Param eter
SELEKSI GENOTIPE UNGGUL BERDASARKAN PRODUKSI DAN INDEKS SELEKS
ABSTRAK
Seleksi untuk adaptasi terhadap cekaman suhu rendah dapat dilakukan pada lingkungan optimum yang merupakan seleksi lingkungan tak langsung, dan seleksi di lingkungan target. Seleksi pada lingkungan target diharapkan dapat meningkatkan ketepatan dugaan nilai heritabilitas. Penelitian ini bertujuan untuk menduga efektifitas seleksi berdasarkan daya hasil dan indeks terboboti. Penelitian ini dilaksanakan di dua lokasi yaitu di Kecamatan Rantepao, Kabupaten Tana Toraja, Sulawesi Selatan yang berada pada ketinggian tempat 750 m dpl. dan di University Farm, Sawah Babakan, Bogor, Jawa Barat. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah galur-galur padi F6 hasil seleksi dari 5
kombinasi persilangan. Sejumlah 300 galur F6 hasil seleksi dari F5 dan 6
genotipe tetua sebagai genotipe cek (Pulu’ Mandoti, Lambau, Pinjan, Fatmawati, Sintanur dan Gilirang). Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur-galur yang diuji menampilkan keragaman yang besar untuk semua karakter seleksi. Galur- galur yang terpilih dari kedua lingkungan seleksi (Bogor dan Toraja) memperlihatkan bahwa baik yang diseleksi berdasarkan produksi ataupun seleksi berdasarkan indeks seleksi, memiliki perbedaan dari segi superioritasnya. Galur yang terpilih pada lingkungan target (Toraja) banyak diperoleh dari galur-galur yang berasal dari persilangan tetua toleran suhu rendah Pulu’ Mandoti dengan tetua rentan Fatmawati yaitu galur-galur famili IPB117, sedangkan galur-galur yang terpilih pada lingkungan non target (Bogor) banyak diperoleh dari galur- galur yang berasal dari persilangan Lambau dan Fatmawati (famili IPB115). Kata Kunci : galur, indeks seleksi, indeks terboboti
ABSTRACT
Selection for adaptation to low temperature stress can be done at optimum environmental condition as indirect selection, and in target area. Selection at target location is expected to be able to increase the accuracy of heritability value. The objective of this experiment was to identify the selection effectiveness based on yield and weightedly standardized selection index. This experiment was conducted in two locations: in Rantepao, Tana Toraja, South Sulawesi and in University Farm, Sawah Babakan, Bogor, West Java. F6 lines selected from 5 cross combinations were used as materials in this research. Three hundred lines of F6 generation selected from F5 and 6 parents (Pulu ' Mandoti, Lambau, Pinjan, Fatmawati, Sintanur and Gilirang) were used. The result showed that the tested lines produced high variances for all selection characters. Selected lines from both selection areas (Bogor and Toraja) showed that the lines which had been selected based on yield and on selection index, had differences on their superiority. Lines selected at target area (Toraja) were predominated by lines derived from crossing between low temperature tolerant parent Pulu ' Mandoti and sensitive parent
Fatmawati (set of relatives IPB117), while lines selected at non target area (Bogor) were predominated by descendants of cross between Lambau and Fatmawati ( set of relatives IPB115).
Key words : line, selection index, weightedly index
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lingkungan seleksi turut menentukan strategi dalam seleksi tanaman yang toleran terhadap lingkungan bercekaman. Cecarelli et al. (1998) mengemukakan bahwa berkaitan dengan lingkungan untuk seleksi terdapat 3 macam strategi, yaitu (1) seleksi pada lingkungan optimum (2) seleksi pada lingkungan target (3) seleksi pada lingkungan optimum dan lingkungan target secara bergantian.
Seleksi untuk adaptasi terhadap cekaman suhu rendah dapat dilakukan pada lingkungan optimum yang merupakan seleksi lingkungan tak langsung, dan seleksi di lingkungan target. Menurut Sasaki (1982) prosedur seleksi untuk sifat toleransi terhadap cekaman suhu rendah dapat dilakukan pada generasi F4 atau F5 dengan mempertimbangkan beberapa karakter penciri suhu rendah. Seleksi pada lingkungan target diharapkan dapat meningkatkan ketepatan dugaan nilai heritabilitas. Hal ini disebabkan setiap faktor yang merupakan komponen dari lingkungan bagi tanaman dapat berpotensi mempengaruhi perbedaan penampilan dari genotipe yang diuji. Faktor-faktor tersebut ada yang bersifat dapat diperkirakan, yang biasanya dapat dikendalikan misalnya kesuburan tanah, jarak tanam dan sebagainya dan ada yang tidak dapat diperkirakan, seperti curah hujan, suhu dan kelembaban (Fehr 1987). Keragaan populasi pada kondisi lingkungan seleksi yang yang berbeda menyebabkan perbedaan respon seleksi.
Seleksi akan memberikan respon yang optimal bila menggunakan kriteria seleksi yang tepat. Seleksi berdasarkan daya hasil biasanya kurang memberikan hasil optimal bila tidak didukung oleh kriteria seleksi lain berupa komponen pertumbuhan dan komponen hasil yang berkorelasi kuat dengan daya hasil. Oleh karena itu diperlukan metode seleksi simultan dengan mempertimbangkan beberapa karakter sekaligus. Salah satu bentuk seleksi simultan adalah indeks seleksi. Seleksi ini bertujuan untuk memaksimalkan nilai genetik rata-rata dalam populasi seleksi. Pembobotan dilakukan berdasarkan tingkat kepentingan
ekonomis tiap karakter (Roy 2000). Selain itu, seleksi yang dilakukan di lokasi target akan memberikan daya adaptasi dan produksi yang lebih baik dibandingkan dengan seleksi yang dilakukan di lingkungan non-target, baik dengan menggunakan indeks seleksi maupun produksi.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menduga efektifitas seleksi pada lokasi target dan lokasi non target berdasarkan daya hasil dan indeks terboboti.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Kecamatan Rantepao, Kabupaten Tana Toraja, Sulawesi Selatan yang berada pada ketinggian tempat 750 m dpl. dengan suhu rata-rata 23 oC dan di University Farm, Sawah Babakan, Bogor, Jawa Barat yang berada pada ketinggian tempat 250 m dpl. dengan suhu rata-rata 26.5 oC Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2007 hingga Januari 2008.
Metode Penelitian
Material genetik diperoleh dari persilangan antara 3 tetua lokal dan 3 padi unggul baru yang dilakukan di Sawah Babakan, Bogor pada bulan September 2005. Generasi F1 hingga generasi F3 ditanam dan diseleksi di Bogor sejak Januari 2006 hingga Februari 2007. Sebahagian benih F4 dari masing-masing kombinasi persilangan ditanam dan dibulk pada musim hujan (Maret 2007 hingga Juni 2007) di BPP Sangalla, Kabupaten Tana Toraja dan sebagian ditanam di Bogor. Sejumlah 300 galur F5 famili IPB 115 (Fatmawati x Lambau), IPB 116
(Fatmawati x Pinjan), IPB 117 (Fatmawati x Pulu’ Mandoti), IPB 124 (Gilirang x Lambau) dan IPB 149 (Sintanur x Lambau) ditanam dalam barisan yang diantarai oleh 6 barisan genotipe cek (Pulu’ Mandoti, Lambau, Pinjan, Fatmawati, Sintanur dan Gilirang). Panjang baris 4 meter dan jarak dalam baris 20 cm. Pupuk yang digunakan adalah 3 ton/ha pupuk organik, 110 kg/ha Urea, 100 kg/ha TSP dan 100 kg/ha KCl.
Pada umur 4 minggu setelah tanam, dilakukan penyiangan pertama dan penyiangan kedua pada umur 8 minggu setelah tanam. Panen dilakukan pada saat tanaman telah matang fisiologis, sesuai dengan galur yang diuji, yang ditandai
dengan menguningnya butir gabah termasuk butir-butir gabah yang terletak pada bagian pangkal malai.
Karakter seleksi diamati berdasarkan panduan sistem karakterisasi dan evaluasi tanaman padi (Deptan 2003) sebagai berikut :
1. Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang sampai ujung malai tertinggi (tidak termasuk bulu).
2. Umur panen dicatat dalam hari sejak semai hingga matang (85% butir dalam malai sudah matang).
3. Umur berbunga dicatat dalam hari sejak semai hingga tanaman membentuk malai.
4. Panjang daun bendera diukur dari pangkal hingga ujung daun bendera. 5. Jumlah malai per rumpun dihitung jumlah malai yang terbentuk per
rumpun
6. Bobot 1000 butir gabah bernas ditimbang 1000 butir gabah pada kadar air 14%.
7. Persentase gabah bernas per malai dihitung jumlah biji bernas kemudian dibagi dengan jumlah biji pada malai dikalikan 100%.
8. Bobot gabah per rumpun ditimbang bobot gabah dari 10 rumpun tanaman sampel.
Seleksi langsung dan seleksi tidak langsung berdasarkan hasil dan indeks seleksi terboboti, di mana pembobot disesuaikan dengan nilai ekonomi, nilai korelasi genotipik dan besarnya sumbangan pengaruh langsung dan tidak langsung tiap komponen terhadap hasil. Pembobot ekonomi yang dipakai untuk masing-masing karakter yaitu tinggi tanaman (-1), umur panen (-1), umur berbunga (-1), panjang daun bendera (+1), jumlah malai per rumpun (+1), bobot 1000 butir gabah bernas (+1), persentase gabah bernas per malai (+2), dan produksi (+5).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan Tabel 21, galur-galur yang terpilih dari kedua lingkungan seleksi (Bogor dan Toraja) memperlihatkan bahwa baik yang diseleksi berdasarkan produksi maupun seleksi berdasarkan indeks seleksi, memiliki
perbedaan dari segi superioritasnya. Seleksi untuk perbaikan hasil dapat dilakukan berdasarkan produksi dan seleksi secara simultan dengan mempertimbangkan beberapa karakter yang disesuaikan dengan korelasi genetik antara karakter dengan produksi GKG (Lampiran 3). Berdasarkan sumbangan tiap karakter terhadap produksi, maka karakter utama yang dapat dijadikan sebagai karakter seleksi simultan yaitu tinggi tanaman, umur berbunga, umur panen, jumlah malai, bobot 1000 butir gabah bernas dan persentase gabah bernas. Hasil seleksi dengan mempertimbangkan karakter hasil dan indeks seleksi terboboti di Toraja terpilih 20 galur masing-masing 9 galur terpilih melalui kedua metode seleksi, 6 galur terpilih melalui indeks seleksi terboboti dan 5 galur terpilih berdasarkan produksi.
Tabel 21 Galur-galur terpilih dari Toraja dan Bogor berdasarkan produksi dan indeks seleksi terboboti (weightedly standardized selection index)
Seleksi Toraja Seleksi Bogor
Nomor genotipe Prod GKG
(ton/ha) Nomor galur
Bobot gabah KA 14% (g/rumpun) IPB117-E-RP-2-1 pi 7.6 IPB115-E- 51-1 pi 82 IPB117-E-RP-48-1 i 3.8 IPB115-E-53-1 pi 83 IPB117-E-RP-6-1 pi 6.6 IPB115-E-52-1 pi 77 IPB117-E-RP-3-1 pi 6.7 IPB117-E-16-1 pi 77 IPB117-E-RP-7-1 pi 5.8 IPB116-E-8-1 pi 61 IPB117-E-RP-1-1 pi 5.8 IPB149-E-10-1 pi 58 IPB117-E-RP-10-1 pi 7.3 IPB149-E-18-1 pi 58 IPB117-E-RP-22-1 i 3.5 IPB116-E-2-1 i 58 IPB117-E-RP-16-1 i 3.7 IPB116-E-6-1 p 55 IPB117-E-RP-5-1 pi 6.6 IPB149-E-6-1 p 54 IPB115-E-RP-6-1 pi 4.0 IPB117-E-11-1 54 IPB117-E-RP-4-1 i 5.0 IPB149-E-16-1 42 IPB117-E-RP-36-1 i 3.5 IPB117-E-19-1 39 IPB149-E-RP-7-1 pi 5.8 IPB116-E-10-1 37 IPB117-E-RP-35-1 i 3.1 IPB116-E-29-1 35 IPB117-E-RP-12-1 p 6.0 IPB117-E-1-1 35 IPB117-E-RP-49-1 p 6.2 IPB116-E-3-1 34 IPB117-E-RP-56-1 p 4.5 IPB116-E-7-1 28 IPB116-E-RP-21-1 p 4.5 IPB116-E-31-1 27 IPB117-E-RP-11-1 p 3.8 IPB116-E-3-1 27
Keterangan : ip = Galur terpilih berdasarkan indeks terboboti dan produksi, i = Galur terpilih berdasarkan indeks seleksi terboboti, p = Galur terpilih berdasarkan produksi.
Galur dengan produksi tertinggi adalah IPB117-E-RP-2-1 dan IPB117-E- RP-10-1. Galur-galur yang terpilih melalui indeks seleksi terboboti memberikan produksi yang lebih rendah, tetapi memiliki keunggulan lain pada karakter pertumbuhan dan komponen hasil. Hal ini menunjukkan bahwa nomor galur yang terpilih berdasarkan indeks terboboti dan berdasarkan produksi pada kedua lokasi, pada umumnya sama, karena dalam proses seleksi berdasarkan indeks terboboti, hasil diboboti dengan 5 kali.
Hasil seleksi dengan mempertimbangkan karakter hasil dan indeks seleksi terboboti di Bogor terpilih 10 galur masing-masing 7 galur terpilih melalui kedua metode seleksi, 1 galur terpilih melalui indeks seleksi terboboti dan 2 galur terpilih berdasarkan produksi. Galur dengan produksi tertinggi adalah IPB115-E- 51-1 dan IPB115-E-53-1. Dengan demikian, galur yang terpilih pada lingkungan target (Toraja) umumnya didominasi oleh galur-galur yang berasal dari persilangan tetua rentan suhu rendah Fatmawati dengan tetua toleran Pulu’ Mandoti yaitu famili galur IPB117, sedangkan galur-galur yang terpilih pada lingkungan non target (Bogor) umumnya didominasi oleh zuriat hasil persilangan dari Fatmawati dan Lambau (famili galur IPB115).
Galur-galur yang diuji menampilkan karakter tinggi tanaman yang berkisar antara 130 hingga 160 cm. Fenotipe ini berada di antara tetua-tetua betina Fatmawati, Gilirang dan Sintanur (+115 cm) dengan tetua-tetua jantan Pulu’ Mandoti, Lambau dan Pinjan (+175 cm), yang menunjukkan bahwa sifat tinggi pada galur yang diuji diwariskan dari tetua jantan yang dominan terhadap sifat pendek dari tetua betina (Gambar 23). Galur yang diuji menampilkan karakter umur panen yang berkisar antara 115 hingga 125 hari, yang menunjukkan bahwa sifat umur pendek yang ditampilkan oleh galur-galur yang diuji yang diwariskan dari tetua betina (+ 110 hari) dominan terhadap sifat umur panjang dari tetua jantan (+ 155 hari) (Gambar 24).
0 10 63 59 23 3 0 0 10 20 30 40 50 60 70 100 115 130 145 160 175 190 Tinggi tanaman (cm) F reku en si
Gambar 23 Distribusi frekuensi tinggi tanaman galur-galur padi sawah pada kondisi cekaman suhu rendah.
Berdasarkan parameter panjang daun bendera, populasi galur yang diuji didominasi oleh galur dengan panjang daun bendera yang berkisar antara 35 hingga 45 cm, yang berada di antara panjang daun bendera pada tetua betina (46 cm) dan rata-rata panjang daun bendera pada tetua jantan (Gambar 25).
0 0 9 78 56 10 3 2 0 20 40 60 80 100 100 105 110 115 120 125 130 135
Umur Panen (hari)
Fr
e
kue
nsi
Gambar 24 Distribusi frekuensi umur panen galur-galur padi sawah pada kondisi cekaman suhu rendah.
Distribusi frekuensi jumlah malai per rumpun (Gambar 26) menunjukkan bahwa jumlah malai rata-rata sebanyak 10 – 15 malai. Jumlah malai pada galur- galur hasil seleksi dari Bogor relatif lebih banyak dibandingkan dengan jumlah malai pada galur-galur hasil seleksi dari Toraja.
1 4 17 40 51 26 16 2 1 0 10 20 30 40 50 60 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Panjang daun bendera (cm)
Fr e que n c y
Gambar 25 Distribusi frekuensi panjang daun bendera galur-galur padi sawah pada kondisi cekaman suhu rendah.
Berdasarkan pada bobot 1000 butir gabah bernas, populasi didominasi oleh galur dengan bobot 1000 butir yang berkisar antara 28 hingga 32 gram untuk kedua lokasi seleksi. Rata-rata bobot 1000 butir gabah galur yang diseleksi dari Rantepao melebihi bobot 1000 butir galur-galur hasil seleksi dari Bogor (Gambar 27). 14 91 20 12 3 2 25 115 18 0 20 40 60 80 100 120 140 5 10 15 20 25 30
Jumlah malai per rumpun
F re k u en si Bogor R. Pao
Gambar 26 Distribusi frekuensi jumlah malai per rumpun galur-galur padi sawah yang diseleksi di Bogor dan Toraja.
Berdasarkan pada persentase gabah bernas, populasi didominasi oleh galur dengan persentase gabah bernas yang berkisar antara 85 hingga 90 persen (Gambar 28). Persentase gabah bernas galur-galur hasil seleksi dari Rantepao melebihi persentase gabah bernas galur-galur hasil seleksi dari Bogor.
3 5 9 42 51 23 9 3 3 6 50 58 24 14 0 10 20 30 40 50 60 70 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Bobot 1000 butir (g) F rekuensi Bogor R. Pao
Gambar 27 Distribusi frekuensi bobot 1000 gabah bernas galur-galur padi sawah yang diseleksi di Bogor dan Toraja.
1 1 1 3 5 3 17 59 44 8 1 1 1 2 4 3 6 26 61 46 7 0 10 20 30 40 50 60 70 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
Pe rse nta se ga ba h be rna s (%)
F re k u e n s i Bogor R. Pao
Gambar 28 Distribusi frekuensi persentase gabah bernas galur-galur padi sawah yang diseleksi di Bogor dan Toraja.
Berdasarkan pada bobot gabah per rumpun, populasi didominasi oleh galur dengan bobot gabah yang berkisar antara 20 hingga 40 gram per rumpun (Gambar 29). 4 49 43 13 8 12 5 4 3 1 4 71 62 15 4 1 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Bobot gabah per rumpun (g)
Fr
ekuensi
Bogor Toraja
Gambar 29 Distribusi frekuensi bobot gabah per rumpun galur-galur padi sawah yang diseleksi di Bogor dan Toraja.
SIMPULAN
Galur-galur yang diuji menampilkan keragaman yang besar untuk semua karakter seleksi. Galur-galur yang terpilih dari kedua lingkungan seleksi (Bogor dan Toraja) memperlihatkan bahwa baik yang diseleksi berdasarkan produksi
ataupun seleksi berdasarkan indeks seleksi, memiliki perbedaan dari segi superioritasnya. Galur yang terpilih pada lingkungan target (Toraja) didominasi oleh galur-galur yang berasal dari persilangan tetua peka suhu rendah Fatmawati dengan tetua toleran Pulu’ Mandoti yaitu galur-galur IPB117, sedangkan galur- galur yang terpilih pada lingkungan non target (Bogor) didominasi galur-galur yang berasal dari persilangan tetua peka Fatmawati dan tetua toleran Lambau (IPB115).
EVALUASI KERAGAAN GALUR PADA EKOSISTEM