KERAGAMAN FENOTIPIK GENERASI 2 JAGUNG LOKAL SULAWESI SELATAN DAN JAGUNG ASAL CIMMYT UNTUK PEMBENTUKAN JAGUNG PROVITAMIN A.

Transkripsi

1 BioWallacea Jurnal Ilmiah Ilmu Biologi Januari 2016 Vol. 2 No. 1, p ISSN: KERAGAMAN FENOTIPIK GENERASI 2 JAGUNG LOKAL SULAWESI SELATAN DAN JAGUNG ASAL CIMMYT UNTUK PEMBENTUKAN JAGUNG PROVITAMIN A Juhriah 1, Mir Alam 2, A. Masniawati 1 1.Dosen Jurusan Biologi FMIPA Universitas Hasanuddin, 2 Dosen Kopertis Wil IX Sulawesi, juhriah@gmail.com ABSTRAK Peningkatan jumlah penduduk dan penderita defisiensi vitamin A membutuhkan produk pangan dengan kandungan provitamin A yang tinggi. Informasi tentang keragaman fenotipik pada jagung sangat diperlukan dalam mendukung program untuk menghasilkan varietas unggul jagung Provitamin A. Penelitian bertujuan untuk mengevaluasi keragaman fenotipik dan mengkonstruksi dendrogram kekerabatan berdasarkan kesamaan fenotipik dari 9 generasi 2 hasil selfing jagung lokal Sulawesi Selatan, 2 calon varitas jagung provitamin A asal CIMMYT dan 2 varitas nasional. Penanaman benih jagung dilaksanakan di KP Balitsereal Maros disusun dalam rancangan Acak Kelompok (RAK) 13 perlakuan dan 3 kelompok. Metode Analisis Fenotipik mengikuti petunjuk Kebaruan, keunikan, Keseragaman dan Kestabilan (BUSS). Data keragaman fenotipik dianalisis menggunakan program NTSYS, koefisien kesamaan dengan Simple Matching Coefficient (SMC) dan pengelompokan dengan Unweighted Pair Group Aritmathic Analysis (UPGMA). Hasil Penelitian menunjukkan bahwa nilai kesamaan fenotipik antara 0,53 sampai 0,88. Dendrogram menunjukkan bahwa jagung lokal Bata Pulu Kuning (BPK) dan Biralle Bakka Didi (BBD), Carotenoid Syn 3 (CST) dan Srikandi Kuning 1 (SKG) masing-masing membentuk kelompok pada derajat kesamaan 0,88. Hasil analisis variansi beberapa karaktek kuatitatif pertumbuhan dan produksi menunjukkan bahwa panjang daun, tinggi tanaman, panjang tongkol, jumlah baris biji pertongkol dan jumlah biji perbaris memberikan hasil yang berbeda nyata. Kata Kunci: Fenotipik, jagung lokal Sulawesi Selatan, CIMMYT. PENDAHULUAN Pertambahan penduduk yang makin pesat membutuhkan pemenuhan kebutuhan pangan yang juga makin besar. Hal lain yang juga membutuhkan penanganan serius adalah masalah kekurangan vitamin A dimana negara di Afrika dan Asia memilki prevalensi yang tinggi. Indonesia sebagai sebagai salah satu negara di Asia dengan kategori yang sudah mendekati kritis. Sebanyak 50 juta penduduk dunia saat ini mengalami defisiensi vitamin A yang berakibat pada gangguan penglihatan, serta meningkatkan angka kematian anak dan wanita hamil Sekitar sampai anak-anak kurang gizi di negara berkembang menjadi buta setiap tahun akibat kekurangan vitamin A, dengan prevalensi tertinggi di Asia Tenggara dan Afrika, kira-kira setengahnya meninggal dan lainnya menjadi buta dalam waktu satu tahun (WHO, 2010). Salah satu langkah yang dapat dilakukan adalah menggali potensi kekayaan sumber daya alam yang ada guna memenuhi kebutuhan tidak hanya kuantitas tapi juga kualitas (kandungan vitamin A). Plasma nutfah adalah sumber gen yang hanya bermanfaat jika dilakukan pengkajian dan penelitian guna mengungkap sifat-sifat unggulnya agar dapat dikembangkan guna menjawab masalah yang sedang dihadapi bangsa ini. Plasma nutfah hanya dapat diberdayakan apabila tersedia informasi yang cukup tentang sifat-sifat morfologi dan agronomi. Masalah kesehatan yang serius secara global dapat diatasi dengan pemuliaan tanaman pokok dari tanaman serealia(poaceae) untuk peningkatan provitamin A (karotenoid). Tanaman sereal merupakan tanaman kebutuhan pokok terpenting di seluruh dunia. Karotenoid adalah kelompok kompleks pigmen isoprenoid yang bernilai gizi sebagai senyawa provitamin A dan nonprovitamin A; warnanya yang bervariasi memberikan nilai tambah komersial sebagai pewarna dalam makanan (Matthews dan Wurtzel, 2003). Pro-vitamin A (β caroteen) dibutuhkan oleh tubuh untuk pertumbuhan, bukan hanya

2 untuk penglihatan saja namun dibutuhkan dalam proses perkembangan embrio. Selain itu provitamin A juga dibutuhkan untuk menjaga selsel kulit dari penuaan. Jagung adalah makanan pokok bagi lebih dari satu miliar orang di sub-sahara Afrika dan Amerika Latin, tetapi umumnya miskin provitamin A. Diperkirakan bahwa antara sepertiga sampai setengah dari jumlah anak di Zambia menderita kekurangan vitamin A, yang berakibat melemahkan penglihatan dan sistem kekebalan tubuh, memperlambat pertumbuhan dan lebih rentan terhadap berbagai penyakit sehingga mengurangi kualitas hidupnya. (WHO, 2010). Jagung di Indonesia merupakan makanan terpenting kedua setelah padi. Pada tahun 2000, sekitar 75% dari jagung yang dikembangkan dan ditanam merupakan kultivar yang telah ditingkatkan, yang terdiri dari hibrida 28%, komposit 47%, dan 25% kultivar komposit lokal (Nugraha, Subandi dan Hasanuddin, 2002). Selama awal periode program pemuliaan jagung di Indonesia, sebagian besar bahan pemuliaan jagung diperkenalkan dari CIMMYT (Mexico) dan Thailand. George et al. (2004) menyatakan bahwa Indonesia memiliki sejarah panjang di bursa plasma nutfah jagung dengan CIMMYT untuk program bibit. Hal ini ditunjukkan oleh fakta bahwa beberapa plasma nutfah jagung Indonesia telah dekat hubungan genetiknya dengan inbreds jagung dari CIMMYT. CIMMYT (1998) mengelompokkan plasma nutfah jagung untuk dataran rendah tropis ke dalam 12 gene pool. Gene pool selanjutnya diekstrak menjadi populasi, dan melalui perbaikan populasi kemudian dihasilkan varietas baru. CIMMYT bekerjasama dengan berbagai negara di dunia memang sedang mengembangkan berbagai calon varitas jagung provit A. Kerjasama CIMMYT dan Indonesia (melalui Balitsereal Maros) telah dimulai sejak tahun dan melakukan uji multilokasi. Balai Penelitian Tanaman Serealia Maros sedang mengembangkan jagung hibrida dengan kandungan Pro-Vitamin A yang tinggi. Pada tahun 2008 benih dari CIMMYT (sejumlah delapan populasi dan sebelas galur generasi lanjut), diperbanyak, dimurnikan serta dikarakterisasi daya adaptasinya di dataran rendah tropis (lokasi KP Maros), mengingat sumber benih asal CIMMYT berada pada ekosistem dataran tinggi sub tropis (2.500 m dpl) (Yasin, 2008). Program pembentukan varietas untuk jagung proveit-a dimulai dalam tahun 2009 dengan fokus varietas bersari bebas, serta mencari tetua pejantan sebagai tetua penguji (tester) untuk program hibrida silang tunggal. Sulawesi Selatan memiliki keanekaragaman hayati yang berpotensi untuk dikembangkan, salah satunya adalah plasma nutfah jagung lokal. Balitsereal Maros menyimpan aksesi (koleksi) plasma nutfah jagung lokal Sulawesi Selatan. Sembilan diantara aksesi yang dikoleksi tersebut yang telah diteliti mengandung karetenoid yang tinggi dan memiliki gen Phytoene synthase (PSY 1) seperti yang terdapat pada jagung asal CIMMYT (Juhriah dkk, 2012a, 2012b). Hal ini berarti plasma nutfah jagung Sulawesi Selatan berpotensi untuk dikembangkan menjadi sumber genetik untuk perakitan kultivar/varietas jagung provit A. Karakter fenotipik dan genetik merupakan informasi yang penting untuk diketahui sebelum melakukan persilangan individu yang akan dijadikan tetua. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelitian yang bertujuan untuk menganalisis keragaman fenotipik dan hubungan kekerabatan Generasi 2 hasil selfing jagung lokal Sulawesi Selatan dibandingkan dengan calon varietas jagung provitamin A yang benihnya berasal dari CIMMYT dan telah diuji multilokasi. METODE PENELITIAN Penelitian menggunakan sembilan sumber benih jagung generasi 2 hasil selfing plasma nutfah jagung lokal Sulawesi Selatan, 2 calon varietas jagung provitamin A asal CIMMYT dan 2 varietas nasional (tabel 1) Penanaman benih jagung dilaksanakan di KP Balitsereal Maros. Masing-masing nomor koleksi ditanam satu baris dengan panjang 2,5 m. Jarak tanam 75 x 20 cm satu tanaman per lubang. Dilaksanakan dengan metode Rancangan Acak kelompok, ulangan tiga kali dan jarak antar ulangan 1,0 m. Bahan penelitian dipupuk dengan urea, SP36 dan KCl ( ) kg/ha. Setelah tanaman berumur tujuh hari diberi pupuk Urea sepertiga bagian serta seluruh takaran SP36 dan KCl, selanjutnya saat umur HST (hari setelah tanam) diberi pupuk kedua yaitu Urea sebanyak duapertiga bagian.

3 Tabel 1. Daftar nama 9 generasi 2 jagung lokal Sulawesi Selatan, 2 jagung CIMMYT dan 2 varitas Nasional KODE ENTRI NAMA ENTRI ASAL BPK Bata pulu kuning Sinjai Timur Sulawesi Selatan BBD Biralle bakka didi Takalar Sulawesi Selatan PKG Pulut kuning Bone Sulawesi Selatan LSS Lokal setempat (Soppeng) Soppeng Sulawesi Selatan LTN Lokal Toraja (narrang) Narrang Tator Sulawesi Selatan LKD Lokal kandora Tator Sulawesi Selatan LBB Lokal bebo Sangalla Tator Sulawesi Selatan BDD Batara didi Bungayya Selayar Sulawesi Selatan BDP Batara didi pamatata Selayar Sulawesi Selatan KCS Kui carotenoid syn CIMMYT CST Karotenoid syn 3 CIMMYT SKG Srikandi kuning 1 Varietas Nasional LMR Lamuru Varietas Nasional Pupuk diberikan secara tugal disamping tanaman kemudian ditutup diikuti pembumbunan dan penyiangan. Untuk menghindari terjadinya persarian antar individu maka baik bunga jantan maupun bunga betina disungkup. Penyerbukan dilakukan 2 hari setelah anthesis. Parameter fenotifik yang diamati antara lain: 1. Warna dan bentuk daun pertama 2. Warna akar 3. Tinggi tanaman. 4. Ukuran daun 5. Panjang tongkol, 6. Warna malai 7. Warna anthera 8. Warna rambut (tangkai dan kepala putik) 9. Jumlah biji per baris. 10. Jumlah baris biji per tongkol Karakterisasi dilakukan berdasarkan metode International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) 1994 yang dilengkapi dengan Panduan Karakterisasi Tanaman Pangan (Jagung dan Sorgum) Deptan, Badan Litbang Pertanian, Komisi Nasional Plasma Nutfah (2004), dan Kebaruan Keunikan Keseragaman & Kestabilan (BUSS) Deptan (2006). Data keragaman fenotipik dianalisis menggunakan program NTSYS (Rohlf, 1992), koefisien kesamaan fenotipik dianalisis dengan Simple Matching Coefficient (SMC) dan pengelompokan dengan Unweighted Pair Group Aritmathic Analysis (UPGMA). Rumus SMC sebagai berikut: a + d SMC = a + b + c + d dimana a = ciri yang muncul pada kedua Operational Taxonomic Unit (OTU) b = ciri yang muncul pada OTU1 dan tidak muncul pada OTU2 c = ciri yang tidak muncul pada OTU1 dan muncul pada OTU2 d = ciri tidak muncul pada kedua OTU HASIL DAN PEMBAHASAN Ciri fenotipik diamati pada fase pertumbuhan vegetatif maupun generatif. Data kuantitatif dilakukan analisis variansi untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan dari 13 sumber benih tersebut dan dilanjutkan dengan Uji BNT yang hasil selengkapnya disajikan pada tabel 2.

4 Tabel 2. Hasil uji lanjut (BNT) Beberapa Karakter Produksi dan Pertumbuhan Generasi 2 Hasil Selfing Jagung Lokal Sulawesi Selatan, 2 varitas Nasional dan Dua jagung Pembanding benih asal CIMMYT (Kui Carotenoid Syn dan Carotenoid Syn-3) KODE Entri Nama Entri Panjang daun (cm) 1%= %= 5,25 Tinggi tanaman (cm) 1% = %= Rerata Panjang Tongkol (cm) Nilai BNT 1%= %= 2.04 Jumlah baris/ tongkol 1%= %= 1.11 Jumlah biji / baris 1%= %= 4.65 BPK Bata pulu kuning **/** **/* tn/tn tn/** tn/tn BBD Biralle bakka didi **/** **/* tn/tn tn/* tn/tn PKG Pulut kuning **/** **/* tn/tn tn/* tn/tn LSS Lokal setempat soppeng **/** **/* **/** 11.5 tn/tn **/tn LTN Lokal Narang (Toraja) **/* **/tn tn/tn */** tn/tn LKD Lokal kandora **/** **/tn tn/tn tn/* **/tn LBB BDD BDP Lokal bebo **/** **/** tn/tn **/** */tn Batara didi **/** **/** */tn tn/** tn/* Batara didi pamatata **/** **/** */* tn/tn */tn SKG Srikandi kuning 1 LMR Lamuru **/** **/** **/** **/** tn/tn tn/tn **/tn **/** tn/tn **/** Pembanding KCS Kui carotenoid syn (1) CST Karotenoid syn 3 (2) hasil yang berbeda nyata atau sangat nyata. Dua jagung lokal tersebut yang berasal dari Selayar Tabel 2 menunjukkan bahwa untuk (Batara Didi dan Batara Didi Pamatata) memiliki parameter panjang daun, kesembilan jagung lokal tongkol, yang jauh lebih pendek dari jagung Sulawesi Selatan dan dua varitas nasional yaitu CIMMYT sedangkan jagung Lokal Setempat Srikandi Kuning 1 dan Lamuru memiliki daun Soppeng memiliki tongkol yang jauh lebih yang jauh lebih panjang dari pada calon varitas panjang seperti halnya jagung varitas Lamuru. jagung provitamij A asal CIMMYT. Hasil Hasil jumlah baris biji pertongkol menunjukkan pengamatan tinggi tanaman menunjukkan bahwa bahwa jagung lokal Sulawesi Selatan dan varitas hanya Lokal Toraja Narang dan Lokal Kandora nasional tidak berbeda nyata dengan jagung yang juga berasal dari Tana Toraja yang pembanding 1 asal CIMMYT kecuali 2 jagung menunjukkan hasil tidak berbeda nyata dengan lokal asal Toraja. Sebaliknya jika dibandingkan pembanding kedua dari CIMMYT (Karotenoid dengan CIMMYT 2 maka hampir semuanya Syn 3). Semua jagung lokal Sulawesi Selatan dan berbeda nyata kecuali Lokal setempat Soppeng jagung varitas nasional memiliki tanaman yang dan Batara Didi Pamatata. Hanya Lokal Bebo asal lebih tinggi dibanding jagung asal CIMMYT. Toraja yang memiliki jumlah baris biji pertongkol Panjang tongkol 6 jagung lokal Sulawesi Selatan yang lebih tinggi dari jagung pembanding tidak berbeda nyata dengan jagung asal CIMMYT CIMMYT 2. Jumlah biji perbaris menunjukkan sedangkan 3 jagung lokal lainnya menunjukkan bahwa hanya satu dari sembilan jagung lokal yang

5 berbeda nyata dengan jagung pembanding CIMMYT 2 demikian juga varitas Lamuru. memperoleh matriks kesamaan fenotipik seperti pada tabel 3. Matriks kesamaan tersebut merupakan hasil perhitungan dengan rumus Simple Matching Coeffiocient (SMC). Data kualitatif digabungkan dengan data kuantitatif disusun dalam bentuk data biner untuk Tabel 3. Matriks kesamaan fenotipik 9 generasi 2 jagung lokal Sulawesi Selatan, 2 jagung CIMMYT dan 2 varitas Nasional Kode Entri BPK BBD PKG LSS LTN LKD LBB BDD BDP KCS CST SKG LMR BPK 1.00 BBD PKG LSS LTN LKD LBB BDD BDP KCS CST SKG LMR Tabel 3 menunjukkan bahwa derajat kesamaan individu-individu antara perlakuan (sumber benih) tersebut memiliki nilai kesamaan 0,53 sampai 0,88. Nilai kesamaan terbesar (0,88) ditunjukkan antara jagung lokal Biralle Bakka Didi (BBD) asal Kabupaten Takalar dengan Bata Pulu Kuning (BPK) asal Sinjai Timur dan Batara Didi (BDD) asal Selayar. Nilai yang sama juga ditunjukkan antara 2 varitas nasional yaitu Srikandi Kuning 1 (SKG) dan Lamuru (LMR) serta salah satu calon varitas jagung provitamin A asal CIMMYT yaitu Carotenoid Syn 3 (CST). Nilai kesamaan terkecil yaitu 0,53 terjadi antara jagung Lokal Setempat Soppeng (LSS) dengan Lokal Bebo (LBB) dan Batara Didi Pamatata (BDP). Jagung lokal yang terakhir tersebut juga memiliki nilai yang kesamaan Lokal Toraja Narang. Dendrogram berdasarkan ciri fenotipik pada 13 sumber benih jagung menunjukkan bahwa Bata Pulut Kuning (BPK) dan Biralle Bakka Didi (BBD) demikian juga Carotenoid Syn 3 (CST) dan Srikandi Kuning1 (SKG) lebih dulu membentuk kelompok dengan derajat kesamaan 0,88 dibanding jagung lokal lainnya. Pada derajat kesamaan sekitar 0,69 maka 13 sumber benih tersebut membentuk 4 kelompok. Kelompok pertama dengan 7 anggota, kelomp[ok 2 dan 4 masing-masing 1 anggota dan kelompok 3 dengan 2 anggota, Jagung lokal setempat soppeng memiliki kekerabatan paling jauh dibanding jagung lainnya.

6 Gambar 1. Dendrogram berdasarkan kesamaan ciri fenotipik 9 jagung lokal Sulawesi Selatan, 2 jagung CIMMYT dan 2 jagung varietas Nasional

7 KESIMPULAN 1. Semua jagung lokal Sulawesi Selatan dan jagung varitas nasional memiliki tanaman yang lebih tinggi dan daun yang lebih panjang dibanding jagung asal CIMMYT. 2. Jagung lokal asal Selayar Sulawesi Selatan yaitu Batara Didi dan Batara Didi Pamatata memiliki tongkol yang lebih pendek dibanding jagung CIMMYT dan varitas nasional sedangkan jagung Lokal Setempat Soppeng memiliki tongkol yang jauh lebih panjang dari jagung CIMMYT 3. Derajat kesamaan fenotipik jagung lokal Sulawesi Selatan, jagung CIMMYT dan jagung varitas nasional adalah 0,53 sampai 0, Jagung lokal Bata Pulu Kuning dengan Biralle Bakka Didi, Carotenoid syn 3 dengan Srikandi Kuning 1lebih dekat kekerabatannya dibanding jagung lainnya. UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian Strategis Nasional yang dibiayai oleh DIKTI melalui LP2M Universitas Hasanuddin dengan No. 029/SP2H/PL/DIT.LITABMAS/2015 dengan NoDIPA /2015 Terima kasih atas bantuan dana yang telah diberikan. Kepada Balitsereal Maros Sulawesi Selatan beserta staf, atas kerjasama dan izin penggunaan lahan kebun penelitian pe. DAFTAR PUSTAKA Deptan, Kebaruan, Keunikan, Keseragaman dan Kestabilan (BUSS). Departemen\Pertanian Indonesia. Republik George, M.L.C., E. Regalado, W. Li, M. Cao, M. Dahlan, M. Pabendon, M.L. Warburton, X. Xianchun, and D. Hoisington Molecular characterization of Asian maize inbred lines by multiple laboratories. Theor. Appl. Genet. 109: Juhriah, Baharuddin, Musa, Y., Pabendon, M.B., dan Masniawati (2012a). Deteksi gen Phytoene Synthase 1 (PSY 1) dan karoten plasma nutfah jagung lokal Sulawesi Selatan untuk seleksi jagung khusus provitamin A. J. Agrivigor: Vol 11 (2), Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin, Makassar. Juhriah, Baharuddin, Y. Musa, M.B.Pabendon, (2012b). Keragaman Fenotipik, Kandungan Karoten dan Deteksi Gen Phytoene Synthase 1 (PSY1) Plasma Nutfah Jagung Lokal Sulawesi untuk Seleksi Jagung Provit A. Disertasi. Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Makassar. Nugraha, U.S., Subandi, A.dan Hasanuddin, Perkembangan teknologi budidaya dan industri benih jagung. hlm Dalam F. Kasryno, E. Pasandaran, dan A.M. Fagi. (Ed.) Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Jakarta. Rohlf, F.J NTSYS-pc. Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, Version Applied Biostatistic Inc., New York. UPOV Internationale Four la Des Obstention Vegetables Maize (Zea mays L.) Union fot the Protection of New Varieties of Plant. WHO, Micronutrient deficiencies (Vitamin A Deficiency).

8 /vad/en/index.html diakses 28 Oktober 2010 Yasin, H.G., Pembentukan dan Pemurnian Jagung Khusus Provit-A. Laporan Akhir RPTP Balai penelitian Tanaman Serealia (BALITSEREAL)