh genotipe padi yang toleran terhadap Al, salah satunya melalui induksi mutasi dengan radiasi sinar Gamma (Purnamaningsih & Mariska 2008). Menurut Minn et al. (2008), tujuan utama perlakuan mutasi adalah menginduksi mutasi genetik yang berharap mengenai bagian yang diinginkan pada suatu tanaman. Radiasi sinar Gamma dapat mengakibatkan diferensiasi permanen genetik pada genom tanaman (Nasab et al. 2010). Mutasi sinar Gamma pada 300 Gy memiliki pengaruh yang rendah, khususnya pengaruh fisiologi sehingga aman digunakan untuk menghasilkan padi yang toleran Al (Minn et al. 2008). Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dalam upaya

mengembangkan galur padi toleran Al. Saat ini telah tersedia mutan generasi kedua (M2) yang toleran terhadap Al, hasil induksi mutasi pada padi kultivar IR64 (Rahayu 2009) akan tetapi karakter vegetatif dan reproduktif mutan tersebut belum diketahui.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakter vegetatif dan reproduktif dari mutan padi toleran Al asal padi kultivar IR64.

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2010 sampai Februari 2011 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Rumah Kaca, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah benih padi kultivar IR64, tanaman mutan generasi kedua (M2) dan ketiga (M3), larutan NaOCl 0,5%, akuades, larutan AlCl3.6H2O 15ppm, larutan hara minimum

(CaCl2.2H2O 0,4 mM, K2SO4 0,65 mM,

MgSO4.7H2O 0,25 mM, NH4Cl 0,01 mM,

NH4NO3 0,04 mM) (Miftahudin et al. 2002),

dan tanah Podzolik Merah Kuning (PMK) dari Gajrug, Banten.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pH-meter, pot tanam, wadah (tray), kotak plastik, penggaris, dan alat tulis. Kultur Hara dan Cekaman Al

Benih padi kultivar IR64 dan mutan IR64 generasi M2 direndam dalam larutan NaOCl 0,5% selama 15 menit, dicuci dengan akuades, dan direndam dalam akuades selama 24 jam pada suhu ruang. Kemudian, benih dikecambahkan selama 2-3 hari di ruang gelap dan suhu ruang. Kecambah yang tumbuh diadaptasikan pada wadah yang diletakkan di atas kotak plastik berisi larutan hara minimum (Miftahudin et al. 2002) pH 4 selama 24 jam. Larutan hara kemudian diberi cekaman Al dalam bentuk AlCl3.6H2O 15 ppm selama 72

(3)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tujuan

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Bahan dan Alat

(CaCl2.2H2O 0,4 mM, K2SO4 0,65 mM,

(4)

pencahayaan 300 photo proton flux density

(PPFD) selama 12 jam/hari. Penapisan Padi Mutan M2

Pengukuran RRG untuk penapisan dilakukan dengan cara menentukan selisih panjang akar utama saat akhir masa pemulihan dan akhir masa perlakuan cekaman Al. Jika diketahui nilai RRG akar lebih dari 2,5 cm maka digolongkan ke dalam tanaman toleran Al (Rahayu 2009). Tanaman yang toleran Al kemudian dipilih dan digunakan untuk percobaan selanjutnya.

Penanaman di Rumah Kaca

Kecambah tanaman mutan padi yang terpilih setelah berumur 20 hari langsung dipindahkan pada pot penanaman yang berisi tanah PMK di Rumah Kaca. Pemeliharaan tanaman dilakukan sesuai prosedur budidaya padi secara gogo meliputi penyiraman, penyiangan, pemupukan, dan pengendalian hama dan penyakit. Pupuk yang digunakan adalah pupuk NPK (15:15:15) dengan dosis 0,8 g per tanaman.

Analisis Karakter Vegetatif

Analisis karakter vegetatif meliputi pengamatan tinggi tanaman, jumlah ruas dan panjang ruas, serta jumlah anakan. Jumlah anakan dan tinggi tanaman di ukur setiap minggu sejak tanaman berumur 2 minggu setelah masa tanam sampai tingginya tidak bertambah lagi. Jumlah ruas dan panjang ruas batang diukur saat panen.

Analisis Karakter Reproduktif

Analisis karakter reproduktif meliputi umur berbunga, jumlah anakan produktif, panjang malai, panjang daun bendera, jumlah biji isi dan hampa per rumpun, bobot biji per rumpun, bobot 1000 biji, dan umur panen. Umur berbunga diamati saat malai pertama muncul dari tiap tanaman.

Penapisan Padi Mutan M3

Mutan M3 merupakan turunan dari mutan M2 yang akan ditapis lagi untuk mendapatkan mutan yang stabil toleran Al. Biji mutan M3 ditapis untuk mendapatkan mutan toleran Al yang stabil. Metode penapisan sesuai dengan metode penapisan pada M2.

HASIL

Penapisan Mutan M2

Hasil penapisan berdasarkan karakter RRG terhadap 2323 biji dari 69 nomor mutan

M2 hanya didapatkan empat (0,17%) tanaman mutan M2 yang berpotensi toleran Al, yaitu tanaman nomor 1-12-4, 11-20-8, 11-20-12, dan 47-32-4. Pada kondisi pemulihan setelah cekaman Al, akar padi mutan M2 toleran Al memiliki akar utama dan lateral yang berkembang dengan baik, sedangkan pada akar padi mutan M2 sensitif Al dan padi IR64 kontrol tidak terjadi pertumbuhan akar utama dan fungsinya digantikan oleh akar lateral dan rambut-rambut akar yang tumbuh dengan baik (Gambar 1).

a b c

Gambar 1 Perbandingan morfologi akar padi setelah pemulihan dari cekaman 15 ppm Al : a) IR64 kontrol, b) mutan M2 sensitif Al, dan c) mutan M2 toleran Al.

Karakter Vegetatif

(5)

2

Penanaman di Rumah Kaca

Penapisan Padi Mutan M3

HASIL

Penapisan Mutan M2

a b c

Karakter Vegetatif

(6)

Gambar 2 Tinggi tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Pemanjangan ruas batang. Ruas yang paling dekat dengan malai memiliki ukuran yang paling panjang, sedangkan ruas terjauh dari malai memiliki ukuran paling pendek. Gambar 3 menunjukkan pemanjangan ruas yang tidak berbeda antara IR64 kontrol dengan ketiga nomor padi mutan M2 toleran Al. Namun jika dibandingkan antar panjang ruas kesatu, mutan nomor 1-12-4 (13,39 cm) berbeda dari yang lainnya. Rata-rata jumlah ruas batang per tanaman berkisar antara 4-6 ruas. Mutan nomor 11-20-12 memiliki jumlah ruas paling sedikit (4 ruas) daripada IR64 kontrol (6 ruas) dan nomor mutan M2 toleran Al yang lainnya (5-6 ruas).

Gambar 3 Rata-rata panjang ruas padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Jumlah anakan. Pertambahan jumlah anakan terjadi mulai minggu ke-4 dan semua padi mengalami kenaikan jumlah anakan yang sama, yaitu 4 anakan. Pertambahan anakan naik secara perlahan pada padi IR64 kontrol. Pertambahan anakan naik secara perlahan pada mutan nomor 1-12-4, namun minggu ke-10 terjadi kenaikan yang tajam. Pertambahan anakan pada mutan nomor 11-20-8 sangat lambat, akan tetapi pada minggu ke-8 terjadi kenaikan yang tajam, kemudian stabil sampai minggu ke-11. Pertambahan anakan pada mutan nomor 11-20-12 meningkat tajam pada minggu ke-6 kemudian stabil sampai minggu ke-11. Pertambahan jumlah anakan pada mutan nomor 47-32-4 mengalami kenaikan yang sangat lambat. Pertambahan jumlah anakan lebih cepat mengalami fase stasioner pada mutan nomor 11-20-8 dan 11-20-12, yaitu minggu ke-8 dan minggu ke-6 daripada IR64 kontrol dan 2 nomor mutan lainnya yang mengalami fase stasioner pada minggu ke-10 (Gambar 4). Jumlah anakan pada IR64 kontrol, 11-20-8, dan 11-20-12, adalah 7 anakan, sedangkan mutan nomor 1-12-4 adalah 9 anakan dan mutan nomor 47-32-4 memiliki 6 anakan.

Gambar 4 Jumlah anakan padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Karakter Reproduktif

Umur berbunga. Pada umumnya, umur berbunga antara IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al tidak berbeda jauh. Pembungaan pada padi mutan M2 toleran Al terjadi pada umur 62-64 hari setelah tanam (hst) dan padi kontrol IR64 berbunga pada hari ke- 63 hst (Tabel 1). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 2 4 6 8 10 12

T in g g i ta n a m a n ( c m ) Minggu ke-0 5 10 15 20 25

0 2 4 6 8

R a ta -r a ta p a n ja n g r u a s ( c m ) Ruas ke-0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 2 4 6 8 10 12

(7)

ke-4

Tabel 1 Umur berbunga dan umur panen pada padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Nomor Umur berbunga (hst) Umur panen (hst)

Kontrol 63 120-143

1-12-4 62 132-163

11-20-8 62 110-117

11-20-12 62 107-117

47-32-4 64 116

Jumlah anakan produktif. Pada umumnya, jumlah anakan produktif antara IR64 kontrol dan padi mutan toleran Al tidak berbeda berkisar antara 6-8 anakan. Namun, mutan nomor 1-12-4 (9 anakan) memiliki jumlah anakan produktif yang paling tinggi dibandingkan IR64 kontrol (7 anakan), sedangkan padi mutan nomor 47-32-4 (6 anakan) memiliki jumlah anakan produktif terendah (Gambar 5).

Gambar 5 Jumlah anakan produktif padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Panjang malai. Rata-rata panjang malai padi IR64 kontrol dengan padi mutan M2 toleran Al tidak berbeda jauh berkisar 20,08 cm – 20,70 cm. Namun, padi mutan nomor 1-12-4 memiliki rata-rata panjang malai (16,53 cm) lebih pendek dari padi IR64 kontrol (20,08 cm) (Gambar 6).

Umur panen. Umur panen pada ketiga nomor mutan M2 toleran Al lebih cepat dibandingkan dengan IR64 kontrol (120-143 hst) (Tabel 1), kecuali padi mutan nomor 1-12-4 memiliki umur panen yang lebih panjang, yaitu 132-163 hari.

Gambar 6 Rata-rata panjang malai padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al

Panjang daun bendera. Rata-rata panjang daun bendera antara IR64 kontrol dan padi mutan M2 tidak berbeda jauh, berkisar 20,71 cm – 25,18 cm. Mutan nomor 1-12-4 memiliki panjang daun bendera paling pendek (20,71 cm), sedangkan mutan nomor 47-32-4 memiliki panjang daun bendera paling panjang (25,18 cm) dibandingkan IR64 kontrol (23,22 cm) (Gambar 7).

Gambar 7 Panjang daun bendera padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al

Jumlah biji. Total biji per rumpun tiap nomor padi mutan dan IR64 kontrol bervariasi (Tabel 2). Total biji per rumpun terbanyak dimiliki oleh mutan nomor 1-12-4 (954 biji), sedangkan yang terendah (323 biji) dimiliki oleh mutan nomor 47-32-4. Persentase biji isi per rumpun yang rendah menunjukkan jumlah biji hampa yang tinggi per rumpunnya (Tabel 2). Padi mutan nomor 1-12-4 memiliki jumlah biji isi 62% dari total biji per rumpun. Padi mutan nomor 11-20-8 memiliki persentase biji isi per rumpun tertinggi (82%) dibandingkan padi IR64 kontrol (80%) dan nomor mutan

7 23 7 8 6 0 5 10 15 20 25

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

J u m la h a n a k a n p r o d u k ti f Mutan Nomor 20.08 16.53

20.16 20.70 20.26

0 5 10 15 20 25

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

R a ta -r a ta pa nj a ng m a la i ( c m ) Mutan Nomor 23.22 20.71 23.23 24.26 25.18 0 5 10 15 20 25 30

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

(8)

lainnya. Padi mutan nomor 47-32-4 memiliki persentase biji isi per rumpun terendah, yaitu hanya 40%.

Tabel 2 Karakter reproduktif pada tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al

Nomor TB BIR (%)

BBIR (g)

BSB (g) Kontrol 371 80 6.05 20.35 1-12-4 954 62 11.60 19.76 11-20-8 427 82 7.50 21.31 11-20-12 676 66 7.60 17.00 47-32-4 323 40 2.50 18.94

Ket. (TB = total biji per rumpun, BIR = biji isi per rumpun, BBIR = bobot biji isi per rumpun, BSB = bobot 1000 biji)

Bobot biji padi. Bobot biji isi per rumpun tiap padi mutan cukup bervariasi. Pada mutan nomor 1-12-4 memiliki bobot biji isi tertinggi (11,60 g), dan mutan nomor 47-32-4 memiliki bobot isi per rumpun terendah (2,50 g). Padi mutan nomor 20-8 dan 11-20-12 memiliki bobot biji isi yang tidak jauh berbeda satu sama lain (Tabel 2). Bobot 1000 biji antara IR64 kontrol dan padi mutan tidak terlalu berbeda berkisar 17,00 g – 21,31 g (Tabel 2). Padi mutan nomor 11-20-12 (17,00 g) memiliki bobot 1000 biji yang paling rendah, sedangkan mutan nomor 11-20-8 (21,31 g) memiliki bobot 1000 biji tertinggi. Penapisan mutan M3

Hasil penapisan berdasarkan karakter RRG terhadap 574 biji dari empat nomor mutan M3 didapatkan 1 nomor mutan M3 toleran Al, yaitu 1-12-4-183 dengan nilai RRG 2,6 cm. Mutan ini merupakan turunan dari mutan M2 nomor 1-12-4.

PEMBAHASAN

Padi IR64 merupakan kategori padi unggul nasional yang biasa ditanam di sawah irigasi dataran rendah (BPPT 2008) dan tergolong padi yang sensitif Al (Roslim et al.

2010). Perlakuan mutasi sinar Gamma 300 Gy terhadapa padi IR64 berpotensi menghasilkan toleran Al berdasarkan karakter RRG pada generasi kesatu dan kedua (Rahayu 2009). Mutasi radiasi sinar Gamma dapat mempengaruhi pertumbuhan tajuk dan panjang akar pada saat perkecambahan, fertilitas malai, dan jumlah produksi gabah

(Ashraf et al. 2003). Hasil penapisan berdasarkan karakter RRG terhadap 69 nomor (2323 biji) didapatkan 4 nomor mutan M2 berpotensi toleran Al, yaitu 1-12-4, 11-20-8, 11-20-12, dan 47-32-4. Penapisan kedua pada 4 nomor mutan M2 (547 biji) didapatkan 1 nomor mutan yang berpotensi toleran Al, yaitu 1-12-4-183 dengan persentase mutan sangat rendah 0,17%. Hal ini mungkin dikarenakan mutagen yang digunakan belum mengenai sasaran yang diinginkan. Generasi ketiga belum stabil karena masih terjadi segregasi gen-gen sehingga menghasilkan keturunan yang heterogen. Biasanya ekspresi gen akibat mutasi muncul setelah generasi M3, M4, M5, dan seterusnya (Soedjono 2003).

Tanah masam PMK mempengaruhi karakter vegetatif antara lain tinggi tanaman dan jumlah anakan, namun tidak mempengaruhi pemanjangan ruas batang. Konsentrasi Al yang tinggi dalam tanah mempercepat tinggi tanaman mengalami fase stasioner, khususnya pada mutan nomor 11-20-12 (minggu ke-8) dan memperlambat tinggi tanaman IR64 kontrol serta padi mutan lainnya mencapai fase stasioner di minggu ke-10 (Gambar 2). Pada tanah netral, tinggi tanaman mencapai fase stasioner pada minggu ke-9 (Rahayu 2009). Hal ini disebabkan pada tanah netral tidak mengandung Al yang tinggi serta komposisi unsur haranya seimbang.

Pertambahan jumlah anakan lambat pada padi IR64 kontrol dan padi mutan. Jumlah anakan yang dihasilkan pada minggu ke-11 rendah karena dipengaruhi kandungan Al dalam tanah masam PMK.

Walaupun kandungan Al dalam tanah masam PMK tinggi namun tidak mempengaruhi panjang dan jumlah ruas padi. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Hoshikawa (1989) bahwa batang padi tersusun dari 3-5 ruas (Gambar 3). Ruas tertinggi berada di dekat malai memiliki sifat yang tipis dan fleksibel yang disebut ruas pedunkular (ruas leher) (Hoshikawa 1989).

Karakter reproduktif yang dipengaruhi kandungan Al dalam tanah masam PMK, yaitu umur berbunga, jumlah anakan produktif, dan jumlah total biji. Pengaruh cekaman Al membuat umur berbunga padi mutan M2 toleran Al dan IR64 kontrol menjadi lebih panjang (62-64 hst). Pada tanah netral, umur berbunga terjadi pada 49 hst (Rahayu 2009).

(9)

6

nomor 1-12-4. Pada padi nomor ini terjadi peningkatan jumlah anakan produktif dibandingkan padi nomor lainnya. Hal ini diduga disebabkan perubahan genetik pada bagian genom tertentu yang mampu mempengaruhi pembentukan atau pertumbuhan anakan (Gambar 5). Menurut Wirnas et al. (2002), padi gogo yang mendapat cekaman Al mengalami pengurangan jumlah anakan produktif dan jumlah anakan total.

Persentase biji isi yang rendah disebabkan saat panen masih terdapat anakan produktif yang masih muda atau tidak mengalami pengisian biji. Bobot 1000 biji umumnya tidak jauh berbeda (Tabel 2). Hal ini disebabkan saat masa pengisian biji, tanaman diserang hama dan penyakit sehingga pengisian biji tidak maksimal.

Karakter reproduktif yang tidak dipengaruhi oleh Al adalah panjang malai, panjang daun bendera, dan umur panen. Malai merupakan bagian teratas dari batas paling atas pada ruas pedunkular padi (Hoshikawa 1989). Rata-rata panjang malai tidak dipengaruhi oleh Al. Berbeda dengan hasil penelitian Wirnas et al. (2002) bahwa cekaman Al menyebabkan berkurangnya panjang malai. Panjang malai padi nomor 1-12-4 paling rendah daripada IR64 kontrol dan nomor mutan padi lainnya. Hasil penelitian menunjukkan jumlah anakan produktif berkorelasi negatif terhadap panjang malai, semakin banyak anakan produktif maka panjang malai semakin berkurang dan produksi gabah menurun. Hasil ini sejalan dengan pendapat Khairullah et al. (2003) dan Rahayu (2009) yang menyatakan bahwa semakin panjang malai maka jumlah gabah per malai akan semakin banyak.

Umur panen pada tanaman IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al berkisar 107-117 hari, tidak berbeda jauh dengan umur panen pada padi sawah, yaitu 115 hari (BPPT 2008), kecuali mutan nomor 1-12-4 (132-163 hari). Hal ini diduga karena jumlah anakan produktif yang dihasilkan oleh padi mutan nomor ini banyak sehingga perlu waktu yang lama untuk membuat semua anakan berisi, walau pada akhirnya masih terdapat anakan yang menghasilkan biji hampa.

Selain memiliki anakan produktif yang banyak dan produksi gabah yang tinggi, mutan M2 nomor 1-12-4 juga memiliki generasi M3 yang stabil toleran Al dengan nomor mutan 1-12-4-183. Mutan ini memiliki masa berbunga yang lebih pendek (54 hst) daripada mutan sebelumnya. Roslim et al.

(2010) menyatakan bahwa gejala sekunder dari keracunan Al tampak nyata pada varietas IR64, yaitu kerusakan daun yang dimulai dari menguning ujung daun, selanjutnya berubah menjadi kecoklatan, layu, dan mati, namun pada mutan toleran nomor 1-12-4-183 gejala sekunder ini tidak begitu terlihat bila dibandingkan dengan mutan M3 sensitif Al, yaitu warna kecoklatan hanya ada di sebagian kecil ujung daun dan pada helaiannya terdapat bercak kekuningan (Gambar 8).

a

b

Gambar 8 Gejala sekunder padi tercekam Al: a) mutan M3 sensitif Al, dan b) mutan M3 toleran Al

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Penapisan padi mutan generasi M2 diperoleh 4 nomor padi yang berpotensi toleran Al, yaitu 1-12-4, 11-20-8, 11-20-12, dan 47-32-4. Padi mutan M2 toleran Al yang ditemukan belum stabil secara genetik. Secara umum, tidak terdapat perbedaan antara tanaman kontrol dan mutan baik dari karakter vegetatif dan reproduktif. Penapisan generasi M3 hanya didapatkan 1 nomor padi yang stabil toleran Al, yaitu 1-12-4-183.

Saran

Perlu dilakukan serangkaian uji lanjut seperti uji kandungan asam organik, dan peroksidasi lipid terhadap mutan nomor 1-12-4-183, selain uji RRG untuk lebih memastikan bahwa padi tersebut benar-benar toleran Al.

DAFTAR PUSTAKA

(10)

a

b

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Saran

DAFTAR PUSTAKA

(11)

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN

PADI TOLERAN ALUMINIUM

MALA SETIAWATI

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(12)

Stress. Ed ke-2. New York: Marcel Dekker Inc.

Anas, Yoshida T. 2000. Screening of Al-tolerant sorghum by hematoxylin staining and growth response. Plant Prod Sci

3:246-253.

Ashraf M, Cheema AA, Rashid A, UlQamar Z. 2003. Effect of Gamma rays on M1 generation in Basmati rice. Pak J Bot

35(5):791-795.

[BBPTP] Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2008. Deskripsi padi kultivar IR64. [terhubung berkala] http://lampung. litbang. deptan. go. id/ ind/ images/

stories/…/deskripsipadi.pdf (4 Oktober

2010)

Baligar VC et al. 1989. Aluminum effects on growth, grain yield and nutrient use effeciency ratios in sorghum genotypes.

Plant Soil 16:257-264.

Hoshikawa K. 1989. The Growing Rice Plant:

An Anatomical Monograph.

Tokyo:Nobunkyo.

Khairullah I, Subowo S, Sulaiman S. 2003. Evaluasi daya hasil galur-galur padi di lahan pasang surut sulfat masam. J Agri 8 (2):7-14.

Lubis E, Suwarno. 2008. Seleksi galur padi gogo toleran keracunan alumunium. Di dalam: Inovasi Teknologi Tanaman

Pangan. Prosiding Simposium V

Tanaman Pangan; Bogor 28-29 Agu

2007. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. hlm 428-433.

Miftahudin, Scholes GJ, Gustafson JP. 2002. AFLP markers tightly linked to the alumunium-tolerance gene Alt3 in rye (Secale cereal L.). Theor Appl Genet 104: 626-631.

Minn M, Khai AA, Lwin KM. 2008. Study on the effect of gamma radiation on rice Sin Thwe Latt (IR53936). Di dalam:

GMSARN International Conference on Sustainable Development: Issues and Prospects for the GMS; Myanmar 12-14 Nov 2008. hlm 1-5.

Mulyani A, Rachman A, Dairah A. 2009. Penyebaran lahan masam, potensi dan ketersediaannya untuk perkembangan

pertanian. Di dalam: Fosfat Alam: Pemanfaatan Pupuk Fosfat Alam Sebagai Sumber Pupuk P. Bogor : pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat. hlm 23-45

Nasab SS, Sirchi GRS, Sirchi MHT. 2010. Assessment of dissimilar gamma irradiations on barley (Hordeum vulgare

spp.). J Plant Breed Crop Sci 2(4): 59-63. Purnamaningsih R, Mariska I. 2008. Pengujian nomor-nomor harapan padi tahan Al dan pH rendah hasil seleksi in vitro dengan kultur hara. J Agro Biogen

4: 18-23.

Rahayu SY. 2009. Induksi mutasi dengan radiasi sinar Gamma pada padi (Oryza sativa L.) sensitive dan toleran Al. [Tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Sekolah Pascasarjana.

Roslim DI, Miftahudin, Suharsono U, Aswidinnoor H, Hartana A. 2010. Karakter root re-growth sebagai parameter toleransi aluminium pada tanaman padi. J Natur Indonesia

13(1):82-88.

Soedjono S. 2003. Aplikasi mutasi dalam pemuliaan. J Litbang Pertanian 22(2):70-7.

Sutardi. 2005. Kombinasi takaran pupuk organik dan anorganik terhadap sistem perakaran, pertumbuhan dan hasil tanaman padi organik. Di dalam :

Prosiding Seminar Nasional Inovasi Teknologi Sumber Daya Tanah dan Iklim; Bogor 14-15 Sept 2004. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat.

Vázquez MD, Poschenrieder C, Corrales I, Barcelo J. 1999. Change in apoplastic aluminum during the initial growth response to aluminum by roots of a tolerant maize variety. Plant Physiol

119:435–444.

Wirnas D, Makmur A, Sopandie D, Aswidinnoor H. 2002. Evaluasi ketenggangan galur padi gogo terhadap cekaman aluminium dan efisiensi penggunaan hara kalium. Bul Agron

(13)

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN

MALA SETIAWATI

DEPARTEMEN BIOLOGI

(14)

ABSTRAK

MALA SETIAWATI. Karakter Vegetatif dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi Toleran Aluminium. Dibimbing oleh MFTAHUDIN dan TATIK CHIKMAWATI.

Peningkatan produktivitas padi merupakan masalah penting di Indonesia. Kebutuhan padi semakin meningkat tiap tahunnya, namun lahan yang digunakan untuk produksi padi semakin berkurang karena beralih fungsi untuk pembangunan rumah maupun industri sehingga menyisakan lahan-lahan yang kering yang di dominasi tanah masam. Tanah kering yang berada di wilayah beriklim basah biasanya bersifat masam, memiliki kelarutan zat-zat yang beracun seperti aluminium (Al) dan mangan yang tinggi. Keracunan Al merupakan salah satu kendala untuk mendapatkan hasil yang tinggi. Walaupun telah mulai dikembangkan mutan padi toleran Al, namun belum diketahui karakter vegetatif dan reproduktifnya. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakter vegetatif dan reproduktif mutan padi toleran Al asal padi kultivar IR64. Berdasarkan hasil karakter root regrowth (RRG) didapatkan 4 tanaman mutan M2 dari 69 nomor mutan (2323 biji) yang berpotensi toleran Al dengan ciri-ciri akar utama dan lateral berkembang dengan baik setelah diberi cekaman Al 15 ppm selama 72 jam. Karakter vegetatif yang dipengaruhi Al, antara lain jumlah anakan dan tinggi tanaman. Karakter reproduktif yang dipengaruhi Al adalah umur berbunga, jumlah anakan produktif dan umur panen. Hasil penelitian menunjukkan jumlah anakan produktif berbanding terbalik terhadap panjang malai, semakin banyak anakan produktif maka panjang malai semakin pendek. Pada penapisan mutan M3 didapatkan 1 nomor mutan M3, 1-12-4-183 yang toleran Al.

Kata kunci : tanah masam, toleran Aluminium, padi mutan

ABSTRACT

MALA SETIAWATI. Vegetative and Reproductive Characters of Aluminum Tolerant Rice Mutant. Under supervision of MIFTAHUDIN and TATIK CHIKMAWATI.

Increasing rice productivity is important to stabilize food supply in Indonesia. The rice demand increased annually, but the rice fields decreased rapidly due to transformation of the rice fields into settlement and industry, leaving dry land that are dominated with acid soil for agriculure. Dry soils in wet climate is usually acid, and contains high solubility of toxic compounds such as aluminum (Al) and mangan. Al toxicity is one of problems of rice production in acid soils. Although Al tolerant rice mutant was being developed but its vegetative and reproductive characters have not been characterized. This research was aimed to study vegetative and reproductive characters of Al tolerant rice mutant developed from cultivar IR64 that was originally Al sensitive. Screeningof 69 mutant numbers (2323 seeds) based on root regrowth as a screening parameter resulted four rice mutants M2 that were potentially Al tolerant with good primary and secondary roots growth after being exposed to 15 ppm for 72 hours. Vegetative characters of rice that were affected by Al stress were the number of panicle and plant height. Reproductive characters of rice that were affected by Al stress were the number of productive tiller, the date of flowering, and harvesting. The research result showed that the number of productive tiller showed negative correlations with panicle length. The screening of the M3 mutants obtained one number of potentially Al tolerant mutant, 1-12-4-183.

(15)

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN

MALA SETIAWATI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Biologi

DEPARTEMEN BIOLOGI

(16)

Judul penelitian : Karakter Vegetatif dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi

Toleran Aluminium

Nama

: Mala Setiawati

NRP

: G34063441

Disetujui,

Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. Dr. Ir. Tatik Chikmawati, M.Si.

NIP. 19620419 198903 1 001

NIP. 19640306 199002 2 001

Diketahui,

Kepala Departemen Biologi

Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si.

NIP.19641002 198903 1 002

(17)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2010 hingga Februari 2011 ini berjudul Karakter Vegetatif dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi Toleran Aluminium.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. dan Dr. Ir. Tatik Chikmawati, M.Si. yang telah meluangkan waktu serta pikiran dalam membimbing dan mengarahkan penulis hingga karya ilmiah selesai, kepada Dra. Sri Listiyowati, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan perbaikan untuk kesempurnaan karya ilmiah ini, serta seluruh staf Biologi khususnya staf Fisiologi Tumbuhan yang telah memberikan bantuan fasilitas dalam pelaksanaan penelitian.

Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk Bapak, Ibu, Mama, Umi, Pak Ai, Mas Heri, Ari, dan Putra atas segala do’a, pengertian serta kasih sayang yang tercurah untuk penulis. Tak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada Bu Dewi, Kak Pam, Kak Andik, Risa, Bu Turati, Pak Dedi, Mas Wawan, Nunuz, Dara, Allia, Yan, Upik, Mba Evi, Bu Heni, Bu Rini, Mang Kus, Dana, Dimas, Iqbal, Kak Riana, Mba Tyo, Ephoy, dan Mas Bashri atas segala bantuannya selama penelitian serta kepada keluarga besar OWA dan Biologi atas dukungan dan semangat yang telah diberikan.

Penulis menyadari skripsi ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, Juni 2011

(18)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 8 September 1987 dari ayah H. M. Sidik dan ibu Hj. Hintri Winarsih (Almh). Penulis merupakan putrid kedua dari empat bersaudara.

Tahun 2006 penulis lulus dari SMA Negeri 4 Bekasi dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih program studi Biologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

(19)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ...viii

DAFTAR GAMBAR ...viii

PENDAHULUAN... 1

Latar Belakang ... 1

Tujuan ... 1

BAHAN DAN METODE ... 1

Waktu dan Tempat ... 1

Bahan dan Alat ... 1

Kultur Hara dan Cekaman Al ... 1

Penapisan Padi Mutan M2 ... 2

Penanaman di Rumah Kaca ... 2

Analisis Karakter Vegetatif... 2

Analisis Karakter Reproduktif ... 2

Penapisan Padi Mutan M3 ... 2

HASIL ... 2

Penapisan Mutan M2 ... 2

Karakter Vegetatif... 2

Karakter Reproduktif ... 3

Penapisan mutan M3 ... 5

PEMBAHASAN ... 5

SIMPULAN DAN SARAN ... 6

Simpulan ... 6

Saran ... 6

(20)

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Umur berbunga dan umur panen pada padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al ... 4

2 Karakter reproduktif pada tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al ... 5

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1 Perbandingan morfologi akar padi setelah pemulihan dari cekaman 15 ppm Al : a) IR64 kontrol, b) mutan M2 sensitif Al, dan c) mutan M2 toleran Al. ... 2

2 Tinggi tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu ... 3

3 Rata-rata panjang ruas padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al ... 3

4 Jumlah anakan padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu ... 3

5 Jumlah anakan produktif padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al ... 4

6 Rata-rata panjang malai padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al ... 4

7 Panjang daun bendera padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al ... 4

(21)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tujuan

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Bahan dan Alat

(CaCl2.2H2O 0,4 mM, K2SO4 0,65 mM,

(22)

Penanaman di Rumah Kaca

Penapisan Padi Mutan M3

HASIL

Penapisan Mutan M2

a b c

Karakter Vegetatif

(23)

3

Gambar 2 Tinggi tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Pemanjangan ruas batang. Ruas yang paling dekat dengan malai memiliki ukuran yang paling panjang, sedangkan ruas terjauh dari malai memiliki ukuran paling pendek. Gambar 3 menunjukkan pemanjangan ruas yang tidak berbeda antara IR64 kontrol dengan ketiga nomor padi mutan M2 toleran Al. Namun jika dibandingkan antar panjang ruas kesatu, mutan nomor 1-12-4 (13,39 cm) berbeda dari yang lainnya. Rata-rata jumlah ruas batang per tanaman berkisar antara 4-6 ruas. Mutan nomor 11-20-12 memiliki jumlah ruas paling sedikit (4 ruas) daripada IR64 kontrol (6 ruas) dan nomor mutan M2 toleran Al yang lainnya (5-6 ruas).

Gambar 3 Rata-rata panjang ruas padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Jumlah anakan. Pertambahan jumlah anakan terjadi mulai minggu ke-4 dan semua padi mengalami kenaikan jumlah anakan yang sama, yaitu 4 anakan. Pertambahan anakan naik secara perlahan pada padi IR64 kontrol. Pertambahan anakan naik secara perlahan pada mutan nomor 1-12-4, namun minggu ke-10 terjadi kenaikan yang tajam. Pertambahan anakan pada mutan nomor 11-20-8 sangat lambat, akan tetapi pada minggu ke-8 terjadi kenaikan yang tajam, kemudian stabil sampai minggu ke-11. Pertambahan anakan pada mutan nomor 11-20-12 meningkat tajam pada minggu ke-6 kemudian stabil sampai minggu ke-11. Pertambahan jumlah anakan pada mutan nomor 47-32-4 mengalami kenaikan yang sangat lambat. Pertambahan jumlah anakan lebih cepat mengalami fase stasioner pada mutan nomor 11-20-8 dan 11-20-12, yaitu minggu ke-8 dan minggu ke-6 daripada IR64 kontrol dan 2 nomor mutan lainnya yang mengalami fase stasioner pada minggu ke-10 (Gambar 4). Jumlah anakan pada IR64 kontrol, 11-20-8, dan 11-20-12, adalah 7 anakan, sedangkan mutan nomor 1-12-4 adalah 9 anakan dan mutan nomor 47-32-4 memiliki 6 anakan.

Gambar 4 Jumlah anakan padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al selama 11 minggu Kontrol; 1-12-4; 11-20-8; 11-20-12; 47-32-4

Karakter Reproduktif

Umur berbunga. Pada umumnya, umur berbunga antara IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al tidak berbeda jauh. Pembungaan pada padi mutan M2 toleran Al terjadi pada umur 62-64 hari setelah tanam (hst) dan padi kontrol IR64 berbunga pada hari ke- 63 hst (Tabel 1). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 2 4 6 8 10 12

T in g g i ta n a m a n ( c m ) Minggu ke-0 5 10 15 20 25

0 2 4 6 8

R a ta -r a ta p a n ja n g r u a s ( c m ) Ruas ke-0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 2 4 6 8 10 12

(24)

ke-Tabel 1 Umur berbunga dan umur panen pada padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Nomor Umur berbunga (hst) Umur panen (hst)

Kontrol 63 120-143

1-12-4 62 132-163

11-20-8 62 110-117

11-20-12 62 107-117

47-32-4 64 116

Jumlah anakan produktif. Pada umumnya, jumlah anakan produktif antara IR64 kontrol dan padi mutan toleran Al tidak berbeda berkisar antara 6-8 anakan. Namun, mutan nomor 1-12-4 (9 anakan) memiliki jumlah anakan produktif yang paling tinggi dibandingkan IR64 kontrol (7 anakan), sedangkan padi mutan nomor 47-32-4 (6 anakan) memiliki jumlah anakan produktif terendah (Gambar 5).

Gambar 5 Jumlah anakan produktif padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al Panjang malai. Rata-rata panjang malai padi IR64 kontrol dengan padi mutan M2 toleran Al tidak berbeda jauh berkisar 20,08 cm – 20,70 cm. Namun, padi mutan nomor 1-12-4 memiliki rata-rata panjang malai (16,53 cm) lebih pendek dari padi IR64 kontrol (20,08 cm) (Gambar 6).

Umur panen. Umur panen pada ketiga nomor mutan M2 toleran Al lebih cepat dibandingkan dengan IR64 kontrol (120-143 hst) (Tabel 1), kecuali padi mutan nomor 1-12-4 memiliki umur panen yang lebih panjang, yaitu 132-163 hari.

Gambar 6 Rata-rata panjang malai padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al

Panjang daun bendera. Rata-rata panjang daun bendera antara IR64 kontrol dan padi mutan M2 tidak berbeda jauh, berkisar 20,71 cm – 25,18 cm. Mutan nomor 1-12-4 memiliki panjang daun bendera paling pendek (20,71 cm), sedangkan mutan nomor 47-32-4 memiliki panjang daun bendera paling panjang (25,18 cm) dibandingkan IR64 kontrol (23,22 cm) (Gambar 7).

Gambar 7 Panjang daun bendera padi IR64 kontrol dan padi mutan M2 toleran Al

Jumlah biji. Total biji per rumpun tiap nomor padi mutan dan IR64 kontrol bervariasi (Tabel 2). Total biji per rumpun terbanyak dimiliki oleh mutan nomor 1-12-4 (954 biji), sedangkan yang terendah (323 biji) dimiliki oleh mutan nomor 47-32-4. Persentase biji isi per rumpun yang rendah menunjukkan jumlah biji hampa yang tinggi per rumpunnya (Tabel 2). Padi mutan nomor 1-12-4 memiliki jumlah biji isi 62% dari total biji per rumpun. Padi mutan nomor 11-20-8 memiliki persentase biji isi per rumpun tertinggi (82%) dibandingkan padi IR64 kontrol (80%) dan nomor mutan

7 23 7 8 6 0 5 10 15 20 25

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

J u m la h a n a k a n p r o d u k ti f Mutan Nomor 20.08 16.53

20.16 20.70 20.26

0 5 10 15 20 25

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

R a ta -r a ta pa nj a ng m a la i ( c m ) Mutan Nomor 23.22 20.71 23.23 24.26 25.18 0 5 10 15 20 25 30

Kontrol 1-12-4 11-20-8 11-20-12 47-32-4

(25)

5

lainnya. Padi mutan nomor 47-32-4 memiliki persentase biji isi per rumpun terendah, yaitu hanya 40%.

Tabel 2 Karakter reproduktif pada tanaman padi IR64 kontrol dan mutan M2 toleran Al

Nomor TB BIR (%)

BBIR (g)

BSB (g) Kontrol 371 80 6.05 20.35 1-12-4 954 62 11.60 19.76 11-20-8 427 82 7.50 21.31 11-20-12 676 66 7.60 17.00 47-32-4 323 40 2.50 18.94

Ket. (TB = total biji per rumpun, BIR = biji isi per rumpun, BBIR = bobot biji isi per rumpun, BSB = bobot 1000 biji)

Bobot biji padi. Bobot biji isi per rumpun tiap padi mutan cukup bervariasi. Pada mutan nomor 1-12-4 memiliki bobot biji isi tertinggi (11,60 g), dan mutan nomor 47-32-4 memiliki bobot isi per rumpun terendah (2,50 g). Padi mutan nomor 20-8 dan 11-20-12 memiliki bobot biji isi yang tidak jauh berbeda satu sama lain (Tabel 2). Bobot 1000 biji antara IR64 kontrol dan padi mutan tidak terlalu berbeda berkisar 17,00 g – 21,31 g (Tabel 2). Padi mutan nomor 11-20-12 (17,00 g) memiliki bobot 1000 biji yang paling rendah, sedangkan mutan nomor 11-20-8 (21,31 g) memiliki bobot 1000 biji tertinggi. Penapisan mutan M3

Hasil penapisan berdasarkan karakter RRG terhadap 574 biji dari empat nomor mutan M3 didapatkan 1 nomor mutan M3 toleran Al, yaitu 1-12-4-183 dengan nilai RRG 2,6 cm. Mutan ini merupakan turunan dari mutan M2 nomor 1-12-4.

PEMBAHASAN

Padi IR64 merupakan kategori padi unggul nasional yang biasa ditanam di sawah irigasi dataran rendah (BPPT 2008) dan tergolong padi yang sensitif Al (Roslim et al.

2010). Perlakuan mutasi sinar Gamma 300 Gy terhadapa padi IR64 berpotensi menghasilkan toleran Al berdasarkan karakter RRG pada generasi kesatu dan kedua (Rahayu 2009). Mutasi radiasi sinar Gamma dapat mempengaruhi pertumbuhan tajuk dan panjang akar pada saat perkecambahan, fertilitas malai, dan jumlah produksi gabah

(Ashraf et al. 2003). Hasil penapisan berdasarkan karakter RRG terhadap 69 nomor (2323 biji) didapatkan 4 nomor mutan M2 berpotensi toleran Al, yaitu 1-12-4, 11-20-8, 11-20-12, dan 47-32-4. Penapisan kedua pada 4 nomor mutan M2 (547 biji) didapatkan 1 nomor mutan yang berpotensi toleran Al, yaitu 1-12-4-183 dengan persentase mutan sangat rendah 0,17%. Hal ini mungkin dikarenakan mutagen yang digunakan belum mengenai sasaran yang diinginkan. Generasi ketiga belum stabil karena masih terjadi segregasi gen-gen sehingga menghasilkan keturunan yang heterogen. Biasanya ekspresi gen akibat mutasi muncul setelah generasi M3, M4, M5, dan seterusnya (Soedjono 2003).

Tanah masam PMK mempengaruhi karakter vegetatif antara lain tinggi tanaman dan jumlah anakan, namun tidak mempengaruhi pemanjangan ruas batang. Konsentrasi Al yang tinggi dalam tanah mempercepat tinggi tanaman mengalami fase stasioner, khususnya pada mutan nomor 11-20-12 (minggu ke-8) dan memperlambat tinggi tanaman IR64 kontrol serta padi mutan lainnya mencapai fase stasioner di minggu ke-10 (Gambar 2). Pada tanah netral, tinggi tanaman mencapai fase stasioner pada minggu ke-9 (Rahayu 2009). Hal ini disebabkan pada tanah netral tidak mengandung Al yang tinggi serta komposisi unsur haranya seimbang.

Pertambahan jumlah anakan lambat pada padi IR64 kontrol dan padi mutan. Jumlah anakan yang dihasilkan pada minggu ke-11 rendah karena dipengaruhi kandungan Al dalam tanah masam PMK.

Walaupun kandungan Al dalam tanah masam PMK tinggi namun tidak mempengaruhi panjang dan jumlah ruas padi. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Hoshikawa (1989) bahwa batang padi tersusun dari 3-5 ruas (Gambar 3). Ruas tertinggi berada di dekat malai memiliki sifat yang tipis dan fleksibel yang disebut ruas pedunkular (ruas leher) (Hoshikawa 1989).

Karakter reproduktif yang dipengaruhi kandungan Al dalam tanah masam PMK, yaitu umur berbunga, jumlah anakan produktif, dan jumlah total biji. Pengaruh cekaman Al membuat umur berbunga padi mutan M2 toleran Al dan IR64 kontrol menjadi lebih panjang (62-64 hst). Pada tanah netral, umur berbunga terjadi pada 49 hst (Rahayu 2009).

(26)

a

b

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Saran

DAFTAR PUSTAKA

(27)

7

Stress. Ed ke-2. New York: Marcel Dekker Inc.

Anas, Yoshida T. 2000. Screening of Al-tolerant sorghum by hematoxylin staining and growth response. Plant Prod Sci

3:246-253.

Ashraf M, Cheema AA, Rashid A, UlQamar Z. 2003. Effect of Gamma rays on M1 generation in Basmati rice. Pak J Bot

35(5):791-795.

[BBPTP] Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2008. Deskripsi padi kultivar IR64. [terhubung berkala] http://lampung. litbang. deptan. go. id/ ind/ images/

stories/…/deskripsipadi.pdf (4 Oktober

2010)

Baligar VC et al. 1989. Aluminum effects on growth, grain yield and nutrient use effeciency ratios in sorghum genotypes.

Plant Soil 16:257-264.

Hoshikawa K. 1989. The Growing Rice Plant:

An Anatomical Monograph.

Tokyo:Nobunkyo.

Khairullah I, Subowo S, Sulaiman S. 2003. Evaluasi daya hasil galur-galur padi di lahan pasang surut sulfat masam. J Agri 8 (2):7-14.

Lubis E, Suwarno. 2008. Seleksi galur padi gogo toleran keracunan alumunium. Di dalam: Inovasi Teknologi Tanaman

Pangan. Prosiding Simposium V

Tanaman Pangan; Bogor 28-29 Agu

2007. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. hlm 428-433.

Miftahudin, Scholes GJ, Gustafson JP. 2002. AFLP markers tightly linked to the alumunium-tolerance gene Alt3 in rye (Secale cereal L.). Theor Appl Genet 104: 626-631.

Minn M, Khai AA, Lwin KM. 2008. Study on the effect of gamma radiation on rice Sin Thwe Latt (IR53936). Di dalam:

GMSARN International Conference on Sustainable Development: Issues and Prospects for the GMS; Myanmar 12-14 Nov 2008. hlm 1-5.

Mulyani A, Rachman A, Dairah A. 2009. Penyebaran lahan masam, potensi dan ketersediaannya untuk perkembangan

pertanian. Di dalam: Fosfat Alam: Pemanfaatan Pupuk Fosfat Alam Sebagai Sumber Pupuk P. Bogor : pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat. hlm 23-45

Nasab