Variabiltas Genetik, Fenotipik dan Heritabilitas Galur Elite Kedelai
pada Cekaman Genangan
Eti Ernawiati
Jurusan Biologi FMIPA, Universitas Lampung Jl. Sumantri BrojonegoroNo. 1 Bandar Lampung 35145
Abstract
Two sets of randomized block design with two replications were performed with two different of flooding. The 96 elite breeding lines were exposed to flood and non flooding plots during seed formation (R5) for 3 days. The check cultivars were
replicated ten times and were planted in rows. Narrow genetic and phenotypic variability were found for plant height, number of fertile nodes, number of seed per pod, and of 100 seeds. However, wide range genetic and phenotypic variability were found for productive branch, number of pod per plant, and seed weight per plant. Heritability estimates were high for plant height, productive branch number, number of pod per plant, number of seed per pod, weight of seed per plant, and 100 seeds weight. Meanwhile, the number of fertile nodes, and root dry weight had a medium heritability value.
Keywords: Genetic variability, phenotypic, soybean heritability
Pendahuluan
Untuk mendapatkan genotip kedelai yang tahan terhadap lingkungan yang tercekam genangan, seleksi merupakan tahapan yang penting yang harus dila-kukan dalam suatu program pemuliaan tanaman. Sebelum seleksi dilakukan, informasi besaran variabilitas genetik karakter tahan genangan sangat penting karena akan sangat mempengaruhi keberhasilan suatu proses seleksi. Demikian juga perlu diketahui nilai duga heritabilitasnya, karena keefek-tifan suatu seleksi sangat tergantung pada nilai duga heritabilitasnya sehing-ga diketahui kapan dilakukan seleksi. Variabilitas genetik merupakan faktor penting dalam perbaikan karakter tanaman yang diturunkan. Apabila suatu karakter memiliki nilai variasi genetik sempit, maka setiap individu dalam po-pulasi tersebut hampir sama, sehingga tidak dapat dilakukan perbaikan
ka-rakter melalui seleksi. Adanya variasi genetik, berarti juga terdapatnya nilai genotip individu-individu suatu popu-lasi. Hal ini merupakan syarat agar se-leksi terhadap populasi tersebut berhasil sesuai yang diharapkan1.
Pendugaan nilai heritabilitas dapat memberikan gambaran apakah suatu karakter dipengaruhi oleh faktor genetik atau faktor lingkungan2. Diketahui bahwa tanggap varietas kedelai terhadap keadaan jenuh air berbeda-beda3. Hal ini akan menyebabkan timbulnya variasi tanggapan ketahanan terhadap genangan pada genotip kedelai yang diuji, demi-kian juga nilai duga heritabilitasnya.
Metode Penelitian
Penelitian dilaksanakan di lahan sawah Balai Benih Tani Makmur Cihea (BBTMC), Kecamatan Bojong Picung, Kabupaten Cianjur, dari bulan Agustus sampai dengan Nopember 1999.
Bahan tanaman yang digunakan adalah 98 genotip, yaitu 96 genotip potensial F20 hasil pemuliaan Laboratorium Ilmu
Pemuliaan Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran di SPLPP Arjasari, dan kultivar Wilis dan Mangla yang sebagai pembanding.
Bahan lain adalah pupuk dasar urea, SP-36, dan KCl; pestisida yang digunakan adalah Furadan 3G, Curacron 500 EC, dan Antracol.
Peralatan yang digunakan meliputi arit, cangkul, tugal, patok bambu, tali plastik, meteran, handsprayer, tim-bangan, oven, kantong kertas, kantong plastik, label, benang, dan alat-alat tulis. Penelitian dilaksanakan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK), terdiri dari dua set percobaan, yaitu yang tidak digenangi dan yang digenangi pada saat pengisian polong (R5) selama tiga hari dengan
masing-masing 96 galur kedelai sebagai perlakuan. Perlakuan diulang sebanyak dua kali, ditanam dalam barisan (row
plot) dan tanaman cek diulang sebanyak
sepuluh kali.
Penanaman dilakukan setelah panen padi tanpa pengolahan tanah, dengan cara di tugal pada sebelah kanan kiri barisan tunggul bekas padi dan dilewatkan satu baris untuk memi-sahkan antar satuan perlakuan (antar genotip). Setiap lubang tanam diisi dua benih kedelai dengan jarak tanam 13.5 cm x 54 cm, dan jarak antar ulangan 100 cm. Pupuk dasar diberikan saat tanam, pengendalian gulma dilakukan secara mekanik pada umur empat dan delapan minggu setelah tanam. Pengen-dalian hama dan penyakit dilakukan setiap minggu sekali.
Pengamatan dilakukan pada empat rumpun sampel (delapan tanaman) yang
diambil secara acak di dalam barisan percobaan. Karakter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, jumlah buku subur, jumlah polong per tanaman, jumlah biji per polong, bobot biji per tanaman, bobot 100 butir biji, dan bobot kering akar. Variabilitas genetik diduga dengan analisis komponen varians.4 Koefisien variasi genetik (KVG) dan Koefisien variasi fenotipik (KVF) menggunakan rumus Singh dan Chaudhary5. Penetapan kriteria penilaian luas atau sempitnya KVG dan KVF dengan menentukan nilai relatif dan nilai absolute1. Heritabilitas diduga dengan
menggunakan analisis komponen
varians dan dihitung berdasarkan rumus Allard6. dan klasifikasi nilai duga heritabilitas7.
Hasil dan Pembahasan
Nilai KVG dan KVF relatif rendah dan agak rendah digolongkan sebagai karakter yang mempunyai variabilitas genetik dan fenotipik sempit, sedangkan KVG dan KVF cukup tinggi dan tinggi digolongkan sebagai variabilitas luas. Dari hasil penetapan didapatkan empat karakter yang memiliki variabilitas genetis dan fenotipik sempit, yaitu tinggi tanaman, jumlah buku subur, jumlah biji per polong, dan bobot 100 biji, tiga karakter yang memiliki variabilitas luas adalah jumlah cabang produktif, jumlah polong per tanaman, dan bobot biji per tanaman, baik pada lingkungan stres maupun normal. Sedangkan karakter bobot kering akar mempunyai KVG sempit dan KVF luas (Tabel 1).
Berdasarkan hasil tersebut, maka seleksi dapat dilakukan pada karakter-karakter jumlah cabang produktif, jumlah polong per tanaman, dan bobot biji per tanaman, serta tidak akan efektif jika
pada karakter tinggi tanaman, jumlah buku subur, jumlah biji per polong, dan bobot 100 biji. Sedangkan karakter bobot kering akar meskipun memiliki nilai KVF luas seleksi sulit dilaksanakan karena karakter ini mempunyai nilai KVG sempit.
Dari Tabel 1 terdapat sedikit perbedaan nilai duga heritabilitas karakter-karater kedelai yang diuji antara lingkungan cekaman genangan dengan lingkungan normal. Hal ini seperti pada penelitian sebelumnya bahwa karakter komponen hasil kedelai memiliki sensifitas berbeda terhadap penggenangan. Lebih lanjut dijelaskan bahwa biji per polong dan jumlah buku subur per cabang merupakan karakter yang tidak terpengaruh oleh cekaman genangan, sedangkan ukuran biji terpengaruh hanya oleh penggenangan pada fase R5.
Kehilangan hasil terutama disebabkan oleh penurunan produksi polong karena berkurangnnya jumlah polong per buku subur.8
Dalam percobaan ini terlihat fenomena yang menarik untuk dibahas yakni nilai duga heritabilitas pada lingkungan cekaman genangan (stres) ada yang lebih besar daripada lingkungan tidak digenangi (normal) atau sebaliknya. Fenomena ini sejalan dengan pendapat Allen dkk.bahwa nilai duga heritabilitas kadang-kadang dapat lebih besar atau lebih kecil pada level lingkungan yang lebih baik.9 Hal ini tergantung pada nilai relatif dari perubahan varians genotipik dan varians lingkungan. Karakter jumlah cabang produktif, jumlah olong per tanaman, dan bobot biji per tanaman memiliki nilai KVG, KVF, dan H yang sama, baik pada lingkungsn tidak digenangi maupun lingkungan yang digenangi. Seleksi pada ketiga karakter ini akan berlangsung efektif karena mempunyai
nilai KVG dan KVF yang luas dan heritabilitas yang tinggi. Hal ini berarti bahwa ekspresi gen yang nampak pada penampilan karakter-karakter tersebut dipengaruhi oleh faktor genetiknya dan faktor lingkungan (digenangi dan tidak digenangi) tidak berpengaruh pada penampilan fenotipik genotip tanaman kedelai.
Kesimpulan
Karakter yang dimiliki oleh variabilitas genetik luas adalah jumlah cabang produktif, jumlah polong per tanaman, dan bobot biji per tanaman, sedangkan tinggi tanaman, jumlah buku subur, jumlah biji per polong, bobot 100 biji, dan bobot kering akar mempunyai variabilitas genetik sempit. Karakter yang mempunyai nilai duga heritabilitas tinggi adalah tinggi tanaman, jumlah polong per tanaman, jumlah cabang produktif, jumlah biji per polong, bobot 100 biji, dan bobot biji per tanaman, sedangkan jumlah buku subur dan bobot kering akar bernilai heritabilitas sedang.
Ucapan Terimakasih
Penulis menghaturkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. H. Achmad Baihaki, Ir., M.Sc, Ph.D., Ibu Prof. Dr. Hj. Murdaningsih H. Karmana, Ir., M.Sc., dan Bapak Prof. H. Sulya Djakasutami, Ir., M.Sc., Ph.D., selaku komisi pembimbing yang telah memberikan koreksi, masukan dan arahannya dalam penyusunan Tesis. Kepada Bapak Kepala Balai Benih Tani Makmur Cihea, Kabupaten Cianjur beserta Staf, atas bantuan lahan dan dana penelitian, serta kepada Direktur Eksekutif DUE Projects Unila beserta Staf atas Dana Karyasiswa.
Tabel 1. Nilai varians genetik (σg2) dan fenotipik (σf2), koefisien varians genetik (KVG)
dan fenotipik (KVF), serta nilai duga
heritabilitas (H) karakter agronomis penting pada cekaman genangan (stres) dan keadaan tidak digenangi (normal)
No Karakter
σ
g2σ
f2KVG
KVF
Normal Stres Normal Stres Normal Stres Normal
1 2 3 4 5 6 7 8 Tinggi Tanaman (cm) Jumlah cabang produktif Jumlah buku subur
Jumlah polong per tanaman Jumlah biji per polong Bobot biji per tanaman (g) Bobot 100 butir biji (g) Bobot kering akar (g)
65.32 0.50 2.46 317.68 0.06 5.74 2.06 0.18 74.34 0.38 2.82 319.21 0.08 3.43 2.37 0.15 8.73 0.71 5.14 366.19 0.14 6.86 3.26 0.41 78.08 0.53 5.83 248.49 0.12 6.11 3.80 0.53 14.81 (r) 23.36 (ct) 12.36 (r) 28.54 (t) 11.16 (r) 23.81 (ct) 10.94 (r) 18.67 (ar) 16.14 (r) 22.82 (ct) 13.56 (r) 30.63 (t) 12.96 (r) 25.13 (t) 11.70 (r) 16.93 (ar) 16.88 (r) 27.69 (t) 17.85 (r) 30.64 (t) 16.71 (r) 26.03 (ct) 13.76 (r) 28.27 (t)
Keterangan : Nilai duga heritabilitas rendah (r), 0%<H<20 %; sedang (s) : 20%<H<50%; tinggi (t): 50%<H<100% (Stanfield, 1988);
Daftar Pustaka
1. Murdaningsih, H.K. 1998. Variasi Genetik Sifat-sifat Tanaman Bawang Putih (Allium sativum L.) di Indonesia dan Usaha Perluasannya Melalui Radiasi Sinar Gamma dan Neutron Cepat. Disertasi Pasca Sarjana UNPAD. Bandung. (Tidak Dipublikasikan).
2. Fehr, W.R. 1987. Principles of
Cultivar Development. Theory and Technique. Vol. I. Macmillan Publishing Company. New York. 3. Ghulamahdi, M., Rumawas, F.,
Sopandi, D., Aswidinoor, H., Purwoko, B.S., Guhardja, E. & Karama, A.S. 1999. Biosintesis etilen dan pertumbuhan akar dari tiga genotipe kedelai pada kondisi jenuh air dan kering. Hayati. 2:29-33. 4. Baihaki, A. 1982. Pengertian “Nested’
DAN “Cross Classifield” Variabel, serta Mencari dan Penulisan Komponen Varians dalam suatu Rancangan Percobaan Dengan Cara Sederhana. Bagian Statistika Fakultas
Pertanian Universitas Padjadjaran. Bandung.
5. Singh, R.K & Chaudary. B.D. 1979.
Biometrical Method in Quantitative Genetics Analysis. Kalyani Publisher,
Ludhiana, New Delhi.
6. Allard, R.W. 1960. Principles of
Plant Breeding. John Wiley and Sons,
Inc. New York.
7. Stanfield, R.G.D., 1988. Genetika.
Glora Aksara Pratama. Jakarta.
8. Linkemer, G., Board J.E. &
Musgrave, M.E. 1998. Waterlogging effects on growth and yield
components in late-planted soybean.
Crop sci. 38:1576-1589.
9. Allen, F.L., Comstock, R.E. & Rasmusson, D.C. 1978. Optimal environments for yield testing. Crop.
