TESISINDUKSI KETAHANAN TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP PENYAKIT BULAI MELALUI SEED TREATMENT SERTA PEWARISANNYA PADA GENERASI S1

HOERUSSALAM, Dr. Ir. Aziz Purwantoro M.Sc.

2013 | Tesis | S2 Ilmu Pemuliaan Tanaman

Ketahanan terhadap penyakit merupakan salah satu sifat yang sangat penting dalam pemuliaan tanaman karena mempengaruhi kualitas dan tingkat produksi tanaman. Salah satu upaya untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit adalah melalui induksi ketahanan sistemik yang dipicu oleh pengaplikasian elisitor dengan melibatkan koordinasi dan ekspresi dari gen tertentu (gen SAR) serta ditandai oleh akumulasi senyawa tertentu seperti asam salisilat atau asam jasmonat. Penelitian terdiri dari empat bagian percobaan yaitu, Prapenelitian: tujuan dari percobaan ini adalah untuk memilih Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) terbaik sebagai elisitor biologi melalui pengujian reaksi hipersensitif, uji pengaruh rizobakteri terhadap daya tumbuh benih dan uji kemampuan rizobakteri dalam menghambat kejadian penyakit bulai (Peronosclerospora maydis). Penelitian pertama: Seleksi galur. Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan galur yang mengalami peningkatan status ketahanan dan memilih satu dari enam galur yang paling responsif terhadap perlakuan. Percobaan menggunakan enam varietas jagung hibrida C02, C05, C13, C19, C20 dan SC 4D-139 yang diaplikasikan empat macam elisitor yaitu rizobakteri nonpatogenik Bio1 dan Bio2, asam salisilat (Abio1) serta Benzothiadiazole-S-Methyl (Abio2) melalui seed treatment. Sebagai kontrol digunakan fungisida Dimethomorp+Metalaksil. Percobaan dilakukan di lapang dengan menggunakan tanaman penyebar (spreader) sebagai sumber inokulum. Benih yang sudah di treatment kemudian ditanam, dan diamati sampai umur 42 hari setelah tanam. Evaluasi perubahan status ketahanan dilakukan dengan cara membandingkan status ketahanan asal (non treatment) dengan status ketahanan setelah diinduksi. Tanaman dari varietas yang mengalami peningkatan status ketahanan akan di selfing untuk mendapatkan benih generasi S Hasil menunjukkan jagung galur C20 paling responsif terhadap keempat macam elisitor dan mengalami peningkatan status dari agak rentan menjadi agak tahan (perlakuan Bio1 dan Abio1) dan menjadi tahan (perlakuan Bio2 dan Abio2). Verifikasi secara fisiologis dan molekular menunjukan bahwa kandungan asam salisilat endogen cenderung mengalami peningkatan setelah inokulasi patogen P. maydis dan terdeteksi gen PR-1 pada tanaman dari varietas C20 hasil treatment. Sementara itu analisis studi pewarisan menunjukan peningkatan ketahanan jagung C20 diturunkan pada populasi generasi S 1. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc. dan Dr. Ir. Andi Khaeruni R., M.Si. 1. Penelitian kedua: status ketahanan terinduksi yaitu verifikasi ketahanan terimbas di tingkat fisiologis dan molekuler melalui pengukuran asam salisat dan deteksi gen PR-1 menggunakan teknik PCR. Penelitian ketiga: studi perwarisan ketahanan pada generasi hasil selfing S1(F2) dari galur yang mengalami peningkatan status ketahanan. 1 dan mengikuti pola pewarisan Mendel untuk rasio 15:1.

Resistance to disease is an important trait in breeding influencing quality and ultimately the crop yield. The induction of systemic resistance could be performed to improve plant resistance to disease which is stimulating the plant defense system by using elicitor application. It involves the coordination and expression of a particular gene called SAR genes and characterized by the accumulation of certain compounds such as or jasmonate acid. The experiment consists of four steps. First step is preliminary experiment to select the best non pathogenic rhizobacteria as biological elicitor. Selection of their bacteria based on hypersensitive assesment, effect of rhizobacteria application to seed viability and diseses inhibition. The main experiment consist of three experiments. First, Selection of promising line. This experiment is aimed to obtain the best line that possess highest raising resistance and most responsive to treatment. This research utilized six F1 hybrids of maize i.e. C02, C05, C13, C19, C20, and SC-139 4D. Four elicitors were tested as treatment namely non pathogenic rhizobacteria Bio1 dan Bio2, Salicylic acid (Abio1) and Benzothiadiazole-S-Methy/BTH (Abio2) by seed treatment. As control was used Fungicides Dimethomorph+Metalaxyl. Experiment was conducted at open field using spreader as inoculum source. Treated seeds then were planted and observed until 42 days after planting. Resistance evaluation was done by comparing origine resistance with induced resistance. Resistant plant was self-pollinated to obtain S The result revealed C20 is the most responsive to four kinds of elicitor. Two of them, Bio1 and Abio1 were able to improve to be moderat resistant (MR) status while Bio2 and Abio2 gave resistant (R) status. The measurement and detection indicated that salicylic acid content tends to increase after inoculation by pathogen P. maydis comparing with control and PR-1 gene was detected respectively.The inheritance study also showed the increased resistance status could be inherited into populations S 1. Under supervision of Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc. and Dr. Ir. Andi Khaeruni R., M.Si. 1 generation seed material. Second experiment is verification of induced resistance status. Investigation was conducted by physiological and molecular approach using salycilic acid content estimation and detection of PR-1 gene using PCR technique. Third is inheritance study in S1 generation from line that possess resistance raising. 1 generation and followed Mendelian inheritance pattern for the ratio 15:1.

Kata Kunci : induced resistance, elicitor, salicylic acid, PGPR, pathogenesis-related protein