Karakter Vegetatif Dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi Toleran Aluminium

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. Screening of 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.

Key words: Acid soil, Aluminum tolerant, rice mutant

1

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
jam. Kecambah yang telah mendapat cekaman
Al, lalu dilakukan pemulihan dalam larutan
hara minimum pH 4 selama 48 jam. Selama
perlakuan larutan hara diberi aerasi dan
tanaman ditempatkan pada ruang tumbuh
(growth chamber) pada suhu ruang dengan

1

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
jam. Kecambah yang telah mendapat cekaman
Al, lalu dilakukan pemulihan dalam larutan
hara minimum pH 4 selama 48 jam. Selama
perlakuan larutan hara diberi aerasi dan
tanaman ditempatkan pada ruang tumbuh
(growth chamber) pada suhu ruang dengan

2

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.

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).

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

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
Tinggi tanaman. Tinggi tanaman IR64
kontrol dan mutan tidak berbeda. Hal ini
menunjukkan secara umum Al yang
terkandung dalam tanah masam PMK tidak
mempengaruhi tinggi tanaman sehingga
tanaman IR64 kontrol dan padi mutan M2
toleran Al berkembang dengan baik. Tinggi
tanaman IR64 kontrol dan mutan padi berkisar
76,4 cm sampai 81,3 cm. Pertumbuhan tinggi
tanaman mutan
nomor 11-20-12 yang
ditanam pada tanah masam PMK lebih cepat
mengalami fase stasioner. Tinggi tanaman
nomor 11-20-12 mulai mengalami fase
stasioner sejak minggu ke-8, sedangkan pada
IR64 kontrol dan tiga nomor mutan lainnya,
tinggi tanaman tidak bertambah lagi setelah
minggu ke-10 sampai panen. Mutan nomor 112-4 mengalami pertumbuhan tinggi yang
kurang stabil. Mutan nomor 11-20-8
mengalami penambahan tinggi yang naik
turun. Hal tersebut terjadi pada minggu ke 2 –
6 (Gambar 2).

2

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.

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).

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

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
Tinggi tanaman. Tinggi tanaman IR64
kontrol dan mutan tidak berbeda. Hal ini
menunjukkan secara umum Al yang
terkandung dalam tanah masam PMK tidak
mempengaruhi tinggi tanaman sehingga
tanaman IR64 kontrol dan padi mutan M2
toleran Al berkembang dengan baik. Tinggi
tanaman IR64 kontrol dan mutan padi berkisar
76,4 cm sampai 81,3 cm. Pertumbuhan tinggi
tanaman mutan
nomor 11-20-12 yang
ditanam pada tanah masam PMK lebih cepat
mengalami fase stasioner. Tinggi tanaman
nomor 11-20-12 mulai mengalami fase
stasioner sejak minggu ke-8, sedangkan pada
IR64 kontrol dan tiga nomor mutan lainnya,
tinggi tanaman tidak bertambah lagi setelah
minggu ke-10 sampai panen. Mutan nomor 112-4 mengalami pertumbuhan tinggi yang
kurang stabil. Mutan nomor 11-20-8
mengalami penambahan tinggi yang naik
turun. Hal tersebut terjadi pada minggu ke 2 –
6 (Gambar 2).

3

80

Tinggi tanaman (cm)

70
60
50
40
30
20
10
0
0

2

4

6

8

10

12

Minggu ke-

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).

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 ke10 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.
10
9
8

Jumlah anakan

90

7
6
5
4
3
2
1

Rata-rata panjang ruas ( cm)

25
0
0
20

2

4

6

8

10

12

Minggu ke-

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

15

10

5

0
0

2

4

6

8

Ruas ke-

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

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).

4

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

20.26

16.53
15

10

5

1-12-4

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

Mutan Nomor

23

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).
30

15

7

7

8
6

5
0
Kontrol

1-12-4

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

Mutan Nomor

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 112-4 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 112-4 memiliki umur panen yang lebih
panjang, yaitu 132-163 hari.

Panjang daun bendera (cm)

Jumlah anakan produktif

20.70

0

20

10

20.16

20.08
20

Kontrol

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).
25

25

Rata-rata panjang malai ( cm )

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

25

23.23

23.22

24.26

25.18

20.71
20
15
10
5
0
Kontrol

1-12-4

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

Mutan Nomor

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

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 4732-4 memiliki bobot isi per rumpun terendah
(2,50 g). Padi mutan nomor 11-20-8 dan 1120-12 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 1120-12 (minggu ke-8) dan memperlambat
tinggi tanaman IR64 kontrol serta padi mutan
lainnya mencapai fase stasioner di minggu ke10 (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).
Konsentrasi Al yang tinggi (10,96 me/100
g) dalam tanah menyebabkan jumlah anakan
produktif berkurang, kecuali pada tanaman

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 112-4 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 1-124-183, selain uji RRG untuk lebih memastikan
bahwa padi tersebut benar-benar toleran Al.

DAFTAR PUSTAKA
Alam SN, Naqvi SSM, Ansari R. 1999.
Impact of soil pH on nutrients uptake by
crop plants. Di dalam: Pessarakli M,
editor. Handbook of Plant and Crop

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 112-4 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 1-124-183, selain uji RRG untuk lebih memastikan
bahwa padi tersebut benar-benar toleran Al.

DAFTAR PUSTAKA
Alam SN, Naqvi SSM, Ansari R. 1999.
Impact of soil pH on nutrients uptake by
crop plants. Di dalam: Pessarakli M,
editor. Handbook of Plant and Crop

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN
PADI TOLERAN ALUMINIUM

MALA SETIAWATI

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

7

Stress. Ed ke-2. New York: Marcel
Dekker Inc.
Anas, Yoshida T. 2000. Screening of Altolerant 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):707.
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
30(2):39-44.

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN
PADI TOLERAN ALUMINIUM

MALA SETIAWATI

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

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. Screening of 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.

Key words: Acid soil, Aluminum tolerant, rice mutant

KARAKTER VEGETATIF DAN REPRODUKTIF TANAMAN MUTAN
PADI TOLERAN ALUMINIUM

MALA SETIAWATI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

Judul penelitian
Nama
NRP

: Karakter Vegetatif dan Reproduktif Tanaman Mutan Padi
Toleran Aluminium
: Mala Setiawati
: G34063441

Disetujui,
Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Ir. Miftahudin, M.Si.
NIP. 19620419 198903 1 001

Dr. Ir. Tatik Chikmawati, M.Si.
NIP. 19640306 199002 2 001

Diketahui,
Kepala Departemen Biologi

Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si.
NIP.19641002 198903 1 002

Tanggal Lulus :

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

Mala Setiawati

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.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif dalam organisasi intern biologi, yaitu
Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) divisi Observasi Wahana Alam (OWA) dan masih
aktif sampai saat ini. Penulis melakukan Studi Lapang pada tahun 2008 mengenai Keragaman
Mikroalga di Danau Taman Wisata Alam (TWA) Situ Gunung-Sukabumi. Penulis melakukan
Praktik Lapang pada tahun 2009 mengenai Budidaya Sayuran Organik di Serikat Petani Indonesia
(SPI). Penulis pernah menjadi asisten praktikum Biologi Dasar, Anatomi Tumbuhan, dan Fisiologi
Tumbuhan pada tahun ajaran 2009/2010.

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
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................... 6

viii

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