Judul: Pengembangan Metode Seleksi Dan Studi Genetik Karakter Toleransi Keracunan Besi Pada Tanaman Padi
Abstrak: Besi tereduksi (Fe2+) pada kondisi berlebih dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Keracunan besi merupakan kelainan fisiologi yang sering terjadi pada tanah tergenang air dimana padi umumnya dibudidayakan. Sebagai kontribusi terhadap pemuliaan padi toleran keracunan besi, pada disertasi ini kami mempelajari pengembangan metode penapisan (skrining) dan studi genetika padi toleran terhadap keracunan besi. Tujuan pertama dari studi ini adalah mendapatkan media kultur yang efektif dan efisien untuk skrining terhadap keracunan besi. Tujuan pertama dari disertasi ini dijawab dengan mengeksplorasi tiga jenis media, yaitu media konvensional Yoshida (YCS), media Yoshida dengan tambahan EDTA (YED), dan media Yoshida dengan 0.2% agar (YAS). Media terbaik yang dapat membedakan varietas toleran, Mahsuri dengan varietas peka, IR64 setelah 10 hari perlakuan adalah media YAS dengan 400 mg.L-1 FeSO4. Viskositas larutan agar pada media YAS dapat mempertahankan pH dan potensial redox (Eh) pada kondisi Fe tinggi. Stabilitas YAS dapat menghindari pengadukan media pada saat pengaturan pH menciptakan media yang tidak terganggu menyerupai kondisi pada rhizosfir tanah. Media yang teroptimasi ini kemudian menunjukkan konsistensi terhadap pengujian 24 genotipe padi dan secara nyata berkorelasi dengan bronzing daun (r=0.673**) dan hasil gabah (r=-0.618**) pada percobaan cekaman besi di lapang. Media optimasi ini juga digunakan untuk mempelajari tipe toleransi keracunan besi pada bibit padi. Analisis kandungan besi melalui pewarnaan jaringan secara in vivo, deposit plak pada akar dan pembentukkan aerinkima menunjukkan bahwa genotipe padi yang diuji dapat dibagi menjadi tipe excluder (Pokkali, Mahsuri dan Siam Saba) dan tipe includer (Inpara2). Tujuan kedua dari studi ini adalah mengetahui pewarisan toleransi keracunan besi pada padi dengan menggunakan studi genetik dan pendekatan molekuler. Dua populasi persilangan, Inpara5 x Mahsuri dan Inpara5 x Pokkali dianalisis menggunakan nilai tengah enam generasi pada kondisi larutan hara di rumah kaca dan pada kondisi lapangan keracunan besi serta kontrol. Gejala bronzing daun pada percobaan rumah kaca dikuantifikasi menggunakan indeks merah/hijau (R/G) dengan sistem digital. Cekaman keracunan besi pada percobaan di rumah kaca dilakukan menggunakan media YAS yang mengandung 400 mg. L-1 FeSO4 berdasarkan percobaan pertama. Kondisi cekaman keracunan besi (2030 mg. Kg-1 Fe total) dan control (765 mg. Kg-1 Fe total) di lapang dilakukan di Taman Bogo Lampung pada bulan Desember 2013 s.d. April 2014 untuk membandingkan sejumlah parameter genetik karakter hasil dan komponen hasil. Berdasarkan percobaan rumah kaca dan lapang, sejumlah karakter yang diamati termasuk hasil gabah bersesuaian dengan model lima parameter dengan aksi gen epistasis duplikat atau komplementer. Pendugaan heritabilitas pada kondisi kontrol lebih tinggi jika dibandingkan kondisi keracunan besi. Populasi persilangan Inpara5 x Mahsuri memiliki kemungkinan mendapatkan kemajuan genetik yang lebih besar pada kondisi tercekam besi, sedangkan pada persilangan Inpara5 x Pokkali memiliki kemungkinan kemajuan genetik yang besar pada kondisi normal. Mempertahankan variasi genetik sampai generasi lanjut dan dikombinasikan dengan shuttle breeding antara kondisi normal dan cekaman dapat dijadikan strategi untuk mendapatkan hasil tinggi dan toleran terhadap keracunan besi. Variasi genetik sejumlah genotipe padi di percobaan rumah kaca maupun lapang teridentifikasi menggunakan analisis komponen utama. Data tersebut kemudian diassosiasikan dengan marka Single Nucleotide Polymorphism (SNPs) dengan menggunakan assay bead chip Golden Gate Assay. Hasil assosiasi menunjukkan adanya tujuh marka SNP yang berasosiasi dengan karakter bronzing, bobot tajuk dan panjang
Keyword: anaerobic, potensial redoks, indek cekaman, pemroses gambar, RGB, asosiasi marka-karakter