STUDI PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN CABAI (Capsicum annuum L.) TERHADAP LAYU BAKTERI (Ralstonia solanacearum) IZMI YULIANAH

Transkripsi

1 STUDI PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN CABAI (Capsicum annuum L.) TERHADAP LAYU BAKTERI (Ralstonia solanacearum) IZMI YULIANAH SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Studi Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai (Capsicum annuum L.) terhadap Layu Bakteri (Ralstonia solanacearum) adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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, November 2007 Izmi Yulianah NIM A

3 ABSTRACT IZMI YULIANAH. Inheritance of Pepper (Capsicum annuum) Resistance Trait to Bacterial Wilt (Ralstonia solanacearum). Supervised by SRIANI SUJIPRIHATI, WIDODO, and KIKIN H MUTAQIN. Pepper is one of the most important vegetable in Indonesia, whose productivity (6.49 ton/ha) is still lower than its potential production (12 ton/ha). One of the limiting factor is bacterial wilt disease caused by Ralstonia solanacearum. The use of resistant pepper varieties is considered to be the most effective and efficient disease control program. The breeding for resistant pepper varieties to bacterial wilt disease would be effective if the information of the inheritance pattern of resistance is available. The research involved two activities, i.e. (1) screening for resistant peppers to bacterial wilt, and (2) study on inheritance of pepper resistance trait to bacterial wilt. The objective of the first activity was to obtain parental candidates of parental pepper for inheritance study. Nine genotypes of pepper from AVRDC and Laboratory of Genetic and Plant Breeding, Bogor Agricultural University, were screened by artificial inoculation of with R. solanacearum CHG 7 isolate. The result of screening showed that five genotypes are resistant (Jatilaba, PBC 1367, ICPN 12#4, PBC 473, and Tit Super), one genotype is slightly resistant (TM 999), one genotype is slightly susceptible (0209-4) and two genotypes are susceptible (Randu and PBC 67MC5). The objective of the second activity was to study inheritance of pepper resistance traits to bacterial wilt including gene action, number of controlling genes, heritability value, and the maternal effect. Population used in this experiment were P 1, P 2, F 1, F 1R, BC 1P1, BC 1P2, and F 2 which derived from the crossing of PBC 473 x PBC 67MC5 and the crossing of Tit Super x PBC 67MC5. The result of this experiment showed that there is no maternal effect based on t- test of F 1 and F 1R. The segregation of F 2 population had a ratio of 55 : 9 (resistant : susceptible) which indicated that resistance trait to bacterial wilt is controlled by three genes with duplicate recessive and dominant epistasis. The degree of dominance of PBC 473 X PBC 67MC5 and Tit Super X PBC 67MC5 are complete dominant and overdominant, respectively. Broad-sense and narrowsense heritability values of pepper resistance traits are medium. Key word : pepper, bacterial wilt, inheritance, resistance

4 RINGKASAN IZMI YULIANAH. Studi Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai (Capsicum annuum L.) terhadap Layu Bakteri (Ralstonia solanacearum). Di bawah bimbingan SRIANI SUJIPRIHATI, WIDODO, dan KIKIN H MUTAQIN. Cabai adalah salah satu sayuran penting di Indonesia, yang produktivitasnya masih rendah (6.39 ton/ha) dan di bawah potensi produksi (12 ton/ha). Salah satu kendala adalah penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum. Penggunaan varietas cabai tahan penyakit merupakan upaya pengendalian yang efektif dan ekonomis. Perakitan varietas cabai tahan layu bakteri akan efektif apabila informasi pola pewarisan karakter ketahanan telah diketahui. Penelitian dilaksanakan dalam dua kegiatan, yaitu (1) skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri dan (2) studi pewarisan karakter ketahanan cabai terhadap layu bakteri. Kegiatan pertama bertujuan mendapatkan tetua untuk studi pewarisan. Percobaan ini menggunakan 9 genotipe cabai koleksi AVRDC dan Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman IPB dengan isolat bakteri dari Ciherang Bogor. Skrining dengan inokulasi buatan menghasilkan 5 tetua tahan yaitu Jatilaba, PBC 1367, ICPN 12#4, PBC 473, dan Tit Super, satu genotipe agak tahan (TM 999), satu genotipe agak rentan (0209-4), dan dua genotipe rentan (Randu dan PBC 67MC5). Kegiatan kedua bertujuan untuk mempelajari pewarisan karakter ketahanan cabai terhadap layu bakteri yang meliputi aksi gen, jumlah gen pengendali, nilai duga heritabilitas, dan ada tidaknya pengaruh tetua betina yang mengendalikan karakter ketahanan tersebut. Percobaan ini menggunakan populasi (P 1, P 2, F 1, F 1R, BC 1P1, BC 1P2, dan F 2 ) yang berasal dari persilangan PBC 473 x PBC 67MC5 dan persilangan Tit Super x PBC 67MC5. Hasil percobaan menunjukkan kesamaan pada kedua persilangan dimana tidak ada efek maternal berdasarkan uji t pada F 1 dan F 1R. Segregasi populasi F 2 memiliki nisbah 55 : 9 (tahan : rentan) yang mengindikasikan bahwa karakter ketahanan terhadap layu bakteri dikendalikan oleh tiga pasang gen mayor dengan aksi epistasis dominan dan resesif duplikat. Derajat dominansi persilangan PBC 473 x PBC 67MC5 adalah dominan sempurna, sedangkan persilangan Tit Super x PBC 67MC5 adalah overdominan. Heritabilitas arti luas dan arti sempit karakter ketahanan terhadap layu bakteri pada kedua persilangan adalah sedang. Kata kunci : cabai, layu bakteri, pewarisan, ketahanan

5 Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun Hak cipta dilindungi Undang-undang. 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

6 STUDI PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN CABAI (Capsicum annuum L.) TERHADAP LAYU BAKTERI (Ralstonia solanacearum) IZMI YULIANAH Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Agronomi dan Hortikultura SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

7 Judul Tesis Nama NIM : Studi Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai (Capsicum annuum L.) terhadap Layu Bakteri (Ralstonia solanacearum) : Izmi Yulianah : A Disetujui Komisi Pembimbing Dr.Ir. Sriani Sujiprihati, MS. Ketua Dr.Ir. Widodo, MS. Anggota Dr. Ir. Kikin H Mutaqin, MSi. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Agronomi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal Ujian: 3 Oktober 2007 Tanggal Lulus : 4 Desember 2007

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Brebes pada tanggal 27 Juli 1975 sebagai anak sulung dari pasangan H. Slamet Harun dan Hj. Umroh. Penulis menikah dengan Abdul Basit pada tahun 2000 dan telah dikaruniai dua putri. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Pemuliaan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran, lulus pada tahun Pada tahun 2003, penulis diterima di Program Studi Agronomi pada sekolah Pascasarjana IPB. Beasiswa pendidikan Pascasarjana diperoleh dari DIKTI. Penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi Pemuliaan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya sejak tahun 1999.

9 PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia dan kasih sayangnya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih pada penelitian ini adalah Studi Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai (Capsicum annuum L.) terhadap Layu Bakteri (Ralstonia solanacearum). Terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Ibu Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS., Bapak Dr. Ir. Widodo, MS., dan Bapak Dr. Ir. Kikin H. Mutaqin, MSi., selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberi arahan, bimbingan, saran dan motivasi sejak perencanaan penelitian sampai penyusunan tesis ini selesai. 2. Bapak Dr. Ir. M. Syukur, MSi, selaku dosen penguji luar komisi yang telah banyak memberi masukan. 3. Rektor dan Dekan Universitas Brawijaya yang telah memberikan ijin belajar. 4. DIKTI, yang telah memberikan beasiswa BPPS. 5. Tim Program Penelitian Kerjasama Faperta IPB-AVRDC yang diketuai oleh Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat MSc., yang telah memberi dana untuk penelitian ini. 6. Kepala Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Departemen AGH IPB dan Kepala Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman IPB, yang telah memberikan ijin untuk menggunakan fasilitas Laboratorium selama penelitian. 7. Ibu Dr. Ir. Rahmi Yunianti, MSi., yang telah banyak memberi masukan dan motivasi melalui diskusi. 8. Ibu Ir. Ivonne Oley Sumarauw, MS., Dr. Ir. Abjad Asih, MSi. dan Bapak Dr. Ir Giyanto, MSi., yang telah banyak memberi masukan selama proses penelitian. 9. Ibu Ade, yang telah banyak membantu selama persilangan di Tajur 10. Teman-teman satu tim penelitian cabai : Zahrotul Millah, Agus Riyanto, Yulia Irawati, Latifah, terima kasih atas kebersamaan dan motivasinya. Temanteman Program Studi Agronomi 2003 (Mba Niken, Apri, Uni Upik, Teh Rini, Ade, Reni, Imay, Nila), teman-teman di Laboratorium Bakteri, serta adikadik di Turfgrass, terima kasih atas kebersamaannya. Siti Marwiyah dan Undang, yang telah banyak membantu. 11. Ayahanda H. Slamet Harun (Alm), nasehat bapak untuk terus mencari ilmu akan selalu ananda kenang. Ibunda Hj. Umroh, yang telah banyak memanjatkan do a dan kasih sayangnya. 12. Suami tercinta Abdul Basit, atas kesabaran, pengertian dan banyak membantu selama penelitian dan tidak bosan memberi dorongan dengan kasih sayang dan do anya. Dua putri penyejuk hati Hanin Maulida Fasya dan Nida Shofiya Fasya, wajah polosnya menjadi peneguh untuk selalu mencari Ridho-Nya. 13. Semua pihak yang telah membantu selama penelitian. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan Bogor, November 2007 Izmi Yulianah

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... Latar Belakang. Tujuan Penelitian. Hipotesis... Manfaat Penelitian... TINJAUAN PUSTAKA Botani dan syarat tumbuh tanaman cabai... Penyakit layu bakteri Gejala penyakit layu bakteri pada cabai... Pemuliaan untuk ketahanan tanaman terhadap layu bakteri... BAHAN DAN METODE. Waktu dan Tempat... Bahan.. Metode Percobaan1. Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri.. Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri pada lahan yang terinfestasi alami... Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri dengan dengan inokulasi buatan... Percobaan 2. Studi pewarisan karakter ketahanan cabai terhadap Layu bakteri... Pembentukan populasi dasar... Studi pewarisan karakter ketahanan cabai terhadap layu bakteri... HASIL DAN PEMBAHASAN... Percobaan 1. Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri... Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri pada lahan terinfestasi alami... Skrining ketahanan cabai terhadap layu bakteri dengan inokulasi buatan... Percobaan 2. Studi pewarisan karakter ketahanan cabai terhadap layu bakteri... Pembentukan populasi dasar... Nilai rata-rata, standar deviasi, dan ragam... Efek maternal... xi xiii xiv