SELEKSI GALUR-GALUR KEDELAI TAHAN SOYBEAN MOSAIC VIRUS

Transkripsi

1 SELEKSI GALUR-GALUR KEDELAI TAHAN SOYBEAN MOSAIC VIRUS Heru Kuswantoro*, Mudji Rahaju, Apri Sulistyo Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Jl. Raya Kendalpayak Km. 8. PO BOX 66 Malang ABSTRAK Pengendalian serangan SMV sulit dilakukan karena salah satu cara penularannya melalui biji sehingga pengendalian selain dilakukan pada serangga vektor juga harus dilakukan pada biji. Oleh karena itu, pengendalian terbaik penyakit yang disebabkan oleh SMV adalah dengan penggunaan varietas kedelai tahan SMV. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan galur-galur kedelai F2 dan F3 tahan SMV. Seleksi pedigree generasi F2 dan F3 galur-galur kedelai berdaya hasil tinggi dan tahan SMV dilakukan di Balitkabi pada MK I dan MK II Inokulasi SMV dilakukan secara mekanis dengan cairan perasan daun kedelai yang terserang SMV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada generasi F2 dan F3 hasil persilangan kedelai memiliki keragaman ketahanan terhadap SMV. Dari seleksi diperoleh sejumlah 112 galur F2 yang tahan terhadap SMV. Kombinasi persilangan dengan jumlah galur terbanyak adalah Burangrang x MLGG 0855, Malabar x MLGG 0809, Malabar x MLGG 0855 dan MLGG 0840 x Malabar, di mana masing-masing diperoleh delapan galur. Pada generasi F3, dari 21 kombinasi persilangan yang dinilai tahan terhadap SMV yaitu galur yang berasal dari kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0809, Malabar X MLGG 0840, MLGG 0840 X Malabar, MLGG 0855 X Anjasmoro dan MLGG 0855 X Burangrang. Kata kunci: kedelai, seleksi, SMV PENDAHULUAN SMV merupakan salah satu penyakit virus kedelai yang menyebabkan kehilangan hasil dan penurunan kualitas biji (Viel et al., 2009; Zhang et al., 2009). Isolat SMV dikelompokkan kedalam tujuh strain (G1 G7) berdasarkan reaksi fenotipik pada varietas kedelai yang berbeda (Cho dan Goodman, 1982) yang dapat menyebabkan gejala mosaik, bercak, dan klorosis pada daun, serta penurunan pertumbuhan tanaman dan kehilangan hasil yang dapat mencapai 100% (Gunduz et al., 2004; Qusus, 1997). Selain mengurangi hasil, infeksi SMV juga berdampak negatif pada kualitas biji. Pengaruh infeksi pada bercak kulit biji tergantung pada tahap perkembangan tanaman saat infeksi. Persentase bercak pada biji berhubungan dengan tingkat infeksi pada saat tanam atau sebelum pembungaan, di mana persentase bercak-bercak pada kulit biji meningkat jika infeksi SMV terjadi pada saat atau sebelum pembungaan. Pada tanaman yang terinfeksi setelah pembungaan tidak akan menyebabkan bercak pada kulit biji (Ren dan Ghabrial, 1997a). Ren dan Ghabrial (1997b) juga menemukan bahwa genotipe peka memiliki 4% bercak pada penanaman awal musim tanam dan 9% biji dengan bercak pada akhir musim tanam, sedangkan genotipe tahan kurang dari 1% pada kedua waktu tanam tersebut. Bercak kulit biji pada pertanaman akhir musim tanam berkorelasi dengan kejadian infeksi SMV pada fase R1. Peluang keberhasilan perakitan kedelai untuk ketahanan terhadap virus akan tinggi apabila sumber gen ketahanannya telah ditemukan. Bahkan pyramiding gen juga dapat dilakukan apabila ketahanan tehadap strain berbeda dikendalikan oleh gen pada lokus terpisah (Ma et al., 2004). Beberapa gen pengendali ketahanan tanaman telah diidentifikasi, diantaranya adalah Rsv 1 yang merupakan gen tahan SMV pada kedelai PI96983 (Kiihl and Hartwig, 1979). Galur HLS memiliki satu gen dominan tunggal pada locus gen ketahanan Rsv 1 yang berasal dari kultivar Hardee. Genotipe kedelai OX670 tahan terhadap SMV memiliki gen Rsv 2 (Gunduz et al., 2001). Gen Rsv 3 ini pertama kali diidentifikasi pada suatu galur OX686 yang merupakan keturunan dari Columbia yang 328

2 dapat menyebabkan nekrosis secara sistemik pada SMV G1 (Jeong et al., 2002). Sumber gen resisten terhadap beberapa strain SMV diantaranya terdapat pada kultivar Buffalo, Kwangyo, Ogden, Marshall, dan Davis. Sedangkan sumber gen yang tahan terhadap semua strain adalah Suweon 97 (PI483084) (Cho and Goodman, 1982; Lim, 1985), dan dapat dikatakan immun terhadap semua strain SMV di Amerika (Chen et al,. 2002). Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi galur-galur kedelai yang tahan terhadap SMV. MATERI DAN METODE Seleksi pedigree generasi F2 galur-galur kedelai berdaya hasil tinggi dan tahan SMV (asal 22 kombinasi persilangan) dilakukan di semi lapang Balitkabi pada MKI Setiap galur ditanam dalam satu baris sepanjang 3 m. Jarak tanaman dalam baris 15 cm dan jarak antar baris 40 cm, 2 tanaman per rumpun. Pemupukan dengan 50 kg Urea, 150 kg SP18 dan 75 kg KCl per ha diberikan secara sebar merata sebelum tanam. Perlakuan benih dengan Marshal. Inokulasi SMV dilakukan secara mekanis dengan cairan perasan daun kedelai yang terserang SMV di dalam buffer fosfat 0,03 M (ph 7,0) dengan cara mengoleskannya pada permukaan bagian atas daun. Sebagai pengikis permukaan daun digunakan karborundum 600 mesh. Inokulasi dilakukan saat tanaman berumur 10 hari setelah tanam (hst) pada daun yang telah membuka sempurna (daun pertama dan kedua dari pucuk). Pengamatan meliputi skor serangan SMV pada umur 30 hst, tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah polong, dan hasil per tanaman. Data yang diperoleh dianalisis statistik deskriptif untuk mengetahui nilai tengah dan keragaman di dalam populasi yang digunakan. Kriteria seleksi berdasarkan ketahanan tanaman terhadap SMV. Sebanyak 112 galur F3 tahan diseleksi pedigree kembali pada lokasi yang sama pada MKII Setiap galur ditanam dalam satu baris sepanjang 3 m. Jarak tanaman dalam baris adalah 15 cm dan jarak antar baris 40 cm, 2 tanaman per rumpun. Pemupukan dengan 50 kg Urea, 150 kg SP18 dan 75 kg KCl per ha diberikan secara sebar merata sebelum tanam. Perlakuan benih dengan Marshal. Inokulasi dilakukan secara mekanis dengan cairan perasan daun kedelai yang terserang SMV di dalam buffer fosfat 0,03 M (ph 7,0) dengan cara mengoleskannya pada permukaan bagian atas daun. Sebagai pengikis permukaan daun digunakan karborundum 600 mesh. Inokulasi dilakukan saat tanaman berumur 10 hari setelah tanam (hst) pada daun yang telah membuka sempurna (daun pertama dan kedua dari pucuk). Pengamatan meliputi skor serangan SMV pada umur 30 hst, tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah polong, dan hasil per tanaman. Data yang diperoleh dianalisis statistik deskriptif untuk mengetahui nilai tengah dan keragaman di dalam populasi yang digunakan. Tabel 1. Skor serangan penyakit mosaik pada daun kedelai Skor Gejala 0 Tanaman sehat tanpa gejala mosaik 1 Daun keriting, keriting ringan % daun keriting, keriting dan tulang daun mengecil 3 >10% daun keriting, tunas berkerut, tulang-tulang daun coklat 4 >20% daun mengkerut, tanaman kerdil 5 Tanaman kerdil, daun keriting dan kecil-kecil, batang berwarna hijau tua, polong tidak normal (melengkung), biji belang Intensitas serangan dihitung sebagai berikut: ( n. v) P 100% N. Z Keterangan : P = intensitas serangan per tanaman (%) n = jumlah daun yang terserang pada kategori tertentu v = Skor kategori serangan daun tertentu N = Jumlah daun yang diamati pertanaman Z = Nilai kategori tertinggi 329

3 HASIL DAN PEMBAHASAN Seleksi pedigree generasi F2 Pengamatan ketahanan galur-galur kedelai generasi F2 hasil dari 22 kombinasi persilangan diperoleh 112 galur yang tahan terhadap serangan SMV (Tabel 2). Galur dengan jumlah terbanyak pada kategori ketahanan yang termasuk tahan diperoleh pada kombinasi persilangan MLGG 0855 X Malabar dengan sembilan galur, diikuti oleh kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0809 dan Malabar X MLGG 0855 dengan masing-masing delapan galur. Pada kombinasi persilangan Burangrang X MLGG 0855 tidak ada galur yang tergolong tahan maupun agak tahan. Semua galur pada kombinasi persilangan tersebut tergolong rentan dan agak rentan. Tabel 2. Jumlah galur F2 pada masing-masing skor serangan SMV No Kombinasi persilangan Ketahanan Agak Agak Tahan 1 Anjasmoro X MLGG Anjasmoro X MLGG Burangrang X MLGG Burangrang X MLGG Burangrang X MLGG Malabar X MLGG Malabar X MLGG Malabar X MLGG Lokal Grobogan X MLGG Lokal Grobogan X MLGG Lokal Grobogan X MLGG MLGG 0809 X Anjasmoro MLGG 0809 X Burangrang MLGG 0809 X Malabar MLGG 0809 X Lokal Grobogan MLGG 0840 X Anjasmoro MLGG 0840 X Burangrang MLGG 0840 X Malabar MLGG 0840 X Lokal Grobogan MLGG 0855 X Anjasmoro MLGG 0855 X Burangrang MLGG 0855 X Malabar Tahan Total Rerata Keragaan galur-galur F2 pada serangan SMV disajikan pada Tabel 3. Rerata hasil biji per tanaman adalah 1,14 g/tanaman. Galur-galur pada kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0855 memiliki hasil biji tertinggi (1,83 gram/tanaman) diikuti oleh kombinasi persilangan Lokal Grobogan X MLGG 0840 (1,73 gram/tanaman) dan MLGG 0840 X Burangrang (1,71 gram/tanaman). Hasil tinggi yang ditunjukkan oleh galur-galur pada kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0855, Lokal Grobogan X MLGG 0840 dan MLGG 0840 X Burangrang juga didukung oleh tingginya jumlah polong isi, yaitu berturut-turut 15,1; 13,8 dan 13,6 polong isi per tanaman. Namun demikian jumlah polong tertinggi ditunjukkan oleh kombinasi persilangan MLGG 0840 X Malabar (15,2 polong per tanaman) 330

4 meskipun hasil biji galur-galur dari kombinasi persilangan ini bukan merupakan galur-galur dengan hasil per tanaman tertinggi. Tabel 3. Keragaan galur-galur F2 pada serangan SMV No Kombinasi persilangan Tinggi tanaman (cm) Jumlah cabang Jumlah polong isi Hasil (g/tan) 1 Anjasmoro X MLGG ,7 0,6 7,1 1,04 2 Anjasmoro X MLGG ,8 0,2 6,1 0,46 3 Burangrang X MLGG ,55 0,2 7,2 0,80 4 Burangrang X MLGG ,5 1,5 9,5 0,96 5 Burangrang X MLGG ,3 0 0,00 6 Malabar X MLGG ,4 1,6 12,5 1,46 7 Malabar X MLGG ,85 0,6 9,2 1,11 8 Malabar X MLGG ,7 1 15,1 1,83 9 Lokal Grobogan X MLGG ,1 11,9 1,52 10 Lokal Grobogan X MLGG ,6 1,6 13,8 1,73 11 Lokal Grobogan X MLGG ,85 1,5 15 1,57 12 MLGG 0809 X Anjasmoro 37,05 0,3 6,2 0,90 13 MLGG 0809 X Burangrang 38,5 1,2 9,7 0,65 14 MLGG 0809 X Malabar 27,6 0 3,8 0,42 15 MLGG 0809 X Lokal Grobogan 56,3 0 14,2 1,59 16 MLGG 0840 X Anjasmoro 51,6 1,7 6,6 0,58 17 MLGG 0840 X Burangrang 57,4 2,8 13,6 1,71 18 MLGG 0840 X Malabar 45,8 2 15,2 1,36 19 MLGG 0840 X Lokal Grobogan 37,5 1,25 9,75 1,32 20 MLGG 0855 X Anjasmoro 45,5 1,2 12,1 1,42 21 MLGG 0855 X Burangrang 41,8 1,2 9,3 0,85 22 MLGG 0855 X Malabar 50,2 1,3 14 1,37 Rerata 42,1 1,1 10,1 1,12 Seleksi pedigree generasi F3 Dari hasil pengamatan serangan SMV pada generasi F2, kombinasi persilangan Burangrang X MLGG 0855 tidak menghasilkan biji sehingga hanya 21 kombinasi persilangan yang dapat diteruskan dalam seleksi pedigree generasi F3. Dari 21 kombinasi persilangan yang dinilai tahan terhadap SMV yaitu galur yang berasal dari kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0809, Malabar X MLGG 0840, MLGG 0840 X Malabar, MLGG 0855 X Anjasmoro dan MLGG 0855 X Burangrang. Sedangkan galur-galur lain yang diuji pada umumnya termasuk dalam kategori agak rentan (227 galur) yang berasal dari seluruh kombinasi persilangan terpilih dan agak tahan (263 galur) yang berasal dari 19 kombinasi persilangan. Galur-galur yang termasuk ke dalam kategori rentan berjumlah 49 galur, yang berasal dari 8 kombinasi persilangan. Galur-galur yang termasuk dalam kelompok agak tahan ini yang nantinya akan diteruskan pada generasi F4, setelah dilakukan pemilihan kembali berdasarkan karakter agronominya. Data kategori ketahanan kedelai terhadap SMVdisajikan pada Tabel 4. Perbedaan ketahanan antara generasi F2 dan F3 karena terjadinya segregasi pada galur terpilih, sehingga galur yang pada mulanya tahan menjadi tidak tahan. Keragaan galur-galur kedelai generasi F3 disajikan pada Tabel 5. Rerata tinggi tanaman galur-galur kedelai dari 21 kombinasi persilangan adalah 72,0 cm. Kombinasi persilangan Burangrang X MLGG 0840 menunjukkan tinggi tanaman tertinggi yaitu 90,6 cm. Tingginya tanaman ini diduga disebabkan oleh terjadinya etiolasi karena kedelai ditanam dalam kasa untuk menghindari serangan kutu kebul yang dapat menyebabkan penyakit CPMMV. Rerata jumlah cabang tanaman adalah 2,8 cabang dengan cabang terbanyak ditunjukkan oleh kombinasi persilangan MLGG 0809 X Lokal Grobogan Malabar X MLGG 0855 dan Lokal Grobogan X MLGG Rerata hasil biji per tanaman 331

5 adalah 3,2 gram, dengan kombinasi persilangan yang memiliki rerata hasil tertinggi adalah Burangrang X MLGG 0809, diikuti oleh Malabar X MLGG 0840 dan MLGG 0809 X Burangrang. Tabel 4. Jumlah galur F3 pada masing-masing kategori ketahanan kedelai terhadap SMV No. Kombinasi persilangan Agak Ketahanan Agak Tahan Tahan 1 Anjasmoro X MLGG Anjasmoro X MLGG Burangrang X MLGG Burangrang X MLGG Malabar X MLGG Malabar X MLGG Malabar X MLGG Lokal Grobogan X MLGG Lokal Grobogan X MLGG Lokal Grobogan X MLGG MLGG 0809 X Anjasmoro MLGG 0809 X Burangrang MLGG 0809 X Malabar MLGG 0809 X Lokal Grobogan MLGG 0840 X Anjasmoro MLGG 0840 X Burangrang MLGG 0840 X Malabar MLGG 0840 X Lokal Grobogan MLGG 0855 X Anjasmoro MLGG 0855 X Burangrang MLGG 0855 X Malabar Total Seleksi pedigree pada kedelai untuk ketahanan terhadap penyakit dalam hal ini SMV dapat dilakukan pada generasi awal karena secara fenotipik galur tahan dapat dibedakan dari galur peka. Hal ini disebabkan ketahanan terhadap SMV pada umumnya dikendalikan oleh satu atau dua gen (Gunduz et al., 2001). Pada kondisi semacam ini, faktor lingkungan hanya memegang pengaruh yang rendah sehingga heritabilitas menjadi tinggi, seperti penelitian yang dilakukan oleh (Soh et al., 1977) yang menemukan heritabilitas Pepper veinal mottle virus (PVMV) tinggi heritabilitas ns 0,62 dan bs 0,83. Tabel 5. Keragaan galur-galur F3 pada serangan SMV No Kombinasi persilangan Tinggi (cm) Jumlah cabang Jumlah Pol, Isi Hasil (g/tan) 1 Anjasmoro X MLGG ,9 2,8 31,2 3,4 2 Anjasmoro X MLGG ,7 2,7 23,0 2,5 3 Burangrang X MLGG ,4 3,1 35,9 4,6 4 Burangrang X MLGG ,6 3,0 28,7 3,0 5 Malabar X MLGG ,3 2,0 28,7 3,5 6 Malabar X MLGG ,9 2,5 30,5 4,1 7 Malabar X MLGG ,0 3,2 30,2 3,9 8 Lokal Grobogan X MLGG ,9 2,7 29,6 3,6 9 Lokal Grobogan X MLGG ,3 3,2 31,1 3,2 10 Lokal Grobogan X MLGG ,4 2,7 26,2 3,1 11 MLGG 0809 X Anjasmoro 60,7 2,3 18,1 3,1 12 MLGG 0809 X Burangrang 69,1 3,0 21,8 4,0 332

6 Lanjutan Tabel 5. Keragaan galur-galur F3 pada serangan SMV No. Kombinasi persilangan Tinggi Jumlah Jumlah Pol, Hasil (cm) cabang Isi (g/tan) 13 MLGG 0809 X Malabar 50,7 2,8 19,8 2,6 14 MLGG 0809 X Lokal Grobogan 85,9 3,4 24,5 3,2 15 MLGG 0840 X Anjasmoro 71,6 2,5 20,1 2,1 16 MLGG 0840 X Burangrang 77,7 2,8 24,0 2,9 17 MLGG 0840 X Malabar 84,0 3,1 27,3 3,3 18 MLGG 0840 X Lokal Grobogan 69,7 2,3 28,1 3,1 19 MLGG 0855 X Anjasmoro 74,3 2,8 19,8 2,2 20 MLGG 0855 X Burangrang 64,0 3,0 29,7 3,3 21 MLGG 0855 X Malabar 76,9 2,6 19,3 2,0 Rerata 72,0 2,8 26,1 3,2 Dari 112 galur yang teridentifikasi tahan pada generasi F2, hanya diperoleh 21 galur yang tahan pada generasi F3. Hal ini karena galur-galur kedelai yang diseleksi merupakan galur-galur yang masih bersegregasi. Diduga galur terpilih pada generasi F2 merupakan galur homozigot sehingga gen pengendali ketahanan dari keturunannya pada generasi F3 mengalami segregasi. Apabila gen pengendali ketahanan terhadap SMV mencapai dua gen (Gunduz et al., 2001), maka peluang segregasi akan menjadi lebih tinggi. KESIMPULAN 1. Pada generasi F2 diperoleh 112 galur yang tahan terhadap SMV, sedangkan pada generasi F3 diperoleh 21 galur yang tahan terhadap SMV. 2. Kombinasi persilangan Malabar X MLGG 0809 dan Malabar X MLGG 0840 menghasilkan galurgalur tahan SMV lebih banyak daripada kombinasi persilangan yang lain. DAFTAR PUSTAKA Chen, P. G.R. Buss, Sue A. Tolin, I. Gunduz, and M. Cicek A valuable gene in suweon 97 soybean for resistance to soybean mosaic virus. Crop Sci. 42: Cho, E.K., and R.M. Goodman Evaluation of resistance in soybeans to Soybean mosaic virus strains. Crop Sci. 22: Gunduz I, G.R. Buss, P. Chen, S.A. Tolin Genetic and phenotypic analysis of Soybean mosaic virus resistance in PI soybean. Phytopathology 94: Gunduz, G.R. Buss, G.Ma, P. Chen and S.A. Tolin, Genetic analysis of resistance to soybean mosaic virus in OX670 and Harosoy Soybean. Crop Sci 41: Jeong, S.C., S. Kristipati, A.J. Hayes, P.J. Maughan, S.L. Noffsinger, I. Gunduz., G.R. Buss, M.A. Saghai Maroof Genetic and sequence analysis of markers tightly linked to the Soybean mosaic virus resistance gene Rsv3. Crop Sci. 42: Kiihl, R.A.S., and E.E. Hartwig Inheritance of reaction to soybean mosaic virus in soybean. Crop Sci 19: Ma, G., P. Chen, G.R. Buss, and S.A. Tolin Pyramiding multiple genes for resistance to soybean mosaic virus in soybean using molecular markers. Journal of Heredity 95: Qusus, S.J Molecular Studies On Soybean Mosaic Virus-Soybean Interactions. Dissertation. Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University. Virginia. Ren Q.T.W.P., and S.A. Ghabrial, 1997a. Soybean mosaic virus resistance improves productivity of double cropped soybean. Crop Sci. 37: Ren Q.T.W.P., and S.A. Ghabrial. 1997b. Soybean mosaic virus incidence level and infection time: Interaction effects on soyben. Crop Sci. 37: Soh, A.C., T.C. Yap and K.M. Graham Inheritance of resistance to pepper veinal mottle virus in chilli. Phytopathology 67:

7 Viel, C., C. Ide, X. Cui, A. Wang, M. Farsi, R. Michelutti and M. Stromvik Isolation, partial sequencing, and phylogenetic analysis of Soybean mosaic virus (SMV) in Ontario and Quebec. Can. J. Plant Pathol. 31: Zhang, C., M.R. Hajimorad, A.L. Eggenberger, S. Tsang, S.A. Whitham, J.H. Hill Cytoplasmic inclusion cistron of Soybean mosaic virus serves as a virulence determinant on Rsv3-genotype soybean and a symptom determinant. Virology 391: