Pemuliaan Pemuliaan Tanaman Tanaman SerealiaSerealia

Dr. Ir. Ida Ayu Astarini, MSc.Dr. Ir. Ida Ayu Astarini, MSc.

PadiPadi Padi : Padi : salah satu tanaman salah satu tanaman

budidaya terpenting dalam budidaya terpenting dalam peradaban manusia. peradaban manusia.

Produksi padi dunia menempati Produksi padi dunia menempati urutan ke-3 dari semua serealia urutan ke-3 dari semua serealia setelah jagung dan gandum.setelah jagung dan gandum.

Merupakan sumber karbohidrat Merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk utama bagi mayoritas penduduk dunia.dunia.

Negara produsen padi : Cina, Negara produsen padi : Cina, India, Indonesia. India, Indonesia.

Thailand : pengekspor padi utama.Thailand : pengekspor padi utama. Indonesia : pengimpor padi Indonesia : pengimpor padi

terbesar dunia!terbesar dunia!

Sistem budidaya padi, ada 4 Sistem budidaya padi, ada 4 macammacam

Budidaya padi Budidaya padi sawahsawah, diduga dimulai dari , diduga dimulai dari daerah lembah Sungai daerah lembah Sungai YangtseYangtse di Tiongkok. di Tiongkok.

Budidaya padi lahan kering, dikenal lebih Budidaya padi lahan kering, dikenal lebih dahulu daripada budidaya padi sawah. dahulu daripada budidaya padi sawah. Kultivar Kultivar padi yang cocok untuk lahan kering : padi yang cocok untuk lahan kering : padi gogopadi gogo

Budidaya padi lahan rawa/pasang surut, di Budidaya padi lahan rawa/pasang surut, di KalimantanKalimantan. .

Budidaya Budidaya gogogogo rancahrancah ( (goragora)), merupakan , merupakan modifikasi dari budidaya lahan kering. modifikasi dari budidaya lahan kering. Sistem Sistem ini sukses diterapkan di ini sukses diterapkan di LombokLombok, yang hanya , yang hanya memiliki musim hujan singkat. memiliki musim hujan singkat.

Pemuliaan padiPemuliaan padi Kromosom padi 2n = 12 (diploid)Kromosom padi 2n = 12 (diploid) Sasaran pemuliaan padi: Sasaran pemuliaan padi:

perbaikan potensi hasil, tanaman yg lebih perbaikan potensi hasil, tanaman yg lebih tahan terhadap berbagai organisme tahan terhadap berbagai organisme pengganggu tanaman (OPT) & tekanan pengganggu tanaman (OPT) & tekanan abiotik (kekeringan, salinitas, tanah abiotik (kekeringan, salinitas, tanah masam). masam).

Peningkatan kualitas nasi, dg perakitan Peningkatan kualitas nasi, dg perakitan kultivar mengandung karoten/provitamin A kultivar mengandung karoten/provitamin A (Golden rice), atau tinggi kandungan Zinc (Golden rice), atau tinggi kandungan Zinc & Fe.& Fe.

Perkembangan pemuliaan padi Perkembangan pemuliaan padi sawah sawah

di Indonesiadi Indonesia Sampai 1970-an : perbaikan varietas lokal, Sampai 1970-an : perbaikan varietas lokal,

untuk memperpendek umur tan : panen 2 – untuk memperpendek umur tan : panen 2 – 3 kali setahun3 kali setahun

Sejak 1970-an :Sejak 1970-an : potensi hasil tinggi (Tipe PB5)potensi hasil tinggi (Tipe PB5) Tahan hama wereng (Tipe IRxx)Tahan hama wereng (Tipe IRxx)

Sejak 1985 : varietas padi rasa enak – IR64Sejak 1985 : varietas padi rasa enak – IR64 1985 – 2000 : keragaman genetik semakin 1985 – 2000 : keragaman genetik semakin

sempit. Perlu terobosan:sempit. Perlu terobosan: Perakitan padi hibridaPerakitan padi hibrida Padi tipe baruPadi tipe baru

Periode Pemuliaan Padi Periode Pemuliaan Padi SawahSawah

Pemuliaan Padi Sawah Tipe Bengawan Pemuliaan Padi Sawah Tipe Bengawan (1943-1967)(1943-1967)

1920 – persilangan padi di Indonesia 1920 – persilangan padi di Indonesia dimulaidimulai

1943 – Pelepasan var ‘Bengawan’1943 – Pelepasan var ‘Bengawan’ berasal dari Cina, India, Indonesiaberasal dari Cina, India, Indonesia sifat: umur 140 – 155 HSS, tinggi 145 – 165 sifat: umur 140 – 155 HSS, tinggi 145 – 165

cm, rasa enak, tidak responsif thd cm, rasa enak, tidak responsif thd pemupukan, produksi 3.5 – 4 ton/hapemupukan, produksi 3.5 – 4 ton/ha

Contoh : Bengawan, Jelita, Dara, Sinta, Contoh : Bengawan, Jelita, Dara, Sinta, Bathara, Dewi RatihBathara, Dewi Ratih

Teknik persilanganTeknik persilangan

Menyilangkan beberapa tetuaMenyilangkan beberapa tetua FF11 yang baik, dipilih. yang baik, dipilih. Teknik : silang tunggal (single Teknik : silang tunggal (single

cross), silang puncak (top cross), cross), silang puncak (top cross), silang ganda (double cross), silang silang ganda (double cross), silang balik (back cross).balik (back cross).

Metode bulk (sampai th 1950-an) Metode bulk (sampai th 1950-an) lalu metode pedigree.lalu metode pedigree.

Pemuliaan padi sawah tipe Pemuliaan padi sawah tipe PB5 PB5

(1967 – 1985)(1967 – 1985) Kebutuhan meningkat – produksi Kebutuhan meningkat – produksi

harus meningkatharus meningkat Introduksi varietas dari IRRI : potensi Introduksi varietas dari IRRI : potensi

hsl tinggihsl tinggi PB8 (1967), PB5 (1968) : potensi 4.5 – PB8 (1967), PB5 (1968) : potensi 4.5 –

5.5 t/ha 5.5 t/ha Juga sebagai sumber gen utk Juga sebagai sumber gen utk

perbaikan varietas yg sdh adaperbaikan varietas yg sdh ada PB5 x Sinta : Pelita-1, Pelita -2 PB5 x Sinta : Pelita-1, Pelita -2

Selain metode pedigree, sejak tahun 1976 juga diterapkan metode bulk tanam rapat yg ternyata lebih praktis, mudah dan murah.

Pemuliaan Padi Sawah tipe Pemuliaan Padi Sawah tipe IRxxIRxx

(multiple resistance, 1977 - (multiple resistance, 1977 - …)…) Tujuan : Peningkatan potensi hasil dan Tujuan : Peningkatan potensi hasil dan

stabilitas hasil – harus tahan cekaman stabilitas hasil – harus tahan cekaman abiotik & biotikabiotik & biotik

Var dg gen ketahanan terhadap cekaman Var dg gen ketahanan terhadap cekaman abiotik & biotik : menjadi sumber genabiotik & biotik : menjadi sumber gen

Dilakukan upaya mengkoleksi & Dilakukan upaya mengkoleksi & mengintroduksi gen. mengintroduksi gen.

Kerjasama dg IRRI melalui program Kerjasama dg IRRI melalui program INGER (international network on genetic INGER (international network on genetic evaluation of rice)evaluation of rice)

Karakteristik IRxxKarakteristik IRxx

Umur sedang : 115 – 125 HSSUmur sedang : 115 – 125 HSS Tanaman pendek – sedang: 95 – 115 cmTanaman pendek – sedang: 95 – 115 cm Tanaman tegak, posisi daun tegak, jml Tanaman tegak, posisi daun tegak, jml

anakan sedang (15 – 20), panjang malai anakan sedang (15 – 20), panjang malai sedang (75 – 125 butir/malai)sedang (75 – 125 butir/malai)

Responsif thd pemupukanResponsif thd pemupukan Daya hasil sedang : 4 – 5 t/haDaya hasil sedang : 4 – 5 t/ha Tahan hama penyakit utama dan Tahan hama penyakit utama dan

cekaman biotikcekaman biotik

Pemuliaan Padi Sawah Tipe Pemuliaan Padi Sawah Tipe IR64 (1986 - …)IR64 (1986 - …)

Sangat digemari konsumen, karena Sangat digemari konsumen, karena rasa enak, umur genjah, hasil relatif rasa enak, umur genjah, hasil relatif tinggi.tinggi.

Paling luas ditanam di IndonesiaPaling luas ditanam di Indonesia Co var IR64: Way Apo Buru, Widas, Co var IR64: Way Apo Buru, Widas,

Ciherang, Tukad Unda, KonaweCiherang, Tukad Unda, Konawe Metode pemuliaan : metode bulk pada Metode pemuliaan : metode bulk pada

generasi awal, diikuti dengan generasi awal, diikuti dengan pedigreepedigree

Pemuliaan Padi HibridaPemuliaan Padi Hibrida Terobosan utk mengatasi stagnasi Terobosan utk mengatasi stagnasi

produksi padiproduksi padi Heterosis (hybrid vigour) – Heterosis (hybrid vigour) –

superioritas Fsuperioritas F11 hibrida atas tetuanya hibrida atas tetuanya Penemuan CMSPenemuan CMS Hibridisasi dg teknik CMS, perlu 3 Hibridisasi dg teknik CMS, perlu 3

komponenkomponen1.1. Galur CMS (100% mandul, Galur A )Galur CMS (100% mandul, Galur A )2.2. Galur restorer (pemulih kesuburan, Galur Galur restorer (pemulih kesuburan, Galur

R)R)3.3. Galur maintainer (pelestari kemandulan Galur maintainer (pelestari kemandulan

tepung sari, Galur B) yang murnitepung sari, Galur B) yang murni

Pemuliaan Padi Tipe Pemuliaan Padi Tipe barubaru

Karakteristik padi tipe baru:Karakteristik padi tipe baru: Potensi hasil tinggiPotensi hasil tinggi Malai lebat (± 250 butir gabah/malai)Malai lebat (± 250 butir gabah/malai) Jml anakan >10 dg pertumbuhan serempakJml anakan >10 dg pertumbuhan serempak Tan pendek (± 90 cm)Tan pendek (± 90 cm) Bentuk daun lebih efisien, hijau tua, Bentuk daun lebih efisien, hijau tua,

senescence lambat, tahan rebah, perakaran senescence lambat, tahan rebah, perakaran kuat, batang lurus, tegakkuat, batang lurus, tegak

Sterilitisas gabah rendah, genjah (100 – Sterilitisas gabah rendah, genjah (100 – 130 hari)130 hari)

Adaptasi tinggi, tahan hama penyakitAdaptasi tinggi, tahan hama penyakit

Teknik pemuliaanTeknik pemuliaan

Introduksi sub spesies Introduksi sub spesies indica, indica, jugajuga O. O. globerrimagloberrima

Kultur embrio untuk persilangan yang Kultur embrio untuk persilangan yang sulitsulit

Double haploidDouble haploid Telah menghasilkan galur – galur Telah menghasilkan galur – galur

yang sedang diuji daya hasilnyayang sedang diuji daya hasilnya Beberapa tahun lagi sampai Beberapa tahun lagi sampai

dilepas/direleasedilepas/direlease

Reproduksi PadiReproduksi Padi Setiap bunga padi Setiap bunga padi

memiliki 6 kepala sari memiliki 6 kepala sari ((antheranther) dan kepala putik ) dan kepala putik ((stigmastigma) bercabang dua ) bercabang dua berbentuk sikat botol. berbentuk sikat botol.

Umumnya siap reproduksi Umumnya siap reproduksi dalam waktu yg dalam waktu yg bersamaan. Kepala sari bersamaan. Kepala sari kadang-kadang keluar kadang-kadang keluar dari palea dan lemma jika dari palea dan lemma jika telah masak.telah masak.

padi merupakan tanaman padi merupakan tanaman menyerbuk sendiri (95% menyerbuk sendiri (95% atau lebih).atau lebih).

Approach crossingApproach crossing

Cara memproduksi benih Cara memproduksi benih varietas hibridavarietas hibrida

Penyerbukan harus benar2 dijaga. Penyerbukan harus benar2 dijaga. Beberapa cara penyerbukan yg Beberapa cara penyerbukan yg digunakan:digunakan:

Cara manualCara manual Inbred A dan B ditanam pd barisan secara Inbred A dan B ditanam pd barisan secara

berselang seling. Karena hanya galur inbred berselang seling. Karena hanya galur inbred B yg diharapkan menyerbuki, maka sebelum B yg diharapkan menyerbuki, maka sebelum bungan inbred A muncul hrs dipotong bungan inbred A muncul hrs dipotong (detasseled).(detasseled).

Isolasi waktu dan tempat hrs dilakukan utk Isolasi waktu dan tempat hrs dilakukan utk menghindari kontaminasimenghindari kontaminasi

Perlu tempat yg luas, biaya operasional tinggiPerlu tempat yg luas, biaya operasional tinggi

Langkah-langkah pembuatan Langkah-langkah pembuatan varietas hibrida. Co. Jagungvarietas hibrida. Co. Jagung

Memilih tan yg baik dari suatu populasi, lalu Memilih tan yg baik dari suatu populasi, lalu dilakukan dilakukan selfingselfing. Pd saat panen, tongkol hsl . Pd saat panen, tongkol hsl selfing dipanen secara terpisah dan diberi nomor-selfing dipanen secara terpisah dan diberi nomor-nomor.nomor.

Pd musim berikutnya, nomor2 terpilih ditanam Pd musim berikutnya, nomor2 terpilih ditanam kembali secara terpisah, dilakukan selfing. Dst kembali secara terpisah, dilakukan selfing. Dst sampai generasi ke-7 atau ke-8 (S7 atau S8).sampai generasi ke-7 atau ke-8 (S7 atau S8).

Setelah diperoleh galur inbred, dilakukan Setelah diperoleh galur inbred, dilakukan hibridisasihibridisasi

a.a. Single crossSingle cross inbred A x inbred Binbred A x inbred Bb.b. Three way cross (inbred A x inbred B) x inbred Three way cross (inbred A x inbred B) x inbred

CCc.c. Double cross (inbred A x inbred B) x (inbred C Double cross (inbred A x inbred B) x (inbred C

x inbred D).x inbred D).

Penyilangan pada jagungPenyilangan pada jagung

Corn has an imperfect flower. The staminate flower is the tassel and the pistillate is the ear

When collecting corn pollen, bend the tassel downward to prevent the pollen from spilling out of the bag.

Place the bag containing pollen on the ear of the corn, secure the bag to the stalk below the ear, and label the pollinated ear.

Genetically modified cornGenetically modified corn

Gandum tahan salinitasGandum tahan salinitas

Skrining gandum untuk ketahanan terhadap salinitas (kadar garam tanah yang tinggi). Varietas di sebelah kanan rentan terhadap salinitas sehingga mati, sementara varietas di sebelah kiri masih sanggup bertahan hidup.