Introgresi gen tahan blas dari oryzica llanos 5 pada populasi silang balik lanjut way rarem x oryzica Llanos 5

INTROGRESI GEN TAHAN BLAS DARI ORYZICA LLANOS-5
PADA POPULASI SILANG BALIK LANJUT
WAY RAREM X ORYZICA LLANOS-5

WENING ENGGARINI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi saya yang berjudul
INTROGRESI GEN TAHAN BLAS DARI ORYZICA LLANOS-5 PADA
POPULASI SILANG BALIK LANJUT WAY RAREM X ORYZICA
LLANOS-5 adalah hasil karya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan
belum pernah diajukan dalam bantuk apapun untuk memperoleh gelar program
sejenis di perguruan tinggi lain 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,

Agustus 2012

Wening Enggarini
NIM A263070071

ABSTRACT
WENING ENGGARINI. Blast resistance introgression of Oryzica Llanos-5 on
the advanced backcross population Way Rarem x Oryzica Llanos-5. Under
supervision of SURJONO HADI SUTJAHJO, TRIKOESOEMANINGTYAS,
SRIANI SUJIPRIHATI (Almh.), UTUT WIDYASTUTI, and SUGIONO
MOELJOPAWIRO.
Upland rice is an alternative resource for enhancing rice productivity in
Indonesia. However upland rice cultivation technology is still not optimum,
particularly in controlling blast pathogen (Pyricularia oryzae). The development
of cultivar multiline using NIL (Near isogenic lines) population is one of the
important efforts to prevent the breaking down of blast resistance in field. The

advanced backcross lines were developed using the recurrent parent Way Rarem,
which is high yielding but recently was destroyed by blast, and the durable blast
resistant Oryzica Llanos-5, as a donor parent. The study was aimed 1) to develop
NIL Way Rarem x Oryzica Llanos-5 having a higher blast resistance compared to
Way Rarem; 2) to obtain molecular markers which could detect the introgression
segment of blast resistance-carrying donor on the advanced backcross lines; and
3) to get information about the blast resistance inheritance of Oryzica Llanos-5.
The evaluation of blast resistance demonstrated that the percentage of the blast
resistant plant on BC4F1 and BC5F1 were higher than that on BC3F1 and BC4F1,
respectively. The blast test using each 133 and 173 blast races on BC5F1 showed
that there were several BC5F1 plants having a higher blast resistance to each both
blast races compared to Way Rarem. This high blast resistance character might be
derived from the introgression segments of Oryzica Llanos-5. The detection of
blast resistance introgression from Oryzica Llanos-5 using SSR primers on BC3F1
population demonstrated that three markers (RM411, RM7 and RM251) on
chromosome 3 and three markers (RM276, RM549 and RM585) on chromosome
6 were polymorphic markers and could identify the donor introgression based on
the appearance of heterozygous allele on PCR amplification. The six SSR markers
and the evaluation of blast resistance were used to select the plant on each BC4F1,
BC5F1 and BC6F1 generation which was backcrossed to Way Rarem. Based on the

genome wide scan in the blast resistant BC6F1 plant we found several SSR
markers which could detect the donor introgression on chromosome 2, 3, 6 and 8.
RM207 and RM266 were on chromosome 2, also RM404 was on chromosome 8.
This is interesting information because the introgression segment on both
chromosomes could not detect in earlier research by Lestari et al. (2011). Both
introgression segments were located quite close to blast resistance QTL derived
from Oryzica Llanos-5 alleles in RIL population Fanny x Oryzica Llanos-5 that
the introgression segment on chromosome 2 was located close to Pib gene and on
chromosome 8 was located close to Pi33 gene. In addition there were also
introgressions segment of Oryzica Llanos-5 on chromosome 3 that could be
detected by RM565 and RM514 which were similar position with blast resistance
QTLs on population of cross between Fanny x Oryzica Llanos-5 varieties.
Key words: Near isogenic line, blast resistance, Way Rarem, Oryzica Llanos-5

RINGKASAN
WENING ENGGARINI. Introgresi gen tahan blas dari Oryzica Llanos-5 pada
populasi silang balik lanjut Way Rarem x Oryzica Llanos-5. Dibimbing oleh:
SURJONO HADI SUTJAHJO, TRIKOESOEMANINGTYAS, SRIANI
SUJIPRIHATI
(Almh.),

UTUT
WIDYASTUTI,
dan
SUGIONO
MOELJOPAWIRO.
Padi gogo merupakan salah satu alternatif dalam usaha peningkatan
produksi beras di Indonesia. Namun saat ini penerapan teknologi budidaya padi
gogo belum optimal, terutama dalam pengendalian penyakit blas yang disebabkan
oleh cendawan Pyricularia oryzae. Cendawan ini mudah membentuk ras baru
dengan tingkat virulensi yang lebih tinggi sehingga dapat dengan cepat
mematahkan ketahanan varietas tanaman yang sebelumnya tahan terhadap blas.
Salah satu cara yang dapat mencegah patahnya ketahanan varietas terhadap blas
adalah dengan pembentukan varietas multilini. Varietas multilini (multilines)
merupakan populasi NIL (Near isogenic lines) yang dibentuk melalui beberapa
kali silang balik sehingga dihasilkan galur-galur dengan sifat agronomis yang
sama tetapi masing-masing memiliki sifat ketahanan yang berbeda yang berasal
dari segmen introgresi tetua donornya.
Way Rarem merupakan varietas padi gogo Indica dari Indonesia. Varietas
ini memiliki daya hasil yang cukup tinggi dan ketahanan terhadap blas pada awal
dilepas pada tahun 1994. Namun ketahanannya terhadap blas terpatahkan setelah

beberapa kali musim tanam sehingga perlu ditingkatkan melalui persilangan
dengan tetua donor tahan blas, Oryzica Llanos-5. Penelitian ini dilakukan
bertujuan untuk: 1) Mendapatkan galur-galur NIL Way Rarem x Oryzica Llanos-5
yang memiliki ketahanan blas lebih tinggi dibandingkan dengan tetua
berulangnya, Way Rarem; 2) Memperoleh informasi tentang pola pewarisan sifat
ketahanan terhadap patogen blas pada varietas Oryzica Llanos-5; dan 3)
Mendapatkan marka molekuler yang mampu mendeteksi introgresi segmen
genom dari Oryzica Llanos-5 yang terkait dengan sifat ketahanan terhadap
patogen blas pada generasi silang balik lanjut Way Rarem x Oryzica Llanos-5.
Materi tanaman pada awal penelitian adalah populasi BC2F5 Way Rarem x
Oryzica Llanos-5 yang merupakan hasil selfing beberapa kali dari tanaman BC2F2
Way Rarem x Oryzica Llanos-5 yang digunakan pada penelitian pemetaan QTL
ketahanan blas oleh Lestari et al. (2011). Setiap kali melakukan silang balik
dilakukan seleksi fenotipe dan genotipe terlebih dahulu untuk mendapatkan
tanaman-tanaman yang tahan blas dan memiliki segmen introgresi dari Oryzica
Llanos-5, yang selanjutnya disilang balik terhadap Way Rarem agar didapatkan
benih turunan silang balik selanjutnya hingga generasi BC6.
Seleksi fenotipe dilakukan dengan mengevaluasi ketahanan blas pada
populasi turunan silang balik. Inokulum blas yang digunakan untuk evaluasi pada
populasi BC3F1 dan BC4F1 terdiri atas campuran 4 ras blas: 033, 123, 133 dan

173, sedangkan pada evaluasi BC5F1 digunakan 4 ras blas tersebut secara terpisah.
Hasil evaluasi ketahanan blas pada populasi BC3F1 dan BC4F1 memperlihatkan
adanya tanaman-tanaman yang memiliki indeks penyakit 0 sampai 3 yang
merupakan kriteria tanaman tahan. Hal ini berbeda dengan Way Rarem yang
memiliki indeks penyakit 3 hingga 5 yang merupakan kriteria moderat (cukup)

tahan, sedangkan Oryzica Llanos-5 memiliki indeks penyakit 0 sampai 1 yang
merupakan tanaman sangat tahan. Demikian juga dengan hasil evaluasi pada
populasi BC5F1 diperoleh tanaman-tanaman yang tahan terhadap masing-masing
ras blas 133 dan 173. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan ketahanan blas
pada populasi BC3F1, BC4F1 dan BC5F1 jika dibandingkan dengan Way Rarem
sebagai tetua berulangnya. Sumber ketahanan blas tersebut diduga berasal dari
segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5. Pada pengujian BC5F1 masing-masing
dengan ras blas 033 dan 123 memperlihatkan bahwa Way Rarem dan Oryzica
Llanos-5 tahan terhadap kedua ras tersebut dengan indeks penyakit 0 sampai 1
yang merupakan kriteria tanaman sangat tahan. Hal ini terjadi diduga bahwa baik
Way Rarem dan Oryzica Llanos-5 memiliki gen ketahanan yang dapat mengatasi
ras blas 033 dan 123.
Keberhasilan program pemuliaan tanaman tahan blas tidak lepas dari adanya
pengetahuan mengenai mekanisme penurunan sifat ketahanan blas sehingga dapat

ditentukan metode pemuliaan yang tepat. Oleh karena itu dilakukan studi
pewarisan sifat ketahanan blas pada Oryzica Llanos-5. Pada penelitian ini
dilakukan persilangan antara varietas moderat rentan Way Rarem dengan varietas
tahan Oryzica Llanos-5 untuk mendapatkan populasi F1, F1 resiprokal, F2, BCP1
dan BCP2. Semua populasi hasil persilangan beserta kedua tetua diinokulasi
dengan ras blas 133 dan 173. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan
terhadap ras blas 133 dan 173 merupakan ketahanan horisontal namun terdapat
pula peran gen mayor di dalam kendali genetiknya dan tidak ada pengaruh dari
tetua betina. Ketahanan terhadap kedua ras tersebut dikendalikan oleh gen mayor
yang bersifat dominan dan beberapa gen minor. Aksi gen pengendali ketahanan
terhadap ras blas 133 dipengaruhi oleh efek aditif, dominan serta interaksi aditif x
dominan dan dominan x dominan; sedangkan ketahanan terhadap ras blas 173
dipengaruhi oleh efek aditif, dominan serta interaksi aditif x aditif dan dominan x
dominan. Peran gen mayor pengendali ketahanan terhadap ras blas 133 mengikuti
nisbah 13:3 (tahan:rentan), sedangkan ketahanan terhadap ras blas 173 mengikuti
nisbah 37:27 (tahan:rentan). Ekspresi gen mayor pada umumnya memiliki nilai
heritabilitas yang tinggi dan tidak dipengaruhi oleh perubahan lingkungan.
Karakter yang dikendalikan oleh gen mayor sangat baik untuk digunakan sebagai
gen donor pada teknik silang balik.
Seleksi genotipe menggunakan marka molekuler penting dilakukan untuk

mendeteksi introgresi dari tetua donor pada turunan hasil silang balik. Seleksi
genotipe pada pada populasi BC2F5 menggunakan 3 marka SSR (Simple sequence
repeat) berdasarkan Lestari et al. (2011) yaitu RM148, RM541 dan RM342B
yang masing-masing berada pada kromosom 3, 6 dan 9. Pada BC3F1 ketiga marka
SSR tersebut tidak dapat mendeteksi lagi introgresi dari Oryzica Llanos-5. Hal ini
diduga karena jarak antar marka dengan lokus target masih terlalu jauh (lebih dari
10 cM). Oleh karena itu dilakukan eksplorasi primer SSR untuk mendapatkan
marka SSR baru pada kromosom 3, 6 dan 9. Dari 120 primer SSR yang
digunakan, ditemukan 3 marka (RM411, RM7 dan RM251) pada kromosom 3 dan
3 marka (RM276, RM549 dan RM585) pada kromosom 6 yang dapat mendeteksi
introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada tanaman BC3F1. Berdasarkan analisis marka
tunggal terhadap keenam marka tersebut diketahui bahwa RM411 dan RM7
memiliki p-value kurang dari 0.05 sehingga diduga kedua marka tersebut terpaut
dengan sifat ketahanan tanaman terhadap blas. Keenam marka SSR tersebut

selanjutnya digunakan untuk kegiatan seleksi pada generasi BC4F1 hingga BC6F1.
Jumlah marka SSR yang polimorfik yang didapatkan pada penelitian ini
masih terbatas sehingga cukup banyak lokus-lokus yang belum diketahui kondisi
genotipenya. Hal ini dapat terjadi karena tetua Way Rarem dan Oryzica Llanos-5
sama-sama merupakan padi Indica yang memiliki banyak kemiripan sifat

(Bustamam et al. 2004). Hal yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan
ini adalah 1) dengan meningkatkan jumlah primer SSR yang digunakan terutama
primer-primer SSR pada padi yang baru ditemukan dan 2) menggunakan marka
molekuler lain yang memiliki kelimpahan di genom lebih tinggi dibandingkan
SSR seperti marka SNP (single nucleotide polymorphism).
Marka molekuler selain digunakan untuk mendeteksi introgresi dari tetua
donor, juga bermanfaat untuk menduga seberapa besar proporsi segmen dari tetua
berulang sudah kembali kepada turunan hasil silang balik. Pendugaan proporsi
segmen dari kedua tetua telah banyak dilakukan dengan menggunakan simulasi
teori matematika. Pada penelitian ini dilakukan analisis pendugaan proporsi
segmen dari tetua berulang dan tetua donor langsung pada populasi BC 2F7 dan
BC4F2 Way Rarem x Oryzica Llanos-5 menggunakan satu set marka SNP. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5 masih
terdapat di hampir seluruh kromosom populasi BC4F2. Terdapat peningkatan
proporsi segmen tetua berulang sebesar 30% dari BC2F7 ke BC4F2, sedangkan
proporsi genom segmen donor menurun sebesar 76% dari BC2F7 ke BC4F2. Hal
ini sesuai dengan pernyataan oleh Sleeper dan Poehlman (2006) bahwa proporsi
genom segmen tetua berulang meningkat sebesar 25%, sedangkan segmen donor
berkurang sebesar 75% setelah dua kali silang balik. Selain itu, diperoleh marka
SNP yang dapat mendeteksi segmen introgresi tetua donor pada populasi BC4F2.

Dalam rangka pembentukan galur-galur NIL (Near isogenic lines)
dibutuhkan beberapa kali silang balik sehingga perlu dianalisis keberadaan
segmen introgresi dari tetua donor yang diinginkan tetap berada pada galur NIL.
Selain untuk mengetahui adanya kemungkinan ditemukan segmen introgresi di
lokasi lain yang sebelumnya tidak terdeteksi. Pada penelitian ini digunakan 400
marka SSR polimorfik yang berada pada 12 kromosom padi untuk mendeteksi
lokasi segmen introgresi pada tanaman BC6F1 Way Rarem x Oryzica Llanos-5.
Hasil dari penelitian ini didapatkan marka SSR yang mampu mendeteksi segmen
introgresi dari Oryzica Llanos-5 yaitu RM207 dan RM266 pada kromosom 2 dan
RM404 pada kromosom 8. Hal ini merupakan informasi tambahan dimana pada
hasil penelitian sebelumnya berdasarkan Lestari et al. (2011) lokasi segmen
introgresi pada kedua kromosom tersebut tidak diketahui. Berdasarkan informasi
sebelumnya tentang pemetaan gen ketahanan blas (gen Pi) pada padi, maka
diketahui bahwa segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada kromosom 2
letaknya dekat dengan gen Pib, sedangkan pada kromosom 8 dekat dengan gen
Pi33. Selain itu terdapat juga segmen introgresi pada kromosom 3 yang dapat
dideteksi oleh RM565 dan RM514, segmen introgresi ini terletak cukup jauh
dengan yang sebelumnya dapat dideteksi oleh RM7 dan RM411. Sampai saat ini
belum ditemukan informasi mengenai adanya gen Pi pada kromosom 3 maka
diduga segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada kromosom 3 merupakan

gen-gen yang berperan dalam ketahanan kuantitatif.
Kata kunci: NIL, silang balik, ketahanan blas, Way Rarem, Oryzica Llanos-5

@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi oleh Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB

INTROGRESI GEN TAHAN BLAS DARI ORYZICA LLANOS-5
PADA POPULASI SILANG BALIK LANJUT
WAY RAREM x ORYZICA LLANOS-5

WENING ENGGARINI

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Penguji pada Ujian Tertup

: Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc.
Dr. Ir. Widodo, MSc.

Penguji pada Ujian Terbuka

: Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, MSc.
Dr. Ir. Suwarno, MS.

Judul Disertasi

:

Introgresi Gen Tahan Blas dari Oryzica Llanos-5
pada Populasi Silang Balik Lanjut Way Rarem x
Oryzica Llanos-5

Nama

:

Wening Enggarini

NRP

:

A263070071

Mayor

:

Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Disetujui,
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S.
Ketua

Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc.
Anggota

Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, M.S.
Anggota (Almh.)

Dr. Ir. Utut Widyastuti, M.S
Anggota

Prof. (R). Dr. Ir. Sugiono Moeljopawiro, M.Sc.
Anggota

Diketahui,
Ketua Mayor
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc.

Tanggal Ujian : 23 Juli 2012

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Syukur alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
nemberikan rahmat dan karunia-Nya yang sungguh besar sehingga penelitian dan karya
tulis ini dapat diselesaikan. Topik yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
Agustus 2008 ini adalah mengenai masalah ketahanan padi gogo terhadap patogen blas,
dengan judul “Introgresi Gen Tahan Blas dari Oryzica Llanos-5 pada Populasi
Silang Balik Lanjut Way Rarem x Oryzica Llanos-5”.
Disertasi ini memuat 5 bab percobaan, dimana bab yang berjudul
“Characterization of Donor Introgression of Advanced Backcross Population Way
Rarem x Oryzica Llanos-5 Detected by SNP Markers” telah diterbitkan di dalam
Jurnal Agrobiogen Volume 8 Nomor 1 Tahun 2012. Disertasi ini merupakan
bagian dari penelitian yang didanai oleh Proyek Generation Challenge Program
Capacity Building sejak tahun 2007 sampai 2009 serta mendapatkan beasiswa
pendidikan dari Badan Litbang Pertanian, Kementerian Pertanian pada tahun
2010-2011.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada Prof. Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, MS., Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS.
(almh.), Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc., Dr. Ir. Utut Widyastuti, MS., dan Prof. (R).
Dr. Ir. Sugiono Moeljopawiro, MSc., selaku komisi pembimbing; Dr. Ir.
Trikoesoemaningtyas, MSc. yang juga selaku Ketua Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi
Tanaman, Dr. Casiana Vera-Cruz dan Dra. Masdiar Bustamam, MSc selaku Peneliti
Utama beserta Dr. Kurniawan Rudi Trijatmiko selaku Peneliti dalam Proyek GCP
Capacity Building atas kesempatan, bantuan dan wawasan keilmuan yang diberikan.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Achmad Suryana dan Dr. Haryono
(Kepala Badan Litbang Pertanian) beserta Dr. Sutrisno dan Dr. Karden Mulya (Kepala
BB Litbang Biogen) yang telah mengijinkan penulis untuk melaksanakan tugas belajar
ini. Terima kasih disampaikan kepada Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc. dan Dr. Ir.
Sobir, MS. selaku penguji ujian prelim, Dr. Ir. Widodo, MSc. selaku penguji ujian
tertutup, Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, MSc. dan Dr. Ir. Suwarno, MS.
selaku penguji ujian terbuka atas saran dan kritik yang sangat membangun.
Di samping itu penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Joko Prasetiyono,
Dr. Reflinur dan Tasliah, MSi. yang selalu turut membantu dalam diskusi penelitian;
beserta anggota tim penelitian: Bapak Mahrup, Bapak Iman Ridwan, Ibu Ma’sumah,
SSi. dan Bapak Fajar Suryawan; Ani Lestari, MSi dan Rinda Fadzila, SSi selaku
mahasiswa yang juga turut membantu dalam kegiatan penelitian; teman-teman
seperjuangan PBT dan AGR 2007: Dr. Diana Sofia Hanafiah, Dr. Budi Santosa, Dr.
Arifah Rahayu dan lainnya; beserta teman-teman PBT dan AGR yang telah banyak
memberikan semangat dan dukungan. Terakhir, namun yang paling berarti, ungkapan
terima kasih sedalam-dalamnya kepada keluarga tercinta: suamiku, Roberdi, MSi.; anak
kami, Innayati Cahaya Althafunnisa; ayahku, Dr. H. Nasuka dan ibuku, Hj. Yuliastuti
Nasuka; ibu mertuaku, Sidaria; kakakku, Dody Saptadi dan Siti Halimah; Ir. Hj. Anny
Slamet, MM., Ibu Hj. Siti Sundiyah, SE. beserta seluruh keluarga atas segala doa, kasih
sayang, bantuan dan semangat yang tak henti-hentinya selalu diberikan.
Akhir kata penulis menaruh harapan semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2012
Wening Enggarini

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 11 Agustus 1978 sebagai anak
bungsu dari pasangan Bapak Dr. H. Nasuka dan Ibu Hj. Yuliastuti Nasuka.
Pendidikan sarjana di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung diperoleh pada tahun 2001. Pada
tahun 2002 penulis diterima di Program Studi Biologi pada Program Pasca
Sarjana ITB dan tamat pada tahun 2005. Pada tahun 2007 penulis diterima di
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Sekolah Pasca Sarjana,
Institut Pertanian Bogor, dimana biaya sekolah dan penelitian diperoleh dari
Proyek Generation Challenge Program Capacity Building pada tahun 2007-2009
dan dilanjutkan beasiswa pendidikan dari Badan Litbang Pertanian, Kementerian
Pertanian pada tahun 2010-2011.
Penulis bekerja sebagai staf peneliti di Balai Besar Penelitian dan
Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Litbang
Biogen) sejak tahun 2003 dan ditempatkan di Kelompok Peneliti Biologi
Molekuler.
Selama mengikuti program S3, penulis mendapat kesempatan sebagai PhD
scholar selama 4 bulan di International Rice Research Institute (IRRI). Satu karya
ilmiah yang merupakan bagian dari disertasi telah diterbitkan pada jurnal
Agrobiogen (2012).
Penulis menikah dengan Roberdi, SP. MSi. pada tahun 2007 dan dikaruniai
seorang puteri: Innayati Cahaya Althafunnisa (2008).

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL .............................................................................…………...xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... .xvi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
PENDAHULUAN ...............................................................................................
Latar Belakang ................................................................................................
Tujuan Penelitian ............................................................................................
Hipotesis Penelitian ........................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian...............................................................................

1
1
5
5
6

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 9
Beras sebagai Bahan Pangan Utama di Indonesia ............................................ 9
Patogen Cendawan Pyricularia oryzae ............................................................ 11
Siklus Infeksi Pyricularia oryzae ..................................................................... 12
Gejala Penyakit Blas pada Tanaman Padi ........................................................ 14
Variabilitas Genetik Cendawan Pyricularia oryzae.......................................... 15
Ketahanan Tanaman Padi terhadap Penyakit Blas ............................................ 17
Strategi Pemuliaan untuk Meningkatkan Ketahanan Tanaman Padi
terhadap Penyakit Blas ..................................................................................... 20
VARIASI KETAHANAN TERHADAP BLAS PADA POPULASI
SILANG BALIK LANJUT WAY RAREM x ORYZICA LLANOS-5 ............ 27
Abstrak ................................................................................................................. 27
Abstract ................................................................................................................ 27
Pendahuluan ................................................................................................................... 28
Bahan dan Metode ......................................................................................................... 29
Hasil dan Pembahasan ................................................................................................... 31
Kesimpulan……………………………………………………………………. 37
Daftar Pustaka ................................................................................................................ 38
STUDI PEWARISAN KETAHANAN ORYZICA LLANOS-5 TERHADAP
PENYAKIT BLAS YANG DISEBABKAN OLEH Pyricularia oryzae............. 41
Abstrak ................................................................................................................. 41
Abstract ................................................................................................................ 41
Pendahuluan ................................................................................................................... 42
Bahan dan Metode ......................................................................................................... 43
Hasil dan Pembahasan ................................................................................................... 49
Kesimpulan……………………………………………………………………. 60
Daftar Pustaka ................................................................................................................ 61

DETEKSI SEGMEN INTROGRESI KETAHANAN BLAS DARI
ORYZICA LLANOS-5 PADA POPULASI SILANG BALIK LANJUT
WAY RAREM x ORYZICA LLANOS-5 DENGAN MARKA SSR ................ 63
Abstrak ................................................................................................................. 63
Abstract ................................................................................................................ 63
Pendahuluan ................................................................................................................... 64
Bahan dan Metode ......................................................................................................... 65
Hasil dan Pembahasan ................................................................................................... 69
Kesimpulan.. ..............................................................................................................… 74
Daftar Pustaka ................................................................................................................ 74
KARAKTERISASI INTROGRESI DONOR PADA POPULASI SILANG
BALIK LANJUT WAY RAREM x ORYZICA LLANOS-5
MENGGUNAKAN MARKA SNP ..................................................................... 77
Abstrak ................................................................................................................. 77
Abstract ................................................................................................................ 77
Pendahuluan ................................................................................................................... 78
Bahan dan Metode ......................................................................................................... 80
Hasil dan Pembahasan ................................................................................................... 83
Kesimpulan……………………………………………………………………. 87
Daftar Pustaka ................................................................................................................ 88
DETEKSI LOKASI SEGMEN INTROGRESI DARI ORYZICA LLANOS-5
PADA GENOM TANAMAN BC6F1 TAHAN BLAS HASIL
SILANG BALIK LANJUT WAY RAREM x ORYZICA LLANOS-5 ........... 91
Abstrak ................................................................................................................. 91
Abstract ................................................................................................................ 91
Pendahuluan ................................................................................................................... 92
Bahan dan Metode ......................................................................................................... 94
Hasil dan Pembahasan ................................................................................................... 95
Kesimpulan………………………………………………………………….....100
Daftar Pustaka ..........................................................................................................….101
PEMBAHASAN UMUM..................................................................................................103
KESIMPULAN UMUM DAN SARAN ........................................................................111
Kesimpulan Umum........................................................................................................111
Saran ................................................................................................................................112
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................113

DAFTAR TABEL

Halaman
1. Varietas unggul padi gogo yang dilepas dari tahun 1976 sampai
1989 dan perubahan reaksinya terhadap blas pada kondisi lapang .................... 21
2. Nisbah fenotipe frekuensi karakter ketahanan tanaman terhadap
patogen dalam populasi F2 .............................................................................. 47
3. Jumlah tanaman pada setiap populasi persilangan Oryzica Llanos-5 x
Way Rarem berdasarkan persentase luas daunyang terserang ras blas 133 .... 50
4. Jumlah tanaman pada setiap populasi persilangan Oryzica Llanos-5 x
Way Rarem berdasarkan persentase luas daun yang terserang ras blas 173 ... 50
5. Nilai rata-rata persentase luas daun yang terserang ras blas 133 dan 173
serta hasil Uji Beda Nilai Tengah populasi F1 dan F1R persilangan
Oryzica Llanos-5 x Way Rarem...................................................................... 52
6. Hasil Uji Skala, Uji Skala Gabungan kesesuaian model genetik dan nilai
heritabilitas untuk ketahanan populasi persilangan Oryzica Llanos-5 x
Way Rarem terhadap ras blas 133 ................................................................... 57
7. Hasil Uji Skala, Uji Skala Gabungan kesesuaian model genetik dan nilai
heritabilitas untuk ketahanan populasi persilangan Oryzica Llanos-5 x
Way Rarem terhadap ras blas 173 .................................................................. 58
8. Analisis marka tunggal terhadap 6 marka SSR hasil eksplorasi primer
SSR pada kromosom 3,6 dan 9 ....................................................................... 72
9. Marka SNP yang polimorfik pada kedua tetua ............................................... 83
10. Rata-rata panjang, ukuran dan proporsi segmen genom tetua berulang dan
tetua donor pada turunan hasil silang balik ..................................................... 86
11. Analisis marka tunggal terhadap 2 marka SNP di kromosom 2 pada
populasi BC4F2 Way Rarem x Oryzica Llanos-5 ............................................ 96

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1. Diagram alir penelitian..................................................................................... 8
2. Konidia cendawan blas hasil pengamatan menggunakan mikroskop pada
perbesaran 100x .............................................................................................. 30
3. Skoring serangan blas berdasarkan Sistim Standar Evaluasi dari
IRRI (1996) ..................................................................................................... 31
4. Variasi reaksi serangan blas pada individu BC3F1 Way Rarem x
Oryzica Llanos-5 ............................................................................................. 32
5. Persentase jumlah tanaman pada populasi BC3F1, Way Rarem,
Oryzica Llanos-5 dan Kencana Bali berdasarkan skor ketahanan blas .......... 33
6. Persentase jumlah tanaman pada populasi BC4F1, Way Rarem,
Oryzica Llanos-5 dan Kencana Bali berdasarkan skor ketahanan blas .......... 33
7. Persentase jumlah tanaman pada populasi BC3F1 dan BC4F1, Way Rarem
Oryzica Llanos-5 dan Kencana Bali berdasarkan skor ketahanan blas ........... 34
8. Persentase jumlah tanaman pada populasi BC5F1, Way Rarem,
Oryzica Llanos-5 dan Kencana Bali berdasarkan pengujian dengan
ras blas 133 ..................................................................................................... 35
9. Persentase jumlah tanaman pada populasi BC5F1, Way Rarem,
Oryzica Llanos-5 dan Kencana Bali berdasarkan pengujian dengan
dengan ras blas 173 ......................................................................................... 36
10. Persentase jumlah tanaman Way Rarem, Oryzica Llanos-5 dan
Kencana Bali berdasarkan pengujian dengan ras blas 033 ............................. 37
11. Skema posisi relatif nilai tengah F1 terhadap kedua tetuanya berdasarkan
persentase luas daun yang terserang ............................................................... 52
12. Kurva sebaran frekunsi populasi F2 berdasarkan persentase luas daun yang
terserang ras blas 133 pada persilangan Oryzica Llanos-5 x Way Rarem ...... 53
13. Kurva sebaran frekuensi populasi F2 berdasarkan persentase luas daun yang
terserang ras blas 173 pada persilangan Oryzica Llanos-5 x Way Rarem ...... 53
14. Hasil amplifikasi DNA tanaman dengan RM541 ........................................... 70
15. Deteksi introgresi segmen Oryzica Llanos-5 pada BC3F1 dengan
marka SSR ...................................................................................................... 71

16. Deteksi introgresi segmen Oryzica Llanos-5 pada BC4F1 dengan
marka SSR ...................................................................................................... 73
17. Skema pemuliaan silang balik......................................................................... 81
18. Marka SNP pada 12 kromosom padi yang digunakan untuk populasi
silang balik BC4F2 dan BC2F7 ......................................................................... 82
19. Grafik genotipe pada populasi hasil silang balik ............................................ 85
20. Grafik genotipe berdasarkan marka SSR pada tanaman BC6F1 ...................... 96
21. Grafik genotipe berdasarkan marka SSR pada populasi RIL Fanny x
Oryzica Llanos-5 ............................................................................................. 97
22. Grafik genotipe kromosom 2, 3, 6 dan 8 yang berdasarkan marka SNP
pada tanaman BC4F2-1 tahan blas ................................................................... 98

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
1. Deskripsi varietas Way Rarem ......................................................................... 121

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Beras merupakan makanan pokok bagi penduduk negara berkembang di
dunia, dimana ketersediaan pangan menjadi masalah utama. Di Indonesia usaha
peningkatan produksi padi nasional terus dilakukan oleh pemerintah seiring
dengan meningkatnya kebutuhan beras setiap tahunnya. Data Badan Pusat
Statistik (BPS) menunjukkan produksi padi pada tahun 2010 mencapai 66.46 juta
ton Gabah Kering Giling (GKG), meningkat sebesar 10% dibandingkan produksi
padi pada tahun 2008 yang mencapai 60.33 juta ton. Kenaikan produksi ini terjadi
karena peningkatan luas panen padi sawah dan padi gogo di pulau Jawa dan luar
Jawa sebesar 926 ribu hektar (1.48%) (Kementan 2011).
Padi gogo merupakan salah satu alternatif dalam usaha peningkatan
produksi beras di Indonesia. Secara umum budidaya padi gogo dilakukan petani
pada: a) lahan terbuka (ladang/tradisional) dan sekitar bantaran sungai, b) sekitar
perbukitan Daerah Aliran Sungai (DAS), dan c) ditumpangsarikan dengan
tanaman perkebunan dan hutan tanaman industri yang umurnya masih muda.
Namun penerapan teknologi budidaya padi gogo belum optimal, terutama dalam
penggunaan varietas unggul dan pengendalian penyakit blas (Toha 2007b).
Penyakit blas disebabkan oleh cendawan Pyricularia oryzae yang mampu
merusak tanaman padi hampir pada semua bagian tanaman seperti daun, nodus,
malai dan bulir (Crill et al. 1982). Penularan penyakit blas yang berat terutama
saat fase generatif yang terjadi di malai dan bulir dapat menggagalkan panen
(Amir & Nasution 1994). Cendawan P. oryzae memiliki variasi genetik yang
tinggi sehingga mudah untuk membentuk ras baru yang mempunyai tingkat
virulensi yang lebih tinggi. Ras baru tersebut dapat dengan cepat mematahkan
ketahanan varietas tanaman yang sebelumnya tahan terhadap patogen blas (Ou
1985).

Berdasarkan

hal

itu

maka

perlu

dilakukan

langkah-langkah

penanggulangan penyakit blas antara lain melalui pemakaian pupuk berimbang,
pengaturan waktu tanam, pengendalian secara kimiawi dengan penggunaan
fungisida (Semangun 2006) dan penanaman varietas unggul tahan patogen blas
(Toha 2007a). Penanaman varietas dengan gen ketahanan blas yang telah

diketahui sebaiknya disesuaikan dengan populasi ras cendawan blas yang
berkembang di lapangan (Ou 1985). Oleh karena itu, informasi mengenai
keragaman populasi ras di daerah endemik sangat diperlukan.
Sejak tahun 1960 banyak varietas unggul padi gogo yang telah dilepas dan
umumnya memiliki ketahanan terhadap patogen blas. Sebagian besar diantaranya
berubah menjadi peka (ketahanannya terhadap blas patah) setelah ditanam secara
luas selama 2-3 musim tanam (Amir & Nasution 1994). Akibatnya banyak petani
padi gogo yang kembali menerapkan sistem pertanaman tradisional dengan
menggunakan padi lokal. Padi lokal pada suatu pertanaman umumnya beragam
(heterogen) sehingga tidak pernah tertular berat oleh blas namun memiliki hasil
panen yang rendah (Suwarno et al. 2008).
Menurut Mundt (2002) dalam penanggulangan patogen blas terdapat hal
lain yang penting untuk diperhatikan yaitu adanya keragaman genetik berupa
keragaman sifat ketahanan blas pada suatu wilayah pertanaman padi. Hasil
penelitian Suwarno et al. (2008) menunjukkan bahwa terdapat kurang lebih 24
galur yang telah diseleksi memiliki ketahanan blas dan daya hasil tinggi. Galurgalur tersebut merupakan materi tanaman untuk membuat paket 20 varietas padi
gogo. Paket 20 varietas padi gogo yang memiliki keragaman ketahanan terhadap
blas digunakan untuk pertanaman secara multivarietas atau pergiliran varietas
dalam rangka menanggulangi penyakit blas. Selain itu, hal lain yang dapat
mencegah patahnya ketahanan varietas terhadap blas adalah dengan menggunakan
varietas multilini (Mundt 2002, Abe 2004, Kwon et al. 2008).
Pada tahun 2000 International Rice Research Institute (IRRI) membentuk
konsorsium untuk penelitian pemuliaan padi gogo (Upland Rice Research
Consortium), dimana Indonesia menjadi salah satu anggotanya. Pembentukan
konsorsium bertujuan untuk memfasilitasi pertukaran benih padi gogo di antara
anggotanya dan melakukan identifikasi galur-galur padi gogo hasil persilangan
yang memiliki ketahanan terhadap blas dan daya hasil tinggi yang dapat
diterapkan oleh anggota konsorsium. Selain itu, galur-galur ini memiliki manfaat
lain yaitu: 1) menjadi sumber gen ketahanan untuk digunakan sebagai tetua
persilangan, 2) dievaluasi lebih lanjut dalam kegiatan pemetaan QTL
(Quantitative trait loci) yang terpaut dengan ketahanan blas dan 3) digunakan

sebagai tetua donor untuk pengembangan populasi silang balik lanjut (advanced
backcross lines) sehingga didapatkan galur-galur NIL (Near isogenic lines) tahan
blas untuk pembentukan varietas multilini (Suwarno et al. 2001a).
Silang balik merupakan teknik persilangan yang dapat diterapkan dalam
pemuliaan tanaman untuk mentransfer satu atau beberapa gen yang diinginkan
dari tetua donor kepada tetua berulang. Melalui pengembangan populasi dengan
beberapa kali silang balik dapat dihasilkan populasi NIL. Galur-galur NIL yang
didapatkan memiliki introgresi segmen genom dari tetua donor yang memberikan
sifat tambahan seperti misalnya ketahanan terhadap stres biotik, yang tidak
terdapat pada tetua berulang (recurrent parent). Oleh karena itu NIL yang
dihasilkan memiliki kesamaan genom dengan tetua berulang namun berbeda
hanya pada satu segmen saja yang membawa sifat ketahanan terhadap patogen
tertentu dari tetua donor (Collard et al. 2005).
Penelitian

mengenai

pengembangan

populasi

NIL

padi

untuk

menanggulangi patogen blas telah banyak dilakukan, umumnya pada padi
subspesies Japonica seperti yang dilakukan di Jepang (Abe 2004) dan di Korea
(Kwon et al. 2008). Sebaliknya penelitian NIL pada padi subspesies Indica, yang
merupakan tipe padi di Indonesia, belum banyak dilakukan. Populasi NIL juga
bermanfaat dalam pengembangan varietas diferensial untuk penentuan ras pada
isolat blas seperti pada padi Japonica (Telebanco-Yanoria et al. 2010) dan padi
Indica (Telebanco-Yanoria et al. 2011).
Populasi NIL dapat digunakan untuk identifikasi gen yang berperan dalam
ketahanan terhadap patogen blas. Cara mengidentifikasi gen tersebut adalah
dengan membandingkan antara ekspresi alel ketahanan pada NIL dengan ekspresi
alel rentan tetua berulang yang memiliki latar belakang genetik yang sama dengan
NIL (McCouch et al. 1994). Melalui hasil identifikasi dapat dipilih gen-gen
ketahanan yang cocok untuk program pengembangan suatu varietas padi yang
baru dan varietas padi yang telah ada (Chen et al. 1996).
Secara umum pengembangan populasi NIL melalui pemuliaan konvensional
membutuhkan proses yang rumit dan waktu yang lama. Seiring dengan
perkembangan teknologi maka digunakan bantuan marka molekuler untuk
mempercepat didapatkannya populasi NIL. Marka molekuler diperlukan untuk

mengidentifikasi segmen genom tetua donor yang diinginkan dan mengetahui
besarnya proporsi segmen genom tanaman yang telah kembali ke tetua penerima
pada galur-galur NIL (Hospital 2005). Marka molekuler juga membantu
menyeleksi segmen genom tanaman yang diinginkan dan tidak diinginkan dari
tetua donor selama prosedur silang balik dilakukan (Sleper & Poehlman 2006).
Sejumlah marka molekuler telah digunakan dalam pemuliaan tanaman, salah
satunya adalah SSR (Simple sequence repeats). SSR merupakan salah satu marka
yang paling banyak digunakan untuk pemetaan genetik, analisis keragaman
genetik, dan studi evolusi. Marka ini muncul sebagai marka yang sangat variatif
(hipervariable), mudah diulang (reproducible) dan mudah dikerjakan karena
berbasis teknik PCR (polymerase chain reaction). Hal ini menjadikannya sangat
ideal untuk pemetaan genom (genome mapping) (McCouch et al. 1997).
Pada penelitian sebelumnya, Bustamam et al. (2001) menggunakan Oryzica
Llanos-5, varietas tahan blas asal Kolombia, sebagai tetua donor untuk
meningkatkan ketahanan blas varietas padi gogo Indonesia, Way Rarem. Oryzica
Llanos-5 (IRGC 117017) termasuk padi gogo jenis indica yang berasal dari
Kolombia. Oryzica Llanos-5 (OL5) merupakan varietas komersial populer yang
memiliki ketahanan terhadap blas yang tidak terpatahkan sejak dilepas tahun 1989
di Kolombia (Correa-Victoria & Zeigler 1995). Varietas ini kemungkinan
memiliki beberapa gen ketahanan terhadap blas (R gene) yaitu gen Pi2, Piz, Pi33,
Pita2, Pib, Pik dan Pish. Berdasarkan studi QTL ketahanan blas didapatkan
beberapa QTL ketahanan blas yang berasal dari alel Oryzica Llanos-5 pada
populasi hasil persilangan antara kultivar Fanny x Oryzica Llanos-5 (LopezGerena 2006).
Tetua berulang yang digunakan merupakan padi gogo varietas unggul dari
Indonesia yang sudah dilepas yaitu Way Rarem. Varietas ini termasuk jenis indica
dan

memiliki

ketahanan

terhadap

cekaman

aluminium

(Al)

sehingga

direkomendasikan untuk ditanam di daerah tegalan atau kering yang memiliki
tanah podsolik merah-kuning. Way Rarem tahan terhadap blas saat pertama kali
dilepas tahun 1994 (Puslitbangtan 1999) namun ketahanannya mulai terpatahkan
beberapa tahun setelah dilepas sehingga membutuhkan usaha pengembangan lebih
lanjut (Suwarno et al. 2001b).

Pada penelitian sebelumnya (Bustaman et al. 2001) telah dilakukan
persilangan antara Way Rarem dan tetua donor, Oryzica Llanos-5 yang
menghasilkan populasi F1, BC1F1 dan BC2F1. Selain itu, telah dilakukan juga
seleksi terhadap marka RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) dan
SSR untuk mendapatkan marka molekuler yang polimorfik terhadap kedua tetua,
Way Rarem dan Oryzica Llanos-5. Selanjutnya Lestari et al. (2011) menggunakan
marka SSR yang polimorfik untuk membuat pemetaan QTL ketahanan blas pada
generasi BC2F2 Way Rarem x Oryzica Llanos-5.

1.

Tujuan Penelitian
Mendapatkan galur-galur NIL Way Rarem x Oryzica Llanos-5 yang memiliki
ketahanan blas lebih tinggi dibandingkan dengan tetua berulangnya, Way
Rarem.

2.

Memperoleh informasi tentang pola pewarisan sifat ketahanan terhadap
patogen blas pada varietas Oryzica Llanos-5.

3.

Mendapatkan marka molekuler yang mampu mendeteksi introgresi segmen
genom dari Oryzica Llanos-5 yang terkait sifat ketahanan terhadap patogen
blas pada generasi silang balik lanjut Way Rarem x Oryzica Llanos-5.

Hipotesis Penelitian
1.

Terdapat galur-galur NIL Way Rarem x Oryzica Llanos-5 yang memiliki
ketahanan terhadap patogen blas lebih tinggi dibandingkan dengan tetua
berulangnya, Way Rarem.

2.

Sifat ketahanan Oryzica Llanos-5 terhadap patogen blas merupakan sifat
kuantitatif dengan aksi gen aditif dominan.

3.

Terdapat marka molekuler yang dapat mendeteksi segmen introgresi
ketahanan terhadap patogen blas dari Oryzica Llanos-5 pada populasi silang
balik lanjut Way Rarem x Oryzica Llanos-5.

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian dilakukan secara bertahap yang terdiri atas beberapa percobaan,
yaitu:
Percobaan 1:
Melakukan konfirmasi marka molekuler menggunakan 13 marka SSR yang
merupakan hasil penelitian Lestari et al. (2011). Dari 13 marka SSR tersebut,
terdapat 3 marka SSR (RM148, RM541 dan RM342B) yang terpaut dengan
QTL ketahanan blas dari alel Oryzica Llanos-5 pada kromosom 3, 6 dan 9.
Konfirmasi ini dilakukan pada populasi BC2F5 Way Rarem x Oryzica Llanos-5
untuk menyeleksi tanaman-tanaman yang diduga memiliki gen ketahanan
terhadap patogen blas.
Percobaan 2:
Melakukan silang balik tanaman-tanaman BC2F5 Way Rarem x Oryzica
Llanos-5 yang terpilih hasil konfirmasi dengan marka SSR dengan tetua
penerima Way Rarem untuk mendapatkan benih BC3F1.
Percobaan 3:
Melakukan silang balik tanaman-tanaman BC3F1 yang terpilih tahan blas
melalui pengujian fenotip dan telah dikonfirmasi menggunakan marka SSR
dengan Way Rarem untuk mendapatkan benih BC4F1.
Percobaan 4:
Melakukan eksplorasi primer SSR pada kromosom 3, 6, dan 9 yang dapat
mendeteksi segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada populasi BC3F1. Dari
hasil eksplorasi akan dipilih marka SSR baru yang polimorfik yaitu yang dapat
menghasilkan larik yang berbeda dari kedua tetua, Way Rarem dan Oryzica
Llanos-5 dan dapat mendeteksi introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada populasi
hasil silang balik. Marka SSR baru yang terpilih digunakan untuk konfirmasi
molekuler pada populasi BC4F1, BC5F1 dan BC6F1 yaitu RM411, RM7,
RM251, RM276, RM549 dan RM585.
Percobaan 5:
Melakukan silang balik tanaman-tanaman BC4F1 yang telah dievaluasi
ketahanannya terhadap blas dan dikonfirmasi menggunakan marka SSR
dengan Way Rarem untuk mendapatkan benih BC5F1.
Percobaan 6:

Melakukan karakterisasi terhadap segmen introgresi dari Oryzica Llanos-5
pada populasi BC2F7 dan BC4F2 Way Rarem x Oryzica Llanos-5 menggunakan
marka SNP (Single nucleotide polymorphism). Melalui karakterisasi ini dapat
diketahui adanya perbedaa panjang dan proporsi segmen introgresi donor pada
populasi BC2F7 dan BC4F2.
Percobaan 7:
Melakukan silang balik tanaman-tanaman BC5F1 yang telah dievaluasi
ketahanannya terhadap blas dan dikonfirmasi menggunakan marka SSR
dengan Way Rarem untuk mendapatkan benih BC6F1.
Percobaan 8:
Melakukan identifikasi lokasi introgresi dari Oryzica Llanos-5 pada genom
tanaman BC6F1 tahan blas yang memiliki indeks penyakit 1 menggunakan 400
primer SSR yang tersebar pada 12 kromosom.
Percobaan 9:
Melakukan studi pewarisan sifat ketahanan Oryzica Llanos-5 terhadap patogen
blas dengan cara membuat populasi F1, F1 resiprokal (F1R), F2, BCP1 (hasil
silang balik dengan tetua pertama) dan BCP2 (hasil silang balik dengan tetua
kedua) dari persilangan Oryzica Llanos-5 x Way Rarem. Masing-masing
populasi dievaluasi ketahanannya terhadap ras blas 133 dan 173 kemudian
diambil data ketahanannya berupa persentase luas daun yang terserang blas.
Secara lengkap tahapan penelitian dan jenis percobaan yang dilakukan
ditunjukkan pada Gambar 1.

Tanaman-tanaman BC2F5 terpilih
mengandung introgresi Oryzica
Llanos-5 disilang balik dengan
Way Rarem untuk membentuk
BC3F1 (percobaan 2)

Way Rarem x Oryzica Llanos-5

Deteksi introgresi Oryzica
Llanos-5 dengan marka SSR
pada tanaman-tanaman BC2F5
(percobaan 1)

Evaluasi ketahanan blas di rumah
kaca dan deteksi introgresi
Oryzica Llanos-5 dengan marka
SSR
Eksplorasi primer SSR baru yang
dapat mendeteksi introgresi
Oryzica Llanos-5 di kromosom 3,
6, dan 9 pada populasi BC3F1
(percobaan 3)

Generasi F1, F1R, F2, BCP1, BCP2
Oryzica Llanos-5 x Way Rarem

Tanaman-tanaman BC3F1 terpilih
mengandung introgresi Oryzica
Llanos-5 disilang balik dengan
Way Rarem untuk membentuk
BC4F1 (percobaan 4)

Informasi studi pewarisan sifat
ketahanan blas pada Oryzica Llanos5 sebagai justifikasi penggunaan
Oryzica Llanos-5 sebagai sumber
gen ketahanan pada penelitian ini
(percobaan 9)

Tanaman-tanaman BC4F1 terpilih
mengandung introgresi Oryzica
Llanos-5 disilang balik dengan
Way Rarem untuk membentuk
BC5F1 (percobaan 5)

Karakterisasi introgresi Oryzica Llanos-5
dengan marka SNP pada populasi BC2F7
dan BC4F2 (percobaan 6)

Tanaman-tanaman BC5F1 terpilih
mengandung introgresi Oryzica Llanos-5
disilang balik dengan Way Rarem untuk
membentuk BC6F1 (percobaan 7)

Deteksi lokasi introgresi Oryzica Llanos-5
pada tanaman BC6F1 tahan blas
menggunakan primer SSR (percobaan 8)

Gambar 1 Diagram alir tahapan penelitian Introgresi gen tahan blas dari Oryzica
Llanos-5 pada populasi silang balik lanjut Way Rarem x Oryzica
Llanos-5.

TINJAUAN PUSTAKA

Beras sebagai bahan pangan utama di Indonesia
Padi (Oryza sativa) termasuk dalam genus Oryza, yang didalamnya terdapat
lebih dari 25 spesies liar. Indica dan Japonica adalah subspesies Oryza sativa
yang banyak ditanam dan dikonsumsi di dunia. Padi telah dibudidayakan di India
dan Cina Selatan sejak kurang lebih 8000 tahun yang lalu dan saat ini merupakan
salah satu bahan pangan utama di dunia termasuk di Indonesia (IRRI 2002).
Di Indonesia padi merupakan makanan pokok lebih dari 95% rakyat
Indonesia. Penyediaan pangan terutama beras, dalam jumlah yang cukup dan
harga terjangkau tetap menjadi prioritas utama pembangunan nasional. Padi juga
telah menjadi sumber mata pencaharian dengan menyediakan lapangan kerja bagi
sekitar 20 juta rumah tangga petani di pedesaan (Departemen Pertanian 2008).
Produksi padi perlu ditingkatkan untuk memenuhi kebutuhan pangan
penduduk Indonesia yang terus bertambah dari tahun ke tahun. Di sisi lain,
tantangan yang d