KERAGAAN BEBERAPA GENOTIPE
CABAI (Capsicum annuum L.) DAN KETAHANANNYA
TERHADAP ANTRAKNOSA, HAWAR PHYTOPHTHORA,
DAN LAYU BAKTERI SERTA PARAMETER GENETIKNYA
NURWANITA EKASARI PUTRI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Keragaan Beberapa Genotipe Cabai (Capsicum annuum L.) dan Ketahanannya terhadap Antraknosa, Hawar Phytophthora, dan Layu Bakteri serta Parameter Genetiknya adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Nurwanita Ekasari Putri NIM A253070061
ABSTRACT
NURWANITA EKASARI PUTRI. Performance of Several Chilli (Capsicum annuum L.) Genotypes and Its Resistance to Anthracnose, Phytophthora Blight, Bacterial Wilt, and Their Genetic Parameters. Under direction of SRIANI SUJIPRIHATI, MUHAMAD SYUKUR, and WIDODO.
The aims of this research are to estimate genetic parameters to yield character and their resistance to anthracnose, phytophthora blight, and bacterial wilt. This research was conducted from June 2008 until November 2009 and consisted of three stages i.e. yield evaluation, resistance evaluation to anthracnose, phytophthora blight, and bacterial wilt, and genetic parameter estimation using diallel analysis. The characters being observed for yield evaluation were fruit weight per plant, weight per fruit, fruit length and fruit diameter. Genotype IPBC7 has the highest fruit weight per plant. Genotype IPBC28 has the highest weight per fruit. Genotypes with longest fruit were IPBC2, IPBC28, IPBC50, IPBC51, and IPBC64. Genotype IPBC5 has the biggest fruit diameter. The character being observed for resistance evaluation was disease incidence (DI). Genotypes IPBC15 and IPBC131 were resistant and moderately resistant to C. acutatum PYK04 isolate, respectively. Genotypes IPBC12, IPBC13, IPBC15, IPBC128 and IPBC130 were resistant while IPBC9, IPBC14, and IPBC19 were susceptible to P. capsici TG01 isolate. IPBC19 and IPBC127 genotypes were slightly susceptible; IPBC12, IPBC15, IPBC125, and IPBC126 were slightly resistant genotypes; and other genotypes were resistant to R. solanacearum CHG7 isolate. Six genotypes were selected based on yield, disease resistance, and easy to cross, i.e. IPBC2, IPBC9, IPBC10, IPBC14, IPBC15, and IPBC20. These genotypes were used for diallel analysis in order to obtain genetic parameters estimation. Fruit length and phytophthora blight resistance were affected by inter-gene interaction (non allelic) except for fruit weight per plant, weight per fruit, and resistance to anthracnose and bacterial wilt. All observed-characters are controlled by partially-dominant gene action except for phytophthora blight resistance which is controlled by over-dominant gene action. Both broad and narrow-sense heritabilities are high for all characters, except for narrow-sense heritability of phytophthora resistance. Narrow heritability of phytophthora resistance is very low because there is no additive variance to control it. General combining ability and specific combining ability play important role to all observed-characters except to phytophthora blight resistance. There were no maternal effects to fruit weight and resistance to anthracnose. Additive variance is bigger than dominance variance for fruit weight per plant, weight per fruit, fruit length, and resistance to anthracnose and bacterial wilt. Thus, chilli breeding program is more directed to develop open pollinated variety. On the other hand, phytophthora blight resistance is more directed to develop hybrid variety. Based on both broad and narrow-sense heritabilities, selection can be done in early generation.
Keywords: chilli, C. acutatum, P. capsici, R. solanacearum, resistance, diallel analysis, genetic parameters.
RINGKASAN
NURWANITA EKASARI PUTRI. Keragaan Beberapa Genotipe Cabai (Capsicum annuum L.) dan Ketahanannya terhadap Antraknosa, Hawar Phytophthora, dan Layu Bakteri serta Parameter Genetiknya. Dibimbing oleh SRIANI SUJIPRIHATI, MUHAMAD SYUKUR, dan WIDODO.
Informasi genetik sangat diperlukan dalam merakit varietas cabai yang berdaya hasil tinggi dan tahan terhadap penyakit (antraknosa, hawar phytophthora, dan layu bakteri). Untuk mendapatkan informasi genetik ini maka dilakukan penelitian dengan tiga kegiatan, yaitu 1) evaluasi daya hasil; 2) evaluasi ketahanan terhadap antraknosa, hawar phytophthora, dan layu bakteri; 3) pendugaan parameter genetik menggunakan analisis dialel. Penelitian dilakukan Juni 2008 – November 2009 di lapangan dan laboratorium.
Kegiatan evaluasi daya hasil menggunakan 28 genotipe cabai koleksi Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman, IPB. Kegiatan ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai daya hasil dari karakter yang diamati, yaitu bobot buah per tanaman, bobot per buah, panjang buah, dan diameter buah. IPBC7 memiliki bobot buah per tanaman paling besar. IPBC28 merupakan genotipe yang memiliki bobot per buah yang paling besar. Buah terpanjang dimiliki oleh IPBC2, IPBC28, IPBC50, IPBC51, dan IPBC64. Diameter buah terbesar adalah IPBC5. Keragaman genetiknya luas pada semua karakter yang diamati kecuali diameter buah sehingga karakter diameter buah tidak diikutsertakan dalam pendugaan parameter genetik.
Evaluasi ketahanan pada 25 genotipe cabai terhadap antraknosa menggunakan C. acutatum isolat PYK04. IPBC15 dan IPBC131 berturut-turut merupakan genotipe tahan dan moderat sedangkan genotipe lainnya adalah rentan. Ketahanan 22 genotipe cabai terhadap hawar phytophthora menggunakan P. capsici isolat TG01. IPBC12, IPBC13, IPBC15, IPBC128, IPBC130 merupakan genotipe tahan sedangkan IPBC9, IPB14, dan IPBC19 merupakan genotipe rentan dan sisanya adalah genotipe agak tahan. Pengujian ketahanan 22 genotipe cabai terhadap layu bakteri menggunakan R. solanacearum isolat CHG7. IPBC19 dan IPBC127 adalah genotipe agak rentan. IPBC12, IPBC15, IPB125, dan IPBC126 adalah genotipe agak tahan dan genotipe lainnya tergolong tahan.
Enam genotipe dipilih berdasarkan daya hasilnya, ketahanan terhadap penyakit (antraknosa, hawar phytophthora, layu bakteri) serta kemudahan dilakukan persilangan, yaitu IPBC2, IPBC9, IPBC10, IPBC14, IPBC15, dan IPBC20. Genotipe ini digunakan sebagai tetua dalam persilangan dialel untuk menduga parameter genetiknya. Keragaman genetik pada keenam genotipe yang dipilih adalah luas pada karakter bobot buah per tanaman, bobot per buah, dan panjang buah, namun ketahanan terhadap penyakit yang diamati keragamannya sempit. Karakter panjang buah dan ketahanan terhadap hawar phytophthora dipengaruhi oleh interaksi non alelik kecuali bobot buah per tanaman, bobot per buah dan ketahanan terhadap antraknosa dan layu bakteri. Aksi gen yang mengendalikan semua karakter yang diamati adalah dominan parsial kecuali ketahanan terhadap hawar phytophthora yang dikendalikan secara over dominance. Jumlah gen yang mengendalikan bobot buah per tanaman, bobot per
buah, dan panjang buah masing-masing adalah tiga, satu, dan satu kelompok gen. Ketahanan terhadap antraknosa dan hawar phytophthora dikendalikan masing-masing oleh satu dan empat gen.
Ragam DGU dan DGK berperan pada semua karakter yang diamati kecuali ketahanan terhadap hawar phytophthora hanya dipengaruhi oleh ragam DGK. Ragam DGU merupakan indikasi adanya ragam aditif dan ragam DGK merupakan manifestasi ragam dominan. Pengaruh maternal tidak ada pada bobot buah per tanaman dan ketahanan terhadap antraknosa.
Ragam aditif yang lebih besar dibandingkan ragam dominan pada karakter bobot buah per tanaman, bobot per buah, panjang buah, ketahanan terhadap penyakit (antraknosa dan layu bakteri) maka pemuliaan cabai diarahkan membentuk varietas open pollinated sedangkan ketahanan terhadap P. capsici lebih diarahkan membentuk hibrida. Heritabilitas arti luas dan sempit semua karakter tinggi kecuali ketahanan terhadap hawar phytophthora yang memiliki heritabilitas arti sempit yang sangat kecil akibat tidak adanya ragam aditif yang berperan. Berdasarkan nilai heritabilitas arti luas dan sempit, karakter-karakter yang diamati dapat diseleksi pada generasi awal.
Kata kunci : cabai, C. acutatum, P. capsici, R. solanacearum, analisis dialel, parameter genetik
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
KERAGAAN BEBERAPA GENOTIPE
CABAI (Capsicum annuum L.) DAN KETAHANANNYA
TERHADAP ANTRAKNOSA, HAWAR PHYTOPHTHORA,
DAN LAYU BAKTERI SERTA PARAMETER GENETIKNYA
NURWANITA EKASARI PUTRI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
Judul Tesis : Keragaan Beberapa Genotipe Cabai (Capsicum annuum L.) dan Ketahanannya terhadap Antraknosa, Hawar Phytophthora, dan Layu Bakteri serta Parameter Genetiknya
Nama : Nurwanita Ekasari Putri
NIM : A253070061
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, M.S. Ketua
Dr. Muhamad Syukur, SP.M.Si. Dr. Ir. Widodo, M.S. Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Mayor Dekan Sekolah Pascasarjana Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
PRAKATA
Alhamdulillahi Rabbil ‘alamin atas rahmat dan hidayah Allah SWT yang memberikan kemudahan dan kelapangan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Keragaan Beberapa Genotipe Cabai (Capsicum annuum L.) dan Ketahanannya terhadap Antraknosa, Hawar Phytophthora, dan Layu Bakteri serta Parameter Genetiknya. Tesis ini merupakan tugas akhir dalam menyelesaikan Program Magister pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS., Dr. Muhamad Syukur, SP.MSi., dan Dr. Ir. Widodo, MS. selaku komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan sejak perencanaan dan penyusunan penelitian hingga penyelesaian tulisan.
2. Dr. Ir. Yudiwanti Wahyu Endro Kusumo, MS. sebagai penguji luar komisi pembimbing atas`masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
3. Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc. selaku Ketua Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman SPs IPB yang selalu memberi arahan dalam pelaksanaan studi selama perkuliahan hingga pelaksanaan tugas akhir.
4. Dr. Rahmi Yunianti, SP.MSi yang selalu meluangkan waktu untuk berdiskusi dan memberikan masukan serta motivasi selama perkuliahan hingga penyelesaian tugas akhir.
5. Rektor Universitas Andalas, Dekan Fakultas Pertanian, dan Ketua Jurusan Budidaya Pertanian yang telah memberikan izin belajar.
6. Dirjen DIKTI yang telah memberikan beasiswa BPPS.
7. Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS. sebagai Ketua Tim Hibah Pascasarjana Tahun 2009 dan Dr. Muhamad Syukur, SP.MSi. sebagai Ketua Tim Hibah KKP3T Deptan Tahun 2009 yang telah membiayai penelitian ini.
8. Ketua Tim Pemuliaan Cabai Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB atas bantuan bahan genetik dan fasilitas di Laboratorium Pendidikan Pemuliaan Tanaman.
9. Dr. Ir. Widodo, MS atas sumbangan isolat Colletotrichum acutatum dan Phytophthora capsici.
10. Kepala Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman yang memberikan ijin untuk menggunakan isolat Ralstonia solanacearum. 11. Ady Daryanto SP, Tiara Yudilastari SP, Abdul Hakim, Endah SP, Purwati SP,
Swisci Margareth SP, Ir. Dwi Wahyuni Ganefianti MS, Undang SP, Siti Marwiyah SP, Abdulllah bin Arif SP, Avicenna, Rohim Firdaus SP, Esa Hari Wibowo SP, Andra, Warno, dan Pak Darwa atas kebersamaan bantuan dan kerjasama serta kecerian selama penelitian di lapang dan laboratorium.
12. Ir. Gusti Adhi, MS yang telah membuat dan memberi ijin penggunaan listing SAS dalam analisis dialel.
13. Teman-teman PBT 2007: Amin Nur, Hairinsyah, Rokhana Faizah, Yusie Arisanti, Alfin Widiastuti, Heni Safitri, Erni Suminar, Fifin N. Khairunisa, Isnaini dan Siti Nurrohmah atas kebersamaan dan saling memotivasi sejak awal kuliah hingga penyelesaian tugas akhir.
14. Adik-adik di Blobo atas keceriaan dan kebersamaan terutama Nurul Fuadi, Risa, dan Indah yang juga turut membantu panen di lapang.
15. Ayahanda Ir. Bustimar dan Ibunda Andi Rasnah serta adik-adikku Puput dan Yuyuk yang tiada hentinya selalu mendoakan dan memberikan kasih sayang, pengorbanan, dan dukungan serta motivasi.
16. Suami tercinta Ardian Amien atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan
pengertiannya.
17. Keluarga besar Ardan Amien (alm.) atas doa, dukungan dan kasih sayang. 18. Para sahabat dan semua pihak yang telah banyak membantu penulis.
Penulis berharap semoga tulisan ini dapat dimanfaatkan guna memperkaya khazanah pengembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, Februari 2010
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan dilahirkan di Padang pada tanggal 1 Agustus 1978 sebagai putri pertama dari ayah Ir. Bustimar dan ibu Andi Rasnah M. Penulis menikah dengan Ardian Amien SH pada tanggal 2 Agustus 2008.
Penulis menyelesaikan pendidikan sarjana di Program Studi Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian IPB pada tahun 2001. Pada tahun 2005, penulis diterima sebagai staf pengajar di Program Studi Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Faperta Universitas Andalas. Penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan Program Magister di Sekolah Pascasarjana IPB pada Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman dengan beasiswa BPPS pada tahun 2007.
Artikel yang berjudul Analisis Dialel pada Komponen Daya Hasil Cabai telah disajikan pada Seminar Nasional Perhimpinan Ilmu Pemuliaan Indonesia pada Tanggal 18-19 November 2009 di Cimanggu, Bogor. Artikel ini merupakan bagian dari tesis penulis.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Kerangka Pemikiran dan Pengajuan Hipotesis ... 4
Ruang lingkup penelitian ... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 8
Klasifikasi Cabai ... 8
Botani Cabai ... 8
Penyakit Antraknosa ... 9
Penyakit Hawar Phytophthora ... 11
Penyakit Layu Bakteri ... 13
Perakitan Varietas Tahan ... 16
Metode Silang Dialel ... 17
Heterosis ... 20
Heritabilitas ... 21
BAHAN METODE ... 23
Percobaan 1: Karakterisasi Daya Hasil ... 23
Percobaan 2: Pengujian Ketahanan Terhadap Antraknosa, Hawar Phytophthora dan Layu Bakteri ... 24
Percobaan 3: Pendugaan Parameter Genetik Menggunakan Analisis Dialel ... 29
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 34
Karakterisasi Daya Hasil ... 34
Evaluasi Ketahanan Terhadap Penyakit Antraknosa, Hawar Phytophthora, dan Layu Bakteri ... 38
Analisis Silang Dialel ... 44
PEMBAHASAN UMUM ... 72
SIMPULAN DAN SARAN ... 81
Simpulan ... 81 Saran ... 82 DAFTAR PUSTAKA ... 83 LAMPIRAN ... 89
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Pengelompokan ras penyakit Ralstonia solanacearum... 142 Analisis ragam rancangan acak kelompok ... 23
4 Kriteria ketahanan cabai terhadap hawar Phytophthora ... 27
5 Kriteria ketahanan cabai terhadap layu bakteri ... 29
6 Populasi full diallel dalam menduga parameter genetik untuk daya hasil 30 7 Populasi full diallel dalam menduga parameter genetik untuk ketahanan terhadap antraknosa ... 32
8 Populasi half diallel dalam menduga parameter genetik untuk ketahanan terhadap penyakit hawar phytophthora dan layu bakteri ... 32
9 Nilai kuadrat tengah beberapa sifat kuantitatif pada genotipe cabai yang diamati ... 34
10 Nilai rata-rata beberapa sifat kuantitatif pada genotipe yang diamati... 35
11 Parameter genetik pada bobot buah per tanaman, bobot per buah, panjang buah, dan diameter buah ... 36
12 Korelasi pada beberapa karakter cabai yang diamati ... 37
13 Ketahanan beberapa genotipe cabai terhadap penyakit antraknosa yang disebabkan oleh C. acutatum isolat PYK04 ... 40
14 Ketahanan beberapa genotipe cabai terhadap penyakit hawar Phytophthora yang disebabkan oleh Phytophthora capsici LEONIAN isolat TG01 ... 42
15 Ketahanan beberapa genotipe cabai terhadap penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum ... 43
16 Parameter genetik ketahanan terhadap antraknosa, hawar phytophthora, dan layu bakteri ... 44
17 Genotipe-genotipe yang dijadikan tetua dalam persilangan dialel ... 45
18 Parameter genetik dari enam genotipe yang dipilih ... 45
19 Populasi full diallel dengan menggunakan enam genotipe terpilih ... 46
20 Nilai kuadrat tengah beberapa sifat kuantitatif cabai ... 47
21 Pendugaan parameter genetik pada beberapa sifat kuantittaif cabai ... 48
22 Rata-rata tetua dan F1 pada karakter yang diamati ... 49
23 Analisis ragam DGU, DGK dan resiprokal pada karakter bobot buah per tanaman, bobot per buah, dan panjang buah ... 54
24 Nilai rata-rata, DGU, dan DGK pada bobot buah per tanaman, bobot per buah, dan panjang buah ... 55
25 Nilai heterosis dan heterobeltiosis pada karakter cabai yang diamati... 58
26 Kuadrat tengah kejadian penyakit antraknosa... 59
27 Populasi half diallel dalam menduga parameter genetik untuk ketahanan terhadap hawar phytophthora ... 60
28 Kuadrat tengah ketahanan terhadap Phytophthora capsici ... 60
29 Populasi half diallel dalam menduga parameter genetik untuk ketahanan terhadap layu bakteri ... 61
30 Nilai kuadrat tengah ketahanan terhadap layu bakteri ... 61
31 Pendugaan parameter genetik ketahanan cabai terhadap antraknosa (C. acutatum) isolat PYK04 dan hawar phytophthora ... 62 32 Analisis ragam DGU, DGK, dan resiprokal pada kejadian penyakit
antraknosa ... 66
33 Nilai rata-rata, DGU, dan DGK serta kriteria ketahanan cabai terhadap antraknosa ... 67
34 Analisis DGU dan DGK pada ketahanan terhadap P. capsici ... 68
35 Nilai rata-rata, DGU, dan DGK serta kriteria ketahanan terhadap Hawar phytophthora... 68
36 Kriteria ketahanan populasi half diallel terhadap layu bakteri ... 70
37 Komponen analisis ragam analisis silang dialel... 94
38 Pendugaan ragam dan peragam ... 94
39 Komponen ragam untuk daya gabung pada Metode I Griffing ... 98
40 Komponen ragam untuk daya gabung pada Metode II Griffing ... 99
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Bagan alir penelitian ... 72 Inokulum C. acutatum isolat PYK04 ... 25
3 Tahapan pelaksanaan inokulasi C. acutatum isolat PYK04 ... 25
4 Inokulum P. capsici isolat TG01 ... 26
5 Inokulasi P. capsici pada tanaman berumur 28 hari ... 27
6 Persiapan dan inokulasi R. solanacearum penyebab layu bakteri ... 29
7 Serangan antraknosa yang disebabkan C. acutatum pada buah ... 39
8 Serangan hawar phytophthora yang disebabkan P. capsici pada fase bibit ... 40
9 Serangan layu bakteri yang disebabkan oleh R. solanacearum ... 42
10 Hubungan varians (Vr) dan peragam (Wr) pada populasi F1 silang dialel.. ... 52
11 Hubungan varians (Vr) dan peragam (Wr) pada populasi F1 silang dialel pada ketahanannya terhadap antraknosa ... 64
12 Hubungan varians (Vr) dan peragam (Wr) pada populasi F1 silang dialel pada ketahanannya terhadap hawar phytophthora ... 65
13 Bulu batang pada cabai ... 91
15 Bentuk buah ... 92
16 Bentuk pangkal buah ... 93
17 Bentuk ujung buah ... 93
DAFTAR LAMPIRAN
... Halaman 1 Genotipe yang digunakan dalam karakterisasi daya hasil ... 892 Genotipe yang digunakan dalam pengujian ketahanan terhadap antraknosa, hawar phytophthora, dan layu bakteri ... 90
3 ... Descriptor for Capsicum ... 91
4 Analisis menggunakan Metode Hayman ... 94
5 Analisis menggunakan Metode Griffing ... 98
6 Karakerisasi beberapa genotipe cabai berdasarkan karakter kualitatif ... 101
7 Hasil sidik ragam ketahanan terhadap penyakit antraknosa, hawar ... Phytophthora, dan layu bakteri ... 103
8 Genotipe yang dipilih sebagai tetua dalam pendugaan parameter genetik 104 9 Penampilan persilangan IPBC2xIPBC14 dan IPBC2xIPBC15 ... 105
