.Aplika.Ji '.JOIOpdon Radiasi. J 996
SELEKSI LANJUT AN PADA POPULASI GALUR MUT AN T ANAMAN GANDUM UNTUK PERBAIKAN PRODUKSI BUI Soeranto H. PusatApiikasi lsotop daDRadiasi. BATAN
ABSTRAK SELEKSllANJUTAN PABA POPUIA.~I GALUR MUTAN TANAMAN GANDUM UNTUK PERBAIKAN PRODUKSI BIJI. Pernuliaanmurasi pada tanamangandum telah menghasilkansejumlah galur mutan yang terseleksi unggul di dataran tinggi hingga generasiM6. Pada generasi tersebutsebagiangalur mutan unggulan masih mengalamisegregasi. Studi respons seleksi pada populasi bersegregasitelah dilakukan di kebun percobaandataran tinggi Cipanas. Seleksi dengan intensitas10%pada populasitanamanawal telahmeningkatkandata fenotipahobotbiji JXlPuiasi progeni antara10.06-75,05%. Sumbanganrespons genetik terhadap bobot biji dalam populasi progeni berkisar antara 0.261-3.363 g atau scIara 8,7665,92%.
ABSTRACT ADVANCED SELECTION IN MUTANT LINE POPULATIONS OF WHEAT FOR IMPROVEMENT IN SEED PRODUCTION. Mutation breeding in wheat has produceda number of promising mutant lines in the highland area Some of those mtant lines are still segregatingat the M6 generation. Studies on responsesto selection in the segregating populationshave beencarried out in the experimentalfields at the highland areas of Cipanas. Selectionwith intensity of 10% has given responsesin an increaseof 10.06-75.05./. to the phenotifie expressionof the progeny seedweight. Genetic improvementswithin the progeny ~pulation contribute fCSp'nscsof 0.26 1-3.363 g or equalto 8.76--65.92% to the seedweight
PENDAHULUAN Adanya kecenderungan perubahan pola makan rakyat Indonesia, terutama di kola-kola besar, menyebabkan konsumsi tepung terigu terns meningkat. Berdasarkan data BULOG, seluruh kebutuhan terigu tersebut dipasok dari impor dan diproyeksikan impor terigu pIKia tahun 1993 sebanyak 2,6 juta ton (1). Kebutuhan akan impor terigu cenderung akan terns meningkat pada tabun-tahun melKlatang mengingat pesatnya pertumbuhan ekonomi Indonesia. tingginya peningkatanjumlah penduduk, adanya gioba1isasi pangan dunia, dan kenyataan bahwa Indonesia belum memproduksi terigu secara komersial. Tidak kalah pentingnya bahwa pemerintah telah mencanangkan program diversifikasi pangan beberapa tabun yang lalu, yang menganjurkan agar rakyat tidak hanya terpaku pada beras. Dengan latar belakang tersebutdi alas, maka perlu kiranya bangsa Indonesia memulai untuk menggali potensi pertaRaman terigu yang ada dan mengembangkannya ke arab komersial. Upaya pengembangan tanaman terigu perlu didukung dengan program pemuliaan tanaman. Aplikasi teknologi nuklir dalam pemuliaan tanaman penyerbuk sendiri (self-~llinated ~ telah banyak menghasilkan varietas mutan unggul, rnisainya pada padi, kedelai, kacang hijau, daft sebagainya (2). Pemuliaan mutasi pada tanaman gandum telah dilakukan di Pusat Aplikasi lsotop dan Radiasi, BATAN sejak tahun 1983. Pada awalnya keragaman genetik tanaman dikreasi melalui proses radiasi dengan sinar gamma dari somber COOalt-60 dengan dosis 10, 20, dan 30 Krad. Dari basil penelitian tersebut
telah dilaporkanperolehanbeberapagalur mutantanaman gandumunggul pada produksi biji daDindekspaneD(3). Akan tetapi,produksibiji masihmengalamisegregasi pada generasiM6. Oleh karena itu, seleksimasih mungkin dilanjutkan untuk memperbaikiproduksi biji pada generasi selanjutnya. Seleksipada suatupopulasitanamanyang masih mengalami segregasiberarti memilih individu-individu tanamanyang terbaik pada populasitersebut.Metode seleksi massa ~ selection) mungkin akan lebih tepat diaplikasikanpada populasitanamangenerasiIanjut yang masih mengalamisegregasi(4. 5, 6). Genetika populasi dapatmemberikanpetunjukbagaimanamemilih sekelompok tanamanyang memiliki nilai pemuliaan ~reeding ~ yangbaik, ~hinga keunggulankarakteryang dikehendakidapatrelatif lebih cepatdiraih secarasistematis. Selain itu, beberapaparameterdalam genetika populasi juga dapatdigunakanuntuk memprediksibasil akhir yang mungkin dicapaidalam prosesseleksisehinggabermacam skemapemuliaantanamandapatdibandingkan. Bentuk seleksi tanaman yang paling sederhana adalah memilih individu-individu tanamanberdasarkan data fenotipa karakter yang dipelajari. Efek dari seleksi semacam itu biasanya mengubahfrekuensi gen yang mengontrolkarakter tersebut.Akan tetapi, pada tingkat populasi tanaman akin suI it untuk dapat mengetahui frekuensigenyangmegontrolsuatukaraktertertentu.Oleh karena itu. efek seleksi yang biasanyamudah diamati adalahadanyaperubahan nilai nilai tengah populasi (RQRulation~ karakter yang bersangkutan.Berdasarkan data nilai tengah dari populasi tanamanasal
Aplikasi IsotopdanRadiasi,1996
(origtnal DOoulation), tanarnanterseleksi(selected~QulaYQ!!),dan turunannya(pro~enies),dapatdilakukan analisis responsterhadapseleksi (7). Penelitian ini bertujuan mempelajariresponsseleksi terhadapproduksi biji pada beberapagalur mutan tanaman gandum unggulan yang masih bersegregasipada generasiM6 di daerah dataran tinggi. BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilakukan pada musim tanam 1993 daD 1994 di dataran tinggi Cipanas (Kebun Percobaan Segunungdan Ciseureuh) pada ketinggian :i: 800 km di atas permukaan laut. Dua belas galur mutan tanaman gandum (tanarnan M6) yang masih mengaiami segregasi digunakan sebagai populasi awal (original R2Qulation) dalam mempelajari kemajuan yang dicapai selama proses seleksi. Dua tanaman kontrol, varietas Sonalika daD SA75, digunakan untuk mengestimasi varians non-genetik. Masing-masing galur ditanam sebanyak :i: 500 tanaman (1 benih/lubang) denganjarak 15 cm di antara baris dan 5 cm di dalam baris. Untuk masing-masing galur diambil 200 tanaman sampel dan diamati produksi bijinya. Seleksi dilakukan pada tanaman sampel dengan subprogram SORT dari MST A T (9). Intensitas seleksi untuk masing-masing galur ditetapkan sebesar 10%. Tanaman terseleksi kemudian ditanam untuk mendapatkan populasi progeni. Pada masingmasing galur dalam populasi progeni diambil 200 tanaman sampel dan diamati produksi bijinya. Skema seleksi pada populasi gaiur tanaman bersegregasi disajikkan pada Gambar 1. Respons seleksi didefinisikan sebagai
.
R = k. H. 0' (4, 5, 6, 7)
di mana R. = k = H = cr =
Responsseleksi indeks seleksi heritabilitas simpanganbaku populasiawal
lndeks seleksi(k) bergantungpadabesarnyaintensitasseleksi (P),dan didefinisikansebagaijarak penggaianp dari padasuatusebarannormal(tnmcatednonnaldistribution). Hubunganantara p dan k diilustrasikan pada Gambar2. Untuk p=IO% diperoleh nilai k=I.755 (FALCONER, 1989).Nitai heritabilitas(H) padapersamaandi atasditentukan berdasarkanrumus (7) sebagaiberikut:
H=
X3 -Xl X2 -Xl
di mana
Xl = Nilai tengahpopulasi asal X2 = Nilai tengahtetua terseleksi X3 = Nilai tengah progeny.
Populasi Xl dan X2 ditanamanpada lokasi daD musim tanamanyang sarna,sedangkanpopulasiX3 ditanampada musimtanam tahun berikutnya.
BASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian pendahuluan telah dilakukan pengujian kesamaanvarians untuk karakter bobot bijil tanamandaTitotal 57 gaiur muffin tanamanungguian pada generasiM6. Varians galur-galur mutan tersebutdibandingkan denganvarians tanaman kontrol menggunakan Barlett S test (Ho:0"12=0-;lawanH.: 0"120";),di mana 0".2 adalah varians tanaman kontrol. Hasil pengujian yang memenuhisyaratHI daD0"; > 0",2disajikan dalam Tabel 1. Sebanyak12 populasigalur mutanyang memiliki variaDSlebih besardaDsignifikan dibanding konttol digolongkan sebagaipopulasibersegregasi daDkemudiandijadikan sebagaipopulasi tanamanawal dalam penelitian untuk mempelajariresponsseleksi.Pada label tersebutjuga disajikandatanilai tengahbobotbiji pada populasitanaman awal (Xl), tanamanterseleksi(X2), daD tanamanprogeni (X3). Pada label terlihat bahwa nilai tengah bobot biji untuk populasi terseleksisecaraumum lebih tinggi daripada populasiawal. lntensitas seleksi10% pada populasi awal telah meningkatkandatafenotipa bobotbiji populasi progeni antara 10.06% pada populasi SAIO-40 sampai 75.05~/o pada populasiSAIO-36. Peningkatantersebutdapatterjadikarenaadanyaperbaikangenetiksebagairespons seleksi dan adanya pengaruh lingkungan. Berdasarkan rumus yang digunakan respon seleksi berbading lurus dengan nilai heritabilitas, intensitas seleksidaD simpanganbakupopulasiawal.PadaTabel2 terlihat bahwanilai heritabilitasyang tinggi memberikanresponsseleksiyang lebih tinggi pada bobot biji. Hubungan tersebutsejalan denganbasilyangtelah dilaporkanoleh RYKHTARIK (8), bahwa heritabilitas yang tinggi memberikan respons seleksiyang tinggi pada basil biji winter wheat.Rasio R. terhadapX3 pada Tabel 2 menggambarkanbesaransumbanganresponsgenetikdalamseleksiterhadaptotal ekspresi fenotipa populasi progeni (7). Sumbanganrespons genetik terhadap perbaikan bobot biji dalam populasi progeni berkisar antara 0.261 g atau 8.56% pada galur tanamanSA20-11 sampar3.363 g atau 65.92%padagalor tanamanSAIO-22.Pada galur tanamanSA20-11 dapat disimpulkan bahwa faktor non-genetik (lingkungan) lebih mempengaruhiresponsseleksidibandingkanfaktor genetik sedangkanpada galur tanamanSAI0-22 adalah sebaliknya.Responsgenetik yang tinggi juga diperoleh pada galur tanaman SAIO-4 (58.55%) daD SAI0-16 (53.78%).Responsgenetikyang tinggi menunjukkanbahwa prosesseleksitelahberhasildenganefektifdalammem~ perbaiki genetik bobot biji tanaman gandum di dataran tinggi. Hasil penelitian ini masih perlu untuk terus dilanjutkan pada pengujian homogenitasvarians populasi progeniberikutnya.
KESIMPULAN Pemuliaan mutasi telah berhasil mengubah genetiktanamangandumuntuk beradaptasi di datarantinggi. Seleksipada tanamanM6 denganintensitas10%telah memperbaiki genetik populasi galur mutan dalam ekspresibobotbiji. Perbaikanfenotipa bobot biji melalui
Aplikasi I sotop dan Radiasi. J 996
seleksidiperolehantara10.06-75.05%.Sumbangan respons genetik dalam populasi progeni berkisar antara 0.2613.363 g atausetara8.56-65.92%.
DAFTARPUSTAKA 1. KOMPAS, Impor tepung terigu meningkat,Rabu. 23 Sept. (1993)2. 2. IAEA, Manual on Mutation Breeding(Tech.Rep. Ser. No. 119), IAEA, Vienna (1977). HUMAN, S., ISHAK, daD HUATABARAT, D., "Pemuliaanmutasipadatanamangandum",Aplikasi IsotopdaD Radiasidalam Bidang Industri, Pertaman, daD Lingkungan (Risalah Pertem. Ilmiah Jakarta,1993)BATAN, Jakarta(1994).
5. FALCONER, Introduction to Quantitative Genetics, Longman Sci. (1986).
6. KUCKUCK, H., KOBABE, G., and WENZEL,G., Fundamentals of Plant Breeding, Springer-Verlag (1991). 7. PHOELMAN, J.M., BreedingField Cropps,AVI Publication (1979). 8. RYKHTARIK, W., "Heritability of yield charactersand ~bilities of predicting selectionin winter wheat", Voprosy Selektsii Genetiki Zernovykh kul'tur, (SECHNYAK, L., ed.), Plant Breeding Abstr. (1986)4655. 9. BRICKER, B., User's Guide to MSTAT, A Software Programfor the Design, Management,and Analysis of Agronomic ResearchExperiments,Michigan StateUniversity (1989).
4. ALLARD, R. W., Principle of Plant Breeding, John Wiley & Sons, New York (1964).
Tabe!
Data nilai tengah populasi galur tanamanawal, tanamanterseleksi,tanaman progeni, clan 0-2
Varians
Nilai tengah populasi (po~ulation mean) (g)
untuk X I
Galur
(0'2)
Populasi awal Xl
Populasi terseleksiX2
Populasii progeni X3
Kenaikan clari clari XI ke X3 (%)
SonlO-1 Son10-4 Son10-16 SAIO-22 SAIO-30 SAIO-31 SAIO-34 SAIO-36 SAIO-40 SAIO-41 SA20-10 SA20-II
2.084 3.522 2.503 3.176 2.188 2.730 3.011 2.806 4.522 3.477 3.216 2.693
4.118 5.205 5.100 5.337 5.811 6.014 5.716 5.041 6.113 7.706 6.901 5.526
2.986 4.700 4.152 5.101 3.370 3.875 3.399 4.912 4.977
43.28 33.45 65.88 60.61 54.02 41.94 12.89 75.05
5.162
48.46 34.36
4.321 2.980
10.06
12..92
5.750 8.124 7.120 7.732
5.900 6.450 4.441 5.111 4.760 7.538 6.330 4.692
9
Ap/ikasi Isotop dan Radiasi, J 996
Tabel2. Heritability (H), C1dan responsseleksi(R.) terhadapbasil biji untuk masingmasinggator mutantanaman.
Galur
Heritabilitas
(1= .,1(12
Respons seleksi
(H) SonlO-l SonlO4 SonlO-16 SAIO-22 SA 10-30 SA 10-3 1 SA 10-34 SAIO-36 SAI040 SAI041
SA20-10
0.4435 0.6999 0.6350 0.8908 0.3262 0.3487 0.1434 0.9423 0.2860 0.3984 0.2999
SA20-11
0.1181
1.626 2.240 2.004 2.151 1.672 1.829 1.156 1.416 1.286 2.105 1.796 1.260
.
Ratio R terhadap
(R.)
X3 (%)
1.266 2.752 2.233 3.363 0.957 1.119 0.291 2.342 0.646 1.472 0.945 0.261
42.3 58.5 58
53.7 65.9 20887 28.4 28.8 8.56 47.6 12.9 28.5 27 21.8 8.76 -
k=1
Garnbar
5 untuk j= 10%
Skemaseleksipada populasitanamanM6 bersegresi
.u
dimana
k zip
Gambar2. Hubun~anintensitasseleksidan indeks seleksipada datayang menyebarnormal (FALCONER 1989).
_Aplikasi
/sotop dan Radiasi. /996
DISKUSI
RIYANTIS Saranmohon perhatianpadabuku kumpulanabstrak terdapat kesalahancetak yang mengganggu,yaitu kata-katasegresi.Mohon diralat?
SOERANTO Terima kasih alas sarannya.
prospekbudidayanyaakan sangatbaik. terntamabila dapat melibatkan pihak swasta.Prospekbudi daya gandum juga dapatdihubWlgkandenganantisipasiglobalisasipasar gandum.Kita harnswaspadadengankernajuanyang diraih negara-negara ASEAN lainnya dalampenelitiangandum. Selamaini, penelitiankita lakukan padaketinggian:!: 800 meterdari permukaanlaut. Tetapipenelitianini akan terns dilanjutkan untuk mencari gaiur-galur yang mampuberadaptasipadadataranyang lebih rendahdengansuhuyang lebih tinggi.
ROSALINA SINAGA
HARYANTO
Kenapa galur mutan langsungditanampadadataran tinggi, apakahsudah diketahui syarat-syarattanah yang paling cocokuntuk gandumtersebut?
Anda melakukan pemuliaan tan man gandum denganseleksiuntuk mendapatkanvarietas untuk dataran tinggi. ApakahkeuntungandaTivarietastersebut?
SOERANTO
SOERANTO
Gandumadalahtanamanyang dapattumbuhdaD berproduksidenganbaik padadaerahbersuhudingin yang bila di Indonesiabisa dijumapi pada daerah-daerahdataran tinggi. Tanah di Cipanas telah terbukti cocok untuk budi daya tanamangandum.
Keuntungan varietas unggul di dataran tinggi, yaitu dapatmeningkatkanproduksigandum.Tujuanyang lebih jauh untuk dapat meningkatkanketahananpangan bangsaIndonesia,daD mengurangiketergantunganpada gandumimpor.
BAGYOSOEMINTO
YUNI MELDIA
Mengingattanamangandumadalahjenis tanaman sub tropik daD bukan tanaman asli Indonesia,bagaimana prospekpembudidayaannya di Indonesia? Kemungkinan dapat berhasilbaik di daerahyang berketinggianberapa meter di alas permukaantaut.
1. Bagaimanacara menentukantetua terseleksi? 2. SampaiM berapakemungkinansifat genetiknyastabil?
SOERANTO Asalkankita dapatmenciptakantanamangandum yang dapatberadaptasidengan kondisi Indonesia,maka
SOERANTO 1. Dengan subprogram SORT dari program statistik MSTAT. 2. DiharapkanM7 sudahhomogen,tetapi biasanyauntuk tanamanpenyerbuksepertigandumsampai~ ataubahkan lebih.
Ke Daftar Isi
