Pengembangan Padi Unggul di Indonesia

3 PEMETAAN TERARAH QTL KOMPONEN HASIL MENGGUNAKAN POPULASI TURUNAN DARI CIHERANG DAN PADI TIPE BARU Abstract Rice is an important food commodity in the world, especially in Southeast Asia. Adequate food must be guaranteed in maintaining economic and political stability of the nation. Improving yield potential of superior cultivars is very important to meet the demand for rice production due to increased human population, the threats of climate change and degradation of agricultural resources. A population developed from an intraspecific cross between Ciherang and new plant type lines B11143D was used in an advanced backcross QTL analysis. The objectives of this study was to identify yield component QTLs on chromosome 12 that can be useful to improve the elite cultivar Ciherang. All line and parental materials in BC 3 F 2 population were observed morphologically and genotyped. Observation was conducted on days to heading, plant height, flag leaf length, panicles per plant, panicle length, grains per panicle, 1000-grain weight, and yield per plant. Genotyping was done by using 4 moleculer markers RM3472, RM28048, RM28195, and RM1986. The result showed that there was 1000 grain weight QTL region on RM28048, RM28195, and RM1986 of chromosome 12 position 53.5 cM – 73 cM. BIOR1-85-193 and BIOR1-85-302 can be used to fine mapping linked 1000-grain weight. Key words: SSR markers, B11143D, BC 3 F 2 population, 1000 grain weight. Abstrak Padi merupakan komoditas pangan penting di dunia, terutama di daerah Asia Tenggara. Kecukupan pangan harus terjamin dalam menjaga kestabilan ekonomi dan politik suatu bangsa. Peningkatan potensi hasil kultivar unggul sangat penting dilakukan untuk memenuhi permintaan produksi padi karena meningkatnya populasi manusia, ancaman perubahan iklim dan degradasi sumber daya pertanian. Populasi ini dikembangkan dari persilangan Ciherang dan Padi Tipe Baru B11143D yang digunakan dalam analisis QTL pada populasi silang balik lebih lanjut. Tujuan dari penelitian ini adalah mengidentifikasi QTL komponen hasil pada kromosom 12 untuk memperbaiki kultivar Ciherang. Semua galur dan tetua dalam populasi BC 3 F 2 diamati morfologi dan genotipenya. Pengamatan dilakukan pada karakter umur berbunga, tinggi tanaman, panjang daun bendera, jumlah malai per tanaman, panjang malai, jumlah gabah isi per malai, bobot 1000 butir, dan bobot total per rumpun. Pengamatan genotipe dilakukan dengan menggunakan 4 penanda molekuler yaitu RM3472, RM28048, RM28195, dan RM1986. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat daerah QTL terkait bobot 1000 butir pada kromosom 12 posisi 53,5 cM - 73 cM yaitu RM28048, RM28195, dan RM1986. Galur BIOR1-85-193 dan BIOR1-85-302 dapat digunakan untuk pemetaan lanjut QTL terkait bobot 1000 butir. Kata kunci: SSR, B11143D, populasi BC 3 F 2 , bobot 1000 butir.

3.1 Pendahuluan

Padi merupakan tanaman pangan pokok yang dikonsumsi lebih dari setengah populasi dunia. Dibutuhkan peningkatan produksi padi minimal 40 lebih untuk memenuhi kebutuhan pangan pada tahun 2030 Wang et al. 2014. Salah satu solusi yang dapat mengatasi permasalahan ini adalah perakitan varietas unggul melalui peningkatan potensi hasil. Persilangan antar kultivar-kultivar unggul yang telah dirilis dan sumber material genetik baru terus dilakukan untuk menjaga agar perbaikan hasil selalu terjaga. Padi Ciherang merupakan salah satu kultivar unggul Indonesia dan dibudidayakan pada lebih dari 40 luas area produksi di Indonesia sejak tahun 2007. Kultivar unggul lainnya yang mulai populer adalah Padi Tipe Baru PTB. B11143D merupakan salah satu galur padi tipe baru dengan beberapa karakter agronomi seperti umur berbunga, luas daun bendera, jumlah gabah per malai, dan bobot 1000 butir yang lebih baik dibandingkan Ciherang Susilowati et al. 2014. Sebagai sumber perbaikan sifat, padi tipe baru diharapkan dapat menyumbang sifat komponen hasil yang lebih tinggi dibandingkan Ciherang. Oleh karena itu galur-galur turunan dari Ciherang dan padi tipe baru melalui silang balik diharapkan memiliki potensi hasil yang lebih tinggi dari kedua padi unggul ini sehingga terjadi perbaikan sifat kultivar unggul. Populasi galur introgresi merupakan salah satu cara untuk memperoleh galur-galur tersebut. Populasi galur introgresi adalah populasi yang terdiri dari galur-galur yang masing-masing membawa segmen kromosom tertentu dengan latar belakang genetik yang sama. Populasi galur introgresi sangat penting dalam mempelajari fungsi genetik dari segmen-segmen kromosom yang tersubtitusi untuk kegiatan pemetaan gen. Ebitani et al. 2005 menyatakan bahwa populasi galur introgresi dapat digunakan dalam analisis genetik untuk mengasosiasikan Quantitative Trait Loci QTL dengan daerah kromosom tertentu dan dengan cepat mengembangkan daerah sasaran yang mengandung QTL. Ada banyak penanda yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi daerah QTL salah satunya adalah penanda Simple Sequence Repeats SSR. Tersedianya peta pautan genetik yang sangat padat terutama berisi penanda SSR dapat mempermudah pencarian penanda yang terpaut dengan suatu karakter sehingga mempermudah dalam identifikasi QTL target. Hasil gabah merupakan sifat yang kompleks dan ditentukan oleh tiga komponen utama yaitu jumlah malai, jumlah gabah per malai, dan bobot biji atau ukuran biji. Ketiga komponen utama ini dikendalikan oleh banyak gen Xing dan Zhang 2010. Setidaknya terdapat 18 QTL terkait jumlah malai pada padi yang berhasil diidentifikasi dari 9 kromosom padi Liu et al. 2008. Selain itu, empat QTL utama terkait jumlah gabah per malai pada kromosom 1, 4, 6, dan 7 sudah berhasil di klon atau dipetakan lebih lanjut Liu et al. 2008; Fujita et al. 2013; Balkunde et al. 2013; Kim et al. 2014. Enam belas QTL terkait bobot gabah yang tersebar pada kromosom 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 11 juga sudah berhasil di klon atau dipetakan lebih lanjut Huang et al. 2012. Hasil penelitian sebelumnya menduga adanya daerah QTL komponen hasil di kromosom 12 berdasarkan hasil whole genome survey pada populasi BC 1 F 1 turunan dari persilangan Ciherang dan B11143D Widyawan, 2014. Berdasarkan penelitian ini dilakukan MAS marker assisted selection dengan seleksi