Keragaman genetik klon Ubi Jalar (Ipomoea batatas [L.] Lam) pada beberapa sentra produksi Di Sumatera Barat

Transkripsi

1 BioETI ISBN Keragaman genetik klon Ubi Jalar (Ipomoea batatas [L.] Lam) pada beberapa sentra produksi Di Sumatera Barat P.K. DEWI HAYATI, N. KRISTINA DAN SUTOYO Peminatan Pemuliaan Tanaman, Program Studi Agroekoteknologi,Fakultas Pertanian Universitas Andalas ABSTRACT Sumatera Barat merupakan salah satu sentra produksi ubi jalar di Indonesia, namun hingga saat ini belum tersedia informasi mengenai variabilitas genetik ubi jalar yang ada di Sumatera Barat. Informasi mengenai keragaman genetik plasma nutfah ubi jalar sangat diperlukan untuk pengembangan dan perakitan varietas ubi jalar unggul yang baru. Penelitian telah dilakukan pada Desember 2012 hingga Maret 2013 pada beberapa sentra produksi tanaman ubi jalar yang ada di Sumatera Barat, yaitu Kabupaten Agam, Tanah Datar dan Solok. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi awal tentang keragaman fenotipik tanaman ubi jalar Sumatera Barat. Analisis statistik dilakukan untuk mengetahui tingkat keragaman fenotipik setiap karakter sedangkan analisis pengelompokan dilakukan menggunakan program NTSYSpc2.01. Terdapat keragaman pada karakter batang, daun, umbi dan bunga, namun variabilitas fenotipik karakter-karakter yang diamati umumnya sempit hingga moderat, mengindikasikan rendahnya peluang keberhasilan untuk merakit varietas ubi jalar unggul yang baru. Analisis kemiripan genetik 36 aksesi ubi jalar menggunakan perangkat NTSYS menghasilkan 14 kelompok ubi jalar pada tingkat kesamaan genetik 50%. Klon ubi jalar introduksi lebih mendominasi pertanaman ubi jalar dibandingkan klon lokal sehingga dikhawatirkan klon ubi jalar lokal akan hilang jika tidak dilakukan penelitian dan usaha konservasi lebih lanjut. Key words: ubi jalar, eksplorasi, keragaman genetik, klon lokal Pendahuluan Ubi jalar dikelompokkan sebagai tanaman pangan yang memiliki kandungan bahan kering terbesar (4 t/ha), sehingga juga menghasilkan energi tercerna yang tertinggi (12.6 juta kkal/ha), jauh lebih tinggi daripada singkong, beras dan kentang yang menghasilkan energi tercerna 7.3, 7.1 dan 7.1 juta kkal/ha. Selain sumber energi, umbi ubi jalar mengandung mineral, protein dan vitamin penting. Walaupun kandungan protein umbi relatif rendah, tetapi kualitas protein tercernanya cukup tinggi (187 kg/ha) sebanding dengan kentang (196 kg/ha) dan kacang tanah (190 kg/ha), bahkan lebih tinggi daripada beras (130 kg/ha) (Horton et al., 1989). Tepung ubi jalar memiliki kegunaan yang luas untuk keperluan industri kimia, farmasi, pangan, minuman, kosmetik maupun produksi bioetanol. Umbi ubi jalar berwarna jingga mengandung ß-karoten yang tinggi sementara ubi berwarna ungu kaya akan antosianin yang sangat baik untuk kesehatan. Prinsip pemuliaan tanaman sesungguhnya merupakan usaha perbaikan tanaman yang mensyaratkan adanya keragaman genetik dari plasma nutfah. Plasma nutfah atau sumber daya genetik merupakan suatu substansi yang terdapat dalam setiap kelompok mahluk hidup di alam yang memiliki fungsi dan kemampuan untuk mewariskan karakter yang dimilikinya (Astirin, 2000; Somantri, 2007). Plasma nutfah sangat penting keberadaannya karena menjadi bahan dasar untuk merakit varietas unggul. Program pemuliaan tanaman yang tidak didukung oleh ketersediaan plasma nutfah yang tinggi sebagai sumber gen akan berakibat pada narrow genetic base atau penyempitan kandungan genetik dari varietas yang dihasilkan. Sumatera Barat merupakan salah satu sentra produksi ubi jalar di Indonesia. Hingga saat ini masih sangat sedikit informasi mengenai keragaman genetik ubi jalar di Sumatera Barat, apalagi kajian tentang potensi genetik plasma nutfah ubi jalar yang ada. Padahal kajian keragaman genetik plasma nutfah yang

2 dilakukan dengan cara mengkarakterisasi karakter morfologis yang dimiliki melalui eksplorasi, merupakan informasi awal bagi pemulia untuk menentukan karakter-karakter tanaman yang memiliki keragaman genetik yang tinggi. Informasi tersebut juga diperlukan untuk tujuan konservasi ex situ plasma nutfah ubi jalar. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi awal tentang keragaman morfologis tanaman ubi jalar (Ipomoea batatas [L.] Lam.) yang ada di sentra-sentra produksi tanaman ubi jalar Sumatera Barat. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah diperolehnya informasi mengenai keragaman genetik plasma nutfah ubi jalar yang ada di Sumatera Barat. BAHAN DAN METODE Penelitian telah dilakukan selama bulan Desember 2012 hingga Maret 2013 pada tiga sentra produksi tanaman ubi jalar yang ada di Sumatera Barat, yaitu Kabupaten Agam, Tanah Datar dan Solok. Eksplorasi dilaksanakan menggunakan metode purposive sampling. Tanaman yang dijadikan sampel adalah tanaman yang lengkap memiliki semua bagian daun, batang dan umbi. Karakterisasi dilakukan berpanduan deskriptor dari CIPAVRDC-IBPGR (Huaman, 1991) Data kemudian dianalisis menggunakan statistik sederhana untuk mengetahui tingkat keragaman fenotipik untuk setiap karakter. Analisis pengelompokan (cluster analysis) dilakukan menggunakan metode UPGMA dengan terlebih dahulu melakukan standardisasi data. Pengelompokan yang ditampilkan berupa dendrogram kemiripan genetik mencerminkan hubungan kemiripan fenotipik antar setiap aksesi ubi jalar yang ditemukan. Analisis pengelompokan dilakukan menggunakan program NTSYSpc2.01 (Rohlf, 2000). 32 HASIL DAN PEMBAHASAN Cendawan Ubi jalar diklasifikasikan ke dalam famili Convolvulaceae yang mengandung 4050 genera dan lebih dari 1200 spesies. Ubi jalar tergolong ke dalam genus Ipomoea yang mengandung lebih kurang 100 spesies (Nishiyama, 1982). Dari eksplorasi yang dilakukan pada tiga kabupaten di Sumatera Barat tersebut diperoleh 59 aksesi ubi jalar. Keragaman morfologi ditemui pada semua organ tanaman, baik batang, daun, umbi dan bunga. Tidak semua aksesi ubi jalar mampu berbunga walaupun sudah memasuki fase vegetatif, menandakan bahwa karakter pembungaan sangat dikendalikan oleh genetik. Tanaman ubi jalar merupakan tanaman berumah satu. Bunga akan mekar pada pagi hari dan layu pada sore hari, tergantung pada kondisi lingkungan. Bunga ubi jalar berbentuk terompet dengan sepal berwarna putih keunguan sampai ungu. Setiap bunga memiliki 1 stigma dan 5 stamen. Keragaman morfologi bunga terutama ditemukan pada bentuk bunga dan posisi stigma terhadap anther (Gambar 1). Daun ubi jalar tergolong daun sederhana. Keragaman pada daun terutama ditemui pada bentuk, lobus dan warna daun (Gambar 2). Perbedaan pada bentuk, lobus dan warna bisa saja ditemui dalam satu aksesi ataupun perbedaan tersebut terdapat antara daun muda dan daun tua. Warna daun umumnya hijau walaupun juga ditemui daun yang berwarna ungu. Ubi jalar merupakan tanaman merambat dengan batang tergolong herbaceous. Batang memiliki cabang primer dan sekunder dengan internodus yang bervariasi panjangnya. Keragaman pada batang ditemui terutama pada perbedaan warna batang, diameter dan panjang ruas, serta ada tidaknya bulu pada batang (Gambar 3).

3 Gambar 1. Variasi posisi stigma terhadap anther pada beberapa aksesi ubi jalar Gambar 2. Keragaman morfologi daun ubi jalar 33

4 34 Gambar 3. Keragaman morfologi batang ubi jalar Gambar 4. Keragaman morfologi umbiubi jalar Akar yang berfungsi sebagai organ penyimpan terbentuk dari akar adventif yang muncul dari dasar stek batang yang digunakan sebagai bahan perbanyakan. Akar ini menggulung, sukulen dan menjadi edible roots dalam berbagai bentuk dan ukuran. Akar ini berwarna putih, kuning, oranye, coklat, merah muda, merah atau ungu. Sedangkan daging umbi berwarna putih, kuning, oranye, ungu atau memiliki bagian-bagian yang berwarna ungu atau oranye (Tan et al., 2007). Keragaman pada umbi ditemui pada bentuk umbi, warna kulit dan daging umbi (Gambar 4.). Keragaman bentuk umbi dapat ditemui dalam satu aksesi, namun bentuk umbi yang dilaporkan merupakan bentuk dominan dalam satu aksesi/pertanaman. Yang menarik adalah warna kulit umbi yang sama belum tentu memberikan warna daging umbi yang sama. Dari total 59 aksesi yang ditemui di lapangan, tidak ditemukan karakter yang memiliki variabilitas yang luas (Tabel 1). Umumnya karakter-karakter yang dianalisis memiliki variabilitas yang sempit hingga

5 moderat. Hal ini tidak mengherankan karena umumnya karakter yang dianalisis merupakan karakter kualitatif yang biasanya dikendalikan oleh gen-gen sederhana dan sangat sedikit dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Beberapa karakter kuantitatif yang merupakan hasil pengukuran seperti panjang tanaman, panjang dan diameter ruas, panjang dan lebar lamina, untuk keperluan analisis telah distandardisasi dan diubah menjadi bentuk data kualitatif. Variabilitas fenotipik yang moderat hingga sempit mengindikasikan bahwa tidak cukup 35 tersedia variasi yang besar pada karakter karakter yang diamati. Dengan demikian peluang pemulia untuk memilih dan mengeksploitasi genotipe-genotipe lokal ubi jalar menjadi terbatas. Alternatif untuk memperluas keragaman ubi jalar di Sumatera Barat tentu saja dengan mengintroduksikan genotipe klon yang baru ataupun dengan melakukan hibridisasi antar genotipe klon ubi jalar yang sudah ada, atau dengan genotipe klon yang baru. Tabel 1. Variabilitas fenotipik beberapa karakter ubi jalar No KARAKTER Tipe tumbuh Kemampuan membelit Diameter ruas Panjang ruas Warna dominan Warna sekunder Bulu pada ujung btg (daun muda) Bentuk daun Tipe lobus Jumlah lobus Warna daun tua Warna daun muda Warna pertulangan daun abaxial Warna tangkai daun Panjang tangkai daun Panjang lamina daun Lebar lamina daun Bentuk umbi Formasi umbi Ketebalan korteks Warna dominan kulit umbi Warna sekunder kulit umbi Warna dominan daging umbi Warna sekunder daging umbi Penyebaran warna sekunder daging umbi Kadar getah umbi Kemampuan berbunga Bentuk bunga Warna bunga Lebar bunga Panjang bunga Kedudukan putik VARIASI S.D KRITERIA

6 36 4AC1 4AC2 Baso3 Par8 XKoto3 Par3 Starab1 Bampu1 Spuar2 Spuar4 LG2 LG3 LG1 LG4 XKoto4 Starab2 Sumanik2 Sumanik3 4AC3 GT3 GT5 Spuar1 Par1 GT1 GT6 GT2 GT4 Par2 Baso2 Baso4 Starab4 PD2 Baso5 Sumanik5 4AC5 Baso Similarity Coefficient Gambar 5. Kemiripan genetik dari 36 aksesi ubi jalar berdasarkan karakter kualitatif dan kuantitatif Analisis kemiripan genetik 36 aksesi ubi jalar yang lengkap memiliki semua organ daun, batang, umbi dan bunga menggunakan perangkat NTSYS menghasilkan 14 kelompok ubi jalar pada tingkat kesamaan genetik 50% (Gambar 5). Secara umum, aksesi Baso1 dan 4AC1 memisah dari kelompok lainnya, mengindikasikan bahwa kedua aksesi yang sama-sama berasal dari Kabupaten Agam ini sangat berbeda dibandingkan aksesi-aksesi klon ubi jalar yang lain. Berdasarkan observasi terhadap umur panen dan informasi dari petani langsung di lapangan, umumnya klon ubi jalar yang ditemui memiliki umur relatif pendek berkisar dari 3 hingga 5 bulan. Diduga klon-klon ubi jalar yang ada sekarang pada beberapa daerah sentra produksi merupakan klon-klon unggul yang diintroduksikan oleh dinas pertanian terkait sebagaimana yang diinformasikan oleh petugas pertanian setempat. Klon-klon tertentu juga berasal dari introduksi dari beberapa daerah lain di Indonesia sehingga penamaan klon ubi jalar tersebut menggunakan nama petani yang membawa seperti Nyiak Wali, Pono atau nama daerah tempat ubi jalar tersebut berasal, seperti Samarinda. Kesesuaian lingkungan tumbuh daerah asal dengan lingkungan di daerah sentra

7 produksi menjadi penyebab berkembangnya klon-klon introduksi tersebut. Walaupun menurut petani ada beberapa klon ubi jalar yang berumur panjang hingga 7 bulan, namun tidak ditemui klon ubi jalar tersebut di lapangan. Ubi jalar lokal berumur panjang tersebut tidak lagi ditanam oleh petani sehingga dikhawatirkan klon-klon lokal tersebut hilang sebelum diketahui informasi genetiknya secara menyeluruh. Dengan demikian usaha-usaha penelitian terhadap penilaian potensi genetik dari semua klon yang dimiliki dan konservasi terhadap klon-klon lokal yang masih ada perlu dilakukan dan dipergiat. KESIMPULAN Dari hasil diatas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : Hasil eksplorasi ubi jalar pada beberapa sentra produksi ubi jalar di tiga kabupaten Sumatera Barat, diperoleh 59 aksesi ubi jalar. Karakterisasi fenotipik terhadap berbagai karakter batang, daun, umbi dan bunga dari keseluruhan aksesi menunjukkan variabilitas yang sempit hingga moderat. Hasil analisis pengelompokan terhadap 36 aksesi yang lengkap memiliki organ batang, daun, umbi dan bunga menghasilkan 14 kelompok aksesi ubi jalar yang berbeda pada 50% tingkat kemiripan genetik. Dari hasil penelitian ini disarankan untuk memperluas areal eksplorasi tidak hanya pada daerah sentra produksi untuk mendapatkan gambaran lengkap mengenai variabilitas genetik ubi jalar di Sumatera Barat. 37 Ucapan Terimakasih Penelitian ini dibiayai oleh dana BOPTN Univ. Andalas Tahun Anggaran 2012 dengan No. Kontrak: 525/UN.16/LPPM/PDM/I/2012 tanggal 23 Nopember DAFTAR PUSTAKA Astirin, O.P Permasalahan Pengelolaan Keanekaragaman Hayati di Indonesia. Biodiversitas. 1(1):36-40 Huaman Z Descriptors for Sweet Potato.CIP:AVRDC:IBPGR. International Board for Plant Genetic Resources. Rome. Horton, D Recent trend in world sweet potato production and use. In McKay, KT., M.K. Palomar, and R.T. Sinico (eds.) Sweet potato Research and Development for Smalll Farmers. Laguna Philippines. SEAMEO-SEARCA. p Nishiyama, I. (1982) Autohexaploid evolution of the sweet potato. In: Villareal, R.L. and T.D. Griggs (eds) Sweet potato: Proceedings of the First International Symposium. Tainan, Taiwan: AVRDC, pp Rohlf, F.J NTSYS-pc. Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System. Version Exerter Sofware. New York. Somantri, I.H., M. Hasanah, S. Adisoemarto, M. Thohari, A. Nurhadi dan I.N. Orbani Mengenal Plasma Nutfah Tanaman Pangan. Seri Mengenal Plasma Nutfah Tanaman Pangan. Komisi Nasional Plasma Nutfah. tikel/mengenal_plasmanutfah.php Tan, S.L., M. Nakatani and K. Komaki Breeding of sweetpotato. In. Kang, M. J. and P.M. Priyadarshan (eds). Breeding Major Food Staples. pp