PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA (Co-GO) TERHADAPBEBERAPA VARITAS PADI DIINDONESIA *)

Oleh

S.H. SIWI M.Sc. H)

PENDAHULUAN

Radiasi dengan sinar_sinar radioaktip dapat menimbulkan perobahan sifat pada ta_naman. Kenyataan ini telah dipergunakan didalam ilmu pemuliaan tanaman sebagaisalah satu cora untuk memperbesar variabilitas sifat_sifat keturunan, hal mana sangatdiperlukan untuk mempertinggi kemungkinan diperolehnya suatu jenis tanaman dengansifat_sifat yang lebih baik. Cora konvensionil untuk mempertinggi variabilitas sifat_sifat keturunan ialah dengan hibridisasi yang mengakibatkan rekombinasi gen...gen.Dalam hal_hal tertentu cora untuk mendapatkan sesuatu sifat yang diinginkan dengancora hibridisasi mempunyai batas_batas tertentu. Misalnya apabila sifat yang diinginkanitu bergandengan erat dengan sifat lain yang tidak diinginkan (complete linkage). Untukmemisahka~ kedua sifat ini sangat sulit dengan mengadakan hibridisasi. Radiasi dengansinar-sinar radioaktip atau perawatan dengan bahan_bahan mutagen lainnya memungkin_kan tanaman untuk memisahkan duo sifat yang bergandengan erat itu sehingga timbulbentuk yang baru dengan sifat yang dikehendaki.

Penel itian radiasi dengan sinor_sinor radioaktip pada tanaman padi -padian menun_jukkan, bahwa perobahan sifat_sifat yang terjadi kebanyakan adalah negatip, terutamadengan timbulnya sterilitas yang sangat tinggi (BEACHELL, 1957. PARTHASARATHY1958). Dipihak lain telah diperoleh pula bentuk_bentuk yang positip, yaitu tanaman_tanaman mutant yang lebih baik sifat-sifatnya dari pada tanaman asalnya, misalnyatanaman yang lebih pendek don malai yang lebih lebat (MASHIMA don KAWAI, 1958).

Di Indonesia penggunaan radiasi sinor X untuk menimbulkan mutasi pada tanamanpadi telah dimulai poda tahun 1957 ( PARTHASARATHY 1958). Walaupun hasil yangpositip belum diketemukan pada waktu itu, namun penelitian pendahuluan tersebut telahmembuka halaman baru bagi pemuliaan padi di Indonesia untuk merintis jolon kearahpemuliaan dengan menimbulkan mutasi (mutation breeding). Pada akhir tahun 1959Lembaga Penelitian Padi di Bogor telah mengirimkan benih dari 5 varitas padi kepada"National Institute of Agricultural Sciences" di Jepang untuk diradiasi dengan sinor

*) Progress Report dikemukokon sebogoi perosaron podo Symposium Rodioisatop, Badon TenogoAtom Nasional, tonggol 1 _ 2 Agustus 1966 di Bandung.

**) Ahli Pertonion Lembogo Pusat Penelition Tonomon Pongon, Bogor.

226

gamma. Benih yang telah diradiasi itu dikirimkan kembali ke Indonesia untuk diadakanpenelitian selanjutnya.

Didalam prasaran ini beberapa catatan don hasil sementara dari radiasi 5 varitaspadi tersebut diatas akan dilaporkan. Waktu don tenaga tidak mengizinkan untuk meng­adakan catatan_catatan yang lebih lengkap. Namun demikian prasaran yang serba se_derhana ini dapatlah kiranya memberikan gambaran tentang perkembangan penelitianpadi di Indonesia khususnya untuk mendapatkan varitas_varitas padi unggul dalam usahameningkatkan produksi bahan makanan.

BAHAN-BAHAN DAN TATALAKSANA PENELITIAN

Varitas_varitas padi yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah Bengawan, Si_gadis, Remaja, No.221/BC3/4715 don Genjah Beton. Varitas_varitas Bengawan, Sigadisdon Remaja termasuk golongan indica don merupakan varitas_varitas unggul yang me­miliki daya hasil yang tinggi. No.221/BC3/4715 adalah zuriat (progeny) perkawinankembali (back_cross) antara varitas Bengawan don Sigadis don juga termasuk golonganindica, sedangkan Genjah Beton adalah varitCJs gundil (subjaponica) yang memiliki dayahasil relatip tinggi don rasa nasi yang enak. Disamping sifat_sifatnya yang unggulmasing_masing varitas itu memiliki sifat_sifat yang kurang memuaskan. Varitas Bengawan,misalnya, memiliki umur yang relatip panjang don tidak tahan rebah. Varitas Sigadisdon Remaja mempunyai rasa nasi yang kurang enak. Zuriat No.221/BC3/47/5 masihdidalam taraf penelitian don belum memiliki daya hasil yang diharapkan, sedangkanvaritas Genjah Beton memiliki daya bertunas yang kurang. Maksud utama dari peneli_tian ini ialah untuk memperbaiki sifat_sifat dari masing_masing varitas itu.

Radiasi dilakukan terhadap benih berupa gabah kering. Alat yang dipakai untuk

menyinari benih ialah "Radocon Model 575 A" buatan Victoreer Co. U.S.A. sumber~

sinor gamma adalah Co_60 125 Curie. Benih yang akan disinari dimasukkan kedalamamplop-amplop kertas don diatur pada lingkaran yang bergaris tengah 80 cm. Titikpusat lingkaran terletak tegaklurus dibawah sumber sinor gamma. Jarak antara titikpusat lingkaran dengan sumber sinor gamma adalah 42 cm. Pada titik pusat lingkaranini dosis penyinaran adalah 6.2 r/menit.

Benih dari tiap_tiap varitas dibagi menjadi 3 kelompok, masing_masing se'jumlah

20 gram. Kelompok pertama disinari terus menerus selama 26 jam 53 menit don jumlah ~

dosis penyinarannya adalah 10.000 r. Kelompok kedua disinari terus menerus selama53 jam 46 menit don jumlah dosis penyinarannya adalah 20.000 r. Kelompok ketigadisinari terus menerus selama 80 jam 39 menit dengan jumlah dosis penyinaran 30.000r.Lima belas gram dari tiap_tiap varitas tidak diradiasi untuk dipergunakan sebagai bahanperbandingan.

Penelitian daya kecambah diadakan untuk mengetahui pengaruh penyinaran terhadapperkecambahan benih. Untuk maksud ini dipergunakan 100 butir gabah dari kelompok_kelompok benih yang telah diradiasi don yang tidak diradiasi. Perhitungan jumlah benihyang berkecambah dimulai pada hari yang kelima don diakhiri pada hari yang ketujuhuntuk semua varitas, kecuali untuk varitas Genjah Beton yang perhitungannya diakhiripada hari yang kesembilan, karena perkecambahannya kelihatan agak lambat.

Persemaian bibit diselenggarakan dirumah kaca. Benih disemaikan didalam pot_pottembikar berukuran 34 x 19 x 10 cm. yang diisi dengan tanah gembur. Bibit dipindah_kan kesawah pada umur 30 hari don ditanam sedapur sebatang den9an jarak tanam25 x 25 cm.

Penelitian mengenai sterilitas dilakukan pada generasi pertama terhadap tanaman_

tanaman sebelum dipanen. Untuk maksud ini tanaman_tanaman hasil pe.!!xinaran dibagi Jmenjadi 3 golongan, yaitu :~ ---l-;-tanaman_tanaman yang fertil ialah tanaman_tanaman yang memperl ihatkan kurang

dari 30% gabah yang hampa dalam tiap malai,

227

2. tanaman _ tanaman yang semi _steril, ialah tanaman - tanaman yang memperlihatkan

30 - 60% gabah yang hampa dalam tiap malai, don 1~. tanaman_tanaman yang memiliki sterilitas yang tinggi, ialah tanaman_tanaman yangmemperlihatkan lebih dari 60% gabah yang hampa dalam tiap malai.Tanaman_tanaman mutant yang memperlihatkan perobahan_perobahan sifat morfologis

dan fisiologis pada generasi pertama diketam terpisah_pisah. Metode seleksi yang di_turut adalah metoda pedigree, dimana benih dari tiap tanaman yang terpilih padagenerasi pertama ditanam 1 sampai 3 baris masing_masing ca.20 tanaman pada generasikedua. Kemudian tanaman-tanaman yang terpilih pada generasi kedua ditanam dalamtiga baris pada generasi ketiga, dan generasi _generasi berikutnya, sehi ngga tercapaikeseragaman sifat_sifat pada masing_masing zuriat tanaman mutant.Up daya hasil dimulai pada generasi keempat.

HASIL-HASIL PENELITIAN

Pada umumnya kel ihatan, bahwa radiasi sinar gamma dengan dosis-dosis 10 .000 r,20.000 r dan 30.000 r menimbulkan banyak mutasi sifat _ sifat pada tanaman padi.Sangat menyesal kebanyakan dari tanaman_tanaman mutant yang diperoleh tidak dapatlangsung dipergunakan dan terpaksa dibuang oleh karena perobahan sifat yang terjadiadalah kearah yang negatip. Kalaupun ada perobahan sifat yang positip, sifat yangbaik itu biasanya diikuti oleh sifat yang tidak diinginkan. Salah satu zuriat mutantdari varitas Remaja memiliki umur ca.15 hari lebih pendek dari pada varitas Remajayang tidak disinari, akan tetapi daya hasilnya adalah sangat kurang. Demikian pulahal nya dengan beberapa mutant varitas Bengawan yang rendah tanamannya dan Iebihtahan rebah, akan tetapi dibarengi dengan steril itas yang sangat tinggi. Tidak satupunmutant dari varitas Bengawan dan No.221/BC3/47/5 yang dapat diteruskan untuk peng­ujian daya hasil, karena terpaksa diskrin pada seleksi-seleksi pendahuluan. Hanya be_berapa zuriat mutant dari varitas Sigadis dan Genjah Beton dan satu zuriat mutantvaritas Remaja yang dapat diuji dalam percobaan daya hasil.

Pengaruh radiasi terhadap daya kecambah benih dan pertumbuhan dipesemaian

Hasil penelitian daya kecambah menunjukkan, bahwa perawatan benih dengan dosis_dosis 10.000 r, 20.000 r don 30.000 r tidak mempengaruhi perkecambahan benih(daftar 1 ).

Hal ini berlaku untuk semua varitas, kecuali untuk varitas Genjah Beton, dimana

perawatan dengan 10.000 r menunjukkan daya kecambah yang agak kurang. Mungkinsekali hal ini disebabkan, karena sumber benih varitas Genjah Beton pada mulanya

. memang telah mempunyai daya kecambah yang rendah, yaitu rata_rata 85% sedangkanpada varitas_varitas yang lain adalah 97% atau lebih.

Daftar 1 PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP DAYA KECAMBAH BENIH PADI

Varitas

Bengawan

Sigadis

Perawatan Daya kecambah rata_rata(%)-Tidak disinari

99

10.000 r

98

20.000 r

99

30.000 r

98

Tidak disinari

99

10.000 r

99

228

Remaja

No.221/BC3/47/5

Genjah Beton

20.000 r 96

30.000 r

96

Tidak disinari

99

10.000 r

99

20.000 r

97

30.000 r

97

Tidak disinari

97

10.000 r

98

20.000 r

• 98

30.000 r

96

Tidak disinari

85

10.000 r

79

20.000 r

85

30.000 r

87

Pertumbuhan bibit dipersemaian menunjukkan perbedaan yang nyata antara bibit_bibit yang diradiasi dan yang tidak diradiasi. Bibit_bibit yang diradiasi dengan dosis10.000 r dan 20.000 r kelihatan lebih cepat pertumbuhannya, sedangkan bibit_bibityang diradiasi dengan 30.000 r pertumbuhannya lebih lambot dari pad a bib it yang tidakdiradiasi.

Jelas pula kelihatan, bahwa radiasi dengan dosis 30.0JO r mengakibatkan pertumbuhanbibit yang kerdil terutama sekali pada varitas Genjah Beton (Gambar 1) •

Satu tanaman albi no diketemukan pada persemaian vari tas Remaia yang diradiasidengan dosis 20.000 r. Pertumbuhan tanaman i ni adalah sangat kerdi I kemudian matisebelum bibit dipindahkan kesawah.

Pengaruh radiasi terhadap sifat-sifat morfo1ogis dan fjsio1ogis

Mutasi_mutasi sifat_sifat morfologis yang terjadi meliputi bentuk daun yang sempitdon halus, seperti halnya pada salah satu tanaman mutant Sigadis (Gambar 2). Padamutant ini perobahan bentuk daun yang sempit dan halus itu dibarengi dengan umuryang lebih panjang (Gambar3) dan malai yang lebih pendek dan kurang lebat (Gam­

bar4). Pada beberapa mutant varitas Genjah Beton terjadi perobahan bentuk gabah,yai tu terbentuknya bul u yang panjang pada ujung gabah (Gambar 5) • Salah satu mutantGeniah Beton yang disinari dengan dosis 20.000 r tanamannya menjadi lebih pendek(Gambar6 dan 7) •Beberapa bentuk mutant yang cebol didapatkan pada varitas Genjah Beton yang disinaridengan dosis 20.000 r dan 30.000 r. Tanaman_tanaman cebol ini mempunyai daya ber_tunas yang sang at ban yak, batang dan daunnya ked I halus, akon tetapi tidak memben_tuk buah (Gambar 8) •

Perobahan sifat_sifat fisiologis yang timbul antara lain meliputi umur tanaman,perobahan pigmentasi antosian (warna ungu) pada pangkal batang dan ti mbul nya sterili_tas pada gabah. Beberapa tanaman mutant mempunyai umur yang lebih pendek dari padavaritas yang tidak disinari. Hampir semua tanaman mutant yang berumur pendek itutidak diteruskan untuk seleksi selanjutnya karena memiliki sterilitas yang tinggi ataupunsifat lain yang tidak dikehendaki.

Satu_satunya mutant varitas Remaja berumur pendek yang dilanjutkan dalam pengujiandaya hasil memberikan hasil yang sangat rendah sehingga tidak memberikan harapan

229

untuk dapat dipergunakan secara langsung (lihat daftar 3). Diantara tanaman_tanamanmutant varitas Sigadis terdapat satu zuriat yang berumur pendek (Gambar 9). Zuriat

inipun tidak dilanjutkan dalam pengujian daya hasil karena memiliki malai yang pen­dek don tidak lebat.

Pengaruh radiasi terhadap sterWtasPada pertanaman generasi pertama tidak terdapat serangan hama/penyakit ataupun

burung. Oleh karena itu tanaman_tanaman yang semi_steril don tanaman_tanaman yangmemperlihatkan sterilitas yang tinggi napat dianggap sebagai akibat dari radiasi sinorgamma. Daftar 2 menunjukkan, bahwa pada dosis penyinaran 10.000 r persentase ta_naman_tanaman yang steril don semi-steril berkisar antara 65_81%, sedangkan pada dosispenyinaran 30.000 r persentase ini meningkat menjadi 92_98%. Hal ini menyatakanbahwa dengan meningkatnya dosis penyinaran.

Daftar 2. PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP STERILITAS.PERSENTASE TANAMAN_TANAMAN STERIL DAN SEMI_STERIL.

Vari tas 10.000 r20.000 r30.000 r

Bengawan

70,2689,6694,99

Sigadis

65,8283,2394,47

Remaja

65,0477,4992,01

No •221/BC3/47/5 81,06

95,4897,24

Genjah Beton

67,2495,7898,48

Pengujian dayahasilZuriat_zuriat mutant yang terpilih selama beberapa generasi don telah mempunyai

keseragaman sifat_sifat telah dicoba dalam pengujian daya hasil dalam bentuk percobaanberblok. Pengujian pendahuluan disel enggarakan dikebun percobaan Cikeumeuh padamusim penghujan 1963/1964.Tujuh mutant Sigadis don 1 mutant Remaja diuji dalam satu percobaan ( daftar 3).

Daftar 3. PENGUJIAN DAYA HASIL ZURIAT_ZURIAT MUTANT SIGADIS

CIKEUMEUH, M.P. 1963/1964

Obyek

Zuriat mutant/varitasHasil kw./haPerbedaan hasil')

gabah kering

A

Sig, 10 Kv/a/4/4 17,64_ 4,86 *

B

Sig. 20 Kv/a/2/2 23,541,04

C

Sig. 20 Kv/b/11/1 29,727,22 **

D

Sig. 30 Kv/a/9/1 14,10_ 8,40 **

E

Sig. 30 Kv/a/l0/l 21,39_ 1,11

F

Sig. 30 Kv/b/30/1 17,71_ 4,79 *

G

Sig. 30 Kv/b/20/2 24,17_ 1,67

H

Remaja 30 Kv/a/l/3 17,64_ 4,86

230

1 Sigadis 22,50

J

Remaja 24,241,74

LSD 0,05 = 4,06

1)* = Significant level 0.05

LSD 0,01

= 5,46 ** = Signifi cant level 0.01

Hasil yang diperoleh menunjukkan, bahwa hanya satu mutant Sigadis, yaitu Sig.20 Kv/b/11/1 memberikan hasil yang lebih tinggi dari pada varitas Sigadis yang tidakdiradiasi. Mutant_mutant Sigadis lainnya memberikan hasil yang Iebih rendah ataupunsarna dengan varitas asal yang tidak diradiasi.Mutant Remaja, yaitu Remaja 30 Kv/a/1/3 yang diuji dalam percobaan ini memberikanhasil yang jauh lebih rendah dari pada varitas Remaja yang tidak diradiasi.

Dalam percobaan berblok lainnya telah diuji daya hasil mutant_mutant varitasGenjah Beton (daftar 4). Dari 8 Zuriat mutant yang diuji, 6 mutant memberikan hasilyang Iebih tinggi, sedangkan 2 mutant lainnya memberikan hasil yang dapat dianggapsarna dengan varitas Genjah Beton yang tidak diradiasi.

Daftar 4. PENGUJIAN DAYA HASIL ZURIAT_ZURIAT MUTANT GENJAH BETON.CIKEUMEUH, M.P. 1963/1964.

Obyek

Zuriat mutant/varitasHasil kw/ha

1)

gabah keri ng

Perbedaan hasil

A

G.Beton 10 Kv/a/7/1 14,030;22

B

G.Beton 20 Kv/a/9/1 26,8112,46 **

C

G.Beton 20 Kv/a/22/2/118,133,78 **

D

G.Beton 20 Kv/a/22/2/220,636,28 **

E

G • Beton 20 Kv/ a/22/2/314,380,03

F

G • Beton 30 Kv/ a/3/2/118,894,54 * *

G

G.Beton 30 Kv/a/3/2/321,607,25 **

H

G.Beton 30 Kv/6/3/1 20,285,93 **

IG • Beton 14,35

J

Sigadis 21,256,90 **

K

Remaja 22,157,80 **

LSD 0,05 = 1,12

1)* = Significant level 0.05

LSD 0,01 = 1,50

** = Significant level 0.01

Sesuatu kesimpulan yang tepat mengenai daya hasil mutant - mutant yang diuji,belum dapat diambil berdasarkan hasil pengujian daya hasil pada tahun 1963/1964.Untuk ini masih diperlukan penelitian yang lebih teliti. Pada waktu prasaran ini di_siapkan pengujian daya hasil yang kedua masih sed:mg dalam pelaksanaan.

231

PEMBICARAAN DAN SARAN-SARAN

Per~oolon bera~ masih tetap meniadi masalah yang pelit bag; bangsa Indonesia.

Setiap usaha perlu dikerahkcn untuk dapat meningkatkan produksi bahan makanan pokokini.

Penggunaan radiasi dengan sinor_sinar radioaktip untuk pemuliaan tanaman padi di

Indonesia masih merupakan bidang penelitian yang baru. Masih banyak segi_segi yang

perlu diteliti untuk menjadikan bidang penelitian ini betul_betul bermanfaat bagi rakyat

Indonesia pada khususnya dan bagi umat manusia pada umumnya guna mewujutkan peng_

gunaan enersi atom untuk maksud_maksud damai. Apa yang diutarakan dalam prasaran

ini hanyalah merupakan catatan_catatan yang masih memerlukan penilaian dan peneli­tian yang lebih lanjut.

Dari hasil_hasil penelitian yang diperoleh dapat ditarik dua kesimpulan secara umum.

Pertama, ditinjau dari sudut ilmiah, penelitian ini dapat dikatakan berhasil, yaitudengan terbentuknya type-type tanaman yang baru.

Kedua, ditinjau dari sudut praktis, yaitu terbentuknya suatu varitas baru yang secaralangsung dapat dipergunakan, penelitian ini belum dapat dikatakan berhasil.

Dalam bidang pemuliaan padi di Indonesia masih banyak hal_hal yang perlu diteliti

lebih mendalam. Beberapa hal dapat disebutkan sebagai contoh, dimana cara pemuliaan

dengan menimbulkan mutasi dapat dipergunakan. Setiap tahun produksi padi di Indonesia

mengalami kemerosotan sebagai akibat serangan homa sundep dan bel uk. Pemberantasan

dengan insektisida memerlukan biaya yang tidak sedikit. Penanaman jenis padi yang

tahan terhadap hama ini adalah cara yang murah untuk mengurangi risiko kemerosotan

hasil. Varitas padi yang tahan serangan hama sundep dan hama beluk hingga dewasa

ini belum diketemukan. Untuk mengadakan hibridisasi kearah ini belum dapat dilaksa_

nakan karena sumber genitornya belum diperoleh. Menimbulkan mutasi dengan sinar_

sinar radioaktip membuka kemungkinan untuk mendapatkan tanaman mutant yang memiliki

sifat ketahan terhadap hama sundep dan bel uk. Tanaman mutant ini tidak perlu memiliki

daya hasil yang tinggi, karena dalam hal ini yang lebih dipentingkan ialah sifat resisten

terhadap hama. Tanaman mutant yang demikian dapat dipakai sebagai genitor dalam

rencana hibridisasi untuk memindahkan sifat ketahanan terhadap hama itu kedalam ben_

tuk voritas yang unggul. Demikian pula dapat dilakukan untuk mendapatkan tanaman

mutant y::mg memiliki sifat tahan terhadap kekurangan air atau sifat_sifat lain yang

sukar diperol eh.

Suatu faktor yang menentukan untuk mendapatkan tanaman mutant yang dikehendaki

ialah ketrampilan sipeneliti dalam membedakan sifat_sifat mutant yang sedang dicari.

Pada umumnya justru sifat_sifat yang kurang baik yang dapat dil ihat dengan mudah

karena biasanya pada tanaman padi_padian sifat_sifat yang demikian itu adalah dominan.

Waktu, tenaga, biaya penelitian dan metoda seleksi yang dipergunakan adalah faktor_

faktor yang perl u dipenuhi untuk mendapatkan hasil yang memuaskan.Radiasi benih secara berulang selama beberapa generasi berturut_turut dapat menim_

bulkan mutasi kearah yang positip (1vIATSUO, 1962). Perawatan benih dengan bahan_bahan kimia sebelum diradiasi dengan sinar X pada tanaman barley dapat mengurangi

ti mbul nya steri Ii tas tanpa mengurang i frek wensi terbentuknya tanaman- tanaman mutasi

(KAPLAN, 1951). Pengalaman_pengalaman ini mungkin dapat dipergunakan juga di

Indonesia untuk memberikan arah yang positip kepada sifat_sifat yang terbentuk akibatradiasi.

DAFT AR PUST AKA

BEACHELL, H.M. 1957. The use of X_ray and thermal neutrons inproducing mutationsin rice. Intern. Rice Comm. Newsletter, Vol. VI, No.1.

ELLIOTT, F.C. 1958. Plant Breedjng and Cytogenetics. McGraw_Hili Book Co., Inc.

232

MASIMA, I., and KAWAI, T. 1958. Mutations of rice induced by radioisotope p32.Proc. Second UN Intern. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy,Geneva.

MA TSUO, T. 1962, Revi ew of research on use of radiation_i nduced mutations in cropbreeding with special reference to rice in Japan. Intern. Journ, of AppliedRadiation and Isotopes, Vol. 13.

NAYAR, N.M. 1965. Radiation Genetical Research in Rice _ A review. Intern, RiceComm, Newsl etter, Vol. XIV, No.1,

PARTHASARATHY, N. 1958. Report to the Government of Indonesia on Rice Improvement.Expanded Technical Assistence Program. FAO Report No. 874,

233