PENDAHULUAN Latar Belakang Kebutuhan terhadap pangan khususnya beras, semakin meningkat sejalan dengan pertambahan jumlah penduduk, sedangkan usaha diversifikasi pangan berjalan lambat. Jumlah penduduk pada tahun 2010, 2015 dan 2020 diprediksikan akan mencapai 235 juta, 249 juta dan 263 juta jiwa. Oleh karena itu laju produksi padi nasional harus terus ditingkatkan. Pada tahun 2009 produksi padi nasional mencapai 64,4 juta ton gabah kering giling (GKG) atau meningkat 6,83% dibandingkan tahun 2008. Namun pada tahun 2010, peningkatan produksi padi nasional lebih rendah, hanya mencapai 2,45% dibandingkan tahun 2009 (BPS 2010). Hal ini disebabkan banyaknya bencana kekeringan, banjir dan juga tingkat serangan hama dan penyakit yang tinggi. Teknologi padi hibrida yang memanfaatkan gejala heterosis merupakan salah satu cara untuk meningkatkan produktivitas padi di Indonesia. Padi hibrida menghasilkan pertambahan produktivitas mendekati 15-20% lebih tinggi dibanding varietas padi komersial terbaik. China telah sukses mengaplikasikan teknologi padi hibrida. Area yang ditanami padi hibrida di China saat ini terhitung lebih dari 50% dari total area padi. Penggunaan padi hibrida di China mampu meningkatkan produksi padi total dari 128 juta ton menjadi 189 juta ton, walau terjadi penurunan luas lahan padi dari 36,5 juta ha pada 1975 menjadi 29,2 juta ha pada 2007. Peningkatan produktivitas pada periode tersebut sangat besar yaitu dari 3,5 t/ha menjadi 6,35 t/ha (FAO 2008). Budidaya padi hibrida juga mulai dilakukan pada skala luas di banyak negara Asia, seperti India dan Vietnam (You et al. 2006). Padi hibrida di Indonesia dikembangkan dengan sistem 3 galur, yang melibatkan tiga galur tetua: galur mandul jantan sitoplasma (GMJ/CMS/A), galur pelestari (Maintainer/B), dan galur pemulih kesuburan (Restorer/R). Padi hibrida merupakan generasi F 1 hasil persilangan antara galur mandul jantan sebagai tetua betina dengan galur pemulih kesuburan sebagai tetua jantan, sehingga sifat-sifat varietas padi hibrida ditentukan oleh sifat-sifat dari kedua tetuanya (You et al. 2006). Untuk mendapatkan varietas padi hibrida yang baik dengan sifatsifat yang diinginkan seperti berdaya hasil tinggi dan tahan terhadap hama serta penyakit utama, perlu dilakukan perbaikan terhadap galur-galur tetuanya,
2 terutama GMJ yang merupakan tetua betina (seed parent) dan menjadi kunci dalam komersialisasi padi hibrida. Galur mandul jantan (galur A/GMJ) dapat diperoleh secara spontan di antara galur hasil pemuliaan yang berasal dari persilangan kerabat jauh (interspesifik) atau melalui mutagenesis (Hanson & Bentolila 2004). Ada beberapa tipe galur mandul jantan sitoplasma, antara lain Wild-Abortive (WA), Gambiaca, Kalinga, Dissy, Indonesian-type dan lain-lain. Galur mandul jantan tipe WA merupakan galur yang banyak digunakan dalam pengembangan varietas padi hibrida. Jing et al. (2001) menyebutkan bahwa 90% padi hibrida yang ditanam di Cina menggunakan GMJ tipe WA sebagai tetua betinanya. GMJ tipe WA merupakan GMJ yang dikembangkan pada padi indica dengan sitoplasma yang berasal dari populasi padi liar Oryza rufipogon Griff. (Eckardt 2006). Di Indonesia, GMJ tipe WA tersebut juga digunakan untuk merakit beberapa F 1 hibrida unggul (Suwarno et al. 2003). GMJ yang digunakan dalam produksi benih padi hibrida tersebut berasal dari IRRI, seperti IR58025A, IR62829A, IR68886A, IR68888A, dan IR68897A. Namun penggunaan satu tipe sitoplasma yang sama untuk kepentingan komersial secara intensif, dikhawatirkan akan menimbulkan kerapuhan genetik, seperti kasus Texas cytoplasm pada jagung. Kerapuhan genetik disebabkan oleh sempitnya latar belakang genetik, sehingga tanaman menjadi rentan terhadap penyakit, hama maupun faktor-faktor iklim yang tidak menguntungkan (Pradhan & Jachuck 1999). Karakter yang diinginkan dalam perakitan GMJ adalah laju persilangan alami tinggi, sterilitas tepung sari 100% dan stabil, kemandulannya mudah dipulihkan (easy restorability), mampu menyesuaikan dengan lingkungannya, tahan terhadap hama dan penyakit utama, mempunyai daya gabung yang baik dengan berbagai galur pemulih kesuburan, tanaman sedang (semidwarf), malai keluar sempurna, stigma keluar lebih dari 70%, dan kualitas biji baik. Namun pembentukan GMJ masih banyak mengalami kendala. Sangat sulit mendapatkan GMJ dengan tingkat sterilitas 100% dan stabil di daerah tropika. GMJ hasil introduksi dari IRRI (IR58025A, IR62829A dan IR68897A) mempunyai laju persilangan alami (outcrossing rate/ocr) yang rendah serta rentan terhadap hama dan penyakit utama di Indonesia (Suwarno et al. 2003). BB Padi telah mengembangkan GMJ baru tipe wild abortive yang telah memiliki ketahanan terhadap hama atau penyakit. Diantaranya adalah GMJ3, GMJ4 dan GMJ5 yang
3 memiliki ketahanan terhadap hawar daun bakteri (HDB) dan wereng batang coklat (WBC) (Satoto et al. 2008). Peneliti di BB Padi melaporkan bahwa dari sekitar 1500 tanaman F 1 (GMJ x galur-galur elit) yang dievaluasi tingkat fertilitasnya di pertanaman testcross, persentase tanaman dengan sterilitas 100% ternyata sangat kecil, yaitu hanya sekitar 1%, 3% F 1 mempunyai fertilitas tinggi, sedangkan 96% lainnya adalah parsial fertil atau parsial steril (Rumanti et al. 2005). Hal ini menunjukkan bahwa transfer sifat mandul jantan tidak mudah, karena sifat mandul jantan dikendalikan oleh interaksi antara sitoplasma yang steril dengan gen-gen male sterile resesif yang ada di dalam nukleus. Perakitan galur mandul jantan memerlukan galur elite yang berpotensi untuk digunakan merakit GMJ. Galur tersebut adalah galur pelestari (maintainer/galur B) yang efektif melestarikan sifat mandul jantan pada GMJ dan sudah beradaptasi dengan lingkungan target. Menurut Virmani et al. (1997), frekuensi ditemukannya galur pelestari diantara galur-galur elite indica (galur indica mendominasi di Indonesia) sangat kecil, yaitu bervariasi antara 0-10%. Pembentukan dan perbaikan galur pelestari dapat dilakukan dengan persilangan B x B yang keduanya mempunyai sifat baik, kemudian dilanjutkan dengan seleksi terhadap rekombinan terbaik pada generasi F 2 F 5. Untuk memperoleh mandul jantan baru dari pelestari perlu dilakukan silang balik sebanyak minimal 5 generasi (Virmani et al. 1997). Teknik ini bila dilakukan dengan program pemuliaan biasa, perlu waktu yang sangat lama untuk mendapatkan calon galur pelestari dan galur mandul jantan. Oleh karena itu, kultur antera telah diterapkan untuk pembentukan galur murni yang lebih cepat, efektif dan akurat (Dewi & Purwoko 2011). Dewi et al. (2005) telah memperoleh galur-galur dihaploid hasil kultur antera yang dapat diuji efektivitasnya dalam melestarikan GMJ. Berdasarkan berbagai permasalahan di atas, maka perlu dikaji lebih lanjut mengenai pemanfaatan galur dihaploid calon pelestari hasil kultur antera dalam perakitan galur mandul jantan dengan sitoplasma yang berbeda-beda untuk mengantisipasi timbulnya kerapuhan genetik akibat komersialisasi padi hibrida yang menggunakan hanya satu tipe sitoplasma (tipe WA). GMJ baru yang dihasilkan perlu diuji efektivitasnya dalam produksi benih GMJ maupun perakitan hibrida. Informasi nilai daya gabung, fenomena heterosis, dan heritabilitas hasil dan komponen hasil serta beberapa karakter agronomis penting lainnya juga perlu dipelajari. Daya gabung yang tinggi di antara kedua tetua dapat
4 mendukung perolehan nilai heterosis yang tinggi pada padi hibrida. Serangkaian kegiatan penelitian tersebut disajikan pada Gambar 1. Tujuan Penelitian Tujuan Umum Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh GMJ baru dengan tiga tipe sitoplasma yang memiliki karakter bunga baik dan tahan terhadap penyakit Hawar Daun Bakteri untuk pengembangan padi hibrida. Tujuan Khusus Penelitian ini bertujuan untuk : (1) Mengevaluasi karakter agromorfologi, komponen hasil, hasil dan ketahanan terhadap HDB pada galur dihaploid (DH2) calon galur pelestari (2) Memperoleh Galur Mandul Jantan tipe WA, Gambiaca dan Kalinga beserta pelestari pasangannya yang tahan terhadap hawar daun bakteri (3) Mendapatkan GMJ baru yang memiliki morfologi dan perilaku bunga mendukung kemampuan menyerbuk silang alami (4) Memperoleh informasi potensi produksi benih galur mandul jantan tipe WA, Kalinga dan Gambiaca (5) Memperoleh informasi efektivitas tiga tipe galur mandul jantan sitoplasmik baru untuk perakitan padi hibrida (6) Mendapatkan hibrida baru dengan heterosis tinggi Hipotesis 1. Galur mandul jantan baru dapat diperoleh dari populasi dihaploid turunan kultur antera dari persilangan B x B dengan sumber sitoplasma yang berbeda (WA, Kalinga atau Gambiaca) 2. Galur mandul jantan dengan karakter bunga tertentu, akan meningkatkan potensi hasil pada produksi benih GMJ 3. Terdapat GMJ dengan sterilitas polen 100% dan stabil yang mempunyai daya gabung umum dan khusus yang tinggi terhadap galur pemulih kesuburan, sehingga mampu menghasilkan kombinasi hibrida berheterosis tinggi. 4. Kombinasi hibrida yang memiliki heterosis tinggi dapat dirakit dari GMJ baru.
Gambar 1. Diagram alur penelitian 5