Tanaman nenas merupakan tanaman menyerbuk silang (cross-pollinated crops) yang memiliki beberapa perbedaan dengan tanaman budidaya yang menyerbuk silang lainnya antara lain dalam hal: bibit diperbanyak klonal, struktur genetik heterozigot, dan sifat self-incompatibility. Adanya perbedaan ini memungkinkan konsep pemuliaan tanaman nenas berbeda dengan tanaman lainnya.
Pada prinsipnya program pemuliaan tanaman nenas diarahkan untuk mendapatkan tanaman nenas yang mempunyai pertumbuhan cepat, daun pendek, tidak berduri, pedunkulus pendek dan kuat, berdaya hasil tinggi, sistem perakaran baik, bentuk buah silindris, kemasakan seragam, daging buah berwarna lebih kuning, kandungan asam oksalat rendah, total padatan terlarut dan kandungan asam berimbang serta tahan terhadap hama-penyakit (Py et al., 1997).
Untuk membangun konsep pemuliaan tanaman nenas diperlukan informasi keragaman plasma nutfah, strategi pemilihan tetua, karakter utama nenas yang dikehendaki, strategi seleksi terhadap populasi hibrida dan kemungkinan penggunaan penanda RAPD dalam seleksi serta sistim perbanyakan tanaman hasil pemuliaan yang lebih efisien.
Hasil analisis parameter genetik terhadap karakter-karakter dari 26 aksesi plasma nutfah nenas koleksi PKBT IPB, menunjukkan bahwa karakter utama nenas memungkinkan dilakukan seleksi secara efektif. Hal ini membuka jalan perakitan nenas yang memanfaatkan plasma nutfah nenas Indonesia sebagai sumber genotipe.
Untuk mengetahui hubungan antar karakter dilakukan analisis korelasi. Diperoleh bahwa karakter jumlah daun berkorelasi positif dan nyata dengan diameter buah, panjang daun berkorelasi positif dan nyata dengan bobot mahkota, dan berkorelasi negatif dan nyata dengan total padatan terlarut (TPT). Meskipun umur berbunga dan umur panen tidak berkorelasi dengan semua karakter komponen buah, namun panjang pedunkulus dan diameter pedunkulus, keduanya berkorelasi dengan bobot buah. Mekanisme korelasi perlu diuraikan lebih lanjut menjadi pengaruh langsung dan pengaruh tidak langsung, mengingat bahwa dari hasil korelasi bivariate nampak bahwa jumlah daun dan panjang daun tidak
berkorelasi dengan bobot buah. Melalui analisis lintas diperoleh bahwa jumlah daun dan panjang daun berpengaruh tidak langsung terhadap bobot buah masing-masing melalui tinggi tanaman dan diameter tajuk. Adanya korelasi antar karakter menunjukkan bahwa fenomena korelasi ini diduga, bukan karena korelasi genetik, akan tetapi lebih karena korelasi fisiologis. Ini dapat dijelaskan bahwa dengan bertambahnya jumlah daun, maka permukaan tanaman yang melakukan fotosintetsis lebih banyak, sehingga fotosintat akan lebih banyak dihasilkan dan pada akhirnya bagian tanaman lain, termasuk diameter buah akan lebih lebar.
Pada penelitian ini selain dilakukan analisis korelasi antara karakter morfologi kuantitatif dengan karakter komponen buah, juga dilakukan uji korelasi antar karakter morfologi kualitatif dengan karakter komponen buah. Karakter warna daun hijau bercorak merah berkorelasi positif dan nyata dengan diameter buah dan panjang buah serta berkorelasi positif dan sangat nyata dengan tebal daging buah, dengan koefisien korelasi masing-masing 0.32, 0.32, dan 0.37. Karakter daun tidak berduri berkorelasi positif sangat nyata dengan diameter buah dan tebal daging buah dengan nilai koefisien korelasi masing-masing 0.41 dan 0.45. Adanya korelasi antara karakter morfologi kualitatif dengan karakter komponen buah menunjukkan harapan bahwa dapat dilakukan seleksi lebih awal untuk perbaikan komponen buah tanaman nenas. Adanya korelasi antara karakter morfologi dengan karakter agronomi menunjukkan bahwa terdapat korelasi genetik antar karakter-karakter tersebut. Kemungkinan antar gen-gen yang menyandi karakter di atas, saling berkaitan atau linkage satu sama lain.
Fenomena korelasi antara komponen pertumbuhan dengan komponen buah pada plasma nutfah, cenderung sama dengan populasi hibrida. Adanya korelasi positif yang nyata antara tinggi tanaman dengan beberapa karakter komponen buah menunjukkan bahwa tinggi tanaman berperan penting dalam perbaikan karakter komponen buah tanaman nenas. Korelasi yang nyata antara tinggi tanaman dengan panjang pedunkulus dan diameter buah berimplikasi positif terhadap panjang buah, diameter buah, jumlah spiral sampai bobot buah. Meskipun demikian, korelasi yang terjadi antara tinggi tanaman dengan komponen buah ini, lebih karena adanya korelasi fisiologis. Berdasarkan hasil analisis ragam pada percobaan pertama, diperoleh bahwa tinggi tanaman memiliki
103
103 keragaman genetik sempit dan keragaman fenotip yang luas, berarti bahwa untuk mengoptimalkan tinggi tanaman untuk mempangaruhi komponen buah agar lebih tinggi diperlukan lingkungan yang optimal. Dengan demikian dapat diartikan bahwa dengan melakukan seleksi terhadap tinggi tanaman secara simultan dengan komponen buah yang lain akan diperoleh ukuran buah yang lebih baik, jika dilakukan penanaman pada kondisi lingkungan yang sesuai.
Penentuan kombinasi pasangan tetua persilangan yang akan digunakan dalam program hibridisasi, selain berdasarkan analisis parameter genetik yang telah dilakukan sebelumnya, juga dapat ditentukan berdasarkan uji keturunan dari berbagai kombinasi penelitian yang telah dilakukan. Hasil analisis deskriptif menunjukkan bahwa nomor hibrida 18\06, 06\02 dan 12\19 memiliki bobot buah besar (> 2500 g), ketiga hibrida tersebut masing-masing merupakan turunan hasil persilangan JBSMSC2 x JBSMSC1, JBBMQH6 x JBSMSC1 dan JBSMSC4 x LNPCBP. Jika diperhatikan karakter TPT ketiga hibrida hasil kombinasi persilangan diatas menghasilkan nilai TPT yang kecil. Sebaliknya jika seleksi awal menggunakan karakter TPT tinggi terhadap hibrida akan diperoleh hibrida yang memiliki bobot buah rendah. Ini ditunjukkan oleh hibrida nomor 04\10, 08\04 dan 14\04 yang memiliki bobot buah masing-masing 770 gram, 507 gram dan 710 gram. Ketiga hibrida tersebut masing-masing merupakan turunan dari hasil persilangan antara JBSMSC2 x JBBMQH6, SLLQH4 x JTWHSCM, dan JBSMSC2 x JBSMSC1.
Selain melihat potensi progeni, pemilihan tetua perlu dipertimbangkan pula pola pewarisan sifat yang dimiliki tanaman nenas. Hasil uji maternal menunjukkan bahwa semua karakter yang diamati, kecuali diameter pedunkulus, pewarisan sifat semuanya dikendalikan oleh gen-gen yang berada di dalam inti.
Gejala heterosis nampak pada tanaman nenas hibrida. Kombinasi persilangan JBSMSC2 dengan JBBMQH6 mampu meningkatkan ukuran buah, TPT dan total asam. Heterosis pada persilangan ini disebabkan adanya keragaman gen di antara kedua tetuanya. JBSMSC2 dari golongan Smooth Cayenne, sedangkan JBBMQH6 nenas dari golongan Queen. Menurut Hadiati et al. (2002), jenis smooth cayenne dan queen berdasarkan penanda fenotip dan isozim memiliki jarak genetik tinggi. Demikian pula hasil penelitian Apriyani
(2005), aksesi JBBMQH6 dan JBSMSC2 pada tingkat kemiripan 0.68 membentuk kelompok yang berbeda berdasarkan pola pita RAPD.
Berdasarkan hasil analisis parameter genetik terhadap plasma nutfah, diperoleh bahwa karakter yang dapat dijadikan kriteria seleksi adalah jumlah daun, panjang daun, umur berbunga, umur panen, panjang pedunkulus, diameter pedunkulus, bobot tanaman, panjang buah, jumlah spiral, tebal daging buah, total asam, dan kandungan vitamin C. Selanjutnya karakter vegetatif yang dapat dijadikan kriteria seleksi berdasarkan korelasi dengan bobot buah/komponen buah pada populasi plasma nutfah dan populasi hibrida adalah tinggi tanaman, jumlah daun, panjang daun, diameter tajuk, panjang pedunkulus dan diameter pedunkulus.
Pengungkapan kriteria seleksi nenas juga dapat diperoleh dari data polimorfisme pola pita RAPD. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh tiga pola pita RAPD yang berkorelasi dengan karakter penting nenas. Primer OPE7 pita 5 ukuran 750 bp berkorelasi dengan karakter warna daging buah kuning emas, dan primer SBH8 pita 3 ukuran 1500 bp berkorelasi dengan karakter duri tidak merata. Hasil yang diperoleh ini merupakan temuan awal adanya pola pita RAPD yang berassosiasi dengan karakter penting nenas. Pengembangan marka tersebut dapat menjadi awal dibentuknya primer spesifik pada tanaman nenas, sehingga dapat dijadikan “marker assisted selection”.
Berbagai metode seleksi dapat digunakan, tergantung arah dan tujuan seleksi. Jika seleksi hanya memperhatikan satu atau dua karakter saja digunakan “tendem selection”. Seleksi ini tidak bermanfaat jika antar karakter saling berkorelasi negatif. Berdasarkan analisis hubungan antar karakter tanaman nenas menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang siginifikan dan negatif antara karakter. Hal ini menunjukkan bahwa “single trait selection” tidak efisien digunakan.
Sebaliknya seleksi dapat dilakukan secara simultan, berdasarkan beberapa karakter sekaligus (multitrait selection) ). Multitrait selection dapat dibagi dua tipe: (i) independent culling level dan (ii) selection index. Penggunaan “independent culling level” dalam seleksi lebih mudah dilakukan, karena seleksi terhadap tanaman berdasarkan pengamatan visual pada sejumlah karakter dengan
105
105 mempertimbangkan kepentingan ekonomi, heritabilitas, korelasi antar karakter dan variasi fenotipik dari karakter-karaklter yang berbeda. Metode ini mudah dilakukan karena kapanpun individu-invidu menunjukkan karakter-karakter yang tidak diinginkan akan dibuang.
Kegiatan seleksi dilakukan berdasarkan tujuan pemuliaan, untuk tujuan nenas olahan ada 13 karakter nenas yang menjadi perhatian dalam seleksi.
Berturut-turut berat buah > 1000 g, diameter buah > 7.50 cm, panjang buah > 10.00 cm, PTT 16oBrix, Asam 1.18%, vitamin C tinggi > 40 mg, kadar serat
rendah, daun tegak, tepi daun tidak berduri, single crown, pedunkulus pendek, mata dangkal, dan warna daging buah orange sampai kuning.
Melalui metode seleksi independent culling level dengan tujuan pemuliaan nenas olahan, tahap awal kriteria seleksi adalah berat buah > 1000 g. Hasil seleksi diperoleh 23 hibrida, dari 23 hibrida kemudian digunakan seleksi diameter buah > 9.5 cm, sembilan hibrida memenuhi syarat, selanjutnya dilakukan seleksi TPT >16oBrix, semua hibrida memenuhi syarat, namun melalui seleksi total asam
1.18% hanya hibrida nomor 01/09 (V4) yang masuk dalam seleksi, dengan memiliki karakter tepi daun tidak berduri, single crown, mata buah lebar dan datar, ukuran mahkota kecil, dan warna daging buah kuning mempertegas bahwa hibrida tersebut dapat dijadikan kandidat buah olahan.
Alternatif metode seleksi lain yang dapat digunakan untuk seleksi adalah indeks seleksi. Melalui indeks seleksi banyak karakter yang dapat diperhatikan sekaligus. Dasar pertimbangan setiap karakter untuk menjadi kriteria seleksi adalah nilai ekonomi, korelasi genotip dan fenotip antara karakter serta heritabilitasnya. Metode ini lebih efisien dibanding dengan metode lainnya, karena dapat memperhitungkan banyak karakter tanaman yang diseleksi. Sehingga kemungkinan akan diperoleh hibrida yang mendekati ideotype tanaman nenas. Dengan menggunakan seleksi indeks terhadap populasi nenas hibrida diperoleh 23 hibrida kandidat varietas unggul. Ini menunjukkan bahwa metode seleksi indeks mampu memdapatkan kriteria seleksi yang lebih banyak dibandingkan dengan seleksi sebelumnya.
Tahapan yang paling krusial dalam pemuliaan tanaman nenas adalah perbanyakan. Tidak seperti pada tanaman lainnya, karena diperbanyak melalui biji
memungkinkan diperoleh progeni yang lebih banyak. Sebaliknya pada tanaman nenas, karena sifatnya yang self-incompatibility untuk memperoleh biji tidak dimungkinkan sehingga perbanyakan dilakukan melalui bagian vegetatif (tunas). Tunas yang dapat dijadikan materi perbanyakan tanaman pada nenas dapat berupa suckers, shoots, slips dan crown (Samson, 1980). Pada beberapa golongan nenas, seperti dari jenis smooth cayenne hanya menghasilkan 2-3 tunas anakan. Ini berarti akan menyulitkan varietas unggul untuk segera disebarluaskan.
Beberapa usaha telah dilakukan untuk memperoleh bahan klonal yang lebih banyak antara lain dengan pemanfaatan mata dorman pada batang nenas dan mahkota buah. Namun usaha ini masih belum dapat sepenuhnya digunakan karena jumlahnya masih sangat terbatas, satu batang tanaman hanya diperoleh 25 tunas.
Pada penelitian ini perbanyakan dilakukan secara generatif, yaitu biji yang diperoleh dari hasil persilangan disemai pada medium pasir, kira-kira 30-40 hari dipindahkan ke tempat persemaian kedua dalam rumah kaca. Pada saat bibit mencapai tinggi 10 cm dipindah kan ke persemaian ketiga. Pertahankan bibit dipersemaian ketiga sampai dengan umur 15-18 bulan. Di lapang bibit ini dapat menghasilkan buah masak dan memerlukan waktu 16-30 bulan. Total waktu yang dibutuhkan dari persemaian pertama sampai tanaman menghasilkan adalah antara 31-48 bulan. Mengingat proses seleksi dan perbanyakan yang dilakukan membutuhkan waktu yang lama, perlu dipikirkan pengintegrasian penggunaan kultur jaringan dalam program seleksi hasil persilangan tanaman nenas. Melalui kultur jaringan dibutuhkan waktu yang ringkas dan yang lebih penting lagi kontaminasi plantlet lebih mudah dihindari, karena pada tahap awal persemaian biji langsung disemai pada media kultur jaringan. Pengalaman menunjukkan bahwa kontaminasi plantlet tanaman buah-buahan lebih sulit dihindari dibandingkan dengan tanaman semusim. Pengintegrasian kultur jaringan dalam proses perbanyakan bibit nenas, diharapkan dalam waktu singkat diperoleh bibit yang lebih banyak, seragam pertumbuhannya dan bebas penyakit.