PEWARISAN KARAKTER MORFOLOGIS DAN AGRONOMIS PADA PERSILANGAN ANTARA CABAI BESAR DAN CABAI KERITING (Capsicum annuum L.

Transkripsi

1 PEWARISAN KARAKTER MORFOLOGIS DAN AGRONOMIS PADA PERSILANGAN ANTARA CABAI BESAR DAN CABAI KERITING (Capsicum annuum L.) ATIYATUL JAZILAH DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 ABSTRAK ATIYATUL JAZILAH. Pewarisan Karakter Morfologis dan Agronomis pada Persilangan Antara Cabai Besar dan Cabai Keriting (Capsicum annuum L.). Dibimbing oleh ENCE DARMO JAYA SUPENA dan SUHARSONO. Produktivitas cabai di Indonesia pada tahun 2008 adalah 6,37 ton/ha. Produktivitas ini masih berpotensi untuk ditingkatkan hingga mencapai ton/ha. Usaha yang dapat dilakukan diantaranya melalui pengembangan varietas unggul dengan cara hidridisasi dan seleksi yang memanfaatkan informasi pola pewarisan sifat dan nilai heritabilitas. Dalam penelitian ini dipelajari pola pewarisan karakter morfologis dan agronomis serta nilai heritabilitas dari persilangan antara cabai haploid ganda ras cabai besar (Tit-Super) dan cabai keriting (Laris), serta populasi F1 dan F2nya. Karakter morfologis yang meliputi karakter warna batang utama, warna buku, posisi bunga, warna daun, bentuk daun, dan tipe tumbuh mengalami segregasi pada populasi F2 TS x LR. Masing-masing karakter tersebut dikendalikan setidaknya oleh dua gen. Karakter agronomis yang meliputi tinggi 30 hst, umur tanaman mulai berbunga, umur penen, tinggi tanaman, tinggi batang utama saat panen, diameter batang, jumlah buah per tanaman, panjang buah, diameter buah, bobot per buah, dan jumlah biji per buah bersegregasi dengan variabilitas tinggi yang menunjukkan bahwa karakter-karakter tersebut dikendalikan oleh banyak gen. Berdasarkan karakter agronomis: jumlah buah per tanaman, diameter buah, dan bobot per buah yang memiliki variabilitas dan nilai heritabilitas yang tinggi (>82,9%) dapat diseleksi 10 individu dengan indeks seleksi tertinggi dari 99 tanaman populasi F2 TS x LR. Kata Kunci: Capsicum annuum, persilangan, heritabilitas ABSTRACT ATIYATUL JAZILAH. Inheritance of Morphologic and Agronomic Traits in the Crossing of Big Pepper and Curly Pepper (Capsicum annuum L.). Under supervision of ENCE DARMO JAYA SUPENA and SUHARSONO. Pepper productivity of Indonesia is 6.3 ton/ha in 2008, which could be increased up to ton/ha. One of strategy to improve productivity is development of superior variety via hybridization and selection process that need information of inheritance pattern and heritability value. This research studied the pattern of inheritance of morphologic and agronomic traits in the crossing of double haploid of big pepper (Tit-Super) and curly pepper (Laris), F1, and F2 population. Morphologic traits that included main stem color, node color, flower position, leaf color, leaf shape, and plant growth habit were segregating in F2 TS x LR population. Each trait was controlled by at least two genes. Agronomic traits that included 30 days after planting height, days to flowering, days to fruiting, plant height, main stem length, fruit diameter, fruit weight, and number of seed per unit fruit were segregating with high variability. It was indicated that the traits were controlled by poly genes. Based on agronomic trait: fruit per plant, fruit diameter, and fruit weight which have higher viability and heritability value (>82.9%) could be selected ten individual from 99 plants with high index selection from F2 TS x LR population. Keyword: Capsicum annuum, inheritance, heritability

3 PEWARISAN KARAKTER MORFOLOGIS DAN AGRONOMIS PADA PERSILANGAN ANTARA CABAI BESAR DAN CABAI KERITING (Capsicum annuum L.) ATIYATUL JAZILAH Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

4 Judul Nama NIM : Pewarisan Karakter Morfologis dan Agronomis pada Persilangan Antara Cabai Besar dan Cabai Keriting (Capsicum annuum L.) : Atiyatul Jazilah : G Menyetujui: Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si. NIP Dr. Ir. Suharsono, DEA NIP Mengetahui: Ketua Departemen Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si. NIP Tanggal Lulus:

5 PRAKATA Segala puji hanyalah milik Allah SWT yang maha pemberi rahmat dan karunia sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini berjudul Pewarisan Karakter Morfologis dan Agronomis pada Persilangan Antara Cabai Besar dan Cabai Keriting (Capsicum annuum L.) yang dilaksanakan bulan Maret 2008 sampai dengan April 2009 di rumah kaca, Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si. dan Dr. Ir. Suharsono, DEA selaku pembimbing atas saran dan bimbingannya dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr. Triadiati, M.Si. selaku penguji. Terimakasih juga kepada Bapak Adi Supardi dan rekan-rekan yang telah membantu selama penelitian serta teman-teman Biologi 41 terutama keluarga besar Bioniq dan Al Farabi yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada ibu, abah, kakak dan adik tercinta atas seluruh doa, dukungan, dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Bogor, Februari 2010 Atiyatul Jazilah

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Demak pada tanggal 9 Juni 1986 sebagai putri kedua dari tiga bersaudara dari ayahanda M. Nasir dan Ibunda Sholhatun. Penulis lulus dari SMU Negeri 1 Demak pada tahun 2004 dan lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai Staf divisi Informasi dan Komunikasi Himpunan Mahasiswa Biologi (Himabio) pada tahun , Staf Dana dan Usaha Wahana Muslim Himabio (WMH) pada tahun , Bendahara WMH pada tahun dan beberapa kepanitiaan acara-acara yang diselenggarakan oleh FMIPA dan Himabio. Penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi Dasar Tingkat Persiapan Bersama , Fisiologi Tumbuhan, Sistematika Tumbuhan Berpembuluh, dan Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman pada tahun Penulis melakukan Praktik Kerja Lapang di PT Mekar Unggul Sari, Cileungsi, Bogor pada Juli sampai Agustus 2007 dengan tema Budidaya Tanaman Lengkeng (Euphoria longana) di Taman Wisata Mekarsari, Kecamatan Cileungsi, Bogor.

7 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL Halaman... viii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN... viii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 1 METODE... 2 Waktu dan Tempat... 2 Bahan Tanaman... 2 Penanaman dan Perawatan... 2 Pengamatan... 2 Analisis Data... 2 HASIL... 3 Karakter Morfologis... 3 Karakter Agronomis... 3 PEMBAHASAN... 6 SIMPULAN... 8 SARAN... 8 DAFTAR PUSTAKA... 8 LAMPIRAN... 10

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Penampilan karakter morfologis tanaman tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR Nilai heritabilitas beberapa karakter agronomis tanaman F2 TS x LR Hasil seleksi 10 individu terbaik dari 99 tanaman F2 TS x LR... 6 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Penampilan sebaran karakter tinggi tanaman dan diameter batang tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR Penampilan sebaran karakter umur tanaman mulai berbunga dan umur tanaman saat panen tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR Penampilan sebaran karakter produksi buah tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Uji Khi-kuadrat dari beberapa karakter pada populasi F2 TS x LR Hasil analisis karakter agronomis pada tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR

9 PENDAHULUAN Latar Belakang Cabai (Capsicum annuum L.) merupakan komoditas penting yang banyak dibudidayakan karena memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Daya tarik utama cabai adalah dari aroma dan rasanya, yaitu mulai dari yang tidak pedas (manis) sampai sangat pedas. Cabai juga merupakan sumber pro-vitamin A dan vitamin C, digunakan untuk komponen produk obat-obatan dan kosmetik, serta dapat dijadikan sebagai tanaman hias (Bosland & Votara 2000). Cabai selain dikonsumsi dalam keadaan segar seperti sebagai komponen salad dan sambal, juga dapat diolah dengan cara dikalengkan, dibekukan, diacar, serta sebagai produk bumbu kering maupun tepung cabai (Rubatzky & Yamaguchi 1999). Produktivitas cabai di Indonesia pada tahun 2008 masih rendah yaitu rata-rata 6,37 ton/ha (BPS 2009). Penyebab rendahnya produktivitas cabai ini berkaitan dengan kualitas benih yang rendah, teknik budidaya yang masih konvensional, serangan hama dan penyakit, serta sedikitnya varietas berdaya hasil tinggi (Sujiprihati et al. 2007). Menurut Duriat et al. (1996), produktivitas cabai di Indonesia dapat ditingkatkan mencapai ton/ha. Cabai merah yang ditanam di Indonesia pada umumnya masih berasal dari benih tradisional yang diperoleh dari hasil membenihkan secara mandiri dari pertanaman sebelumnya sehingga kualitas benihnya rendah. Untuk meningkatkan hasil, para petani Indonesia mulai banyak yang menanam varietas hibrida yang sebagian besar masih impor. Penggunaan benih hibrida impor ini memiliki beberapa dampak negatif, diantaranya harga benihnya yang mahal, menimbulkan ketergantungan, dan juga rentan terhadap cekaman biotik dan abiotik yang ada di Indonesia (Herison et al. 2001). Pemuliaan tanaman cabai di Indonesia masih dilakukan melalui hibridisasi yang dilanjutkan dengan seleksi. Pola pewarisan karakter yang menjadi sasaran harus diketahui dalam melakukan pemuliaan tanaman. Karakter morfologis umumnya bersifat kualitatif sedangkan karakter agronomis umumnya bersifat kuantitatif. Namun terkadang suatu karakter sulit ditentukan apakah merupakan karakter kualitatif atau karakter kuantitatif. Karakter kualitatif adalah karakterkarakter yang mudah dibedakan secara tegas antara satu dengan lainnya. Karakter ini di bawah kontrol satu atau beberapa gen saja, dengan sedikit atau tanpa pengaruh faktor lingkungan. Sedangkan karakter kuantitatif menunjukkan variabilitas yang tidak dapat dikelompokkan ke dalam kelas-kelas fenotipe yang berbeda, melainkan membentuk suatu spektrum fenotipe yang berbaur samar dari satu tipe ke tipe lainnya (variabilitas kontinu). Karakter kuantitatif dapat diatur oleh banyak gen (poligenik) dengan gen yang masing-masing saling berkontribusi dan saling bekerja sama untuk memunculkan suatu sifat tertentu (Elrod & Stansfield 2007). Pewarisan suatu karakter kuantitatif dapat diduga melalui nilai heritabilitasnya. Heritabilitas adalah nilai yang menggambarkan seberapa jauh fenotipe yang tampak merupakan refleksi dari genotipenya (Sastrosumarjo et al. 2006). Jika nilai heritabilitas suatu karakter tinggi, maka sebagian besar variabilitas fenotipenya disebabkan oleh variasi genetik, sehingga dapat dilakukan seleksi terhadap individuindividu yang memiliki fenotipe yang diinginkan (Elrod & Stansfield 2007). Sebaliknya jika nilai heritabilitasnya rendah berarti ragam fenotipe yang terlihat pada keturunan lebih dipengaruhi oleh faktor lingkungan daripada faktor genetik, sehingga tidak dapat dilakukan seleksi. Menurut Lestari et al. (2006) pada populasi lima belas genotipe cabai, karakter jumlah buah per tanaman, bobot buah, diameter buah, dan umur berbunga mempunyai nilai heritabilitas tinggi. Karakter jumlah bunga per tanaman, panjang buah, dan umur tanaman saat panen memiliki nilai heritabilitas sedang. Sedangkan tinggi tanaman memiliki nilai heritabilitas rendah. Nilai heritabilitas tinggi jika mencapai nilai lebih dari 0,5, heritabilitas sedang jika memiliki nilai di antara 0,2 sampai 0,5, dan heritabilitas rendah jika nilainya kurang dari 0,2. Perakitan varietas cabai bersari bebas maupun pengembangan varietas hibrida berbasis pada kultivar lokal yang sudah beradaptasi baik dengan lingkungan biotik dan abiotik di Indonesia perlu dilakukan untuk meningkatkan produktivitas cabai di Indonesia. Tanaman bersari bebas atau dapat disebut juga tanaman yang melakukan penyerbukan terbuka adalah tanaman yang bebas menyerbuki dirinya sendiri atau diserbuki oleh tanaman lain (Welsh 1991). Tanaman haploid berperan penting dalam metode pemuliaan tanaman. Jika tanaman

10 2 haploid digandakan kromosomnya, maka akan diperoleh tanaman homozigot dihaploid (diploid). Teknik ini memberi peluang untuk menghasilkan galur murni secara cepat. Tanaman galur murni ini dapat dijadikan tetua untuk pembentukan tanaman hibrida, sehingga, tanaman hibrida lebih cepat diperoleh (Sastrosumarjo 2006). Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pola pewarisan karakter morfologis dan agronomis, serta heritabilitas melalui sebaran karakter pada tetua, F1, dan F2 dari persilangan antara tanaman haploid ganda ras cabai besar dan cabai keriting. METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juni 2008 sampai bulan April 2009 di rumah kaca, Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi IPB. Bahan Tanaman Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji dari tetua ras cabai besar haploid ganda Tit Super (TS), tetua ras cabai keriting haploid ganda Laris (LR) hasil kultur sebar mikrospora (Supena et al. 2006), F1 dan F2 dari persilangan TS x LR serta resiproknya. Penanaman dan Perawatan Semua tanaman yang meliputi tetua, F1, dan F2 ditanam bersamaan dalam satu periode tanam. Biji cabai disemai pada media kertas merang basah. Setelah berkecambah, biji dipindahkan satu per satu ke polybag berdiameter 6,5 cm dengan media campuran tanah, arang sekam, dan kasting dengan perbandingan 1 : 1 : 1. Setelah semaian berumur 7-10 hari, bibit dipidahtanamkan ke polybag berdiameter 25 cm dengan media campuran tanah, arang sekam, dan kasting dengan perbandingan 2 : 1 : 1. Pemeliharaan tanaman meliputi pemupukan, penyiraman, pemberantasan hama dan penyakit, serta penyiangan gulma. Pemupukan dilakukan pada saat tanaman berumur satu minggu dengan menggunakan campuran pupuk urea, TSP, dan KCl dengan perbandingan 1 : 2 : 1 sebanyak 12 gram per polybag. Untuk memacu pertumbuhan vegetatif, Gandasil D diberikan sebelum tanaman berbunga, sedangkan untuk memacu perkembangan fase generatifnya, Gandasil B diberikan ketika tanaman mulai berbunga. Penyiraman dilakukan dua kali sehari pada pagi dan sore hari. Pemberantasan hama dan penyakit dilakukan dengan menyemprot tanaman dengan insektisida Decis 25 EC dengan bahan aktif deltametrin 25 g/l dan fungisida Dithane M-45 dengan bahan aktif mankozeb 80%. Penyiangan gulma dilakukan dengan mencabut gulma yang tumbuh di sekitar tanaman. Pengamatan Karakter morfologis yang diamati antara lain bentuk daun, warna daun, warna batang utama, posisi bunga, tipe tumbuh, dan warna buku. Karakter agronomis yang diamati meliputi umur tanaman mulai berbunga (UMB), umur tanaman saat panen (UP), tinggi tanaman pada umur 30 hst (T30), tanaman saat panen (TT), tinggi batang utama saat panen (TBU), diameter batang (DBt), jumlah buah per tanaman (JBT), panjang buah (PB), diameter buah (DB), bobot per buah (BB), dan jumlah biji (JB). UMB dihitung setelah pindah tanam sampai muncul bunga pertama kali, UP dihitung mulai pindah tanam sampai buah pertama matang, T30 diukur dari pangkal batang sampai ujung batang tertinggi, TBU diukur dari pangkal batang sampai batas bawah munculnya percabangan utama, dan DBt diukur pada pangkal batang, Analisis Data Pola pewarisan karakter morfologis dianalisis menggunakan uji khi-kuadrat, dengan rumus: k 2 χ = = i = 0 ( Oi Ei) 2 Ei Oi = nilai pengamatan ke-i Ei = nilai harapan ke-i Karakter agronomis yang bersifat kuantitatif dianalisis untuk mengetahui nilai heritabilitasnya (Mahmud & Kramer 1951) menggunakan rumus sebagai berikut: H 2 2 δ F δ P δ P = % 2 δ F2 H = heritabilitas δ 2 F 2 = varian fenotipe tanaman F2 δ 2 P 1 dan δ 2 P 2 = varian fenotipe tetua 1 dan tetua 2 Seleksi dilakukan berdasarkan karakterkarakter yang berhubungan dengan produktivitas dan memiliki nilai heritabilitas tinggi, yakni diameter buah, bobot per buah, dan jumlah buah per tanaman. Dari populasi F2 TS x LR yang berjumlah 99 dipilih 10% dari populasi yang setara dengan sepuluh 2

11 3 individu yang memiliki indeks seleksi tertinggi. Indeks seleksi dihitung dengan rumus sebagai berikut: I = aa' + bb' + cc' a, b, dan c = koefisien yang mengoreksi heritabilitas relatif dan nilai penting ekonomik relatif bagi sifat A, B, dan C secara berturutturut. A', B', dan C' = nilai numerik sifat A, B, dan C yang dinyatakan dengan variabel terstandarisasi (X') yang dihitung menggunakan rumus: X X X ' = s X = catatan performa suatu individu X = performa rata-rata populasi s = simpangan baku sifat yang bersangkutan HASIL Karakter Morfologis Hasil pengamatan karakter morfologis pada tetua, F1 resiprok, dan sebaran F2 TS x LR disajikan pada Tabel 1. Uji Khi-kuadrat sebaran karakter morfologis F2 disajikan pada Lampiran 1. Pengamatan populasi tanaman F2 hanya bisa dilakukan pada populasi F2 dari TS x LR. Dari 113 individu pada populasi F2 TS x LR, hanya 99 individu yang dapat diamati karena yang lainnya mati sebelum dilakukan pengamatan. Penyebab populasi tanaman resiproknya (F2 LR x TS) tidak dapat diamati karena banyak mengalami serangan penyakit. Sekitar 27 % dari populasi mengalami keriting daun dari awal pertumbuhannya sehingga menghambat pertumbuhan fase vegetatif dan generatif tanaman, yang lainnya sekitar 73% mengalami hambatan pada perkembangan generatif yaitu terlambat berbunga dan berbuah, atau banyak yang buahnya busuk sebelum matang. Persilangan antara ras cabai besar (TS) dengan ras cabai keriting (LR) menghasilkan F1 yang relatif seragam untuk karakter morfologis. Karakter morfologis tanaman F1 mengikuti karakter kedua tetuanya untuk karakter warna batang utama dan warna buku. Karakter posisi bunga dan bentuk daun mengikuti tetua TS, dan untuk karakter warna daun dan tipe tumbuh mengikuti tetua LR. Warna batang utama dibedakan atas warna hijau bergaris ungu dan hijau. Kedua tetua berbatang hijau bergaris ungu dan F1 hijau bergaris ungu. Hasil uji khi-kuadrat pada populasi F2 TS x LR menunjukkan nisbah 15 hijau bergaris ungu dan 1 hijau. Warna buku dibedakan atas warna ungu tua dan ungu. Persilangan antara tetua yang keduanya memiliki buku berwarna ungu tua menghasilkan F1 berwarna ungu tua, dan selanjutnya menghasilkan populasi F2 TS x LR dengan nisbah 9 ungu tua dan 7 ungu. Posisi bunga dibedakan atas posisi menggantung dan intermediet (posisi diantara tegak dan menggantung). Tetua TS memiliki bunga intermediet, sedangkan tetua LR memiliki bunga menggantung. Persilangan antara keduanya menghasilkan F1 tidak menggantung dan segregasi pada populasi F2 TS x LR dengan nisbah 13 menggantung dan 3 intermediet. Warna daun dibedakan atas hijau tua dan hijau. Tetua TS memiliki daun berwarna hijau tua dan tetua LR memiliki daun berwarna hijau. Persilangan antara keduanya menghasilkan F1 hijau. Segregasi pada populasi F2 TS x LR memperlihatkan nisbah 15 hijau dan 1 hijau tua. Bentuk daun dibedakan atas tiga bentuk, yaitu lanset, oval, dan hati. Tetua TS memiliki daun berbentuk oval, sedangkan tetua LR memiliki daun berbentuk lanset. Persilangan antara keduanya menghasilkan F1 berbentuk oval. Segregasi F2 TS x LR memperlihatkan nisbah 9 oval dan 7 lanset. Tipe tumbuh dibedakan atas tipe tumbuh menyebar (prostrat), intermediet, dan tegak. Tetua TS memilki tipe tumbuh menyebar, sedangkan tetua LR memiliki tipe tumbuh intermediet. Persilangan antara keduanya menghasilkan F1 dengan tipe tumbuh menyebar, dan segregasi pada populasi F2 TS x LR menunjukkan nisbah 13 menyebar dan 3 intermediet. Karakter Agronomis Tinggi Tanaman dan Diameter Batang Tinggi tanaman pada umur 30 hst menunjukkan bahwa interval pada populasi F2 TS x LR lebih lebar dibandingkan dari kedua tetuanya (TS dan LR) (Gambar 1a). Pada populasi F2 TS x LR, keragaman yang lebar juga terjadi pada tinggi tanaman saat panen, diameter batang dan tinggi batang utama saat panen (Gambar 1b,1c, dan 1d). Umur tanaman mulai berbunga dan Umur tanaman saat panen Pengamatan umur tanaman mulai berbunga dan umur mulai panen menunjukkan interval yang lebar baik pada tetua, F1, maupun F2 Ts x LR. Hal ini menunjukkan bahwa masing-masing memiliki umur berbunga dan umur tanaman saat panen yang beragam (Gambar 2).

12 4 Tabel 1 Penampilan karakter morfologis tanaman tetua (TS dan LR), F1resiprok, dan F2 TS x LR No Sifat Kualitatif Tetua (P) F1 F2 TSxLR TS LR TSxLR LRxTS (dalam nisbah) 1 Warna batang utama - hijau bergaris ungu 100% 100% 100% 100% 15 - hijau Warna buku - ungu tua 100% 100% 100% 100% 9 - ungu Hijau Posisi bunga - menggantung 0 100% intermediet 100% 0 100% 100% 3 4 Warna daun - hijau tua 100% hijau 0 100% 100% 100% 15 5 Bentuk daun - oval 100% 0 100% 100% 9 - lanset 0 100% Hati Tipe tumbuh - prostrat (menyebar) 100% 0 100% 100% 13 - intermediet 0 100% Tegak Tinggi tanaman 30 hst (cm) tinggi tanaman saat panen (cm) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (a) F1 LRxTSF1 TSxLRF2 TSxLR LR TS (b) 9 40 diameter batang (mm) tinggi batang utama (cm) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (c) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (d) Gambar 1 Penampilan sebaran karakter tinggi tanaman dan diameter batang tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR. Tinggi 30 hst (a), tinggi tanaman saat panen (b), diameter batang (c), dan tinggi batang utama saat penen (d). Bar menunjukkan interval nilai; kotak memuat 50% data yang mempunyai batas presentil 25 dan 75; garis tebal dalam kotak menunjukkan median data.

13 5 umur mulai berbunga (hst) umur panen (hst) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (a) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (b) Gambar 2 Penampilan sebaran karakter umur tanaman mulai berbunga (a) dan umur tanaman saat penen (b) tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR. Bar menunjukkan interval nilai; kotak memuat 50% data yang mempunyai batas presentil 25 dan 75; garis tebal dalam kotak menunjukkan median data. Produksi buah Pada saat panen, banyak buah yang tidak berhasil dipanen karena mengalami kebusukan sebelum buah matang. Kebusukan buah tertinggi terjadi pada tanaman F1 LR x TS yaitu 49,1%. Diikuti tanaman F2 TS x LR dengan kebusukan sebesar 45,3%. Selanjutnya F1 TS x LR, tetua TS, dan tetua LR yang besar kebusukannya berturut-turut adalah 42,0%, 37,0%, dan 18,4%. Untuk karakter komponen produksi buah yaitu jumlah buah per tanaman, panjang buah, diameter buah, bobot per buah, dan jumlah biji per buah pada populasi F2 TS x LR menunjukkan segregasi. Hal ini terlihat dari interval yang lebih lebar dari kedua tetuanya seperti yang terlihat pada Gambar jumlah buah pertanaman panjang buah (cm) diameter buah (mm) F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (a) 3 F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (b) 4 F1 LRxTSF1 TSxLRF2 TSxLR LR TS (c) 125 bobot per buah (g) jumlah biji per buah F1 LRxTSF1 TSxLRF2 TSxLR LR TS F1 LRxTS F1 TSxLR F2 TSxLR LR TS (d) (e) Gambar 3 Penampilan sebaran karakter buah tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR. Jumlah buah per tanaman (a), panjang buah (b), diameter buah (c), bobot per buah (d), dan jumlah biji per buah (e). Bar menunjukkan interval nilai; kotak memuat 50% data yang mempunyai batas presentil 25 dan 75; garis tebal dalam kotak menunjukkan median data.

14 6 Heritabilitas Nilai heritabilitas beberapa karakter agronomis disajikan pada Tabel 2. Karakter tinggi pada 30 hst, tinggi tanaman saat panen, tinggi batang utama saat panen, jumlah buah per tanaman, diameter buah, dan bobot per buah memiliki nilai heritabilitas yang tinggi karena lebih dari 50%. Jumlah buah per tanaman dan jumlah biji per buah memiliki nilai heritabilitas sedang yaitu 48,65% dan 38,27%. Sedangkan umur tanaman mulai berbunga, umur tanaman saat panen, dan diameter batang memiliki nilai heritabilitas yang rendah yaitu di bawah 20%. Tanaman F2 TS x LR memiliki variabilitas yang besar sehingga memungkinkan untuk dilakukan seleksi, terutama untuk karakter yang terkait dengan komponen produksi buah yaitu diameter buah, bobot per buah, dan jumlah buah per tanaman. Dengan intensitas seleksi sebesar 10%, berhasil diseleksi 10 individu terbaik berdasarkan ketiga karakter tersebut dari populasi F2 TS x LR berjumlah 99 individu yang ditampilkan pada Tabel 3. PEMBAHASAN Karakter Morfologis Warna batang utama dan warna daun masing-masing memiliki nisbah 15:1 yang menunjukkan bahwa kedua karakter tersebut setidaknya dikendalikan oleh dua gen dengan efek dominan rangkap. Pada karakter warna batang utama, satu atau dua gen dominan memunculkan warna hijau bergaris ungu. Warna hijau muncul bila tidak ada gen dominan dalam tanaman tersebut. Demikian juga dengan karakter warna daun. Warna hijau muncul karena adanya satu atau dua gen dominan, bila tidak ada gen dominan pada tanaman tersebut, daunnya berwarna hijau. Hasil ini berbeda dari hasil yang diperoleh oleh Muto ah (1992) yang menyilangkan antara cabai besar (C. annuum) dan cabai rawit (C. frutescens), walaupun karakter warna batang utama dan warna daun dikendalikan oleh dua gen tetapi warna batang hijau bergaris ungu dikendalikan oleh dua gen dominan dan warna hijau pada daun dikendalikan oleh dua gen dominan. Tabel 2 Nilai heritabilitas beberapa karakter agronomis tanaman F2 TS x LR Karakter agronomis Varian TS Varian LR Varian F2 Heritabilitas (%) Tinggi tanaman 30 HST 5,52 16,08 38,90 75,8 Umur tanaman mulai berbunga 12,23 9,55 11,22 3,7 Umur tanaman saat panen 76,86 147,37 88,93 * Tinggi tanaman saat panen 11,55 114,21 190,48 80,9 Tinggi batang utama saat panen 1,47 9,94 30,45 87,5 Diameter batang 0,02 0,01 0,01 * Jumlah buah per tanaman 66,26 34,92 291,48 83,5 Panjang buah 2,17 2,40 4,44 48,7 Diameter buah 0,01 0,004 0,03 84,2 Bobot per buah 0,91 0,24 2,73 82,9 Jumlah biji per buah 483,55 394,38 707,46 38,3 *Nilai perhitungan negatif karena varian salah satu atau kedua tetua lebih besar daripada varian F2. Tabel 3 Hasil seleksi 10 individu terbaik dari 99 tanaman F2 TS x LR Karakter Individu Indeks seleksi Jumlah buah per Diameter batang (mm) Bobot per buah (g) tanaman 59 1,18 7, , ,12 7, ,58 2 0,96 6, , ,99 7, , ,22 7, , ,99 6, , ,97 6, , ,92 6, , ,00 6, , ,05 7, ,85

15 7 Warna hijau tua dikendalikan oleh alel dominan yang satu dan tidak ada gen dominan yang lain, dan warna hijau keunguan dikendalikan oleh salah satu gen dominan. untuk warna batang utama nisbah populasi F2nya adalah 9 hijau bergaris ungu : 7 hijau, sedang untuk warna daun diperoleh 9 hijau : 4 hijau tua : 3 hijau keunguan. Warna buku dan bentuk daun memiliki nisbah F2 9:7, yang menunjukkan bahwa karakter tersebut dikendalikan oleh setidaknya dua gen dengan efek resesif rangkap. Warna buku ungu tua diperkirakan karena adanya dua gen yang muncul secara bersamaan dalam genotipe, sedangkan warna ungu muncul karena tidak ada gen dominan atau hanya terdapat satu gen dominan. Muto ah (1992) tidak memisahkan warna buku antara ungu muda dan ungu. Dari persilangan antara tanaman berwarna buku ungu dengan tanaman berwarna buku hijau diperoleh F2 100% tanaman berbuku ungu. Munculnya bentuk daun oval pada F2 diduga karena adanya dua gen dominan yang muncul secara bersamaan dalam genotipe, sedangkan jika hanya ada satu gen dominan atau tidak ada gen dominan sama sekali akan memunculkan bentuk daun lanset. Posisi bunga dan tipe tumbuh mamiliki nisbah F2 13:3. Nisbah ini menunjukkan bahewa karakter tersebut dikendalikan oleh dua gen dengan efek epistasi dominan resesif. Gen dominan dari salah satu alel berfungsi menampilkan karakter tertentu dan gen dominan dari alel yang lain bertindak sebagai inhibitor munculnya karakter tersebut. Dari persilangan antara cabai besar dan cabai rawit yang dilakukan oleh Muto ah (1992) menyimpulkan bahwa karakter bunga dikendalikan oleh satu gen saja dan diperoleh nisbah 1 menggantung dan 3 tidak menggantung (intermediet dan tegak). Karakter Agronomis Populasi F2 TS x LR menunjukkan terjadinya segregasi untuk semua karakter agronomis yang diamati. Karakter agronomis yang diamati memperlihatkan variabilitas yang tidak bisa dikelompokkan ke dalam kelas-kelas fenotipe seperti halnya yang terjadi pada karakter morfologis. Hal ini menunjukkan bahwa karakter-karakter tersebut termasuk karakter kuantitatif yang dikendalikan oleh banyak gen (polygen) yang masing-masing saling berkontribusi dan saling bekerja sama untuk memunculkan suatu sifat tertentu (Elrod & Stansfield 2007). Hal tersebut berbeda dengan hasil yang diperoleh Hilmayanti et al. (2006) yang menyatakan bahwa karakter umur tanaman mulai berbunga pada populasi F2 dari persilangan cabai merah memperlihatkan data yang mengelompok menjadi dua bagian. Setelah diuji khi-kuadrat, ternyata menunjukkan nisbah 9:7 yang berarti dikendalikan oleh dua gen yang bersifat duplikat resesif epistasis. Rata-rata jumlah buah tanaman F2 cenderung lebih banyak mengikuti tetua LR. Namun buah yang banyak tersebut banyak yang busuk sebelum buah matang. Banyaknya buah yang busuk ini cenderung mengikuti tetua TS, bahkan rata-ratanya melampaui persentase kebusukan pada tetua TS. Sebaliknya tetua LR cenderung kecil persentase kebusukannya. Kebalikan dari karakter jumlah buah per tanaman, karakter bobot buah, diameter buah dan jumlah biji per buah cenderung tinggi mengikuti tetua TS. Sedangkan untuk panjang buah, dari tetua, F1, maupun F2 tidak memperlihatkan perbedaan yang nyata. Karakter tinggi tanaman 30 hst, tinggi tanaman saat panen, dan tinggi batang utama saat panen pada tanaman F2 memiliki variabilitas yang lebih besar daripada kedua tetuanya. Nilai heritabilitas karakter tinggi tanaman 30 hst, tinggi tanaman saat panen, dan tinggi batang utama saat panen juga tergolong besar yaitu 75,8 % untuk tinggi tanaman 30 hst, 80,9 % untuk tinggi tanaman saat panen, dan 87,5 % untuk tinggi batang utama saat panen. Karakter umur mulai berbunga, umur tanaman saat panen dan diameter batang, tanaman F2 memiliki variabilitas yang lebih kecil dari salah satu tetuanya, yang berakibat pada sangat rendahnya nilai heritabilitas bahkan ada yang bernilai negatif. Menurut Poespodarsono (1988) apabila suatu karakter memiliki variabilitas genetik yang luas dalam suatu populasi, maka seleksi akan dapat dilaksanakan pada populasi tersebut. Sebaliknya jika variabilitas sempit, kegiatan seleksi akan sulit dilakukan. Selain variabilitas yang tinggi, untuk melakukan seleksi juga dibutuhkan nilai heritabilitas yang tinggi. Heritabilitas merupakan suatu tolok ukur kuantitatif untuk menentukan apakah perbedaan penampilan suatu karakter disebabkan oleh faktor genetik atau lingkungan, sehingga akan diketahui sejauh mana karakter tersebut akan diturunkan pada generasi selanjutnya (Lestari et al. 2006).

16 8 Nilai heritabilitas yang besar menunjukkan bahwa faktor genetik lebih berperan dibandingkan dengan faktor lingkungan dalam menentukan keragaman populasi (Hadiati et al. 2003). Sehingga dapat dikatakan keragaman pada karakter tinggi tanaman 30 hst, tinggi tanaman saat panen, dan tinggi batang utama saat panen pada tanaman F2 memang dipengaruhi oleh faktor genetik, sehingga karakter ini mudah untuk diturunkan pada generasi selanjutnya. Karakter umur tanaman mulai berbunga dan diameter batang cenderung dipengaruhi oleh faktor lingkungan sehingga karakter tersebut sulit diwariskan pada generasi selanjutnya. Seleksi hanya dapat dilakukan jika populasi F2 mempunyai variabilitas yang tinggi. Selain itu nilai heritabilitasnya juga tinggi. Seleksi biasanya tidak dilakukan pada satu karakter saja. Biasanya seleksi dilakukan berdasarkan pada beberapa karakter sekaligus. Akan tetapi, semakin banyak karakter yang diseleksi, semakin sedikit tekanan seleksi yang diterima masing-masing karakter. Oleh karena itu harus dibatasi dua atau tiga sifat yang paling diinginkan untuk diseleksi (Elrod & Stansfield 2007). Dari sepuluh karakter agronomis yang diamati, dipilih tiga karakter yang merupakan komponen utama produksi cabai, yaitu karakter jumlah buah per tanaman, diameter buah, dan bobot buah. Dengan intensitas seleksi 10%, sepuluh F2 TS x LR telah dipilih yang diharapkan berpotensi untuk mendapatkan tanaman yang berproduksi tinggi dan dapat memenuhi keinginan konsumen. Menurut Ameriana (2000) dari survei yang dilakukan di Kota dan Kabupaten Bandung, cabai yang diminati konsumen adalah cabai yang ukurannya agak besar (panjang cm, diameter 1-1,5 cm), agak keras, dan memliki kepedasan sedang. SIMPULAN Seluruh karakter morfologis yang diamati dari tanaman F2 TS x LR mengalami segregasi. Warna batang utama dan warna daun dikendalikan oleh dua gen dengan efek dominan rangkap, warna buku dan bentuk daun dikendalikan oleh dua gen dengan efek resesif rangkap, sedangkan Posisi bunga dan tipe tumbuh dikendalikan oleh dua gen dengan efek epistasi dominan resesif. Pada F2 karakter tinggi tanaman 30 hst, tinggi tanaman saat panen, tinggi batang utama saat panen, jumlah buah per tanaman, diameter buah, dan bobot per buah memiliki nilai heritabilitas tergolong tinggi. Panjang buah dan jumlah biji perbuah memiliki nilai heritabilitas yang tergolong sedang. Sedangkan umur tanaman mulai berbunga, umur tanaman saat panen, dan diameter batang nilai heritabilitasnya sangat rendah. Hasil seleksi pada tanaman F2 TS x LR berdasarkan karakter jumlah buah per tanaman, diameter buah, dan bobot per buah, diperoleh 10 tanaman yang memiliki indeks seleksi tinggi dari 99 tanaman pada populasi F2. SARAN Untuk keperluan pengembangan varietas hibrida disarankan menggunakan lebih banyak tanaman haploid ganda yang dihasilkan dari varietas bersari bebas karena masih bersegregasi, seperti TS dan Laris. Sedangkan untuk penyesuaian terhadap karakter-karakter yang diinginkan konsumen, perlu dilakukan penelitian pola pewarisan tingkat kepedasan, warna buah matang, dan tingkat kekerasan buah. DAFTAR PUSTAKA Ameriana M Penilaian konsumen rumah tangga terahadap kualitas cabai. J Hort 10: Bosland PW, Votara EJ Peppers: Vegetable and Spice Capsicums. New York: CABI Publishing. [BPS] Badan Pusat Statistik Luas Panen, Produksi dan Produktivitas Cabai, [terhubung berkala]. [Januari 2010]. Duriat AS, Widjaja A, Hadisoeganda W, Soetiarso TA, Prabaningrum L Teknologi Produksi Cabai Merah. Bandung: Balai Penelitian Tanaman Sayuran. Elrod S, Stansfield W Genetika Edisi Keempat. Tyas DW, penerjemah; Safitri A, editor. Jakarta: Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Genetics Fourth Edition. Hadiati S, Murdaningsih HK, Baihaki A, Rostini N Parameter genetik karakter komponen buah pada beberapa aksesi nanas. Zuriat 14(2):47-52 Herison C, Rustikawati, Sudarsono Studi potensi heterobeltiosis pada persilangan beberapa galur cabai merah (Capsicum annuum L.). Bul Agron 29:23-26.

17 9 Hilmayanti I, Dewi WW, Murdaningsih HK, Rahardja M, Rostini N, Setiamiharja R Pewarisan karakter umur berbunga dan ukuran cabai merah (Capsicum annuum L.). Zuriat 17: Lestari AD, Dewi WW, Qosim WA, Rahardja M, Rostini N, Setiamiharja R Variabilitas genetik dan heritabilitas karakter komponen hasil dan hasil lima belas genotip cabai merah. Zuriat 17: Mahmud I, Kramer H H Segregation for yield, height and maturity following a soybean cross. J Agron. 43: Muto ah Studi Morfologi dan Ketahanan Terhadap Pseudomonas solanasearum E. F. Smith pada F2 Persilangan antara Capsicum frutescens L. (CR 04) x Capsicum annuum L. (CB 12A) [skripsi]. Bogor: FMIPA, Institut Pertanian Bogor. Poespodarsono S Dasat-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. Bogor: PAU, Institut Pertanian Bogor. Rubatzky VE, Yamaguchi M Sayuran Dunia 3: Prinsip, Produksi, dan Gizi. Herison C, [penerjemah] Bandung: Penerbit ITB. Terjemahan dari: World Vegetables: Principles, Production, and Nutritive Values. Sastrosumarjo S, Yudiwanti, Aisyah SI, Sujiprihati S, Syukur M, Yunianti R. Sastrosumarjo S, [editor] Sitogenetika Tanaman. Bogor: Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB. Sujiprihati S, Yunianti R, Syukur M, Undang Pendugaan nilai heterosis dan daya gabung beberapa komponen hasil pada persilangan dialel penuh enam genotpe cabai (Capsicum annuum L.). Bul Agron 35: Supena EDJ, Suharsono S, Jacobsen E, Custers JBM Successful development of a shed-microspor culture protocol for doubled haploid production in Indonesian hot pepper (Capsicum annuum L.). Plant Cell Rep 25:1-10. Welsh JR Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Mogea JP, [penerjemah] Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Fundamental of Plant Genetic and Breeding.

18 LAMPIRAN

19 11 Lampiran 1 Tabel Uji Khi-kuadrat dari beberapa karakter pada populasi F2 Karakter Populasi F2 Jumlah Nisbah χ 2 hitung Warna batang utama 94 hijau bergaris ungu : 5 hijau 15:1 0,243* Warna buku 54 ungu tua : 45 ungu 9:7 0,117* Posisi bunga 80 menggantung : 19 tidak menggantung 13:3 0,013* Warna daun 94 hijau : 5 hijau tua 15:1 0,243* Bentuk daun 51 oval : 48 lanset 9:7 0,902* Tipe tumbuh 76 prostrat : 23 intermediet 13:3 1,306* χ 2 tabel (α = 0,05 ; db = 1) = 3,84 *pengamatan tidak berbeda nyata dengan harapan

20 12 Lampiran 2 Tabel Hasil analisis karakter agronomis pada tetua (TS dan LR), F1 resiprok, dan F2 TS x LR Analisis distribusi Tetua TS T30 UMB TT TBU DBt JBT PB DB BB JBB UP Rata-rata 24,55 30,70 46,14 17,98 0,52 14,41 8,73 1,05 5,26 88,48 92,23 Std. Deviasi 2,35 3,50 3,40 1,21 0,13 8,14 1,47 0,79 0,95 21,99 8,77 Ragam 5,52 12,23 11,55 1,47 0,02 66,26 2,17 0,01 0,91 483,55 76,86 Minimum 21,00 26,00 42,00 16,30 0,39 3,00 6,55 0,92 4,15 59,00 76,00 Maksimum 28,50 36,00 51,20 19,30 0,69 28,00 10,50 1,13 6,41 121,00 107,00 Analisis distribusi Tetua LR T30 UMB TT TBU DBt JBT PB DB BB JBB UP Rata-rata 26,33 33,88 64,80 23,84 0,54 38,75 9,47 0,41 1,92 35,42 94,17 Std. Deviasi 4,01 3,09 10,69 3,15 0,12 5,91 1,55 0,63 0,49 19,86 12,14 Ragam 16,08 9,55 114,21 9,94 0,01 34,92 2,40 0,00 0,24 394,38 147,37 Minimum 22,50 29,00 54,50 19,10 0,41 33,00 7,48 0,36 1,37 19,60 92,50 Maksimum 30,50 38,00 81,50 28,60 0,74 47,00 11,30 0,53 2,75 69,00 104,50 Analisis distribusi F1 TS x LR T30 UMB TT TBU DBt JBT PB DB BB JBB UP Rata-rata 23,27 35,93 55,53 21,68 0,52 27,19 8,90 0,62 2,73 38,28 98,14 Std. Deviasi 3,85 3,54 7,17 3,40 0,09 14,14 0,57 0,05 0,64 10,71 6,67 Ragam 14,85 12,53 51,45 11,54 0,01 200,03 0,32 0,00 0,41 114,76 44,44 Minimum 17,00 30,00 44,60 18,00 0,37 1,00 7,88 0,54 2,05 19,50 85,00 Maksimum 31,00 44,00 69,00 28,90 0,65 62,00 9,92 0,67 4,26 52,00 109,00 Analisis distribusi F1 LR x TS T30 UMB TT TBU DBt JBT PB DB BB JBB UP Rata-rata 21,26 41,28 57,16 23,90 0,49 22,71 7,73 0,56 2,07 43,60 103,28 Std. Deviasi 4,18 5,87 11,46 4,22 0,81 8,75 1,47 0,07 0,51 18,80 6,18 Ragam 17,51 34,45 131,42 17,82 0,01 76,61 2,16 0,01 0,27 353,30 38,21 Minimum 9,00 29,00 33,90 18,80 0,29 13,00 4,80 0,49 1,36 24,00 91,00 Maksimum 29,00 54,00 74,50 36,10 0,61 44,00 9,44 0,72 3,11 70,00 110,00 Analisis distribusi F2 TS x LR T30 UMB TT TBU DBt JBT PB DB BB JBB UP Rata-rata 27,76 36,98 70,18 28,75 0,63 29,68 9,05 0,76 4,23 60,30 92,16 Std. Deviasi 6,24 3,35 13,80 5,52 0,12 17,07 2,11 0,17 1,65 26,60 9,43 Ragam 38,90 11,22 190,48 30,45 0,01 291,48 4,44 0,03 2,73 707,46 88,93 Minimum 6,50 30,00 35,80 16,00 0,35 1,00 2,86 0,50 0,84 5,00 72,00 Maksimum 42,00 51,00 110,50 44,10 0,96 78,00 1,22 1,22 7,65 130,00 116,00 Keterangan: T30 : tinggi tanaman pada umur 30 hari setelah tanam UMB : umur tanaman mulai berbunga TT : tinggi tanaman saat panen TBU : tinggi batang utama saat panen DBt : diameter batang JBT : jumlah buah per tanaman PB : panjang buah DB : diameter buah BB : bobot per buah JBB : jumlah biji per buah UP : umur tanaman saat panen