Penalitian clan Penqambanqan

(1)

Vj

Penalitian clan Penqambanqan Pertanian

ISSN 0216-4427

••/•% -.

> f

(2)

Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian diterbitkan enam kali dalam setahun oleh Badan Penelitian

dan Pengembangan Pertanian. Pengarah: Muhammad Syakir; Tim Penyunting: Retno Sri Hartati Mulyandari,

Istriningsih, Nuning Nugrahani, Sri Hartati, Sofjan Iskandar, Syahyuti, Sri Utami, Tri Puji Priyatno, Miskiyah,

Wiwik Hartatik, Achmad Subaidi; Penyunting Pelaksana: Morina Pasaribu, Siti Leicha Firgiani, Ujang Sahali

TandaTerbit: No. 635/SK/DITJEN PPG/STT/1979; Alamat Penyunting: Balai Pengelola Alih Teknologi Pertanian,

Jalan Salak No. 22, Bogor 16151, Telepon: (0251) 8382567, 8382563, Faksimile: (0251) 8382567, 8382563,

E-mail: [email protected]. Selain dalam bentuk tercetak, Warta tersedia dalam bentuk elektronis yang

dapat diakses secara on-line pada http://www.bpatp.litbang.pertanian.go.id

Redaksi menerima artikel tentang hasil penelitian serta tinjauan, opini, ataupun gagasan berdasarkan hasil

penelitian terdahulu dalam bidang teknik, rekayasa, sosial ekonomi, dan jasa serta berita-berita aktual tentang

kegiatan Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Artikel disajikan dalam bentuk ilmiah populer.

Jumlah halaman naskah maksimum 6 halaman ketik dua spasi.

Prospek Pengembangan Tanaman14

Bunga Sedap Malam di Lahan Rawa

Lebak

Menikmati Selai Buah Lembaran16

Pirit di Lahan Rawa17

13 Kultur Jaringan Pisang Ayam

Daftar Isi -.^

Membumikan Teknologi di Kawasan1

Bawang Merah dan Cabai

Mesin Panen Jagung Tipe Kombinasi 3

Solusi Jitu Peningkatan Usaha Tani

Antisipasi Serangan Hawar Daun Bakteri 5

dengan Varietas Tahan dan Teknik

Pengendalian yang Kompatibel

Rumpun Domba Komposit sebagai7

Terobosan Memperbaiki Domba Lokal

di Peternakan Rakyat (Perdesaan)

Perakitan Draft Genom Aren {Arenga 10

pinnata Wurmb Merr.)

ISSN 0216-4427

Warta

Penelitian dan Pengembangan Pertanian

Volume 39 No. 1,2017

Pengantar Redaksi

Warta Litbang kali ini merupakan edisi pertama yang

diterbitkan setelah penyerahan pengelolaan warta

kepada Balai Pengelola Alih Teknologi Pertanian pada

awal tahun 2017. Warta ini menyajikan informasi terkait

pencapaian efisiensi daiam optimalisasi usaha tani.

Membumikan teknologi di kawasan komoditas bawang

dan cabai yang bersinergi dengan berbagai stakeholder,

menjadi salah satu bentuk diseminasi yang efektif

dalam penyebarluasan teknologi Balitbangtan. Berbagai

teknologi dari hulu ke hilir yang dihasilkan Balitbangtan

juga dapat menjadi pilihan, seperti varietas padi tahan

Hawar Daun Bakteri yang disertai teknik pengendalian

hama yang kompatibel, perbaikan performa domba

lokal dengan rumpun domba komposit, penggunaan

mesin panen jagung, serta olahan mangga menjadi selai

lembaran ya'ng praktis dibandingkan selai umumnya.

Demikian pula strategi pemanfaatan lahan

ra-wa dengan teknik pengelolaan pirit dapat menjadi

solusi dalam memaksimalkan penggunaan sumber

daya pengelolaan padi sawah. Terbukti pula bahwa

lahan rawa lebak dapat menjadi media yang

baik untuk pertumbuhan bunga sedap malam.

Balitbangtan juga menaruh perhatian terhadap

kekayaan plasma nutfah seperti pemanfaatan database

genom aren dapat membantu seleksi plasma nutfah

untuk pemuliaan aren dan juga teknik kultur jaringan

untuk perbanyakan tanaman pisang ayam. Kedua

teknologi tersebut tidak hanya untuk menyelamatkan

plasma nutfah namun juga meningkatkan potensinya.

Redaksi

(3)

Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian

10

banyak dimanfaatkan potensinya karena 60% populasi pohon aren dunia ada di Indonesia. Melalui berbagai penelitian modern, potensi pemanfaatan produk dari aren ini

untuk industri mulai dipelajari dan

diketahui. Selain sebagai penghasil gula, nira dapat dikonversi sebagai bahan bakar nabati serta alternatif energi terbarukan. Saat ini, luas areal aren di Indonesia mencapai 60.482 hektar, dimana jumlah tanaman yang produktif antara 100-150 pohon per hektar dengan perkiraan produksi nira rata-rata 20 liter/pohon/hari. Dengan demikian potensi produksi nira aren Indonesia akan mencapai sekitar 120.964.000-181.446.000 liter per hari, dan apabila dikonversi menjadi bioetanol akan mencapai 12.096.400-18.144.600 liter per hari atau 4.354.704.000-6.532.056.000 liter per tahun. Jika luasan tanaman aren Indonesia dapat mencapai luasan tanaman kelapa sawit, itu potensi yang sangat besar dan

dahsyat bagi Indonesia untuk

menjadi lumbung energi baru dan

terbarukan di dunia. ekspresi gen, protein, metabolit dan

fenotipe suatu organisme/sel. Beragam jenis tanaman aren

dapat ditemukan di berbagai wilayah

di Indonesia mulai Sabang hingga

Merauke. Habitat aren yang juga

dapat dijumpai di pantai barat India,

Cina bagian selatan dan Kepulauan Guam, serta Filipina, Malaysia, Laos, Kamboja, Vietnam, Myanmar, Srilanka, dan Thailand, diduga asal penyebaran dari Indonesia. Aren termasuk dalam famili Arecaceae yang beranggotakan palma penting lain seperti kelapa (Cocos nucifera),

kelapa sawit (Elaeis guineensis)

dan kurma {Phoenix dactylifera).

Dibandingkan dengan ketiga jenis

palma tersebut, aren termasuk palma underutilized dan belum

Penelitian perakitan draft genom

aren oleh tim peneliti dari

Balitbangtan dan Institut Pertanian

Bogor (IPB) telah menghasilkan

data sekuen genom tanaman aren

yang pertama kali dipublikasikan di

dunia. Suatu database cetak biru yang memberikan gambaran secara komprehensif sistem biologi aren, struktur kromosomnya, dan bagai-mana gen-gen saling bersinergi melaksanakan peranannya dalam suatu sistem kehidupan yang sangat komplek. Bahkan sekuen-sekuen DNA regulatornya, seperti promoter, enhancer, intron, elemen berulang, dan 'junk DNA'

lainnya, berhasil diidentifikasi untuk

dipelajari fungsinya secara lebih utuh

keterkaitannya dengan informasi

Aren merupakan tanaman asli Indonesia yang menyimpan potensi sangat

besar. Lebih dikenal sebagai penghasil gula, namun manfaatnya dapat

dikonversi menjadi bahan bakar nabati. Pemanfaatan database genom rujukan aren berupa set marka molekuler dapat membantu seleksi plasma

nutfah untuk kegiatan pemuliaan aren. Pemuliaan aren sangat diperlukan

untuk menghasilkan sifat yang unggul seperti genjah, produksi dan kualitas

nira yang tinggi, dan tahan hama penyakit.

Perakitan Draft Genom Aren

(Arenga pinnata Wurmb Merr.)

meningkatkan domba lokal, khususnya untuk memperbaiki performa bobot badan dewasa

yang lebih besar yang mampu

dipersiapkan untuk kebutuhan "ekspor dalam waktu jangka

panjang.

Dwi Priyanto

Balai Penelitian Ternak,

Jl. Banjarwaru, Ciawi, Kotak Pos 221 Bogor16002

Tel : (0251)8240752; Fax; (0251)8240754

E-mail; [email protected]. gold; [email protected]

adalah tipe kecil, tetapi tahan

terhadap penyakit cacing. Rekomendasi pengembangan

domba KS adalah pada pola

manajemen pemeliharaan digembalakan.

4. Strategi pengembangan di pe-ternakan rakyat dalam

memper-baiki domba lokal yang kecil,

ditempuh dengan pengem

bangan domba jantan komposit sebagai "Pemacek" induk domba lokal di peternakan rakyat melalui persilangan. Penggunaan domba komposit akan mampu

terjadi kematian anak akibat

kurangnya produksi susu terkait jumlah pakan.

2.Domba BC relatif tahan dan mampu beradaptasi terhadap menajemen budi daya yang kurang bagus, sehingga dapat

dikembangkan pada kondisi

kualitas pakan sedang sampai kurang.

3.Domba KS memiliki pola

pertumbuhan dan penampilan bdbot badan relatif rendah, karena domba Sumatera sendiri

(4)

multipleks. Total bacaan genom AGK

dari pustaka PE mencapai hampir

429 giga basa (Gb) dengan nilai Q30

(rasio bacaan genom berdasarkan kualitas Phred menunjukkan skor di

atas 30) di atas 72%. Sedangkan

hasil bacaan genom AGK dari pustaka MP mencapai rata-rata 14,4

Gb dengan nilai Q30 di atas 70%.

Dari pustaka MP juga terindentifikasi

rasio guanine:sitosin (%GC) yang

hampir sama untuk semua aksesi

AGK yang disekuensing (Tabel 1).

Perakitan awal genom aren secara de novo menggunakan program minia dan data sekuen dari pustaka PE untuk aksesi aren 286,347 1,467,573 1752.612 MB 979.669 MB (44.102% celah) 15,011/29.769 KB 168,827/1.352 KB 68,194/4.134 KB 785545/309 894.591 KB 35.45 KB 6674 31.82% 81.72% 95.13% Metassembler 540,920 2,085,288 2176.699 MB 1109.113 MB (49.046% celah) 23,438/20.577 KB 226,293/1.09 KB 171,823/1.069 KB 1169256/182 909.935 KB 30.761 KB 6710 25.83% 69.52% 90.66% Jumlah scaffold Jumlah contig Panjang total scaffold Panjang total contig

Nilai L/N50 scaffold Nilai L/N50 contig Nilai L/N90 scaffold Nilai L/N90 contig Scaffold terpanjang Contig terpanjang Jumlah scaffold > 50 KB % genom dari scaffold > 50 KB % genom dari scaffold > 10 KB % genom dari scaffold > 1 KB

SOAPdenovo Metriks

Tabel 3. Data ukuran hasil perakitan genom aren AGK menggunakan program SOAP de novo. 7.00 14.10 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.10 0.90 1.70 3.20 7.10 85.90 % Basa 82670753

165980790

1175552447

0

512319 12834390 11082115

20317839

37924090

83310037

1009571657 Total Basa 26303 87323 10344962

0

0 45 2074 2511

5943

15730 61020 10257639 Total Contigs Kumulatif>2kb Kumulatif>1kb Kumulatif > = 100 kb 50-100 kb 40-50 kb 30-40 kb 20-30 kb 10-20 kb 5-10 kb 4-5 kb 3-4 kb 2-3 kb 1-2 kb <1 kb Ukuran Contig

Tabel 2. Distribusi ukuran contig genom aren AGK hasil perakitan secara de novo menggunakan program minia.

"Data sekuen dianalisis dengan program Adapter Removal dan seqtk; pb = pasang basa. 99.6991 97.1423 99.5 99.5924 99.6759

(Pb)

bacaan Rata-rata panjang 10,380,804,792 40,301,607,037 7,445,027,302 7,407,179,596 . 6,084,502,217 (pb*) bacaan Total basa 77.308 85.670 72.853 74.460 ' 76.356

% Q30

39.215 40.093 38.925 38.718 39.067""

%GC

AGK_5 AGK 4 AGK_3

AGK 2

AGK_1

ID

Tabel 1. Hasil penapisan data pembacaan sekuen genom AGK dari pustaka MP setelah pembuangan sekuen adapter dan basa berkualitas rendah*. Oleh karena itu, upaya

pe-ngembangan potensi aren menjadi komoditas unggulan mendukung program bioenergi nasional perlu secepatnya dilakukan. Sifat unggul aren yang perlu dikembangkan ke depan adalah aren berumur genjah, produksi niratinggi, kualitas

nira yang baik untuk produksi gula

dan bioethanol, serta tahan hama penyakit utama. Untuk mendukung program pemuliaan tanaman asli Indonesia tersebut, telah dilakukan de novo sekuensing whole genome aren melalui proyek kemitraan. Penelitian dan Pengembangan

Pertanian Strategis (KKP3S) dengan

leader Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian

(BB Biogen). Kegiatan ini telah

dilakukan sejak tahun 2015 dengan

menggunakan populasi aren Aren

Genjah Kutim (AGK) dari Kalimantan

Timur. Total genom disekuen dengan lima jenis pustaka genom, yaitu satu pustaka dengan jenis paired-end

(PE), dan empat pustaka berjenis

Mate-Pair (MP) dengan panjang

fragmen 2kb, 5kb, 8kb, dan 10 kb

(5)

Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian

12

pertanian.go.id. Berdasarkan

hasil verifikasi 130 pasang primer

SSR yang disintesis, terseleksi

sejumlah marka yang menunjukkan

polimorfisme pada aren genjah

Kutim dan aren dalam Toumuung

dengan teknik polyacrylamide gel

electrophoresis (PAGE) denaturasi

dan non-denaturasi. Temuan yang sangat menarik dari pemanfaatan database genom rujukan aren ini adalah sebuah set marka yang

mampu mengidentifikasi individu

aren genjah Kutim, aren dalam Toumung, dan aren sedang Bengkulu dengan presisi sekitar 80-90%. Set marka molekuler tersebut dapat dimanfaatkan untuk evaluasi plasma nutfah dan membantu seleksi dalam program pemuliaan aren di Indonesia ke depan.

Habib Rijzaani1, Puji Lestari1, Ismail Maskromo2, Surdarsono3, dan Tri Puji Priyatno1

1Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumerdaya Genetik Pertanian Jl. Tentara Pelajar No. 3A Bogor 16111 Telepon : (0251) 8337975, 8339793 Faksimile : (0251)8338820

E-mail :

bb_biogen@litbang. pertanian.go. id 2Balai Penelitian Tanaman Palma

Jalan Raya Mapengat, Kotak Pos 1004, Manado 95001, Sulawesi Utara 3Departemen Agronomi dan Hortikultura,

Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jl. Raya Darmaga, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680

sebesar 29,769 kb dibandingkan

N50 dari SOAPdenovo yang hanya

mencapai 20,577 kb. Artinya, rakitan genom dengan mengguna kan Metassembler tidak terfrag-mentasi sebagaimana ditunjukkan oleh penurunan jumlah scaffold dari 540.920 jika menggunakan

program SOAP denovo menjadi

286.347. Tetapi rata-rata scaffold

yang dihasilkan Metassembler

lebih pendek (1.75 Gb) dibanding

kan scaffold dari SOAPdenovo

yang mencapai 2.18 Gb. Kualitas scaffold hasil analisis Metassem

bler ini dapat ditetapkan sebagai

draft genome rujukan aren. Sekitar

95% scaffold ini memiliki ukuran

lebih dari 1 kb.dan 81,72 % ber-ukuran di atas 10 kb. Banyaknya proporsi scaffold dengan ukuran cukup besar memungkinkan analisis genom aren lebih lanjut, seperti analisis kandungan gen dan DNA regulatornya, promoter, enhancer, sinteni, dan elemen berulang.

Berdasarkan draf genom rujukan

aren ini telah diidentifikasi sejumlah

marka SSR yang didesain pada

contig (395 SSR) maupun scaffold

(kurang lebih 1000 SSR). Semua

varian SSR dengan deskripsi gen

dan primer yang divalidasi menjadi

konten database genom aren di Pusat Genom Komoditas Pertanian

Indonesia (PGKPI) yang dapat

diakses di www.genom.litbang. AGK_4. Analisis minia berhasil

mengindentifikasi 10,344,962

contig aren dengan panjang total

1,175,552,447 pb atau sekitar 85% dari ukuran perkiraan genom aren. Contig-contig yang berukoran lebih

dari 1 k mencapai lebih dari 10

juta sekuen (Tabel 2). Contig yang

cukup panjang ini sangat penting

untuk analisis bioinformatika bagi

mengindentifikasi kandungan dan variasi gen. Hasil perakitan awal ini untuk memastikan bahwa kuantitas dan kualitas sekuen yang dihasilkan dari pustaka cukup representative menggambarkan whole genome aren.

Hasil perakitan sekuen genom aren awal disempurnakan lagi

dengan analisis program SOAP

denovo dan data sekuen dari

pustaka PE dan MP. Program SOAP

denovo juga menghasilkan rakitan genom hingga tingkat scaffold. Untuk menghasilkan set scaffold,