BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Kegiatan pembentukan galur dan penapisan galur-galur jagung manis terhadap karakter ketahanan penyakit bulai dilakukan di lokasi penelitian tanaman pangan PT. BISI International, Tbk Farm Kambingan, Kecamatan Pagu, Kabupaten Kediri, Jawa Timur. Pembentukan galur mulai generasi S3 sampai generasi S5 telah dilakukan mulai bulan Januari 2011 sampai Januari 2012. Penapisan galur-galur jagung manis terhadap karakter ketahanan penyakit bulai dilakukan bulan Februari 2012.
11
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 74 galur jagung manis generasi (S5) yang dikembangkan oleh PT BISI International, Tbk, cek tahan menggunakan hibrida P12 dan BISI816, cek rentan menggunakan galur SW02, dan penular menggunakan hibrida BISI16. Pada generasi kelima (S5), 74 galur tersebut diuji ketahanan terhadap penyakit bulai P. maydis. Pupuk yang digunakan adalah NPK 15-15-15, Urea, insektisida (beta-siflutrin, imidakloprid). Peralatan yang digunakan adalah cangkul, tugal, alat tulis, handsprayer dan kamera.
Pelaksanaan Percobaan
Seluruh galur diuji karakter ketahanannya terhadap P. maydis dengan menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan dua ulangan. Uji ketahanan terhadap P. maydis dilakukan dengan teknik inokulasi pada tanaman penular (spreader) yang sudah terinfeksi bulai lebih dari 80% dan inokulasi secara alami pada galur-galur yang diuji. Satu bulan sebelum penanaman galur-galur yang akan diuji terhadap ketahanan penyakit bulai, ditanam terlebih dahulu sumber inokulum varietas jagung rentan penyakit bulai yaitu hibrida BISI16, dua baris mengelilingi petak percobaan.
Pemupukan dilakukan sebanyak tiga kali. Pemupukan pertama dilakukan pada umur tanaman 1 minggu setelah tanam (1 MST) dengan takaran 10 g campuran NPK 15-15-15 + Urea dengan perbandingan 1 : 1, per lubang tanam. Pemupukan kedua dan ketiga dilakukan pada umur 3 MST dan 5 MST dengan takaran 10 g urea per lubang tanam.
Inokulasi Penyakit Bulai pada Tanaman Sumber Inokulum
Inokulasi dilakukan pada umur 1 MST dengan cara meneteskan suspensi konidia cendawan P. maydis pada kuncup daun yang masih menggulung membentuk corong yang terdapat air gutasi. Konidia cendawan tersebut dikoleksi sekitar jam 16.00 wib. Suspensi konidia bulai dibuat dengan cara mengambil 20 daun yang terinfeksi, dicuci kemudian diletakkan dalam timba yang berisi larutan gula setinggi 1 cm dan di letakkan di ruang terbuka. Pagi harinya terbentuk spora baru pada daun yang terinfeksi penyakit bulai. Daun terinfeksi tersebut dicuci dengan air bersih dan larutan yang terbentuk tersebut diinokulasikan jam 06.00 wib pada tanaman sumber inokulum. Gejala penyakit bulai pada tanaman sumber inokulum yang diinokulasi tampak jelas pada 4 MST atau 3 MSI (3 minggu setelah inokulasi).
Penanaman Pengujian
Sebanyak 74 galur yang diuji ditanam dalam dua baris sepanjang 5 m dengan jarak tanam 75 cm x 20 cm, satu benih jagung per lubang, untuk masing-masing galur yang berbeda. Penanaman dilakukan ketika tanaman penular sudah
12
terserang lebih dari 80%. Waktu dan takaran pemupukan pada galur uji sama seperti pemupukan pada tanaman sumber inokulum seperti diuraikan diatas. Lay out percobaan uji bulai (P. maydis) seperti ditunjukkan pada gambar 3.
C C C C R T R R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 . . n U l a n g a n s a t u C C C C R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T R 10 11 12 13 14 . . n R U l a n g a n d u a S u m b e r I n oku lu m ( s i) S u m b e r I n oku lu m ( s i) S u m b e r I n o k u l u m (si) S u m b e r I n o k u l u m S u m b e r I n o k u l u m (si)
Gambar 3. Layout penapisan galur-galur jagung manis terhadap ketahanan penyakit bulai
Keterangan : BISI16 = sumber inokulum (si); 1, 2,..n = jumlah galur yang diuji; SW02 = cek rentan (CR);
P12 dan BISI816 = cek tahan (CT).
Pengamatan
Pengamatan bulai dilakukan beberapa tahap dimulai pada saat tanaman berumur 7 hst, 14 hst, 21 hst, 28 hst dan 35 hst. Pengambilan data dilakukan dengan cara menghitung jumlah tanaman terserang untuk setiap plot, kemudian dinisbahkan dengan jumlah tanaman awal yang diamati pada umur 10 hari setelah tanam. Perhitungan menggunakan rumus sebagai berikut:
KP = n
N x 100%
KP = persentase tanaman terserang bulai per plot; n = jumlah tanaman terserang bulai;
N = jumlah tanaman awal per plot.
Kriteria tingkat ketahanan teradap penyakit bulai adalah berdasarkan kejadian penyakit (%) terhadap penyakit bulai (P. maydis). Menurut Pakki dan Muis (2007), tingkat ketahanan galur-galur dikategorikan sebagai berikut:
Tahan = 0 - 10%; Agak Tahan = 11 - 25%; Agak Rentan = 26 - 50%; Rentan = 51 - 100%.
Evaluasi kemiripan antar galur yang diuji dilakukan menggunakan program SPSS 20. Karakter morfologi yang diamati sebanyak 25 karakter mengacu pada manual panduan pengujian individual kebaruan, keunikan dan keseragaman dan kestabilan untuk tanaman jagung (PPVT Deptan 2006) seperti ditunjukkan pada Lampiran1.
13
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keragaman genetik diantara dan didalam genus, spesies, subspesies, populasi dan galur materi pemuliaan merupakan kajian yang menarik dalam genetika tanaman dan pemuliaan. Dalam kegiatan pemuliaan, keragaman genetik yang luas memegang peranan penting dalam keberhasilan program pemuliaan. Kegiatan penapisan galur-galur jagung manis terhadap ketahanan penyakit bulai, akan membantu dan mempermudah kegiatan perakitan hibrida jagung manis yang tahan penyakit bulai.
Berdasarkan data pada Tabel 1, kejadian penyakit bulai terhadap 74 galur jagung manis bervariasi antara 29.30-100% dengan status ketahanan agak rentan hingga rentan. Mayoritas galur yang diuji merupakan galur dengan kategori rentan sebanyak 56 galur dan 18 galur termasuk dalam kategori agak rentan. Pada varietas pembanding, hibrida P12 menunjukkan kejadian penyakit sebesar 7.25% termasuk kategori tahan, hibrida BISI816 menunjukkan kejadian penyakit sebesar 28.35% termasuk kategori agak rentan dan SW02 dengan kejadian penyakit 100% termasuk kategori rentan.
Berdasarkan tingkat kejadian penyakit yang berbeda dan ketersedian benih yang cukup dipilih 7 galur yaitu DMST531 (B) 29.95%, DMSG781 (D) 37.00%, DMSC499 (A) 52.80%, DMSS491 (F) 59.15%, DMSE711 (E) 76.65%, DMSK5 (C) 84.35% dan DMSF11 (G) 88.50%.
Menurut Jensen (1988) dan Stoskopf et al. (1993), perbedaan sifat dan variasi yang tinggi antar galur dalam populasi memudahkan seleksi untuk memperoleh pasangan heterotik dalam perakitan jagung hibrida. Pemilihan tetua dengan keragaman genetik yang luas dalam populasi genetik memegang peranan penting terhadap kemajuan program pemuliaan (Iriany et al. 2011). Sebelum 1970, metode yang digunakan untuk mengukur keragaman genetik diantara unit taksonomi adalah menggunakan analisis pedigree dan morfologi (Melchinger 1999). Sampai saat ini, karakter morfologi dan informasi pedigree telah banyak digunakan dalam menentukan jarak genetik dan hubungan kekerabatan dalam sejumlah plasma nutfah, sehingga membentuk sejumlah kultivar.
Analisis gerombol bertujuan untuk mengelompokkan data (pengamatan) ke dalam beberapa kelas, sehingga anggota di dalam satu kelas lebih homogen dibandingkan dengan anggota di dalam kelas lain (Syukur 2007). Analisis gerombol dilakukan pada tujuh galur dari 74 galur yang diuji ketahanan terhadap penyakit bulai. Pengamatan karakter morfologi tidak dapat dilakukan pada semua galur yang diuji, karena keterbatasan benih dan tanaman yang terserang penyakit bulai pada umunya mati. Ketujuh galur dengan tingkat ketahanan yang berbeda tersebut selanjutnya dilakukan uji kemiripan berdasarkan karakter morfologi tanaman (Lampiran 1). Semakin kecil jarak akar ciri antar dua genotipe, semakin mirip genotipe tersebut satu sama lain. Dengan diketahuinya data kemiripan antar kelompok genotipe, dapat digunakan untuk menjelaskan pengaruh jarak genetik terhadap daya gabung dan heterosis dari hibrida jagung manis.
14
Tabel 1. Rata-rata persentase kejadian penyakit bulai pada 74 galur jagung manis dan pembanding
No Kode Pedigree Kejadian Penyakit
(%) Status 1 DMS C491 CT49 : 95-5-1-3 -1 29.30 AR 2 DMS T531 CT53 : 27-5-2-1-1 29.95 AR 3 DMS T532 CT53 : 22-3-2-2-2 30.35 AR 4 DMS 3MB1 MB3/HP : 5-3-1-2-1 30.95 AR 5 DMS C492 CT49 : 106-3-2-2-1 34.80 AR 6 DMS G781 G7S3 : 8-1-1-1-1 37.00 AR 7 DMS L211 LS : 21-2-1-1-1 38.75 AR 8 DMS G716 G7S3 : 16-1-1-1-1 39.90 AR 9 DMS C493 CT49 : 106-3-1-3-1 41.70 AR 10 DMS C494 CT49 : 42-1-3-2-1 42.60 AR 11 DMS T533 CT53 : 8-5-1-1-1 42.85 AR 12 DMS T534 CT53 : 15-3-1-2-1 44.70 AR 13 DMS T535 CT53 : 4-5-1-1-1 45.65 AR 14 DMS T536 CT53 : 2-2-3-3-1 45.70 AR 15 DMS C495 CT49 : 69-1-1-1-1 47.20 AR 16 DMS T537 CT53 : 24-4-3-2-1 47.75 AR 17 DMS T538 CT53 : 2-5-2-1-1 48.55 AR 18 DMS C497 CT49 : 76-1-1-1-1 50.00 AR 19 DMS T539 CT53 : 11-4-1-1-1 51.85 R 20 DMS C498 CT49 : 76-3-1-1-1 52.20 R 21 DMS C499 CT49 : 95-1-3-1-1 52.80 R 22 DMS C4910 CT49 : 42-1-3-1-1 54.40 R 23 DMS T5310 CT53 : 27-3-3-2-1 54.65 R 24 DMS T5311 CT53 : 4-2-3-1-1 54.75 R 25 DMS IB1 ISB0005 : 1-2-2-2-1 55.25 R 26 DMS IN1 Ins2/C20 : 5-1-1-1-1 55.45 R 27 DMS L511 LS : 51-1-1-1-1 55.75 R 28 DMS IB2 ISB0005 : 1-1-1-3-1 58.35 R 29 DMS S491 SC49 : 7-3-1-1-1 59.15 R 30 DMS V21 V2/MB3 : 13-2-1-2-1 59.30 R 31 DMS C4911 CT49 : 92-3-3-1-1 59.90 R 32 DMS C4912 CT49 : 106-3-1-2-2 60.15 R 33 DMS A71 S73/MB3 : 3-3-1-1-1 61.65 R 34 DMS T5312 CT53 : 27-3-1-2-1 62.15 R 35 DMS G725 G7S3 : 25-1-1-1-1 62.50 R 36 DMS B3 HB2J/SGIn : 27-2-4-4-5 63.05 R 37 DMS K1 RK#1-bk : 61-2-1-1-1 64.15 R 38 DMS G726 G7S3 : 26-2-1-2-1 65.05 R 39 DMS K2 RK#1-bk : 74-1-4-1-1 66.05 R
15
Lanjutan Tabel 1. Rata-rata persentase kejadian penyakit bulai pada 74 galur jagung manis dan pembanding
No Kode Pedigree Kejadian Penyakit
(%) Status 40 DMS C4913 CT49 : 26-1-1-2-1 66.65 R 41 DMS T5313 CT53 : 13-5-1-2 -1 67.10 R 42 DMS C4914 CT49 : 20-3-1-2-1 68.75 R 43 DMS C4915 CT49 : 76-1-1-2-1 69.25 R 44 DMS T5314 CT53 : 18-3-1-2-1 70.00 R 45 DMS T5315 CT53 : 4-1-1-1-1 70.00 R 46 DMS A72 S73/MB3 : 1-1-1-2-1 70.15 R 47 DMS C4916 CT49 : 76-3-1-3-1 70.45 R 48 DMS G725 G7S3 : 25-2-1-1-1 71.00 R 49 DMS K3 RK#1-bk : 71-1-4-1-1 71.15 R 50 DMS L931 LS : 93-1-1-1-1 71.55 R 51 DMS D32 11476SG/InHB:186-3-1-3-6 72.25 R 52 DMS D31 11476SG/InHB:20-4-5-1-2 72.75 R 53 DMS E721 ISB0005 : 2-1-2-1-2 74.45 R 54 DMS C4917 CT49 : 65-2-2-1-3 74.95 R 55 DMS T5316 CT53 : 21-7-2-1-2 75.00 R 56 DMS V22 V2/MB3: 15-2-1-2-1 75.00 R 57 DMS C4918 CT49 : 76-3-1-2-1 75.10 R 58 DMS C4919 CT49 : 93-3-1-3-1 75.95 R 59 DMS E711 ISB0005 : 2-1-1-4-2 76.65 R 60 DMS C4920 CT49 : 48-5-1-2-1 76.85 R 61 DMS L521 LS : 52-1-1-1-1 77.55 R 62 DMS IM51 IS2/MB3 : 5-2-2-2-1 77.85 R 63 DMS K4 RK#1-bk : 77-2-1-1-1 78.10 R 64 DMS T5317 CT53 : 13-5-1-1-2 80.55 R 65 DMS C4921 CT49 : 110-2-1-2-1 84.15 R 66 DMS K5 RK#1-bk : 72-3-1-1-1 84.35 R 67 DMS K6 RK#1-bk : 53-2-8-1-1 84.30 R 68 DMS T5318 CT53 : 2-1-1-1-2 85.00 R 69 DMS L751 LS : 75-3-1-1-1 85.50 R 70 DMS C4922 CT49 : 69-1-2-1-1 85.60 R 71 DMS C4923 CT49 : 48-2-1-3-1 88.40 R 72 DMS F11 InV2/Gd-H2:84-3-3-1-7 88.50 R 73 DMS F21 SGIn/BHJ:76-1-7-1-3 88.90 R 74 DMS L752 LS : 75-3-1-1-1 100.00 R Pembanding P12 7.25 T BISI816 28.35 AR SW02 100.00 R
16
Hasil analisis gerombol 7 galur jagung manis terhadap karakter morfologi tanaman menggunakan program SPSS 20 menghasilkan dendogram seperti pada Gambar 4. Dendogram dengan menggunakan karakter-karakter morfologi menunjukkan terdapat keragaman antar galur-galur yang diuji. Berdasarkan nilai kemiripan 81% genotipe-genotipe tersebut dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok. Kelompok pertama terdiri dari empat galur yang dibagi menjadi dua sub kelompok, yaitu galur B (CT53:27-5-2-1-1) dan G (InV2/Gd-H2:84-3-3-1-7); dan galur D (G7S3:8-1-1-1-1) dan F (SC49:7-3-1-1-1). Kelompok kedua adalah galur A (CT49:95-1-3-1-1). Kelompok ketiga adalah galur C (RK#1-bk:72-3-1-1-1) dan kelompok keempat adalah galur E (ISB0005:2-1-1-4-2). Galur-galur pada kelompok pertama meskipun memiliki pedigree yang berbeda menunjukkan kemiripan yang cukup tinggi secara morfologi dengan tingkat kemiripan 81%.
Pasangan galur B (CT53:27-5-2-1-1) dan G (InV2/Gd-H2:84-3-3-1-7) memiliki nilai kemiripan paling besar sekitar 99%, sedangkan galur C (RK#1-bk:72-3-1-1-1) memiliki nilai kemiripan paling kecil 75%. Besarnya jarak genetik antar galur dinyatakan dalam bentuk matrik simetri atau biasa disebut proximity matrix (Yamin dan Kurniawan 2000). Berdasarkan data pada Tabel 2, galur B (CT53:27-5-2-1-1) dan G (InV2/Gd-H2:84-3-3-1-7) memiliki jarak genetik paling kecil dengan nilai 1.84, sedangkan galur B (CT53:27-5-2-1-1) dan C (RK#1-bk:72-3-1-1-1) memiliki jarak genetik paling besar dengan nilai 8.60. Terdapat
Ketidakmiripan (%)
Gambar 4. Dendogram kemiripan secara morfologis 7 galur jagung manis menggunakan program SPSS 20 pada nilai koefisien ketidakmiripan 19 %, berdasarkan data morfologi 25 karakter kualitatif dan kuantitatif. I
II
III
17 korelasi yang nyata antara jarak genetik dengan hasil panen jagung (Barbosa et al. 2003). Diduga persilangan antara galur B, G, D dan F yang terdapat pada kelompok yang sama tidak akan menunjukkan nilai heterosis yang tinggi pada hibridanya.
SIMPULAN
1. Terdapat perbedaan tingkat ketahanan diantara 74 galur jagung manis yang diuji dengan kategori agak rentan 18 galur dan 56 galur termasuk kategori rentan.
2. Terpilih 7 galur jagung manis dengan kejadian penyakit yang berbeda yaitu DMST531 (B) 29.95%, DMSG781 (D) 37.00%, DMSC499 (A) 52.80%, DMSS491 (F) 59.15%, DMSE711 (E) 76.65%, DMSK5 (C) 84.35% dan DMSF11 (G) 88.50%.
3. Berdasarkan nilai kemiripan 81%, genotipe-genotipe yang diuji dikelompokkan menjadi empat kelompok. Kelompok pertama terdiri dari empat galur yang dibagi menjadi dua sub kelompok, yaitu galur DMST531 (B) dan DMSF11 (G); galur DMSG781 (D) dan DMSS491 (F). Kelompok kedua adalah galur DMSC499 (A). Kelompok ketiga adalah galur DMSK5 (C) dan kelompok keempat adalah galur DMSE711 (E).
Tabel 2. Rata-rata jarak antar galur berdasarkan 25 karakter morfologi Proximity matrix Galur A B C D E F G A 0.00 6.45 8.18 5.99 8.07 5.14 5.97 B 6.45 0.00 8.60 5.82 6.90 4.93 1.84 C 8.18 8.60 0.00 5.14 5.55 6.37 7.58 D 5.99 5.82 5.14 0.00 6.45 4.11 4.72 E 8.07 6.90 5.55 6.45 0.00 5.36 6.42 F 5.14 4.93 6.37 4.11 5.36 0.00 4.62 G 5.97 1.84 7.58 4.72 6.42 4.62 0.00
18
