Produksi eksperimental hibrida interspesifik

DAN PRAKTIK AGRONOMI

BAGIAN 5. BAGIAN 5. HIBRIDISASI DAN INTROGRESI

5.2. Produksi eksperimental hibrida interspesifik

Gen lain yang berguna dari spesies liar seperti Xa21, Xa23, dan Xa38 untuk ketahanan terhadap BB telah diintrogresi ke dalam padi.

Xa21 memiliki spektrum resistensi yang luas dan telah membentuk piramida bersama dengan gen resistensi BB lainnya (Singh et al., 2001). Banyak varietas telah dilepaskan melalui seleksi berbantuan penanda (MAS) menggunakan Xa21 dan gen bertumpuk lainnya. Gen toleransi terhadap tungro dan toleransi terhadap kondisi tanah sulfat masam telah ditransfer dari O. rufipogon ke dalam kultivar padi indica (Tabel 9).

namun kemampuan lintasnya sangat rendah (0,25-0,90%). Data mengenai rendahnya kemampuan persilangan antara persilangan padi terkendali dan spesies liar yang berkerabat jauh mendukung kurangnya laporan mengenai hibrida pada kondisi lapangan alami.

Rendahnya kemampuan persilangan dan hambatan lainnya mungkin menjadi alasan mengapa tidak ada hibrida alami antara padi dan spesies liar, kecuali spesies genom AA.

dan O. glaberrima masing-masing untuk ketahanan terhadap BB.

Galur pemuliaan lanjutan yang membawa gen-gen ini telah dikembangkan dan salah satu galur (PR127) yang membawa xa45(t) telah dilepaskan untuk budidaya komersial. Selain itu, banyak garis introgresi yang menyimpan variasi sifat komponen hasil dari lima spesies liar berbeda dengan genom AA telah dikembangkan (Bhatia et al., 2017). Beras Afrika (O. glaberrima) telah digunakan secara luas oleh Pusat Padi Afrika dan sejumlah varietas padi indica “NERICA” telah dilepaskan dengan gen yang diintrogresi untuk pertumbuhan awal, kemampuan bersaing gulma, dan toleransi terhadap cekaman biotik dan abiotik.

Baru-baru ini, di Universitas Pertanian Punjab, India, Xa38 dan xa45(t) telah diidentifikasi dari O. nivara

Sejumlah gen untuk beberapa sifat agronomi, ketahanan terhadap wereng coklat (BPH), ketahanan terhadap hawar bakteri (BB), dan ketahanan terhadap ledakan, telah diintrogresi dari spesies liar di Kompleks sativa ke dalam padi budidaya dan varietas unggul telah dilepaskan untuk budidaya komersial ( Brar dan Khush, 1997, 2018; Tabel 9). Contoh klasiknya adalah introgresi gen resistensi virus kerdil rumput dari O. nivara ke varietas padi yang dibudidayakan (Khush, 1977), dan transfer sumber sitoplasma jantan steril (CMS) dari padi liar, O. sativa f spontanea (Lin dan Yuan, 1980).

Meskipun rekombinasi terbatas antara kromosom padi dan spesies liar seperti O. officinalis, O. minuta, O. latifolia, O. australiensis, dan O. grandiglumis dari Kompleks officinalis , beberapa gen yang tahan terhadap BPH, BB, blast, dan whitebacked wereng (WBPH) telah berhasil diintrogresi ke dalam padi (Tabel 9). Beberapa varietas juga telah dilepas secara komersial.

REVISI DOKUMEN KONSENSUS BIOLOGI PADI (ORYZA SATIVA L.)

Tidak diklasifikasikan

Gen/QTL

Sumber: Khush dan Brar (2017).

genom Spesies Liar (donor)

Sifat ditransfer ke O. sativa (AA)

Tabel 9. Introgresi gen dari spesies Oryza liar ke dalam padi budidaya

Introgresi dari spesies genom CC: Beberapa garis introgresi telah dihasilkan dari persilangan O. sativa

dan O. officinalis (Jena dan Khush, 1990). Gen-gen ketahanan terhadap BPH, misalnya Bph10, bph11,

bph12, dan Bph18, serta dua gen QTL, qBph1, qBph2, dan Xa29(t) untuk ketahanan terhadap BB telah

diintrogresi ke dalam keturunannya. Empat galur pembiakan telah dilepas sebagai varietas (MTL95, MTL98, MTL103, dan MTL110) untuk budidaya komersial di Delta Mekong, Vietnam.

Tidak dikenal

A A

A A CC A A

Tidak dikenal

A A A A

Tidak dikenal O.officinalis

O.minuta

O. sativa f spontanea O.

perennis O.

glumaepatula O.

rufipogon O.

glaberrima O.

rufipogon O.

glaberrima O.

rufipogon O.

glaberrima O.

rufipogon O.

nivara O.

grandiglumis O.

glaberrima O.

rufipogon Tidak dikenal

O. brachyantha O.

glaberrima O.

rufipogon O.

nivara O.

glumaepatula O. barthii Ketahanan terhadap pertumbuhan rumput

Ketahanan terhadap penyakit hawar bakteri

Lokus peningkat hasil (alel spesies liar)

Bph20, BPH21

A A A A

Tidak dikenal O.officinalis

Tidak dikenal O.latifolia

O.latifolia

Toleransi Tungro

Xa45(t) tidak diketahui

Gagal liar (WA)

Kehati-hatian, toleransi stres, kemampuan bersaing gulma

A A Pi9

Toleransi terhadap kekurangan fosfor

Tidak dikenal

A A A A

A A Bph34

bph11,bph12, Bph14,Bph15 CC

A A Tidak dikenal

BBCC

QTL O. longistaminata O.

rufipogon O.

nivara

O.latifolia

QTL

A A A A

Tidak dikenal

A A Bph13

A A

Resistensi wereng coklat (BPH).

Tidak dikenal

Tidak dikenal O.australiensis

O.officinalis

Tidak dikenal

CCDD Tidak dikenal

QTL Resistensi wereng punggung putih (WBPH).

Xa27

Toleransi terhadap toksisitas aluminium

A A Tidak dikenal

Pi40

A A CCDD

CCDD Bph10, Bph18

A A

Tidak dikenal Kemandulan pria sitoplasma (CMS)

Tidak dikenal

A A

Toleransi terhadap kondisi asam

Tidak dikenal

A A

A A EE

Bph35

A A Wbph7(t), Wbph8(t)

A A

CCDD

QTL Xa38

Tidak dikenal O. eichingeri O.

minuta

Xa21

Tidak dikenal O.australiensis

Toleransi terhadap toksisitas zat besi

Tidak dikenal O.nivara

Tidak dikenal

Peningkatan kemampuan pemanjangan

A A O.minuta

BBCC Xa23

QTL Xa 29(t)

Ciri-ciri yang berhubungan dengan kekeringan

A A Resistensi terhadap ledakan

A A O. australiensis O.

rufipogon O.

nivara

BBCC

A A A A

5.3.2. Introgresi dari padi budidaya menjadi padi liar pada kondisi lahan alami 5.3.1. Aliran gen dari padi budidaya ke padi liar di lahan percobaan

kondisi

dan Bph21) untuk ketahanan terhadap BPH telah diintrogresi dari O. minuta ke dalam padi.

Introgresi dari spesies genom CCDD: Investigasi sebelumnya telah mengembangkan hibrida antara padi dan O. latifolia (CCDD) (Sitch, 1990; Brar, Elloran dan Khush, 1991). Beberapa garis introgresi yang berasal dari persilangan ini telah dievaluasi untuk introgresi sifat-sifat yang berguna (Multani et al., 2003).

Sepuluh alozim O. latifolia, seperti Est5, Amp1, Pgi1, Mdh3, Pgi2. Amp3, Pgd2, Est9, Amp2, dan Sdh1, terletak pada 8 dari 12 kromosom yang diamati pada garis introgresi. Introgresi alien juga terdeteksi untuk ciri-ciri morfologi seperti tenda panjang, telinga, lambung hitam, kepala putik ungu, dan apiculus.

Gen ketahanan terhadap BB, BPH, dan WBPH telah diintrogresi ke dalam galur pemuliaan elit dari O. latifolia. Lokus peningkat hasil pada populasi yang berasal dari persilangan kultivar japonica Hwaseongbyeo × O. grandiglumis (CCDD) telah diidentifikasi.

Dari 39 QTL, O. grandiglumis

Di bawah kondisi percobaan di lapangan, aliran gen dari padi budidaya (O. sativa) ke padi liar (O. rufipogon) dikonfirmasi menggunakan penanda simple sequence repeat (SSR) khusus untuk padi budidaya (Song et al., 2003).

menyumbangkan alel yang diinginkan di 18 QTL.

Dari 23.776 bibit O. rufipogon, 294 diantaranya diidentifikasi sebagai hibrida interspesifik antara O. sativa

Introgresi dari spesies genom EE: Hibrida antara padi yang dibudidayakan dan spesies genom EE O. australiensis telah dihasilkan (Multani et al., 1994). Dari 600 keturunan BC2F4 , empat diantaranya resisten terhadap BPH. Introgresi diamati untuk sifat-sifat morfologi seperti tenda panjang dan awal serta alozim Amp3 dan Est2. Resistensi terhadap BPH ditemukan berada di bawah kendali resesif monogenik pada dua keturunan dan gen dominan membawa resistensi pada dua keturunan lainnya. Gen dominan pada salah satu keturunan yang ditetapkan sebagai Bph10 memberikan resistensi terhadap tiga biotipe BPH di Filipina.

Marker RG457 mendeteksi introgresi dari O. australiensis. Ko-segregasi reaksi BPH dan penanda molekuler menunjukkan gen resistensi BPH bertaut dengan RG457, dengan jarak 3,68 cM (Ishii et al., 1994).

dan O.rufipogon. Frekuensi aliran gen menurun secara signifikan seiring dengan semakin jauhnya jarak dari sumber serbuk sari pada padi yang dibudidayakan. Jarak maksimum aliran gen yang diamati adalah 43,2 m.

Introgresi terdeteksi pada dua gen lain dari O. australiensis: Bph18 untuk ketahanan terhadap BPH dan gen utama Pi40 (t) untuk ketahanan terhadap ledakan.

Introgresi dari spesies genom FF: Hibrida antara padi budidaya dan spesies genom FF O. brachyantha telah dihasilkan dan diperoleh 149 progeni persilangan balik. Introgresi diperoleh untuk ketahanan terhadap penyakit hawar bakteri Filipina ras 1, 4, dan 6 (Brar et al., 1996). Transfer gen pada garis introgresi tidak dikaitkan dengan sifat-sifat yang tidak diinginkan dari O.

brachyantha.

Dalam kondisi alamiah di lapangan, aliran gen juga terjadi dari padi budidaya ke populasi padi liar.

Introgresi dari spesies genom BBCC: Hibrida interspesifik telah dihasilkan antara O. sativa dan spesies liar tetraploid O. minuta (BBCC). Garis introgresi tingkat lanjut diproduksi dengan menggunakan penyelamatan embrio hibrida F1 diikuti dengan persilangan balik dengan induk O. sativa (Brar et al., 1996). Gen ketahanan terhadap BB dan ledakan telah diintrogresi ke dalam padi. Gen tahan ledakan (Pi9) mempunyai spektrum ketahanan yang luas dan telah digunakan dalam program pemuliaan di India. Dua gen (Bph20

Introgresi dari spesies genom KKLL: Untuk memperkenalkan toleransi garam pada padi budidaya, hibrida antara padi budidaya dan O. coarctata Roxb (genom KKLL) diproduksi dengan metode penyelamatan embrio (Jena, 1994). Meskipun tingkat toleransi terhadap garam belum dievaluasi, tanaman hibrida yang layak menunjukkan sifat triploid dan memiliki beberapa ciri fenotipik yang menyerupai O. coarctata.

Di Thailand, 7 dari 13 populasi padi liar ditemukan memiliki gen ketan yang spesifik untuk padi budidaya

REVISI DOKUMEN KONSENSUS BIOLOGI PADI (ORYZA SATIVA L.)

Tidak diklasifikasikan

Dalam dokumen Revisi Dokumen Konsensus Biologi Padi (Oryza sativa L.) (Halaman 41-44)