Analisis genetik dan seleksi genotipe unggul padi sawah (Oryza sativa L) untuk adaptasi pada ekosistem dataran tinggi

ANALISIS GENETIK DAN SELEKSI GENOTIPE UNGGUL
PADI SAWAH (Oryza sativa L.) UNTUK ADAPTASI PADA
EKOSISTEM DATARAN TINGGI

YUSUF LA’LANG LIMBONGAN

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

2008

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Analisis Genetik dan Seleksi
Genotipe Unggul Padi Sawah (Oryza sativa L.) untuk Adaptasi pada Ekosistem
Dataran Tinggi adalah karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, November 2008

Yusuf La’lang Limbongan

ABSTRACT
YUSUF LA’LANG LIMBONGAN. Genetic Analysis and Selection of Lowland
Rice (Oryza sativa L) Genotypes for Adaptation in Highland Ecosystem. Under
supervision of HAJRIAL ASWIDINNOOR, BAMBANG S PURWOKO and
TRIKOESOEMANINGTYAS.
One of the important factors to ensure the success of rice breeding programs for
increasing yield and tolerance to environmental stress condition is selection method.
Selection methods will be effective if they are supported by complete knowledge of
character inheritance, interrelationship of characters, and selection procedures. The
objective of the present research was to develop new plant type of rice spesific to
highland ecosystem. This research consisted of 5 stages, i.e. (1) identification of
genotype responses to nitrogen, (2) interrelationship between selection characters, (3)
inheritance studies of low temperature stress tolerance, (4) selection based on yield
and weightedly standardized selection index and (5) genotype performance at
different altitudes. Identification of genotype responses to nitrogen has been done by

examining responses of parent genotypes to nitrogen at low temperature stress
condition. Examination of interrelationship between selective characters was done by
testing F2 generation in Sesean (altitude 1500 m above sea level) and in Bogor
(altitude 250 m above sea level), then by observing strong correlation of these
characters to yield, and estimating direct and indirect effect of growth characters
through yield characters. Inheritance study was done by crosses between local
variety parents adapted to low temperature stress condition in highland and high
yielding variety parents. Performance of six genotype groups (Pl, P2, F1, F1
reciprocal, BCP1, BCP2 and F2) were tested at low temperature stress condition.
Selection was applied to 300 lines of F5 generation. Selection was done at non target
location (Bogor) and at target location (Rantepao) based on their productivity and on
weightedly standardized selection index. Line evaluation was later applied to 30 lines
selected from Tana Toraja (20 lines) and from Bogor (10 lines). These lines were then
tested at two levels of altitude (Rantepao 750 m above sea level and Sesean 1500 m
above sea level). The results showed that yield decreased with increasing N levels
under low temperature stress condition. Percentage of fertile spikelets had strong
correlation and had high direct effect on yield in Sesean, while panicle length, panicle
density and 1000 grain weight had strong correlation to yield in Bogor. No
differences between F1 generation and F1 reciprocal generation on aromatic, plant
height, flag leaf length, flowering date, days to maturity, panicle density, panicle

length, awn length, percentage of fertile spikelets and grain weight per panicle. The
effect of genes on low temperature stress characters (aromatic, plant height, flag leaf
length, awn length, flowering date, and percentage of fertile spikelets) were additive
and dominant, whereas 2 characters namely days to maturity and grain weight per
panicle were epistatic. The genotypes selected at non target location were different
from genotypes selected at target location. Selection based on yield gave 6 promising
highland specific lines i.e IPB115-E-51-1, IPB115-E-RP-2-1, IPB115-E-53-1,
IPB117-E-RP-3-1, IPB117-E-RP-10-1 and IPB117-E-RP-6-1. Selection based on
weightedly standardized selection index gave 4 promising highland specific lines i.e
IPB115-E-52-1, IPB116-E-8-1, IPB117-E-RP-5-1 and IPB116-E-RP-33-1.
Key words : additive, dominance, genetic analysis, low temperature stress tolerance,

promising lines, rice, selection index.

RINGKASAN
YUSUF LA’LANG LIMBONGAN. Analisis Genetik dan Seleksi Genotipe
Unggul Padi Sawah (Oryza sativa L.) untuk Adaptasi pada Ekosistem Dataran
Tinggi. (Di bawah bimbingan Hajrial Aswidinnoor, Bambang S. Purwoko dan
Trikoesoemaningtyas).
Salah satu strategi untuk mengatasi kendala pengembangan padi sawah

pada ekosistem dataran tinggi adalah menggunakan varietas unggul yang toleran
terhadap cekaman suhu rendah. Oleh karena itu perlu upaya perakitan varietas
tersebut melalui program pemuliaan tanaman. Untuk melaksanakan program ini
maka diperlukan informasi tentang karakter pertumbuhan dan karakter hasil yang
memberikan kontribusi penting dalam produksi, pola pewarisan sifat, seleksi dan
pengujian pada lingkungan yang bercekaman suhu rendah. Tujuan penelitian ini
adalah memperoleh informasi tentang pengaruh nitrogen terhadap fertilitas dan
hasil padi sawah di dataran tinggi, memperoleh informasi tentang pola pewarisan
sifat adaptasi padi sawah terhadap suhu rendah, memperoleh informasi tentang
hubungan antara karakter adaptasi terhadap suhu rendah dengan hasil tanaman padi
sawah, menduga efektifitas seleksi berdasarkan daya hasil dan indeks terboboti,
memperoleh informasi tentang respon galur padi sawah hasil seleksi terhadap
ketinggian tempat dan memperoleh galur harapan unggul padi sawah untuk dataran
tinggi.
Penelitian ini terdiri atas 5 bagian yaitu (1) identifikasi respon genotipe
terhadap nitrogen, (2) hubungan antara karakter seleksi, (3) studi pewarisan sifat,
(4) seleksi berdasarkan produksi dan berdasarkan ideks terboboti dan (5) pengujian
galur terpilih. Dalam identifikasi pengaruh nitrogen dilakukan pengujian respon
genotipe tetua terhadap pemupukan nitrogen dengan cekaman suhu rendah.
Melalui pengujian pola hubungan antara karakter seleksi dilakukan pengujian

generasi F2 pada lingkungan dengan cekaman suhu rendah di dataran tinggi Sesean
(ketinggian tempat 1500 m di atas permukaan laut.) dan di Bogor (ketinggian
tempat 250 m di atas permukaan laut.), kemudian diamati karakter yang berkorelasi
kuat dengan hasil dan menentukan pengaruh langsung komponen tubuh dan
komponen hasil dengan hasil, serta pengaruh tidak langsung komponen
pertumbuhan yang disalurkan melalui komponen hasil.
Studi pewarisan dilakukan dengan persilangan antara tetua varietas lokal
yang telah diidentifikasi mampu beradaptasi terhadap cekaman suhu rendah di
dataran tinggi dan tetua varietas unggul baru yang memiliki potensi produksi yang
tinggi dan berumur genjah. Enam kelompok genotipe (P1, P2, F1, F1 resiprok,
BCP1, BCP2 dan F2) diuji pertumbuhan dan daya hasilnya pada kondisi
lingkungan bercekaman suhu rendah pada ketinggian tempat 1500 m dpl.
Seleksi dilakukan terhadap 300 galur F5 hasil persilangan dari tiga tetua
varietas lokal Pulu’ Mandoti, Pinjan dan Lambau dengan tiga tetua varietas unggul
baru yaitu Fatmawati, Gilirang dan Sintanur. Seleksi dilakukan pada lokasi non
target (Bogor) dan lokasi target (Rantepao) berdasarkan pada produksi dan
berdasarkan pada indeks seleksi terboboti. Pengujian galur dilakukan terhadap 30
galur masing-masing 20 galur terpilih dari Tana Toraja dan 10 galur terpilih dari
Bogor. Galur-galur tersebut diuji daya hasilnya pada dua level ketinggian tempat
yaitu di Rantepao (750 m dpl) dan Sesean (1500 m dpl).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dosis nitrogen, genotipe dan
interaksinya memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap persentase gabah
bernas dan produksi gebah kering giling (GKG) pada kondisi cekaman suhu rendah.
Pengaruh nitrogen dan interaksi nitrogen dan genotipe terutama disebabkan oleh
perbedaan respon pada setiap genotipe. Karakter-karakter persentase serbuk sari
fertil, umur berbunga dan persentase gabah bernas merupakan karakter utama
dalam proses seleksi untuk perakitan padi tipe baru spesifik ekosistem dataran
tinggi, sedangkan karakter-karakter yang menentukan hasil pada lingkungan tanpa
cekaman suhu rendah adalah jumlah anakan per rumpun, panjang malai dan
panjang daun bendera. Terdapat keragaman yang besar pada populasi F2 yang
merupakan zuriat hasil persilangan dari tetua-tetua lokal dataran tinggi dan
genotipe unggul baru. Nilai heritabilitas populasi F2 arti luas berkisar antara
sedang sampai tinggi.
Gen yang mengendalikan karakter seleksi untuk sifat toleran terhadap
cekaman suhu rendah tersebut terdapat pada gen-gen inti. Karakter-karakter aroma,
tinggi tanaman, panjang daun bendera, umur panen, panjang malai, panjang bulu,
dan persentase gabah bernas dikendalikan oleh gen additif dominan, sedangkan
umur berbunga dan bobot gabah bernas dikendalikan oleh gen aditif, dominan dan
interaksi dominan x dominan. Alel dominan untuk karakter aroma, tinggi tanaman,

panjang daun bendera, umur panen, jumlah anakan, panjang malai, persentase
gabah bernas dan bobot gabah bernas terdapat pada tetua toleran suhu rendah Pulu’
Mandoti, sedangkan pada karakter umur berbunga, dan panjang bulu gen dominan
untuk sifat-sifat tersebut terdapat pada tetua peka Fatmawati.
Galur-galur terpilih dari hasil seleksi di Rantepao didominasi oleh
kelompok galur IPB117 yaitu galur-galur hasil persilangan dari tetua Fatmawati
dan Pulu’ Mandoti, sedangkan untuk lokasi seleksi Bogor, galur terpilih didominasi
oleh kelompok galur IPB115 yaitu galur-galur hasil persilangan dari tetua
Fatmawati dan Lambau.
Galur-galur yang diuji memberikan keragaan yang melebihi genotipe
pembanding, baik yang diuji di Rantepao maupun di Sesean. Keragaan karakter
agronomi galur-galur hasil seleksi dari Toraja berbeda nyata dengan galur-galur
hasil seleksi dari Bogor. Karakter persentase gabah bernas, umur panen dan
produksi gabah kering giling galur-galur hasil seleksi dari Toraja lebih baik
dibandingkan dengan galur-galur hasil seleksi dari Bogor. Keragaan karakter
panjang malai dan jumlah malai galur-galur hasil seleksi dari Bogor lebih baik
dibandingkan dengan galur-galur hasil seleksi dari Toraja. Seleksi berdasarkan
karakter umur panen, jumlah malai, bobot 1000 butir, persentase gabah bernas,
panjang malai dan produksi GKG dapat dilakukan sama baiknya di kedua lokasi
pengujian. Melalui proses seleksi berdasarkan produksi dan evaluasi diperoleh 6

galur harapan padi tipe baru dataran tinggi yaitu IPB115-E-51-1, IPB117-E-RP-2-1,
IPB115-E-53-1, IPB117-E-RP-3-1, IPB117-E-RP-10-1 dan IPB117-E-RP-6-1.
Berdasarkan indeks seleksi terboboti diperoleh 4 galur harapan PTB spesifik
ekosistem dataran tinggi yaitu IPB115-E-52-1, IPB116-E-8-1, IPB117-E-RP-5-1
dan IPB116-E-RP-33-1
Kata Kunci : padi, dataran tinggi, pewarisan sifat, heritabilitas, indeks seleksi,
galur harapan.

© Hak cipta milik IPB, tahun 2008
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebut sumbernya.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya
Tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

ANALISIS GENETIK DAN SELEKSI GENOTIPE UNGGUL

PADI SAWAH (Oryza sativa L.) UNTUK ADAPTASI PADA
EKOSISTEM DATARAN TINGGI
(Genetic Analysis and Selection of Lowland Rice (Oryza sativa L.) Genotypes for
Adaptation in Highland Ecosystem)

Oleh
YUSUF LA’LANG LIMBONGAN

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008

Penguji pada Ujian Tertutup

:

Dr. Ir. Ahmad Junaedi, M.Si.

Penguji pada Ujian Terbuka

:

Dr. Ir. Buang Abdullah, M.Sc.
Dr. Ir. Iskandar Lubis, MS.

Judul Disertasi

:

Analisis Genetik dan Seleksi Genotipe Unggul Padi
Sawah (Oryza sativa L.) untuk Adaptasi pada
Ekosistem Dataran Tinggi

Nama

:

YUSUF LA’LANG LIMBONGAN

NRP

:

A 361050051

Program Studi

:

Agronomi

Disetujui,
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, M.Sc.
Ketua

Prof. Dr. Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc.
Anggota

Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc.
Anggota

Mengetahui,

Ketua Program Studi Agronomi,

Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS.

Tanggal Ujian : 17 November 2008

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. H. Khairil A. Notodiputro, MS.

Tanggal Lulus : ..................................

PRAKATA
Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Mahakuasa atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan
disertasi yang berjudul “Analisis Genetik dan Seleksi Genotipe Unggul Padi
Sawah (Oryza sativa L.) untuk Adaptasi pada Ekosistem Dataran Tinggi”.
Disertasi ini disusun berdasarkan 5 topik penelitian, yaitu (1) Respon Padi
Sawah terhadap Pemupukan Nitrogen dengan Cekaman Suhu Rendah, (2)
Analisis Lintas Komponen Pertumbuhan, Komponen Hasil dengan Hasil
Tanaman Padi Sawah, (3) Pewarisan Sifat Toleransi Padi Sawah terhadap
Cekaman Suhu Rendah (4) Seleksi Genotipe Unggul Berdasarkan Produksi dan
Indeks Seleksi dan

(5) Evaluasi Keragaan Galur pada Ekosistem Dataran

Tinggi.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis
sampaikan kepada Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, M.Sc, Prof. Dr. Ir. Bambang S.
Purwoko, M.Sc. dan Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc. selaku pembimbing yang
telah memberikan arahan, bimbingan dan motivasi

kepada penulis mulai

perencanaan, pelaksanaan sampai penyelesaian penulisan disertasi ini.
Penghargaan dan rasa terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada
Dirjen DIKTI atas beasiswa BPPS yang diberikan, Bupati Tana Toraja dan Dinas
Pertanian Kabupaten Tana Toraja yang telah membantu pelaksanaan penelitian
dan penulisan disertasi.

Terima kasih juga disampaikan kepada Koordinator

Kopertis Wilayah IX Sulawesi, Rektor UKI Toraja yang telah memberikan
rekomendasi studi dan membantu pelaksanaan penelitian dan penulisan disertasi.
Terima kasih kepada Pengurus YPTKM dan BPS-GT atas bantuan dan dukungan
doa.

Kepada Rektor Institut Pertanian Bogor, Dekan dan Ketua Program

Pascasarjana Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan kepada
penulis untuk melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor.
Juga disampaikan terima kasih kepada Dekan Fakultas Pertanian, Ketua
Jurusan Agroteknologi, para dosen serta segenap mahasiswa Fakultas Pertanian
UKI Toraja atas bantuan, kebersamaan, serta dukungan moral selama penelitian
dan penulisan disertasi. Kepada Kepala BPP, PPL serta kelompok tani Sangalla,

x

Rantepao dan Sesean, Kabupaten Tana Toraja yang telah menyiapkan lahan dan
membantu dalam proses pelaksanaan penelitian, disampaikan terima kasih.
Terima kasih kepada ayahanda Yohanis Limbongan (Alm) dan Ibunda
Albertina Rara’ yang telah mendidikku, juga kepada kakak Yakobus S Limbongan,
Martha Limbongan, SH, Drs. Daniel Limbongan, Yuliana Limbongan, BSc,
Esther Limbongan, BSw, Agustina Limbongan, BSc, Dr. Ir. Jeremia Limbongan,
M.Sc, Naomi Limbongan, SE., Frederik S. Limbongan, Damaris Limbongan,
Dra. Dina Limbongan, Drs. Benyamin Limbongan, dan Dra. Maria Limbongan
(Almh) atas bantuan, semangat dan doanya. Terima kasih juga penulis sampaikan
kepada mertua Yohanis Bontong dan Ruth Biu’ serta kakak dan adik ipar atas
bantuan dan doanya. Terima kasih kepada istri tercinta Yuliana Bontong yang
selalu setia mendampingi serta tiga orang buah hati penulis Joey Sequoiadendron
Limbongan, Jose Gigantea Limbongan dan Joel Pascaoryz Limbongan yang selalu
memberikan semangat dan motivasi.
Semoga karya ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan
dan teknologi, khususnya di bidang pertanian. Amin.

Bogor, November 2008

Yusuf La’lang Limbongan

xi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tana Toraja, Propinsi Sulawesi Selatan pada tanggal
21 Juni 1967 dan merupakan anak ke empat belas dari empat belas bersaudara dari
ayah Yohanis Limbongan (alm. sejak 1990) dan ibu Albertina Rara’. Penulis
telah menikah dengan Yuliana Bontong pada tahun 1994 dan telah dikaruniai tiga
orang putra bernama Joey Sequoiadendron Limbongan (13 tahun), Jose Gigantea
Limbongan (12 tahun) dan Joel Pascaoryz Limbongan (7 tahun).
Penulis menyelesaikan pendidikan SD di Sesean, Kabupaten Tana Toraja
pada tahun 1980, SMP di Rantepao pada tahun 1983 dan SMA di Rantepao pada
tahun 1986. Pada tahun 1991 penulis menyelesaikan pendidikan sarjana pada
jurusan Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin Makassar.
Pada tahun 1994 penulis diangkat sebagai dosen tetap pada Universitas
Kristen Indonesia Toraja.

Pada tahun 1996 penulis menjabat sebagai Ketua

Departemen Agronomi, Fakultas Pertanian UKI Toraja, selanjutnya pada tahun
1998 penulis menjabat sebagai Pembantu Dekan Fakultas Pertanian UKI Toraja.
Pada tahun 1999 hingga 2001 penulis mengikuti pendidikan magister sains pada
Program Studi Sistem-Sistem Pertanian, kekhususan ilmu tanaman, Program
Pascasarjana Universitas Hasanuddin Makassar. Pada tahun 2002 hingga 2005
penulis menjabat sebagai Dekan Fakultas Pertanian UKI Toraja. Sejak tahun
2005 penulis kembali mengikuti pendidikan program doktor pada Program Studi
Agronomi, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Artikel yang merupakan bagian dari disertasi ini berjudul Pewarisan Sifat
Toleransi Padi Sawah (Oryza sativa L) terhadap Cekaman Suhu Rendah telah
diterbitkan pada Buletin Agronomi 36(2):111-117 oleh PERAGI dan Departemen
Agronomi dan Hortikultura, IPB. Galur-galur harapan spesifik ekosistem dataran
tinggi hasil penelitian ini akan diuji multilokasi sebagai prasyarat untuk pelepasan
varietas baru.

xii

DAFTAR ISI
Halaman
PRAKATA ...................................................................................................

ix

DAFTAR ISI ................................................................................................

xii

DAFTAR TABEL .......................................................................................

xiv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

xvii

DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................

xix

PENDAHULUAN...........................................................................................
Latar Belakang .....................................................................................
Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................
Ruang Lingkup Penelitian ....................................................................
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................
Tanaman Padi .......................................................................................
Pengaruh Nitrogen terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Padi
Pengaruh Suhu Rendah ........................................................................
Pendugaan Aksi Gen ............................................................................
Parameter Genetik ................................................................................
Karakter Kuantitatif dan Interaksi Genotipe dan Lingkungan .............
Seleksi dan Kemajuan Genetik ............................................................
RESPON PADI SAWAH TERHADAP PEMUPUKAN NITROGEN
DENGAN CEKAMAN SUHU RENDAH ....................................................
ABSTRAK ...........................................................................................
ABSTRACT .........................................................................................
PENDAHULUAN ...............................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................
BAHAN DAN METODE ....................................................................
Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
Metode Penelitian ..........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
SIMPULAN .........................................................................................
ANALISIS LINTAS KOMPONEN PERTUMBUHAN, KOMPONEN
HASIL DENGAN HASIL TANAMAN PADI SAWAH.
ABSTRAK ...........................................................................................
ABSTRACT .........................................................................................
PENDAHULUAN ...............................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................
BAHAN DAN METODE ....................................................................
Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
Metode Penelitian ..........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
SIMPULAN .........................................................................................

1
1
4
4
6
6
8
9
14
15
18
19
24
24
24
25
25
27
27
27
27
29
37
38
38
38
39
39
40
40
40
40
42
55

xiii

PEWARISAN SIFAT TOLERANSI PADI SAWAH TERHADAP
CEKAMAN SUHU RENDAH ......................................................................
ABSTRAK ...........................................................................................
ABSTRACT .........................................................................................
PENDAHULUAN ...............................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................
BAHAN DAN METODE ....................................................................
Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
Metode Penelitian ..........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
SIMPULAN .........................................................................................
SELEKSI GENOTIPE UNGGUL BERDASARKAN PRODUKSI
DAN INDEKS SELEKSI ..............................................................................
ABSTRAK ...........................................................................................
ABSTRACT .........................................................................................
PENDAHULUAN ...............................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................
BAHAN DAN METODE ....................................................................
Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
Metode Penelitian ..........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
SIMPULAN .........................................................................................
EVALUASI KERAGAAN GALUR PADA EKOSISTEM DATARAN
TINGGI ...........................................................................................................
ABSTRAK ...........................................................................................
ABSTRACT .........................................................................................
PENDAHULUAN ...............................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................
BAHAN DAN METODE ....................................................................
Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................
Metode Penelitian ..........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................
SIMPULAN .........................................................................................
PEMBAHASAN UMUM ...............................................................................
SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................
Simpulan .................................................................................................
Saran........................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
LAMPIRAN ...................................................................................................

57
57
57
58
58
60
60
60
60
63
82
83
83
83
84
84
85
85
85
85
86
91
93
93
93
94
94
95
95
95
95
100
116
118
129
129
130
132
141

xiv

DAFTAR TABEL
Halaman
1. Temperatur kritis tanaman padi pada setiap fase pertumbuhan ..................... 11
2. Komponen ragam analisis ortogonal polinomial ........................................... 28
3. Kuadrat tengah hasil analisis ortogonal polinomial untuk peubah pollen
fertil, panjang daun bendera, umur berbunga, persentase gabah bernas
per malai dan produksi GKG. ....................................................................... 29
4. Matriks korelasi antara karakter seleksi ......................................................... 35
5. Analisis ragam dan nilai heritabilitas beberapa karakter pertumbuhan
pada 2 level ketinggian tempat ...................................................................... 42
6. Analisis ragam dan nilai heritabilitas beberapa karakter hasil pada 2 level
ketinggian tempat .......................................................................................... 43
7. Keragaan komponen pertumbuhan, komponen hasil dan hasil (Lokasi
Sesean) .......................................................................................................... 44
8. Keragaaan komponen pertumbuhan, komponen hasil dan hasil (Lokasi
Bogor) ........................................................................................................... 45
9. Korelasi antara komponen pertumbuhan, komponen hasil dengan hasil
untuk lokasi Sesean ....................................................................................... 46
10. Korelasi antara komponen pertumbuhan, komponen hasil dengan hasil
untuk lokasi Bogor ........................................................................................ 46
11. Umur panen dan akumulasi heat unit genotipe pada dataran tinggi
Toraja dan dataran rendah Bogor .................................................................. 48
12. Pengaruh langsung dan tidak langsung antara komponen pertumbuhan,
komponen hasil dengan hasil untuk lokasi Sesean ....................................... 51
13. Pengaruh langsung dan tidak langsung antara komponen pertumbuhan,
komponen hasil dengan hasil untuk lokasi Bogor......................................... 52
14. Koefisien parameter genetik yang digunakan dalam analisis ...................... 62
15. Uji t rata-rata generasi F1 dan resiproknya (F1R). ........................................ 63
16. Rata-rata dan simpangan karakter pertumbuhan baku tiap generasi. ........... 64
17. Rata-rata dan simpangan baku karakter hasil pada tiap generasi. ................ 65

xv

18. Hasil uji kesesuaian model beberapa karakter pada kondisi cekaman
suhu rendah ................................................................................................... 79
19. Pendugaan komponen genetik beberapa karakter seleksi pada kondisi
cekaman suhu rendah .................................................................................... 80
20. Pendugaan komponen ragam dan parameter genetik karakter seleksi
pada kondisi cekaman suhu rendah ............................................................... 81
21. Galur-galur terpilih dari Toraja dan Bogor berdasarkan produksi dan
indeks seleksi terboboti (weightedly standardized selection index). ............ 87
22. Kode galur yang diuji. .................................................................................. 96
23. Analisis ragam gabungan .............................................................................. 98
24. Analisis ragam gabungan antara lokasi Sesean dan Rantepao ...................... 100
25. Pendugaan heritabilitas dan heritabilitas gabungan untuk berbagai
karakter seleksi di lokasi Sesean dan Rantepao ............................................ 101
26. Uji kontras ortogonal antara varietas pembanding dengan semua galur
pada lokasi Sesean dan Rantepao .................................................................. 102
27. Uji kontras ortogonal antara galur hasil seleksi dari Bogor dengan Toraja
pada lokasi Sesean dan Rantepao .................................................................. 103
28 Uji kontras ortogonal antara genotipe pembanding dengan famili galur
IPB 117 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 104
29 Uji kontras ortogonal antara genotipe pembanding dengan famili galur
IPB 115 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 104
30 Uji kontras ortogonal antara genotipe pembanding dengan famili galur
IPB 149 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 105
31 Uji kontras ortogonal antara genotipe pembanding dengan famili galur
IPB 116 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 106
32 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 117 dengan famili galur
IPB 115 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 106
33 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 117 dengan famili galur
IPB 116 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 107
34 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 116 dengan famili galur
IPB 115 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 108
35 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 117 dengan famili galur
IPB 149 pada lokasi Sesean dan Rantepao ................................................... 108
xvi

36 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 117 seleksi Toraja dengan
famili galur IPB 117 seleksi Bogor pada lokasi Sesean dan Rantepao ......... 109
37 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 115 seleksi Toraja dengan
famili galur IPB 115 seleksi Bogor pada lokasi Sesean dan Rantepao ......... 110
38 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 116 seleksi Toraja dengan
famili galur IPB 116 seleksi Bogor pada lokasi Sesean dan Rantepao ......... 110
39 Uji kontras ortogonal antara famili galur IPB 149 seleksi Toraja dengan
famili galur IPB 149 seleksi Bogor pada lokasi Sesean dan Rantepao ......... 111
40 Nilai rata-rata karakter umur panen, jumlah malai dan bobot 1000 butir
dari 30 galur yang diuji pada lokasi Sesean dan Rantepao ........................... 114
41 Nilai rata-rata karakter panjang malai, persentase gabah bernas dan
produksi GKG 30 galur yang diuji pada lokasi Sesean dan Rantepao .......... 115
42 Rata-rata produksi galur-galur terpilih berdasarkan indeks seleksi
terboboti dan seleksi berdasarkan produksi .................................................. 116
43 Kontribusi peningkatan produksi galur-galur harapan dibandingkan
dengan varietas lokal ..................................................................................... 128

xvii

DAFTAR GAMBAR
1. Bagan alir penelitian ..............................................................................

5

2. Skema pengaruh stres suhu rendah pada sterilitas organ reproduktif
tanaman padi (Lee et al. 2001) ................................................................

13

3. Prosedur seleksi untuk perbaikan sifat toleransi terhadap cekaman
suhu rendah .............................................................................................

22

4. Hubungan antara dosis nitrogen dengan persentase polen fertil pada
6 genotipe tetua .......................................................................................

30

5. Hubungan antara dosis nitrogen dengan panjang daun bendera pada
6 genotipe tetua .......................................................................................

31

6. Hubungan antara dosis nitrogen dengan umur berbunga pada 6
genotipe tetua ..........................................................................................

32

7. Hubungan antara dosis nitrogen dengan persentase gabah bernas
pada 6 genotipe tetua ...............................................................................

33

8. Hubungan antara dosis nitrogen dengan produksi GKG pada 6
genotipe tetua ..........................................................................................

34

9. Hubungan antara polen fertil, panjang daun bendera, umur berbunga
dan persentase gabah bernas dengan produksi GKG ..............................

36

10. Hubungan antara karakter umur panen dengan bobot gabah per
rumpun ....................................................................................................

47

11. Hubungan antara karakter persentase gabah bernas dengan bobot
gabah per rumpun ....................................................................................

48

12. Denah pengaruh langsung komponen pertumbuhan dan pengaruh
tidak langsung melalui komponen hasil(lokasi Sesean) ..........................

50

13. Denah pengaruh langsung komponen pertumbuhan dan pengaruh
tidak langsung melalui komponen hasil (lokasi Bogor) ..........................

54

14. Sebaran frekuensi aromatik .....................................................................

67

15. Sebaran frekuensi tinggi tanaman ...........................................................

68

16. Sebaran frekuensi panjang daun bendera ................................................

69

17. Sebaran frekuensi umur panen ................................................................

70

18. Sebaran frekuensi umur berbunga...........................................................

71

xviii

19. Sebaran frekuensi jumlah anakan............................................................

72

20. Sebaran frekuensi panjang malai ............................................................

73

21. Sebaran frekuensi panjang bulu ..............................................................

74

22. Sebaran frekuensi persentase gabah bernas per malai ............................

75

23. Distribusi frekuensi tinggi tanaman galur-galur padi sawah pada
kondisi cekaman suhu rendah .................................................................

89

24. Distribusi frekuensi umur panen galur-galur padi sawah pada kondisi
cekaman suhu rendah ..............................................................................

89

25. Distribusi frekuensi panjang daun bendera galur-galur padi sawah
pada kondisi cekaman suhu rendah .........................................................

90

26. Distribusi frekuensi jumlah malai per rumpun galur-galur padi sawah
yang diseleksi di Bogor dan Toraja .........................................................

90

27. Distribusi frekuensi bobot 1000 gabah bernas galur-galur padi sawah
yang diseleksi di Bogor dan Toraja .........................................................

91

28. Distribusi frekuensi persentase gabah bernas galur-galur padi sawah
yang diseleksi di Bogor dan Toraja .........................................................

91

29. Distribusi frekuensi bobot gabah per rumpun galur-galur padi sawah
yang diseleksi di Bogor dan Toraja .........................................................

91

30. Suhu maksimum dan minimum pada lokasi Rantepao (A) dan Sesean
(B) untuk tahun 2007 ............................................................................ 126

xix

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Deskripsi varietas yang dipakai sebagai tetua betina ........................... 142
2. Deskripsi varietas yang dipakai sebagai tetua jantan ........................... 143
3. Koefisien korelasi genetik antara komponen pertumbuhan dengan
produksi ................................................................................................ 144
4. Karakter morfologi genotipe-genotipe hasil seleksi dan evaluasi........ 145
5. Data iklim bulanan untuk lokasi Rantepao dan Sesean (Tahun
2007). ................................................................................................... 147
6. Nilai koefisien ortogonal kontras ......................................................... 148

xx

xxi

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Beras merupakan komoditas strategis yang berperan penting dalam
perekonomian dan ketahanan pangan nasional, dan menjadi basis utama dalam
revitalisasi pertanian. Sejalan dengan pertambahan jumlah penduduk, kebutuhan
beras pada tahun 2006 mencapai 54.4 juta ton GKG, diproyeksikan masih akan
terus meningkat hingga mencapai 65.9 juta ton GKG pada tahun 2025. Jika
peningkatan kebutuhan beras tersebut tidak diimbangi dengan peningkatan
produksi yang memadai, maka Indonesia diproyeksikan akan mengalami defisit
beras pada dua dekade mendatang (DEPTAN 2005; FAOSTAT 2007 ).
Upaya peningkatan produksi melalui perakitan varietas padi di Indonesia
ditujukan untuk mengembangkan 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. Pengembangan tipe varietas yang berdaya
hasil tinggi dan sesuai dengan kondisi ekosistem tersebut berpengaruh terhadap
produktivitas padi sawah nasional seperti dilaporkan BPS (2000).
Berhasil tidaknya pengembangan varietas unggul pada usahatani padi
ditentukan oleh mau tidaknya petani mengadopsi teknologi tersebut (Pranadji
1984). Menurut Roesmarkan et al. (2002), bahwa pemilihan varietas padi oleh
petani pada umumnya berdasarkan pada beberapa pertimbangan, yaitu (1) berdaya
hasil tinggi (2) rasa nasi enak sesuai dengan keinginan petani dan permintaan
pasar (3) tahan terhadap hama dan penyakit, serta (4) mampu beradaptasi dengan
baik di lokasi setempat. Varietas unggul padi akan diadopsi petani jika varietas
tersebut menguntungkan dan dapat meningkatkan nilai tambah terhadap
sumberdaya lahan yang terbatas. Tujuan akhir dari adopsi varietas unggul tersebut
adalah meningkatkan pendapatan dan kesejahteraan petani untuk mendukung
ketahanan pangan nasional.
Salah satu upaya untuk meningkatkan produksi padi dalam rangka
ketahanan pangan nasional adalah dengan mengembangkan padi tipe baru (PTB).
Padi tipe baru dicirikan oleh batang yang kokoh, malai yang panjang dan lebat
1

jumlah anakan produktif 10-12 dan daun yang lebar berwarna hijau tua. Hal ini
memungkinkan tanaman mampu memberikan hasil 30-50% lebih tinggi dari
varitas unggul nasional yang ada sekarang. Padi tipe baru dirancang agar
fotosintat didistribusikan secara lebih efektif ke malai/gabah. Untuk itu ciri
dari PTB yang dikehendaki adalah tinggi tanaman 80-100 cm, batang kuat,
jumlah anakan 8-10 (semua bermalai), daun tegak, lebar, tebal dan berwarna hijau
tua, malai panjang (jumlah gabah 200-250/malai), umur 100-130 hari, tahan
terhadap hama/penyakit utama (Peng et al. 1998).
Penelitian di Sukamandi

menunjukkan beberapa varietas seperti PTB

Fatmawati, semi PTB Gilirang, VUB Ciherang, serta varietas hibrida Maro dan
Rokan memberi hasil berturut-turut 24.1%, 15.6%, 1.7%, 14.1%, dan 13.5 % lebih
tinggi dibandingkan dengan IR-64 (6.6 ton/ha). Sementara di petak demonstrasi
pada MT 2003 di lahan petani di Takalar, Sulawesi Selatan, varietas Fatmawati,
Gilirang, Ciherang, Cigeulis, Cisantana, Cimelati, dan hibrida Maro serta Rokan
yang ditanam dengan pendekatan PTT (Pengelolaan Tanaman dan sumberdaya
Terpadu) berturut-turut memberi hasil 31.2%, 12.9%, 15.9%, 12.9%, 2.5%, 8.3%,
24.1%, dan 20.9% lebih tinggi dibandingkan dengan Ciliwung (6.8 t/ha) (Susanto
et al. 2003).
Varietas unggul yang telah dilepas tersebut umumnya ditujukan untuk
budidaya padi pada lingkungan optimal, sehingga tidak memberikan potensi yang
maksimal pada lingkungan bercekaman, termasuk lingkungan dengan cekaman
suhu rendah di dataran tinggi. Pengujian beberapa VUB (Varietas Unggul Baru)
dan galur PTB di dataran tinggi Toraja memberikan hasil yang lebih rendah
dibandingkan potensi hasil varietas lokal (Limbongan 2001). Hal ini disebabkan
Padi Tipe Baru (PTB) kurang mampu beradaptasi pada lahan dataran tinggi. Suhu
rendah dan pemupukan nitrogen adalah faktor utama yang mempengaruhi
pertumbuhan vegetatif dan meningkatkan kehampaan malai.

Matsuo (1993)

menyatakan bahwa cekaman suhu rendah meningkatkan infertilitas pada fase
pembungaan dan pengisian biji.

Menurut Lee (2001) cekaman suhu rendah

memperpanjang fase vegetatif, menyebabkan sterilitas polen, dan menghambat
pengisian biji, sehingga umur tanaman menjadi lebih panjang dan persentase
gabah hampa per malai lebih tinggi. Suhu rendah selama perkembangan malai
2

pada padi meningkatkan kehampaan malai. Efek suhu rendah tersebut diperburuk
oleh aplikasi N (Gunawardena et al. 2003).
Ekosistem dataran tinggi ( ketinggian tempat > 700 m di atas permukaan
laut) memiliki ciri khusus seperti suhu yang lebih rendah dari 20 oC dan
kemiringan lahan yang lebih dari 50%.

Suhu pada ekosistem dataran tinggi

tergantung pada ketinggian tempat sehingga berlaku gradien suhu yaitu
berkurangnya suhu 0.6 oC setiap kenaikan tinggi tempat 100 m. Topografi lahan
yang miring, menyebabkan mayoritas lahan dataran tinggi dijadikan sebagai
ladang, namun di beberapa tempat, dijadikan sebagai areal persawahan dengan
metode terassering. Cekaman suhu rendah tidak hanya terjadi di daerah temperate
namun juga pada daerah dataran tinggi (Yoshida 1981). Menurut Widjono dan
Syam (1982) lahan sawah dataran tinggi di Indonesia meliputi kurang lebih
500.000 ha. Lahan ini tersebar di Jawa, Sumatera, Sulawesi dan Papua. Dengan
varietas lokal yang berumur dalam (5 – 6 bulan) dan berdaya hasil rendah,
penanaman padi di dataran tinggi hanya dapat dilakukan setahun sekali.
Perakitan varietas padi sawah berdaya hasil tinggi dan toleran suhu rendah
merupakan alternatif pemecahan masalah pada daerah dataran tinggi dengan
cekaman suhu rendah. Pemuliaan padi spesifik dataran tinggi untuk memperbaiki
daya hasil tinggi dan kualitas yang diinginkan tidak dapat dilakukan tanpa
mengetahui kendali genetik dari sifat ketahanan suhu rendah dan pola
pewarisannya.
Seleksi akan memberikan respon yang optimal bila menggunakan kriteria
seleksi yang tepat. Seleksi berdasarkan produksi biasanya kurang memberikan
hasil optimal bila tidak didukung oleh kriteria seleksi lain berupa komponen
pertumbuhan dan komponen hasil yang berkorelasi kuat dengan daya hasil. Selain
itu, seleksi yang dilakukan di lokasi target akan memberikan daya adaptasi dan
produksi yang lebih baik dibandingkan dengan seleksi yang dilakukan di
lingkungan non-target, baik dengan menggunakan indeks seleksi maupun
produksi.
Dengan mempertimbangkan hal tersebut di atas, maka dilakukan studi
tentang pengembangan padi sawah yang spesifik untuk ekosistem dataran tinggi.

3

Selain itu, dari penelitian ini diperoleh galur-galur harapan PTB spesifik
ekosistem dataran tinggi.

Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan Umum
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan varietas padi tipe baru
yang spesifik untuk ekosistem dataran tinggi.
Tujuan Khusus
Tujuan khusus serangkaian penelitian ini ialah :
1. Memperoleh informasi tentang respon genotipe padi sawah
terhadap pemupukan nitrogen di dataran tinggi,
2. Memperoleh informasi tentang hubungan antara karakter adaptasi
terhadap suhu rendah dengan hasil tanaman padi sawah,
3. Memperoleh informasi tentang pola pewarisan sifat adaptasi padi
sawah terhadap cekaman suhu rendah,
4. Menduga efektifitas seleksi berdasarkan daya hasil dan indeks
terboboti,
5. Memperoleh informasi tentang keragaan galur padi sawah pada
ekosistem dataran tinggi.
6. Memperoleh galur harapan unggul padi sawah spesifik ekosistem
dataran tinggi.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini dapat dipakai sebagai pedoman seleksi, evaluasi galur
dan perakitan varietas padi tipe baru berdaya hasil tinggi dan spesifik untuk
ekosistem dataran tinggi.
Ruang Lingkup Penelitian
Kegiatan penelitian meliputi lima tahap percobaan yaitu: (1) Respon
genotipe padi sawah terhadap pemupukan nitrogen di dataran tinggi, (2) Analisis
lintas komponen pertumbuhan, komponen hasil dengan hasil tanaman padi sawah,
(3) Pewarisan sifat toleransi padi sawah terhadap cekaman suhu rendah, (4)
Seleksi genotipe unggul berdasarkan produksi dan indeks seleksi terboboti (5)

4

Evaluasi keragaan galur pada ekosistem dataran tinggi. Bagan alir disajikan pada
Gambar 1.
Koleksi plasmanutfah padi
sawah lokal dataran tinggi
dan VUB

1. Respon genotipe
terhadap
pemupukan N
2. Pola hubungan
antara karakter
seleksi

Persilangan

Populasi P1, P2, F1, F1 res, BCP1,
BCP2 dan F2
3. Studi pewarisan sifat

Selfing dan
seleksi

4. Seleksi genotipe
unggul berdasarkan produksi dan
indeks terboboti

• Pengaruh tetua betina
dan sebaran
frekuensi
• Pola pewarisan sifat
• Pendugaan parameter
genetik

• Uji F-ortogonal
• Analisis lintas
• Analisis regresi
dan korelasi

• Karakter seleksi yang sesuai
• Dosis N yang tepat untuk
ekosistem dataran tinggi

• Seleksi di Bogor
dan Toraja
• Seleksi produksi
dan indeks

5. Evaluasi keragaan genotipe pada
ekosistem dataran tinggi

• Anova gabungan
• Parameter genetik
• F-ortogonal
kontras

Galur harapan PTB spesifik
ekosistem dataran tinggi

Gambar 1. Bagan alir penelitian
5

TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman Padi
Tanaman padi diklasifikasikan dalam divisio spermatophyta, sub divisio
Angiospermae, Kelas Monocotyledoneae, Ordo Graminales, Famili Gramineae,
dan Genus Oryza. Genus Oryza terdiri atas dua spesies budidaya dan sekitar 20
spesies liar (Tateoka 1963). Spesies-spesies tersebut kebanyakan memiliki genom
A, B, C, BC, CD, E atau F, H dan J. Spesies padi yang memiliki genom A
termasuk dua spesies budidaya dan 5 spesies liar. Spesies budidaya yaitu O.
sativa terdiri atas 3 tipe (Japonica, Javanica dan Indica) dan O. glaberrima.
Spesies liar diantaranya O. rufipogon, O. glumaepatula, O. longistaminata, O.
maridionalis dan O. barthii (Vaughan 1989).
Oryza sativa diduga berasal dari daerah hulu sungai di kaki Pegunungan
Himalaya dan yang kedua berasal dari Afrika Barat (hulu sungai Niger). Oryza
sativa terdiri atas dua jenis yaitu indica dan japonica. Tipe japonica umumnya
berumur panjang, postur tinggi namun mudah rebah, paleanya memiliki bulu,
bijinya cenderung besar. Tipe indica, sebaliknya, berumur lebih pendek, postur
lebih kecil, paleanya tidak berbulu, dan biji cenderung ramping. Walaupun kedua
jenis dapat saling membuahi, persentase keberhasilannya rendah. Contoh terkenal
dari hasil persilangan ini adalah kultivar IR8, yang merupakan seleksi dari
persilangan jenis japonica dan jenis indica. Selain kedua jenis tersebut, dikenal
pula sekelompok padi yang tergolong javanica yang memiliki sifat antara dari
kedua varietas utama di atas. Varietas javanica hanya ditemukan di Pulau Jawa
(Matsuo 1993).
Satu set genom padi terdiri atas 12 kromosom. Tanaman padi adalah
tanaman diploid sehingga setiap sel padi memiliki 12 pasang kromosom (kecuali
sel seksual). Padi merupakan organisme model dalam kajian genetika tumbuhan
karena dua alasan yakni kepentingannya bagi umat manusia dan ukuran
kromosom yang relatif kecil, yaitu 1.6~2.3 × 108 pasangan basa (base pairs, bp)
(Takahashi 1997).
Pembentukan varietas padi, baik VUB maupun PTB dilakukan dengan
menyilangkan beberapa tetua dari jenis japonica maupun indica, kemudian dari
6

turunan persilangan tersebut dipilih tanaman-tanaman yang mempunyai sifat-sifat
yang baik (Susanto et al. (2003).
Menurut Khush (1996), landasan pemikiran dalam pembentukan padi tipe
baru adalah peningkatan indeks panen (IP) dan produksi biomassa tanaman.
Indeks panen adalah perbandingan bobot kering gabah dengan total biomassa
tanaman. Indeks panen varietas padi sebelumnya yang berkisar antara 0.45−0.50
diupayakan untuk ditingkatkan menjadi 0.60. Cara yang ditempuh adalah dengan
meningkatkan proporsi distribusi fotosintat ke sink dibanding ke source. Caranya
adalah dengan meningkatkan sink size, yang meliputi peningkatan jumlah gabah
per malai dan translokasi asimilat ke gabah, serta meningkatkan masa pengisian
gabah antara lain dengan penundaan senescence daun, memperpanjang masa
pengisian biji, dan meningkatkan ketahanan terhadap rebah. Biomassa tanaman
ditingkatkan dengan memodifikasi kanopi sehingga pembentukan kanopi dan
penyerapan hara berlangsung cepat serta konsumsi karbon berkurang.
Karakteristik padi tipe baru menurut Peng et al. (1994) dan Khush (1996)
adalah potensi hasil tinggi, malai lebat (± 250 butir gabah/malai), jumlah anakan
produktif lebih dari 10 dengan pertumbuhan yang serempak, tanaman pendek (±
90 cm), bentuk daun lebih