Skrining Tanaman Padi (Oryza sativa) untuk Sifat Toleransi Cekaman Abiotik Menggunakan Image-Based Phenotyping

Pinterest LinkedIn Tumblr +
image_pdfimage_print

Cibinong, Humas LIPI. Tanaman padi merupakan tanaman terpenting di Indonesia karena sebagian besar penduduk Indonesia mengkonsumsinya sebagai makanan pokok. Disamping itu, padi juga merupakan tanaman yang penting bagi lebih dari setengah populasi penduduk dunia.

Pada tahun 2050, PBB memperkirakan bahwa populasi penduduk dunia akan bertambah sekitar 10 milyar jiwa. Jika melihat populasi saat ini sekitar 7 miliar jiwa, maka akan terjadi pertambahan 3 milyar penduduk bumi yang akan meningkatkan permintaan produksi padi (beras) secara global. Karenanya, diperlukan upaya untuk bisa mengimbangi kenaikan permintaan produksi padi di masa mendatang.

Ekstensifikasi atau membuka lahan baru untuk pertanian bukan solusi terbaik karena kita sudah menggunakan 50% dari lahan vegetasi yg ada didunia untuk pertanian. “Salah satu upaya alternatif yang bisa kita lakukan untuk berusaha mengimbangi kenaikan permintaan tersebut adalah dengan mengembangkan galur-galur padi yang toleran terhadap cekaman abiotik,” ungkap Chairunisa M.Sc, salah seorang peneliti pada Kelompok Penelitian Bioteknologi Tanaman Berbasis Biologi Molekuler untuk Mendukung Ketahanan Pangan, Obat dan Energi di Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI pada acara Knowledge Sharing Seminar dengan topik “Non-destructive Image-Based Phenotyping for Abiotic Stress Tolerance Screening in Rice (Oryza sativa)” pada Selasa (8/9).

Chairunisa menjelaskan, pentingnya mengembangkan galur-galur padi tahan cekaman abiotik. Pertama karena cekaman abiotik adalah faktor utama yang mampu menurunkan pertumbuhan dan hasil produksi tanaman pangan secara signifikan. Kedua adalah perubahan iklim yang kita rasakan saat ini turut andil memperparah kejadian cekaman abiotik. Chairunisa mencontohkan kekeringan (kemarau) yang bertambah panjang durasinya atau kenaikan kadar salinitas (garam) tanah akibat intrusi air laut.

Lebih lanjut Chairunisa menyampaikan bahwa kekeringan dan salinitas adalah dua jenis cekaman abiotik yang umum dan banyak ditemui serta mengancam pertanian di hampir seluruh penjuru dunia dan untuk padi sendiri efek dari kekeringan dan salinitas itu cukup signifikan. “Berdasarkan data IRRI, kekeringan yang amat parah dapat menyebabkan kehilangan hasil panen hingga 40%, dan jika padi ditanam pada lahan dengan salinitas tinggi maka produksinya tidak bisa lebih dari 1,5 ton per hektar, itu kurang dari setengah produksi optimalnya,” rincinya

Dirinya juga menyampaikan bahwa The University of Adelaide telah berupaya mengembangkan galur transgenik yang diharapkan dapat tahan terhadap cekaman salinitas dan/atau kekeringan menggunakan pendekatan transgenik. “Kegiatannya dimulai dengan mentransformasi 30 konstruksi gen ke dalam padi varietas IR64 yang mana ke-30 konstruksi gen tersebut merupakan kombinasi dari 10 jenis promotor dan 6 gen yang berbeda,” tutur Chairunnisa.

Skrining pertama telah dilakukan terhadap ratusan tanaman hasil transformasi tersebut dan didapatkan 5 konstruksi gen (14 genotipe tanaman) yang mampu membuat tanaman transgenik tumbuh lebih baik dibandingkan tanaman kontrolnya. “Peran saya dalam pengembangan galur padi tahan cekaman abiotik ini adalah meyeleksi kembali 14 genotipe tanaman yang mengandung salah satu dari lima konstruksi gen yg lolos dari tahapan skrining pertama,” papar Chairunnisa.

Dijelaskan pula bahwa seleksi kedua pun dilakukan dengan metode image-based phenotyping yang sama. “Keunggulan dari image-based phenotyping ini adalah sebagian besar pekerjaan dilakukan secara otomatis, seperti pengambilan foto, penimbangan, dan mengairan tanaman. Peneliti hanya perlu memasukkan data tanaman dan desain percobaannya ke software komputer. Nantinya sistem terpadu LemnaTech Scanalyzer akan merekam pertumbuhan dan memprediksi biomassa setiap tanaman selama jangka waktu percobaan,”  terang Chairunnisa.

Lebih lanjut dijelaskan prinsip kerja dari sistem ini adalah prediksi biomassa tanaman dari data ukuran piksel foto daun. “Beberapa penelitan yang menggunakan sistem ini melaporkan korelasi yang cukup tinggi (94-98%) antara ukuran piksel foto daun dengan biomassa tanaman yang sesungguhnya.” ungkap Chairunnisa.

Hasil skrining kedua menunjukkan dua genotipe tanaman dengan 1 konstruksi gen yang sama yang menjanjikan untuk dievaluasi lebih lanjut dan dikembangkan sebagai galur padi toleran kekeringan atau toleran salinitas. “Dua galur padi transgenik menunjukkan pertumbuhan lebih baik dibandingkan tanaman kontrolnya. Ini cukup menjanjikan untuk dievaluasi lebih lanjut dan dikembangkan sebagai galur padi toleran kekeringan atau toleran salinitas,” tutup Chairunisa. (Wt ed SL)

Share.

About Author

Leave A Reply