Studi Kekerabatan dan Morfologi Padi Lokal Adan Hasil Mutasi Sinar Gamma

STUDI KEKERABATAN DAN MORFOLOGI PADI LOKAL
ADAN HASIL MUTASI SINAR GAMMA

RISKY WULANSARI

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Studi Kekerabatan dan
Morfologi Padi Lokal Adan Hasil Mutasi Sinar Gamma adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dari Departemen Biokimia dan
pembimbing dari Laboratorium Biologi Molekuler, Balai Besar Penelitian dan
Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian yang belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Risky Wulansari
NIM G84090031

ABSTRAK
RISKY WULANSARI. Studi Keragaman dan Morfologi Padi Lokal Adan Hasil
Mutasi Sinar Gamma. Dibimbing oleh POPI ASRI KURNIATIN dan JOKO
PRASETIYONO.
Padi Adan merupakan varian padi yang tumbuh di daerah dataran tinggi
pedalaman Kalimantan Timur yang hanya dapat sekali panen setiap tahun. Mutasi
dengan iradiasi sinar gamma pada padi Adan ini dapat membuat umurnya lebih
cepat membuat umurnya lebih cepat agar produktivitas beras Adan ini dapat
ditingkatkan. Analisis molekuler dan morfologi padi Adan hasil mutasi belum
dilakukan. Analisis tersebut perlu dilakukan untuk membandingkan perbedaan
antara padi Adan tetua dengan padi Adan hasil mutasi. Penelitian ini bertujuan
menunjukkan kekerabatan atau keimiripan padi Adan tetua dengan padi Adan
mutan menggunakan marka mikrosatelit atau SSR. Dendogram hasil analisis

molekuler SSR tersebut menunjukkan bahwa padi Adan tetua dengan padi Adan
hasil mutasi (BMA 1-9) berada dalam satu kelompok besar dengan koefisien
kemiripan sebesar 58%. Padi hasil mutasi yang paling mirip dengan tetua ialah
pada kelompok BMA 3 dan BMA 9. Mutasi dengan sinar gamma memperpendek
umur berbunga dan meningkatkan jumlah anakan produktif sampai 96%. Mutasi
sinar gamma juga memperpendek tinggi padi mutan sampai 20%, mengurangi
jumlah anakan total padi mutan sampai 44%, dan mengurangi jumlah daun
menguning padi mutan sampai 66%.
Kata kunci: padi Adan, mikrosatelit (SSR), koefisien kemiripan

ABSTRACT
RISKY WULANSARI. Study Genetic Diversity and Morphology Local Adan
Rice Product of Gamma Rays Mutation. Supervised by POPI ASRI KURNIATIN
and JOKO PRASETIYONO.
Adan rice is a variety of rice grown in the highlands of East Kalimantan with
only once harvest every year. Mutation by gamma rays on this Adan rice make its
age of ripening more early in order to increase its productivity. Analysis of
molecular and morphological from Adan rice mutant has not been done before.
That analysis needs to be conducted to compare the differences between wildtype
of rice and mutant Adan rice. This research aimed at showed diversity or

similarity of wildtype Adan rice and mutant Adan rice used microsatellite or SSR
markers. The dendogram obtained from molecular analysis SSR showed that
wildtype Adan rice and mutant Adan rice (BMA 1-9) are located in same large
group with 58% similarity coefficient. Mutant rice is similar to the wildtype in the
BMA 3 and BMA 9 groups. Mutations with gamma rays shortened on flowering
and increased the number of productive tillers to 96%. Mutations of gamma rays
also shortened the height of rice mutants until 20%, reduced the total number of
tillers from mutant rice until 44%, and reduced the number of leaf yellowing
mutant rice until 66%.
Keywords: Adan rice, microsatellite (SSR), similarity coefficient

STUDI KEKERABATAN DAN MORFOLOGI PADI LOKAL
ADAN HASIL MUTASI SINAR GAMMA

RISKY WULANSARI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada

Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Studi Kekerabatan dan Morfologi Padi Lokal Adan Hasil Mutasi
Sinar Gamma
Nama
: Risky Wulansari
NIM
: G84090031

Disetujui oleh

Popi Asri Kurniatin, SSi Apt MSi
Pembimbing I

Dr Joko Prasetiyono
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir I Made Artika, MApp Sc
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur kepada kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya
ilmiah yang berjudul Studi Kekerabatan dan Morfologi Padi Lokal Adan Hasil
Mutasi Sinar Gamma disusun agar memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan program S1 yang tengah penulis laksanakan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada ibu Popi Asri Kurniatin, SApt
MSi selaku pembimbing utama yang telah memberikan waktu dan sarannya.
Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada Dr Joko Prasetiyono sebagai
pembimbing kedua atas pengarahan dan bimbingan selama penelitian. Tidak lupa

penulis berterima kasih kepada staf, teknisi, dan mahasiswa praktik lapang
maupun mahasiswa yang sedang melaksanakan penelitian di Laboratorium
Biologi Molekuler, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan
Sumber Daya Genetik Pertanian yang membantu selama penelitian. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada orang tua, saudara, dan seluruh keluarga
atas segala doa, dukungan, dan kasih sayangnya. Penulis menyadari masih banyak
kekurangan dalam karya ilmiah ini. Akhir kata penulis berharap tulisan ini dapat
berguna bagi penulis maupun semua pihak demi kemajuan ilmu pengetahuan.

Bogor, Februari 2014
Risky Wulansari

DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

METODE

2

Alat

2

Bahan

2

Metode Penelitian

3

HASIL

5

PEMBAHASAN

10

SIMPULAN

15

DAFTAR PUSTAKA

16

LAMPIRAN

17

RIWAYAT HIDUP

25

DAFTAR GAMBAR
1 DNA padi Adan hasil isolasi

5

2 Dendogram hasil PCR-SSR

6

3 Tinggi tanaman selama tiga bulan.

7

4 Jumlah anakan total selama tiga bulan

7

5 Jumlah anakan produktif selama tiga bulan

8

6 Jumlah daun menguning selama tiga bulan

8

7 Rata-rata umur berbunga tanaman padi Adan

9

8 Padi Adan tetua dan beberapa padi Adan hasil mutasi (mutan)

9

DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian

18

2 Hasil pengukuran kuantitatif DNA dengan spektrofotometer

19

3 Pembagian kelompok Bulked Mutant Analysis (BMA)

20

4 Hasil skoring elektroforegram PCR-SSR

21

5 Hasil amplifikasi DNA dengan marka mikrosatelit (SSR)

24

PENDAHULUAN
Padi merupakan tanaman utama penghasil beras. Beras masih menjadi
komoditas yang sangat penting bagi negara-negara di kawasan Asia Timur. Tidak
kurang dari 90% produksi beras dunia dihasilkan oleh negara-negara di Asia dan
salah satu negara penghasil beras ialah Indonesia (Sidik 2007). Varietas unggul
padi sawah merupakan kunci keberhasilan peningkatan produksi padi di Indonesia.
Upaya perakitan varietas padi di Indonesia ditujukan untuk menciptakan varietas
yang berdaya hasil tinggi dan sesuai dengan kondisi ekosistem, sosial, budaya,
serta minat masyarakat. Sejalan dengan berkembangnya kondisi sosial ekonomi
masyarakat, permintaan akan tipe varietas yang dihasilkan juga berbeda-beda
(Susanto et al. 2003).
Program pengembangan varietas unggul padi sawah sampai tahun 1970-an
lebih ditekankan pada perbaikan varietas lokal, terutama untuk memperpendek
umur tanaman, sehingga dalam satu tahun dapat dilakukan panen dua sampai tiga
kali. Salah satu varietas lokal yang digunakan untuk program pengembangan ialah
padi lokal Adan. Padi lokal Adan merupakan padi yang ditanam oleh suku Dayak
dari pedalaman Kalimantan di kecamatan Krayan, kabupaten Nunukan, provinsi
Kalimantan Timur (Susanto et al. 2003).
Beras organik Adan merupakan salah satu jenis beras cukup eksotik dan
disukai oleh penduduk Malaysia maupun Brunei Darussalam. Beras ini dapat
dijual dengan harga yang tinggi di negara-negara tersebut, namun demikian petani
belum memperoleh manfaat optimal dari komoditas padi tersebut. Petani masih
terkendala dalam upaya peningkatan produktivitas padi karena belum dilakukan
pemurnian dan perbaikan varietas untuk mendapatkan tanaman berproduktivitas
tinggi. Hal ini dapat terjadi karena padi Adan merupakan jenis padi yang berumur
panjang sehingga padi Adan ini hanya dapat dipanen satu kali dalam satu
tahunnya (Balitbang Pertanian 2012). Oleh karena itu, program pemuliaan
terhadap padi Adan melalui mutasi menggunakan iradiasi sinar gamma dilakukan
agar masa panen padi tersebut dapat dipercepat dan mencukupi kebutuhan
konsumsi beras Adan serta meningkatkan pendapatan petani padi Adan. Proses
pemuliaan padi dengan mutasi buatan ini dapat memperpendek umur tanaman
padi (Ismachin 1999).
Hasil mutasi dari padi lokal Adan belum dilakukan analisis molekuler
maupun morfologinya. Analisis tersebut perlu dilakukan untuk membandingkan
perbedaan antara padi Adan tetua dengan padi Adan hasil mutasi. Analisis
morfologi tanaman biasanya dilakukan dengan cara pengamatan langsung
terhadap fenotipe yang memang lebih mudah dan efisien, tetapi karakter
morfologi sangat dipengaruhi lingkungan sehingga sering mempengaruhi fenotipe
tanaman. Oleh sebab itu, diperlukan suatu analisis molekuler untuk mendukung
data-data lapang atau data-data hasil analisis secara morfologi. Analisis molekuler
padi hasil mutasi dapat dilakukan menggunakan marka molekuler. Penggunaan
marka molekuler memiliki beberapa keuntungan dalam membantu pemuliaan,
karena dapat digunakan untuk analisis pautan dan pemetaan genetik, identifikasi
genotipe, serta menduga keragaman genetik dan kekerabatan inter dan antar
spesies atau varietas dan juga dapat membantu menjelaskan filogenetiknya
(Kurniasih 2012). Salah satu marka molekuler yang sering digunakan ialah marka

2
mikrosatelit atau Simple Sequence Repeats (SSR). Mikrosatelit atau Simple
Sequence Repeats (SSR) merupakan salah satu penanda genetik molekuler yang
didasarkan pada urutan DNA pendek yang tiap unit ulangannya terdiri dari satu
sampai enam nukleotida (Treuren 2000). Mikrosatelit bisa digunakan untuk
membandingkan genotipe dari individu yang mempunyai hubungan kekerabatan
yang dekat (Crouch et al. 1998).
Penelitian ini bertujuan menunjukkan kekerabatan atau kemiripan padi
Adan hasil mutasi (mutan) dengan padi Adan yang tidak dimutasi (tetua)
menggunakan marka mikrosatelit atau SSR. Selain itu, penelitian ini juga
bertujuan membandingkan aspek morfologi padi Adan hasil mutasi dan padi Adan
yang tidak dimutasi. Padi Adan tetua dan padi Adan hasil mutasi memiliki
perbedaan secara fisik maupun molekuler. Hasil penelitian diharapkan dapat
memberikan informasi ilmiah mengenai perbedaan padi Adan mutan dengan tetua
asli.

METODE
Alat
Alat yang digunakan untuk isolasi DNA padi antara lain pipet mikro, tip,
tabung mikro, rak tabung mikro, waterbath, sentrifus, dan sumpit. Alat yang
digunakan untuk uji kuantitas DNA ialah spektrofotometer. Alat yang digunakan
untuk amplifikasi DNA ialah polymerase chain reaction (PCR) thermocycler MJ
Research Inc. PCT-100 dan 96-plate PCR. Alat yang digunakan untuk
elektroforesis antara lain neraca analitik Denver Instrument AA-250, microwave,
apparatus elektroforesis horisontal, apparatus elektroforesis vertikal, penggoyang
Barnstead Thermolyne, gel documentation system Bio-Rad, gelas ukur, stirer, dan
Chemidoc.

Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain 109 tanaman
padi Adan hasil mutasi generasi M3, DNA padi Nipponbare, DNA padi IR64,
primer PCR, ddH2O, Tris Base, EDTA, Boric Acid, HCl, NaCl, NaOH, formamide,
bromophenol blue, nitrogen cair, bufer SDS, Na-disulfit, kloroform, isoamil
alkohol, bufer PCR, MgCl2, primer SSR, Taq DNA Polimerase IRRI dan RBC,
GC-rich, bufer TBE, akrilamid, bis-akrilamid, alkohol teknis, tissue kimwipe,
alumunium foil, dan parafilm. Primer PCR yang digunakan ialah RM 7601, RM
127, RM 349, RM 1362, RM 230, RM 177, RM 592, RM 317, RM 565, RM
233B, RM 20A, RM 147, RM 413, RM 544, RM 211, RM 405, RM 310, RM 447,
RM 408, RM 209, RM 277, RM 337, RM 149, RM 567, RM 210, RM 152, RM
53, RM 279, RM 106, dan RM 154. Tanaman mutan padi Adan (Oryza sativa)
generasi M3 diisolasi bagian daun mudanya. Tanaman tersebut berasal dari
tanaman M2 yang paling cepat umur berbunganya di Muara yang ditanam pada
bulan Desember 2011 sampai bulan April 2012. Mutasi awal sendiri diperoleh

3
melalui irradiasi sinar gamma pada tanaman tetua padi Adan. Tanaman mutan M3
ditanam dan dipelihara di BB-BIOGEN.
Metode Penelitian
Penelitian diawali dengan penanaman padi Adan tetua dan padi adan hasil
mutasi (mutan) Padi Adan tetua dan mutan keduanya dianalisis secara molekuler
dan morfologinya. Analisis molekuler dimuai dengan isolasi daun muda padi
Adan tetua dan mutan. Sampel DNA padi hasil isolasi dikelompokkan
menggunakan metode BMA (Bulk Mutant Analysis). Secara umum, kelompoknya
dibagi ke dalam pool padi yang dimutasi dan pool padi tetua. Metode BMA
merupakan salah satu pendekatan yang dapat diterapkan untuk menyederhanakan
dan mempercepat pemetaan sifat sederhana dengan menggunakan marka
molekuler. BMA terbukti menjadi metode yang cepat dan informatif untuk
identifikasi keragaman genetik menggunakan marka molekuler. Penggunaan
metode ini membuat kemudahan dalam analisis dua sifat yang berbeda pada
tanaman (Ignjatovic-Micic et al. 2006). BMA pada penelitian ini hanya digunakan
untuk memudahkan analisis agar tidak terlalu banyak sampel DNA yang harus
diamplifikasi sehingga proses analisisnya akan berjalan lebih cepat. Setelah itu
dilakukan proses PCR-SSR yang hasinya akan dielektroforesis dengan gel
poliakrilamida. Hasil elektroforesis diperoleh suatu elektroforegram yang akan
dianilisis lebih lanjut dan menghasilkan suatu dendogram.
Analisis Molekuler
Isolasi DNA (Dellaporta et al. 1983). Isolasi DNA dilakukan pada daun
tanaman padi Adan sebanyak 109 sampel dengan menggunakan bufer SDS. Bufer
ekstraksi Miniprep. Bufer ekstraksi yang telah dibuat ditambahkan dengan Nadisulfit 0.38 gram/100 mL dan dipanaskan pada suhu 65oC. Tabung tabung mikro
yang digunakan diberi label. Rak tabung mikro dimasukkan ke dalam kotak
styrofoam dan digenangi dengan larutan nitrogen cair. Daun padi muda
dimasukkan ke dalam tabung mikro, tabung mikro kemudian diletakkan dalam rak
styrofoam yang telah terendam larutan nitrogen cair. Daun kemudian digerus
hingga menjadi serbuk halus.
Bufer ekstraksi ditambahkan sebanyak 700 μL ke dalam tabung mikro.
Campuran diinkubasi pada suhu 65oC selama 20 menit, dan tabung mikro dibolakbalik setiap sepuluh menit untuk mencampurkan suspensi. Larutan kloroform
isoamil-alkohol atau cisam (24:1) ditambahkan ke dalam tabung mikro sebanyak
700 μL, campuran didiamkan selama 15 menit. Campuran disentrifugasi pada
12000 rpm selama 15 menit. Fase cair paling atas dipindahkan ke tabung mikro
baru sebanyak 600 μL. Etanol absolut ditambahkan ke dalam cairan DNA
sebanyak dua kali volume cairan. Campuran disentrifugasi pada 12000 rpm
selama 10 menit. Supernatan dibuang, pelet dicuci dengan etanol 70% dingin
sebanyak 200 μL. Pelet dikeringkan pada suhu ruang selama semalam. Pelet
diresuspensi dengan ddH2O 100 μL.
Uji Kualitas dan Kuantitas DNA (Sambrook & Russel 1989). Kualitas
dan kuantitas DNA yang telah diisolasi diuji dengan menggunakan
spektrofotometer dan elektroforesis. Bufer ddH2O digunakan sebagai blanko
spektrofotometer. Sebanyak 2 μL larutan DNA dilarutkan dalam 200 μL ddH2O.

4
Absorbansi diukur pada panjang gelombang 280 nm dan 260 nm. DNA juga
dielektroforesis pada gel agarosa 1% pada 120 volt selama 60 menit dan
divisualisasi menggunakan EtBr.
Bulked Mutant Analysis (BMA) (Michelmore et al. 1991). Sebanyak 109
sampel DNA padi yang telah diisolasi dikelompokkan menjadi 10 kelompok (Padi
Adan tetua, BMA1, BMA 2, BMA 3, BMA 4, BMA 5, BMA 6, BMA 7, BMA 8,
BMA 9), dari masing-masing sampel diambil 20 μL DNA dan digabungkan sesuai
dengan kelompoknya. Sampel DNA yang telah digabungkan ini digunakan pada
tahap-tahap selanjutnya, yaitu proses PCR-SSR.
Marka Molekuler SSR. Reaksi PCR-SSR dilakukan pada volume 20 μL.
Mesin PCR diatur dengan kondisi sebagai berikut: denaturasi awal pada 94oC
selama 2 menit, sebanyak 35 siklus yang terdiri atas denaturasi pada 94oC selama
60 detik, annealing pada 55oC selama 60 detik, ekstensi pada 72oC selama 120
detik, dan di akhir siklus ditambah pemanjangan akhir pada 72oC selama 10 menit,
serta disimpan pada 16oC hingga mesin PCR dimatikan. Proses PCR-SSR
dilakukan menggunakan sampel DNA tetua padi Adan, padi Nipponbare, padi
IR64, serta BMA 1 – BMA 9.
Elektroforesis Vertikal (Elektroforesis PAGE) (Sambrook & Russel
1989). Gel plate, spacer, dan comb dicuci bersih dengan air dan etanol teknis.
Larutan gel akrilamida-bisakrilamida 8% sebanyak 60 mL disiapkan, lalu
ditambahkan dengan 60 L TEMED dan 600 L amonium persulfat 10% (APS).
Campuran dituang ke dalam sandwich plate yang telah disiapkan, comb
dimasukkan. Hasil PCR-SSR ditambahkan dengan loading buffer sebanyak 2 L
untuk 15 L hasil PCR. Sebanyak 3.5 L sampel dipipet ke dalam well, kemudian
elektroforesis dilakukan. Elektroforesis dijalankan pada 80 volt selama 120 menit.
Gel divisualisasi dengan pewarnaan menggunakan silver staining. Gel terlebih
dahulu dicuci dengan ddH2O kemudian gel diletakkan dan digoyang dalam baki
berisi larutan staining silver (0,39/200 mL ddH2O) selama 7 menit. Gel dicuci
dengan ddH2O sebanyak 2 kali. Gel yang telah dicuci kemudian diletakkan dan
digoyang dengan larutan yang mengandung 3 g NaOH, 1.5 mL CH3OH, dan 200
mL ddH2O sampai muncul pita-pita DNA di dalam gel. Setelah pita muncul, gel
dicuci lagi dengan menggunakan ddH2O sebanyak 2 kali.
Analisis Data. Analisis data dilakukan berdasarkan hasil skoring pola pita
DNA yang muncul pada plate. Hasil skoring dalam bentuk data biner, jika ada
pita diberi skor satu dan jika tidak ada pita diberi skor nol. Data biner dianalisis
dengan menggunakan program komputer NTSYS-pc versi 2.1.
Analisis Morfologi
Analisis secara agronomi dilakukan dengan pengamatan tinggi tanaman,
jumlah anakan total, jumlah anakan produktif, jumlah daun menguning, serta
umur berbunga padi. Pengamatan ini dilakukan setiap tanggal 11 dari bulan Maret
sampai Mei 2013. Tinggi tanaman diukur dari permukaan tanah sampai ujung
daun tertinggi. Jumlah anakan total dihitung dari jumlah seluruh anakan yang
muncul pada rumpun. Jumlah anakan produktif diamati dengan melihat anakan
tanaman padi yang dapat menghasilkan malai padi. Jumlah daun menguning
diamati dengan menghitung banyaknya daun yang menguning pada tanaman padi
Adan. Umur berbunga padi dihitung dari lamanya hari yang dibutukan tanaman
untuk berbunga semenjak bibit tanaman mulai ditanam hingga muncul bunga

5

HASIL
Kualitatif dan Kuantitatif DNA Padi Adan Hasil Isolasi
Kualitas DNA hasil isolasi diuji secara kualitatif dan kuantitatif. Uji
kualitatif dilakukan dengan melihat DNA hasil isolasi pada gel agarose. Gambar
1 menunjukkan hasil isolasi DNA padi yang dielektroforesis menggunakan gel
agarose 1%. Keseluruhan DNA hasil elektroforesis tersebut terlihat adanya smear.
Smear tersebut diakibatkan oleh fragmen DNA yang terpotong akibat proses
penggerusan saat isolasi DNA
Uji kuantitatif dilakukan menggunakan spektrofotometer yang meliputi
konsentrasi dan kemurnian DNA. Kemurnian DNA ditentukan dari hasil
perbandingan panjang gelombang 260 dan panjang gelombang 280. Konsentrasi
DNA juga dapat ditentukan pada uji kuantitatif ini. Nilai kemurnian dan
konsentrasi DNA hasil isolasi tidak seragam (Tabel 1). Kemurnian DNA yang
baik berkisar antara 1.8-2.0 (Sambrook & Russel 1989). Kemurnian DNA hasil
isolasi cukup baik karena cukup banyak yang sudah sesuai dengan batasan
literatur nilainya. Sebanyak 8 sampel nilai kemurniannya tidak masuk di dalam
interval literatur. Hal ini disebabkan oleh banyak faktor salah satunya ialah DNA
yang tidak terlarut sempurna sehingga mempengaruhi pembacaan pada alat
spektrofotometer.

1 10 19 28 31 42 48 52 60 67 79 88 99 102 110 115 116

Gambar 1 DNA padi Adan hasil isolasi. Nomor-nomor pada gambar merupakan
nomor DNA tanaman padi Adan yang diisolasi
Tabel 1 Pengukuran konsentrasi dan kemurnian DNA hasil isolasi
A 260/280
1.662
1.70-1.75
1.75-1.80
1.80-1.85
1.85-1.90
1.90-1.95
1.95-2.00
2.00-2.05
2.321

Konsentrasi (μgmL-1)
215.10
139-444
144-1184
24-1095
13-1319
158-333
25-352
27-243
165.95

Jumlah Sampel
1
2
4
29
46
5
14
7
1

6
Hasil Analisis Kekerabatan Padi Adan yang Tidak Dimutasi dengan Padi
Adan Mutasi
Hasil analisis kekerabatan ditampilkan dalam bentuk dendogram dan
dilihat koefisien kemiripan dari sampel padi. Koefisien kemiripan merupakan
ukuran derajat kedekatan genetik antarpadi. Semakin besar koefisien kemiripan
antarpadi maka semakin mirip padi-padi tersebut secara genetik. Dendogram pada
Gambar 2 yang dihasilkan memperlihatkan bahwa padi Adan tetua, padi
Nipponbare, dan padi IR64 serta padi Adan hasil mutasi (BMA 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, dan 9) dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar pada koefisien
kemiripan sebesar 58% dengan kelompok pertama terdiri atas 10 padi (padi Adan
tetua, BMA 1-9) dan kelompok kedua terdiri dari dua padi (Nipponbare dan IR64).
Kelompok besar pertama dibagi menjadi dua sub kelompok pada koefisien
kemiripan sebesar 59.5%. Kelompok padi Adan (hasil mutasi dan tetua) masih
mengelompok dan terpisah oleh kelompok besar kedua (Nipponbare dan IR64).
Padi-padi akan terbagi menjadi kelompok-kelompok yang lebih spesifik lagi pada
koefisien kemiripan 76% dan dapat dilihat bahwa terdapat individu yang
berdekatan dan masih dalam satu kelompok. Ada juga kelompok yang hanya
memiliki satu individu saja.
Koefisien kemiripan tidak ada yang mencapai 100%. Secara keseluruhan
hasil dendogram menggambarkan bahwa padi hasil mutasi kemiripannya lebih
dekat dengan tetuanya terutama (BMA 3 dan BMA 9) pada koefisien kemiripan
sebesar 68.8% dan kemiripan yang terjauh hasil mutasi dari tetua pada BMA 2
dan BMA 4 pada koefisien kemiripan sebesar 59.5%. Hasil mutasi memiliki
kemiripan yang rendah dengan padi Nipponbare dan IR64.
Adan
BMA 3
BMA 9
BMA 1
BMA 8
BMA 5
BMA 6
BMA 7
BMA 2

BMA 4
Nipp
IR64

Gambar 2 Dendogram hasil PCR-SSR

7
Aspek Morfologi Padi Adan yang Tidak Dimutasi dengan Padi Adan Mutasi
Pertumbuhan tanaman padi pada bulan Maret sampai Mei 2013 dapat
dilihat pada Gambar 3. Seluruh tanaman padi setiap bulan akan bertambah
tingginya tetapi pertambahan tingginya tidak sama pada masing-masing kelompok.
Kelompok tanaman yang tertinggi, yaitu kelompok padi Adan tetua. Kelompok
tanaman yang tingginya terendah berada pada kelompok BMA 2. Perbedaan
ketinggian padi Adan tetua dengan kelompok BMA 2 mencapai 20%.
Pertambahan jumlah anakan total dari bulan Maret sampai Mei 2013 dapat
dilihat pada Gambar 4. Jumlah anakan total seluruh kelompok tanaman padi Adan
meningkat dan mulai konstan peningkatannya. Jumlah anakan total terbanyak
ialah pada kelompok padi Adan tetua. Jumlah anakan total yang relatif rendah
pada kelompok BMA 9. Perbedaan jumlah anakan total padi Adan tetua dengan
kelompok BMA 9 mencapai 44%.
180
160

Tinggi (cm)

140
120
100
80
60
40
20
0
1

2
Bulan ke-

3

Jumlah Anakan Total
(Batang)

Gambar 3 Tinggi tanaman padi selama tiga bulan.
BMA 1,
BMA 3,
BMA 4,
BMA 5,
BMA 6,
BMA 8,
BMA 9,
Tetua Padi Adan

BMA 2,
BMA 7,

18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1

2

3

Bulan Ke-

Gambar 4 Jumlah anakan total selama tiga bulan.
BMA 1,
BMA 3,
BMA 4,
BMA 5,
BMA 6,
BMA 8,
BMA 9,
Tetua Padi Adan.

BMA 2,
BMA 7,

8
Jumlah anakan produktif yang bertambah selama tiga bulan (Maret sampai
Mei) dapat dilihat pada Gambar 5. Jumlah anakan produktif mengalami
pertambahan pada bulan kedua dan pada bulan pertama seluruh kelompok
tanaman padi Adan belum menghasilkan anakan produktif. Jumlah anakan
produktif tertinggi pada kelompok BMA 6. Jumlah anakan produktif terendah
pada kelompok tetua. Perbedaan antara tetua padi Adan dengan kelompok BMA 6
mencapai 96%.
Jumlah daun menguning yang bertambah setiap bulannya dari bulan
pertama hingga bulan ketiga (Maret sampai Mei) pada Gambar 6. Daun
menguning pada bulan pertama belum muncul pada seluruh kelompok tanaman
padi. Bulan kedua sudah mulai muncul daun menguning dan bertambah pada
bulan ketiga. Jumlah daun menguning tertinggi pada bulan ketiga ialah kelompok
tetua. Jumlah daun menguning terendah pada bulan ketiga ialah kelompok BMA 4.
Perbedaan antara tetua padi Adan dan kelompok BMA 4 ini mencapai 66%.

Jumlah Anakan Produktif
(Batang)

14
12
10
8
6
4
2
0
1

2
Bulan Ke-

3

Gambar 5 Jumlah anakan produktif selama tiga bulan.
BMA 1,
BMA 2,
BMA 3,
BMA 4,
BMA 5,
BMA 6,
BMA 7,
BMA 8,
BMA 9,
Tetua Padi Adan
12

Jumlah Daun

10
8
6
4
2
0
1

2
Bulan Ke-

3

Gambar 6 Jumlah daun menguning selama tiga bulan.
BMA 1,
BMA 2,
BMA 3,
BMA 4,
BMA 5,
BMA 6,
BMA 7,
BMA 8,
BMA 9,
Tetua Padi Adan

9
Kelompok BMA 3 umur berbunganya lebih cepat daripada kelompok BMA
yang lain dengan rata-rata 78,545 hari. BMA 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9 umur
berbunganya lebih lama daripada BMA 3, yaitu rata-rata lebih dari 87 hari
(Gambar 7). Umur berbunga cepat membuat padi lebih cepat menghasilkan malai
padi dan lebih cepat panen. Tetua tidak dapat dihitung umur berbunganya karena
belum berbunga sampai kelompok tanaman hasil mutasi (BMA 1-9) sudah
memasuki masa panen. Selain itu, kelompok tetua juga diserang oleh hama tikus.
Pertumbuhan dan perbedaan padi Adan hasil mutasi dengan padi Adan tetua
ditunjukkan pada Gambar 8. Padi Adan hasil mutasi (AD 12, AD 32, AD 68, dan
AD 78) tumbuhnya berbeda dengan tetua. Malai-malai padi Adan hasil mutasi
sudah muncul sedangakan padi Adan tetua belum muncul. Hasil mutasi ada yang
pertumbuhannya tidak normal seperti pada padi AD 12 dan AD 32. Padi AD 12
pertumbuhannya kecil dan belum menghasilkan malai. Padi AD 32 yang lebih
kerdil dari padi lainnya sudah menghasilkan satu malai. Padi AD 68 jumlah
malainya tidak sebanyak padi AD 78, tetapi padi AD 68 pertumbuhannya lebih
baik daripada padi AD 12 dan AD 32. Padi AD 78 sudah banyak menghasilkan
malai dan pertumbuhannya normal.

Umur Berbunga (Hari)

120
100

98

98

98

93

95

5

6

88

87

7

8

94

79

80
60
40
20
0
1

2

3

4

9

Bulked Mutant Analysis (BMA)

Gambar 7 Rata-rata umur berbunga tanaman padi Adan

Tetua Padi
Adan

AD 12

AD 32

AD 68

AD 78

Gambar 8 Padi Adan tetua dan beberapa padi Adan hasil mutasi (mutan)

10

PEMBAHASAN
DNA Hasil Isolasi dan Karakterisasi
DNA padi Adan berhasil diisolasi dengan menggunakan metode
Dellaporta et al. (1983) setelah proses sentrifugasi dan presipitasi dengan etanol.
Metode ini merupakan teknik isolasi DNA yang umum digunakan karena
konsentrasi DNA yang diperoleh relatif lebih banyak dibandingkan dengan
metode yang lain. Keuntungan lain dari metode ini adalah tidak membutuhkan
waktu isolasi yang lama serta tahapan metode yang relatif lebih mudah. Tahap
penting proses isolasi DNA ialah tahap pemecahan dinding sel untuk
mengeluarkan DNA (Bintang 2010). Bagian padi yang diambil untuk isolasi ialah
bagian daun muda. Tujuannya agar lebih mudah dalam penggerusan karena daun
muda memiliki tekstur yang lebih lunak, dan sedikit serat. Daun muda juga
banyak mengandung DNA karena bagian daun muda ini sedang aktif dalam
melakukan proses pembelahan dan pertumbuhan sel.
DNA diekstraksi melalui proses senrifugasi dan penggunaan bufer
ekstraksi yang mengandung SDS, EDTA, Na-Bisufit, NACl, dan Tris-Cl. Sodium
dodesil sulfat (SDS) berfungsi memecah membran sel. Larutan EDTA berfungsi
mengikat kation divalen yang membentuk inhibitor enzim DNAse sehingga
struktur DNA tidak terdegradasi. Natrium bisulfit akan meningkatkan daya
presipitasi DNA terhadap alkohol dingin. Natrium klorida memberikan kondisi
yang ionik yang stabil. Tris-Cl berfungsi sebagai larutan penyangga untuk
kestabilan pH. Kontaminasi protein pada DNA dihilangkan menggunakan larutan
kloroform isoamil alkohol. Kloroform akan melisiskan membran sel dan
mendenaturasi protein sel serta mengurangi pembusaan selama proses ekstraksi
(Sambrook & Russel 1989).
DNA daun padi Adan hasil isolasi diuji secara kualitatif dan kuantitatif.
Uji ini dilakukan untuk menjamin tidak terdapat kontaminasi protein dan
polisakarida pada DNA yang diisolasi. Kualitas seluruh DNA hasil isolasi masih
terlihat adanya fragmen smear. Fragmen smear adalah fragmen yang muncul
akibat terpotongnya untaian DNA utuh penyusun kromosom selama proses
ekstraksi DNA. Terpotongnya fragmen tersebut dapat disebabkan oleh kerusakan
mekanis sebagai akibat kegiatan penggerusan, maupun akibat aktivitas enzimatis
oleh enzim DNase selama rangkaian pengerjaan isolasi (Noferta 2011).
Nilai kemurnian seluruh DNA hasil isolasi masih beragam ada yang sesuai
dengan batasan pada literatur dan beberapa ada yang di bawah dan di atas nilai
batasan. Namun, DNA hasil isolasi sudah dapat digunakan untuk amplifikasi PCR
karena dalam metode SSR kualitas DNA tidak mengharuskan menggunakan DNA
yang murni (Dualembang et al. 2004). Konsentrasi DNA hasil isolasi juga
beragam, sehingga dilakukan proses pengenceran untuk menyeragamkan
konsentrasi DNA. Konsentrasi DNA dari seluruh sampel diseragamkan menjadi
10 µg/mL. Salah satu kelebihan dari penggunaan metode SSR adalah konsentrasi
DNA yang dibutuhkan relatif rendah, serta mampu menggunakan DNA dengan
kualitas yang sedang (Dualembang et al. 2004). Penyeragaman konsentrasi DNA
dilakukan agar jumlah DNA yang digunakan diperkirakan sama untuk setiap
tahapan PCR. Hal ini penting sebagai salah satu upaya mendapatkan hasil PCR

11
yang konsisten dan menghindari kesalahan analisis akibat kelebihan atau
kekurangan jumlah DNA yang digunakan.
Kekerabatan Padi Adan yang Tidak Dimutasi dengan Padi Adan Mutasi
Pembuatan dendogram membutuhkan data skoring DNA hasil
elekroforesis. Hasil skoring dalam bentuk data biner, jika ada pita diberi skor satu
dan jika tidak ada pita diberi skor nol. Pita DNA yang muncul menunjukkan
posisi alel. Setiap alel dianggap mewakili satu karakter dan diberi nilai
berdasarkan ada atau tidaknya suatu alel. Data biner dianalisis dengan
menggunakan program komputer NTSYS-pc versi 2.1. NTSYS merupakan
program yang dibuat untuk melakukan analisis kekerabatan. Program ini dapat
digunakan untuk melihat hubungan kekerabatan antara beberapa sampel (spesies)
dengan melihat muncul dan tidaknya suatu parameter fisik pada masing-masing
sampel. Data binomial digunakan pada SSR dalam biologi molekuler. Ada dan
tidaknya pita dalam masing-masing parameter bisa dikategorikan sebagai data
binomial. Program ini dimulai dengan memasukkan data jumlah sampel dan data
faktor fisik ke dalam metode numerik, melakukan analisis similaritas atau
dissimilaritas, lalu melakukan pengelompokan data untuk membuat dendogram
(Rohlf 1998).
Padi hasil mutasi kemiripan genetiknya lebih condong ke padi Adan tetua.
Hal ini bisa dilihat dari dendogram bahwa padi hasil mutasi masih mengelompok
dengan padi Adan tetua. Kemiripan genetik paling dekat dengan tetua padi Adan,
yaitu kelompok BMA 3 dan 9 sedangkan kemiripan genetik yang terjauh dari
tetua, yaitu kelompok BMA 2 dan BMA 4. Kelompok BMA 1, 5, 6, 7, dan 8
kemiripannya cukup dekat dengan tetua padi Adan. Hasil membuktikan bahwa
padi Adan hasil mutasi kemiripannya sangat rendah dengan Nipponbare dan IR64.
Hasil mutasi yang diinginkan ialah hasil mutasi yang masih lebih mirip dengan
tetua secara molekuler. Pengamatan molekuler ini dilakukan untuk seleksi padi
mutan yang secara genetik lebih mirip ke tetua karena karakter-karakter morfologi
tanaman mutan satu sama lain cenderung sama.
Padi Nipponbare yang termasuk padi Japonica digunakan dalam analisis
secara molekuler karena ukuran genom padi ini relatif kecil (430 Mbp), mudah
ditransformasi, serta memiliki ketersediaan informasi molekuler dan genetik. Padi
IR64 merupakan padi golongan Indica yang merupakan varietas unggul dan
disukai oleh petani yang umur berbunganya tergolong cepat. Pengguna DNA padi
Nipponbare dan IR64 digunakan sebagai pembanding untuk melihat besar
tidaknya mutasi yang terjadi pada padi Adan dan padi-padi tersebut termasuk padi
berumur pendek.
Mutasi menggunakan sinar gamma bersifat sebagai radiasi pengion yang
dapat melepas energi saat melewati atau menembus materi. Saat materi reproduksi
tanaman diradiasi, proses ionisasi akan terjadi dalam jaringan dan dapat
menyebabkan perubahan pada jaringan itu sendiri. Ionisasi terjadi bila elektron
terlepas dari suatu atom dan menggabung ke atom lainnya. Molekul DNA yang
banyak mengandung atom-atom yang terionisasi dapat menjadikan gen labil dan
akhirnya berubah. Gen yang berubah susunan kimianya, fungsinya juga akan
berubah. Bila gen ini sel-sel gamet, manifestasi perubahan ini dapat diamati pada
generasi berikutnya. Radiasi sinar gamma membuat mutasi acak sehingga terjadi
variasi genetik. Hal ini membuat tanaman hasil mutasi memiliki kemiripan

12
genetik yang berbeda-beda dengan tetua. Pengaruh mutasi menyebabkan
perubahan susunan genetik individu dan selanjutnya menjadi susunan genetik
populasi. Perubahan ini berlangsung secara bertahap. Selama kurun waktu
beberapa generasi akan terjadi proses yang bertujuan memilih susunan genetik
populasi yang dianggap paling baik atau cocok dalam kondisi serta lingkungan
tertentu.
Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi
dasar munculnya variasi-variasi baru pada spesies. Hal ini yang menyebabkan
adanya alel baru yang muncul pada elektroforegram. Kemunculan alel baru ini
menyebabkan hasil mutasi tidak 100% mirip dengan tetua. Proses mutasi ini dapat
terjadi di semua bagian pada tumbuhan, terutama pada bagian yang sedang aktif
untuk tumbuh (mengalami pembelahan sel). Mutasi gen dapat terjadi dua arah,
yakni dari dominan ke resesif maupun sebaliknya. Namun mutasi gen resesif ini
lebih sering terjadi dibanding gen dominan. Bila gen dominan heterozigot
mengalami mutasi, maka akan langsung dapat diketahui perubahannya. Namun
untuk gen resesif heterozigot dapat dilihat perubahannya pada keturunannya
(Elrod & Stansfield 2002).
Lingkungan tidak bersifat statis, dengan demikian individu dan populasi
yang bersusunan genetik tertentu harus selalu memperbaharui diri sesuai
lingkungannya. Akibatnya suatu spesies akan mengalami perubahan susunan
genetik yang tercermin dalam struktur dan ciri lainnya. Perubahan yang terus
menerus ini akan memberikan perbedaan yang cukup mencolok sehingga spesies
tersebut memiliki kekerabatan atau kemiripan yang jauh dari tetua (Sofro 1994).
Dendogram menggambarkan tidak adanya koefisien kemiripan 100%. Hal
ini menunjukkan bahwa padi hasil mutasi cukup berbeda dengan padi tetua secara
genetiknya dengan sifat yang beragam di setiap kelompoknya, tetapi padi Adan
hasil mutasi lebih mirip tetua padi Adan jika dilihat secara keseluruhan. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa marka mikrosatelit dapat digunakan untuk
mengetahui keragaman genetik pada satu spesies padi yang telah dimutasi.
Keragaman genetik tanaman ini sangat penting agar seleksi dengan maksud
mendapatkan karakter-karekter unggul dapat dilakukan. Hasil pemuliaan tanaman
dengan mutasi yang bagus diperoleh dari mutan yang mempunyai kemiripan
genetik besar dengan tetua. Dendogram dapat memberikan informasi yang penting
untuk proses pemuliaan tanaman. Melalui koefisien kemiripan genetik dapat
diketahui individu-individu padi yang kekerabatannya jauh dari tetua dan yang
dekat dengan tetua.
Identifikasi dan analisis keragaman genetik pada plasma nutfah tanaman
padi tidak hanya dilakukan dengan pengamatan morfologi, namun pengamatan
secara molekuler juga penting dilakukan (Bekele et al. 2006). Hal ini disebabkan
oleh karakter morfologi dapat berubah dan sangat dipengaruhi lingkungan
sehingga hasil pengamatannya kurang sempurna. Analisis molekuler dapat
membantu mengatasi kekurangan tersebut. Penggunaan marka molekuler
mikrosatelit telah dilakukan untuk analisis keragaman genetik (Bruno et al. 2008).
Aspek Morfologi Tanaman Padi Adan
Hasil pengamatan tinggi tanaman menunjukkan bahwa tinggi tanaman
padi Adan mutan dengan padi Adan tetua berbeda. Perbedaan tersebut dapat
mencapai 20%. Padi Adan mutan cenderung lebih pendek daripada padi Adan

13
tetua. Hal ini kemungkinan iradiasi sinar gamma pada benih padi membuat mutasi
pada gen yang mengendalikan tinggi tanaman. Namun, perlu penelitian lebih
lanjut untuk memastikan mutasi gen tersebut. Tanaman padi hasil mutasi
cenderung lebih pendek daripada tanaman padi tetua juga diakibatkan umur
berbunga tanaman padi hasil mutasi yang lebih cepat sehingga pertumbuhan padi
tidak akan bertambah lagi. Hal ini karena saat padi mulai berbunga aktivitas
perkembangan dan pertumbuhan padi lebih ditekankan pada pembuahan atau
dalam menghasilkan biji padi. Berkurangnya ketinggian tanaman padi hasil
mutasi akan lebih bermanfaat untuk perbaikan ketahanan tanaman terhadap
kerebahan (Sobrizal 2008).
Anakan padi merupakan indikator pertumbuhan tanaman padi yang sehat
atau sakit, meskipun secara genetik varietas tanaman menentukan jumlah anakan.
Pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah anakan total dan anakan
produktif. Jumlah anakan total tertinggi pada kelompok padi Adan tetua, namun
jumlah anakan produktif padi Adan tetua sangat rendah daripada padi Adan mutan.
Jumlah anakan total padi Adan hasil mutasi lebih sedikit dikarenakan
pertumbuhannya akan mencapai maksimum akibat proses pembungaan. Jumlah
anakan produktif sangat penting dalam produksi biji padi. Anakan produktif
merupakan salah satu komponen hasil yang berpengaruh langsung terhadap tinggi
rendahnya hasil gabah (Makarim & Suhartatik 2009). Peningkatan produktivitas
padi berhubungan dengan banyaknya anakan produktif, karena anakan produktif
ini akan menghasilkan malai-malai padi yang memproduksi biji padi atau beras
pada akhirnya. Semakin banyak jumlah anakan produktif maka jumlah malai yang
dihasilkan juga semakin banyak (Muliarta et al. 2012). Perbedaan jumlah anakan
total antara hasil mutasi dengan tetua padi hanya mencapai 44% tidak sebesar
perbedaan jumlah anakan produktif yang sebesar 96%. Hal ini membuktikan
bahwa mutasi sinar gamma berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan anakan
produktif.
Sudah sejak lama warna daun tanaman padi dianggap penting sebagai
indikator bagi pertumbuhan organ-organ tanaman, bahkan bagi pertumbuhan
tanaman secara keseluruhan. Umumnya, penggunaan warna daun sebagai suatu
indikator visual dan subjektif bagi kebutuhan tanaman padi akan pupuk nitrogen
(N) (Suharja 2009). Kekurangan nitrogen dapat mengakibatkan berkurangnya
intensitas warna hijau dari dedaunan karena hilangnya klorofil. Hasil pengamatan
menunjukkan bahwa padi Adan mutan lebih baik dalam penyerapan nitrogen.
Jumlah daun menguning padi Adan mutan lebih sedikit daripada jumlah daun
menguning padi Adan tetua. Pengurangan daun menguning dari padi tetua
mencapai 66% yang dapat dilihat pada padi hasil mutasi.
Kecenderungan peningkatan kandungan nitrogen tanaman dapat
berpengaruh terhadap fotosintesis baik melalui kandungan klorofil maupun enzim
fotosintetik. Jika kandungan nitrogen daun meningkat, maka hasil fotosintesis
akan meningkat, sebaliknya jika kandungan nitrogen daun rendah maka hasil
fotosintesis yang terbentuk juga rendah. Hal itu karena unsur nitrogen akan
meningkatkan warna hijau daun. Nitrogen erat kaitannya dengan sintesis klorofil
dan sintesis protein maupun enzim (Suharja 2009). Nitrogen digunakan tumbuhan
untuk sintesis asam glutamat yang merupakan prekursor pembentukan klorofil.
Daun padi merupakan bagian dari tanaman yang berwarna hijau karena
mengandung klorofil. Adanya klorofil ini menyebabkan daun tanaman dapat

14
mengolah sinar radiasi matahari menjadi karbohidrat atau energi untuk tumbuh
kembangnya organ-organ tanaman lainnya. Daun yang menguning ini bisa
menjadi daun kering dan tidak efektif pada proses fotosintesis yang
mengakibatkan berkurangnya hasil fotosintesis. Daun-daun menguning yang
banyak akan mempengaruhi organ-organ padi yang lain dan dapat menghambat
perkembangannya karena tanaman padi dapat kekurangan energi (BB Padi 2006).
Umur berbunga pada padi sangat berkorelasi positif dengan umur tanaman.
Umur berbunga dapat digunakan sebagai penduga pendeknya umur berbunga
suatu varietas padi yang pengamatannya lebih mudah dipraktikan (Ismachin 1998).
Mutasi sinar gamma berpengaruh nyata terhadap umur berbunga (Sianipar et al.
2013). Pengamatan lapang menunjukkan bahwa padi-padi hasil mutasi lebih cepat
umur berbunganya. Hal ini terlihat dari padi tetua yang tidak berbunga sampai
masa panennya padi hasil mutasi. Terlalu lamanya padi tetua berbunga membuat
padi ini tidak menghasilkan malai.
Sianipar et al. (2013) yang menyatakan bahwa penggunaan energi seperti
sinar gamma pada tanaman akan memberikan pengaruh yang baik di bidang
pertanian, dengan perlakuan dosis radiasi sinar gamma dengan dosis yang tepat
diperoleh tanaman yang mempunyai sifat-sifat yang seperti hasil tinggi, umur
pendek, dan tahan terhadap penyakit. Radiasi dapat menginduksi terjadinya
mutasi karena sel yang teradiasi akan dibebani oleh tenaga kinetik yang tinggi,
sehingga dapat mempengaruhi atau mengubah reaksi kimia sel tanaman yang
pada akhirnya dapat menyebabkan terjadinya perubahan susunan kromosom
tanaman.
Semakin tingi dosis iradiasi, dapat menurunkan daya tumbuh tanaman.
Menurunnya daya hidup tanaman disebabkan karena adanya efek deterministik
akibat iradiasi sinar gamma. Efek deterministik adalah efek yang disebabkan
karena kematian sel akibat paparan radiasi (PPIN BATAN 2008). Radiasi sinar
gamma berpengaruh nyata menurunkan rata-rata tinggi tanaman beberapa
genotipe krisan. Aisyah (2006) juga menjelaskan bahwa menurunnya tinggi
kecambah adalah indikator yang paling umum digunakan untuk melihat efek
mutagen, baik fisik maupun kimia. Penurunan tinggi tanaman tersebut dapat
terjadi karena iradiasi dapat menyebabkan rusaknya kromosom tanaman, sehingga
mengakibatkan terganggunya tanaman tersebut.
Mutasi sinar gamma membuat fenotip atau morfologi tanaman padi
menjadi berbeda-beda. Fenotip tanaman ditentukan oleh properti genotip dan
kondisi pertumbuhan. Perubahan kondisi pertumbuhan pada tanaman sering
menghasilkan adaptasi fisiologis. Adaptasi fisiologis biasanya berasosiasi dengan
perubahan aktivitas metabolisme. Arus metabolisme merupakan jalur biokimiawi
yang dikontrol oleh enzim. Enzim merupakan ekspresi gen, oleh karena itu
regulasi ekspresi gen menentukan adaptasi fisiologis tanaman sehingga
pertumbuhan tanaman itu berbeda-beda. Pertumbuhan tanaman yang kurang baik
selain faktor lingkungan juga dapat disebabkan oleh terganggunya proses regulasi.
Mutasi dapat menimbulkan kelainan pengaturan, ekspresi, dan penyimpangan gen
penyandi protein yang berpengaruh pada fungsi vital (Yuwono 2000).
Ekspresi gen di dalam sel memerlukan dua proses, yaitu transkripsi dan
translasi. DNA berfungsi sebagai template yang ditanskripsikan menjadi mRNA
saat transkripsi. Informasi pada RNA diterjemahkan menghasilkan protein saat
translasi. Pengaturan ekspresi gen pada sel hanya memungkinkan ekspresi

15
sebagaian kecil genom dalam suatu waktu sehingga sel dapat menjalani
perkembangan dan diferensiasi. Pengaturan suatu gen dapat terjadi bersamaan di
berbagai tingkat dan berbagai faktor bekerja bersamaan untuk merangsang dan
menghambat ekspresi suatu gen (Mark et al. 2000). Kerusakan DNA akibat
mutasi dapat menghasilkan susunan genetik yang berbeda. Ini berhubungan
dengan terbentuknya radikal (gugus) bebas, yaitu molekul yang mengandung
elektron yang tidak berpasangan. Zat ini yang sangat reaktif, membiak sendiri,
dan dapat mengakibatkan gangguan metabolisme
Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu
mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis
tanaman yang sama. Susunan genetik yang berbeda tidak selalu seluruhnya
diekspresikan, namun diekspresikan sebagian yang mungkin mengakibatkan
hanya sedikit perubahan penampilan tanaman. Proses ekspresi gen ini juga
diregulasi oleh enzim. Proses regulasi ini penting bagi keberlangsungan proses
metabolisme. Proses metabolisme sangat dibutuhkan untuk kelangsungan hidup
makhluk hidup. Proses ini merupakan proses yang diatur. Regulasi lintas
metabolisme dikontrol oleh tiga jenis mekanisme yang berbeda, yaitu melalui
pengaturan aktivitas enzim, pengaturan konsentrasi enzim, dan pengaturan
hormon (Yuwono 2000).
Keragaman terlihat pada berbagai karakter seperti tinggi tanaman, jumlah
anakan, daun, dan umur berbunga. Munculnya sifat-sifat dengan ukuran ekstrim
pada padi mutan diakibatkan mutasi acak. Tidak semua sel awal mempunyai
kepekaan yang sama terhadap mutagen, sehingga dari banyaknya sel yang
dimutasi mungkin hanya beberapa saja yang terkena mutagen dan mengalami
mutasi acak. Hasil mutasi acak mengakibatkan perubahan sifat yang beragam
sekali seperti perubahan umur, perubahan tinggi, dan perubahan lainnya.
Perbedaan susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman
penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase
pertumbuhan yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang
mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman
pertumbuhan tanaman. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan
susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan
berasal dari jenis yang sama (Ismachin 1999).

SIMPULAN
Analisis molekuler dengan marka mikrosatelit atau Simple Sequence Repeat
(SSR) menunjukkan bahwa padi Adan hasil mutasi masih mirip dengan padi Adan
tetua dengan koefisien kemiripan sebesar 58%. Padi hasil mutasi yang paling
mirip dengan tetua ialah pada kelompok BMA 3 dan BMA 9 dengan koefisien
kemiripan sebesar 68.8%. Meskipun hasil analisis molekuler menunjukkan BMA
3 dan BMA 9 mirip dengan tetua, namun secara morfologi kelompok BMA 3 dan
BMA 9 berbeda dengan tetua. Mutasi dengan sinar gamma berpengaruh
memperpendek terhadap umur berbunga dan meningkatkan jumlah anakan
produktif sampai 96%. Mutasi sinar gamma juga berpengaruh memperpendek
tinggi padi mutan sampai 20% dari tetua, mengurangi jumlah anakan total padi

16
mutan sampai 44% dari tetua, dan mengurangi jumlah daun menguning padi
mutan sampai 66% dari tetua.

DAFTAR PUSTAKA
Aisyah SI. 2006. Mutasi Induksi. Sastrosumarjo S, editor. Bogor (ID): IPB Press.
[Balitbang Pertanian] Badan Penelitian dan Perkembangan Pertanian. 2012.
Rancangan model dan program percepatan pengembangan pertanian
berbasis inovasi di wilayah perbatasan dan lahan sub optimal. SinarTani.
Agroinovasi. Edisi 1-7 Agustus-Juli 2012 No.3468 Tahun XLII hlm 1-16.
[BB Padi] Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2006. Bagan warna daun,
menghemat penggunaan pupuk N. Warta Penelitian dan Pengembangan
Pertanian. 1-4.
[PPIN BATAN] Pusat Pengembangan Informatika Nuklir Badan Tenaga Nuklir
Nasional. 2008. Radiasi. [Internet]. Jakarta (ID): Badan Tenaga Nuklir
Nasional;
[diunduh
2013
Sept
15].
Tersedia
pada:
http://www.batan.go.id/FAQ/faq_radiasi.php.
Bekele F, Bekele I, Butler D, Bidai GSEE. 2006. Patterns of morphological
variation in a sample of cacao (Theobroma cacao L.) germplasm from the
International Cocoa Genebank, Trinidad. Genet Resour Crop Evol. 53:933948
Bintang M. 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Astikawati R, editor. Jakarta (ID):
Erlangga.
Bruno I et al. 2008. Genetic diversity and structure of farm and Gene Bank
accesion of cacao (Theobroma cacao L.) in Cameroon revealed by
microsatellite markers. Tree Genet & Genomes. 4:821-831
Crouch JH, Vuylsteke D, Ortiz R. 1998. Perspectives on the application of
biotechnology to assist the genetic enhancement of plantain and banana
(Musa spp.). Electron. J. Biotech. 1:1.
Dellaporta SL, Wood J, Hicks JB. 1983. A plant DNA minipreparation: version II.
Plant Molecular Biology Reporter 1: 19-21.
Dualembang E, Musa Y, Azrai M. 2004. Karakterisasi genetik koleksi plasma
nutfah sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) berbasis marka SSR (Simple
Sequence Repeats). Journal of The Indonesia Nutrition Association. 1-15.
Elrod S, Stansfield W. 2002. Genetika. Jakarta (ID): Erlangga.
Ignjatovic-Micic D, Markovic K, Lazic-Jancic V. 2006. Application of molecular
markers in bulk segragant analysis of yield in maize (Zea Mays L.) synthetic
populations. Genetika. 38(1):59-66.
Ismachin M. 1998. Pengkajian korelasi sifat genjah padi dengan beberapa sifat
lain. Padi [Internet]. [diunduh 2013 Sept 10]. Tersedia pada:
http://digilib.batan.go.id/prosiding/File%20Prosiding/Pertanian_Peternakan.
pdf.
Ismachin M. 1999. Pemuliaan padi dengan mutasi buatan. Padi [Internet].
[diunduh
2013
Feb
13].
Tersedia
pada:
http//pustaka.litbang.deptan.go.id/bptpi/lengkap/.../padi93/5.pdf.

17
Kurniasih S. 2012. Pemanfaatan marka molekuler untuk mendukung perakitan
kultivar unggul kakao (Theobroma cacao L.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Makarim AK, Suhartatik E. 2009. Morfologi dan fisiologi tanaman padi.
[Internet]. Jakarta (ID): Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. hlm 295-330;
[diunduh
2013
Mar
6].
Tersedia
pada:
http://www.litbang.deptan.go.id/special/padi/bbpadi_2009_itkp_11.pdf
Mark DB, Mark AMD, Smith CM. 2000. Biokimia Kedokteran Dasar, Sebuah
Pendekatan Klinis. Jakarta (ID): EGC.
Michelmore RW, Paran I, Kesseli RV. 1991. Identification of markers linked to
disease- resistance genes by bulked segregant anaylsis: A rapid method to
detect markers in specific genomics regions by using segregating
populations. Proc. Natl. Acad. Sci. 88:9828-9852.
Muliarta IGP, Sudantha LM, Santoso BB. 2012. Daya hasil dan penampilan
fenotipik karakter kuantitatif galur-galur F2BC4 padi gogo beras merah. PG
5 Prosiding InSINas. 2012 Nov 29-30; Bandung, Indonesia. Bandung (ID):
Insentif Ristek. hlm 1-7.
Noferta A. 2011. Analisis genom geminivirus isolat agresif PSS 1-2 dari pesisir
selatan Sumatera Barat. Padang (ID): Universitas Andalas. hlm 1-13;
[diunduh 2013 Sept 8]. Tersedia pada: http://pasca.unand.ac.id/id/wpcontent/uploads/2011/09/Artikel-syarat-Wisuda.pdf
Rohlf FJ. 1998. NTSYSpc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis
System Version 2.0 User Guide. New York (NY): Ap