Home AD

Wednesday, March 21, 2012

KOLEKSI DAN KONSERVASI PLASMA NUTFAH TEBU DI INDONESIA

PENDAHULUAN

  Koleksi plasma nutfah diperlukan keberadaannya untuk melestarikan keanekaragaman genetik suatu spesies tanaman dan kerabat liarnya (Williams, 1991).  Dengan adanya kerawanan erosi genetik dan kepunahan spesies maka konservasi ex-situ merupakan satu-satunya pilihan karena lebih baik menyimpan sebagian spesies daripada membiarkan seluruhnya punah. Teknik konservasi ex-situ memiliki kelebihan yaitu memberikan kemudahan memanfaatkan plasma nutfah, dan materi genetik dapat segera tersedia pada saat dibutuhkan (Maxtek dan Kell, 2003).
             Konservasi plasma nutfah sebagai sumber genetic akan menentukan keberhasilan program pembangunan pangan.  Kecukupan pangan yang diidamkan akan tergantung pada keragaman plasma nutfah yang dimiliki, karena pada kenyataannya varietas unggul yang sudah, sedang dan akan dirakit bersumber pada keragaman genetic yang mengekspresikan sifat-sifat unggul.
            Upaya yang sedang dilakukan untuk menjawab permasalahan pangan adalah dengan mengintensifkan kegiatan pemuliaan.  Pemuliaan tanaman merupakan suatu metode yang mengeksploitasi potensi genetik untuk memaksimumkan ekspresi dari potensi genetik tanaman tersebut pada suatu kondisi lingkungan tertentu (Azrai, 2005).  Tujuan pemuliaan tebu di Indonesia saat ini adalah meningkatkan potensi hasil secara genetik, memperbaiki ketahanan terhadap penyakit penting (luka api, mosaik, RSD, blendok dan daun hangus), dan memperbaiki toleransi tebu terhadap cekaman lingkungan fisik yaitu kekeringan.
            Untuk mencapai tujuan program pemuliaan tebu, diperlukan sumber-sumber gen pada plasma nutfah yang dimiliki.  Oleh karena itu kelestarian keragaman genetik plasma nutfah tebu harus dipertahankan dari waktu ke waktu agar tidak punah.

STRATEGI MENGKOLEKSI PLASMA NUTFAH TEBU DI P3GI

  Plasma nutfah tebu sangat diperlukan sebagai sumber gen yang mempunyai keanekaragaman genetik yang luas. Sumber genetik ini berguna untuk mengatasi permasalahan-permasalahan seperti hama dan penyakit, kondisi lingkungan yang rawan, gulma, dan lain-lain. Keanekaragaman genetik plasma nutfah ini dikenal sebagai gene pools atau genetic resources.  Plasma nutfah tebu merupakan sumber sifat yang digunakan dalam perbaikan genetik pada spesies tanaman yang memiliki nilai ekonomi (Lamadji, 1994).
         Daerah antara daratan Asia Tenggara dan Papua Nugini diduga sebagai pusat penyebaran spesies tebu (Grasel, 1974).  Kegiatan mengkoleksi plasma nutfah tebu pada mulanya dilakukan di Papua Nugini dan Indonesia yang merupakan pusat diversitas terbesar dari tanaman ini.  India yang merupakan pusat penyebaran glagah (S. spontaneum) juga mendapat perhatian.  Kemudian pengumpulan berkembang ke Fiji, Taiwan, Thailand dan Philipina.  Hingga saat ini ekspedisi pengumpulan plasma nutfah tebu dan kerabatnya di Papua Nugini telah dilakukan sebanyak 14 kali, di Indonesia dan India sebanyak delapan kali (Sastrowijono dkk., 1996).  P3GI sebagai lembaga penelitian gula nasional, terakhir kali melakukan eksplorasi sumber daya genetik tebu dan kerabatnya pada tahun 1995.  Tidak tersedianya dana untuk meningkatkan keragaman genetik tebu dengan cara eksplorasi, menjadi alasan utama tidak dilakukannya kegiatan eksplorasi plasma nutfah tebu ke daerah-daerah lokasi penyebaran tebu lainnya.
            Tebu asli (Saccharum officinarum) dan kerabat dekatnya (S. barberi, S. sinense, S. edule, S. robustum, S. spontaneum, Erianthus, Mischanhus, Narenga dan Schlerotachya) yang lazim disebut Saccharum complex, merupakan bahan berguna sebagai sumber gen penyusun genotipe tebu hibrida yang dibudidayakan sekarang ini (Sastrowijono dkk., 1996).  Pada umumnya sifat-sifat penting yang dikehendaki seperti kemampuan daya kepras, ketahanan terhadap hama, penyakit dan gulma, daya adaptasi terhadap cekaman kekeringan jarang ditemukan dalam varietas tebu komersial.  Untuk sifat-sifat tersebut harus dicari dari kerabat dekat atau liarnya yang merupakan donor gen berharga (Sankaranarayanan dalam Sastrowijono dkk., 1996).  Akan tetapi spesies ini umumnya tidak mampu beradaptasi dengan lingkungan bermasalah seperti kekeringan, pH tanah rendah dan lain-lain.  Sifat ini merupakan kebalikan dari glagah (S. spontaneum) yang dapat dipakai sebagai sumber gen ketahanan terhadap lingkungan rawan. Di samping itu, spesies ini juga mampu memberikan pertumbuhan yang baik, perkecambahan dan anakan yang banyak, sifat kekerasan kulit dan ketahanan terhadap hama dan penyakit (Lamadji, 1994).

STRATEGI KONSERVASI EX-SITU PLASMA NUTFAH TEBU DI P3GI

1.    Konservasi di lapang
             P3GI memiliki koleksi keragaman genetik tebu dan kerabat-kerabatnya sebanyak 5.308 aksesi yang dipelihara di lapang pada masa tanam (MT) 2006/2007.  Akan tetapi pada MT 2007/2008 jumlah koleksi berkurang menjadi 5.190.  Hal ini disebabkan beberapa klon dari S. Barberi, S. Sinensis dan tebu asli mati karena pengaruh lingkungan dan teknik budidaya, sedangkan 139 klon dari tebu hibrida sengaja dibuang karena tidak menunjukkan sifat unggul secara agronomis. Komposisi koleksi plasma nutfah tebu yang dimiliki P3GI MT 2007/2008 ditampilkan pada Tabel 1. 

Tabel 1. Jumlah aksesi yang dikoleksi P3GI MT 2007/2008

Spesies
MUSIM TANAM MT 2007/2008
Jumlah klon
S.  oficinarum
229
S. spontaneum
118
S. robustum
55
S. barberi
25
S. sinensis
24
S. edule
7
Erianthus spp.
160
Miscanthus spp.
2
Belum digolongkan
11
Hibrida :

-  Rakitan sendiri:

Seri POJ
Seri PS
436
1069
-  Introduksi
2744
- Nobelisasi S. offi-cinarum dengan :
S. spontaneum
S. robustum
S. barberi
S. sinensis
Erianthus spp.
Miscanthus spp
Sorghum spp.
Narenga spp.
Lain-lain

76
9
6
17
12
4
42
11
20
-  Hasil iradiasi sinar Gamma
116
JUMLAH
5190

            Koleksi plasma nutfah tebu tersebut ditanam pada lahan seluas 3,5 hektar.  Konservasi plasmanutfah tebu di lapang dijadikan sebagai base collection (koleksi dasar), yang idealnya koleksi tersebut diregenerasikan di lapang setiap tahunnya untuk mempertahankan kelestariannya.  Akan tetapi upaya ini sangat tergantung dengan ketersediaan dana pengelolaan. Oleh karena ketersediaan dana pemeliharaan dan pengelolaan plasma nutfah tidak selalu ada, maka regenerasi koleksi tidak selalu dapat dilakukan setiap tahunnya.  

2.    Konservasi in-vitro
Pelestarian plasma nutfah di lapang memiliki beberapa kekurangan antara lain membutuhkan lahan yang luas dan biaya yang cukup besar untuk melakukan kegiatan perawatan.  Apabila dana tidak tersedia secara berkesinambungan akan menyebabkan perawatan koleksi tidak dapat optimal.  Dengan demikian beberapa klon koleksi yang peka cekaman lingkungan seperti kekeringan, serangan hama penyakit dan tidak tahan keprasan tidak dapat diselamatkan. 
Dengan alasan tersebut, strategi penyimpanan plasma nutfah secara in vitro digunakan sebagai teknologi pilihan.  P3GI telah memanfaatkan teknik in-vitro di samping untuk teknik propagasi bibit tebu dalam skala besar, juga digunakan untuk pelestarian plasmanutfah.  Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dari tehnik in-vitro slow growth conservation (Sudharma, 1994) antara lain: (a) plasmanutfah dapat diperbanyak dengan cepat setiap waktu diperlukan; (b)  praktis, efisien dan aman untuk pertukaran plasmanutfah; (c) tidak memerlukan lahan yang luas. Selain itu teknik konservasi in vitro dapat digunakan sebagai alternatif pengelolaan dalam skala laboratoris yang tidak tergantung musim dan bebas ancaman serangan hama, penyakit, serta mampu mengeliminir kebutuhan lahan yang makin sulit.  Saat ini koleksi yang dikonservasi secara in-vitro sebanyak 116 klon dari 5 spesies dan kelompok tebu hibrida (Tabel 2). 
Salah satu cara penyimpanan in vitro yang banyak digunakan adalah pertumbuhan minimal.  Dengan cara tersebut biakan dapat disimpan dalam jangka waktu menengah.  Beberapa senyawa penghambat pertumbuhan yang umumnya digunakan adalah paclobutrazol, cycocel, ancymidol, asam absisat, dan osmotic inhibitor seperti sorbitol dan manitol (Withers, 1985, Sudharma, 1994, Lestari dan Ragapadmi, 2005). 

Tabel 2.  Koleksi yang dikonservasi dalam media pertumbuhan minimal secara in-vitro
MT 2007/2008

No.
Spesies
Jumlah (klon)
1.
2.
3.
4.
5.
6.



7.
Saccharum officinarum
Saccharum barberi
Saccharum robustum
Saccharum sinensis
Saccharum edule
Hibrida :
-          seri POJ
-          seri PS
-          introduksi
Tanpa penggolongan
62
13
2
5
1

10
1
20
2

Jumlah
116

3.    Konservasi DNA Genom
Selain itu, metode konservasi DNA koleksi plasma nutfah tebu telah dilakukan oleh beberapa negara untuk menyelamatkan sumber gen yang rawan jika dipelihara di lapang maupun secara in vitro. Konservasi DNA plasma nutfah dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan seperti pembuatan pustaka genom tebu, pembuatan peta pautan, menelusuri gen-gen penyandi sifat penting yang dimiliki plasma nutfah tersebut, mempelajari karakter gen target yang diinginkan, isolasi gen target atau untuk keperluan pemetaan genetik suatu tanaman bahkan tanpa harus memiliki klon tersebut.  Koleksi yang telah dikonservasi DNA nya sebanyak 109 aksesi dari 5 spesies dan tebu hibrida (Tabel 3).  DNA koleksi disimpan pada suhu sangat rendah yaitu  -80oC dalam jangka waktu yang lama.

Tabel 3.  Koleksi yang dikonservasi DNA Genomnya pada suhu rendah (-80oC)
MT 2007/2008

No.
Spesies
Jumlah (klon)
1.
2.
3.
4.
5.
6.



7.
Saccharum officinarum
Saccharum barberi
Saccharum robustum
Saccharum spontaneum
Erianthus
Hibrida :
-          seri POJ
-          seri PS
-          introduksi
Tanpa penggolongan
16
4
12
15
5

13
24
19
1

Jumlah
109


KEGUNAAN KOLEKSI PLASMA NUTFAH TEBU
           
Koleksi plasma nutfah tebu yang dikumpulkan dan dilestarikan di P3GI dimanfaatkan untuk :
1.    Karakterisasi dan evaluasi
2.    Pemanfaatan untuk pemuliaan sebagai tetua persilangan
3.    Tukar menukar varietas dengan negara lain

STATUS KOLEKSI PLASMA NUTFAH TEBU DI INDONESIA
      Koleksi plasma nutfah tebu yang ditanam di kebun koleksi P3GI berasal dari beberapa kegiatan yaitu :
1.    Eksplorasi    
Tebu (Saccharum officinarum) berasal dari Indonesia tepatnya sebelah Timur garis Wallace yang meliputi Sulawesi, Maluku dan Papua yang kemudian menyebar ke Fiji, India dan China pada masa pra sejarah (Roach dan Daniels, 1987).  Eksplorasi untuk mengumpulkan plasma nutfah tebu dan kerabatnya dari habitat asli telah dilakukan sejak 1916 sampai tahun 1995 (Berding dan Koike, 1980; Naidu dan Sreenivasan, 1987;  Sastrowijono, et al., 1996).  Hasil eksplorasi kemudian dikonservasi secara ex-situ di kebun koleksi Pasuruan.

 Tabel 4.  Kegiatan Ekspedisi Plasma Nutfah Tebu di Indonesia

Nama
Tahun
Spesies/klon yang dikumpulkan
Haga
1916
Tebu hitam Rokan, Erianthus dan Narenga
Van Harreveld
1921
S. spontaneum klon Tabongo; S. robustum klon Tanangge
Asper Slag
1921
Tebu  Salah (S. robustum)
Posthumus
1930
Di sekitar sungai Mahakam Kalimantan dan Sulawesi Tengah :
-       Tebu  Salah Tipe (3)
-       S. spontaneum (9)
-       Miscanthus spp. (1)
Warner dan Grassl
1957
-          S. officinarum (45)
-          S. robustum (7)
-          S. edule (3).
-          Biji-biji dari S. robustum (5), S. spontaneum (1) dan Miscanthus spp. (1).
Berding dan Koike
1976
Kalimantan (112), Sulawesi (114), Maluku (34), Papua (310):
-          S. officinarum (124
-          S. spontaneum (51)
-          S.  edule (24)
-          S. robustum (117)
-          Erianthus spp (152)
-          Miscanthus spp (40)
Tew, Purdy, Lamadji dan Irawan
1984
Papua, Maluku, Sulawesi dan Sumatera utara:
-          S. officinarum (51)
-          S. spontaneum (41)
-          S. edule (6)
-          S. robustum (22)
-          Erianthus spp. (9)
-          Miscanthus spp. (4)
Sastrowijono
1985
Papua :
-          S. officinarum (34)
-          S. spontaneum (34)
-          S. edule (4)
-          Erianthus spp. (11)
-          Miscanthus spp. (1)
-          Nephia spp. (1)
-          tak teridentifikasi (3)
Sastrowijono, Lamadji, Irawan dan Suwarno
1995
Papua :
-          S. officinarum (55)
-          S. robustum (21)
-          S. edule (17)
-          Ripidium spp (2)
-          lain-lain (2)

Kegiatan eksplorasi dilakukan terakhir kali oleh P3GI pada tahun 1995 di Papua meliputi Kabupaten Jayapura, Merauke, Tanah Merah, Paniai (Nabire), dan Jayawijaya (Wamena).  Sampai saat ini belum pernah dilakukan eksplorasi lagi karena tidak tersedia dana.  Sementara itu kegiatan eksploitasi kawasan hutan untuk pertambangan, industri, jalan, penebangan kayu, semakin mengancam terjadinya erosi genetic, sehingga masih perlu dilakukan eksplorasi ke pusat penyebaran tebu khususnya di Papua, Sulawesi dan Maluku di daerah-daerah yang belum tersentuh oleh ekspeditor sebelumnya.

2.    Introduksi
Jumlah koleksi plasma nutfah juga bertambah karena adanya kegiatan tukar menukar varietas dengan negara lain atau mendatangkan varietas tebu dari luar negeri.  Varietas tebu dari beberapa negara  yaitu Afrika Selatan, Amerika Serikat, Argentina, Australia, Bangladesh, Barbados, Brasilia, Cuba, Demerara (Guyana), Dominika, Fiji, Hawaii, India, Jepang, Malaysia, Mauritius, Meksiko, Molokai, Filipina, Puerto Rico, Saipan, Taiwan, Thailand,  sudah dikoleksi dan dimanfaatkan sebagai tetua persilangan. 
Bahkan beberapa di antaranya pernah menjadi varietas unggul komersial yang cukup luas, seperti F 154, F 156, ROC 14 (asal Taiwan), M 442-51 (asal Mauritius), Triton, Q 90 (asal Australia), NCo 310, Nco 376 (asal India),  dll.  Tercatat beberapa varietas unggul baru hasil kombinasi persilangan dengan mengunakan tetua asal introduksi dengan klon lokal seperti : PS 80-442 ( PS 41 dengan  CP 51-21 asal Amerika Serikat) dan PS 851 ( PS 57 dengan B 37173 asal Barbados), atau hasil persilangan polycross seperti PS 862 (F 162 asal Taiwan),  PS 864  (PR 1117 asal Puerto Rico).
Selain itu adanya kegiatan kerjasama antara P3GI dan BSES Australia tentang pengujian ketahanan klon-klon asal Australia terhadap penyakit luka api di Indonesia, juga menambah kekayaan koleksi plasma nutfah tebu di P3GI.  Dari hasil kerjasama tersebut P3GI diijinkan memanfaatkan 10 klon yang diuji untuk tetua persilangan.

3.    Hibridisasi
P3GI melakukan kegiatan persilangan/hibridisasi secara rutin setiap tahun untuk mendapatkan varietas tebu unggul baru.  Sebelum sampai pada tahap  mendapatkan varietas tebu unggul baru (VUB), kita memperoleh varietas unggul harapan (VUH) yang akan melewati tahap uji adaptasi di beberapa pusat lokasi seleksi.  Varietas unggul harapan (VUH) tersebut dikumpulkan dan dipelihara di kebun koleksi P3GI Pasuruan untuk menyelamatkan varietas harapan yang tersebar di pusat-pusat seleksi, karena saat ini Kebun Percobaan P3GI sebagai pusat seleksi kesulitan dana untuk membiayai pemeliharaan varietas harapan yang dihasilkan.  Dengan demikian tidak hanya varietas tebu unggul baru saja yang dipelihara di kebun koleksi tetapi juga varietas unggul harapan.  Oleh karena itu peningkatan jumlah plasma nutfah selalu terjadi seiring dengan kegiatan persilangan, sehingga  ketersediaan dana yang pasti dan berkesinambungan sangat diperlukan untuk mengelola kebun koleksi.

KENDALA PENGELOLAAN PLASMA NUTFAH TEBU DI P3GI
 Kendala yang dihadapi dalam mengelola plasma nutfah di P3GI adalah tersedianya dana yang kurang memadai dan tidak berkesinambungan.  Dengan demikian pelestarian plasma nutfah tidak dapat optimal karena koleksi tidak selalu mendapat perawatan yang bagus akibatnya beberapa aksesi punah.  Apabila kondisi ini berlangsung dalam jangka waktu lama akan mengurangi jumlah koleksi P3GI.  Contoh yang pernah dialami oleh P3GI yaitu kehilangan beberapa sumber daya genetik tebu penting seperti Cirebon hitam, Banjarmasin hitam, tebu emas, tebu merah, klon-klon dari S. barberi, S. sinensis dan S. officinarum.
Selain itu dengan tidak tersedianya dana yang memadai, upaya menambah keragaman genetik melalui kegiatan eksplorasi di habitat aslinya tidak dapat dilakukan.  P3GI melakukan ekspedisi terakhir kali pada tahun 1995.  Masalah ini harus segera mendapat perhatian serius karena eksploitasi kawasan hutan untuk pertambangan, industri, jalan, penebangan kayu, semakin mengancam terjadinya erosi genetic di habitat asli.   
Selain itu erosi keragaman genetik  akan mempercepat proses penyempitan gene resources tebu di Indonesia, karena punahnya klon-klon penting tidak diimbangi dengan upaya penambahan keragaman genetik dan upaya perawatan koleksi yang ideal.  Masalah yang setiap tahun terjadi adalah tebang dan regenerasi koleksi terlambat karena tidak tersedia dana yang mencukupi, sehingga koleksi terlambat ditebang.  Dengan demikian beberapa aksesi yang pertumbuhannya cepat telah memasuki fase kematian. Klon-klon yang seperti ini sulit berkecambah sehingga tidak dapat diregenerasikan dan terancam punah.  Selain itu kekurangan SDM yang handal menjadi masalah yang tidak kalah penting untuk menangani masalah tersebut.
Tabel 5.  Klon-klon yang mati pada MT 2007/2008
No.
Spesies
Jumlah
1.
2.
3.
4.
5.
Saccharum officinarum
Saccharum robustum
Saccharum edule
Tanpa penggolongan
Tebu hasil persilangan
3
12
7
1
16

Jumlah
39

KESIMPULAN


1.          Keberadaan plasma nutfah tebu sangat diperlukan untuk memperbaiki produktivitas gula melalui program perakitan varietas tebu unggul baru.
2.          Upaya melestarikan dan meningkatkan keragaman genetik plasma nutfah tebu dapat dilakukan secara optimal jika tersedia dana yang memadai dan berkesinambungan.
3.          Punahnya beberapa aksesi plasma nutfah menyebabkan berkurangnya  keragaman genetik yang dikoleksi, sehingga hal ini harus dicegah dengan melestarikan koleksi secara optimal.


DAFTAR PUSTAKA
Azrai, Muhammad.  2005.  Pemanfaatan markah molekuler dalam proses seleksi pemuliaan tanaman.   Jurnal AgroBiogen 1(1):26-37

Berding, M and H. Koike.  1980.  Germplasm Conservation of the Saccharum complex : A collection from the Indonesian Archipelago.  Hawaiian Planters’ Record Vo. 59, No. 7; HSPA : 176 hal.

Grasel, C.D. 1974. The origin of sugarcane.  ISSCT sugarcane Breeder’s Newsletter 34: 10-18.

Lamadji, S.  1994.  Pelestarian Plasma Nutfah Tebu.  Gula Indonesia. 19(1):33-37.

Lestari G.E dan Ragapadmi P. 2005.  Penyimpanan In vitro tanaman obat daun dewa melalui pertumbuhan minimal.  Jurnal AgroBiogen 1(2): 68-72

Maxted, N dan S.P. Kell.  2003.  Plant diversity, conservation and use. In Thomas, B., D.J. Murphy and B.G. Murray (Eds), Encyclopedia of Applied Plant Sciences, Biodiversity and conservation. Elsevier Academic press. Oxford UK, san diego, p. 25-48.

Naidu, K.M. and T.V. Sreenivasan.  1987.  Conservation of Sugarcane Germplasm.  In: Copersucar Int. Sugarcane Workshop. CopersucarTech. Center, Piracicaba-SP, Brasil : 33-53 hal.

Roach, B.T. and daniels.  1987.  A Review of the Origin and Improvement of Sugarcane .  In: Copersucar Int. Sugarcane Workshop. CopersucarTech. Center, Piracicaba-SP, Brasil : 1- 31 hal.

Sudharma, I.M.  1994.  Pelestarian plasma nutfah secara in-vitro.  Bahan pelatihan pengelolaan plasma nutfah pertanian.  Lawang-Malang 11p.

Sastrowijono, S.  1996.  Cara mengenal klon-klon tebu.  Seri Pedoman P3GI.  Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia Pasuruan.

Williams, J.T.  1991.  Plant genetic resources:  Some new direction.   Adv. Agron. 45: 61-91.

Withers, L.A. 1985. Cryopreservation and Storage of Germplasm : 169-191. In: R.A. dixon (Ed) Plant cell culture : A practical approach. IRL Press, Oxford-Washington.

Follow by Email