( Ralstonia solanacearum ) PADA TOMAT
4.3 Hasil dan Pembahasan
Studi pewarisan dilakukan dengan menggunakan Kudamati 1 (tetua tahan) dan Lombok 4 (tetua rentan). Populasi F1 dan F1R diuji untuk mendapatkan informasi mengenai efek tetua betina dan derajat dominansi sedangkan populasi F2 untuk mengetahui jumlah gen pengendali karakter tersebut.
Tabel 7 menunjukkan populasi F1 dan F1R memiliki respon ketahanan yang sama, yaitu tahan. Periode inkubasi yang lama juga memperkuat dugaan bahwa kedua populasi termasuk ke dalam kategori tahan.
Hasil pengamatan pada populasi F1 dan F1R menunjukkan tidak ada perbedaan yang dapat membuktikan bahwa tidak adanya pengaruh tetua betina dalam pewarisan karakter ketahanan terhadap penyakit layu bakteri. Analisis efek tetua betina dilakukan dengan membandingkan hasil pengamatan antara populasi F1 dan F1R tanpa menggunakan uji T dikarenakan data pengamatan tidak memungkinkan untuk dilakukan analisis uji T berdasarkan fakta bahwa tanaman tomat yang terserang penyakit layu bakteri tidak dapat dilakukan pengkelasan (scoring) berdasarkan keparahan penyakit. Ralstonia solanacearum yang mampu
menyerang dengan cepat mengakibatkan tanaman yang terserang mengalami kematian sehingga tanaman tomat hanya dapat dikategorikan dalam kelas hidup (1) atau mati (0).
Tabel 7 Periode Inkubasi (PI), Area Under the Disease Progress Curve
(AUDPC), Kejadian Penyakit (KP), Tanaman Hidup (TH), dan respon ketahanan populasi tomat yang diuji
Nama genotipe PI (hari) AUDPC KP (%) TH (%) Respon ketahanan Kudamati 1 Lombok 4 F1 F1R - 2 16 14 000.0 178.5 022.5 019.5 000 100 20 20 100 000 80 80 ST SR T T
Ket. ST=sangat tahan, T=tahan, AT=agak tahan, AR=agak rentan, R=rentan, SR=sangat rentan.
Dari pengujian populasi F1 dan F1R juga dapat diduga bahwa karakter ketahanan bersifat dominan. Pendekatan untuk menduga derajat dominansi dilakukan dengan menggunakan hasil pengamatan persentase tanaman hidup, yang meliputi: nilai tengah kedua tetua, rata-rata nilai tetua tertinggi (tetua tahan), dan rata-rata nilai F1. Hasil perhitungan dengan menggunakan rumus Petr (1959) menunjukkan nilai hp= 0.6. Nilai potensi rasio tersebut menggambarkan rata-rata persentase tanaman hidup pada populasi F1 berada pada posisi tetua tahan. Hal ini menunjukkan bahwa karakter ketahanan tomat terhadap penyakit layu bakteri dikendalikan oleh dominansi tidak sempurna.
Frekuensi tanaman hidup yang menunjukkan respon ketahanan pada kedua tetua memiliki sebaran nilai yang besar. Sebaran F1 dan F2 mengarah pada tetua tahan (Gambar 9, 10, 11, 12, dan 13). Hasil pengamatan pada populasi F2 yang berjumlah 215 tanaman menunjukkan dua respon ketahanan, yaitu tahan (hidup) sebanyak 121 tanaman dan rentan (mati) sebanyak 94 tanaman. Sebaran data yang diperolah menunjukkan bahwa karakter ketahanan terhadap penyakit layu bakteri bersifat diskontinyu, yang menandakan bahwa karakter ini merupakan sifat kualitatif.
Pendugaan jumlah gen pengendali dilakukan menggunakan analisis Mendel melalui uji Chi Square mengingat karakter bersifat kualitatif.
15 0 0 15 tahan rentan Populasi P1
Gambar 9 Histogram sebaran frekuensi tanaman hidup pada populasi P1, P2, F1, dan F2.
Pengelompokan berdasarkan hidup mati sampel pada akhir pengamatan pada hari ke-30 setelah inokulasi
0 15 0 15 tahan rentan Populasi P2 12 3 0 15 tahan rentan Populasi F1 121 94 0 215 tahan rentan Populasi F2
Gambar 10 Respon ketahanan tanaman pada hari ke-2 setelah inokulasi
Gambar 11 Respon ketahanan tanaman pada hari ke-10 setelah inokulasi
Gambar 12 Respon ketahanan tanaman pada hari ke-20 setelah inokulasi
Berdasarkan hasil uji χ2 pada populasi F2 terlihat bahwa rasio 9 : 7 memiliki
nilai χ2 hitung yang tidak berbeda nyata dengan nilai 0.00007 dan probabilitas tertinggi sebesar 0.993144404 (Tabel 8). Hal ini menunjukkan bahwa karakter ketahanan tomat terhadap penyakit layu bakteri dikendalikan oleh dua pasang gen mayor dengan aksi duplikat resesif epistasis (Tabel 6).
Tabel 8 Hasil uji χ2 pada populasi F2 berdasarkan kejadian penyakit dengan beberapa nisbah Mendel
Hipotesis Pengamatan (215 tanaman) Harapan (215 tanaman) χ2 hitung Probalitas χ2 Tahan Rentan Tahan Rentan
3 : 1 121 94 161 54 40.1876* 2.31 x 10-10+ 13 : 3 121 94 175 40 88.0000* 6.55 x 10-21 15 : 1 121 94 202 13 515.2000* 4.69 x 10-114 9 : 7 121 94 121 94 000.00007tn 0.99 55 : 9 121 94 185 30 030.2344* 6.61 x 10-36 37 : 27 121 94 124 91 000.2073tn 0.65 45 : 19 121 94 151 64 020.2843* 6.67x 10-6
Ket. tn: tidak berbeda nyata, * berbeda nyata pada α 5%.
Salah satu karakter penting dalam sifat ketahanan tanaman terhadap suatu penyakit adalah periode inkubasi. Tabel 8 menunjukkan bahwa dari keempat genotipe yang diuji (2 tetua, F1, dan F1R), tetua tahan (Kudamati 1) tidak memiliki periode inkubasi yang mengindikasikan bahwa genotipe bersifat sangat tahan. Lombok 4 sebagai tetua rentan memiliki periode inkubasi pada hari kedua, sedangkan F1 dan F1R masing-masing pada hari ke 16 dan 14. Karakter periode inkubasi menunjukkan bahwa setiap genotipe memiliki respon yang berbeda terhadap serangan Ralstonia solanacearum. Menurut Agrios (2005), periode
inkubasi adalah masa atau waktu antara setelah terjadinya inokulasi sampai tanaman menunjukkan gejala penyakit. Berdasarkan pengamatan, Ralstonia solanacearum termasuk ke dalam kategori bakteri yang mampu menunjukkan
gejala dalam waktu yang cepat, yaitu 2 hari (tetua rentan). Periode inkubasi yang cepat mengakibatkan tanaman mengalami kematian dalam waktu yang cepat pula.
Tanaman F1 dan F1R tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan, dimana keduanya tergolong ke dalam kelas tahan, namun F1 memiliki periode inkubasi yang lebih lama dibandingkan dengan F1R. Berbeda dengan hasil penelitian Shou
et al. (2006) yang menyatakan bahwa karakter ketahanan tomat terhadap penyakit
layu bakteri dipengaruhi oleh tetua betina, pengamatan menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh tetua betina dalam pewarisan karakter ketahanan tomat terhadap penyakit layu bakteri yang ditunjukkan oleh kelas F1 dan F1R yang sama.
Pengamatan pengaruh tetua betina dilakukan secara kualitatif dengan membandingkan kelas antar populasi F1 dan F1R. Uji T tidak dapat dilakukan mengingat bahwa kejadian penyakit terjadi dengan diikuti oleh keparahan penyakit yang bernilai sama. Penyakit layu bakteri pada tomat bersifat total yang langsung mengakibatkan kematian. Titik serangan patogen yang berpusat di jaringan xylem menjadikan penyakit ini membunuh inang dengan cepat sehingga penyakit layu bakteri memiliki nilai keparahan penyakit yang dihitung sama dengan kejadian penyakit.
Derajat dominansi yang dihitung dengan menggunakan rumus Petr (1959) menggunakan karakter persentase tanaman hidup, dimana rata-rata nilai F1 ̅̅̅̅) 80%, rata-rata nilai tetua tertinggi ̅̅̅̅ ) 100%, dan nilai tengah kedua tetua ( ̅̅̅̅) 50%, sehingga derajat dominansi yang diperoleh sebesar 0,6. Nilai 0,6 menunjukkan bahwa karakter ini bersifat dominan tidak sempurna. Derajat dominansi yang bersifat tidak sempurna mengindikasikan adanya fenomena lain yang mempengaruhi pewarisan karakter tersebut sehingga pengujian selanjutnya dilakukan dengan menggunakan populasi F2.
Populasi F2 yang diuji sebanyak 215 tanaman, di mana 121 tanaman tahan dan 94 rentan. Tahan atau rentan tanaman dicirikan dengan hidup atau matinya tanaman hingga selesai masa pengamatan pada hari ketiga puluh. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa karakter dikendalikan oleh dua pasang gen yang diikuti oleh aksi duplikat resesif epistasi. Aksi duplikat resesif epistasis mempengaruhi nilai derajat dominansi yang bersifat dominan tidak sempurna. Dominan tidak sempurna mengindikasikan bahwa bahwa alel dominan tidak sepenuhnya mampu menutupi alel lainnya yang bersifat resesif.
Aksi duplikat resesif epistasi terjadi karena gen epistasis resesif dalam keadaan homozigot sehingga mampu menutupi ekspresi pasangan gen lainnya yang bukan alelnya. Genotipe tahan akan muncul apabila kedua gen bersifat dominan, baik itu homozigot ataupun heterozigot. Genotipe rentan akan muncul apabila salah satu dari gen bersifat resesif. Salah satu gen resesif akan menutupi sifat dominan gen lainnya.
Perakitan varietas tomat tahan layu bakteri hingga saat ini masih menjadi salah satu prioritas utama pemuliaan tanaman tomat, terutama karena genotipe tomat yang tahan cenderung memiliki bentuk buah yang kurang diminati masyarakat. Sutjahjo (2013) menyatakan bahwa genotipe Kudamati 1 (tahan) memiliki bentuk buah nomor 1 (flattened) dengan potensi hasil per tanaman dapat
mencapai 336,31 gram, sedangkan Lombok 4 (rentan) memiliki buah dengan bentuk nomor 7 (heart-shaped) yang berpotensi menghasilkan 449,70 gram tomat
dimana nilai ini merupakan hasil tertinggi di antara tiga puluh genotipe tomat lokal dikoleksi. Dilihat dari bentuk buah, masyarakat dan petani cenderung memilih buah Lombok 4 yang lebih menarik dengan potensi hasil yang tinggi dibandingkan dengan buah Kudamati 1.
Solusi mendapatkan varietas tahan yang memiliki bentuk buah yang diminati masyarakat menjadi terkendala ketika diketahui derajat dominansi karakter bersifat tidak sempurna. Hibrida yang dirakit dari persilangan Kudamati 1 dan Lombok 4 memiliki peluang untuk bersifat rentan, walaupun bentuk buahnya menjadi cenderung heart-shaped. Varietas tahan yang berbentuk hibrida
dapat dirakit dengan persilangan sesama tetua tahan dengan mengabaikan bentuk buah, seperti persilangan Kudamati 1 dan Gondol Lonjong (Sutjahjo, 2013).
Varietas tahan dengan bentuk buah yang menarik dapat diraih dengan merakit galur murni memanfaatkan genotipe Kudamati 1 dan Lombok 4, dimana menggunakan benih F3 yang berasal dari individu F2 yang telah terseleksi. Individu yang tahan ditanam dan dibiarkan selfing sehingga didapat galur murni
yang secara genetik tahan terhadap penyakit layu bakteri dan memiliki bentuk buah yang menarik.
4.4 Kesimpulan
Karakter ketahanan terhadap penyakit layu bakteri pada tomat merupakan karakter kualitatif. Sifat ini dikendalikan oleh dua pasang gen mayor dengan aksi duplikat resesif epistasis tanpa adanya pengaruh maternal.
4.5 Daftar Pustaka
Grimault V, Anals G, Prior P. 1995. Distribution of Pseudomonas solanacearum
in the stem tissues of tomato plants with different levels of resistance to bacterial wilt. Plant Pathol. 43:669-674.
Mejri S, Mabrouk Y, Voisin M, Delavault P, Simier P, Saidi M, Belhadj O. 2012. Variation in quantitative characters of faba bean after seed irradiation and associated molecular changes. African Journal of Biotechnology.
11(33):8383-8390.
Osiru MO, Rubaihayo PR, Opio AF. 2001. Inheritance of resistance to tomato bacterial wilt and its implication for potato improvement in Uganda.
African Crop Sci J. 9:9-16.
Petr FC. 1959. Genotypic correlation, dominance, and heritability of quantitative characters in oats [disertasi]. Ames (US): Iowa State University.
Sastrosumarjo S. 1987. Pola pewarisan karakter resistensi terigu (Triticum aestivum L.) terhadap kudis malai (Gibberella zeae (Schw.) Petch)
[Inheritance of wheat (Gibberella zeae (Schw.) Petch) resistance trait to Gibberella zeae (Schw.) Petch] [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Shou SY, Feng ZZ, Miao LX, Liao FB. 2006. Identification of AFLP markers linked to bacterial wilt resistance gene in tomato. Hereditas. 28(2):195-199.
Sutjahjo SH. 2013. Perakitan kultivar tomat tahan layu bakteri (Pseudomonas solanacearum) dan pecah buah berbasis plasma nutfah lokal [laporan hasil
penelitian]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Yue SJ, Wu DH, Liang CY. 1995. Studies on resistance heridity of bacterial wilt tomato. J. South China Agric. Univ. 16:91-95.