## PENGARUH IRRADIASI ION BEAM TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI PADI LOKAL TORAJA PADA GENERASI MUTAN M1
The Effect of Ion Beam Irradiation on the Growth and Production of Toraja Local Rice in M1 Generations
Trisnawaty AR. 1* , Rinaldi Sjahril 2 , Muh. Riadi 2 dan Rafiuddin 2
1 Program Studi Agroteknologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Muhammadiyah Sidenreng Rappang. Jl. Angkatan 45 No. 1 A Telp. (0421) 93308 Lt. Salo-Sidrap-Sul-Sel.
2 Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Jl. Perintis Kemerdekaan, km.10, Tamalanrea, Makassar 90245. Telp. 081340498080
*E-mail: trisna.ar508@gmail.com

## ABSTRAK
Salah  satu  metode  yang  dapat  dilakukan  untuk  memperbaiki  karakter  padi  local  yang berumur panjang dan memiliki postur tinggi adalah melalui pemuliaan mutasi dengan irradiasi ion  beam.  Tujuan  penelitian  adalah  untuk  mengetahui  daya  kecambah  benih  hasil  irradiasi menggunakan ion beam pada dua varietas padi Lokal Toraja. Penelitian disusun menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang terdiri atas enam perlakuan dengan menguji cobakan dua jenis padi lokal Toraja yaitu Pare Ambok (PA), dan Pare Lea yang diberi perlakuan iradiasi ion beam dari jenis ion argon dan karbon serta kontrol sebagai pembanding dengan metode penanaman malai ke baris. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 20 kali yang kemudian dianggap sebagai galur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan irradiasi dengan ion argon  memberikan  hasil  terbaik  pada  parameter  jumlah  anakan,  jumlah  anakan  produktif, panjang panjang daun bendera, umur berbunga lebih cepat, panjang malai dan jumlah gabah permalai. Sedangkan perlakuan irradiasi dengan ion karbon memberikan hasil terbaik terhadap parameter  pengamatan  tinggi  tanaman,  jumlah  gabah  berisi  dan  jumlah  gabah  hampa  lebih sedikit.
Kata kunci: Irradiasi, Ion Beam, Padi Lokal Toraja, Mutan.

## ABSTRACT
One method that can be done to improve the character of local rice which is long-harvest and has a high posture is through mutation breeding with ion beam irradiation. The aim of the study was to find out the seed germination results of irradiation using ion beams in two Toraja Local  rice  varieties.  The  study  was  arranged  using  on  a  Randomized  Block  Design  (RBD) pattern  consisting  of  six  treatments  by  testing  two  types  of  Toraja  local  rice  namely  Pare Ambok (PA), and Lea Pare which were treated with ion beam irradiation of argon and carbon ion  types  and  controls  as  a  comparison  with  the  planting  method  panicle  to  line.  Each treatment was repeated 20 times which was then considered a strain. The results showed that the irradiation treatment with argon ions gave the best results on the parameters of the number of  tillers,  the  number  of  productive  tillers,  the  length  of  the  flag  leaf  length,  flowering  age (faster), panicle length and the number of seed grains. While the irradiation treatment with carbon ions gave the best results on the parameters of observation of plant height, the amount of grain contained and the amount of grain empty (less).
Keywords: Irradiation, Ion Beam, Toraja Local Rice, Mutants.

## PENDAHULUAN
Tana  Toraja  merupakan  salah  satu  wilayah  di  Sulawesi  Selatan  yang  memiliki keanekaragaman plasma nutfah padi lokal.  Berdasarkan hasil penelitian survey padi lokal di Kabupaten Tana Toraja yang dilakukan oleh Suhardi, dkk (2013) ditemukan sekitar 29 varietas padi  lokal  Toraja  yang  masing-masing  memiliki  karakteristik  yang  eksotis  seperti  beras berwarna hitam, merah, aromatik dan pulen.
Padi lokal merupakan plasma nutfah yang memiliki potensi sebagai sumber gen-gen yang mengendalikan sifat-sifat penting pada tanaman padi. Salah satu varietas padi lokal yang digunakan secara turun-temurun sebagai bagian dari tradisi dan kebudayaan masyarakat Tana Toraja adalah beras hitam dan beras merah. Penggunaan beras hitam dan merah dalam ritual- ritual budaya masyarakat Toraja membantu melestarikan varietas padi tradisional ini ditengah pesatnya penggunaan varietas-varietas introduksi.
Padi jenis ini hanya dibudidayakan secara terbatas dalam skala kecil karena masyarakat masih menggunakan beras tersebut dalam ritual budaya. Dengan menggunakan bioteknologi, para pemulia tanaman dapat memanfaatkan varietas padi hitam Tana Toraja, sebagai sumber plasma  nutfah  potensial  untuk  merakit  varietas  padi  baru  yang  berasnya  mengandung antosianin, namun berumur lebih pendek (umur genjah).
Padi  lokal  secara  umum  memiliki  beberapa  kelemahan  diantaranya  adalah  berumur panjang, postur tanaman yang  tinggi dan berdaya hasil rendah (Wahdah dan Langai, 2009). Karakter  tersebut  merupakan  faktor  pembatas  yang  dapat  menyebabkan  minat  petani  untuk menanam padi lokal semakin rendah sehingga dikhawatirkan akan menyebabkan kurangnya ketersediaan kultivar padi lokal sebagi bahan plasma nutfah.
Untuk mengoptimalkan potensi beras lokal sebagai salah satu sumber plasma nutfah untuk  pemuliaan  tanaman,  maka  langkah  awal  yang  perlu  dilaksanakan  adalah  melakukan perbaikan karakter sifat varietas padi lokal.
Perbaikan  karakter  tersebut  dapat  dilakukan  dengan  berbagai  cara,  baik  secara konvensional  maupun  dengan  induksi  mutasi  salah  satunya  melalui  penggunaan heavy  ion beam yang memungkinkan dihasilkannya genotipe-genotipe mutan padi lokal yang memiliki karakter kuantitatif dan kualitatif yang baik.
Penelitian untuk perbaikan varietas padi dengan induksi radiasi telah banyak dilakukan. Padi  Atomita  4  adalah  varietas  padi  berumur  110-120  hari  yang  telah  dilepas  oleh  Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) hasil induksi mutasi dengan radiasi sinar gamma 200 Gray yang berasal dari padi Cisadane dengan umur panen 135-140 hari (Wahyudi et al ., 2012).
Mustikarini et  al .,  (2012)  mengemukakan  bahwa  radiasi  sinar  gamma  200  Gray  mampu mempercepat  umur  panen  padi  beras  merah  lokal  Bangka.  Sobrizal et  al .,  (2004)  meneliti kembali padi atomita 4 dengan radiasi 200 Gy dan menghasilkan mutan yang lebih pendek. Varietas Bestari yang berasal dari varietas Cisantana dengan potensi hasil yang lebih tinggi (Wijananto, 2012). Ismachin (2013) menyatakan bahwa padi varietas Pandan Wangi yang di radiasi  dengan  sinar  gamma  menghasilkan  galur  mutan  yang  memiliki  sifat  baru  berumur pendek, daya adaptasi luas, tidak merubah tekstur dan rasa nasi.
Penelitian  Kadir  (2011)  menjelaskan  genotip  mutan  padi  merah  hasil  radiasi  sinar gamma yang dicekam dengan kekeringan melalui pemberian PEG dapat merespon cekaman dengan baik.
Seiring dengan berkembangnya zaman, teknik pemuliaan kini dikembangkan dengan menggunakan  berkas  ion.  Berkas  ion  ini  lebih  aman,  tidak  merusak  endosperma,  karena dosisnya rendah sehingga tingkat induksi mutasi lebih tinggi.
Pemuliaan tanaman dengan pemanfaatan heavy ion beam adalah teknologi yang unik di Jepang. Heavy ion beam dihasilkan dengan cara mempercepat ion-ion atom menggunakan akselerator  partikel.  Fasilitas  yang  ada  di  RIKEN  Jepang  memiliki  kinerja  tinggi  untuk membuat kultivar baru untuk tanaman dan micoroba. Sekarang Radiasi Biologi Tim di RIKEN
berhubungan erat dengan lebih dari 150 pihak dalam kerjasama penelitian, termasuk stasiun percobaan pertanian, universitas dan swasta perusahaan.
Dibandingkan  dengan  sinar  gamma,  iradiasi  berkas  ion  mempunyai  beberapa keunggulan  antara  lain  laju  mutasi  lebih  tinggi,  dosis  rendah  dengan  tingkat  kelangsungan hidup  yang  tinggi, tingkat  induksi  mutasi  yang  tinggi  dan  berbagai  variasi  lain,    berkas  ion dapat  difokuskan  dan  diatur  daya  tembusnya  ke  dalam jaringan  embryo,  dan tidak  merusak endosperma  (Yazid  dan  Muryono,  2000).  Sehingga,  induksi  mutasi  pada  padi  lokal  dengan radiasi  penyinaran  diharapkan  mampu  menghasilkan  padi  mutan  yang  memiliki  sifat  yang lebih baik dibandingkan dengan varietas asalnya.
Penelitian ini akan menjadi dasar untuk menciptakan berbagai varietas padi baru yang dapat menjadi bukti nyata kontribusi terhadap sektor pertanian nasional. Berdasarkan hal-hal tersebut,  maka  perlu  dilaksanakan  penetian  mengenai  pengaruh  irradiasi  ion  beam  terhadap pertumbuhan dan produksi padi lokal Toraja.

## BAHAN DAN METODE

## Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada Bulan Maret sampai dengan September 2017 di Green House Fakultas Pertanian Pertanian Universitas Hasanuddin, Makassar.

## Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah benih padi lokal toraja varietas Ambok dan Lea yang telah diiradiasi di RIKEN Nishina Center, Jepang, media semai berupa campuran tanah dan pupuk kandang (perbandingan 2:1), air untuk penyiraman, pupuk dan kertas label. Adapun alat-alat yang digunakan diantaranya, bak plastik untuk perendaman benih, pot plastik untuk persemaian, dan alat tulis.

## Metode Penelitian
Penelitian disusun dalam Rancangan Acak Kelompok yang terdiri atas enam perlakuan dengan menguji cobakan dua jenis padi lokal Toraja yaitu Pare Ambok, dan Pare Lea yang diberi perlakuan iradiasi ion beam dari jenis ion argon (10 Gy) dan carbon (10 Gy) serta kontrol sebagai  pembanding  dengan  metode  penanaman  malai  ke  baris.  Masing-masing  perlakuan akan diulang sebanyak 20 kali yang kemudian dianggap sebagai galur.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Komponen Pertumbuhan
Pertumbuhan  menunjukkan  suatu  proses  perubahan  bentuk  menuju  ke  tingkat  lebih sempurna yang bersifat kualitatif dan irreversible . Hasil pengamatan komponen pertumbuhan tanaman padi yang meliputi tinggi tanaman dan jumlah anakan dan jumlah anakan  produktif tanaman pada masing-masing perlakuan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Rata-rata hasil pengamatan komponen pertumbuhan padi Lokal Toraja pada berbagai perlakuan.
Perlakuan Komponen Pengamatan Pertumbuhan Tinggi tanaman (cm) Jumlah anakan (batang) Jumlah anakan produktif (batang) Panjang daun bendera (cm) PA-Cont 192,3 bc 33 e 10 c 40,40 c PA-C 159,3 d 56 c 23 b 36,00 d PA-Ar 185,5 c 90 a 46 a 46,80 b PL-Cont 200,2 a 39 de 27 b 57,20 a PL-C 193,6 ab 44 de 23 b 40,40 c PL-Ar 197,6 ab 79 b 47 a 59,10 a NP BNT 7,409 9,494 6,077 3,666
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata pada taraf uji BNT 0,01 . (PA=Pare  Ambo,  PL=  Pare  Lea,  Cont=  Tanpa  Irradiasi,  C=  Irradiasi  dengan  ion  Carbon,  Ar= Irradiasi dengan ion Argon).
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  perlakuan  irradiasi  dengan  ion  karbon  memberikan pengaruh terbaik dalam hal perbaikan karakter terhadap perubahan tinggi tanaman yaitu 159,3 cm pada varietas pare Ambok dari tinggi normal 192,3 dan 193,6 cm pada varietas pare Lea dari  tinggi  normal  200,2  cm.  Sedangkan  ion  argon  memberikan  pengaruh  terbaik  terhadap
parameter  jumlah  anakan,  jumlah  anakan  produktif  dan  panjang  daun  bendera.  Perlakuan irradiasi  dengan  ion  karbon  memberikan  pengaruh  terbaik  dalam  hal  perbaikan  karakter terhadap  perubahan  tinggi  tanaman  yaitu  159,3  cm  pada  varietas  pare  Ambok  dari  tinggi normal 192,3 dan 193,6 cm pada varietas pare Lea dari tinggi normal 200,2 cm. Hasil terbaik yang diperoleh terhadap parameter pengamatan jumlah anakan, jumlah anakan produktif dan panjang  daun  bendera  terdapat  pada  perlakuan  irradiasi  ion  argon.  Sedangkan  ion  argon memberikan pengaruh terbaik terhadap parameter jumlah anakan, jumlah anakan produktif dan panjang daun bendera.

## Komponen Produksi
Hasil  pengamatan  komponen  produksi  tanaman  padi  pada  masing-masing  perlakuan disajikan pada Tabel 2.
Tabel  2.  Rata-rata  hasil  pengamatan  komponen  produksi  padi  Lokal  Toraja  pada  berbagai perlakuan.
Pelakuan Umur berbunga (HST) Umur Panen (HST) Panjang Malai (cm) Jumlah Gabah permalai (bulir) Jumlah Gabah berisi (bulir) Jumlah Gabah Hampah (bulir) Kepadatan malai (bulir/cm) PA-Cont 89 b 128 b 26,38 c 141 c 38 b 103 c 5 c PA-C 87 d 131 d 24,66 d 118 d 14 c 103 c 5 d PA-Ar 85 e 134 e 27,00 c 139 c 2 d 138 b 5 cd PL-Cont 97 a 126 a 30,24 b 189 a 77 a 114 c 6 a PL-C 89 b 130 b 27,22 c 164 b 22 c 142 b 6 b PL-Ar 88 c 126 c 31,74 a 186 a 18 c 168 a 6 b NP BNT 0,523 1,232 1,185 13,916 9,085 14,482 0,335
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata pada taraf uji BNT 0,01 . (PA=Pare  Ambo,  PL=  Pare  Lea,  Cont=  Tanpa  Irradiasi,  C=  Irradiasi  dengan  ion  Carbon,  Ar= Irradiasi dengan ion Argon).
Tabel 2. menunjukkan bahwa dari kedua jenis ion irradiasi yang digunakan pada kedua varietas yang dicobakan, ion argon memberikan hasil terbaik pada pengamatan umur berbunga (lebih cepat), panjang malai dan jumlah gabah permalai. Sedangkan ion karbon memberikan hasil terbaik pada parameter pengamatan jumlah gabah berisi dan jumlah gabah hampah (lebih sedikit).  Sedangkan  untuk  parameter  umur  panen  dan  kepadatan malai,  tidak  berbeda  nyata
antara kedua perlakuan irradiasi yang dicobakan pada benih. Panjang malai dan jumlah gabah permalai  terbesar  diperoleh  pada  perlakuan  irradiasi  dengan  ion  argon.  Komponen  hasil tersebut  berkorelasi  dengan  panjang  daun  bendera  dimana  hasil  pengamatan  menunjukkan daun bendera tepanjang diperoleh pada perlakuan irradiasi ion argon. Di antara semua daun pada tanaman padi, daun bendera dianggap sebagai daun yang paling berperan terhadap daya hasil. Daun bendera berpengaruh terhadap daya hasil karena daun bendera berperan sebagai distributor asimilat hasil fotosintesis ke malai. Hasil penelitian yang telah dilakukan Dere dan Yildrim (2006) menunjukkan bahwa daun menyumbangkan sekitar 41-43% bahan kering pada biji pada fase pemasakan. Meskipun demikian, peningkatan panjang dan lebar daun bendera terhadap daya hasil tidak bersifat kontinyu.
Dosis  iradiasi  yang  digunakan  untuk  menginduksi  keragaman  sangat  menentukan keberhasilan terbentuknya tanaman mutan. Soedjono (2003) menyatakan bahwa faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi dibagi tiga, yaitu: tinggi (>10 k Gy), sedang (1−10 k Gy), dan rendah (< 1 k Gy).Perlakuan dosis tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas.

## KESIMPULAN
Perlakuan irradiasi ion argon dan karbon yang dicobakan pada varietas Pare Ambo dan Pare  Lea  terbukti  mampu  mempercepat  umur  berbunga  dan  memperpendek  struktur  tinggi tanaman.  Perlakuan  irradiasi  dengan  ion  argon  memberikan  hasil  terbaik  pada  parameter jumlah  anakan,  jumlah  anakan  produktif,  panjang  panjang  daun  bendera,  umur  berbunga, panjang malai dan jumlah gabah permalai. Sedangkan perlakuan irradiasi dengan ion karbon memberikan hasil terbaik terhadap parameter pengamatan tinggi tanaman, jumlah gabah berisi dan jumlah gabah hampah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  tidak  dapat  terlaksana  tanpa  bantuan  dari  World  Class  University  (WCU) Universitas  Hasanuddin  tahun  2017  dan  RIKEN  NISHINA  CENTER  yang  telah  member fasilitasi  irradiasi  benih.  Penulis  juga  sangat  berterimakasih  kepada  Dr.  Tadashi  Sato  dan Professor  Kinya  Toriyama  (Tohoku  University,  Sendai  Japan)  untuk  konsultasi  dan  diskusi selama penelitian berlangsung.

## DAFTAR PUSTAKA
Abraham,  V.    dan  C.  R.  Bhatia.  1994.  Testing  for  Tolerance  to  Aphids  In  Indian, Brassica juncea (L.). Plant Breeding 112:260-263.
Anonim. 2014a. Batan Hasilkan Beragam Varietas Tanaman Unggul Melalui Teknik Mutasi Radiasi. Diakses di www.pikiran-rakyat.com.
Anonim. 2014b. Sulawesi Selatan in Figures. BPS-Statistics Sulawesi Selatan Province. Crowder,  L.V.,  L.  Kusidarti  dan  Soetarso.  1986.  Genetika  Tumbuhan.  Universitas  Gadja Madah Press, Yogyakarta.
Hadini, H. dan Dirvamena B. 2000. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Departemen Pendidikan Nasional Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Badan Kerjasama Perguruan tinggi Negeri Indonesia Timur, Makassar.
Hendratno dan Mugiono. 1996. Present Status of Plant Mutation Breeding in Indonesia. Plan Mutation Breeding in Asia . Proc. Oh Plant Mutation Breeding Seminar. Beijing p. 21- 37.
Herison, C., Rustikawati, Sujono H.S dan Syarifah I. A. 2008. Induksi Mutasi Melalui Iradiasi Sinar Gamma terhadap Benih untuk Meningkatkan   Keragaman Populasi Dasar Jagung ( Zea mays L.). Jurnal Akta Agrosia , Vol. 11, No. 1 hlm. 57-62.
Kristamtini,
2009. Mengenal Beras Hitam dari Bantul. Diakses di http://pustaka.litbang.deptan.go.id/bppi/lengkap/st130509.pdf.
Maluszynski,  M.K.  Nichterlein,  L.  van  Zanten,  dan  B.  S.  Ahloowalia.  2000.  Officially Released Mutants Varieties. The FAO/IAEA Database. Mutation   Breeding,  Newsl . 12:1-83.
Manjaya, J.G. 2007. Genetic Improvement of Soybean through Induced Mutations. In : Isotopes Applications in Agriculture, IANCAS Bulletin , Vol.VI/No.4.
Soedjono,  S.  2003.  Aplikasi  Mutasi  Induksi  dan  Variasi  Somaklonal  dalam  Pemuliaan Tanaman. Jurnal Litbang Pertanian, 22(2).
Soeranto H. 2003. Peran Iptek Nuklir dalam Pemuliaan Tanaman untuk Mendukung Industri Pertanian.  Puslitbang  Teknologi  Isotop  dan  Radiasi,  Badan  Tenaga  Nuklir  Nasional (BATAN), Jakarta.
Suardi, D., dan Ridwan Imam. 2009. Beras Hitam, Pangan Berkhasiat yang Belum Populer. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Vol. 31, No. 2, Hal. 9-10.
Suliansyah,  Irfan.  2011.  Perbaikan  Padi  Lokal  Sumatera  Barat  Melalui  Pemuliaan  Mutasi. Seminar  Nasional.  Reformasi  Pertanian  Terintegrasi  Menuju  Kedaulatan  Pangan,  20 Oktober 2011.
Yazid.  M,  H.  Muryono.  2000.  Studi  Tentang  Karakterisasi  Akselerator  Untuk  Aplikasi  di Bidang  Bioteknologi.  Prosiding  Seminar  Nasional  Teknologi  Akselerator  dan Aplikasinya. Vol. 2, No.1: hal 139-147.
Yoshida,  S.  1981.  Fundamental  of  Rice  Crop  Science.  Philippines.  The  International  Rice Research and Institute.