PADI_DOKUMEN ORIENTASI CLUSTER PENELITIAN

(1)

ORIENTASI PENELITIAN PILAR PANGAN

CLUSTER TANAMAN PANGAN

KOMODITAS

Padi (Oryza sativa)

Koordinator Komoditas

Nono Carsono, S.P., M.Sc., Ph.D

NIP. 19721010 199703 1 006

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN DOKUMEN ORIENTASI CLUSTER PENELITIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN

TA 2012

Pilar : Pangan

Cluster Penelitian : Tanaman Pangan

Komoditas : Padi

Penyusun :

 Nama : Nono Carsono, Ph.D. NIP : 19721010 199703 1 006

Laboratorium : Pemuliaan Tanaman Unpad

 Nama : Prof. Denny Kurniadie

NIP : 196006011986031005

Laboratorium : Ilmu Gulma

 Nama : Dr. Wahyu Darajat Natawigena

NIP : 196107201987011001

Laboratorium : Hama dan Penyakit Tanaman

Kontributor :

 Nama : Gigih Ibnu Prayoga, S.P.

 Nama : Santika Sari, S.P.

Bandung, 19 November 2012 Mengetahui dan menyetujui,

Ketua LPPM Unpad

Prof. Dr. Wawan Hermawan, M.S. NIP. 19620527 198810 1 001

Koordinator penyusun

(3)

(4)

II. Pendahuluan

Peningkatan produksi dan produktivitas padi tetap menjadi tantangan utama di masa yang akan datang. Pada tahun 2025 kebutuhan padi nasional diperkirakan sebesar 70 juta ton gabah kering giling (GKG), dengan asumsi pertambahan penduduk 1,35% per tahun dan tingkat konsumsi 133 kg/kapita/th. Hal ini berarti 6,16 juta ton lebih besar daripada produksi padi pada tahun 2009, yaitu sebesar 63,84 juta ton. Produksi tersebut dapat dicapai pada luas lahan dan intensitas tanam seperti saat ini, jika rata-rata nasional hasil tanaman padi mencapai 6 t/ha atau 1,1 t/ha lebih tinggi daripada yang telah dicapai saat ini yaitu 4,9 t/ha.

Melalui aktivitas penelitian, termasuk pemuliaan tanaman, seperti saat ini, dalam waktu 15 tahun peningkatan hasil yang dapat diraih hanya 0,5 t/ha, atau berarti memakan waktu sekitar 30 tahun untuk memenuhi kebutuhan pangan 16 tahun yang akan datang. Di sisi lain, konversi lahan pertanian ke non-pertanian, penurunan kualitas lahan dan sumberdaya alam lainnya, sulitnya membuka lahan pertanian yang baru, memperberat tantangan yang sudah ada. Tanpa upaya yang serius, permasalahan tersebut tidak dapat teratasi.

Saat ini Pemerintah, Departemen Pertanian dan Peneliti, bekerjasama dengan petani di seluruh indonesia berupaya untuk meningkatkan produktivitas padi melalui program Indeks Pertanaman Padi (IP 400). Program ini dimaksudkan agar petani dapat memanen tanaman padinya empat kali panen dalam setahun. Salah satu dari strategi IP 400 ini, yaitu rekayasa dengan menggunakan varietas unggul yang berumur sangat genjah (<90-120 hari) dan berproduktivitas tinggi. Untuk dapat menuju program tersebut maka dari bidang pemuliaan tanaman diperlukan adanya perakitan padi varietas unggul yang memiliki umur sangat genjah dan produktivitas tinggi serta memiliki karakter mutu beras atau eating quality yang baik.

(5)

mutu beras yang baik, serta memiliki karakter aromatik, yang bisa memenuhi permintaan petani dan konsumen.

Upaya lain yang dilakukan yaitu perakitan padi tahan wereng coklat. Hal ini dikarenakan wereng coklat merupakan salah satu hama utama padi dan dapat menurunkan hasil pertanaman padi secara signifikan. Perakitan padi tahan wereng coklat merupakan salah satu usaha pengendalian yang diketahui efektif, lebih ramah lingkungan, dan kompatibel dengan beragam komponen pengendalian hama yang saat ini ada. Selain itu keuntungan dari digunakannya kultivar padi tahan wereng coklat antara lain dapat mengurangi penggunaan pestisida yang berlebihan yang dapat mencemari lingkungan.

Saat ini, institusi atau balai di Indonesia telah berhasil mengembangkan berbagai padi tipe baru, seperti Inpari 13 (tahan wereng), Dodokan (genjah ± 105 hari), HIPA 3 (kompetitif terhadap gulma dan produktivitas tinggi), dll. Namun semua padi yang telah dirakit, hanya memiliki satu atau dua keunggulan dalam satu kultivar. Oleh karena itu, Fakultas Pertanian mencoba untuk menggabungkan berbagai sifat unggul dalam satu kultivar melalui teknik pyramiding (penggabungan gen-gen/ karakter yang bermanfaat kedalam satu genotipe).

Selain upaya pemuliaan, perlu juga dilakukan kegiatan penelitian lainnya seperti pengendalian hama dan penyakit tanaman, weed mapping, pengendalian gulma, eksplorasi dan karakterisasi padi lokal dan botaninya. Informasi yang diperoleh dari penelitian ini nantinya akan berguna dalam peningkatan produktivitas padi nasional. Hal ini dikarenakan pemuliaan tanaman terhubung dengan bidang ilmu lainnya, dimana semakin banyak informasi yang diperoleh akan semakin memperjelas tujuan, arah dan teknik serta teknologi yang tepat dalam perakitan padi nantinya.

(6)

(7)

III. Studi Literatur

Kualitas beras tinggi, umur panen genjah dan memiliki ketahanan yang tinggi terhadap wereng merupakan prioritas pemuliaan padi di Indonesia. Padi yang berumur genjah bermanfaat dalam efisiensi penggunaan sumberdaya (air, waktu dan tenaga kerja) dan peningkatan produksi padi tahunan. Sedangkan kultivar padi yang tahan wereng dan memiliki kualitas beras yang tinggi masih sangat terbatas jumlahnya, sementara itu hama wereng masih menjadi ancaman budidaya padi di semua wilayah Indonesia. Oleh karena itu kegiatan perakitan padi yang memiliki semua keunggulan ini akan sangat berguna bagi petani dan konsumen di negara kita.

Penelitian padi di Indonesia telah menghasilkan berbagai padi unggul, baik itu inbrida maupun hibrida. Salah satu program unggulan Badan Litbang Pertanian yaitu program Indeks Pertanaman Padi 400 (IP Padi 400). Program pengembangan IP Padi 400 adalah suatu sistem pola tanam empat kali tanam padi secara berturut-turut dalam satu siklus 12 tahun kalender. Dengan program ini diharapkan dapat meningkatkan produksi padi dari rata-rata 10 ton menjadi 20 ton per hektar per tahun tanpa memperluas areal sawah (Sudana, 2010). Peneliti padi Indonesia saat ini telah berhasil mengembangkan padi genjah varietas padi gogo yang berumur ± 105-120 hari. Namun untuk padi sawah belum ada varietas yang mencapai umur ± 105 hari. Berdasarkan hal itu, maka kami mencoba mengembangkan varietas padi sawah yang berumur genjah. Saat ini, telah diperoleh galur F3

terseleksi hasil persilangan Ciapus x Kitaake yang berumur ± 90 hari.

(8)

ini, telah diperoleh galur F3 hasil persilangan Ciherang x Basmati, Ciherang x

Pandanwangi, IR64 x Basmati, dan IR64 x Pandanwangi.

Pengembangan padi tahan wereng coklat pun menunjukkan perkembangan yang bagus. Varietas inpari 13 merupakan varietas terbaru tahan wereng yang dilepas oleh BB Padi. Inpari 13 diketahui tahan terhadap wereng biotipe 1,2, dan 3 serta memiliki umur genjah, yaitu ± 101 hari. Namun, varietas ini memiliki kelemahan, yaitu jumlah anakan produktif yang sedikit dibandingkan dengan IR-64 (BB Padi, 2010). Oleh karena itu, kami mencoba merakit varietas padi unggul yang tahan wereng dan berumur genjah, namun memiliki produktivitas hasil yang tinggi.

Namun, penelitian di Indonesia masih banyak yang berbasis konvensional. Hal ini tentu akan membuat perkembangan penelitian di Indonesia berjalan lama. Dalam penelitian ini, kami memanfaatkan teknik marka molekular. Pemanfaatan teknologi marka molekular (dalam penelitian ini MAS) merupakan terobosan untuk percepatan perakitan kultivar tanaman. Keunggulan metode ini dibandingkan metode yang umum digunakan di Indonesia (konvensional) yaitu dapat mempercepat seleksi karena pendeteksian gen-gen tahan dilakukan pada generasi ke-2 (F2). Pada generasi awal kita mampu membedakan tanaman homosigot dengan yang heterosigot berdasarkan marka molekuler tersebut. Hal ini berarti, tanaman hasil seleksi dengan metode MAS bisa dilepaskan sebelum generasi ke-7 (F7) dan lebih cepat dibandingkan metode seleksi konvensional yang baru bisa melepas kultivar setelah generasi ke-7 (F7) atau ke-8 (F8) setelah tanaman homogen. Selain itu, hasil yang diperoleh melaui MAS lebih akurat, karena berdasarkan komposisi DNA, tidak dipengaruhi faktor lingkungan dan atau pertumbuhan tanaman. Penggunaan marka molekular juga akan sangat membantu upaya piramidisasi gen-gen dari tetua terpilih ke dalam satu kultivar.

(9)

IV. RoadMap Cluster

Short term (2009-2010)

Mid term (2011-2013)

Long term (2014-2015) Advanced

phase

Developme nt phase

Initiation phase

Komunikasi

dengan peneliti

padi,

eksplorasi,

karakterisasi,

dan seleksi

tetua

peningkatan

variasi genetik

padi dan studi

untuk beragam

target karakter

seleksi

dan

backcross

pengujian, seleksi,

dan percepatan

homosigositas,

pengujian HPT,

pengendalian gulma,

pyramiding

pengujian

lanjutan dan

seleksi

uji

multilokasi

pelepasan

kultivar

padi unggul

(10)

Kompetensi tim peneliti. Nama

Lengkap dan Gelar

Laboratoriu

m Fakultas Institusi KeahlianBidang

Nono

Carsono, SP, M.Sc.,Ph.D

Pemuliaan

Tanaman Pertanian UNPAD Pemuliaan molekuler, biosafety Dr. Danar

Dono Hama dan Penyakit Tanaman

Pertanian UNPAD Hama

tanaman, serangga Dr. Wahyu

Darajat N. Hama dan Penyakit Tanaman

Pertanian UNPAD Hama

tanaman, tikus Dr. Dedi

Widayat Ilmu Gulma Pertanian UNPAD Gulma dan Herbisida Prof. Denny

Kurniadie Ilmu Gulma Pertanian UNPAD Gulma dan Herbisida Dr.Budi

Irawan Biologi Matematika danIlmu Pengetahuan Alam

UNPAD Biologi dan botani

Dr. Titun Supriatun

Biologi Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam

UNPAD Biologi dan Botani

Prof.

Baehaki S.E. Hama - BB Padi Hama tanaman

(wereng) Dr. Tri Joko

S.

Bioteknologi - BB Biogen Pemuliaan

(11)

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

7. Pelepasan kultivar padi unggul baru

(akan dilakukan) peneliti padi lain melalui konsorsium

a. Penanaman genotipe terpilih dan seleksi fenotip lanjutan

a. Pengujian genotipe terpilih

a. Pengujian kualitas beras (fisik, nutrisi, mutu tanak dan aroma)

a. Pengujian daya hasil lanjutan

b. Transfer gen untuk

b. Pembentukan Doubled-haploid untuk genotipe terpilih

b. Pengujian doubled haploid

b. Pengujian ketahanan genotipe terhadap wereng

(12)

c.

Persilangan berbagai tetua: genjah x dalam, aromatik x non-aromatik, tahan wereng x peka,

c. Seleki kegenjahan, kualitas beras dan ketahanan wereng dengan menggunak an marka molekuler

c. Seleksi fenotipe dan menggunakan marka molekuler lanjutan

d. Pyramiding (mutu beras, tahan wereng, genjah dan aroma) e. Penerapan pengendalian OPT

c. Evaluasi karakter agronomis

(13)

V. Kerjasama

Institusi terlibat Topik penelitian Waktu

pelaksanaan

BB Padi Seleksi tetua tahan wereng 2009-2015

BB Biogen dan Sumber Daya Genetika

Pengujian biosafety padi Transgenik DB1

2010-2011

Kementerian Pertanian Perizinan benih padi transgenik

2010

VI. Fasilitas

- Kebun percobaan di Ciparanje, Ciparay, dan Arjasari, Rumah kaca Ciparanje

- Laboratorium analisis dan bioteknologi tanaman; Laboratorium kultur jaringan

- BB Biogen No

. NamaAlat FungsiAlat JumlahUnit

1 Elektroforesis Menseparasi DNA sesuai dengan _{berat molekulenya} 1 unit

2 TimbanganAnaliti_k Menimbangbahan 1 unit

3 Oven listrik Mengovenbahan 3 unit

4 PCR (Eppendorf) Deteksitransgendanekspresi gen _(RT-PCR) 2 unit

5 Gel documentation system

Mendokumentasikan gel (fragmen

spesifik hasil PCR) 1 unit

6 Refrigerated _{microsentrifuge} Menseparasimolekul 2 unit

7 Grindlerdanprestl_e Menggerus sampel untuk ekstraksi _DNA/RNA 1 unit

8 Microwave oven Mendenatureagarose 2 unit

9 Lemaries/freezer Menyimpan sample daun/benih& _DNA/RNA 5 unit

10 Ice maker Handling DNA/RNA 1 unit

11 Incubator Menyimpanhasilperlengkapanygsud_ahsteril 3 unit

12 Spectrophotomet_er Pengujian kualitasdankuantitas DNA 1 unit

(14)

(terkontrol)

14 Laminar Air Flow Alat kultur jaringan 1 unit

15 Autoclave Sterilisasi alat 1 unit

16 Cold Storage Penyimpanan benih 1 unit

VII. Usulan Narasumber

Nama : Dr. Buang Abdullah

Bidang Keahlian : Pemuliaan Padi Institusi : BB Padi

Alamat Instansi : Jl. Raya 9 Sukamandi, Subang, Jawa Barat 41256 No Telp Instansi : 0260-520157

No HP : 08129673880

VIII. Potensi Kepemilikan (HKI) dan Benefit Sharing (Nilai Ekonomi Produk Penelitian)

(15)

RENCANA PENELITIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2013-2016

Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat

PILAR : Pangan

CLUSTER : Padi

PENANGGUNG JAWAB PENELITIAN : Nono Carsono, Ph.D. N

o Tahun PenelitianJudul Dana (Rp) Bahan Penelitian PenelitianMetode DigunakanAlat yang Output

1 2013 –

2016 Perakitan PadiGenjah dan Kualitas Beras Tinggi terseleksi (F2), bahan-bahan kimia untuk kegiatan molekuler (isolasi DNA, primer, komponen PCR, elektroforesis) dan bioassay kualitas beras.

I.Persilangan /backcross

II. Induksi galur haploid melalui kultur jaringan

III. Pengujian bioassay kualitas beras

IV. Pengujian Adaptabilitas dan stabilitas galur terpilih pada beberapa lokasi

V. Pendafatar

alcohol, kuas, kaca

pembesar, dll.

II. Alat-alat kultur invitro: sterilisasi, kultur, media, growth

chamber,

III. Bioasay: bahan kimia pengujian

1. Galur-galur harapan yang genjah (< 95 hari) dan memiliki kualitas beras tinggi (aromatik, amilose rendah dan mutu tanak baik) untuk dimanfaatkan oleh masyarakat. 2. Hak

Perlindungan Varietas Tanaman (PVT) galur terpilih 3. Bahan Ajar:

Metode Peningkatan Kualitas Beras melalui Aplikasi Marker Assisted Selection (MAS) 4. Paper untuk

Jurnal

Internasional: Crop Breeding and Applied

(16)

(17)

2. 2013 – Botani Ekstrak Biji Bahan Nabati Dalam Rangka Menunjang empat puluh tujuh juta sembilan ratus lima puluh ribu rupiah)

Tahun II. Rp. 148.000.000, 00 (Seratus empat puluh delapan juta rupiah)

Tahun III. Rp. 149.900.000, 00 (Seratus empat puluh sembilan juta sembilan ratus ribu rupiah)

Tumbuhan sumber ekstrak: B. Asiatica; Azadirachta indica, Tephrosia vogelii, Mimusoph elengi

Metanol, Aseton, Enzime

detoksifikasi, MFO, Hidrolase, Asetil kolin iodida, Glutasion S transferase, dan seperangkat bahan kimia untuk uji aktivitas enzim, serta seperangkat bahan untuk analisis genetika (Primer, mono

-Eksplorasi dan survai

-Eksperimen (Laborataorium dan Lapangan)

-Analisis biokimia: kadar protein, aktivitas enzim

-Bio assay : Uji toksisitas

-Analisis genetika resistensi

serangga terhadap insektisida

-Uji efikasi keefektifan

formula campuran ekstrak. er, Seperangkat alat ekstraksi (separator funnel, VLC (Vacuum liquid crhomatography ), dan

seperangkat peralatan uji hayati (micro syringe, labu takar, petri disc, micro pipete)

1. Efektifitas

Insektisida nabati terhadap hama Penggerek batang dan perusak daun padi

2. Mekanisme biokimia

resistensi hama Penggerek batang dan perusak daun padi terhadap insektisida 3. Alternatif

penanganan resistensi hama Penggerek batang dan perusak daun padi

4. Genetika

resistensi Hama Penggerek batang dan perusak daun padi terhadap insektisida 5. Formula

insektisida nabati berbahan

(18)

6. Paper pada IRJAS (Intl Journal Research of Agriculture and Soil Science)

2

2013-2016

Perakitan Padi Tahan Hama Wereng Coklat yang Durable: Pyramidisasi

1. Galur-galur tahan dan peka

2.

Bahan-bahan kimia untuk molekuler (isolasi DNA, primer,

I. Analisis molekuler: deteksi gen/marka molekuler yang terpaut dengan gen-gen ketahanan.

II. Persilangan tetua terpilih

III. Piramidisasi gen-gen ketahanan bersama-sama dengan gen-gen kualitas beras.

IV. Aplikasi MAS pada generasi segregasi (BC1, BC2 dst)

V. Pengujian galur VI.

I. Peralatan molekuler: DNA analisis, PCR, pinset, kaca pembesar, kuas,

mikroskop, dll III. Peralatan

molekuler:

1. Galur-galur harapan yang tahan wereng dan memiliki kualitas beras tinggi (aromatik, amilose rendah dan mutu tanak baik) untuk dimanfaatkan oleh masyarakat. 2. Hak Perlindungan Varietas Tanaman Ketahanan Padi terhadap Wereng dan Kualitas Beras melalui Aplikasi Marker Assisted

Selection (MAS) 4. Paper untuk Jurnal

(19)

Biotechnology Model Baru, Dalam Upaya Mendukung empat puluh delapan juta rupiah)

1. Tikus Rattus argentiventer 2. Peluru emposan

tikus model lama 3. Peluru emposan

tikus model Baru 4. Belerang

5. Dll.

Metode Percobaan, menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)

Menggunakan 8 Tahap rencana kerja rekayasa nilai 4. Alat simulasi

lubang tikus 8. Batre kering 9. Roda Gigi,

pemutar kipas,

10. Timbang

an elektrik

Emposan Tikus Model Baru dengan Peluru Emposan Siap pakai Padi Berbasis Teknologi Pupuk Hayati, Kompos

Jerami, Biochar

600.000.000,-  Bahan Habis (media dan kimia)

 Isolat Penambat N dan Pelarut P nonsymbiotik (Aerob/mikroaero filik)

 Isolat Penambat N anaerob

 Bakteri Endofitik

Metode experimen Peralatan Laboratorium untuk analisis mikroba/biologi dan analisis kimia, Perlatan Pembuatan kompos dan Biochar,

Peralatan untuk perbanyakan

1. Rancang Bangun Pemulihan

Kesehatan Lahan sawah

2. Rancang bangun teknologi

(20)

dan Teknologi

Hemat Air

(IPAT-BO)

 Isolat Bakteri penghasil

 Kompos Jerami

 Biochar dari Sekam dan bahan lainnya

 varietas Padi

 bahan-bahan lainnya untuk mengendalikan hama dan penyakit

Azolla, Peralatan lapangan dan lain-lainya

air,

3. Formulasi Kompos

Beragen Hayati untuk

Ekosistem Sawah 4. Formulasi

konsorsium pupuk Hayati Ekosistem Lahan sawah 5. Formulasi

Konsorsium Dekomposer Beragen Hayati 6. Formulasi Biochar

untuk Lahan sawah

7. Pupuk Organik berbasis Azolla dan pupuk hayati

2013

Sebaran, Intensitas hama dan penyakit pada tanaman padi genjah hasil perakitan

(21)

genjah hasil perakitan 2013

(Ichsan Nurul Bari, S.P., M.Si.)

Perancangan Konsep Pengendalian Hama Terpadu untuk

Mengendalikan Hama

Rodensial di Gudang Beras

Rp

28.500.000

Draft konsep penerapan PHT tikus dan mencit pada gudang pertanian (SOP)

Focus Group Discussion (FGD)

kuestioner

• Rumusan konsep penerapan PHT tikus dan mencit pada gudang Beras.

(22)

IX. Daftar Pustaka

Balai besar padi. 2010. Deskripsi padi INPARI 13. Diakses dari http://www.bbpadi.go.id

Rachmat, R, R. Tahrir, and M. Gummert. 2006. The empirical relationship between price and quality of rice market level in west java. Indonesian Journal of Agricultural Science 7(1) : 27 – 33.

Sudana, Wayan. 2010. Respon Terhadap Kebijakan IP Padi 400: Pola Penelitian vs Pola Tanam Petani. Analisis Kebijakan Pertanian. Volume 8 No. 2, Juni 2010: 103-117.