QTL ANALYSIS OF AGRONOMIC TRAITS UNDER LOW LIGHT INTENSITY CONDITION
1. Pembentukan RILs F
Pilihan populasi pemetaan yang dapat digunakan adalah RILs, populasi F2,
Back Cross (BC), Double Haploid (DH), dan Near Isogenic Lines (NILs) (Liu 1998; Roy 2000; Chahal dan Gosal, 2003; Teng et al. 2004). Pemilihan populasi pemetaan dapat disesuaikan dengan marka yang tersedia. Menurut Chalal dan Gosal (2003), populasi RILs memiliki tingkat homozigositas yang paling tinggi sehingga sangat memungkinkan diuji pada berbagai lingkungan. Di samping itu pada populasi RILs dalam setiap unit pengujian dapat diberlakukan ulangan. Dengan demikian pengaruh lingkungan dan interaksi genotipe dengan lingkungan terhadap keragaan fenotipe dapat dikurangi.
Peta genetik yang diperoleh dari populasi RILs mempunyai tingkat resolusi yang lebih tinggi dibandingkan dengan populasi F2 atau BC. Kelemahan penggunaan RILs sebagai populasi pemetaan adalah diperlukan waktu yang lebih lama untuk membentuk RILs F6 atau F7 (Liu 1998; Chalal dan Gosal 2003). Tabel 18. Keragaan karakter tinggi saat panen, jumlah cabang produktif, jumlah
buku total, jumlah polong isi, dan jumlah polong hampa generasi F5 pada kondisi intensitas cahaya penuh
Rata-rata Tinggi saat panen (cm) Jumlah cabang produktif Jumlah buku total Jumlah polong isi Ceneng 41.6±12.4 2.8±1.2 16.1±5.9 50.7 ± 18.3 Godek 47.7± 6.7 3.7±1.3 22.8±9.0 72.4 ± 33.1 Generasi F5 49.6±12.2 3.0±1.7 17.1±7.1 57.8 ± 28.4 Tabel 19. Keragaan karakter jumlah polong isi, jumlah polong hampa, persen
polong isi, dan daya hasil Generasi F5 pada kondisi intensitas cahaya penuh
Rata-rata Jumlah polong hampa Jumlah polong total Persen polong isi (%) Daya hasil (g/tan) Ceneng 3.6±4.6 54.3±20.0 93.7 ± 6.2 8.4 ± 3.5 Godek 2.8±4.3 75.2± 2.0 94.8 ± 8.9 6.1 ± 4.0 Generasi F5 5.1±6.3 62.8 ± 0.6 92.1 ± 7.7 8.2 ± 7.5
Populasi pemetaan yang digunakan untuk mengidentifikasi QTL yang mengendalikan karakter agronomi kedelai pada kondisi intensitas cahaya rendah adalah rekombinant inbreed lines (RILs) generasi F6. Sementara itu dari hasil penelitian sebelumnya telah diperoleh RILs generasi F5 sehingga diperlukan satu generasi lagi untuk mendapatkan RILs F6. Pembentukan populasi pemetaan dilakukan pada kondisi intensitas cahaya penuh. Keragaan masing-masing karakter pada populasi RILs F5 terdapat pada Tabel 18 dan Tabel 19.
Pendugaan komponen ragam dan nilai heritabilitas sangat penting dalam pemuliaan tanaman khususnya dalam kegiatan seleksi. Nilai heritabilitas mencerminkan seberapa besar peran faktor genetik terhadap penampilan suatu sifat. Di samping itu nilai heritabilitas juga akan menentukan metode pemuliaan yang digunakan dan kemajuan seleksi yang akan diperoleh (Stanfield 1983; Falconer dan Mackay 1996).
Nilai heritabilitas berkisar antara 0 sampai 1. Jika nilai duga heritabilitas lebih kecil dari 0 maka nilai heritabilitas dianggap 0 atau lebih besar dari 1 maka dianggap 1. Nilai heritabilitas tergolong tinggi jika berkisar antara 0.5-1, tergolong sedang jika berkisar antara 0.2-0.5, dan tergolong rendah jika kurang dari 0.2 (Stanfield 1983; Poespodarsono 1988).
Tabel 20. Nilai parameter genetik kedelai generasi F5 hasil persilangan tetua Ceneng dan Godek
Karakter Ragam fenotipe Ragam lingkungan Ragam genotipe h2bs (%) r Tinggi saat panen 148.00 90.45 57.50 33.2 0.04 Jumlah cabang produktif 2.60 2.44 0.17 22.1 0.31** Jumlah buku total 50.40 61.41 -10.98 0 0.32** Jumlah polong isi 497.44 439.24 58.20 11.7 0.48** Jumlah polong total 106.43 80.78 25.65 24.1 0.46** Persen polong isi 59.90 46.24 13.61 1.7 0.13**
Daya hasil 56.40 30.64 25.78 75.4
Keterangan :
h2bs= nilai heritabilitas arti luas
r = nilai koefisien korelasi antara karakter komponen hasil dengan hasil
Nilai heritabilitas arti luas tergolong tinggi terdapat pada karakter daya hasil, tergolong sedang terdapat pada karakter tinggi saat panen, jumlah cabang produktif dan jumlah polong total, sedangkan tergolong rendah ditunjukkan oleh karakter jumlah buku total, jumlah polong isi dan persen polong isi (Tabel 20). Hasil penelitian ini didukung oleh laporan Nindra (2005) pada generasi F5 untuk populasi hasil persilangan Ceneng dan Godek. Nindra (2005) melaporkan bahwa daya hasil memiliki nilai heritabilitas paling tinggi di antara karakter agronomi lainnya yaitu 40%, sedangkan nilai heritabilitas karakter agronomi lainnya memiliki nilai heritabilitas yang rendah.
Diantara karakter yang diamati, jumlah cabang produktif, jumlah buku total, jumlah polong isi, jumlah polong total, dan persen polong isi memiliki koefisien korelasi paling tinggi dan nyata terhadap daya hasil (Tabel 18). Nindra (2005) melaporkan bahwa jumlah cabang produktif, jumlah polong isi dan jumlah polong total memiliki nilai koefisien korelasi yang nyata terhadap daya hasil. Shrivasatava et al. (2001) dan Bizeti et al. (2004) melaporkan bahwa jumlah buku dan jumlah polong berkorelasi positif dan nyata terhadap daya hasil
2. Analisis Fenotipe Rils F6 pada Kondisi Intensitas Cahaya Rendah
Analisis fenotipe RILs F6 pada kondisi intensitas cahaya rendah dilakukan di bawah naungan paranet 55%. Tujuan tahap percobaan ini adalah mendapatkan informasi tentang keragaan dan keragaman karakter agronomi kedelai pada kondisi intensitas cahaya rendah. Dalam tahapan ini diperoleh informasi tentang perbedaan keragaan antara tetua Ceneng dan Godek, sebaran frekuensi fenotipe RILs F6 dan nilai dugaan komponen ragam dan heritabilitas serta koefisien korelasi antara karakter lainnya dengan daya hasil. Data yang diperoleh akan digunakan untuk mengidentifikasi QTL yang mengendalikan karakter agronomi kedelai pada kondisi intensitas cahaya rendah.
Keragaan Tetua Ceneng dan Godek pada Kondisi Intensitas Cahaya Rendah
Berdasarkan penelitian sebelumnya diketahui bahwa tetua Ceneng dan Godek merupakan genotipe yang masing-masing toleran terhadap intensitas cahaya rendah (Sopandie et al. 2002, Sopandie et al. 2003c; Sopandie et al. 2006). Berdasarkan hasil uji t diperoleh bahwa tetua Ceneng dan Godek tidak berbeda nyata untuk semua karakter yang diamati kecuali daya hasil (Tabel 21). Dengan demikian dalam keadaan intensitas cahaya rendah hanya daya hasil yang dapat membedakan antara tetua toleran Ceneng dan tetua peka Godek.
Tetua Ceneng mempunyai daya hasil lebih tinggi dibandingkan dengan tetua Godek. Hal ini menunjukkan bahwa tetua Ceneng dapat menangkap dan menggunakan cahaya lebih efisien dibandingkan dengan tetua Godek (Sopandie et al. 2003a). Cahaya sangat berperan dalam proses fotosintesis. Semua fotosintat yang diperlukan untuk pengisian biji merupakan hasil fotosintesis (Taiz dan Zeiger 1991). Dengan demikian tetua Ceneng lebih efisien dalam berfotosintesis sehingga menghasilkan fotosintat lebih banyak yang ditunjukkan oleh daya hasil yang lebih besar dibandingkan tetua Godek. Menurut La Muhuria (2007), tetua Ceneng paling efisien dalam menangkap dan menggunakan cahaya karena memiliki daun yang lebih tipis dan lebar, kepadatan trikoma yang lebih rendah, dan kandungan klorofil yang lebih tinggi dibandingkan dengan tetua tetua lainnya. Dibandingkan dengan tetua Godek, maka tetua Ceneng memiliki aktivitas enzim fotosintetik lebih tinggi sehingga memiliki laju fotosintetik lebih