POLA SEGREGASI KARAKTER AGRONOMI TANAMAN KEDELAI (Glycine max [L.] Merrill) GENERASI F2 HASIL PERSILANGAN WILIS X MALANG 2521

(1)

POLA SEGREGASI KARAKTER AGRONOMI TANAMAN

KEDELAI

(

Glycine max

[L.] Merrill)

GENERASI F

₂

HASIL

PERSILANGAN

WILIS X MALANG 2521

Nyimas Sa‘diyah

, Sigit Ardiansyah, dan Maimun Barmawi,

Fakultas Pertanian Universitas Lampung, Email: nyimas_diyah@yahoo.com

Abstrak_{. Salah satu langkah perakitan varietas unggul adalah persilangan, sehingga pada}

generasi F2 akan terjadi segregasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola segregasi

karakter agronomi tanaman kedelai generasi F2 hasil persilangan Wilis dan Malang 2521.

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung Gedung Meneng Kecamatan Rajabasa Bandar Lampung. Penelitian dilakukan dari bulan November 2011 sampai dengan Februari 2012. Penelitian ini dilakukan dengan rancangan percobaan tanpa ulangan. Uji kesesuaian distribusi normal dan pola segregasi dengan menggunakan uji khi-kuadrat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: umur berbunga, tinggi tanaman, bobot 100 butir dan bobot biji per tanaman berdistribusi normal sehingga karakter-karakter tersebut termasuk dalam karakter kuantitatif. Untuk karakter umur panen, jumlah cabang produktif, dan jumlah polong per tanaman tidak berdistrbusi normal, sehingga termasuk dalam karakter kualitatif. Pola segregasi untuk umur panen 13:3, jumlah cabang produktif 9:7, dan jumlah polong per tanaman 3:1. Jumlah gen yang mengendalikan umur panen dan jumlah cabang produktif yaitu dua gen yang bersifat epistasis sedangkan jumlah polong per tanaman diatur oleh satu gen yang bersifat dominan.

Kata Kunci: Generasi F2, kedelai, dan pola segregasi.

PENDAHULUAN

Pada tahun 2010, produksi kedelai nasional sebanyak 908.110 ton dan import sebanyak 1.700.000 ton (Badan Pusat Statistika, 2011). Berarti 65 % kebutuhan kedelai dalam negeri masih dipenuhi dari import. Akibat dari import kedelai, di Indonesia sering terjadi kenaikan harga kedelai. Selama kurun waktu 5 tahun sudah terjadi dua kali kenaikan harga kedelai yaitu pada tahun 2008 (Prabowo, 2008) dan pada tahun 2012 (Putra, 2012).

Salah satu usaha untuk mencukupi kebutuhan kedelai dalam negeri adalah dengan menggunakan varietas unggul kedelai. Perakitan varietas unggul dapat melalui program pemuliaan tanaman. Salah satu langkah dalam proses perakitan varietas unggul adalah persilangan. Dari persilangan antara Wilis dan Malang 2521 diharapkan akan terjadi penggabungan sifat

dari kedua tetua. Wilis memiliki keunggulan hasil tinggi tetapi rentan terhadap penyakit virus kerdil SSV (soybean stunt virus), sedangkan Malang 2521 hasil rendah dan tahan terhadap virus CPMMV (Barmawi, 2007). Namun pada penelitian ini hanya dilihat daya hasilnya saja. Pada tanaman menyerbuk sendiri segregasi tertinggi terjadi pada generasi F2

(Welsh, 1991). Pada generasi F2, tingkat

segregasi dan rekombinan yang luas akan tergambar melalui sebaran frekuensi genotipenya (Crowder, 1997). Sebaran frekuensi genotipenya dapat digunakan sebagai penduga jumlah gen yang terlibat dalam pengendalian suatu karakter.

(2)

karakter disebut karakter kuantitatif. Karakter kualitatif umumnya dicirikan dengan sebaran fenotipe diskontinu, sedangkan karakter kuantitatif sebaran kontinu (Trustinah, 1997). Penelitian Limbongan dkk. (2008) menunjukkan bahwa umur berbunga pada tanaman padi merupakan karakter kuantitatif. Hasil penelitian Sofiati dan Kirana (2009) menunjukkan bahwa umur berbunga, panjang buah, bobot buah per tanaman, dan jumlah buah per tanaman pada tanaman cabai menunjukkan karakter kuantitatif. Hasil yang hampir sama dilaporkan oleh Sriwidarti (2011) pada tanaman kacang panjang, panjang polong, jumlah biji per polong, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 biji merupakan karakter kuantitatif.

Banyaknya gen yang menentukan sifat suatau karakter dan pola segregasinya perlu dipelajari supaya dapat digunakan sebagai dasar seleksi karakter tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang pola segregasi karakter agronomi tanaman kedelai (Glycine max [L.] Merrill) pada generasi F2 hasil persilangan Wilis x

Malang 2521. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menduga sebaran frekuensi, pola segregasi, dan jumlah gen yang mengendalikan karakter agronomi tanaman kedelai generasi F2 hasil persilangan Wilis

x Malang 2521.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Lapang Tepadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung dari bulan Oktober 2011 sampai dengan bulan Februari 2012. Benih yang digunakan adalah benih F2 hasil

persilangan antara Wilis x Malang 2521 hasil pemuliaan Dr. Maimun Barmawi. Penelitian ini menggunakan rancangan tanpa ulangan karena benih yang digunakan

Petak percobaan berukuran 5 x 5 m. Jarak tanam 60 x 20 cm. Jumlah benih F2

yang tumbuh adalah 57 tanaman. Pemupukan dilakukan setelah tanaman berumur 7 hari. Dosis pupuk yang digunakan adalah urea 50 kg/ha, SP-36 dan KCl masing-masing 100 kg/ha. Pemberian pupuk dengan cara tugal dengan jarak lebih kurang 10 cm dari tanaman. Untuk mencegah serangan hama digunakan insektisida berbahan aktif Deltametrin dan penyakit diaplikasikannya fungisida berbahan aktif Mankozep 80%. Aplikasi insektisida dan fungisida dilakukan seminggu sekali. Variabel yang diamati adalah umur berbunga, umur panen, tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir.

Analisis data yang dilakukan meliputi uji kesesuaian distribusi normal dan uji khi-kuadrat untuk menguji kesesuaian antara nilai pengamatan dan nilai harapan. Uji kesesuain distribusi normal menggunakan uji khi-kuadrat (Gomez dan Gomez, 1995)

Keterangan: fi = frekuensi pengamatan ;

Fi = frekuensi harapan bagi kelas ke-i

Nilai hitung x2 dibandingkan dengan nilai tabelx2 dengan derajat kebebasan (p -3), bila X2hitung< X2 tabelmaka karakter yang

dianalisis berdistribusi normal, sebaliknya X2hitung > X2 tabel maka karakter yang

dianalisis tidak berdistribusi normal.

Kesesuaian segregasi karakter agronomi populasi F2 Wilis x Malang 2521 dengan

tipe segregasi yang diharapkan diuji dengan

2

(3)

2) Lebih dari dua kelas

Keterangan:

Oj = jumlah pengamatan dalam kelas/kelompok

ke-i

Ej = jumlah pengamatan yang diharapan dalam

kelas/kelompok ke-i j = 1, 2, 3, … c

Untuk mengestimasi gen pengendali bersifat sederhana maka populasi F2 akan

dicocokkan terhadap beberapa nisbah, tergantung dari bentuk grafik yang diperoleh (Snyder dan David, 1957; dikutip oleh Barmawi, 1998). Jika grafik penyebaran populasi F2 menunjukkan:

Dua puncak, maka kemungkinan nisbah yang terjadi adalah 3:1 (1 gen dominan penuh), 9:7 (2 gen epistasis resesif duplikat), 13:3 (2 gen epistasis dominan resesif), 15:1 (2 gen epistasis dominan duplikat).

Tiga puncak, maka kemungkinan nisbah yang terjadi adalah 1:2:1 (1 gen dominan tidak sempurna), 9:3:4 (2 gen epistasis

resesif), 9:6 :1 (2 gen dengan efek kumulatif), 12:3:1 (2 gen epistasis dominan).

Lebih dari tiga puncak, maka kemungkinan nisbah fenotipe yang terjadi adalah 9:3:3:1 (2 gen dominan penuh), atau 6:3:3:4 (1 pasang gen dominan sempurna dan 1 pasang gen dominan sebagian).

Grafik yang unimodal (menyebar normal) menunjukkan pewarisan poligenik

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil uji khi-kuadrat untuk kesesuaian distribusi normal karakter agronomi kedelai generasi F2 hasil persilangan Wilis

x Malang 2521 menunjukkan bahwa nilai-nilai pada generasi F2 untuk karakter umur

berbunga, tinggi tanaman, bobot 100 biji, dan bobot biji per tanaman menyebar normal, sedangkan umur panen, jumlah cabang produktif, dan jumlah polong per tanaman tidak mengikuti sebaran normal pada taraf nyata 5% (Tabel 1., Gambar 1,2,3,4,5,6, dan 7).

Tabel 1. Uji khi-kuadrat untuk kesesuaian distribusi normal agronomi No Karakter yang diamati X2hitung= ∑(fi – Fi)2

Fi

X20,05 Keputusan

1 Umur berbunga 4,6570tn Berdistribusi normal 2 Umur Panen 78,2948* Tidak berdistribusi normal 3 Tinggi Tanaman 4,2590tn 12,59 Berdistribusi normal 4 Jumlah cabang produktif 13,8246* Tidak berdistribusi normal 5 Jumlah polong per tanaman 235,6665* Tidak berdistribusi normal 6 Bobot 100 biji 5,4125tn Berdistribusi normal 7 Bobot biji per tanaman 11,4880tn Berdistribusi normal

Keterangan :

(4)

Gambar 1. Sebaran frekuensi populasi F2 hasil

persilangan Wilis x Malang 2521 untuk karakter umur berbunga

persilangan Wilis x Malang 2521 untuk karakter tinggi tanaman

persilangan Wilis x Malang 2521 untuk karakter bobot biji per tanaman

(5)

persilangan Wilis x Malang 2521 untuk karakter jumlah polong per tanaman

Untuk karakter yang tidak menyebar normal dilakukan uji kesesuaian nisbah pola segregasi Mendel atau modifikasinya dengan menggunakan uji khi-kuadrat. Hasil uji khi-kuadrat diperoleh nisbah pola segregasi yang sesuai dengan perbandingan 3 : 1 dan 13: 3 untuk karakter umur panen, 9 : 7 dan 1 : 2 : 1 untuk jumlah cabang produktif dan diperoleh nisbah 3 : 1, 13 : 3 dan 9 : 6 : 1 untuk karakter jumlah polong per tanaman (Tabel 2, 3 dan 4).

Tabel 2. Uji khi-kuadrat nisbah pola segregasi karakter umur panen, generasi F2 Wilis x Malang

2521

Observasi (O)

Harapan (E)

X2h X20,05 Peluang

(%) Dua Kelas

3 : 1 48 : 9 42,75 : 14,25 2,85tn 10—5

9 : 7 48 : 9 32,06 : 24,94 18,27* 3,84 <5 13 : 3 48 : 9 46,31 : 10,69 0,48tn 50—30

15 : 1 48 : 9 53,44 : 3,56 7,50* <5

Tiga Kelas

1 : 2 : 1 9 : 45 : 3 14,25 : 28,50 : 14,25 20,37* <5 9 : 3 : 4 9 : 45 : 3 32,06 : 10,69 : 14,25 135,63* 5,99 <5 9 : 6 : 1 9 : 45 : 3 32,06 : 21,38 : 3,56 42,79* <5 12 : 3 : 1 9 : 45 : 3 42,75 : 10,69 : 3,56 136,89* <5

Empat Kelas

9:3:3:1 2 : 7 : 46 : 2 32,06:10,69:10,69:3,56 146,82* 7,81 <5

Keterangan : * = Nyata pada taraf α 5%

tn = Tidak berbeda nyata pada taraf α 5%

Sebaran frekuensi karakter umur berbunga, tinggi tanaman, bobot 100 biji dan bobot biji per tanaman pada populasi F2

menyebar normal. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa karakter tersebut merupakan karakter kuantitatif yang dikendalikan secara poligenik (Allard, 1995). Hasil penelitian ini sesuai dengan

penelitian yang dilakukan Hartati dkk. (2013), pada karakter umur berbunga, tinggi tanaman, bobot 100 biji dan bobot biji per tanaman pada tanaman kedelai generasi F2 hasil persilangan Wilis x B3570

(6)

Tabel 3. Uji khi-kuadrat nisbah pola segregasi karakter jumlah cabang produktif, generasi F2 Wilis

x Malang 2521

Nisbah Jumlah Cabang Produktif

Observasi (O)

Harapan (E)

X2h X20,05 Peluang

(%)

Dua Kelas

3 : 1 30 : 27 42,75 : 14,25 14,64* <5 9 : 7 30 : 27 32,06 : 24,94 0,30tn 3,84 75—50 13 : 3 30 : 27 46,31 : 10,69 29,50* <5 15 : 1 30 : 27 53,44 : 3,56 158,41* <5

Tiga Kelas

1 : 2 : 1 18 : 31 : 8 14,25 : 28,50 : 14,25 3,59tn 20—10 9 : 3 : 4 18 : 31 : 8 32,06 : 10,69 : 14,25 47,51* 5,99 <5 9 : 6 : 1 18 : 31 : 8 32,06 : 21,38 : 3,56 16,03* <5 12 : 3 : 1 18 : 31 : 8 42,75 : 10,69 : 3,56 58,46* <5

Empat Kelas

9:3:3:1 13:27:15:2 32,06:10,69:10,69:3,56 38,66* 7,81 <5

Keterangan : * = Nyata pada taraf α 5%

tn = Tidak berbeda nyata pada taraf α 5%

Tabel 4. Uji khi-kuadrat nisbah pola segregasi karakter jumlah polong per tanaman, generasi F2

Wilis x Malang 2521

Nisbah Jumlah Polong Per

tanaman

Observasi (O)

Harapan (E)

X2h X20,05 Peluang

(%)

Dua Kelas

3 : 1 41 : 16 42,75 : 14,25 0,23tn 75—50 9 : 7 41 : 16 32,06 : 24,94 5,79* 3,84 <5 13 : 3 41 : 16 46,31 : 10,69 2,90tn 10—5 15 : 1 41 : 16 53,44 : 3,56 43,13* <5

Tiga Kelas

1 : 2 : 1 26 : 24 : 7 14,25 : 28,50 : 14,25 14,09* <5 9 : 3 : 4 26 : 24 : 7 32,06 : 10,69 : 14,25 21,42* 5,99 <5 9 : 6 : 1 26 : 24 : 7 32,06 : 21,38 : 3,56 4,79tn 10—5 12 : 3 : 1 26 : 24 : 7 42,75 : 10,69 : 3,56 26,46* <5

Empat Kelas

9:3:3:1 19:22:10:6 32,06:10,69:10,69:3,56 19,01* 7,81 <5

Keterangan : * = Nyata pada taraf α 5%,

(7)

biji per tanaman, pengaruh individu sukar diidentifikasi dan pewarisannya tidak sesederhana seperti pada genetika Mendel.

Sebaran frekuensi untuk karakter umur panen, jumlah cabang produktif dan jumlah polong per tanaman bersifat diskontinu atau tidak menyebar normal sehingga ada indikasi karakter tersebut merupakan karakter kualitatif. Karakter kulitatif merupakan karakter yang tidak atau sedikit dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan dikendalikan oleh gen sederhana yang lebih mudah diwariskan (Millah dkk., 2000). Oleh karena itu, kelas-kelas rasio pada karakter ini dapat dibedakan dengan jelas, karena dipengaruhi oleh satu atau dua gen. Penelitian ini sama dengan penelitian Nugroho dkk. (2013), untuk jumlah cabang produktif dan Hartati dkk. (2013) untuk karakter jumlah polong per tanaman. Karakter umur panen pada penelitiaan ini tidak sejalan dengan Baihaki (2000), hal ini terjadi karena disaat pengamatan umur panen tidak dilakukan pengamatan setiap hari.

Pola segregasi karakter kualitatif mengikuti nisbah Mendel atau modifikasinya (Fehr, 1987). Pola segregasi karakter umur panen tanaman kedelai populasi generasi F2 hasil persilangan Wilis

x Malang 2521 mengikuti nisbah 3 : 1 dan 13 : 3 (Tabel 2). Namun nisbah 13 : 3 mempunyai peluang yang paling besar yaitu (P= 50%—30%), sehingga pola segregasinya mengikuti nisbah 13 : 3. Hal ini berarti bahwa karakter tersebut dikendalikan oleh dua gen yang bereaksi epistasis dominan-resesif artinya gen dominan pada satu lokus dan gen resesif pada lokus lain mempengaruhi penampakan fenotipe yang sama (Crowder, 1997). Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa efek aksi gen non-aditif (dominan dan epistasis) berperan dalam mengendalikan karakter umur panen.

Pola segregasi karakter jumlah cabang produktif generasi F2 hasil persilangan

Wilis x Malang 2521 sesuai dengan nisbah

9 : 7 dan 1 : 2 :1 (Tabel 3). Namun, nisbah 9 : 7 mempunyai peluang yang lebih besar yaitu (P = 75%—50%), sehingga pola segregasi karakter jumlah cabang produktif mengikuti nisbah 9 : 7. Hal ini berarti karakter tersebut dikendalikan oleh dua gen yang bereaksi epistasis resesif duplikat artinya gen homozigot resesif pada satu lokus bersifat epistatik terhadap gen dominan pada lokus lainnya. Apabila gen tersebut adalah V2 dan V3 maka

interaksinya adalah: v2v2 epistatik terhadap

V3 dan v3, v3v3 epistatik terhadap V2 dan v2

(Asadi dkk., 2003).

Hasil uji kesesuaian nisbah karakter jumlah polong per tanaman menunjukkan bahwa pola segregasi generasi F2 hasil

persilangan Wilis x Malang 2521 sesuai dengan harapan pada α 5% untuk nisbah 3 : 1, 13 : 3 dan 9 : 6 : 1 (Tabel 4). Peluang yang paling besar (P = 75%—50%) pada nisbah 3 : 1, sehingga pola segregasi karakter jumlah polong per tanaman mengikuti nisbah 3 : 1 dan kendalinya adalah satu gen dominan penuh (Stansfileld dan Elrod, 2006). Pola segregasi generasi F2 untuk karakter jumlah polong per

tanaman pada persilangan Wilis x Malang 2521 mengikuti nisbah 3 : 1 berarti bahwa karakter jumlah polong per tanaman merupakan karakter yang dikendalikan secara sederhana oleh satu gen yang dominan penuh serta nisbah tersebut sejalan dengan nisbah Mendel.

(8)

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan hasil analisis data dapat disimpulkan:

Sebaran frekuensi karakter umur berbunga, tinggi tanaman, bobot 100 biji dan bobot biji per tanaman pada populasi F2

menyebar normal, sedangkan sebaran frekuensi untuk karakter umur panen, jumlah cabang produktif dan jumlah polong per tanaman menyebar tidak normal.

Karakter umur panen dikendalikan oleh dua gen yang bersifat epistasis dominan-resesif dengan nisbah 13:3, jumlah cabang produktif dikendalikan oleh dua gen yang bersifat epistasis resesif duplikat dengan nisbah 9:7, dan jumlah polong per tanaman dikendalikan oleh satu gen yang bersifat dominan sempurna dengan nisbah 3 : 1.

DAFTAR PUSTAKA

Allard, R.W. 1995. Principles of Plant Breeding. John Wiley and Sons, Inc, New York. 485 hlm

Assadi, Soemartono, M, Woerjono dan H. Jumanto. 2003. Kendali genetik ketahanan kedelai terhadap penyakit virus kerdil (soybean stunt virus). Zuriat 14 (2): 1-21

Badan Pusat Statistik. 2011. Laporan Bulanan Data Sosial Ekonomi. Edisi 17 Katalog BPS 9199017. 110 hlm

Baihaki, A. 2000. Teknik Rancangan dan Analisis Penelitian Pemuliaan. Universitas Padjajaran : Bandung. 91 hlm

Barmawi, M. 1998. Hubungan antara Ketahanan Tanaman Kedelai Terhadap Lalat Kacang (Ophiomyia phaseoli Tryon) dengan aktivitas Peroksidase dan Penentuan Pola Pewarisannya. Disertasi. UNPAD : Bandung. 118 hlm.

Populasi Willis x MLG2521. J. HPT Tropika. Vol. 7 (1): 48 – 52

Crowder, L. V, 1997. Genetika Tumbuhan. Diterjemahkan dari Plant Genetics oleh Lilik kusdiati. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. 499 hlm.

Fehr, W.R, 1987. Principles of Cultifar Development Vol. 1 Theory and Technique. Macmillan Pub. Co. New York. 536 hlm.

Gomez, K. A. dan A. A. Gomez. 1995. Statistical procedures for Agriculture Research. An IRRI Book. John Wiley & Sons. Sixth Edition. New York. 688 hlm. Hartati, S., M. Barmawi, dan N. Sa‘diyah.

2013. Pola segregasi karakter agronomi tanaman kedelai (Glycine max [L.] Merrill) generasi F2 hasil persilangan

Wilis x B3570. Jurnal Agtotek Tropika Vol. 1 (1): 3-13

(9)

Putra, Y. M. P. 2012. Krisis Harga Kedelai 2012 Terparah. Diakses melalui

www.Republika.co.id/berita/nasional/um um/12/07/25/m7rb4q-kopti-krisis-harga-kedelai-2012-terparah. [14 September 2012].

Sofiari, E. dan R. Kirana (2009). Analisis Pola Segregasi dan Distribusi Beberapa Karakter Cabai. J. Hort. 19 (3): 255-263

Sriwidarti. 2011. Pola Pewarisan Karakter Kualitatif dan Kuantitatif Kacang Panjang Keturunan Testa Coklat x Testa Hitam. Tesis. Unila. Bandar Lampung. 105 hlm.

Stansfiled W dan S. Elrod. 2006. Genetika. Edisi keempat. Erlangga. Jakarta. 328 hlm.

Trustinah. 1997. Pewarisan beberapa sifat kualitatif dan kuantitatif pada kacang tunggak (Vigna unguiculata (L) Walp). Penelitian Pertanian Tanaman Pangan 15 (2) : 48—54.

Walpole, R.E. 1993. Pengantar Statistika. Edisi ketiga.Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. 515 hlm.

(10)