Reaksi Beberapa Genotipe Jagung Fungsional terhadap Penyakit Bulai
(
Peronosclerospora philippinensis
)
Suriani dan Septian Hary Kalqutny
Balai Penelitian Tanaman Serealia
Jl. Dr. Ratulangi No. 274, Maros Sulawesi Selatan, Telp. (0411) 371961 Email: surianipalla@gmail.com
Abstract
Specialty maize is widely developed because of its nutritional contents and bene its for human health. The specialty maize in Indonesia i.e. QPM, purple, and red maize. Maize varieties that are resistant to downy mildew are needed for the future development of these specialty maizes. This study aims to determine the resistance of some specialty maize candidate varieties to downy mildew. The study was conducted at the ICERI experimental farm, Maros, which took place in March to October 2016 consisted of 3 different groups of specialty maize. The test materials consisted of 4 QPM candidate varieties, 7 purple maize candidate varieties and 7 red maize candidate varieties, with susceptible varieties (Anoman Varieties) and resistant varieties (Lagaligo Varieties) as controls. The results showed that the incidence of downy mildew in red maize were generally lower than in QPM and purple maize. The QPM genotype Q.Com.C0(SK2), and red maize genotypes MS.BC2F1.F, MS.BC2F1.C1.F-2-2-#, PPH.FS.C1, PPH.(S1)C1, PVU.FS.C0 were genotypes that shows good resistance towards downy mildew.
Keywords: specialty corn, QPM, red maize, purple maize, anthocyanin
Abstrak
Jagung fungsional banyak dikembangkan masyarakat karena kandungan gizi yang ada dalam biji baik untuk kesehatan manusia. Jenis jagung fungsional yang ditemukan di Indonesia diantaranya jagung biji ungu, jagung biji merah dan kuning. Untuk pengembangan jagung fungsional diperlukan varietas jagung yang tahan terhadap penyakit bulai. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan beberapa genotipe jagung fungsional terhadap penyakit bulai. Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan Balitsereal, Maros yang berlangsung pada Maret hingga Oktober 2016 yang terdiri atas 3 kelompok jagung fungsional yaitu 4 genotipe jagung QPM, 7 genotipe jagung biji ungu dan 7 genotipe jagung biji merah, dengan varietas pembanding rentan adalah varietas Anoman dan pembanding tahan adalah varietas Lagaligo. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat serangan penyakit bulai pada jagung fungsional biji merah lebih rendah jika dibandingkan dengan jagung fungsional QPM dan biji ungu. Jagung QPM genotipe Q.Com.C0(SK2), Jagung merah genotipe MS.BC2F1.F, MS.BC2F1.C1.F-2-2-#, PPH.FS.C1, PPH.(S1)C1, PVU.FS.C0 merupakan genotipe jagung yang menunjukkan reaksi tahan terhadap penyakit bulai.
Kata kunci: jagung fungsional, QPM, jagung merah, jagung ungu, antosianin
triptofan 50% lebih tinggi dibanding jagung normal. Secara visual, jagung QPM ditandai dengan warna endospermnya yang gelap bila diletakkan diatas alat bantu meja terang /light table (Yasin et al. 2014).
Jagung Provit A merupakan jagung dengan kandungan vitamin A atau beta karoten tinggi, yaitu 8-15μg/g dibandingkan dengan jagung biasa yang hanya 2 -5 μg/g (Yasin et al. 2014). Jagung fungsional lainnya yang ialah jagung biji ungu dan biji merah. Jagung ungu memiliki kandungan
Pendahuluan
Jagung fungsional (specialty maize) adalah jagung yang mengandung nutrisi lebih tinggi dibandingkan jagung biasa/normal (Yasin et al. 2014). Jagung fungsional yang telah dirilis Badan Litbang Pertanian diantaranya jagung Quality Protein Maize (QPM), jagung Provit A, jagung pulut dan jagung biji ungu. Jagung QPM mempunyai kandungan beberapa asam amino esensial terutama lisin dan triptophan yang lebih tinggi dibandingkan jagung normal. Mbuya
antosianin monomerik 1323 mg/100g DW (Pu Jing 2006), sedangkan jagung biji merah mempunyai kandungan antosianin yang lebih rendah dibanding jagung biji ungu (Salinas-Moreno et al. 2013, Suarni dan Subagio 2013). Adanya kandungan antosianin pada jagung ungu dan merah membuat kedua jenis jagung tersebut memiliki banyak manfaat bagi kesehatan manusia diantaranya pencegahan beberapa penyakit seperti kanker, diabetes, kolesterol dan jantung koroner (Nursa’adah et al. 2017; Pamandungan dan Ogie 2017). Antosianin merupakan senyawa yang termasuk golongan lavonoid yang memiliki aktivitas antioksidan yang dapat mengurangi efek negatif radikal bebas (Petroni et al. 2014).
Salah satu organisme penganggu tanaman pada tanaman jagung adalah penyakit bulai. Penyakit bulai disebabkan oleh patogen dari genus Peronosclerospora (Premalatha et al. 2012). Terdapat banyak spesies dari cendawan tersebut yang menyerang tanaman jagung. Khusus diwilayah Sulawesi Selatan, spesies Peronosclerospora spp yang dilaporkan menyerang tanaman jagung ialah P. philippinensis (Muis et al. 2016). Spesies ini bersifat parasit obligat dan penyebarannya melalui angin, sehingga sumber inokulum penyakit ialah tanaman terinfeksi yang berada di sekitar pertanaman jagung. Pengendalian dengan penggunaan varietas tahan penyakit bulai dianggap e isien karena dapat mengurangi sumber inokulum di lapangan. Penggunaan varietas tahan penyakit bulai seperti Bima 14 dapat mempertahankan produktivitas tanaman pada kondisi cekaman penyakit pada varietas rentan cukup tinggi (Subekti dan Pramudyani 2016). Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa varietas Bima 14 menunjukkan penampilan penoti ik yang lebih baik dalam kondisi terserang bulai dengan produktivitas 7,78 t/ha pada kondisi varietas rentan terserang hingga 95% dengan produktivitas 2,29 t/ha.
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka penelitian ini dilakukan untuk mengetahui reaksi ketahanan beberapa genotipe jagung fungsional
QPM, jagung biji ungu dan jagung biji merah terhadap penyakit bulai.
Bahan dan Metode
Penelitian ini dilakukan di Kebun Percobaan Maros Balai Penelitian Tanaman Serealia yang berlangsung dari Maret hingga Oktober 2016. Penelitian ini berupa penyaringan genotipe jagung fungsional yang terdiri dari tiga kelompok yaitu jagung QPM, jagung biji ungu dan jagung biji merah terhadap penyakit bulai (P. philippinensis). Ketiga kelompok jagung fungsional tersebut ditanam pada lahan yang terpisah dan masing-masing menggunakan pembanding rentan varietas Anoman dan pembanding tahan varietas Lagaligo. Adapun genotipe uji dari setiap unit kegiatan ialah genotipe jagung QPM terdiri atas Q.Com.C0(SK2); Q.Syn(S1)C1.F(SK3); Q.Syn(S1) C1.F(SK4); Pro.Syn.C2(ProA3), genotipe jagung biji ungu yaitu PTU(S1)F.C0; PTU(S1)F.C0; PMU(S1)SYN.D.C1; PMU(S1)SYN.F.C1; PPH.FS.C1; PPH.(S1)C1); PVU.FS.CO, dan genotipe jagung biji merah yaitu MS.BC2F1.F; MS.BC2F1.FS.1-2-#; G3.MS.BC2F1.C1.F-2-2-#; MS.BC2F2.C1(S2)-2-3; PPH.FS.C1; PPH.(S1)C1; PVU.FS.C0.
Ketiga kelompok jagung fungsional disusun berdasarkan rancangan acak kelompok yang diulang tiga kali. Sebelum genotipe uji ditanam, terlebih dahulu ditanam tanaman sumber inokulum (Varietas Anoman) 2 baris disekeliling petak pengujian. Sepuluh hari setelah varietas Anoman ditanam, disemprot dengan suspensi konidia cendawan P. philippinensis pada pagi hari. Tiga minggu setelah Anoman diinokulasi, ditanam genotipe yang diuji.
Genotipe uji ditanam dengan jarak tanam 70 x 20 cm, satu biji per lubang tanam. Untuk mencegah semut atau hama lain pemakan daun pada fase pertumbuhan vegetatif tanaman diberi Carbofuran 3G beberapa butir pada lubang tanaman. Pemupukan pertama dilakukan saat tanaman berumur 10 hari setelah tanam (HST) menggunakan pupuk dasar yang terdiri atas Urea, ZA, SP-36, dan KCl dengan dosis masing-masing 100 kg/ha. Pemupukan II diberikan pada saat
tanaman berumur 30 HST dengan takaran 100 kg urea/ha.
Tingkat keparahan penyakit bulai diamati pada umur tanaman 40 HST dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
I = (A/B) x 100%
I = Tingkat keparahan penyakit bulai. A = Jumlah tanaman terinfeksi bulai. B = Jumlah populasi tanaman (tanaman
sakit dan sehat).
Kategori ketahanan genotipe jagung fungsional terhadap penyakit bulai berdasarkan keparahan penyakit dengan ketentuan : < 5% Sangat Tahan; >5–10% Tahan; >10% – 20% Agak tahan; >20 % – 40% Rentan; > 60 % Sangat Rentan (Rashid 2013).
Hasil dan Pembahasan
Penyaringan Genotipe Jagung QPM
terhadap Penyakit Bulai
Hasil pengamatan pada keempat genotipe jagung QPM menunjukkan tingkat keparahan penyakit bulai berbeda-beda dengan persentase serangan berkisar 15%-68,33%, sedangkan varietas Anoman sebagai pembanding rentan terinfeksi penyakit bulai sebesar 77,80% dan Lagaligo sebagai pembanding tahan hanya 10,87% (Tabel 1). Genotipe Q.Com.C0(SK2) menunjukkan sifat tahan terhadap penyakit bulai, terinfeksi penyakit bulai paling rendah (15%) dan tidak berbeda nyata dengan infeksi penyakit pada varietas Lagaligo. Genotipe lainnya (Q.Syn(S1) C1.F(SK3), Q.Syn(S1)C1.SF(SK4) dan Pro.Syn. C2(ProA3) bersifat rentan hingga sangat rentan terhadap penyakit bulai dengan serangan antara 48,67% hingga 68,33%.
Tabel 1. Reaksi ketahanan 4 genotipe jagung fungsional QPM terhadap penyakit bulai (P. philippinensis) di KP Maros 2016.
Genotipe Tingkat Keparahan Penyakit
Bulai pada 40 HST (%) Kategori Ketahanan
Q.Com.C0(SK2) 15,00bc Tahan
Q.Syn(S1)C1.F(SK3) 68,33a Sangat Rentan
Q.Syn(S1)C1.SF(SK4) 48,67ab Rentan
Pro.Syn.C2(ProA3) 65,33a Sangat Rentan
Pembanding rentan Anoman 77,80a Sangat Rentan
Pembanding tahan Lagaligo 10,87c Agak Tahan
Ket: Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji LSD pada taraf nyata5%.
Resistensi tanaman jagung QPM terhadap penyakit bulai diduga mempunyai aksi gen parsial dominan dengan heritabilitas tinggi (Nur 2009). Ketahanan varietas jagung QPM terhadap penyakit bulai menjadi salah satu masalah dalam pengembangan varietas ini (Denic et al.2008). Salah satu tantangan dalam pengembangan varietas QPM tahan bulai adalah sifat jagung QPM yang ditentukan oleh gen resesif
lebih lama (Talanca 2015). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Talanca (2015), intensitas serangan penyakit bulai cukup tinggi (47-100%) pada beberapa genotipe jagung QPM, hal ini menunjukan bahwa tingkat ketahanan jagung QPM yang rendah. Pengembangan tingkat ketahanan pada program pemuliaan jagung normal (non QPM) saat ini sudah berkembang dengan cukup baik akibat proses seleksi
jagung QPM terhadap penyakit bulai juga dapat meningkat (Denic et al.2001).
Penyaringan Genotipe Jagung Biji Ungu
terhadap Penyakit Bulai
Hasil pengamatan tingkat keparahan penyakit bulai pada beberapa genotipe jagung biji ungu menunjukkan genotipe PMU(S1)SYN.F.C1 mempunyai ketahanan yang tergolong agak tahan dengan tingkat insiden penyakit bulai paling rendah yaitu sebesar 34,36% dan tidak berbeda nyata dengan Lagaligo sebagai pembanding tahan
dengan keparahan penyakit sebesar 30,6 % (Tabel 2). Sementara genotipe uji lainnya tergolong sangat rentan dengan insiden lebih dari 50% sedangkan varietas Anoman sebagai pembanding rentan telah terinfeksi sebesar 93,33%. Tingginya infeksi penyakit bulai, baik pada genotipe uji maupun pada varietas pembanding rentan mengindikasikan bahwa cekaman penyakit bulai dilapangan saat pengujian ideal untuk menginfeksi tanaman uji dan resiko materi uji untuk terhindar dari infeksi (escape) sangat kecil.
Tabel 2. Reaksi ketahanan populasi jagung biji ungu terhadap penyakit bulai (P. philippinensis) di KP Maros 2016.
Genotipe Tingkat Keparahan Penyakit
bulai pada 40 HST (%) Kategori Ketahanan
PTU(S1)F.C0 76,56abc Sangat Rentan
PTU(S1)D.C0 65,00c Sangat Rentan
PMU(S1)SYN.D.C1 87,43abc Sangat Rentan
PMU(S1)SYN.F.C1 34,36d Agak Tahan
PPH.FS.C1 67,00bc Sangat Rentan
PPH.(S1)C1 75,07abc Sangat Rentan
PVU.FS.C0 70,16bc Sangat Rentan
Pembanding rentan Anoman 98,30a Sangat Rentan
Pembanding tahan Lagaligo 30,60d Agak Tahan
Ket: Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji LSD pada taraf nyata5%.
Rendahnya tingkat ketahanan pada genotipe jagung biji ungu yang diuji menunjukkan masih perlunya pengembangan ketahanan jagung biji ungu terhadap penyakit bulai melalui program-program pemuliaan, salah satunya dengan melakukan introduksi gen ketahanan. Perakitan varietas-varietas tahan dilakukan dengan memasukkan gen ketahanan kepada galur-galur jagung yang telah memiliki sifat-sifat unggul lain melalui pemuliaan (Muis et al.2015).
Penyaringan Genotipe Jagung Biji Merah
terhadap Penyakit Bulai
Ketujuh genotipe jagung biji merah menunjukkan reaksi ketahanan terhadap
penyakit bulai dari Agak Tahan hingga Tahan dengan kisaran serangan 10,17%-23,53% (Tabel 3), sedangkan varietas pembanding rentan (Anoman) tanaman sudah terinfeksi 93,33%. Terdapat dua genotipe uji yang memiliki tingkat keparahan penyakit bulai lebih rendah dan berbeda nyata dengan varietas pembanding tahan (Lagaligo) yakni genotipe MS.BC2F1.F dan PPH.FS.C1, masing masing 12,67% dan 10,17% sedangkan pembanding tahan varietas Lagaligo tingkat serangannya mencapai 30,57%.
Tabel 3. Reaksi Ketahanan Populasi Jagung Biji Merah Terhadap Penyakit Bulai (P. philipinensis) di KP Maros 2016.
Genotipe Tingkat Keparahan Penyakit
bulai pada umur HST (%)
Kategori Ketahanan MS.BC2F1.F 12,67c Tahan MS.BC2F1.FS.1-2-# 23,53bc Agak Tahan MS.BC2F1.C1.F-2-2-# 15,20bc Tahan MS.BC2F2.C1(S2)-2-3 21,80bc Agak Tahan PPH.FS.C1 10,17c Tahan PPH.(S1)C1 19,63bc Tahan PVU.FS.C0 16,33bc Tahan
Pembanding rentan Anoman 93,33
a Sangat Rentan
Pembanding tahan Lagaligo 30,57
b Agak Tahan
Ket: Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji LSD pada taraf nyata5%.
Kesimpulan
1. Jagung fungsional berbiji merah memiliki ke-tahanan terhadap penyakit bulai lebih tinggi dibandingkan dengan jagung fungsional QPM dan biji ungu.
2. Jagung QPM genotipe Q.Com.C0(SK2), Jagung merah genotipe MS.BC2F1.F, MS.BC2F1.C1.F-2-2-#, PPH.FS.C1, PPH.(S1)C1, PVU.FS.C0 merupakan genotipe jagung yang menunjuk-kan reaksi tahan terhadap penayakit bulai.
Ucapan Terima Kasih
Terima kasih disampaikan kepada Ir. Andi Haris Talanca yang telah memberikan bimbingan pada riset ini, juga kepada Hasbi SP atas bantuan teknis selama penelitian.
Daftar Pustaka
Agrios, G.N. 2004. Plant Pathology. Fifth Edition. California: Elsevier Academic Press. pp:106-108.
Denic, M., P. Chauque, C. Jose, M. Langa, D. Mariote, P. Fato, dan W. Haag. 2001. Maize screening for multiple stress tolerance and agronomic traits. Seventh Eastern and Southern Africa Hasil pengujian terhadap tiga kelompok
jagung fungsional yang telah dilakukan menunjukkan bahwa genotipe jagung biji merah memiliki sifat ketahanan terhadap penyakit bulai lebih tinggi dibandingkan dengan kedua jagung fungsional lainnya (Tabel 1, 2, dan 3). Adanya perbedaan keparahan penyakit bulai pada materi uji menunjukkan bahwa ada pengaruh antara tingkat ketahanan masing-masing materi uji dengan serangan penyakit bulai. Ketahanan yang dimiliki tanaman dapat menekan produksi konidia, mengurangi sumber inokulum, sehingga dapat memperlambat penyebaran penyakit bulai (Pakki 2014). Premalatha et al. (2012) melaporkan kemungkinan adanya peran kandungan senyawa-senyawa biokimia pada tanaman yang berbeda satu dengan yang lain terhadap ketahanan penyakit bulai. Faktor morfologi tanaman juga berpengaruh terhadap proses infeksi patogen ke tanaman (Agrios 2004). Lebih lanjut Pakki (2017) menyatakan bahwa tanaman yang mempunyai ketahanan terhadap penyakit bulai dapat menghambat terjadinya germinasi konidia, penetrasi, dan proses infeksi patogen.
Regional Maize Conferences, 1th-15th February,
2001. South Africa: 88-91.
Denić, M., P. Chaque, P. Fato, C. Senete, D. Mariote and W. Haag. 2008. Approaches in breeding for high quality protein maize. Genetika 40(3):237 - 247.
Mbuya K., K.K. Nkongolo, and A. Kalongji-Mbuyi. 2011. Nutritional analysis of quality protein maize varities selected for agronomic characteristics in breeding program. International J. of Plant Breeding and Genetics 5:317-327.
Muis, A., N. Nonci, dan M. B. Pabendon. 2015. Genetic diversity of S3 maize genotypes resistant to downy mildew based on SSR markers. Indonesian Journal of Agricultural Science 16(2): 79-86.
M u i s , A . , N . N o n c i , M . B . P a b e n d o n . 2 0 1 6 . G e o g ra p h i c a l d i s t r i b u t i o n o f Peronosclerospora spp. the causal organism of maize downy mildew, in Indonesia. AAB Bio lux 8(3):143155
Nur, A. 2009. Identi ikasi dan seleksi jagung Quality Protein Maize (QPM) resistensi penyakit bulai (Peronosclerospora maydis) dan toleran keasaman tanah. Tesis. Institut Pertanian Bogor. 44-46.
Nursa’adah, I., N. Basuki, A.N. Sugiharto. 2017. Keragaan galur inbrida generasi S3 jagung ungu (Zea mays Var Ceratina Kulesh). J. Produksi Tanaman 5(3): 506-514.
Pamandungan, Y dan T.B. Ogie. 2017. Pewarisan sifat warna dan tipe biji jagung manado kuning. Eugenia 24 (1):1-8.
Pakki, S. 2017. Kelestarian ketahanan varietas unggul jagung terhadap penyakit bulai Peronosclerospora maydis. Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. 1(1): 37-44. Pakki, S. 2014. Epidemiology and strategy for
controlling downy mildew disease caused by Peronosclerospora sp. on maize. Indonesian Agricultural Research and Developmental Journal. 33(2): 47-52.
Petroni, K., R. Pilu, dan C. Tonelli. 2014. Anthocyanins in corn: a wealth of genes for human health. Planta 240: 901–911. Pu Jing, M.S. 2006. Purple Corn Anthocyanins:
Chemical structure, chemoprotective A S c t i v i t y a n d S t r u c t u r e / F u n c t i o n Relationship. Presend in Partial Ful ilment of the Requirement for the Degree Doctor of Philosophy the Graduate School of The Ohio State Universiti (Dissertation). Premalatha, N., K. M. Sundaram, and S.
Arumugachamy. 2012. Screening and source of resistance to downy mildew (Peronosclerospora sorghi) in Maize (Zea Mays L.). Electronic Journal of Plant Breeding, 3(2): 788-793.
Rashid, Z., P.H. Zaidi, M.T. Vinayan, S.S. Sharma, and T.A. S. Setty. 2013. Downy mildew resistance in maize (Zea mays L.) across Peronosclerospora species in lowland tropical Asia. Crop Protection 43: 183-191.
Salinas-Moreno, Y., S.C. Garcı́a, E.B. Coutiño, M.V.A. Vidal. 2013. Variabilidad en contenido y tipos de antocianinas en granos de color azul/ morado de poblaciones mexicanas de maı́z. Rev. Fitotec. Mex. 36(3A): 285-294. S u a r n i d a n H . S u b a g i o . 2 0 1 3 . Po t e n s i
pengembangan jagung dan sorgum sebagai sumber pangan fungsional. J. Litbang Pert. Vol. 32 (2): 47-55.
Subekti, A dan L. Pramudyani. 2016. Ketahanan Beberapa Varietas Unggul Jagung terhadap Penyakit Bulai di Kalimantan Barat. Prosiding Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, Banjarbaru, 20 Juli 2016. Hal 591-597. Talanca H. 2015. Evaluasi varietas/genotipe
jagung quality protein maize (QPM) terhadap penyakit bulai. J. Agrotan 1 (2): 48-58. Yasin, H.G., Sumarno , dan A. Nur. 2014. Perakitan
Varietas Unggul Jagung Fungsional. Jakarta: IAARD Press.
