Edisi 4-10 Juli 2012 No.3464 Tahun XLII Badan Litbang Pertanian
P
enggunaan varietas unggul berdaya hasil tinggi, tahan hama dan penyakit maupun cekaman lingkungan merupakan salah satu alternatif untuk meningkatkan produktivitas tanaman. Dalam perakitan varietas unggul baru, tersedianya gen untuk sifat yang diinginkan sangat diperlukan. Sifat unggul yang diperlukan dapat ditemukan pada kerabat liar atau pada populasi yang sejenis sehingga dapat dilakukan persilangan untuk meningkatkan keragaman genetik. Adanya keragaman genetik yang tinggi dalam populasi sangat diperlukan sebagai materi dasar untuk seleksi maupun untuk bahan persilangan dalam upaya perakitan varietas unggul baru. Pada tanaman yang tidak berbunga dan selalu diperbanyak secara vegetatif maka keragaman genetiknya sempit karena tidak bisa dilakukan persilangan. Untuk mendapatkan keragaman genetik dalam populasi perlu dilakukan upaya seperti halnya induksi mutasi secara buatan mengingat mutasi secara alami dan secara spontan terjadinya sangat lambat.Mutagen yang dapat digunakan untuk induksi mutasi diklasifikasikan menjadi 2 tipe, yaitu (a) kimia dan (b) fisik (radiasi ionisasi), yang tergolong dalam mutagen kimia antara lain ethylene methane sulfonat (EMS), diethyl sulphate (dES), ethylene imine (Ei), ethyl nitroso urethans (UNE) , dan lain-lain, yang termasuk mutagen fisik antara lain: sinar ultra violet dan sinar gamma. Bahan tanaman yang dapat diperlakukan dengan mutagen dapat berupa organ, mata tunas, meristem, tunas aksilar, suspensi sel kalus atau protoplas.
Teknik mutasi telah digunakan sejak lama pada berbagai tanaman seperti tembakau, tomat, barley, jagung, padi, dan lain-lain. Pada awalnya penelitian diutamakan untuk perbaikan genetik pada tanaman padi dan buah contohnya pada apel, dan sifat unggul yang diperoleh antara lain tanaman menjadi lebih pendek atau agak pendek. Aplikasi mutasi untuk perbaikan genetik tanaman terus berkembang untuk perbaikan karakter agronomi penting, pada tahun 2000, dari database FAO/IAEA tentang tanaman hasil mutasi disebutkan bahwa sebanyak 434 varietas padi telah
PEMANFAATAN KOMBINASI PEMBERIAN MUTAGEN
DAN KULTUR
IN VITRO UNTUK PERAKITAN
Edisi 4 Juli 2012 No.3464 Tahun XLII Badan Litbang Pertanian
dilepas di 31 negara seperti Cina, Jepang, India, Brazil, Guyana, USA, Vietnam, Indonesia, Pakistan, Banglades, dan lain-lain. Cina menduduki wilayah terluas dalam mengembangkan tanaman hasil mutasi.
Tanaman hias menduduki ranking teratas dilihat dari banyaknya varietas baru yang telah dihasilkan contohnya pada tanaman krisan, gerbera, lili, carnation, bougenvil, mawar, dan lain-lain. Beberapa mutan yang telah dihasilkan tersebut dikembangkan dari eksplan batang, selain pada tanaman hias juga telah dihasilkan pada tanaman tomat, ubi, yam, tulip, apel, per, dan lain-lain.
Dengan berkembangnya teknik kultur in vitro untuk perbanyakan tanaman maka aplikasi mutasi dikombinasikan dengan kultur in vitro lebih berkembang dan menjadi alternatif. Melalui kombinasi kedua teknologi tersebut peluang mendapatkan mutan/somaklon baru lebih meningkat dan telah banyak varietas unggul baru yang telah dilepas dan dimanfaatkan oleh masyarakat petani, pelaku agribisnis di mancanegara. Melalui teknik tersebut telah dihasilkan berbagai varietas unggul dengan karakter yang beragam, serta sifat yang diperoleh tetap diwariskan stabil pada keturunannya.
Mutasi dapat dilakukan pada tanaman yang diperbanyak melalui biji maupun secara vegetatif seperti pada tanaman hortikultura dan tanaman hias. Perbaikan genetik menggunakan teknik mutasi dan keragaman somaklonal telah dilakukan di BB-Biogen pada beberapa tanaman hortikultura, tanaman hias dan tanaman pangan antara lain pada gerbera, mawar, krisantemum, padi, kedelai, nilam, panili, dan pisang. Perbaikan genetik diarahkan untuk ketahanan terhadap cekaman biotik (tahan penyakit layu, dan blas) dan cekaman abiotik (kekeringan, lahan masam, dan genangan), serta perbaikan kualitas tanaman seperti kandungan minyak lebih tinggi pada tanaman nilam, warna, ukuran dan bentuk lebih menarik pada tanaman hias, peningkatan produksi pada tanaman pangan. Nomor-nomor baru maupun galur hasil kombinasi mutagen dengan kultur in vitro telah ditanam di beberapa lokasi seperti nilam, padi, kedelai untuk dapat dilepas sebagai varietas baru.
Nilam (Pogostemon cablin) merupakan tanaman penghasil minyak atsiri yang sangat potensial untuk dikembangkan karena kebutuhan akan minyak nilam terus meningkat, saat ini masalah yang dihadapi dalam
Badan Litbang Pertanian Edisi 4-10 Juli 2012 No.3464 Tahun XLII
pengembangan tanaman nilam adalah keragaman tanaman yang masih sempit karena tanaman tidak menghasilkan bunga. Untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman telah dilakukan induksi mutasi pada kalus menggunakan sinar gamma dengan dosis 10-20 gray, hasil pengamatan pada tanaman di lapang menunjukkan bahwa tanaman hasil mutasi telah meningkat keragamannya seperti perubahan warna, bentuk serta produksi daun dan batang. Hasil analisis kandungan minyak diperoleh beberapa mutan yang meningkat kandungan minyaknya di atas tanaman induknya. Selain meningkat kandungan minyaknya juga telah diperoleh somaklon yang toleran terhadap cekaman kekeringan dengan melakukan teknik seleksi in vitro menggunakan larutan PEG (BM 6000) 20%. Saat ini galur-galur tersebut sedang dalam taraf uji adaptasi di lahan kering di beberapa kokasi di Jawa Barat sebelum dilepas sebagai varietas baru.
Panili (Vanilla planifolia Andrews) merupakan salah satu tanaman rempah yang mempunyai nilai ekonomi penting, dan merupakan salah satu sumber devisa negara. Masalah dalam pengembangan tanaman ini adalah adanya serangan penyakit layu yang telah menyerang di berbagai sentra produksi dan dapat menurunkan produktivitas tanaman bahkan mematikan. Sampai saat ini belum ada varietas vanili yang tahan terhadap penyakit busuk batang vanili (BBV), yang disebabkan oleh cendawan Fusarium oxysporum F. sp vanilla. Untuk mendapatkan tanaman yang tahan terhadap penyakit tersebut telah dilakukan perbaikan genetik menggunakan iradiasi sinar gamma dan seleksi in vitro. Iradiasi menggunakan sinar gamma dengan dosis 10-50 gray pada eksplan kalus dan seleksi in vitro menggunakan asam fusarat pada konsentrasi 30-45 ppm diinkubasi selama 1 bulan. Dari hasil perbaikan telah diperoleh mutan somaklon yang meningkat keragamannya pada ukuran panjang dan lebar daun serta ketahanannya terhadap Fusarium oxysporum. Pengujian dengan menanam di lahan endemik di KP Sukamulya pada mutan somaklon telah dihasilkan 4 somaklon yang tahan terhadap penyakit layu dan telah menghasilkan buah. Selain itu telah pula di tanam di Bali dan menunjukkan ketahanan yang sama dengan ukuran buah yang lebih panjang dari pucuk yang telah ditanam di pertanaman Dinas Perkebunan saat itu.
Pengembangan tanaman pisang Ambon Hijau maupun Ambon Kuning dan Raja Bulu juga mengalami kendala antara lain adanya serangan
Badan Litbang Pertanian Edisi 4-10 Juni 2012 No.3464 Tahun XLII
penyakit layu yang disebabkan oleh cendawan Fusarium oxysporum f.sp. cubense, menyebabkan kerugian ekonomi cukup besar. Jamur tersebut mampu bertahan lama di dalam tanah sebagai klamidospora sehingga sulit dikendalikan. Tanaman pisang selalu diperbanyak secara vegetatif sehingga keragamannya rendah, untuk mendapatkan keragaman genetik yang tinggi untuk memperoleh sifat gen untuk ketahanan terhadap penyakit layu, telah dilakukan induksi mutasi menggunakan iradiasi sinar gamma dengan dosis 10-15 gray, pada eksplan kalus. Biakan yang telah diberi perlakuan mutasi kemudian diseleksi secara in vitro menggunakan media dasar MS ditambah asam fusarat sebesar 45 ppm dan diinkubasi selama 2 bulan di ruang kultur. Seleksi selanjutnya sebelum dilakukan penanaman di lapang adalah dengan melakukan inokulasi menggunakan spora Fusarium oxysporum. Dan hasil pengujian diperoleh tanaman yang tahan pada uji inokulasi di rumah kaca, tanaman yang tahan dan tetap hidup kemudian ditanam di lahan endemik penyakit layu Pasir Kuda Ciomas dan diperoleh tanaman yang menunjukkan sifat tahan terhadap penyakit layu ditandai adanya pertumbuhan yang normal dan dapat menghasilkan buah.
Pengembangan padi di lahan kering merupakan alternatif untuk meningkatkan produktivitas serta memenuhi kebutuhan akan pangan yang semakin meningkat, sementara produksi beras nasional terus menurun akibat serangan hama dan penyakit serta hambatan cuaca seperti kemarau panjang atau hujan terus menerus.
Pengembangan padi di lahan kering masih mengalami kendala karena benih yang dapat beradaptasi di lahan kering masih sangat terbatas jumlahnya, selain itu produktivitasnya masih rendah. Usaha untuk mendapatkan varietas baru pada tanaman padi yang tahan kekeringan telah dilakukan melalui keragaman somaklonal dan seleksi in vitro. Perakitan varietas padi IR64 untuk toleransi terhadap kekeringan dilakukan dengan memberikan perlakuan mutagen fisik iradiasi sinar gamma pada kalus umur ±4 minggu pada dosis 30-50 gray, selanjutnya dilakukan seleksi in vitro dengan cara merendam kalus dalam media MS cair ditambah PEG (6000) 20%. Tanaman yang dihasilkan kemudian dievaluasi dan diseleksi yang toleran terhadap kekeringan. Dari hasil pengujian di lahan kering di Sulawesi di peroleh 3 galur yang hasilnya lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman induknya dan varietas pembanding, yaitu IR64 dan
Edisi 4-10 Juli 2012 No.3464 Tahun XLII Badan Litbang Pertanian
Gajahmungkur.
Selain mendapatkan varietas baru pada tanaman padi untuk ketahanan terhadap kekeringan telah dilakukan perbaikan genetik pada padi varietas Fatmawati untuk ketahanan terhadap penyakit blas dan produksi lebih tinggi. Padi varietas Fatmawati merupakan padi tipe baru yang produksinya tinggi namun tidak tahan blas, untuk mendapatkan padi Fatmawati yang tahan blas telah dilakukan penelitian melalui mutasi dan kultur antera, dari hasil kultur antera tersebut dan dilakukan seleksi untuk ketahanan terhadap blas daun menggunakan isolat 001, 003 dan 173 telah diperoleh galur somaklon yang tahan pada ketiga ras tersebut. Penanaman galur hasil seleksi di lahan endemik penyakit blas di Desa Cikembar Sukabumi diperoleh galur-galur yang toleran terhadap serangan blas dan menghasilkan gabah cukup tinggi, penanaman di daerah sentra produksi padi di Kabupaten Subang diperoleh 4 galur yang produksinya lebih tinggi dibandingkan tanaman induknya, galur-galur tersebut siap untuk uji multilokasi.
Dari hasil paparan tersebut di atas terbukti bahwa kombinasi kultur in vitro dan pemberian mutagen fisik maupun kimia dapat menghasilkan nomor atau galur harapan baru yang bermanfaat untuk perakitan varietas unggul yang sangat diminati berbagai kalangan (masyarakat petani) pelaku agribisnis atau pengguna lainnya.
Endang Gati Lestari Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan
Sumberdaya Genetik Pertanian Jl. Tentara Pelajar 3A, Bogor 16111 Telp. (0251) 8337975, 8339793; Faks. (0251) 8338820 E-mail: egati_l@yahoo.com
