i
ANALISIS PARAMETER GENETIK DAN DETEKSI SEGREGAN TRANSGRESIF PADA DUA POPULASI F2 PERSILANGAN KACANG TANAH (Arachis hypogaea L.)
IKA INAYAH A24100201
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
i
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Analisis Parameter Genetik dan Deteksi Segregan Transgresif pada Dua Populasi F2 Persilangan Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.)” adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014 Ika Inayah NIM A24100201
*Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait
ABSTRAK IKA INAYAH. Analisis Parameter Genetik dan Deteksi Segregan Transgresif pada Dua Populasi F2 Persilangan Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.). Dibimbing oleh YUDIWANTI WAHYU dan HENI PURNAMAWATI. Penelitian ini dilakukan untuk menduga parameter genetik pada dua kelompok populasi persilangan kacang tanah dan mendeteksi terduga segregan transgresif pada populasi persilangan terbaik dalam upaya untuk memperbaiki potensi genetik pada turunan hasil persilangan. Dua populasi kacang tanah yang digunakan yaitu GWS 18 A1 x GWS 79 A1 dan GWS 18 A1 x Zebra. Penelitian dilakukan bulan Desember 2013-Maret 2014 di Kebun Percobaan IPB Cikarawang, Bogor, Jawa Barat dengan ketinggian ± 250 meter di atas permukaan laut. Parameter genetik yang diduga yaitu komponen ragam dan heritabilitas arti luas serta pendugaan aksi gen menggunakan analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) melalui sebaran F2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan nilai ragam genetik dan nilai duga heritabilitas pada dua kelompok populasi yang diuji. Berdasarkan nilai tengah karakter jumlah polong total, persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 merupakan populasi yang potensial untuk dilanjutkan dalam memperoleh kultivar berdaya hasil tinggi. Pendugaan aksi gen pada karakter tinggi tanaman, jumlah polong total, dan bobot biji per tanaman pada kedua populasi F2 persilangan kacang tanah juga menunjukkan hasil yang berbeda antar populasi. Terdapat karakter yang dikendalikan oleh banyak gen dan karakter yang dikendalikan oleh sedikit gen dengan aksi gen aditif serta terdapat pengaruh dominansi dan epistasis baik duplikat maupun komplementer. Pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1, dari seluruh tanaman F2 yang dipanen, terdapat tujuh tanaman yang diduga merupakan segregan transgresif dengan jumlah polong total melebihi kisaran tertinggi dari tetua terbaik. Kata kunci : aksi gen, kemenjuluran kurva, keruncingan kurva, parameter genetik, segregan transgresif ABSTRACT IKA INAYAH. Genetic Parameters Analysis and Transgressive Segregates Detection on Two F2 Populations of Groundnut (Arachis hypogaea L.) Crosses. Supervised by YUDIWANTI WAHYU and HENI PURNAMAWATI. This study was aimed to estimate genetic parameters in two groundnut segregating populations and to detect trasgressive segregate candidates of the best cross. The segregating populations were developed from cross between GWS 18 A1 with GWS 79 A1 and GWS 18 A1 with Zebra. The field experiment was conducted from December 2013 - March 2014 at the Cikarawang experimentalfield, Bogor, West Java (± 250 meters above sea level). The genetic parameters estimated were variance components and broad sense heritability. Besides, the gene action were estimated using skewness and kurtosis analysis of F2
distribution. The results showed that there were different of genetic variability and heritability among the segregating populations. Based on the total-pods, GWS 18 A1 x GWS 79 A1 was a potential segregating population to obtain high yielding cultivars. Estimation of gene action for plant height, total number of pods, and seed weight per plant in segregating population showed different results among the two populations. There were characters controlled by many genes or few genes with additive gene action, dominance, and epistasis effects (duplicates or complementary). In population of GWS 18 A1 x GWS 79 A1 cross, from all F 2 plants harvested, there were seven plants expected to be trangressive segregates which had total pod number more than the range of the best parent. Keywords : genetic parameters, gene action, kurtosis, skewness, transgressive segregates
ANALISIS PARAMETER GENETIK DAN DETEKSI SEGREGAN TRANSGRESIF PADA DUA POPULASI F2 PERSILANGAN KACANG TANAH (Arachis hypogaea L.)
IKA INAYAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Agronomi dan Hortikultura
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Nama NIM
: Analisis Parameter Genetik dan Deteksi Segregan Transgresif pada Dua Populasi F2 Persilangan Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.) : Ika Inayah : A24100201
Disetujui oleh
Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS Pembimbing I
Dr Ir Heni Purnamawati, MScAgr Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MScAgr Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberi kekuatan dan hidayah sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi yang berjudul “Analisis Parameter Genetik dan Deteksi Segregan Transgresif pada Dua Populasi F2 Persilangan Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.)” ini dilaksanakan untuk menduga parameter genetik beberapa populasi persilangan kacang tanah. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Desember 2013 sampai Maret 2014 di Kebun Percobaan Cikarawang IPB , Dramaga, Bogor. Penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS selaku pembimbing I dan Dr Ir Heni Purnamawati, MScAgr selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua saya, Drs. Sukardi Umar, MPd dan Dra. Hj. Rasmi Amin, MPd yang telah memberikan dorongan, doa, dan kasih sayang. Semua pihak, khususnya rekan mahasiswa Agronomi dan Hortikultura angkatan 47 yang telah membantu selama pelaksanaan penelitian dan penyelesaian skripsi, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tinggi. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014
Ika Inayah
DAFTAR ISI DAFTARTABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan
1
Hipotesis
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Tanaman Kacang Tanah
2
Pendugaan Parameter Genetik
2
Segregan Transgresif
`
Pemuliaan Kacang Tanah METODE PENELITIAN
3 3 4
Tempat dan Waktu Penelitian
4
Bahan dan Alat
4
Prosedur Percobaan
5
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Kondisi Umum
7
Pendugaan Komponen Ragam dan Nilai Heritabilitas Arti Luas
7
Pendugaan Aksi Gen Karakter Berdasarkan Sebaran Frekuensi Genotipe F2 10 Populasi F2 Potensial untuk Perakitan Kultivar Berdaya Hasil Tinggi dan Deteksi Segregan Transgresif
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
19
DAFTAR TABEL 1 2 3
4
5 6
Nilai duga komponen ragam dan heritabilitas arti luas karakter agronomikacang tanah hasil persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 Nilai duga komponen ragam dan heritabilitas arti luas karakter agronomikacang tanah hasil persilangan GWS 18 A1 x Zebra Pendugaan aksi gen beberapa karakter populasi persilangan kacang tanah GWS 18 A1 x GWS 79 A1 melalui analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) Pendugaan aksi gen beberapa karakter populasi persilangan kacang tanah GWS 18 A1 x Zebra melalui analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) Karakteristik jumlah polong total dan bobot brangkasan basah dua populasi F2persilangankacang tanah Individu F2 terduga segregan transgresif pada persilangan GWS 18A1 x GWS 79 A1
8 9
11
11 15 15
DAFTAR GAMBAR 1 2
3
4
5
6
7
Alur pendugaan aksi gen dengan analisis skewness dan kurtosis Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter tinggi tanamankacang tanah hasil persilangan(a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter indeks masak biji-kulit kacang tanah hasilpersilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter jumlah cabangkacang tanah hasil persilangan(a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter bobot brangkasan basahkacang tanah hasilpersilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter jumlah polong total kacang tanah hasil persilangan(a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter bobot biji per tanaman kacang tanah hasilpersilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra
6
12
12
12
13
13
13
DAFTAR LAMPIRAN 1 2
Deskripsi tanaman kacang tanah varietas Zebra Data iklim Bulan Desember 2013-Maret 2014 Dramaga Bogor
19 20
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) merupakan salah satu komoditas pangan yang secara ekonomi menduduki urutan kedua setelah kedelai sehingga tanaman ini berpotensi untuk dikembangkan. Biji kacang tanah merupakan komoditas ekspor yang dapat digunakan sebagai bahan pangan dan bahan baku industri seperti minyak dan sabun. Brangkasan kacang tanah dapat digunakan sebagai pakan ternak dan pupuk (Rukmana 2009). Di Indonesia, luas panen kacang tanah tahun 2013 yang sebesar 520 621 ha mengalami penurunan sebesar 6.9% dari tahun sebelumnya (BPS 2013). Hal ini berarti lahan untuk produksi kacang tanah di Indonesia mengalami penurunan dan dapat mengakibatkan penurunan produksi kacang tanah. Di balik masalah tersebut, Indonesia menempati urutan ketiga dalam penyediaan kacang tanah di dunia yang mencapai 8.62% dari total penyediaan kacang tanah dunia setelah China dan Amerika. Selain itu, selama periode 2009-2013, kebutuhan konsumsi kacang tanah dalam negeri diprediksi mengalami peningkatan sebesar 7.21% pada tahun 2013 (Pusdatin Deptan 2013). Oleh karena itu, produksi kacang tanah di Indonesia harus dipertahankan bahkan ditingkatkan dengan menyediakan benih bermutu dan varietas yang unggul. Dalam hal ini, dibutuhkan kegiatan pemuliaan tanaman untuk merakit varietas unggul berdaya hasil tinggi sehingga kebutuhan konsumsi kacang tanah di dalam negeri dapat terpenuhi dan tetap mampu berkontribusi dalam penyediaan kacang tanah di dunia. Salah satu tahap dalam pemuliaan tanaman adalah seleksi. Seleksi dilakukan untuk memilih tanaman yang unggul yang diinginkan oleh pemulia. Seleksi dilakukan secara visual dengan memperhatikan fenotipe tanaman. Dari fenotipe tanaman tersebut, pemulia dapat menduga nilai parameter genetiknya. Parameter genetik yang dianalisis dalam penelitian ini meliputi ragam genetik, koefisien keragaman genetik, dan heritabilitas arti luas serta dilakukan pula pendugaan aksi gen. Dengan menduga parameter genetik, pemulia dapat mengetahui karakter-karakter yang memiliki potensi yang baik dan banyak dipengaruhi oleh faktor genetik untuk diwariskan dari suatu populasi tanaman sehingga dapat meningkatkan efisiensi seleksi dalam kegiatan pemuliaan. Individu-individu hasil segregasi transgresif yang memiliki keragaan di luar rentang keragaan tetuanya disebut segregan transgresif (Sleper dan Poehlman 2006). Menurut Jambormias (2014), segregan transgresif dapat diprediksi dan diamati pada zuriat suatu generasi persilangan awal. Periode seleksi yang panjang dapat diperpendek dengan mendeteksi segregan transgresif di generasi awal. Oleh karena itu, mendeteksi segregan transgresif di generasi awal juga dapat meningkatkan efisiensi seleksi dalam kegiatan pemuliaan tanaman.
Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menduga parameter genetik pada dua populasi persilangan kacang tanah dan mendeteksi individu F2 terduga segregan
2
transgresif pada populasi F2 dalam upaya untuk memperbaiki potensi genetik pada turunan hasil persilangan. Hipotesis Terdapat perbedaan nilai duga parameter genetik pada dua populasi hasil persilangan kacang tanah dan terdapat individu yang diduga sebagai segregan transgresif.
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kacang Tanah Kacang tanah dengan nama latin Arachis hypogaea L. adalah tanaman yang berasal dari Amerika Selatan, tepatnya berasal dari Brazilia. Kacang tanah pertama kali masuk ke Indonesia pada awal abad ke-17 (Prihatman 2000). Sistematika kacang tanah menurut Prihatman (2000) adalah sebagai berikut: Dunia : Plantae Filum : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Leguminales Famili : Papilionaceae Genus : Arachis Spesies : Arachis hypogaea L. Tanaman kacang tanah termasuk tumbuhan semusim (annual crop) yang memiliki susunan tubuh utama terdiri dari batang, daun, bunga, polong, dan biji. Batang tanaman berbentuk bulat, tidak berkayu, dan berbuku-buku. Warna batang biasanya hijau tua sampai keungu-unguan. Daun berbentuk bulat, agak bulat, sempit, agak sempit sampai oblong memanjang dengan tepi daun rata, sedangkan bagian ujung daun tumpul. Helaian daun berbentuk menjari. Dari ketiak daun akan tumbuh karangan bunga. Mahkota bunga berwarna kuning dan warna ginofor ungu. Tanaman kacang tanah yang sudah berumur 8 minggu setelah tanam biasanya sudah membentuk polong dengan bentuk polong berpinggang dangkal, berparuh kecil, dan kulit polong agak halus. Kulit biji berwarna putih, fles, coklat, merah muda, merah, ungu, dan ungu tua tergantung varietasnya (Diperta 2009). Tanaman kacang tanah memiliki sistem perakaran akar tunggang dan akar lateral (Nugrahaeni dan Kasno 1992).
Pendugaan Parameter Genetik Parameter genetik yang dianalisis dalam penelitian ini meliputi ragam lingkungan, ragam fenotipe, ragam genetik, koefisien keragaman genetik, dan nilai heritabilitas serta pendugaan aksi gen. Heritabilitas adalah perbandingan
3
antara besaran ragam genotipe dengan besaran ragam total fenotipe dari suatu karakter yang menggambarkan seberapa jauh fenotipe yang tampak merupakan refleksi dari genotipe. Nilai heritabilitas sangat menentukan efisiensi seleksi karena menggambarkan proporsi ragam genetik yang diwariskan oleh tetua pada zuriatnya. Heritabilitas yang tinggi mengindikasikan bahwa ragam dari sifat-sifat yang diuji bersifat heritable (memiliki keterwarisan yang tinggi) (Allard 1960). Seleksi tanaman akan efektif untuk karakter dengan nilai heritabilitas tinggi (Fehr 1987). Pada karakter yang memiliki heritabilitas yang tinggi seleksi akan berlangsung efektif karena pengaruh lingkungan sangat kecil sehingga faktor genetik lebih dominan dalam penampilan genotipe tanaman (Ruchjaniningsih et al. 2000). Heritabilitas dari suatu karakter dapat diketahui dengan menduga komponen ragam menggunakan studi generasi dasar yaitu populasi P1, P2, F1, F2, dan backcross (Syukur 2012). Pendekatan untuk pendugaan aksi gen berupa pendugaan menggunakan parameter kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) serta sebaran populasi bersegregasinya pada F2. Nilai kemenjuluran kurva dapat digunakan untuk menunjukkan aksi gen yang mengendalikan suatu karakter dan nilai keruncingan kurva digunakan untuk menduga jumlah gen pengendalinya (Roy 2000).
Segregan Transgresif Segregasi transgresif adalah segregasi gen pada sifat-sifat kuantitatif dari zuriat hasil persilangan dua tetua yang memiliki jangkauan sebaran yang melampaui jangkauan sebaran kedua tetuanya. Individu-individu hasil segregasi transgresif yang memiliki keragaan di luar rentang keragaan tetuanya disebut segregan transgresif (Sleper dan Poehlman 2006). Famili segregan transgresif ditandai oleh nilai tengah yang tinggi dan ragam dalam famili yang kecil (Jambormias dan Riry 2009). Pelaksanaan seleksi setelah persilangan untuk pemuliaan galur bertujuan untuk meningkatkan frekuensi genotipe segregan transgresif yang dikehendaki dari dalam populasi homozigositas dan heterozigositas pada setiap generasi, hingga diperoleh genotipe segregan transgresif homozigot untuk semua gen yang telah mengalami fiksasi. Bila tidak ada pengaruh lingkungan yang besar, maka secara teoritis, suatu segregan transgresif telah ada pada generasi segregasi F2 atau pada generasi seleksi S0. Segregasi transgresif membentuk dua gugus segregan transgresif dalam spektrum sebaran, yaitu lebih kecil dari sebaran tetua dengan keragaan rendah dan lebih besar dari sebaran tetua dengan keragaan tinggi (Jambormias dan Riry 2009).
Pemuliaan Kacang Tanah Kegiatan pemuliaan tanaman yang meliputi persilangan, penggaluran, dan evaluasi daya hasil merupakan upaya untuk mendapatkan varietas unggul yang tahan penyakit dan berdaya hasil tinggi (Rukmana 2009). Kriteria varietas unggul baru antara lain meningkatkan produksi, memperbaiki stabilitas produksi,
4
memenuhi standar mutu, sesuai pola tanam yang diterapkan petani, serta sesuai dengan permintaan konsumen yang berbeda-beda di setiap wilayah. Untuk itu, beberapa hal yang ingin dicapai dalam pembentukan varietas unggul kacang tanah lebih ditekankan pada kegiatan meningkatkan potensi hasil polong/biji, memperbaiki umur tanaman, meningkatkan toleransi tanaman terhadap serangan hama penyakit penting, meningkatkan toleransi tanaman terhadap cekaman fisik lingkungan, dan memperbaiki mutu biji (Adisarwanto 2004). Pendugaan parameter genetik merupakan salah satu tahap yang perlu dilakukan sebelum melakukan seleksi. Pendugaan parameter genetik dilakukan untuk menentukan karakter yang menjadi kriteria seleksi. Menurut Yudiwanti et al. (2008), salah satu karakter utama sebagai kriteria seleksi untuk mengembangkan varietas kacang tanah tahan penyakit bercak daun dengan daya hasil yang tinggi adalah jumlah polong total sebagai karakter kriteria seleksi tak langsung untuk hasil dengan peubah bobot biji. Kasno (1986) juga melaporkan nilai duga heritabilitas arti luas yang tinggi untuk jumlah polong total berdasarkan seri percobaan yang melibatkan interaksi genotipe-musim-lokasi. Galur hasil persilangan yang telah dilakukan diseleksi dengan metode pemuliaan tertentu dan pada akhirnya akan diperoleh galur harapan sebagai calon varietas baru. Dari galur-galur harapan tersebut, kemudian diuji atau dievaluasi mengenai potensi daya hasilnya (Adisarwanto 2004).
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2013 hingga Maret 2014 di Kebun Percobaan IPB Cikarawang, Bogor, Jawa Barat dengan ketinggian ± 250 meter di atas permukaan laut.
Bahan dan Alat Bahan genetik tanaman yang digunakan adalah dua kelompok populasi zuriat GWS 18 A1 x GWS 79 A dan GWS 18 A1 x Zebra yang terdiri dari populasi P1, P2, dan F2. Bahan tanam ini diperoleh dari koleksi laboratorium Genetika dan Pemuliaan Tanaman, Depatemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB. Penambahan unsur hara dilakukan dengan pemupukan menggunakan pupuk NPK ponska dosis 200 kg/ha, kapur pertanian (kaptan) dosis 500 kg/ha, dan pupuk kandang dari kotoran kambing dosis 1 ton/ha. Hama dan penyakit tanaman dikendalikan dengan menggunakan pestisida. Alat yang digunakan yaitu alat budidaya pertanian, label, meteran, timbangan digital, plastik, dan alat tulis.
5
Prosedur Percobaan Tiap populasi F2 kacang tanah ditanam secara bersamaan dengan masingmasing tetuanya. Masing-masing populasi tetua (P1 dan P2) ditanam sebanyak 20 tanaman. Populasi F2 ditanam sebanyak 200 tanaman. Jumlah tanaman tiap seri persilangan kacang tanah adalah 240 tanaman. Dua minggu sebelum penanaman, dilakukan pengolahan lahan sampai tanah menjadi gembur. Kemudian dibuat petak percobaan sebanyak 2 petak dengan masing-masing petak sebesar 12x5 meter. Penanaman dilakukan dengan menggunakan jarak tanam 50 cm x 50 cm sebanyak 1 benih per lubang tanam dan diberikan Furadan 3G dengan dosis 12 kg/ha. Pemupukan dilakukan saat tanam. Pemeliharaan tanaman yang dilakukan meliputi penyulaman, penyiangan, pembumbunan, pengapuran, serta pengendalian hama dan penyakit. Penyulaman dilakukan pada 2 MST (minggu setelah tanam). Penyiangan, pembumbunan, dan pengapuran dilakukan saat 3 MST. Pengendalian hama dilakukan dengan penyemprotan pestisida Decis dengan dosis 3 cc/ha pada saat 9 MST dan pengendalian penyakit dilakukan pencabutan tanaman yang mati agar penyakit tersebut tidak menyebar ke tanaman yang lain. Pemanenan dilakukan saat tanaman berumur 101 HST (hari setelah tanam) yang dilakukan secara manual. Ciri-ciri kacang tanah memasuki fase masak fisiologis bila tanaman dicabut, terlihat polong dengan tekstur yang jelas, berwarna lebih gelap, dan bagian dalam kulit kacang tanah menghitam. Pengeringan polong dilakukan dengan cara dijemur ±8 jam setiap hari saat cuaca cerah selama 3 hari Pengamatan dilakukan pada seluruh tanaman di masing-masing petak percobaan saat panen. Peubah yang diamati yaitu: 1. Tinggi tanaman diukur dari batas antara batang dengan akar sampai dengan titik tumbuh pada batang utama. 2. Bobot brangkasan basah per tanaman. 3. Jumlah cabang primer yang tumbuh pada tiap tanaman. 4. Jumlah polong total, polong isi, dan polong cipo per tanaman yang dihitung setelah polong dikeringkan. 5. Bobot polong total, polong isi, dan polong cipo per tanaman yang dihitung setelah polong dikeringkan. 6. Bobot biji per tanaman setelah polong dikeringkan 7. Indeks masak biji-kulit yaitu perbandingan antara bobot biji per tanaman dengan bobot kulit polong per tanaman
Analisis Data Analisis data yang dilakukan pada penelitian ini meliputi pendugaan komponen ragam, perhitungan nilai heritabilitas arti luas, dan pendugaan aksi gen. Pendugaan komponen ragam diperoleh berdasarkan Baihaki (2000): Ragam fenotipe (𝜎2p) = 𝜎2F2 Ragam lingkungan (𝜎2e)
= (𝜎 2 𝑃1 )(𝜎 2 𝑃2 )
Ragam genetik (𝜎2g)
= 𝜎 2p - 𝜎 2e
6
𝜎𝑔2
x 100% ; 𝑥 = nilai tengah populasi 𝑥 Kriteria nilai KKG menurut Knight (1979) yaitu: sempit (0-10%), sedang (10-20%), dan luas (>20%) Hasil pendugaan komponen ragam tersebut digunakan untuk menghitung heritabilitas arti luas. Adapun rumus heritabilitas arti luas (H BS) menurut Allard (1960) sebagai berikut: Koefisien keragaman genetik (KKG) =
𝜎 2𝑔
HBS = 𝜎 2 x 100% 𝑝
Kriteria nilai heritabilitas menurut Stanfield (1983) sebagai berikut: 50% ≤ H < 100% = tinggi 20% ≤ H < 50% = sedang 0 ≤ H < 20% = rendah Data generasi awal
Analisis kurtosis Mesokurtik: interaksi interalelik
Tidak
Ya
Interaksi intergenik aditif
Kurtosis nyata
Analisis skewness Hanya pengaruh gen aditif
Kurtosis positif Ya
Tidak
Tidak Skewness nyata Ya
Leptokurtik:
Platikurtik:
sedikit gen terlibat
banyak gen terlibat
Ada pengaruh gen dominan Epistasis komplementer Menjulur ke kiri: dominansi ke kanan
Tidak Skewness positif Ya
Ya Ya Skewness positif Tidak
Menjulur ke kanan: dominansi ke kiri
Analisis skewness
Epistasis duplikat
Skewness nyata
Tidak
Epistasis aditif
Gambar 1 Alur pendugaan aksi gen dengan analisis skewness dan kurtosis (Jambormias 2014)
7
Pendugaan aksi gen dilakukan dengan menggunakan analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk masingmasing karakter pada generasi F2. Nilai skewness (S), kurtosis (K), galat baku skewness (SES), dan galat baku kurtosis (SEK) dihitung dengan menggunakan perangkat lunak SPSS 16.0. Statistik uji untuk kedua parameter tersebut mengikuti sebaran normal baku yaitu : 𝑆 𝐾 ZS = 𝑆𝐸 ; ZK = 𝑆𝐸 𝑆
𝐾
dengan nilai kritikal untuk pengujian dua-arah yaitu Z0.05/2 = 1.96 dan Z0.01/2 = 2.57. Interpretasi kemungkinan aksi gen yang dikompilasi oleh Jambormias (2014) ditunjukkan pada Gambar 1.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Lahan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lahan dengan luas ±120 m2 yang terletak pada ketinggian ±250 meter di atas permukaan laut (m dpl). Tanah di lahan percobaan bertekstur liat. Pertumbuhan tanaman pada awal pertanaman di lapangan menunjukkan kondisi yang baik dengan air yang cukup tersedia. Curah hujan rata-rata pada bulan Desember 2013 sampai Maret 2014 di daerah Dramaga adalah 432.8 mm/bulan. Suhu rata-rata per bulan adalah 25.0 oC dengan kelembaban udara rata-rata sebesar 87.8/bulan (Lampiran 3). Beberapa jenis penyakit yang menyerang tanaman kacang tanah selama penelitian adalah penyakit bercak daun Cercospora, penyakit karat daun, penyakit layu bakteri, penyakit belang, dan sapu setan. Penyakit tersebut mulai menyerang di awal pertanaman hingga saat panen. Beberapa hama juga menyerang tanaman kacang tanah yaitu belalang (Orthoptera), kutu daun (Hemiptera), kumbang (Coleoptera), rayap (Isoptera), dan ulat grayak (Lepidoptera). Hama tersebut mulai menyerang diawal pertanaman hingga panen dengan tingkat serangan yang tidak membahayakan. Pengendalian hama dilakukan dengan penyemprotan pestisida pada umur 9 MST. Gulma yang banyak terdapat di lokasi penelitian adalah golongan gulma berdaun lebar, antara lain Mimosa invisa, Boreria allata, Euphorbia hirta, dan Phyllantus niruri. Pengendalian gulma dilakukan secara manual pada umur 3 MST dan 8 MST.
Pendugaan Komponen Ragam dan Nilai Heritabilitas Arti Luas serta Karakter Kriteria Seleksi Heritabilitas arti luas (HBS) merupakan rasio antara ragam genetik total dengan ragam fenotipe (Allard 1960). Keberhasilan dalam perbaikan genetik tanaman sangat ditentukan oleh adanya keragaman genetik (Falconer 1972). Hasil analisis komponen ragam dan heritabilitas arti luas yang ada pada Tabel 1 dan
8
Tabel 2 menunjukkan bahwa terdapat perbedaan nilai komponen ragam dan heritabilitas arti luas pada kedua persilangan kacang tanah. Pada persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1, karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi adalah tinggi tanaman, bobot polong kering cipo, dan indeks masak bijikulit. Pada persilangan GWS 18 A1 x Zebra, karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi adalah tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah polong total, jumlah polong isi, bobot polong kering total, bobot polong kering isi, dan bobot biji per tanaman. Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan nilai duga heritabilitas arti luas pada karakter yang sama pada kedua populasi persilangan kacang tanah. Menurut Natawijaya (2012), hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan nilai genotipe tetua-tetuanya. Puspitasari (2011) juga melaporkan bahwa heritabilitas suatu karakter nilainya tidak tetap karena banyak faktor yang dapat mempengaruhi nilai heritabilitas, yaitu populasi yang digunakan, metode estimasi, adanya pautan gen, pelaksanaan percobaan, generasi populasi yang diuji, dan kondisi lingkungan. Nilai heritabilitas tinggi menunjukkan kecilnya pengaruh lingkungan, sebaliknya heritabilitas yang rendah menunjukkan pengaruh lingkungan yang cukup besar terhadap karakter tersebut (Rostini et al. 2000). Kelompok karakter yang memiliki nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa penampilan karakter tersebut lebih dipengaruhi oleh faktor genetik, sedangkan karakter dengan nilai heritabilitas rendah menunjukkan bahwa penampilan karakter tersebut lebih dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Beberapa karakter pada beberapa persilangan menunjukkan nilai heritabilitas negatif akibat ragam genetik bernilai negatif. Ragam genetik negatif diartikan sebagai tidak beragam atau ragamnya kecil sekali (Kasno 1986). Nilai heritabilitas bernilai negatif dianggap sama dengan nol (Hallauer dan Miranda 1981). Hal tersebut menunjukkan bahwa terdapat pengaruh lingkungan yang sangat besar terhadap penampilan karakter tersebut (Wahyu dan Budiman 2013). Tabel 1 Nilai duga komponen ragam dan heritabilitas arti luas karakter agronomi kacang tanah hasil persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 KKG 𝝈𝟐 𝒑 𝝈𝟐 𝒈 Karakter HBS (%) 𝝈𝟐 𝒆 (%) Tinggi tanaman 146.53 12.63 133.89 19.86 91.38 Jumlah cabang 1.40 1.90 -0.50 0.00 0.00 Bobot brangkasan basah 2 373.60 2 888.03 -514.43 0.00 0.00 Jumlah polong total 84.85 59.91 24.94 26.04 29.39 Jumlah polong isi 76.20 44.73 31.47 35.69 41.30 Jumlah polong cipo 9.69 17.61 -7.93 0.00 0.00 Bobot polong kering total 155.73 146.47 9.26 16.68 5.95 Bobot polong kering isi 143.93 142.12 1.80 7.94 1.25 Bobot polong kering cipo 23.43 5.06 18.36 316.26 78.39 Bobot biji per tanaman 80.56 72.22 8.34 23.93 10.36 Indeks masak biji-kulit 0.28 0.09 0.19 17.53 66.87 Ket : 𝜎 2𝑝 (ragam fenotipe), 𝜎 2𝑒 (ragam lingkungan), 𝜎 2𝑔 (ragam genetik), KKG (koefisien keragaman genetik), HBS (heritabilitas arti luas), ragam genetik negatif dianggap nol pada perhitungan selanjutnya
9
Tabel 2 Nilai duga komponen ragam dan heritabilitas arti luas karakter agronomi kacang tanah hasil persilangan GWS 18 A1 x Zebra KKG 𝝈𝟐 𝒑 𝝈𝟐 𝒈 Karakter HBS (%) 𝝈𝟐 𝒆 (%) Tinggi tanaman 128.69 39.66 89.03 15.99 69.18 Jumlah cabang 2.46 0.65 1.81 24.10 73.53 Bobot brangkasan basah 1 852.63 1 058.42 794.21 31.72 42.87 Jumlah polong total 46.12 16.09 30.02 41.96 65.10 Jumlah polong isi 43.01 12.39 30.62 48.68 71.19 Jumlah polong cipo 3.32 3.94 -0.62 0.00 0.00 Bobot polong kering total 69.35 34.12 35.23 50.82 50.81 Bobot polong kering isi 68.26 32.70 35.56 53.24 52.10 Bobot polong kering cipo 0.44 0.69 -0.25 0.00 0.00 Bobot biji per tanaman 37.05 14.83 22.22 59.90 59.98 Indeks masak biji-kulit 0.65 0.58 0.07 11.88 10.67 Ket : 𝜎 2𝑝 (ragam fenotipe), 𝜎 2𝑒 (ragam lingkungan), 𝜎 2𝑔 (ragam genetik), KKG (koefisien keragaman genetik), HBS (heritabilitas arti luas), ragam genetik negatif dianggap nol pada perhitungan selanjutnya
Koefisien keragaman genetik (KKG) merupakan ukuran keragaman genetik dalam populasi. Nilai KKG tiap karakter untuk masing-masing persilangan dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Nilai KKG yang luas terdapat pada karakter jumlah polong total, jumlah polong isi, dan bobot biji per tanaman pada persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 dan GWS 18 A1 x Zebra. Luasnya keragaman genetik memberikan peluang dilakukan seleksi untuk perbaikan suatu karakter (Yunianti 2010). Nilai KKG yang sempit terdapat pada karakter jumlah polong cipo pada kedua persilangan tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa pada karakter tersebut tidak terdapat keragaman diantara individu dalam populasi sehingga seleksi tidak akan efektif terhadap karakter tersebut. Rendahnya keragaman individu-individu dalam populasi akan menyulitkan pemulia untuk memperoleh karakter yang diinginkan (Puspitasari 2011). Suatu karakter yang baik untuk dijadikan kriteria seleksi terhadap hasil adalah karakter yang mempunyai heritabilitas tinggi. Suatu populasi dengan karakter yang mempunyai heritabilitas tinggi dengan KKG yang luas sangat diperlukan untuk seleksi (Rostini et al. 2000). Karakter dengan nilai heritabilitas tinggi akan diwariskan secara kuat kepada turunannya (Allard 1960). Semakin tinggi nilai KKG suatu karakter maka semakin besar peluang untuk dilakukan seleksi terhadap karakter tersebut. Berdasarkan nilai heritabilitas arti luas dan KKG, terdapat beberapa karakter yang dapat dijadikan kriteria seleksi. Karakter-karakter yang terpilih berbeda di tiap populasi persilangan. Pada persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1, karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas tinggi hingga sedang dan nilai KKG yang luas adalah jumlah polong total, jumlah polong isi, bobot polong kering cipo, tinggi tanaman, dan indeks masak biji kulit. Pada persilangan GWS 18 A1 x Zebra, karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas tinggi dengan KKG yang luas adalah jumlah cabang, jumlah polong total, jumlah polong isi, bobot polong kering total, bobot polong kering isi, dan bobot biji per tanaman.
10
Nilai heritabilitas yang tinggi pada karakter-karakter tersebut menunjukkan seleksi terhadap karakter-karakter tersebut dapat dilakukan pada generasi awal. Karakter dengan nilai heritabilitas yang rendah menunjukkan seleksi untuk karakter tersebut sebaiknya dilakukan pada generasi lanjut (Nasir 2001).
Pendugaan Aksi Gen Karakter Berdasarkan Sebaran Frekuensi Genotipe F 2 Sifat-sifat agronomi pada tanaman dikendalikan oleh banyak gen yang bersifat aditif dan fenotipenya tidak dapat diklasifikasikan secara tegas karena mengikuti sebaran yang kontinyu. Sifat-sifat tersebut tidak diwariskan sederhana berdasarkan rasio-rasio fenotipenya. Sejumlah sifat seperti hasil merupakan sifat kuantitatif yang dikendalikan oleh banyak gen minor dan sangat dipengaruhi oleh lingkungan sehingga distribusinya normal dan kontinyu. Nilai tengah, ragam, standar deviasi, kemenjuluran kurva, dan keruncingan kurva digunakan untuk menjelaskan karakteristik kurva kontinyu sehingga dari nilai-nilai tersebut dapat diduga jumlah gen dan aksi gen yang mengendalikan suatu karakter pada populasi bersegregasi. Pola pewarisan dan pendugaan aksi gen yang terlibat dapat diduga dari distribusi frekuensi genotipe pada populasi F2 (Roy 2000). Nilai kemenjuluran kurva dapat digunakan untuk menunjukkan aksi gen yang mengendalikan suatu karakter. Gen yang mengendalikan suatu karakter dapat dipengaruhi oleh aksi gen aditif, dominan, atau epistasis (duplikat/komplementer). Aksi gen aditif merupakan kontribusi dari alel-alel untuk menghasilkan suatu fenotipe (Griffiths et al. 2005). Aksi gen aditif menyebabkan persamaan antara tetua dan keturunannya. Dominansi merupakan interaksi antar alel yang menyebabkan alel pasangannya dalam lokus yang sama tertekan ekspresinya. Epistasis merupakan interaksi antara dua gen atau lebih dari lokus yang berbeda dalam membentuk suatu fenotipe (Nasir 2001). Epistasis duplikat adalah interaksi yang hanya berlangsung jika dua gen menghasilkan bahan yang sama untuk membentuk fenotipe yang sama. Epistasis komplementer adalah interaksi gen dimana fungsi suatu gen akan diperlukan oleh gen lain dalam suatu metabolisme (Griffiths et al. 2005). Berdasarkan hasil analisis kemenjuluran dan keruncingan kurva, sebagian besar karakter yang diamati pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 dikendalikan oleh sedikit gen aditif dengan pola penyebaran leptokurtik dan terdapat pengaruh epistasis komplementer, kecuali indeks masak biji-kulit dan tinggi tanaman (Tabel 3). Karakter jumlah polong total yang dipengaruhi oleh gen epistasis didukung oleh hasil penelitian Adisyahputra et al. (2011) yang menyatakan bahwa jumlah polong total dikendalikan oleh gen resesif epistasis (epistasis komplementer). Karakter indeks masak biji-kulit, selain dikendalikan oleh sedikit gen aditif, juga terdapat pengaruh epistasis duplikat. Karakter tinggi tanaman dikendalikan oleh banyak gen aditif dengan pola penyebaran mesokurtik. Nilai kemenjuluran kurva yang sangat nyata dan positif pada karakter ini menunjukkan adanya pengaruh gen dominan (dominansi ke kiri). Sebaran populasi untuk karakter tinggi tanaman dan indeks masak biji-kulit dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
11
Tabel 3 Pendugaan aksi gen beberapa karakter populasi persilangan kacang tanah GWS 18 A1 x GWS 79 A1 melalui analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) Sifat Tinggi tanaman Jumlah cabang Bobot brangkasan basah Jumlah polong total Jumlah polong isi Jumlah polong cipo Bobot polong kering total Bobot polong kering isi Bobot polong kering cipo Bobot biji per tanaman Indeks masak biji-kulit
S 0.45 0.67 1.34 1.08 0.72 1.56 1.89 1.71 2.16 1.84 -1.28
SES
ZS
0.17 2.59** 0.17 3.92** 0.17 7.76** 0.17 6.26** 0.17 4.17** 0.17 9.06** 0.17 10.98** 0.17 9.95** 0.17 12.54** 0.17 10.68** 0.17 -7.41**
K
SEK
ZK
0.39 1.87 3.12 2.70 0.92 3.10 6.48 5.12 4.91 6.03 4.05
0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34 0.34
1.12tn 5.45** 9.08** 7.86** 2.69* 9.03** 18.89** 14.93** 14.32** 17.58** 11.80**
Uk.gen dan aksi gen B, DM S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, ED
Ket :S (skewness), SES (standard error skewness), ZS (statistik uji skewness), K (kurtosis), SEK (standard error kurtosis), ZK (statistik uji kurtosis), ** (statistik uji nyata pada ∝ 0.01), * (statistik uji nyata pada ∝ 0.05), tn (statistik uji tidak nyata), S (dikendalikan sedikit gen), B (dikendalikan banyak gen), EK (epistasis komplementer), ED (epistasis duplikat), DM (dominansi)
Tabel 4 Pendugaan aksi gen beberapa karakter populasi persilangan kacang tanah GWS 18 A1 x Zebra melalui analisis kemenjuluran kurva (skewness) dan keruncingan kurva (kurtosis) Sifat Tinggi tanaman Jumlah cabang Bobot brangkasan basah Jumlah polong total Jumlah polong isi Jumlah polong cipo Bobot polong kering total Bobot polong kering isi Bobot polong kering cipo Bobot biji per tanaman Indeks masak biji-kulit
S -0.26 0.26 1.13 0.23 0.20 1.74 1.17 1.15 3.60 1.20 2.16
SES
ZS
K
SEK
ZK
0.17 -1.53tn 0.02 0.33 0.06tn 0.17 1.53tn 0.54 0.33 1.61tn 0.17 6.77** 3.34 0.33 10.02** 0.17 1.40tn -0.26 0.33 -0.79tn 0.17 1.19tn -0.57 0.33 -1.72tn 0.17 10.44** 3.94 0.33 11.84** 0.17 7.02** 1.53 0.33 4.59** 0.17 6.89** 1.52 0.33 4.57** 0.17 21.58** 16.43 0.33 49.33** 0.17 7.17** 1.52 0.33 4.57** 0.17 12.93** 17.34 0.33 52.07**
Uk.gen dan aksi gen B, Ad B, Ad S, EK B, Ad B, Ad S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK S, EK
Ket : S (skewness), SES (standard error skewness), ZS (statistik uji skewness), K (kurtosis), SEK (standard error kurtosis), ZK (statistik uji kurtosis), ** (statistik uji nyata pada ∝ 0.01), * (statistik uji nyata pada ∝ 0.05), tn (statistik uji tidak nyata), S (dikendalikan sedikit gen), B (dikendalikan banyak gen), Ad (hanya aditif), EK (epistasis komplementer)
12
(a) (b) Gambar 2 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter tinggi tanaman kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra
(a) (b) Gambar 3 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter indeks masak biji-kulit kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra
(a) (b) Gambar 4 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter jumlah cabang kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra.
13
(a) (b) Gambar 5 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter bobot brangkasan basah kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra.
(a) (b) Gambar 6 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter jumlah polong total kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra
(a) (b) Gambar 7 Sebaran populasi F2, kemenjuluran kurva (skewness), dan keruncingan kurva (kurtosis) untuk karakter bobot biji per tanaman kacang tanah hasil persilangan (a) GWS 18 A1 x GWS 79 A1 (b) GWS 18 A1 x Zebra
14
Pada populasi persilangan kacang tanah GWS 18 A1 x Zebra terlihat bahwa sebagian besar karakter kuantitatif yang diamati dikendalikan oleh sedikit gen aditif dan terdapat pengaruh epistasis komplementer, kecuali tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah polong total, dan jumlah polong isi (Tabel 4). Karakterkarakter tersebut dikendalikan oleh banyak gen aditif dan tidak terdapat pengaruh epistasis maupun dominan. Sebaran populasi untuk karakter jumlah cabang, bobot brangkasan basah, jumlah polong total, dan bobot biji per tanaman dapat dilihat pada Gambar 4, Gambar 5, Gambar 6, dan Gambar 7.
Populasi F2 Potensial untuk Perakitan Kultivar Berdaya Hasil Tinggi dan Deteksi Segregan Transgresif Tujuan akhir dari program pemuliaan adalah perbaikan karakter hasil. Dari seleksi yang dilakukan diharapkan dapat diperoleh kultivar berdaya hasil tinggi. Menurut Kasno (1983), karakter hasil yang memiliki heritabilitas arti luas yang tinggi dengan nilai KKG yang luas yang dapat dijadikan petunjuk yang baik untuk perbaikan tanaman adalah karakter jumlah polong total per tanaman. Dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa karakter jumlah polong total memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi hingga sedang dengan nilai KKG yang luas pada kedua persilangan kacang tanah. Hasil yang sama ditunjukkan oleh penelitian Kasno (1986) yang menguji 40 genotipe kacang tanah di tiga lokasi dan dua musim, serta penelitian yang dilakukan oleh Yudiwanti et al. (1998) dan Hermiati et al.(1990) yang juga mendapatkan nilai heritabilitas arti luas yang tinggi dan KKG yang luas pada karakter jumlah polong total. Oleh karena itu, karakter jumlah polong total dapat digunakan untuk menentukan populasi persilangan yang potensial untuk dilanjutkan sebagai upaya perbaikan karakter hasil. Nilai tengah untuk jumlah polong total pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 dan GWS 18 A1 x Zebra berturut-turut adalah 19.00 dan 13.94 (Tabel 5). Populasi F2 persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 memiliki jumlah polong total yang lebih banyak dibandingkan dengan populasi persilangan GWS 18 A1 x Zebra. Oleh karena itu, populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 merupakan populasi yang potensial untuk dilanjutkan untuk memperoleh kultivar kacang tanah berdaya hasil tinggi. Karakter bobot brangkasan basah merupakan karakter yang dapat menunjukkan ketahanan tanaman terhadap penyakit bercak daun. Menurut Wahyu dan Budiman (2013), semakin tidak tahan suatu genotipe terhadap penyakit bercak daun, akan semakin banyak daun yang kering dan akhirnya gugur sehingga banyaknya daun yang gugur dapat mengurangi bobot brangkasan tanaman. Tanaman dengan bobot brangkasan basah yang tinggi memiliki kapasitas source yang lebih baik. Nilai bobot brangkasan basah pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 dan GWS 18 A1 x Zebra berturut-turut adalah 101.16 dan 86.34 (Tabel 5). Berdasarkan nilai tersebut, populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 merupakan populasi yang lebih tahan penyakit bercak daun karena memiliki bobot brangkasan basah yang lebih tinggi dibandingkan dengan populasi persilangan GWS 18 A1 x Zebra. Karena memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap penyakit bercak daun dengan jumlah polong total yang paling tinggi, populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1 merupakan populasi yang
15
potensial untuk dilanjutkan. Nilai KKG dan heritabilitas arti luas yang bernilai 0 menunjukkan keragaman untuk karakter ini sempit dan keragaman yang terjadi disebabkan oleh faktor lingkungan. Oleh karena itu, pengujian terhadap populasi ini perlu dirancang dengan baik agar ragam lingkungan dapat diminimalkan dan digunakan varietas rentan penyakit bercak daun sebagai pembanding. Tabel 5 Karakteristik jumlah polong total dan bobot brangkasan basah dua populasi F2 persilangan kacang tanah Jumlah polong total Bobot brangkasan basah GWS 18 A1 GWS 18 A1 GWS 18 A1 GWS 18 A1 (P1) x GWS (P1) x Zebra (P1) x GWS 79 (P1) x Zebra 79 A1 (P2) (P2) A1 (P2) (P2) -1 -1 …….. (buah.tanaman ) ….. ……….. (g.tanaman ) ………… Rata-rata P1 19.1 14.3 155.3 112.1 Kisaran P1 7 – 32 7 – 30 77 – 266 62 – 208 Rata-rata P2 21.1 2.8 181.0 91.6 Kisaran P2 9 – 37 0 – 13 75 – 311 34 – 162 Rata-rata F2 19.0 13.9 101.2 86.3 Kisaran F2 2 – 65 0 – 37 22 – 337 11 – 319 HBS (%) 29.4 65.1 0.0 42.9 KKG (%) 26.0 42.0 0.0 31.7 Tabel 6 Individu F2 terduga segregan transgresif pada persilangan GWS 18A1 x GWS 79 A1 No Jumlah polong total Bobot brangkasan basah (buah) (g) 1 49 75 2 40 44 3 46 101 4 38 121 5 40 137 6 65 337 7 38 286 P2 37 75-311 Pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1, data Tabel 5 menunjukkan bahwa terdapat individu generasi F2 dengan jumlah polong 65 yang jauh melebihi kisaran tertua terbaik, yaitu GWS 79 A1 sebanyak 37 polong. Dari seluruh tanaman F2 yang dipanen pada populasi tersebut, terdapat tujuh individu dengan jumlah polong total lebih dari 37 (Tabel 6). Individu-individu tersebut merupakan individu terduga segregan transgresif karena memiliki jumlah polong di atas kisaran tertinggi dari tetua terbaik. Jambormias dan Riry (2009) menyatakan bahwa famili segregan transgresif ditandai oleh nilai tengah yang tinggi dan ragam dalam famili yang kecil. Oleh karena itu individu-individu terduga segregan transgresif tersebut perlu diverifikasi kebenarannya melalui tanam baris pada generasi F3 untuk menentukan nilai tengah dan ragamnya.
16
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Terdapat perbedaan nilai duga ragam genetik dan nilai duga heritabilitas pada dua populasi persilangan kacang tanah. Pendugaan aksi gen pada semua karakter pada dua populasi F2 persilangan kacang tanah juga menunjukkan hasil yang berbeda antar populasi. Terdapat karakter yang dikendalikan oleh banyak gen dan karakter yang dikendalikan oleh sedikit gen dengan aksi gen aditif serta terdapat pengaruh dominansi dan epistasis baik duplikat maupun komplementer. Berdasarkan nilai rataan, kisaran populasi F2, dan nilai duga heritabilitas arti luas serta keragaman genetiknya, persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 merupakan populasi yang potensial untuk dilanjutkan untuk memperoleh kultivar kacang tanah berdaya hasil tinggi. Pada populasi persilangan GWS 18 A1 x GWS 79 A1, dari seluruh tanaman F2 yang dipanen, terdapat tujuh individu yang diduga merupakan segregan transgresif dengan jumlah polong total melebihi kisaran tertinggi dari tetua terbaik.
Saran Terhadap populasi persilangan yang berpotensi memiliki daya hasil tinggi dan relatif tahan terhadap penyakit bercak daun perlu adanya penelitian pada lokasi yang berbeda dengan menggunakan varietas pembanding yang berdaya hasil tinggi dan rentan penyakit bercak daun. Untuk individu-individu yang terduga segregan transgresif perlu dilakukan pengujian kebenarannya pada generasi F3 untuk mengetahui nilai tengah dan ragam dalam famili.
DAFTAR PUSTAKA Adisarwanto T. 2004. Meningkatkan Produksi Kacang Tanah di Lahan Sawah dan Lahan Kering. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. 88 hlm. Adisyahputra, Sudarsono, Setiawan K. 2011. Pola pewarisan sifat daya hasil kacang tanah hasil persilangan cv. Kelinci dan US 605 dalam kondisi tercekam kekeringan. Hayati. 16(1): 119-126. Allard RW. 1960. Principles of Plant Breeding. New York (US): J Wiley. hlm 102-145. Baihaki A. 2000. Teknik Rancang dan Analisis Penelitian Pemuliaan. Bandung (ID): Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran. [BPS] Badan Pusat Statistika. 2013. Luas panen, produktivitas, produksi tanaman kacang tanah seluruh provinsi.[Internet].[diunduh 2013 Nov 14]. Tersedia pada: http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php?kat=3
17
[Diperta] Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Hortikultura Jawa Barat. 2009. Usulan Pelepasan Kacang Tanah Lokal Situraja DM-1. [Internet]. [diunduh pada 2014 Mar 21]. Tersedia pada : http://diperta.jabarprov.go.id/ assets/data/arsip/Pelepasan_Kacang_Tanah_Lokal_Situraja-Sumedang.pdf Falconer DS, Mackay TFC. 1972. Introduction to Quantitative Genetics. Harlow (GB) : Longman. Fehr WR. 1987. Principle of Cultivar Development: Theory and Technique. New York (US): Macmillan Publishing Company. Griffiths AJF, Wessler SR, Lewontin RC, Gelbart WM, Suzuki DT, Miller JH. 2005. Introduction to Genetic Analysis. New York (US): WH Freeman. Hallauer AR, Miranda JB. 1981. Quantitatif Genetics in Maize Breeding. Iowa (US) : Univ Iowa State Pr. Hermianti N, Baihaki A, Suryatmana G, Warsa T. 1990. Seleksi kacang tanah pada berbagai kerapatan populasi tanam. Zuriat. 1(1):9-17. Jambormias E. 2014. Analisis genetik dan segregasi transgresif berbasis informasi kekerabatan untuk potensi hasil dan panen serempak kacang hijau [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Jambormias E, Riry J. 2009. Penyesuaian data dan penggunaan informasi kekerabatan untuk mendeteksi segregan transgresif sifat kuantitatif pada tanaman menyerbuk sendiri (suatu pendekatan dalam seleksi). J Budidaya Pertanian. 5(1):11-18. Kasno A. 1983. Pendugaan parameter genetik sifat-sifat kuantitatif kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr) pada beberapa lingkungan tumbuh dan penggunaannya dalam seleksi [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Kasno A. 1986. Pendugaan parameter genetik dan parameter stabilitas hasil dan komponen hasil kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr) [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Knight R. 1979. Quantitative Genetic Statistics and Plant Breeding. Brisbane (AU): Vice-Chancellors Committee. hlm 41-76. Nasir M. 2001. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Jakarta (ID) : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional. Natawijaya A. 2012. Analisis genetik dan seleksi generasi awal segregan gandum (Triticum aestivum L.) berdaya hasil tinggi [tesis]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor. Nugrahaeni N, Kasno A. 1992. Plasma nutfah kacang tanah toleran terhadap cekaman fisik. Prosiding Simposium Penelitian Tanaman Pangan III. Malang: Balai Penelitian Tanaman Pangan. hlm. 1495-1501. Prihatman K. 2000. Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.). [Internet].[diunduh pada 2013 Sep 25]. Tersedia pada: http://www.warintek.ristek.go.id/ pertanian/kacang_tanah.pdf [Pusdatin Deptan] Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Departemen Pertanian. 2013. Buletin Konsumsi Pangan Volume 4 No.1. [Internet].[diunduh 2013 Nov 14]. Tersedia pada: http://pusdatin.setjen. deptan.go.id/tinymcpuk/gambar/file/Buletin-Konsumsi-editTW1-2013.pdf Puspitasari W. 2011. Pendugaan parameter genetik dan seleksi karakter agronomi dan kualitas sorgum di lahan masam [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
18
Rostini N, Rachmadi M, Carsono N. 2000. Variabilitas genetik dan heritabilitas kandungan klorofil beberapa genotipe kacang tanah serta korelasinya dengan hasil [laporan penelitian]. Bandung (ID): Universitas Padjajaran Roy D. 2000. Plant Breeding: Analysis and Exploitation of Variation. Calcutta (IN) : Narosa Publishing House. Ruchjaniningsih, Imran A, Thamrin M, Kanro ZM. 2000. Penampilan fenotipik dan beberapa parameter genetik delapan kultivar kacang tanah pada lahan sawah. Zuriat. 11(1) : 8-15. Rukmana R. 2009. Kacang Tanah. Yogyakarta (ID) : Kanisius. 77 hlm. Stanfield WD. 1983. Theory and Problem of Genetics. Ed ke-2. New York (US): McGraw-Hill. Sleper DA, Poehlman JM. 2006. Breeding Field Crops. Ed ke-5. Iowa (US): Blackwell Publishing. Syukur M, Sujiprihati S, Yunianti R. 2012. Teknik Pemuliaan Tanaman. Jakarta (ID) : Penebar swadaya. hlm 64-114. Yudiwanti, Sastrosumarjo S, Hadi S, Mattjik AA, Rais SA. 1998. Perakitan kultivar kacang tanah tahan penyakit bercak daun berdaya hasil tinggi: evaluasi zuriat generasi F5. Temu Ilmiah Tahunan Bioteknologi Pertanian; 1998 Mar 23-24; Bogor, Indonesia. Bogor (ID): Balitbio Bogor. Yudiwanti, Sudarsono, Purnamawati H, Yusnita, Hapsoro D, Hemon AF, Soenarsih S. 2008. Perkembangan pemuliaan kacang tanah di Institut Pertanian Bogor. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. Prosiding Inovasi Teknologi Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Mendukung Kemandirian Pangan dan Kecukupan Energi. 152-160. [Internet].[diunduh 2014 Feb 20]. Tersedia pada : digilib.litbang.deptan. go.id/repository/index.php/repository/.../7115 Wahyu Y, Budiman DR. 2013. Daya hasil galur-galur kacang tanah (Arachis hypogaea L.) tahan penyakit bercak daun di Kecamatan Ciranjang Kabupaten Cianjur Provinsi Jawa Barat. Bul.Agrohort. 1(1): 45-53. [Internet].[diunduh 2014 Feb 20]. Tersedia pada:journal.ipb.ac.id/index. php/bulagron/ article/download/6282/4837 Yunianti R, Sastrosumardjo S, Sujiprihati S, Surahman M, Hidayat SH. 2010. Kriteria seleksi untuk perakitan varietas cabai tahan Phytophthora capsici Leonian. J Agron Indonesia. 38(2):122-129.
19
LAMPIRAN Lampiran 1 Deskripsi tanaman kacang tanah varietas Zebra ZEBRA Dilepas tahun
: 3 November 1992
SK Mentan
: 622/Kpts/TP.240/11/92
No. Seleksi
: MGS 9-2-5/NC 3033-4B-9
Asal
: Hasil seleksi galur dari F2 asal ICRISAT
Hasil
: 1,40–3,80 t/ha polong kering
Warna batang
: Hijau
Warna daun
: Hijau
Warna bunga
: - Bagian tepi bendera: kuning muda - Pusat bendera: kuning - Matahari: jingga
Warna ginofor
: Hijau
Warna biji
: Merah
Bentuk polong
: Tidak berpinggang
Lukisan jaring
: Jelas
Bentuk tanaman
: Tegak
Bentuk daun
: Berempat
Jumlah biji/polong
: 3–5 biji
Umur berbunga
: 28–31 hari
Umur polong masak
: 95–100 hari
Bobot 100 biji
: 30–35 g
Bobot 100 polong
: 120–130 g
Kadar protein
: ± 21,6%
Kadar lemak
: ± 43,0%
Ketahanan thd penyakit
: Toleran karat dan bercak daun
Sifat-sifat lain
: Rendemen biji dari polong 70%
Keterangan
: Cocok untuk lahan tegal dan sawah, hasil stabil dan responsif terhadap perbaikan lingkungan
Pemulia
: Astanto Kasno, Trustinah, Sri Astuti Rais, Lasimin Sumarsono, dan B. Sukarno.
Sumber : Balai Penelitian Tanaman Kacang-Kacangan dan Umbi-umbian (1950-2012)
20
Lampiran 2 Data iklim bulanan bulan Desember 2013 – Maret 2014 Bulan Desember 2013 Januari 2014 Februari 2014 Maret 2014 Rata-rata
Temperatur (oC) 25.5 24.6 25.0 25.6 25.0
Kelembaban udara Curah hujan (mm) 86.0 411.0 89.0 702.0 89.0 337.0 87.0 281.0 87.8 432.8
Sumber : Badan meteorologi klimatologi dan geofisika (BMKG) Stasiun klimatologi Darmaga, Bogor
21
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Ujung Pandang pada tanggal 7 Januari 1992. Penulis merupakan anak keempat dari lima bersaudara oleh Bapak Sukardi Umar dan Ibu Rasmi Amin. Pendidikan formal yang telah dilalui, pada tahun 2004 penulis lulus dari SDN Inpres Batua 1 Makassar, kemudian pada tahun 2007 penulis menyelesaikan studi di SMP Negeri 8 Makassar. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Makassar dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur SNMPTN dan diterima di Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian. Selama aktif sebagai mahasiswa, penulis juga aktif di organisasi kemahasiswaan dan kepanitiaan di IPB. Salah satu organisasi kemahasiswaaan yang aktif diikuti oleh penulis adalah Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Pertanian IPB periode 2011-2012 sebagai staf Advokasi dan Kesejahteraan Mahasiswa. Penulis juga aktif dalam kepanitiaan berbagai acara departemen, fakultas, hingga tingkat IPB. Selain itu, selama mengikuti perkuliahan, penulis juga aktif menjadi asisten praktikum Perancangan Percobaan dan asisten praktikum Pemuliaan Tanaman Terapan pada tahun ajaran 2013/2014. Penulis juga pernah mendapatkan hibah dari DIKTI dalam Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) bidang kewirausahaan melalui karya ilmiah yang berjudul Usaha Pengembangan Burger dengan Bahan Talas sebagai Upaya Diversifikasi Pangan.
