Metode dan Penentuan Karakter Seleksi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan pada Fase Awal Vegetatif

Transkripsi

1 Metode dan Penentuan Karakter Seleksi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan pada Fase Awal Vegetatif Roy Efendi, Suwardi dan Musdalifah Isnaini Balai Penelitian Tanaman Serealia Jl. Dr. Ratulangi 274 Maros, Sulawesi Selatan Abstrak Penelitian ini untuk menentukan konsentrasi polietilena glikol () yang efektif untuk melakukan seleksi dan menentukan karakter toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan pada fase vegetative telah dilakukan di rumah kaca Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Genetika. Genotipe jagung yang diuji sebanyak lima belas genotipe yang ditanam dalam pot plastik berukuran diameter 9 cm dan tinggi 19 cm yang berisi campuran cocopeat dan arang sekam (1:1 v/v). Media tanam disiram larutan 6000 dengan konsentrasi 0, 5, 10, dan 15% pada saat tanaman berumur 7 hari setelah tanam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode seleksi toleransi jagung terhadap cekaman kekeringan dengan metode penyiraman larutan 10% ke dalam media tanam dan mengukur bobot kering akar, bobot kering tajuk, kandungan prolin pada daun, panjang akar dan skor penggulungan daun merupakan metode yang efektif untuk mengelompokkan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Proporsi kesesuaian metode tersebut dalam menduga toleransi suatu genotipe jagung cukup baik dengan hasil seleksi di lapang. Proporsi kesesuaian dalam menduga genotipe peka adalah 100% dan genotipe toleran adalah 72%. Kata kunci: Cekaman kekeringan, akar, tajuk, metode seleksi, polietilena glikol, dan prolin Pendahuluan Akibat perubahan iklim yang tidak menentu dan ketersedian air tanah yang semakin menurun karena persaingan penggunaan air tanah untuk kebutuhan industri, berdampak lahan pertanaman yang tidak selamanya ideal untuk pertumbuhan tanaman karena mengalami cekaman kekeringan. Hal tersebut berdampak terhadap penurunan hasil atau kegagalan panen. Pada daerah tropis, kondisi cekaman kekeringan mengakibatkan penurunan hasil jagung sekitar 17 60% (Monneveux et al., 2005). Salah satu strategi pengembangan tanaman jagung pada lahan yang sering mengalami kondisi defisit air adalah pengunaan varietas jagung yang toleran kondisi cekaman kekeringan. Varietas tersebut dapat diperoleh dari hasil seleksi atau penyaringan kemampuan genotipe jagung beradaptasi pada kondisi cekaman kekeringan. Langkah awal untuk perakitan varietas jagung toleran cekaman kekeringan adalah melakukan seleksi terhadap galurgalur jagung yang ada untuk mengetahui toleransinya pada kondisi cekaman kekeringan. Seleksi di lapang sering mengalami kendala seperti banyaknya jumlah genotipe yang diuji, perubahan cuaca yang tidak dapat diduga, dan sulit menjaga keseragaman tekanan seleksi. Untuk mengatasi masalah tersebut digunakan larutan osmotikum seperti polietilena glikol (polyethylen glycol, ) 6000 yang dapat mengontrol tingkat penurunan potensial air dan tidak bersifat racun bagi tanaman (Verslues et al. 2006). Sifat tanaman toleran cekaman kekeringan merupakan sifat yang kompleks, kare 230

2 na dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman. Menurut Dubrovsky dan Go mezlomeli (2003) bahwa strategi tanaman toleran menghadapi kondisi cekaman kekeringan dimulai pada saat fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi akar yang dalam dan percabangan akar yang banyak. Beberapa hasil penelitian menyatakan bahwa bobot kering akar, panjang akar (Grzesiak et al., 1999), akumulasi prolin (Moussa dan AbdelAziz 2008) dan kepekaan penggulungan daun (Edmeades et al., 1999) merupakan indikator tanaman toleran cekaman kekeringan. Percobaan ini adalah menentukan konsentarsi sebagi kondisi cekaman kekeringan yang efektif untuk seleksi toleransi genotipe jagung serta menentukan karakter tanaman pada fase vegetatif sebagai indikator toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Bahan dan Metode Percobaan dilaksanakan di rumah kaca Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Genetika (BB Biogen) pada bulan Oktober 2007 Januari Genotipe jagung yang diuji sebanyak 15 genotipe. Genotipe peka cekaman kekeringan adalah MR 4, CML 161 dan CML 165 (Dahlan et al. 2001; CIMMYT 2006). Genotipe toleran cekaman kekeringan adalah Anoman, MR 14, DTPYC9 F461711fB dan DTPYF4639nB, dan G18 Seq C2F119211nB (CIMMYT, 2006; Irniany et al., 2006). Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Faktorial. Faktor pertama adalah 15 genotipe jagung, sedangkan faktor kedua adalah pemberian larutan 6000 dengan konsentarsi 5%, 10%, dan 15%, yang masingmasing setara dengan 0,03, 0,19, dan 0,41 MPa (Mexal et al., 1975), dan sebagai pembanding adalah tanpa pemberian. Media tanam yang digunakan adalah campuran cocopeat dan arang sekam padi dengan perbandingan 1:1 (v/v) dimasukan ke dalam pot (diameter 9 cm dan tinggi 19 cm). Pada saat tanam media tanam telah jenuh dengan air. Perlakuan cekaman kekeringan dilakukan dengan penyiraman larutan pada media tanam pada saat tanaman berumur 7 hari setelah tanam (hst). Frekuansi penyiraman adalah dua hari sekali sebanyak 50 ml. Pemberian pupuk dilakukan dengan cara melarutkan hara pada larutan dengan pupuk Growmore dengan dosis 2 g L 1. Pengamatan dilakukan terhadap beberapa peubah meliputi kandungan prolin daun, panjang akar primer dan jumlah akar seminal, bobot kering akar dan tajuk, rasio bobot kering akar dengan tajuk, skor menggulung daun, kepadatan stomata daun pada saat tanaman berumur 25 hst. intensitas kerusakan daun, ditentukan dengan menggunakan rumus yang dikemukakan oleh Townsend dan Heuberger dalam Sudarsono et al. (2004), sebagai berikut: ( ) P nxv x100 ZxN Keterangan: P = intensitas kerusakan daun n = jumlah daun tiap kategori gejala V = nilai skor tiap kategori gejala N = jumlah daun yang diamati Z = nilai skor kerusakan tertinggi 231

3 Skor kerusakan daun diukur berdasarkan luas daun yang mengalami klorosis dan nekrosis. Skor 1 = <10 % dari luas daun, skor 2 = 1130 % dari luas daun, skor 3 = 3150% dari luas daun, skor 4 = 5170% dari luas daun, skor 5 =>70% dari luas daun. Indeks sensitivitas cekaman kekeringan (S) dengan menggunakan rumus yang dikemukakan oleh Fischer dan Maurer (1978): 1 ( Yp/ Y) S 1 ( Xp/ X ) Dimana Yp = Ratarata suatu genotipe yang mendapat cekaman kekeringan, Y = Ratarata suatu genotipe yang tidak mendapat cekaman kekeringan, Xp= Ratarata dari seluruh genotipe yang mendapat cekaman kekeringan, X= Ratarata dari seluruh genotipe yang tidak mendapat cekaman kekeringan. Kriteria untuk menentukan tingkat toleransi terhadap cekaman kekeringan adalah jika nilai S 0,5 maka genotipe tersebut toleran, jika 0,5<S 1,0 maka genotipe tersebut agak toleran, dan jika S>1,0 maka genotipe tersebut peka. Pemilihan karakter yang memiliki keragaman besar dan dapat mengelompokkan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dilakukan dengan Analisis Komponen Utama (AKU) dan analisis diskriminan. AKU digunakan untuk mereduksi jumlah peubah asal (p) yang saling berkorelasi menjadi q peubah baru yang tidak berkorelasi (q<p) tanpa banyak mengurangi informasi peubah asal, sehingga pemilihan genotipe dapat dilakukan dengan menggunakan lebih sedikit peubah yang dapat menggambarkan keragaman suatu fenotipe. Banyaknya komponen utama yang dipakai adalah komponen utama yang memiliki akar ciri 1, karena mempunyai kontribusi keragaman yang besar. Kemudian peubah yang telah direduksi diuji kembali dengan menggunakan analisis diskriminan yang bertujuan untuk menentukan peubahpeubah yang dapat membedakan kelompok genotipe toleran, toleran atau peka cekaman kekeringan dengan pembanding Pengelompokan berdasarkan hasil seleksi di lapang. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan indeks sensitivitas cekaman kekeringan (ISK) pada peubah skor penggulungan daun, bobot kering akar, panjang akar, jumlah akar seminal, bobot kering tajuk dan rasio bobot kering akar/tajuk menunjukkan bahwa perlakuan penyiraman dengan konsentrasi 10% ke media tanam menunjukan keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan yang lebih luas (Tabel 1) dibanding 5% (Table 2), bahkan pada perlakuan 15% seleksi toleransi genotipe jagung hanya satu kelompok saja (Tabel 3). Hal ini menunjukan bahwa perlakuan 10% merupakan perlakuan yang efektif untuk seleksi genotipe toleran cekaman kekeringan. Pendugaan toleransi genotipe jagung dengan menggunakan nilai ISK yang dihitung berdasarkan peubah tertentu menunjukkan ISK yang berbedabeda tiap peubahnya, sehingga sulit untuk menentukan ISK peubah vegetatif yang dapat digunakan untuk Pengelompokan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Penentuan peubahpeubah yang memiliki pengaruh yang besar terhadap keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dapat diketahui dari hasil Analisis Komponen Utama. Hasil dari analisis tersebut menunjukkan bahwa pada komponen utama pertama, peubah yang berpenga 232

4 Tabel 1. Indeks sensitivitas kekeringan 15 genotipe jagung dengan perlakuan cekaman kekeringan menggunakan larutan % pada beberapa peubah Genotipe GD BKA PA JAS BKT RBKAT Anoman 0,85 (MT) 0,46 (T) 0,61 (T) 0,78 (MT) 0,93 (MT) 2,84 (PK) B ,85 (MT) 0,57 (MT) 0,92 (MT) 0,55 (MT) 0,83 (MT) 1,01 (PK) CML 161 0,85 (MT) 0,99 (MT) 1,58 (PK) 0,77 (MT) 0,72 (MT) 0,38 (T) CML 165 0,85 (MT) 0,25 (T) 2,19 (PK) 0,74 (MT) 0,70 (MT) 0,67 (MT) DTPYC9F46fB 1,20 (PK) 0,95 (MT) 0,81 (T) 1,66 (PK) 0,71 (MT) 0,51 (MT) DTPYF4639 nb 1,02 (PK) 1,26 (PK) 1,09 (T) 1,64 (PK) 1,23 (PK) 1,26 (PK) G 193 0,85 (MT) 1,92 (PK) 2,91 (T) 0,89 (MT) 0,90 (MT) 0,04 (T) G18 Seq C2nB 0,68 (MT) 0,72 (MT) 1,73 (PK) 0,82 (MT) 0,88 (MT) 1,23 (PK) G180 1,53 (PK) 0,46 (T) 1,94 (T) 0,90 (MT) 0,62 (MT) 0,33 (T) MR 14 0,51 (MT) 2,11 (PK) 2,30 (PK) 1,13 (PK) 1,22 (PK) 0,67 (MT) MR 4 1,87 (PK) 1,22 (PK) 9,54 (PK) 0,23 (T) 1,10 (PK) 1,34 (PK) Nei ,20 (PK) 1,39 (PK) 0,22 (T) 0,67 (MT) 1,10 (PK) 0,87 (MT) PT12 0,68 (MT) 0,59 (MT) 1,06 (PK) 1,07 (PK) 1,31 (PK) 2,31 (PK) PT17 1,53 (PK) 1,52 (PK) 2,10 (T) 1,50 (PK) 1,29 (PK) 1,09 (PK) PTBC49 0,51 (MT) 1,48 (PK) 3,26 (PK) 1,58 (PK) 1,04 (PK) 0,74 (MT) Keterangan: GD = skor penggulungan daun, BKA = bobot kering akar, PA = panjang akar, JAS = jumlah akar seminal, BKT = bobot kering tajuk, RBKAT = rasio bobot kering akar/tajuk, T = toleran, MT = toleran dan PK = peka kekeringan. Tabel 2. Indeks sensitivitas cekaman kekeringan dari beberapa peubah yang dihitung dari ratarata dua set percobaan pada konsentrasi 10% Genotipe GD BKA PA JAS BKT RBKAT Anoman 0,97 (MT) 0,63 (MT) 0,10 (T) 0,72 (MT) 0,83 (MT) 0,96 (MT) B ,89 (MT) 1,41 (PK) 0,35 (T) 1,46 (PK) 1,10 (PK) 0,64 (MT) CML 161 1,30 (PK) 0,97 (MT) 1,32 (PK) 0,58 (MT) 1,01 (PK) 1,04 (PK) CML 165 0,97 (MT) 0,97 (MT) 1,82 (PK) 1,27 (PK) 1,03 (PK) 1,09 (PK) DTPYC9F46fB 0,81 (MT) 0,58 (MT) 0,00 (T) 1,31 (PK) 0,95 (MT) 1,27 (PK) DTPYF4639nB 1,05 (PK) 0,79 (MT) 0,35 (T) 1,27 (PK) 0,98 (MT) 1,16 (PK) G 193 1,05 (PK) 1,57 (PK) 1,17 (T) 0,82 (MT) 1,07 (PK) 0,68 (MT) G18 Seq C2nB 0,65 (MT) 0,88 (MT) 2,06 (PK) 1,12 (PK) 0,74 (MT) 0,67 (MT) G180 1,54 (PK) 0,45 (T) 0,08 (T) 0,98 (MT) 0,57 (MT) 0,20 (T) MR 14 0,49 (T) 1,73 (PK) 1,05 (PK) 1,49 (PK) 1,32 (PK) 1,00 (PK) MR 4 1,46 (PK) 0,94 (MT) 4,81 (PK) 0,46 (T) 0,99 (MT) 0,90 (MT) Nei ,30 (PK) 0,94 (MT) 0,33 (T) 0,72 (MT) 1,02 (PK) 1,21 (PK) PT12 0,81 (MT) 1,02 (PK) 0,48 (T) 0,84 (MT) 1,16 (PK) 1,99 (PK) PT17 1,05 (PK) 1,04 (PK) 0,62 (MT) 1,24 (PK) 1,05 (PK) 1,16 (PK) PTBC49 0,65 (MT) 0,81 (MT) 3,57 (PK) 0,86 (MT) 1,00 (MT) 1,25 (PK) 233

5 Tabel 3. Indeks sensitivitas cekaman kekeringan dari beberapa peubah yang dihitung dari ratarata dua set percobaan pada konsentrasi 15% Genotipe GD BKA PA JAS BKT RBKAT Anoman 4,97 (PK) 3,28 (PK) 0,38 (T) 3,71 (PK) 9,61 (PK) 1,31 (T) B ,97 (PK) 3,14 (PK) 0,53 (MT) 4,08 (PK) 11,22 (PK) 1,13 (T) CML 161 8,82 (PK) 2,76 (PK) 1,22 (PK) 4,47 (PK) 14,10 (PK) 0,90 (MT) CML ,01 (PK) 3,83 (PK) 1,54 (PK) 4,45 (PK) 6,13 (PK) 0,68 (MT) DTPYC9F46fB 15,00 (PK) 5,24 (PK) 2,54 (PK) 5,07 (PK) 12,62 (PK) 0,64 (MT) DTPYF4639nB 11,41 (PK) 4,04 (PK) 1,29 (PK) 4,64 (PK) 10,82 (PK) 1,70 (T) G 180 8,74 (PK) 4,03 (PK) 1,06 (PK) 4,27 (PK) 10,63 (PK) 0,32 (PK) G18 Seq C2nB 6,72 (PK) 3,92 (PK) 0,86 (MT) 3,73 (PK) 7,11 (PK) 1,55 (T) G 193 9,03 (PK) 3,10 (PK) 0,52 (MT) 4,10 (PK) 7,13 (PK) 1,14 (T) Mr 14 11,41 (PK) 3,22 (PK) 1,38 (PK) 3,81 (PK) 2,32 (PK) 0,79 (MT) Mr 4 10,25 (PK) 4,20 (PK) 0,96 (MT) 3,70 (PK) 3,22 (PK) 0,50 (PK) Nei ,68 (PK) 3,38 (PK) 0,72 (MT) 3,39 (PK) 5,76 (PK) 0,93 (MT) PT12 7,09 (PK) 3,04 (PK) 0,58 (MT) 3,74 (PK) 6,51 (PK) 0,71 (MT) PT17 9,41 (PK) 3,74 (PK) 1,16 (PK) 4,13 (PK) 7,73 (PK) 2,08 (T) PTBC9 8,14 (PK) 3,51 (PK) 1,11 (PK) 3,56 (PK) 4,20 (PK) 2,05 (T) Keterangan: GD = skor penggulungan daun, BKA = bobot kering akar, PA = panjang akar, JAS = jumlah akar seminal, BKT = bobot kering tajuk, RBKAT = rasio bobot kering akar/tajuk, T = toleran, MT = toleran dan PK = peka kekeringan. ruh besar terhadap keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan adalah bobot kering akar, bobot kering tajuk, panjang akar, dan kandungan prolin daun dengan proporsi keragaman 53,15%. Pada komponen utama kedua menunjukkan bahwa peubah skor penggulungan daun berpengaruh besar terhadap keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dengan proporsi keragaman sebasar 23,37%. Kumulatif keragaman komponen utama pertama dan kedua cukup besar yaitu 76,52% (Tabel 4). Analisis diskriminan menunjukkan bahwa peubah bobot kering akar, bobot kering tajuk, panjang akar, kandungan prolin daun dan skor penggulungan daun yang diukur pada kondisi cekaman 10% merupakan metode seleksi yang efektif untuk menduga toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Hasil pendugaan toleransi genotipe jagung dengan metode tersebut memiliki kesesuaian yang baik dengan tingkat toleransi genotipe hasil seleksi di lapang dengan nilai proporsi kesesuaian Pengelompokan genotipe toleran adalah 72% dan peka adalah 100% (Tabel 5) dengan fungsi diskriminan linier sebagai berikut : a ) Genotipe medium YMT = 81,00 BKA + 6,82 PA +10,96 BKT 1,00 Pro + 65,91 GD 193,86 b) Genotipe peka YPK = 98,64 BKA + 7,64 PA +13,44 BKT 1,29 Pro + 77,79 GD 244,32 Pada genotipe toleran YMT > YPK, sedangkan genotipe peka YMT < YPK. 234

6 Tabel 4. Nilai komponen utama dari peubah vegetatif pada kondisi cekaman 10% Peubah Komponen utama Bobot kering akar 0,89 a 0,18 0,38 0,06 Panjang akar 0,78 a 0,39 0,09 0,06 Jumlah akar seminal 0,74 0,19 0,42 0,16 Bobot kering tajuk 0,81 a 0,47 0,37 0,21 Tinggi tanaman 0,76 0,43 0,05 0,30 Rasio bobot kering akar/tajuk 0,60 0,68 0,03 0,38 Skor penggulungan daun 0,30 0,89 b 0,13 0,18 Densitas stomata 0,37 0,41 0,26 0,20 Intensitas kerusakan daun 0,23 0,15 0,11 0,05 Kandungan prolin daun 0,79 a 0,06 0,51 0,39 Akar ciri 4,25 1,19 0,75 0,49 Proporsi keragaman (%) 53,15 23,37 9,39 6,14 Kumulatif keragaman (%) 53, ,90 92,04 Keterangan: a dan b merupakan peubah terpilih yang paling besar pengaruhnya terhadap keragaman Pengelompokan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan pada komponen 1 dan komponen 2 Tabel 5. Pengelompokan toleransi genotipe jagung berdasarkan bobot kering akar, panjang akar, bobot kering tajuk, kandungan prolin pada daun dan skor penggulungan daun dengan analisis diskriminan Pengelompokan genotipe berdasarkan seleksi pada a. Fase vegetatif Pengelompokan genotipe Toleran Peka Toleran 6 0 Peka 1 8 b. Lapang 7 8 Jumlah yang benar 6 8 Proporsi (%) Berdasarkan hasil analisis diskriminan terhadap toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan menunjukkan hanya genotipe DTPYF4639nB yang tidak sesuai dengan Pengelompokan toleransi hasil seleksi di lapang, sedangkan genotipe lainnya sesuai (Tabel 6). Berdasarkan peluang 75% untuk genotipe yang konsisten toleran atau peka cekaman kekeringan menunjukkan bahwa: (a) genotipe Anoman, G18 Seq C2nB, MR 14, PT12, PT17 dan PTBC9 merupakan genotipe konsisten toleran, dan (b) genotipe B11209, CML 161, CML 165, DTPYC9F46fB, G 180, G 193, MR 4 dan Nei 9008 merupakan genotipe konsisten peka, sedangkan (c) genotipe DTPYF46 39nB merupakan genotipe kurang konsisten karena nilai peluang peka dan toleran berkisar 44,09 dan 55,91 (Tabel 6). 235

7 Tabel 6. Nilai peluang Pengelompokan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan berdasarkan analisis Diskriminan pada fase vegetatif Genotipe Pengelompokan toleransi Nilai peluang (%) Seleksi Lapang Seleksi fase vegetatif Toleran Peka Anoman Toleran Toleran 100,00 0,00 B11209 Peka Peka 2,00 98,00 CML 161 Peka Peka 0,00 100,00 CML 165 Peka Peka 15,50 84,50 DTPYC9F46fB Peka Peka 12,70 87,30 DTPYF4639nB Toleran Peka* 44,09 55,91 G 180 Peka Peka 0,00 100,00 G18 Seq C2nB Toleran Toleran 99,80 0,20 G 193 Peka Peka 0,10 99,90 MR 14 Toleran Toleran 99,80 0,20 MR 4 Peka Peka 0,90 99,10 Nei 9008 Peka Peka 0,10 99,90 PT12 Toleran Toleran 100,00 0,00 PT17 Toleran Toleran 91,30 8,70 PTBC9 Toleran Toleran Keterangan : * tidak sesuai dengan Pengelompokan toleransi cekaman kekeringan di lapang. Karakter Toleransi terhadap Cekaman Kekeringan Pada Tabel 7 menunjukkan genotipe toleran seperti Anoman, PT17 dan PT12 memiliki karakter konstitutif seperti bobot kering dan panjang akar serta bobot kering tajuk yang besar, sedangkan genotipe toleran seperti G18 Seq C2nB memiliki karakter adaptif yaitu kemampuan mengakumulasi prolin pada daun dalam jumlah yang besar yaitu 144,79 µmol/g bobot basah pada kondisi cekaman atau meningkat 611,85 % dibanding kondisi optimum. Genotipe peka cekaman kekeringan seperti G 193, CML 161, G 180, dan CML 165 dicirikan memiliki karakter bobot kering dan panjang akar yang lebih kecil dibandingkan dengan genotipe toleran. 236

8 Tabel 7. Bobot kering akar dan kandungan prolin pada akar primer kecambah pada kondisi optimum dan cekaman 6000 Genotipe Toleransi BKA (g) PA (cm) BKT (g) Prolin (µmol/g) bobot basah SGD 0% 10% 0% 10% 0% 10% 0% 15% 10% Anoman MT 2,26 1,64 50,52 50,03 4,71 2,60 33,13 66,81 2,39 PT17 MT 1,59 1,16 48,05 46,67 3,56 1,75 12,77 36,24 2,56 PT12 MT 1,49 1,08 47,23 47,88 3,25 1,52 21,10 65,92 2,00 PTBC9 MT 1,28 1,05 48,92 44,47 2,79 1,54 19,66 36,28 2,11 G18 Seq C2nB MT 1,18 0,77 47,58 43,04 2,81 1,11 20,34 144,79 1,89 MR 14 MT 1,15 0,69 43,28 42,60 2,49 1,20 20,95 42,66 1,56 Nei 9008 PK 1,50 0,82 49,22 50,17 3,36 1,41 22,50 41,61 2,44 B11209 PK 1,42 1,08 49,72 49,72 2,92 1,55 20,33 26,65 2,61 G 193 PK 1,26 0,74 38,50 40,75 3,05 1,51 18,99 23,92 2,67 MR 4 PK 1,24 0,94 46,93 39,53 2,60 1,69 19,85 36,38 3,33 DTPYF4639nB PK* 1,23 0,99 46,92 46,67 2,83 1,65 11,64 37,85 2,56 DTPYC9F46fB PK 1,02 0,89 44,42 43,97 2,56 1,45 19,84 26,69 2,33 CML 161 PK 0,93 0,75 43,68 41,81 2,04 1,29 20,19 41,39 3,22 G 180 PK 0,90 0,72 32,44 32,36 2,13 1,40 19,11 26,53 3,22 CML 165 PK 0,77 0,56 48,39 41,81 1,75 1,00 31,50 35,62 2,33 Keterangan : MT = toleran, PK = peka cekaman kekeringan, BKA = bobot kering akar, PA = panjang akar, BKT = bobot kering tajuk, Prolin = kandungan prolin pada daun, dan SGD = skor penggulungan daun. Penyiraman larutan ke dalam media tanam meyebabkan kondisi tanaman mengalami cekaman kekeringan sehingga pertumbuhan akar dan tajuk menurun, gejala kelayuan (penggulungan daun), dan peningkatan intensitas kerusakan daun serta akumulasi prolin pada daun (Tabel 7). Hal ini menunjukkan bahwa mampu mengikat air sehingga kurang tersedia dan menyebabkan cekaman kekeringan pada tanaman. Menurut Verslues et al., (2006) dapat digunakanan untuk meniru potensial air tanah atau tingkat cekaman kekeringan pada tanah, sehingga sangat baik digunakan untuk simulasi cekaman kekeringan. Berdasarkan indeks sensitivitas cekaman kekeringan (ISK) pada peubah skor penggulungan daun, bobot kering akar, panjang akar, jumlah akar seminal, bobot kering tajuk dan rasio bobot kering akar/tajuk pada percobaan set pertama dengan menggunakan tingkat konsentrasi 0%, 5%, 10% dan 15% menunjukkan bahwa konsentarsi yang efektif untuk seleksi genotipe to 237

9 leran cekaman kekeringan adalah pada konsentrasi 10% (Tabel 2). Tingkat cekaman kekeringan tersebut dapat mengelompokan genotipe toleran, moderat, dan peka cekaman kekeringan dibandingkan tingkat cekaman kekeringan pada konsentrasi 5% (Tabel 1), bahkan pada perlakuan 15% pengelompokan toleransi hanya satu kelompok saja (Tabel 3). Hal tersebut menunjukan bahwa perlakuan tingkat tekanan cekaman kekeringan sangat rendah dan tinggi dengan penyiraman 5% dan 10%, sehingga tidak dapat mengelompokkan toleransi genotipe jagung tidak efektif. Metode seleksi dengan penyiraman larutan dengan konsetrasi 10% ke dalam media tanam merupakan kondisi yang efektif untuk menapis toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan, namun perlu juga mengetahui karakter tanaman yang berkaitan dengan tingkat toleransi cekaman kekeringan sehingga seleksi dapat dilakukan pada fase vegetative. Menentukan karakter yang memiliki pengaruh yang besar terhadap keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dapat ditentukan dengan analisis statistik yaitu Analisis Komponen Utama. Berdasarkan hasil Analisis Komponen Utama pertama menunjukkan bahwa terdapat empat peubah yang paling berpengaruh terhadap Pengelompokan keragaman toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan yaitu: bobot kering akar, bobot kering tajuk, panjang akar, dan kandungan prolin daun. Pada komponen utama kedua, peubah skor penggulungan daun memiliki pengaruh keragaman yang paling besar terhadap Pengelompokkan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan, dengan akumulatif proporsi keragaman sebesar 76,52% (Tabel 5). Hal tersebut menunjukkan bahawa kelima peubah yaitu bobot kering akar, bobot kering tajuk, panjang akar, kandungan prolin daun, dan skor penggulungan daun memiliki pengaruh keragaman yang paling besar terhadap pengelompokan toleransi cekaman kekeringan dibandingkan peubah lainnya, sehingga dapat digunakan untuk karakter seleksi, namun karakter tersebut perlu diuji kembali dengan analisis diskriminan untuk melihat kombinasi karakter yang paling baik untuk mengelompokkan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Berdasarkan analisis diskriminan dengan penggunaan kelima peubah yaitu bobot kering akar, bobot kering tajuk, panjang akar, kandungan prolin daun dan skor penggulungan daun yang diukur pada kondisi 10% merupakan metode seleksi yang efektif untuk menduga toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Kesesuaian metode tersebut dalam menduga toleransi suatu genotipe jagung cukup baik dengan hasil seleksi di lapang. Proporsi kesesuaian dalam menduga genotipe peka adalah 100% dan genotipe toleran adalah 72% (Tabel 6). Konsistensi toleransi suatu genotipe terhadap cekaman kekeringan hasil seleksi metode tersebut dengan menggunakan persen peluang 75% untuk genotipe yang konsisten toleran atau peka cekaman kekeringan menunjukkan bahwa genotipe Anoman, G18 Seq C2nB, MR 14, PT12, PT17, dan PTBC9 merupakan genotipe konsisten toleran, sedangkan genotipe B11209, CML 161, CML 165, DTPYC9 F46fB, G 180, G 193, MR 4, dan Nei 9008 merupakan genotipe konsisten peka. Genotipe yang toleransinya kurang konsisten dengan persen peluang 50 70% terdapat pada 238

10 genotipe DTPYF4639nB (Tabel 6). Genotipe yang kurang konsisten sebaiknya diuji lebih lanjut untuk memastikan tingkat toleransinya terhadap cekaman kekeringan. Genotipe toleran umumnya memiliki karakater konstitutif seperti karakter bobot kering, panjang akar, dan bobot kering tajuk yang lebih besar dibanding genotipe peka pada kondisi optimum, sehingga dalam melakukan seleksi cekaman kekeringan berdasarkan karakter akar dan biomas tajuk yang besar dapat dilakukan pada kondisi optimum (Tabel 7). Menurut Blum (2005) bahwa mempertahankan turgor atau status air sangat penting dalam toleransi cekaman kekeringan. Kemampuan ini dapat dikendalikan oleh karakter konstitutif (seperti panjang dan bobot akar) yang secara kuantitatif lebih besar peranannya dalam toleransi terhadap cekaman kekeringan dibanding karakter adaptasi. Hal ini berimplikasi terhadap metode seleksi, dimana seleksi panjang akar atau bobot kering akar dapat dilakukan pada kondisi optimum. Pada genotipe G18 Seq C2nB yang toleran cekaman kekeringan memiliki kemampuan adapatasi dengan cara mengakumulasi prolin pada daun dalam jumlah yang besar yaitu 144,79 µmol/g bobot basah atau meningkat 611,85 % pada kondisi cekaman dibanding kondisi optimum (Tabel 7). Kesimpulan Metode seleksi toleransi jagung terhadap cekaman kekeringan dengan metode penyiraman larutan 10% ke dalam media tanam dan mengukur bobot kering akar, bobot kering tajuk, kandungan prolin pada daun, panjang akar dan skor penggulungan daun merupakan metode yang efektif untuk menduga dan mengelompokkan genotipe jagung cekaman kekeringan. Kesesuaian metode tersebut cukup baik dengan hasil seleksi di lapang dengan proporsi kesesuaian dalam menduga genotipe peka adalah 100% dan genotipe toleran adalah 72%. Hasil seleksi toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan pada fase vegetatif menunjukkan genotipe Anoman, G18 Seq C2nB, MR 14, PT12, PT17, dan PTBC9 adalah genotipe toleran, sedangkan B11209, ML 161, CML 165, DTPYC9F46fB, DTPYF46 39nB, G 180, G 193, MR 4, dan Nei 9008 adalah genotipe peka cekaman kekeringan. Genotipe toleran umumnya memiliki karakater konstitutif seperti karakter bobot kering dan panjang akar serta bobot kering tajuk yang lebih besar dibanding genotipe peka, sehingga dalam melakukan seleksi toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan berdasarkan karakter akar dan biomas tajuk yang besar dapat dilakukan pada kondisi optimum. Daftar Pustaka Blum A Drought resistance, wateruse efficiency, and yield potential are they compatible, dissonant, or mutually exclusive?. Aus. Agri. Research, 56: CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center) Three decades of research into drought tolerant maize by CIMMYT and a very strong set of partnerships has made a difference in the lives of African farmers. index.cfm? [12 Mrt 2007]. Dahlan M Pemuliaan tanaman jagung untuk ketahanan terhadap kekeringan, Dalam Prosiding International Conference on Agricultural Development NTT, Timortimur and Maluku, hlm Desember 20001, Kupang. 239

11 Dubrovsky JG, LF Go mezlomeli Water deficit accelerates determinate developmental program of the primary root and does not affect lateral root initiation in a sonorant desert cactus (Pachycereus pringlei, cactaceae). American J. Botany (90): Edmeades GO. J Bolan, SC. Chapman, HR Lafitte, M Ba nziger Selection improves drought tolerance in tropical maize populations: I. Gains in biomass, grain yield, and harvest index. Crop Sci. 39: Fischer R.A. and R. Maurer Drought resistance in spring wheat cultivar: I. Grain yield response. Aust J Agric Res (29): Grzesiak S, T Hura, MT Grzesiak, S Pienkowski. (1999). The impact of limited soil moisture and waterlogging stress conditions on morphological and anatomical root traits in maize (Zea mays L.) hybrids of different drought tolerance. Acta Physiologiae Plantarum 21 (3): Irniany R, AT Makkulawu, MHG Yasin, M. J. Mejaya Maize genotipes tolerance to drought stress. PP Tanaman Pangan 26: Mexal J, JT Fisher, J Osteryoung, CP Patrick Oxygen availability in polyethylene glycol solutions and its implications in plantwater relations. Plant Physiol. (55): Moussa HR, SM AbdelAziz Comparative response of drought tolerant and drought sensitive maize genotypes to water stress. Aus. J. Crop Sci. 1(1):3136. Sudarsono, A Ridwan, H Aswidinnoor Toleransi kultivar kacang tanah terhadap cekaman kekeringan pada fase generatif serta kandungan prolin dan daun total. Journal Penelitian Pertanian 23 (1): Verslues PE, M Agarwal, KS Agarwal, J Zhu Methods and concepts in quantifying resistance to drought, salt and freezing, abiotic stresses that affect plant water status. The Plant Journal. 45,