KONTRIBUSI
TEKNOLOGI MARKA MOLEKULER
DALAM PENGENDALIAN
WERENG COKLAT
Wereng coklat
merupakan hama yangsering merusak tanaman padi di Indonesia,dengan luas
serangan yang berfluktuasidari tahun ke tahun sejak tahun 1970-an hingga
sekarang dan menimbulkan kerugian yang cukup besar, terutama pada saat terjadi
ledakan serangan.Dalam upaya pengendalianhama ini pemerintah
mengembangkanPengendalian Hama Terpadu (PHT) yangterbukti dapat meredam eksplosi
werengcoklat. Komponen utama PHT wereng coklatadalah penanaman varietas unggul
tahanwereng (VUTW).
Peningkatan
populasi dan penyebaran wereng coklat yang relatif cepat disebabkan oleh siklus
hidup yang pendek, yaitu sekitar 25 hari, daya reproduksi yang tinggi dapat
menghasilkan 300 anak per betina (Bahagiawati 1986).
Pada era
revolusi hijau (1969-1973) wereng coklat mulai menjadi hama penting,yang
diidentifikasi sebagai biotipe 1,dengan luas serangan mencapai puluhanribu
hektare dan hanya dikendalikan denganinsektisida (Oka dan Bahagiawati1983a).
Pada tahun
1974-1983 an wereng coklat mampu beradaptasi denganvarietas tahan dan
insektisida, sehinggaluas serangan meningkat menjadi ratusanribu hektare.
Pengendalian serangan diupayakandengan penanaman varietasunggul tahan wereng
coklat biotipe 1(VUTW1), seperti PB26 dan PB28 secaramonokultur.
Pada tahun
2009 dan 2010 terjadipeningkatan serangan wereng coklat diJawa, masing-masing
mencapai 47.473 hadan 103.000 ha (Baehaki 2010a; Bahagiawati2010; Harsono 2010;
Baehaki 2011).Varietas padi yang diserang umumnyayang sedang populer di petani,
seperti IR64dan Ciherang. Wereng coklat yang menyerangadalah biotipe 3 dan 4
(Bahagiawatidan Rijzaani 2006; Baehaki dan Widiarta2009).
Kondisi
tersebut membuktikan kembalipentingnya perakitan VUTW secaraberkesinambungan
sesuai dengan biotipewereng coklat yang berkembang di lapangan.Teknologi marka
molekuler dapatditerapkan untuk membantu perakitanvarietas unggul populer
dengan menambahkangen tahan wereng coklat melaluimetode marker assisted
backcrossing(MABC) atau seleksi silang-balik denganmarka molekuler.
Wereng coklat
dapat beradaptasi membentukbiotipe baru yang dapat menyerangvarietas yang
semula tahan (Bahagiawatiet al. 1985; Bahagiawati dan Kamandalu1987;
Bahagiawati 1989; Bahagiawati et al.1989). Penelitian di laboratorium
menunjukkanpula bahwa wereng coklat dapatberadaptasi pada varietas tahan
IR56(VUTW3), dan dalam tempo 7-8 generasimulai mematahkan ketahanan
varietastersebut (Bahagiawati dan Oka 1986a).
Wereng coklat
tidak hanya merusakdengan cara mengisap cairan tanaman padihingga tanaman
mengering dan mati(hopperburn), tetapi juga menularkanpenyakit virus
kerdil rumput (grassy stuntvirus) dan kerdil hampa (ragged stuntvirus).
Kedua penyakit virus ini tidak dapatdikendalikan sehingga tanaman padi
gagalpanen.
Sejalan dengan
perkembangan bioteknologi, telah banyak dihasilkan tanaman-tanaman hasil
bioteknologi berupa tanaman transgenik dan pemuliaan tanaman berbasis marka
molekuler.Dibanding pemuliaan denganrekayasa genetik, kelebihan
pemuliaanberbasis marka molekuler adalah tidakmemerlukan pengkajian keamanan
hayatisebelum produk dipasarkan, yang umumnyamemerlukan waktu lama dan
biayabesar. Produk pemuliaan dengan rekayasagenetik adalah tanaman transgenik,sedangkan
produk pemuliaan berbasismarka molekuler tetap dianggap produkpemuliaan
konvensional. Kini beberapaperusahaan benih multinasional memakaiteknologi
marka molekuler dalam pemuliaantanaman, terutama jagung, kedelai,gandum,
kanola, sorgum, dan padi(Pioneer 2011).
Produk
pemuliaan dengan bantuan markamolekuler juga telah dihasilkan pada tahun2001
oleh Badan Litbang Pertanian bersamadengan Asian Rice BiotechnologyNetwork
(ARBN), yaitu varietas padiAngke dan Conde yang tahan penyakithawar daun bakteri
dengan potensi hasil7,5 ton GKG/ha.
Dibanding
pemuliaan denganrekayasa genetik, kelebihan pemuliaanberbasis marka molekuler
adalah tidakmemerlukan pengkajian keamanan hayatisebelum produk dipasarkan,
yang umumnyamemerlukan waktu lama dan biayabesar. Produk pemuliaan dengan
rekayasagenetik adalah tanaman transgenik,edangkan produk pemuliaan
berbasismarka molekuler tetap dianggap produkpemuliaan konvensional.
Produk
pemuliaan dengan bantuan markamolekuler juga telah dihasilkan pada tahun2001
oleh Badan Litbang Pertanian bersamadengan Asian Rice BiotechnologyNetwork
(ARBN), yaitu varietas padiAngke dan Conde yang tahan penyakithawar daun
bakteri dengan potensi hasil7,5 ton GKG/ha.
Kesuksesan
pemuliaan tanaman denganbantuan marka molekuler tidak hanyadiperoleh perusahaan
multinasional, tetapijuga institusi publik nasional dengan bantuaninstitusi
regional. Hal ini ditunjukkanoleh program perakitan varietas hibridapearl
millet HHB67 tahan downy mildewyang dilepas di India pada tahun
2005.
PenelitiIndonesia
bersama dengan peneliti di IRRI,Filipina, berhasil memuliakan varietas IR64yang
semula tidak tahan rendaman menjaditahan rendaman hanya dalam tempo tigatahun
(Septiningsih et al. 2009).
Manfaat dan
Tantangan Pemuliaan dengan Marka Molekuler Perkembangan iptek makin membuka
kesempatan bagi pemulia tanaman menggunakan teknologi marka molekuler untuk
membantu merakit varietas unggul padi. Perlu diketahui, teknologi marka
molekuler tidak berdiri sendiri, tetapi dapat membantu teknik pemuliaan
konvensional agar menjadi lebih efisien.
Teknologi
pemuliaan dengan bantuanmarka molekuler mempunyai kelebihandibandingkan dengan
pemuliaan konvensional(Peleman dan van der Voort2003; Edward dan McCouch 2007),
antaralain:
1. Teknologi
marka molekuler dapat meningkatkanreliabilitas. Hasil seleksipemuliaan
konvensional berdasarkanfenotipe dipengaruhi oleh lingkungandan interaksi
antaralel. Dengan markamolekuler, efek lingkungan, pleiotropi,dan epistatis
dapat dihindari.
2. Dengan
marka molekuler, seleksi dapatdilakukan pada saat tanaman masihkecil sehingga
sangat membantu terutamajika sifat yang diinginkan hanyadapat dilihat apabila
tanaman sudahdalam fase generatif.
3. Teknologi
marka molekuler dapatmendeteksi hasil persilangan yanglinkage drag (sifat
yang tidak dinginkan sangat dekat dan terkait eratdengan sifat yang
diinginkan). Denganpemuliaan konvensional, dalam satukali persilangan akan
membawa ribuangen. Namun dengan teknologi markamolekuler, seleksi dapat
dilakukan lebihselektif sehingga cepat diketahui hasilpersilangan dengan
gen-gen pembawasifat yang diinginkan saja.
4. Teknologi
marka molekuler dapatmembedakan hasil persilangan antarayang homozigot dan
heterozigot.
5. Dengan
teknologi marka molekulerdapat dilakukan pyramiding resistancedengan
tepat dan cepat, karena introgresimasing-masing gen pada hasilpersilangan dapat
ditelusuri.
Manfaat
pemuliaan dengan bantuanmarka molekuler hanya bisa didapatkan apabila tantangan
di bawah ini dapat diatasi:
1. Investasi
permulaan sangat besar, baik
dalam hal SDM
terlatih maupunfasilitas. SDM diperlukan dalam jumlahbanyak untuk proses
seleksi dananalisis data molekuler. Fasilitas yangdiperlukan adalah
laboratorium yangmemenuhi syarat dan dilengkapidengan peralatan canggih dan
rumahkaca yang dapat memuat hasil persilanganyang banyak. Di samping
itudiperlukan perangkat lunak (software)dan peralatan yang otomatis dan
robotikuntuk membantu analisis hasilseleksi sehingga dapat dilakukandengan
cepat.
2. Program
pemuliaan spesifik komoditasyang kuat (strong breeding program)diperlukan
untuk implementasi programpemuliaan berbasis marka molekuler.Teknologi marka
molekuler tidakuntuk menggantikan teknologi pemuliaankonvensional, tetapi
hanyamembantu sehingga hasilnya lebihakurat, efisien, dan cepat. Dalam hal
inidiperlukan sistem pemuliaan konvensionalyang telah berjalan dengan baikyang
kemudian dilengkapi dengansistem pemuliaan molekuler.
3. Memerlukan
sumber plasma nutfahyang sangat banyak sehingga dapatmemilih tetua dengan sifat
yang diinginkandan memungkinkan dilakukanseleksi terhadap hasil persilangandengan
marka molekuler.
4. Memerlukan
koleksi marka molekulerdalam jumlah banyak yang terkaitdengan sifat yang
diinginkan.
5. Memerlukan
sistem pemeliharaantanaman di rumah kaca agar tanamantumbuh cepat dan subur,
sehinggadalam satu tahun dapat dilakukanpenanaman 3-4 kali.
6. Penelitian
berbasis marka molekulerumumnya bersiklus singkat karenadilakukan pada tahap
molekul. Olehkarena itu, penelitian bersifat dinamisdan fleksibel. Penelitian
berbasisbioteknologi memerlukan bahan kimiayang beragam dan biasanya
berumurpakai pendek. Oleh karena itu, sistempengadaan bahan kimia juga
haruscepat dan fleksibel.
Terobosan
Teknologi MarkaMolekuler dalam PengendalianWereng Coklat
Teknologi
marka molekuler dapat dipakai dalam pengendalian wereng coklat yang dapat
beradaptasi dengan varietas tahan.
Perakitan VUTW
pada awalnya dilakukandengan teknik pemuliaan konvensional(Suwito et al. 1983).
Dengan teknik inidibuat banyak kombinasi persilangansehingga menghasilkan
puluhan ribumateri hasil persilangan yang harusdiseleksi selama beberapa
generasitanaman. Seleksi dilakukan berdasarkanmarka morfologi (fenotipe).
Puluhan
varietas tahan wereng coklattelah berhasil dirakit dengan cara
konvensional,namun hanya beberapa yangdikembangkan petani, antara lain
PB26,PB36, PB42, Cisadane, IR64, dan Ciherang.
Teknologi
marka molekuler dapat dipakaiuntuk pemuliaan varietas tahan werengcoklat. Kini
telah dilakukan pemetaanmolekuler dari gen Bph (gen tahan werengcoklat) dan
telah diidentifikasi 21 gentanaman padi tahan wereng coklat. Denganbantuan
marka molekuler, sebagian besargen-gen tahan tersebut telah dipetakanletaknya
pada kromosom padi tahanwereng coklat (Brar et al. 2009). Beberapagen
tahan yang telah dipetakan berasal darijenis padi liar, seperti Oryza
officinalisdan O. australiensis, dan beberapa diantaranya telah
dimasukkan ke dalamtanaman padi domestik/kultivasi (Brar etal. 2009).
Di Indonesia
telah dilakukan uji ketahananberbagai jenis padi liar dan beberapadi antaranya
tahan terhadap populasi/biotipe wereng coklat (Abdullah et al.2004).Varietas
IR64 dan Ciherang telah rentanterhadap wereng coklat. Dengan bantuanteknologi
marka molekuler, kedua varietasdapat dimuliakan kembali dengan
memperbaikiketahanannya terhadap werengcoklat dengan menambahkan gen Bph3dan
gen tahan wereng coklat lainnya.
Penelitian
struktur populasi seranggahama dengan teknologi marka molekulertelah dilakukan
pada beberapa hamatanaman (Bahagiawati et al. 2006).Kini telah tersedia
37 sekuenexpressed sequence tags (EST) dari gengenyang terekspresi pada
18 jaringantubuh wereng coklat (Noda 2009). Sekuentersebut dapat dimanfaatkan
untuk membuatmarka mikrosatelit, yang potensialdigunakan sebagai sidik jari DNA
werengcoklat untuk mempelajari struktur populasidan pola penyebarannya.
Pengembangan
kerja sama penelitiandan alih teknologi antara perusahaanbenih multinasional
yang telah suksesmenerapkan teknologi marka molekulerdengan institusi publik
untuk membuatprogram dan meningkatkan kapasitas SDM sangat diperlukan guna
mendukung pengembangan bioteknologi pertanian yang aplikatif dan berkelanjutan.
oleh : Khoirul huda
sumber:
Bahagiawati
Balai Besar
Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian
Jalan Tentara
Pelajar No. 3A, Bogor 16111
e-mail: bb_biogen@litbang.deptan.go.id
Telp. (0251)
8337975, 8339793; Faks. (0251) 8338820
Jurnal Pengembangan
Inovasi Pertanian 5(1) , 2012 :1-18
Tidak ada komentar:
Posting Komentar