Judul: Studi Genetik, Molekuler dan Pewarisan Karakter Kekeringan pada Sorgum
Abstrak: Sorgum adalah tanaman pangan potensial di masa mendatang. Tantangan produksi pangan adalah keterbatasan lahan subur, cekaman kekeringan, cekaman suhu dan perubahan iklim, sehingga untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan varietas yang mampu beradaptasi pada kondisi lahan yang mengalami cekaman kekurangan air. Identifikasi karakter terkait toleransi kekeringan dan pewarisannya pada fase kecambah, vegetatif, generatif dan molekuler perlu dilakukan sebagai kegiatan pre breeding. Tujuan umum penelitian ini ialah perbaikan daya hasil dan toleransi sorgum terhadap cekaman kekeringan sehingga diperoleh genotipe toleran kekeringan. Studi kekeringan stadia kecambah bertujuan untuk mendapatkan informasi genotipe dan karakter toleran kekeringan stadia kecambah melalui uji cepat dengan PEG 6000. Studi ini menggunakan 10 genotipe sorgum sebagai materi genetik, dengan perlakuan tanpa cekaman osmotik dan cekaman osmotik dengan PEG 6000 15%. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa karakter panjang akar dan rasio akar-tunas dapat digunakan sebagai karakter untuk melakukan seleksi pada stadia perkecambahan. Studi kekeringan untuk stadia vegetatif dan generatif dilanjutkan di rumah plastik dengan tujuan untuk mempelajari adaptasi dan toleransi tanaman sorgum pada stadia vegetatif, dan generatif. Materi genetik yang digunakan pada percobaan cekaman vegetatif dan generatif yaitu Pahat, Samurai, Super 2, PI-150-20A, B69, Numbu, Kawali dan N/UP 118-7. Percobaan cekaman vegetatif dan generatif menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan 3 ulangan. Perlakuan cekaman kekeringan stadia vegetatif diberikan pada saat umur tanaman 22 hari setelah tanam atau stadia 5 daun sedangkan perlakuan cekaman kekeringan stadia generatif diberikan pada saat tanaman memasuki fase anthesis sampai panen. Percobaan kekeringan stadia vegetatif dan generatif dipertahankan pada kondisi 40% kapasitas lapang. Adaptabilitas tanaman sorgum diduga berdasarkan nilai karakter fisiologi dan hasil pada kondisi cekaman kekeringan. Berdasarkan penelitian ini diperoleh informasi bahwa nilai karakter kehijauan daun yang tinggi pada genotipe Super 2 merupakan indikator genotipe tersebut adaptif terhadap cekaman kekeringan. Toleransi tanaman sorgum terhadap cekaman kekeringan stadia vegetatif maupun generatif diduga berdasarkan nilai indeks toleransi kekeringan. Nilai indeks toleransi kekeringan diperoleh dengan menggunakan hasil biji pada kondisi tidak tercekam dan kondisi tercekam kekeringan. Genotipe yang toleran kekeringan memiliki nilai indeks kekeringan seperti GMP, STI dan MP yang tinggi. Berdasarkan perolehan hasil biji pada penelitian ini didapatkan bahwa Kawali, Numbu dan B69 termasuk kategori toleran kekeringan stadia vegetatif dan generatif berdasarkan indeks GMP, STI, dan MP. Identifikasi sekuen gen stay green terkait toleransi kekeringan pada sorgum dilakukan dengan tujuan untuk identifikasi dan menganalisis sekuen gen stay green yang terkait toleransi kekeringan pada tanaman sorgum. Materi genetik yang digunakan terdiri atas tujuh genotipe sorgum yaitu B69, Kawali, Numbu, Samurai 2, Pahat, dan Super 2. Tahapan penelitian meliputi isolasi DNA, desain primer, PCR, pensejajaran dan analisis filogenetik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa primer yang telah didesain dapat mengamplifikasi DNA semua genom sorgum yang digunakan dan menghasilkan pita tunggal dengan ukuran fragmen sekitar 300-985 pasang basa. Selain itu sekuen gen SGR dari tujuh genotipe sorgum memiliki sekuen homologi (identity) 51-100% dengan aksesi yang terdeposit pada pangkalan data NCBI. Genotipe B69, Kawali dan Numbu memiliki kurang lebih 54 prediksi asam amino yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan ke 54 sekuan asam amino pada genotipe B69, Kawali dan Numbu terkait dengan potensi hasil pada kondisi cekaman kekeringan. Analisis filogenetik menunjukkan bahwa ketujuh
Keyword: gene action, heritability, sorghum, stay green