Info Teknologi » Perbaikan Ketahanan Kedelai terhadap Hama Ulat Grayak

titik

Ulat grayak (Spodoptera Litura) merupakan salah satu hama penting yang tersebar luas di daerah tropis hingga subtropis, di antaranya Asia, Australia, dan Kepulauan Pasifik, dengan kisaran inang yang luas. Karena bersifat polifag, hama ini tidak hanya merusak tanaman pangan, tetapi juga tanaman perkebunan, sayuran, dan buah-buahan, antara lain kacang tanah, jagung, padi, kedelai, talas, kapas, rami, teh, tembakau, terong, labu, kentang, ubi jalar, termasuk tanaman hias, tanaman liar, dan gulma Selain merusak daun kedelai, larva ulat grayak juga dapat merusak polong muda. Pada kondisi endemis, ulat grayak dapat menyebabkan defoliasi daun hingga 100% dan merupakan kendala utama dalam mempertahankan potensi hasil kedelai. Di Indonesia, serangan ulat grayak banyak terjadi pada pertanaman kedelai musim kemarau. Di beberapa sentra kedelai di Jawa Timur seperti di Kabupaten Jombang, Ponorogo, Pasuruan, dan Banyuwangi, ulat grayak telah berkembang menjadi hama yang resisten terhadap insektisida golongan Monokrotofos, Endosulfan, dan Dekametrin yang digunakan petani secara terus-menerus. Upaya yang dapat dilakukan untuk mengurangi perkembangan strain ulat grayak yang tahan insektisida kimia adalah menggunakan varietas tahan. Penanaman varietas tahan juga diperlukan untuk mengurangi aplikasi insektisida kimia untuk pengendalian ulat grayak. Varietas unggul tahan hama merupakan komponen penting dalam pengelolaan hama terpadu (PHT). Penggunaan varietas tahan dapat menekan tingkat kerusakan tanaman, mengurangi atau menghilangkan input pestisida dan tidak merusak lingkungan. Penggunaan varietas tahan juga dapat menekan kehilangan hasil akibat serangan ulat grayak. Ketahanan tanaman kedelai terhadap hama ulat grayak dapat ditingkatkan melalui program pemuliaan tanaman. Untuk mendukung program tersebut perlu diidentifikasi plasma nutfah yang tahan terhadap hama ulat grayak. Peneliti di Jepang berhasil mengidentifikasi sumber genetik yang tahan ulat grayak dan telah digunakan sebagai tetua donor ketahanan. Mekanisme ketahanannya juga telah dipelajari berdasarkan karakter morfologi dan fisiologi. Gejala Serangan Ulat Grayak Serangan ulat grayak pada tanaman kedelai ditandai dengan gejala kerusakan daun, daun berlubang dan hanya tersisa tulang daun (Gambar 1). Kerusakan daun tersebut disebabkan oleh larva, dimana setelah telur menetas menghasilkan larva instar 1 yang kemudian menyebar ke seluruh permukaan daun (Gambar 2). Larva-larva tersebut memakan permukaan daun bagian bawah dan hanya meninggalkan tulang daun. Larva pertama kali memakan daun, namun apabila terjadi ledakan populasi (outbreak) larva juga memakan polong, bunga, dan tunas. Ledakan populasi hama ini umumnya terjadi pada pertengahan September, bertepatan dengan fase reproduksi tanaman kedelai.

Gejala serangan ulat grayak pada daun kedelai, mulai dari ringan hingga berat, dapat dilihat pada Gambar 3. Pada kebanyakan tanaman, kerusakan serius disebabkan oleh larva. Serangan berat pada tanaman muda menyebabkan perkembangan tanaman terhambat, dan polong menjadi kecil.

Dampak Serangan Hama Ulat Grayak terhadap Hasil Kedelai Ulat grayak merupakan hama pemakan daun yang sangat penting. Kehilangan hasil akibat serangan hama tersebut dapat mencapai 80%, bahkan dapat menyebabkan puso apabila tidak dikendalikan. Kerusakan daun pada fase pembentukan polong (R3) dapat menurunkan hasil biji hingga 90%. Selain mengakibatkan penurunan hasil biji, kerusakan daun kedelai pada fase R3 juga mengakibatkan penurunan ukuran biji hingga 32%. Kerusakan daun pada fase pembentukan biji (R5) dapat menurun hasil biji 40–80%. Penurunan hasil biji tersebut, disebabkan oleh berkurangnya aktivitas fotosintesis akibat kerusakan daun.

Sumber Ketahanan Hama Ulat Grayak Secara umum, terdapat tiga model ketahanan tanaman terhadap serangga, yaitu antibiosis, antixenosis (non-preferensi untuk tanaman tahan), dan tahan. Ketahanan antibiosis disebabkan oleh zat kimia tertentu dalam bagian tanaman yang dapat mengganggu aktivitas fisiologi hama dan mempengaruhi biologi hama, sehingga kelimpahan hama dan kerusakan berkurang dibandingkan dengan yang akan terjadi apabila hama berada pada tanaman rentan. Ketahanan antibiosis sering mengakibatkan peningkatan mortalitas atau memperpendek umur dan mengurangi reproduksi serangga. Ketahanan antixenosis disebabkan oleh adanya penghalang morfologis tanaman yang dapat mempengaruhi perilaku hama, sehingga menghambat terjadinya interaksi antara tanaman inang dengan hama. Sedangkan dikategorikan tahan apabila tanaman mampu bertahan atau pulih kembali dari kerusakan yang disebabkan oleh kelimpahan hama. Mekanisme tahan berbeda dengan antibiosis dan antixenosis. Tahan mengacu pada kemampuan tanaman untuk mampu memberikan hasil yang lebih besar dari varietas rentan pada tingkat serangan hama yang sama. Ketahanan antixenosis kedelai terhadap hama ulat grayak mempunyai nilai heritabilitas arti luas yang tinggi (73,2%). Artinya, karakter ketahanan antixenosis tersebut mempunyai peluang yang cukup tinggi untuk diwariskan. Identifikasi sumber ketahanan terhadap hama ulat grayak telah dilakukan pada koleksi plasma nutfah kedelai Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi (Balitkabi). Beberapa galur kedelai yang tahan terhadap ulat grayak diantaranya adalah galur introduksi dari Brazilia, yaitu IAC-100, IAC-80-596-2, W/80-2-4-20. Ketahanan galur IAC-100 dan IAC-80-596-2 terhadap ulat grayak adalah tipe antixenosis, karena kurang disukai oleh ulat grayak sebagai inang. Ketahanan kedelai terhadap hama ulat grayak juga ditentukan oleh faktor morfologi daun, terutama kepadatan bulu dibandingkan dengan panjang bulu pada daun. Kepadatan bulu berkorelasi negatif dengan intensitas kerusakan daun pada berbagai stadia tanaman. Keberadaan bulu pada permukaan tanaman kedelai menjadi faktor yang menentukan ketahanan terhadap hama, baik pada tipe antixenosis maupun antibiosis. Bulu pada daun merupakan penghalang bagi hama. Terdapat sembilan gen kedelai yang mengontrol keberadaan bulu daun. Empat gen (Pd1, P1, Ps dan Pb) diantaranya telah dipetakan pada Chr 1, 9, 12 dan 15. Gen Pd1, Ps, dan P1 masing-masing mengekspresikan keberadaan bulu, yaitu padat, jarang dan tidak berbulu (gundul). Pb menunjukkan bulu tajam (PbPb atau Pbpb) dan pb tumpul (pbpb). Memasukkan gen Pb ke varietas kedelai bertujuan untuk meningkatkan ketahanan tanaman kedelai terhadap hama Lepidoptera. Dua QTL, Pd1 dan Ps yang mengekspresikan kepadatan bulu terdeteksi pada posisi yang sama dengan gen yang mengekspresikan keberadaan bulu dari populasi yang sama untuk identifikasi ketahanan terhadap ulat grayak. Namun QTL tersebut tidak terletak pada posisi yang tumpang tindih dengan QTL pengendali keta
hanan antibiosis. Mekanisme antixenosis dapat berfungsi untuk meningkatkan ketahanan Himeshirazu terhadap ulat grayak, disamping mekanisme antibiosis. QTL ketahanan antixenosis terhadap ulat grayak terdapat pada lima kromosom (Chr 2, 6, 7, 12 dan 13) dan ketahanan antibiosis terdeteksi pada lima kromosom (Chr 7, 13, 14, 16 dan 18). Di antara QTL tersebut, terdapat satu QTL ketahanan antibiosis dan satu QTL ketahanan antixenosis yang berada pada posisi yang hampir sama pada Chr 7. Hal ini menunjukkan dua mekanisme ketahanan tersebut dikendalikan oleh gen yang berbeda. Pewarisan Ketahanan terhadap Ular Grayak Hingga saat ini, varietas tahan ulat grayak belum tersedia di Indonesia. Namun upaya perakitan varietas tahan terus dilakukan. Perakitan diawali dengan proses pencarian dan identifikasi plasma nutfah untuk mendapatkan genotipe yang memiliki ketahanan terhadap hama ulat grayak. Dari beberapa genotipe kedelai yang diidentifikasi, tidak satu pun genotipe asal Indonesia yang bereaksi tahan terhadap ulat grayak, namun genotipe introduksi asal Jepang (Himeshirazu and Sodendaizu) dan Brasilia (IAC 80 dan IAC 100) dilaporkan tahan. Adanya sumber gen ketahanan tersebut, memberikan peluang untuk mendapatkan varietas tahan hama perusak daun, khususnya ulat grayak dengan memanfaatkan galur IAC-100 dan IAC-80-596-2 sebagai sumber gen ketahanan. Galur IAC-100 disilangkan dengan Himeshirazu menghasilkan galur G 100 H yang mempunyai tingkat ketahanan terhadap ulat grayak lebih tinggi dibandingkan dengan kedua tetuanya. Galur G 100 H memiliki bentuk ketahanan antibiosis dan antixenosis (trikoma daun padat) dan berpeluang digunakan sebagai sumber tetua tahan dalam perbaikan ketahanan kedelai terhadap ulat grayak. Perakitan varietas tahan ulat grayak dengan karakter agronomis yang baik membutuhkan waktu cukup panjang, karena tetua tahan memiliki karakter agronomis yang kurang baik, seperti tanaman pendek, potensi hasil rendah, ukuran biji kecil. Keturunan persilangan antara tetua donor tahan dan galur kedelai lainnya menyebabkan terjadinya pewarisan beberapa sifat yang tidak diinginkan, seperti tanaman pendek, jumlah cabang sedikit, serta ukuran buku pendek.

Pada tahun 2003, telah dilepas varietas Ijen sebagai satu-satunya varietas kedelai di Indonesia yang dinyatakan agak tahan ulat grayak, dan merupakan hasil silang balik antara Himeshirazu (tahan) dengan varietas Wilis. Tingkat kerusakan daun varietas Ijen pada 12 hari setelah infestasi (HSI) relatif sama dengan varietas Wilis, meskipun pada awalnya tingkat kerusakan daun varietas Ijen hampir dua kali lipat dari varietas Wilis (Tabel 1). Berdasarkan deskripsi varietas, Ijen mempunyai ukuran biji 11,23 g/100 biji dan umur polong masak 83 hari, apabila dibandingkan dengan Wilis ukuran biji tersebut sedikit lebih besar dan umur lebih genjah. Varietas Wilis mempunyai ukuran biji 10 g/100 biji dan umur polong masak 85–89 hari.


Perbaikan ketahanan varietas unggul kedelai terhadap ulat grayak di Balitkabi dimulai tahun 2007, melalui persilangan antara IAC-100 sebagai sumber gen ketahanan terhadap ulat grayak dengan varietas Kaba (tanaman tinggi, tidak mudah rebah, dan polong tidak mudah pecah) dan Burangrang (tanaman tinggi, tidak mudah rebah, dan ukuran biji besar). Dari persilangan tersebut diperoleh beberapa galur yang konsisten agak tahan hingga tahan terhadap ulat grayak. Galur-galur tersebut adalah IAC-100/Kaba-G-80, IAC-100/Kaba-G-67, IAC-100/Burangrang-P-95, IAC-100/Kaba-G-47, dan IAC-100/Burangrang-G-119 (Tabel 2). Galur-galur kedelai hasil kombinasi persilangan menggunakan tetua IAC-100 atau IAC-80-596-2 sebagian besar memiliki sifat tahan terhadap ulat grayak. Pada tahun 2013, galur-galur hasil persilangan IAC-100 × Kaba dan IAC-100 × Burangrang (Tabel 2) diuji di Pasuruan. Pada saat pengujian terjadi serangan ulat grayak dengan intensitas tinggi, sehingga dapat dilihat respon dari masing-masing galur terhadap serangan ulat grayak (Gambar 4 dan 5). Tingkat serangan ulat grayak pada galur harapan kedelai tahan lebih rendah dibandingkan dengan galur rentan yang mengelilinginya (investasi hama terjadi secara alami). Tingkat serangan ulat grayak pada galur harapan hasil persilangan IAC- 100 × Kaba jauh lebih rendah dibandingkan dengan varietas Anjasmoro yang ditanam petani (Gambar 4 dan 5).

Pemuliaan ketahanan kedelai terhadap hama ulat grayak juga telah dilakukan di Jepang melalui persilangan (silang balik berulang) antara Himexshirazu (tahan) dan Fukuyutaka (rentan), dengan tujuan menggabungkan ketahanan terhadap ulat grayak dan karakter agronomi yang baik. Kegiatan tersebut menghasilkan galur Kyushuu 155 yang mewarisi dua gen ketahanan dari Himeshirazu, sedangkan karakter agronomis (umur masak, tinggi tanaman, jumlah cabang, hasil, dan kualitas benih) mirip dengan Fukuyutaka.

Titik Sundari