Perbaikan Genetik dan Evaluasi Daya Hasil Plasma Nutfah
Jagung Merah “MESI”
M Yasin HG, Musdalifah Isnaeni, NN Andayani, dan Faesal
Balai Penelitian Tanaman Serealia Jl. Dr. Ratulangi No. 274 Maros, Sulawesi Selatan
E-mail: yasinhg@yahoo.com Abstrak
Plasma nutfah jagung varietas lokal “Jagung Mesi” adalah berasal dari Kabupaten Sigi, Provinsi Sulawesi Tengah. Jagung ini disenangi petani dan banyak dimanfaatkan sebagai pakan ternak unggas karena warna biji berwarna merah cerah dengan tekstur mutiara. Perbaikan genetik telah dilakukan pada tiga karakter yaitu menurunkan tinggi tanaman dan tinggi tongkol serta meningkatkan hasil biji dengan menambah ukuran kelobot. Metode perbaikan genetik dilakukan dengan silang balik, menggunakan donor galur jagung Provit A1 yang teridentifikasi berwarna merah dengan tekstur mutiara. Penelitian dilaksanakan dalam tahun 2013-2016 di KP Maros. Hasil perbaikan dievaluasi melalui uji daya hasil sebanyak 13 entri termasuk dua pembanding jagung Mesi status awal (MS.C0) dan Sukmaraga dengan RAK tiga ulangan, dilakukan dengan jarak tanam 75x20 cm empat baris per entri dipupuk urea-ponska (300-200)kg/ha. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada generasi silang balik BC2F1 (MS.BC2F1.F) telah terjadi penurunan karakter tinggi tanaman, tinggi tongkol sebesar 26,4% sedangkan produksi bobot biji bertambah 81,8%. Tinggi tongkol yang dihasilkan sudah sangat sesuai dengan kriteria seleksi yaitu sekitar setengah dari tinggi tanaman, periode umur berbunga jantan dan betina (asi) tiga hari, aspek tanaman dan aspek penutupan kelobot adalah skor satu (sangat baik).
Kata kunci: jagung Mesi, silang balik, pakan.
Abstract
The red corn seed germplasm of flint texture is derived from Sigi Regency, Central Sulawesi, by red corn farmers it called local varieties “Mesi Corn”. This corn is favored by farmers because the color of the seeds is bright red, and is widely used as poultry feed. Genetic improvement has been carried out in three characters, namely reducing plant height and ear height and increasing grain yield by increasing the size of the husks. The method of genetic improvement was done with back cross, using the donor of the Provit A1 corn line which was identified as red with a flint texture. The research was carried out from 2013 to 2016 at Maros Experimental Farm. The results of the improvement were evaluated through 13 entries including Mesi in cycle C0 (MS.C0) and Sukmaraga with RCBD, three replications, carried out with a planting space of 75x20 cm four lines per entry, fertilized by Urea-Phonska (300-200) kg/ha. The results of the study showed that in the generation of back crossing BC2F1 (MS.BC2F1.F) there has been a decrease in the character of plant height, the height of ear by 26.4% while the production of seed weight increased by 81.8%. The height of the cob produced was very suitable with the selection criteria which is about half of the height of the plant, the period of anthesis-silking interval (ASI) was three days, the aspect of the plant and the aspect of closing the husk was score one (very good).
Keywords: Mesi corn, back rosslinking, feed.
Pendahuluan
Varietas jagung lokal berupa plasma nutfah di Kab Sigi Sulteng dinamai jagung “Mesi”. Petani menanam terutama untuk pakan unggas ayam. Pemberian jagung Mesi menjadikan kuning-telur berwarna merah cerah serta bobot badan ayam lebih cepat bertambah dan meningkat dibanding pakan dari jagung biasa. Varietas lokal Mesi
mempunyai keunggulan yaitu umur sedang dan tahan bulai, namun mempunyai kekurangan yaitu mudah rebah karena tinggi tanaman mencapai ±2,5 m, diameter batang kecil serta produktivitas hasil relatif rendah yaitu 4,0-5,0 t/ha, karena itu diperlukan perbaikan genetik dari varietas lokal Mesi, sehingga mempunyai karakter dan produktivitas yang unggul. Pengelolaan plasma
nutfah nabati dapat dirakit untuk menghasilkan vub dengan daya adaptasi yang lebih baik serta mempunyai ketahanan terhadap cekaman lingkungan abiotik (Sutrisno dan Silitonga 2003; Besson et al. 2014).
Perbaikan genetik dari sejumlah karakter jagung dapat dilakukan dengan perbaikan dalam dan antar populasi (intra and inter population improvement). Apabila perbaikan genetik melibatkan lebih dari satu populasi dinamakan inter population improvement, dan jika melibatkan pada populasinya sendiri dinamakan intra population improvement. Granados (2002); Yasin et al. (2015) telah melakukan perbaikan genetik jagung QPM melalui perbaikan dua populasi, satu populasi sebagai donor dan lainnya sebagai tetua berbalikan (recurrent parent). Hallauer dan Miranda (1998) dan Amzeri (2016) menyatakan bahwa perbaikan karakter dapat dilakukan pada populasi awal melalui perbaikan antar populasi dengan metoda silang balik, donor sebagai induk betina dan jantan sebagai tetua berbalikan.
Penelitian bertujuan untuk memperbaiki karakter jagung Mesi yaitu menurunkan tinggi tanaman dan tinggi tongkol serta meningkatkan produksi bobot biji.
Bahan dan Metode
Penelitian menggunakan materi genetik berupa plasma nutfah jagung local (jagung Mesi) yang berasal dari wilayah Kab. Sigi Sulawesi Tengah dalam tahun 2012.
Penelitian terbagi atas dua tahapan :
a. Perbaikan genetik
Metoda silang balik dilakukan sampai generasi BC2F1. Tetua dari galur Provit A (CLP-5-1-1) digunakan sebagai donor induk betina pada status awal S2, tetua berbalikan (recurrent parent) jagung Mesi status C0 (MS.C0) sebagai induk jantan. Setiap generasi dilakukan seleksi dan pemilihan biji (discard) sampai BC2F1 dilanjutkan dengan penggaluran sampai dua generasi. Plot mempunyai ukuran 15,0 m dengan jarak tanam 75x20 cm. Induk ditanam sebanyak betina lima baris dan jantan dua baris. Pemupukan menggunakan urea-ponska dengan dosis 300 dan
200 kg/ha. Penelitian dilaksanakan dalam tahun 2013/2015 di KP Maros.
b. Evaluasi daya hasil
Populasi Mesi yang telah mengalami perbaikan genetik pada status BC2F1 selanjutnya dilakukan evaluasi daya hasil dilaksanakan di KP Maros dalam MT 2016. Penelitian dilaksanakan dengan menggunakan 13 entri (11 materi andalan ditambah dua pembanding) yaitu (1) populasi Mesi pada status C0 (MS.C0) dan (2) Sukmaraga. Menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dua ulangan. Setiap entri dipisahkan (discard) berdasarkan generasi benih dengan tipe biji mutiara dan gigi kuda (flint, dent). Ditanam dua baris setiap entri, panjang plot 5,0 m, satu tanaman per rumpun, dipupuk urea-ponska (300-200)kg/ha. Pemberian pupuk awal secara tugal saat 8-10 hst dengan takaran urea-ponska (150-200) kg/ha, dan saat 38-40 hst sebanyak urea 150 kg/ha.
Hasil dan Pembahasan
Hasil penelitian pada setiap tahapan disajikan sebagai berikut :
a. Perbaikan genetik
Tahapan kegiatan silang balik diuraikan sesuai Gambar 1 berikut :
MT 1. A x B MT 2. F1 9 MT 3. F2 x B MT 4. BC1F1 x B MT 5. BC2F1 9 MT 6. BC2F2 9 MT 7. BC2F3
A : donor CLP-5-1-1, (CLP : CIMMYT Line Provit) B : tetua berbalikan MS.C0, Populasi Mesi siklus awal Gambar 1. Perbaikan karakter jagung lokal populasi Mesi, KP Maros 2012-2015
Tahap kegiatan silang balik sesuai Gambar 1 adalah melakukan persilangan kawin diri (selfing) pada 80-100 tanaman. Secara individual tanaman dipilih untuk persilangan yaitu sinkron masa pembungaan, tanaman tegap/kuat, tinggi tanaman dan tongkol masing-masing <2,00 m dan <90,0 cm. Karakter tanaman hasil persilangan guna menghasilkan BC2F1 disajikan pada Tabel 1. Pada Tabel 1 terlihat bahwa populasi tanaman pada status MS.C0 yang telah disilang balik karakter tinggi tanaman sudah berkurang mencapai sekitar 150-170 cm dan tinggi tongkol 80-100 cm. Jumlah tanaman yang mengalami rebah batang dan rebah akar 10-12,5%. Adapun bobot biji sebesar 18-25 gr per tongkol. Hasil silang balik pada penelitian ini sudah memperlihatkan bahwa populasi awal jagung Mesi sudah mengalami perbaikan pada karakter tinggi tanaman, tinggi tongkol dan bobot biji.
Tabel 1. Karakter populasi jagung lokal “Mesi”. MT 2015 KP. Maros Karakter Pengukuran Tinggi tanaman, cm 150-170 Tinggi tongkol, cm 80-100 Karakter Pengukuran Umur menyerbuk, hr 44-47 Aspek tanaman, skor 2 Aspek kelobot, skor 1 Aspek tongkol, skor 1-2 Rebah batang, % 10,0 Rebah akar, % 12,5 Keseragaman, % 95 Umur panen, hari 90 Kadar air, % 29-30 Warna malai merah muda Warna rambut merah muda Panjang tongkol, cm 15,0
Diameter tongkol, cm 3,3 Jumlah barisan biji 12-14 Jumlah biji per baris 20
Warna biji Merah darah Tekstur biji Mutiara Barisan biji Lurus Bobot biji per tongkol, gr 18-25 Jumlah tongkol yang dihasilkan 40
b. Evaluasi daya hasil
Hasil rataan pengamatan serta nilai statistik uji untuk semua peubah disajikan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2. Rataan peubah bobot biji dan komponen agronomis jagung Mesi. KP Maros 2016 Genotipe (t/ha)Hasil Tbh(%) tan (cm)Tinggi tkl. (cm)Tinggi Berbunga jtn (hr) Berbunga btn (hr) G1. MS.BC2F1.F 8,69a 77,5 182.5a 85,0a 42,0b 45,0b G2. MS.BC2F1.FS.1-2-# 6,69a 83,0 170.0ab 80,0ab 42,0b 45,5b G3. MS.BC2F1.C1.F-2-2-# 6,74a 95,3ab 182.5ab 102,5 42,5b 46,5b G4. MS.BC2.F1.C1(S2)-2-3 5,36 99,0ab 185.0ab 102,5 43,5b 46,0b G5. MS.BC2.F1(S1).SF 7,26a 75,5 175.0ab 47,0ab 42,5b 45,0b G6. MS.BC2.F1(S1).SF-5 6,54a 85,4ab 197.5ab 92,5 43,0b 45,5b G7. MS.BC2.F1(S2).F-3-4-# 6,71a 85,4ab 187.5ab 87,5a 42,0b 45,5b G8. MS.BC2.F1(S1).F-5 7,89a 87,8ab 177.5ab 82,5ab 43,0b 46,5b G9. MS.BC2.F1(S2).SD-5-2-# 7,20a 90,3ab 182.5ab 95,0 43,0b 46,0b G10. MS.BC2.F1(S2).SD-5-4-# 5,79 95,3ab 200.0ab 112,5 42,0b 45,0b G11.MS.BC1.F1 5,93 92,8ab 180.0ab 92,5 43,0b 46,0b Chek
Genotipe (t/ha)Hasil Tbh(%) tan (cm)Tinggi tkl. (cm)Tinggi Berbunga jtn (hr) Berbunga btn (hr) G12. MS.C0 4,78 75,5 230.0 115,0 43,5 46,5 G13. Sukmaraga 7,66 75,4 205.0 107,5 50,0 54,0 KK (%) 18,52 7,90 7.84 20,45 2,48 1,85 BNT (5%) 1,56 8,54 18.48 23,59 1,35 1,08 BNT (1%) 2,19 11,98 25.91 33,08 1,89 1,51
a. berbeda nyata taraf 95% terhadap chek populasi awal Mesi (MS.C0) b. berbeda nyata taraf 95% terhadap chek Sukmaraga
Tabel 3. Rataan peubah komponen biji dan tongkol jagung Mesi. KP Maros 2016
Genotipe men, %Renda- Pjg tkl, cm Diameter tkl, cm Jlh baris /tkl Jlh bj /baris 1000 bj, Bobot gr G1. MS.BC2F1.F 78,7 14,0 3,7 12,0 23,0 242,5 G2. MS.BC2F1.FS.1-2-# 77,3 15,0 4,1a 11,0 19,5 257,5 G3. MS.BC2F1.C1.F-2-2-# 74,3 14,0 3,6 11,0 34,0 277,5 G4. MS.BC2F2.C1(S2)-2-3 76,8 15,0 4,0a 10,0 30,0 260,0 G5. MS.BC2.F1(S1).SF 77,7 15,5 3,9a 9,0 33,0 262,5 G6. MS.BC2.F1(S1).SF-5 77,2 14,0 3,8a 12,0 36,0a 277,5 G7. MS.BC2.F1(S1).F-3-4-# 74,6 13,5 3,5 11,0 31,0 267,5 G8. MS.BC2.F1(S1).F-5 77,5 15,5 3,6 11,0 24,5 252,5 G9. MS.BC2.F1(S1).SD-5-2-# 78,9 14,0 4,0a 14,0a 24,5 280,0 G10. MS.BC2.F1(S1).SD-5-4-# 76,0 15,5 3,9a 13,0 28,0 260,0 G11.MS.BC1.F1 75,3 17,0a 3,8a 14,0a 31,5 270,0 Chek G12. MS.C0 76,0 13,5 3,3 11,0 27,5 285,0 G13. Sukmaraga 76,6 17,0 3,8 14,0 32,0 300,0 KK (%) 3,31 16,51 9,17 14,59 19,27 6,59 BNT (5%) 3,19 3,09 0,43 2,16 6,98 22,27 BNT (1%) 4,47 4,33 0,61 3,03 9,79 31,22
a. berbeda nyata taraf 95% terhadap chek populasi awal Mesi (MS.C0) b. berbeda nyata taraf 95% terhadap chek Sukmaraga
Peubah hasil memperlihatkan bahwa semua entri yang perbaikan genetic kecuali entri G4 dan G10 menunjukkan kenaikan hasil yang ditunjukkan dengan adanya peningkatan produktivitas yang nyata dibanding populasi awal Mesi dan mempunyai hasil yang tidak berbeda dibanding varietas Sukmaraga. Entri-entri tersebut mempunyai hasil 6,54- 8,69 t/ ha, sedangkan populasi asal Mesi 4,78 t/ha dan Sukmaraga mempunyai hasil 7,66 t/ha. Entri G1 memberikan hasil tertinggi (81,8% lebih tinggi dibanding populasi awal Mesi. Peubah tinggi
tanaman dan letak tongkol mengalami perbaikan yang nyata yang ditunjukkan dengan lebih pendeknya tinggi tanaman dan letak tongkol pada entri yang dievaluasi dibanding populasi awal (MS.Co), pada populasi awal mempunyai tinggi tanaman 230,0 cm dengan tinggi tongkol 115 cm, sedangkan populasi perbaikan mempunyai tinggi tanaman 170 – 200 cm dengan tinggi letak tongkol 80 – 112 cm. Peubah umur berbunga jantan dan umur berbunga betina tidak menunjukkan perbedaan nyata dengan populasi awal, tetapi lebih genjah dibandingkan Sukmaraga. Selisih
umur berbunga jantan dan betina atau asi (anthesis silking interval) adalah sebanyak tiga hari. Nilai asi sama dengan tiga hari dari perbaikan genetik jagung Mesi sudah sangat sesuai untuk menghasilkan produksi tinggi. Kisaran asi tertinggi untuk memperoleh hasil jagung adalah ≤6,0 hari (Kasim dan Yasin 2002; David et al. (2014). Data asi sangat berkorelasi dengan ukuran tongkol dan bobot biji jika asi >6,0 maka tidak akan terjadi sinkronissasi pembungaan sehingga pengisian biji tidak sempurna, sehingga produksi tidak maksimal (Gambin et al. 2007; Kasim et al. 2010; Kalefetoğlu and Ekmekçi 2005). Hasil pengamatan komponen peubah tongkol dan biji (Tabel 3) bahwa peubah yang memperlihatkan pengaruh nyata adalah diameter tongkol dan jumlah baris, sedangkan peubah lainnya tidak nyata. Entri G9 dan G11 memiliki diameter tongkol dan jumlah baris biji yang nyata lebih tinggi dibanding populasi awal MS.Co (pembanding). Entri G9 dan G11 mempunyai diameter tongkol masing-masing 4,0 dan 3,8 mm dengan jumlah baris biji 14 sedangkan MS.Co berdiameter tongkol 3,3 mm dan jumlah baris biji 11 (Tabel 3). Berdasarkan hasil penelitian ini genotipe MS.BC2F1.F merupakan andalan untuk meningkatkan hasil bobot biji jagung Mesi dengan perbaikan sejumlah karakter. Hasil BC2F1 dapat dilanjutkan dengan persilangan kawin diri untuk menghasilkan tanaman lebih seragam/ homogenous (Monneveux et al.,2006). Hasil penelitian ini diharapkan menjadi perbaikan bagi petani di Kab Sigi kedepan untuk mengembangkan jagung lokal sigi dengan warna biji merah cerah, dengan produksi lebih tinggi
Kesimpulan
Perbaikan populasi jagung Mesi sampai generasi silang balik BC2 dari genotipe MS.BC2F1.F telah menurunkan tinggi tanaman dan tinggi tongkol dibanding populasi awal yaitu dari 230,0 cm menjadi 182,5 cm atau turun 26,0%. Hasil biji MS.BC2F1.F adalah 8,69 t/ha atau meningkat 81,8% dibanding populasi awal serta mempunyai hasil yang setara dengan Sukmaraga. Peubah selisih umur berbunga jantan dan betina atau asi
(anthesis silking interval) adalah sebanyak tiga hari.
Daftar Pustaka
Amzeri, A., 2016. Dasar-Dasar pemuliaan tanaman. UTM Press. Bangkalan Madura.p. 145
Besson. E.S., S. Guileano., N. Schhable. 2014. Evaluation of evolution and diversity of opv cultivated under constrasted environmental and farmer’s selection pressure; A Phenotypic approach. Jurnal biometrical and life sciences. Vol 4(2). OJGen. p.125
Cordova. H. and S. Pandey. 2002. QPM Project Description. Testing unit. CIMMYT. Lisboa 27. D.F. Mexico:2 Cordova. H. and S. Pandey. 2002. QPM Project Description. Testing unit. CIMMYT. Lisboa 27. D.F. Mexico:2
David. B. L., M. J. Robert., W. Schlenker., N. Braum., B. B. Little. R. M.. Rejesus., G. L.. Hammer. 2014. Greater Sensitivity to Drought Accompanies Maize Yield Increase in the U.S. Midwest Science. Vol. 344. DOI. 10
Gambin. B. L., L. Barras., and M. E. Otegui. 2007. Is Maize Kernel Size Limited by Its Capacity to Expand. MAYDICA. A Journal Devoted to Maize and Allied Species. Instituto Sperimentale pe la Cerealicoltura Section of Bergamo. Italy. Vol. 52 No. 4. p.434
Granados. G. 2002. Population Improvement of Maize. Maize Breeding Devision of CIMMYT. Adiestramiento en maize. CIMMYT El Batan Mexico. p.2
Hallauer. A. R., and J. B. Miranda. Fo. 1988. Quantitative Genetics in Maize Breeding. 2nd. Iowa State University Press/Amess. p. 159 Kalefetoğlu T, and Ekmekçi Y. 2005. The effects of
drought on plants and tolerance mechanisms. G.U. Journal of Science 18:723-740.
Kasim. F., Yasin HG. M dan AT Dewi. 2010. Model ASI Populasi Jagung POOL2 dan AMATL Tercekam kekeringan dan lahan PMK. Kumpulan Populasi Jagung Khusus. Balitsereal Maros. Kelti Pemuliaan dan Plasma Nutfah. Balitsereal Maros
Monneveux P, Sa´nchez C, Beck D, and Edmeades GO. 2006. Drought Tolerance Improvement in
Tropical Maize Source Populations: Evidence of Progress. Crop Sci. 46:180–191.
Sutrisno dan Silitonga TS. 2003. Pengelolaan plasma nutfah nabati (tumbuhan dan tanaman) sebagai asset dalam pemenuhan kebutuhan manusia. Makalah disampaikan
pada “Apresiasi Pengelolaan Plasma Nutfah”. Bogor, 23-27 Juni 2003.
Yasin. HG. M., Sumarno, A. Nur. 2015 Perakitan Varietas Unggul Jagung Fungsional. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Badan Litbang Pertanian. Jakarta.
