PERAKITAN VARIETAS TANAMAN KACANG PANJANG TAHAN COWPEA APHID BORNE MOSAIC VIRUS (CABMV) DAN BERDAYA HASIL TINGGI

Transkripsi

1 LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING PERGURUAN TINGGI XI/1 Tahun Anggaran 2003 PERAKITAN VARIETAS TANAMAN KACANG PANJANG TAHAN COWPEA APHID BORNE MOSAIC VIRUS (CABMV) DAN BERDAYA HASIL TINGGI Oleh : Kuswanto dkk Dibiayai oleh Proyek Peningkatan Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Dengan Kontrak Nomor : 250/P4T/DPPM/PHBXI/III/2003, Tanggal 29 Maret 2003 Direktorat Pembinaan dan Pengabdian pada Masyarakat Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG November, 2003

2 LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING XI/1 PERGURUAN TINGGI TAHUN ANGGARAN 2003 A. JUDUL : PERAKITAN VARIETAS TANAMAN KACANG PANJANG TAHAN COWPEA APHID BORNE MOSAIC VIRUS (CABMV) DAN BERDAYA HASIL TINGGI B. Ketua Peneliti : a. Nama Lengkap dan gelar : Dr. Ir. Kuswanto, MS b. Jenis kelamin : Laki-laki c. Pangkat/Golongan/NIP : Penata Tk.I/III.D/ d. Bidang Keahlian : Pemuliaan Tanaman e. Fakultas/Jurusan : Pertanian/Budidaya Pertanian f. Perguruan Tinggi : Universitas Brawijaya C. Tim Peneliti No Nama Bidang Keahlian Fakultas/ Jurusan/Lab PT/ Instansi 1. Dr.Ir. Astanto Kasno, APU Pemuliaan Pemuliaan Balitkabi 2. Dr.Ir. Lita Soetopo Ketahanan Pertanian/BP Unibraw 3. Prof.Dr.Ir. Tutung Hadiastono, MS Virologi Pertanian/HPT Unibraw D. Pendanaan dan Jangka Waktu Penelitian Jangka waktu Penelitian yang diusulkan : 3 tahun Biaya total yang diusulkan : Rp ,- Biaya yang disetujui tahun 2003 : Rp ,- Mengetahui : Dekan Fakultas Pertanian Ttd Malang, 18 November 2003 Ketua Peneliti, ttd Prof. Dr. Ir. Syekhfani, MS Dr. Ir. Kuswanto, MS NIP NIP Menyetujui : Ketua Lembaga Penelitian Prof. Dr. Ir. Luqman Hakim, MS NIP

3 PERAKITAN VARIETAS TANAMAN KACANG PANJANG TAHAN COWPEA APHID BORNE MOSAIC VIRUS (CABMV) DAN BERDAYA HASIL TINGGI (Kuswanto, Astanto Kasno, Lita Soetopo, Tutung Hadiastono, 2003) RINGKASAN Penelitian perakitan varietas kacang panjang bertujuan mendapatkan varietas unggul tahan penyakit mosaik dan berdaya hasil tinggi, yang segera dapat disebarkan ke masyarakat, dalam usaha mencukupi kebutuhan protein nabati dan serat alami yang murah dan sehat. Dengan varietas tahan, kehilangan hasil dan biaya produksi dapat ditekan dan dampak terhadap lingkungan menjadi lebih kecil. Produktivitas polong yang mampu dicapai petani masih tergolong rendah (4,8 t/ha) sedang potensinya dapat mencapai 17,4 t/ha. Penyebab utama rendahnya produksi adalah penyakit mosaik yang disebabkan oleh cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV). CABMV dapat menurunkan hasil sampai rata-rata 44%. Penelitian dilaksanakan di Screen House dan Kebun Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, mulai November 2002 sampai Oktober Bahan penelitian adalah 4 populasi segregasi hasil persilangan 2 galur tahan CABMV (MLG dan MLG 15167) dengan 2 galur berpotensi produksi tinggi (HS dan PS). Dalam perakitan varietas diperlukan informasi tentang tingkat keragaman genetik ketahanan dan daya hasil dari setiap pasangan persilangan. Keragaman genetik diduga melalui analisis heritabilitas arti sempit populasi segregasi hasil persilangan antar 2 pasang tetua tersebut, berdasarkan struktur kekerabatan Berdasarkan hasil penelitian tahun pertama, terbuka peluang untuk segera dilakukan perbaikan varietas lebih lanjut. Semua populasi hasil persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG 15167, PS/MLG dan PS/MLG berpeluang untuk dilakukan perbaikan sifat ketahanan. Pasangan persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG dan PS/MLG berpeluang dilakukan perbaikan ketahanan sifat ketahanan melalui metode silang balik. Pasangan persilangan PS/MLG dapat dilakukan perbaikan sifat ketahanan melalui metode bulk yang dimodifikasi. Pada kondisi tanaman terinfeksi CABMV, populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG dan PS/MLG mempunyai heritabilitas tinggi pada umur berbunga, hasil persilangan PS/MLG mempunyai heritabilitas tinggi pada jumlah dan panjang polong, dan hasil persilangan PS/MLG15167 mempunyai heritabilitas tinggi pada jumlah dan bobot polong, sehingga masingmasing berpeluang dilakukan perbaikan sifat tersebut. Penelitian tahun kedua telah mulai dikerjakan, yaitu pembentukan populasi BC1 dan BC2. Ketahanan populasi BC1 dari semua pasangan persilangan telah diketahui menunjukkan peningkatan. Terdapat perbedaan ketahanan antara tanaman BC1 yang disilangkan dengan seluruh populasi. Universitas Brawijaya, Kontrak Nomor : 250/P4T/DPPM/PHBXI/III/2003, 3

4 BREEDING THE YARDLONG BEAN VARIETY FOR RESISTANT ON COWPEA APHID BORNE MOSAIC VIRUS (CABMV) AND HIGH POTENTIAL YIELD (Kuswanto, Astanto Kasno, Lita Soetopo, Tutung Hadiastono, 2003) SUMMARY The final goal of this research was the prime variety of yardlong bean with resistance on cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV). The resistant varieties had high yield was needed at this time, as source of natural protein and fibre. Loss yield could be decreased, so fresh pod yield will be increased. Yardlong bean is valuable crop but its productivity was relatively low, i.e. 4,8 t/ha, so lower than its potential yield, 17,4 t/ha. Mosaic disease cause CABMV was main one in yardlong bean, inflicted a loss upon fresh pod in 44% in fact even fail to harvest. The experiment was conducted at screen house and experimental field of Agriculture Faculty of Brawijaya University, in November 2002-Oktober The matters were 4 segregation populations from 2 resistant lines (MLG and MLG 15167) crossed 2 high yield varieties (HS an PS), respectively. On all of segregation population, needed genetic variance of resistance and yield potetial characters. Genetic variance estimated with narrow sense heritability analysis from relative structure method. In the first year, got predictable informations to breed these matters in next year. All crossing couples, i.e. HS/MLG 15151, HS/MLG 15167, PS/MLG and PS/MLG 15167, could be breeded become CABMV resistant varieties with high potential yield. Back cross method could be aplied on HS/MLG 15151, HS/MLG dan PS/MLG So, do PS/MLG breeded to be prime variety but base on bulk method with modifications. The infected plants from HS/MLG and PS/MLG had high narrow sense heritability on flowering age, so it from PS/MLG on pod number and length, so it from PS/MLG15167 on pod number and fresh weight. It mean, these matters have an opportunity to be breeded. F1 population had backcrossed with their recipient parent, HS and PS, to produce BC1 and BC2 populations. BC1 had better resistance than previous one. Selected BC1s and their full populations had different resistance on CABMV. (Brawijaya University, Contract Number : 250/P4T/DPPM/PHBXI/III/2003) 4

5 PRAKATA Segala puji dan syukur ke hadirat Allah swt atas segala nikmat yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan semua tahap penelitian dan penulisan laporan ini. Penelitian dilakukan sejak November 2002 sampai Oktober 2003 di Universitas Brawijaya Malang, dibiayai oleh Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional melalui Penelitian Hibah Bersaing tahun anggaran Sehubungan dengan telah selesainya penulisan laporan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Direktur Jendral Pendidikan Tinggi Depdiknas, sebagai pemberi dana. 2. Balai Penelitian Kacang-Kacangan dan Umbi-umbian yang telah memberikan bahan penelitian. 3. Ketua Lembaga Penelitian Universitas Brawijaya beserta staf 4. Dekan Fakultas Pertanian beserta staf 5. Ketua Jurusan Budidaya Pertanian, Ketua Laboratorium Pemuliaan tanaman dan Ketua laboratorium Virologi beserta staf 6. Dr. Ir. Nur Basuki atas saran-saran yang diberikan Penulis menyadari bahwa laporan ini mungkin masih ada kekurangannya, sehingga semua saran akan jadi pertimbangan yang berharga. Semoga laporan ini bermanfaat. Malang, 19 November 2003 Penulis 5

6 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL 7 DAFTAR LAMPIRAN 8 I. PENDAHULUAN 9 II. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN I Tujuan Manfaat 12 III. TINJAUAN PUSTAKA Cowpea Aphid Borne Mosaic Virus Kerugian yang Ditimbulkan Pengendalian 13 IV. METODE PENELITIAN Percobaan Percobaan 2 32 V. HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan Percobaan Ketahanan terhadap CABMV Umur berbunga Potensi hasil Hasil awal penelitian tahun kedua 34 VI. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 37 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Hal 6

7 DAFTAR TABEL Nomor 3.1. Hasil dan komponen hasil kacang panjang pada kondisi terserang hama dan penyakit (aphid dan CABMV) dan kontrol 3.2. Rata-rata tinggi tanaman, umur berbunga serta hasil dan sifat polong kacang panjang pada berbagai umur inokulasi CABMV 3.3. Pengurangan hasil tiga varietas kacang tunggak yang terinfeksi CABMV. Rumah kaca Balitan Malang MH 1990/ Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan PS/MLG Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan PS/MLG Hal Nilai heritabilitas arti sempit umur berbunga Nilai heritabilitas arti sempit jumlah polong Nilai heritabilitas arti sempit bobot segar polong Nilai heritabilitas arti sempit panjang polong Rata-rata skala serangan dan umur berbunga populasi BC Hasil uji beda ketahanan dan umur berbunga antara seluruh anggota populasi BC 1 dengan yang terpilih untuk disilangkan Hasil uji beda antar populasi BC

8 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Hal 1. Metode persilangan 42 2 Deskripsi varietas/ Galur 43 3 Foto-foto pelaksanaan penelitian 46 8

9 I. PENDAHULUAN Kacang panjang merupakan salah satu sumber protein nabati (19,3%), serat alami (17,7%) dan karbohidrat (60,66%) (Riana, 2000) yang murah dan biasa dikonsumsi oleh berbagai lapisan masyarakat Indonesia serta merupakan bahan alami yang dapat membantu menyembuhkan penyakit diabetis mellitus (Heinerman, 1996). Produktivitas polong segar kacang panjang atau Vigna sesquipedalis (L). Fruwirth (Nenno, 2000) yang mampu dicapai petani di Indonesia masih tergolong rendah (4,8 t/ha) (Departemen Pertanian, 2002) di Thailand (7,2 t/ha) dan Australia (30 t/ha) (Gallacher 1999). Sementara potensi hasil polong di tingkat penelitian dapat mencapai rata-rata 17,4 t/ha (Kasno dkk, 2000), Kebutuhan gizi ideal penduduk, memerlukan konsumsi sayuran sekitar 100 g/kapita/hari atau t/tahun. Apabila kontribusi kacang panjang dalam komposisi sayuran mencapai 10%, maka diperlukan sekitar t/tahun polong segar. Produksi kacang panjang tahun 2000 baru mencapai t polong segar (Departemen Pertanian, 2002), atau sekitar 41% dari total kebutuhan penduduk, sehingga produksi kacang panjang belum dapat memenuhi kebutuhan gizi ideal penduduk Indonesia. Peningkatan produktivitas kacang panjang dihadapkan pada masalah hama dan penyakit. Penyakit penting yang sering menurunkan produksi adalah mosaik yang disebabkan oleh cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV). Virus mosaik dan hama aphid merupakan penyakit dan hama utama pada kacang panjang dan dapat menurunkan produksi sampai 60% (Mudjiono, Trustinah dan Kasno, 1999) dimana sekitar 44% diantaranya disebabkan oleh 9

10 CABMV. Apabila kerugian 44% akibat CABMV dapat diatasi, produksi kacang panjang di Indonesia diperkirakan dapat mencapai 85% dari total kebutuhan. Di tingkat petani, aplikasi pestisida 3-10 hari sekali hanya dapat mengendalikan hama kutu kacang, Aphis craccivora Koch, dan dapat mencegah kehilangan produksi sekitar 15,87% (Prabaningrum, 1996). Cara pengendalian ini dinilai kurang sehat apabila dikaitkan dengan dampak terhadap lingkungan, peningkatan resistensi patogen dan keengganan konsumen. Pengendalian terhadap potyvirus seperti CABMV dengan menggunakan varietas tahan dinilai paling efisien (Saleh dkk., 1993). Dengan varietas tahan, kehilangan hasil dan biaya pestisida dapat ditekan, aman terhadap lingkungan dan dapat mencegah residu pestisida pada manusia. Hasil penelitian Fery and Singh (1997) juga menunjukkan bahwa penggunaan ketahanan tanaman merupakan metode yang paling baik dalam pengendalian penyakit virus pada kacang tunggak. Upaya perakitan varietas tahan telah diawali dengan identifikasi genotipa sejak tahun MK 1996 terhadap 200 galur/varietas kacang panjang. Dari penelitian tersebut didapatkan 9 genotipa bereaksi tahan, 19 genotip bereaksi agak tahan, 4 genotipa agak rentan dan sisanya bersifat rentan. Genotipa-genotipa tahan ini merupakan sumber gen ketahanan dalam perakitan varietas unggul yang tahan terhadap CABMV (Balitkabi, 1998). Galur-galur tersebut telah mulai dimanfaatkan untuk kegiatan pemuliaan ketahanan (Kuswanto dkk, 2000; Kuswanto dkk, 2001). Galur yang terpilih sebagai calon tetua sumber gen ketahanan adalah MLG dan MLG (Kuswanto, 2002; Handayani, 2002). Dari hasil persilangan 2 galur tersebut dengan Hijau Super dan Putih Super, telah telah diperoleh informasi tentang 10

11 dinamika dan fase ekspresif sifat ketahanannya (Kuswanto dkk, 2002a), pengaruh tetua betina (maternal effect) sifat ketahanan (Kuswanto dkk, 2002c), serta jumlah dan model aksi gen ketahanan (Kuswanto dkk, 2002b). Dari hasil penelitian tersebut masih diperlukan informasi heritabilitas (daya waris) sifat ketahanan, terutama heritabilitas arti sempit berdasarkan struktur kekerabatan. Heritabilitas berdasarkan struktur kekerabatan merupakan bentuk hubungan langsung antara tetua dengan keturunannya. Tingkat ketahanan dari tetua bertindak sebagai variabel bebas yang akan mempengaruhi tingkat ketahanan dari keturunan. Ketahanan tanaman keturunan merupakan akibat dari sifat-sifat tetua, sehingga heritabilitas dapat diketahui dari koefisien regresinya. Dari beberapa informasi yang telah diperoleh, terbuka peluang dilakukan perakitan varietas tanaman kacang panjang untuk ketahanan terhadap CABMV. Dari penelitian ini diharapkan akan diperoleh varietas kacang pajang tahan penyakit mosaik dalam waktu 2 tahun ke depan. Semua kegiatan penelitian dilaksanakan di Universitas Brawijaya Malang. 11

12 II. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN I 2.1. Tujuan Penelitian tahun pertama bertujuan untuk mengetahui daya waris genetik sifat ketahanan terhadap CABMV dari populasi F2 kacang panjang, hasil segregasi pasangan persilangan antara galur-galur tahan CABMV, dengan genotipa yang berpotensi produksi tinggi. Galur-galur yang dipelajari merupakan hasil yang diperoleh dari penelitian sebelumnya Manfaat Hasil penelitian tahun I merupakan informasi tentang daya waris genetik sifat ketahanan kacang terhadap CABMV. Informasi ini diperlukan dalam penentuan metode pemuliaan yang efektif. 12

13 III. TINJAUAN PUSTAKA 3.1. Cowpea Aphid Borne Mosaic Virus Penyakit mosaik yang disebabkan oleh cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV) merupakan penyakit utama pada kacang panjang. Hasil pengujian beberapa galur kacang panjang terhadap kompleks hama dan penyakit (Moedjiono, Trustinah dan A. Kasno, 1999) menunjukkan bahwa CABMV dan hama aphid merupakan penyakit dan hama utama yang menyerang kacang panjang. CABMV dilaporkan pertama kali oleh Lovisolo dan Conti tahun Nama lain CABMV adalah Moroccan cowpea aphid-borne mosaic virus atau South African passiflora virus. Virus ini merupakan penyebab penyakit mosaik yang telah tersebar di Afrika (Kenya, Uganda dan Nigeria, Maroko), Eropa (Italia dan Rumania) dan Asia (India, Iran, Jepang dan Cina). Serangan virus tersebut juga ditemukan di USA (Florida) dan daerah kawasan Pasifik Barat Daya (Bock and Conti, 1974; Brunt, 1994a; Brunt, 1994b), sehingga secara ekonomi, CABMV merupakan patogen yang sangat penting (Huguenot et al., 1997). Hasil survey Iwaki pada tahun 1975 di Indonesia menunjukkan bahwa CABMV juga telah ditemukan di Tegal, Bogor, Muneng, Mojosari dan Lumajang (Saleh dan Baliadi, 1998). CABMV penyebab penyakit mosaik termasuk kedalam potyvirus yang ditularkan secara non persisten oleh beberapa jenis aphid. Beberapa aphid yang bertindak sebagai vektor adalah Myzus persicae, Aphis craccivora, A.fabae, A.gossypii, A.medicaginis dan Macrosiphum euphorbiae (Bock and 13

14 Conti, 1974; Atiri and Thottappilly, 1984; Brunt, 1994a). CABMV tersebar ke berbagai tempat di dunia juga melalui penularan antar benih dan tanaman terinfeksi (Ndiaye et al., 1993). Virus ini dapat ditularkan secara mekanis melalui cairan perasan daun tanaman sakit (Atiri and Thottappilly, 1984; Hampton et al., 1997). Pada tanaman kacang panjang tingkat keparahan penyakit tergantung pada kultivar inang dan strain virus. Daun tanaman yang sakit terdapat gejala mosaik dengan warna hijau dan kuning berselang-seling yang sangat jelas. Terdapat warna hijau gelap di antara tulang daun (dark green vein-banding) atau klorosis interveinal (urat daun), distorsi daun, melepuh dan tanaman menjadi kerdil. Polong dan daun menjadi tidak berkembang, ukuran biji berkurang sehingga produksi secara keseluruhan menurun (Bock and Conti, 1974; Sulyo, 1984; Brunt, 1994a; Moedjiono dkk., 1999). Infeksi CABMV pada berbagai tingkat umur menghambat pertumbuhan generatif tanaman (Nurhayati, 1989). Infeksi pada awal pertumbuhan menyebabkan penurunan jumlah polong dan biji/tanaman masing-masing sebesar 91,39% dan 91,82 % (Sulyo, 1984) Kerugian yang Ditimbulkan Moedjiono dkk (1999) melakukan penelitian tentang pengujian toleransi beberapa genotipa kacang panjang terhadap komplek hama penyakit. Pengamatan tersebut dilaksanakan pada bulan Januari-April 1998 di Malang. Pada penelitian tersebut, hama dan penyakit yang diamati adalah aphid dan CABMV yang mulai menyerang tanaman pada umur 3 minggu. Penampakan visual tanaman kacang panjang yang diserang oleh CABMV adalah 14

15 pertumbuhan yang tidak normal. Pengamatan terhadap hasil dan komponen hasil kacang panjang yang terserang CABMV dan hama aphid terlihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Hasil dan komponen hasil kacang panjang pada kondisi terserang hama dan penyakit (aphid dan CABMV) dan kontrol (Moedjiono dkk, 1999) No. Sifat yang Diamati Kondisi Dilindungi Rata-rata terserang Insektisida 1 Umur berbunga (hst) ,5 2 Umur masak (hst) Panjang polong (cm) ,5 4 Jumlah polong/tanaman Persentase polong rusak 6 5 5,5 6 Berat 100 biji (g) 16,3 17,6 16,9 7 Jumlah biji/polong ,5 8 Hasil polong segar (t/ha) 2,1 7,1 4,6 9 Ragam genetik 1,83 4,41 10 Heritabilitas (%) Harapan kemajuan seleksi 10% 2,11 3,34 Penelitian lain (Nurhayati, 1989) menguji kerentanan berbagai umur kacang panjang terhadap CABMV. Inokulasi CABMV dilakukan pada umur 7, 14, 21, 28 dan 35 hari. Dari penelitian tersebut diketahui bahwa infeksi CABMV pada berbagai tingkat umur ternyata tidak menghambat pertumbuhan vegetatif, tetapi menghambat pertumbuhan generatif tanaman. Makin muda tanaman terinfeksi, makin lama umur mulai berbunganya (Tabel 3.2). Tabel 3.2. Rata-rata tinggi tanaman, umur berbunga serta hasil dan sifat polong kacang panjang pada berbagai umur inokulasi CABMV (Nurhayati, 1989) Umur inoku Tinggi tana Umur berbu Hasil dan Sifat Polong 1) lasi (hst) man (m) 2) nga (hst) Jumlah Jumlah biji/ Panjang po Bobot segar polong polong long (cm) polong (g) 7 3,04 42,2 a 3,0 a 9,57 26,03 8,24 3) 14 2,86 37,2 c 3,8 ab 9,10 27,32 8, ,09 36,2 c 3,4 a 10,73 29,53 9, ,05 38,0 bc 4,0 ab 8,23 24,30 7, ,67 39,8 b 4,6 b 10,40 28,89 10,29 Kontrol 3,33 36,4 c 4,6 b 10,83 28,09 10,63 15

16 Pada tanaman kacang tunggak (Vigna unguiculata L.) serangan CABMV menyebabkan pengurangan tinggi tanaman 0,8-41,9 %, berat brangkaan (11,4-39,5%), jumlah polong 8,7-26%, berat biji/tanaman dan berat 100 biji 3,3-22,6 % dan jumlah biji/tanaman (7-20,6%). Apabila tanaman terinfeksi pada umur lebih muda, penurunan hasil menjadi lebih besar. Tabel 3.3. menunjukkan pengurangan hasil tiga varietas kacang tunggak yang terinfeksi CABMV (Saleh dkk., 1993). Tabel 3.3. Pengurangan hasil tiga varietas kacang tunggak yang terinfeksi CABMV. Rumah kaca Ballitan Malang MH 1990/1991 (Saleh dkk., 1993) Perlakuan Pengurangan (%) Jumlah polong/tan Jumlah biji/tanaman Berat biji/tanaman Berat 100 biji Varietas Harapan 26,04 20,65 39,46 22,56 No ,73 7,13 32,30 17,52 IT 82E-16 19,77 9,73 28,99 11,43 Saat Inokulasi 10 hst 38,27 15,88 51,72 28,91 20 hst 24,19 14,59 41,95 22,68 30 hst 17,49 12,56 29,20 13,73 40 hst 8,76 6,97 11,44 3, Pengendalian Aspek patologi pada tanaman sayuran bukan hanya terjadi pada masa pertumbuhan. Sejak benih sampai pasca panen umumnya rawan oleh serangan patogen. Pengalaman menunjukkan bahwa sampai saat ini hampir tidak mungkin meninggalkan pestisida dalam penanggulangan penyakit tanaman. Penggunaan pestisida sering berlanjut sampai saat sayuran diangkut atau dipasarkan untuk pengendalian penyakit pasca panen. Pengendalian penyakit tanaman sering bersifat pencegahan sehingga ada atau tidak ada penyakit, pestisida tetap digunakan dan sangat beralasan apabila residunya meningkat. Pada musim penghujan, dimana penggunaan pestisida lebih 16

17 banyak dan jenisnya bermacam-macam, dapat menimbulkan pencemaran baik pada produk maupun lingkungan (Duriat, 1999). Untuk penyakit yang infeksinya melalui vektor hama, pengendalian menjadi lebih kompleks. Patogen penyebab penyakit tersebut bukan hanya berperan dan merugikan pada pertanaman dan hasil panen, namun juga dapat tetap tinggal pada benih calon tanaman (Semangun, 1989). Strategi pengendalian penyakit tanaman dapat dilakukan dengan menurunkan laju infeksi penyakit. Penurunan tersebut antara lain dengan penggunaan varietas tahan penyakit dan protektan (Triharso, 1996). Ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit merupakan kemampuan tanaman untuk mengurangi kerusakan secara umum yang diakibatkan oleh serangan hama atau penyakit (Sumarno, 1992). Secara alamiah kacang panjang mempunyai ketahanan tertentu terhadap penyakit, yaitu ketahanan yang dikendalikan oleh gen. Perkembangan gen ketahanan terjadi sebagai hasil evolusi tanaman inang dan patogen yang telah berlangsung lama dan dapat terbentuk banyak tanaman dengan tingkat ketahanan yang beragam. Pada tanaman yang telah mengalami penggaluran, keragaman tersebut semakin tinggi sehingga dapat diseleksi untuk mendapatkan genotipa yang tahan (Triharso, 1996). Dari genotip tahan dapat dipelajari dan dievaluasi sebagai informasi awal dalam kegiatan perbaikan ketahanan tanaman. Seleksi yang dilaksanakan oleh Balitkabi (1998) telah dapat menghasilkan beberapa genotipa kacang panjang dengan reaksi ketahanan terhadap CABMV yang berbeda, yaitu tahan, agak tahan, agak rentan dan rentan. Dari genotipa tahan dan agak tahan dapat 17

18 dipelajari dan dievaluasi sebagai informasi awal dalam kegiatan perbaikan ketahanan tanaman terhadap penyakit mosaik yang disebabkan oleh CABMV. Varietas tahan terhadap CABMV dapat dirakit dari galur-galur dan hasil seleksi yang mempunyai sifat ketahanan. Ketahanan tanaman merupakan metode yang paling baik dalam pengendalian penyakit virus pada kacang tunggak (Fery and Singh, 1997). Penggunaan kacang panjang varietas tahan terhadap hama aphid tidak dapat menekan perkembangan CABMV, karena transmisi CABMV tidak hanya melalui aphid (Atiri and Thottappilly, 1984). Menurut Saleh dkk. (1993) penggunaan varietas tahan perhadap infeksi CABMV dan benih sehat merupakan salah satu alternatif pengendalian penyakit CABMV. Varietas tahan/toleran terhadap penyakit (Moedjiono dkk., 1999) adalah salah satu komponen stabilitas hasil varietas kacang panjang. Dengan tersedianya varietas unggul yang memiliki toleransi baik terhadap penyakit, maka kehilangan hasil dan biaya produksi dapat ditekan, serta aman terhadap kelestarian lingkungan. Toleransi (Smith, 1989) merupakan salah satu tipe ketahanan yang dicirikan dengan hadirnya penyakit namun kerugian yang ditimbulkan minimal. Untuk perakitan varietas tahan CABMV, diperlukan informasi tentang genetika ketahanan tanaman yang dapat diketahui melalui parameterparameter genetiknya. Genetika sifat ketahanan antara lain terpusat pada kajian terhadap keragaman genetik sifat ketahanan. Banyaknya komponen varian sama dengan banyaknya komponen nilai, sehingga varian genotip adalah varian dari nilai genotipa (Soemartono dan Nasrullah, 1988). Ekspresi fenotipa ketahanan terhadap CABMV merupakan jumlah pengaruh genetik ketahanan, deviasi oleh lingkungan dan interaksi antara 18

19 genotipa dengan lingkungan. Pengaruh genetik ketahanan adalah nilai yang paling penting dalam ekspresi fenotipa karena dipelajari sebagai informasi tentang genetika sifat ketahanan. Parameter genetik ketahanan merupakan ukuran dari sifat-sifat genetik yang diperlukan dalam pengambilan keputusan pada program pemuliaan ketahanan. Hasil penelitian Kuswanto dkk (2002b) diperoleh bahwa sifat ketahanan kacang panjang terhadap CABMV ditentukan oleh gen resesif rangkap. Tanaman menjadi rentan dengan adanya gen resesif, tt, rr, atau dua pasang gen resesif bersama sama. Gen-gen resesif tersebut bersifat saling epistatis dan komplementer. Sebaliknya, tanaman menjadi tahan apabila tidak terdapat sepasang gen resesif tt, rr atau tidak hadir bersama-sama. Pasangan gen resesif tt adalah epistatis terhadap R dan r, sedang pasangan rr epistatis terhadap T dan t. Pada tanaman tahan akan terdapat gen dominan T dan gen dominan R bersama-sama (T.R.) dalam genotip. Apabila hanya ada satu gen dominan (T.rr atau R.tt) atau tidak ada gen dominan (ttrr), tanaman menjadi rentan. Dua laporan penelitian (Melton et al., 1987; Outtara and Chambliss, 1991) menyimpulkan bahwa ketahanan kacang tunggak terhadap blackeye cowpea mosaic virus dikendalikan oleh gen tunggal dominan. Penelitian Patel et al. (1982) mempelajari pewarisan imunitas dan ketahanan kacang tunggak terhadap CABMV strain Tanzania. Diperoleh hasil bahwa sifat imunitas dikendalikan oleh gen tunggal resesif dan gen-gen modifier, sedang sifat ketahanan dikendalikan oleh gen dominan sebagian. Penelitian Saleh dkk. (1993) terhadap terhadap kacang tunggak telah diperoleh informasi varietas 19

20 yang berreaksi lebih tahan terhadap CABMV, namun tidak dipelajari jumlah dan peran gennya. Analisis peran gen tersebut didasarkan dari pengamatan atau pengukuran fenotip. Peran gen dapat bersifat aditif, dominan dan epistasi sehingga varian genetik juga dapat berupa varian aditif, varian dominan dan varian epistasi. Pengetahuan peran gen diperlukan dalam akurasi penentuan metode seleksi. Apabila peran gen suatu sifat diketahui aditif (Basuki, 1995), maka seleksinya tidak tepat diarahkan kepada pembentukan hibrida. Pembentukan hibrida dapat akurat apabila peran gen diketahui dominan atau over dominan. Besarnya varian genetik aditif merupakan ukuran varian nilai pemuliaan, sebagai komponen penting penyebab utama kemiripan antar kerabat dan penentu utama sifat genetik yang dapat diamati serta penentu tanggapan populasi terhadap seleksi (Soemartono dan Nasrullah, 1988). Proporsi varian genetik aditif dari varian total dikenal sebagai heritabilitas arti sempit (h 2 n ) sedang proporsi varian genetik dari varian total dikenal sebagai heritabilitas arti luas (h 2 b ). 20

21 IV. METODE PENELITIAN 4.1. Percobaan 1 : Persilangan antar tetua kacang panjang Tujuan : Untuk menghasilkan populasi keturunan dari 4 populasi segregasi Bahan : Populasi segregasi hasil persilangan dari 2 tetua tahan CABMV, yaitu MLG dan MLG 15167, dengan 2 induk yang mempunyai potensi produksi tinggi namun rentan terhadap CABMV, Hijau Super (HS) dan Putih Super (PS) (Kasno dkk., 2000; Kuswanto, 2002). Metode : Metode persilangan menggunakan IITA Research Guide 42 Hand Crossing of Cowpea (Myers, 1996) dan metode dari PT BISI Kediri. Prosedur : Populasi segregasi diperoleh dengan menanam tanaman keturunan pertama hasil persilangan HS / MLG 15151, HS / MLG 15167, PS / MLG dan PS / MLG Dengan demikian terdapat 4 populasi segregasi yang dikaji daya waris ketahanannya. Dari masing-masing populasi segregasi, ditanam 200 tanaman sebagai tetua jantan dan betina. Semua tetua jantan dan betina ditanam bersama dan saling disilangkan untuk menghasilkan populasi F1. Persilangan dilaksanakan di screen house. Skema rancangan persilangan dan penempatan masing-masing tetua di lapangan adalah sebagai berikut : Set 1 x x x x x x x x 21

22 Set 2 x x x x x x x x Set 3 x x x x x x x x Set 3 x x x x x x x x Set (HS/15151) (HS/15167) (PS/15151) (PS/15167) Dari 4 pasangan persilangan tersebut telah dihasilkan 4 populasi F1, yaitu F1(1), F1(2), F1(3) dan F1(4). Masingmasing pasangan dikerjakan minimal 15 set persilangan dan masing-masing set telah dihasilkan minimal 30 benih yang kemudian digunakan untuk pengujian daya waris sifat ketahanan Percobaan 2 : Evaluasi daya waris sifat ketahanan kacang panjang terhadap CABMV berdasarkan struktur kekerabatan Tujuan : Untuk mendapatkan informasi tentang keragaman genetik dan daya waris sifat ketahanan terhadap CABMV Bahan : Seluruh populasi F1 dengan masing-masing tetuanya Metode : Pendugaan heritabilitas ketahanan dan sifat lain berdasarkan struktur kekerabatan (Basuki, 1995). h 2 = 2b, menunjukkan hubungan antara tetua jantan dengan F1, dimana b : koefisien regresi antara tetua jantan dengan F1 h 2 = b, menunjukkan hubungan tetua tengah dengan F1 dimana b : koefisien regresi antara tetua tengah dengan F1 Prosedur : Masing-masing kelompok populasi ditanam sebanyak 15 set 22

23 dan setiap set terdiri dari 20 tanaman keturunan F1, 20 tanaman tetua jantan dan 20 tanaman tetua betina. Denah penanaman keturunan dan tetuanya untuk satu pasangan tetua seperti terlihat pada gambar dibawah. Tetua betina Keturunan Tetua Jantan Set 1 Set 2 Set 3 Set 4 dst.. Pada umur 2 minggu dilakukan inokulasi CABMV secara mekanis, yaitu dengan mengoleskan sap (cairan perasan daun) pada permukaan atas daun termuda yang telah membuka penuh, yang sebelumnya telah ditaburi karborundum 600 mesh (Noordam, 1973). Sumber inokulum telah tersedia di Laboratorium Pemuliaan Unibraw (Kuswanto dkk, 2001) dan selalu dipelihara selama penelitian berlangsung. Inokulan disiapkan dengan cara menumbuk halus 10 g daun terinfeksi, ditambah 100 ml larutan buffer fosfat ph 7 0,01 M dengan perbandingan 1:5 (b/v) kemudian disaring (Nurhayati, 1989; Trustinah, 1999). Pengamatan : Skala gejala serangan, umur berbunga, daya hasil (jumlah 23

24 polong, panjang polong dan bobot polong) Analisis Data : 1. Regresi antara keturunan dengan tetua jantan diduga melalui analisis varian dan kovarian antara tetua jantan dan keturunan. Karena sifat ketahanan terhadap CABMV tidak dipengaruhi oleh tetua betina (Kuswanto, 2002), maka heritabilitas juga dapat dikerjakan melalui regresi antara tetua betina dengan keturunan. Nilai heritabilitas distandardisasikan agar pengaruh lingkungan tereliminasi (McClean, 1997). Nilai Xi dari tetua dan Yj dari keturunan dinyatakan sebagai simpangan baku dengan cara dibagi standar deviasinya. Apabila Xi adalah tetua dan Yj adalah keturunan, maka : XiYj - ((Xi) (Yj))/n b = Xi 2 - (Xi) 2 /n Sehingga heritabilitas arti sempit : XiYj - ((Xi) (Yj))/n h 2 = 2 x Xi 2 - (Xj) 2 /n 2. Regresi antara rata-rata tetua dengan keturunan diduga melalui analisis varian dan kovarian antara tetua tengah dengan keturunan. Apabila Xi adalah rata-rata tetua dan Yj adalah keturunan maka nilai heritabilitas arti sempit : XiYj - ((Xi) (Yi))/n h 2 = Xi 2 - (Xi) 2 /n Dilakukan dua analisis heritabilitas agar diketahui 24

25 perbedaannya dan sekaligus saling koreksi dari masingmasing nilai. Nilai pendugaan haritabilitas yang diperoleh digunakan sebagai pertimbangan dalam penentuan metode seleksi. Pengamatan skala gejala serangan diklasifikasikan Kuswanto (2002) sebagai berikut : No Gejala serangan Nilai Skala 1. Tanaman tidak bergejala, yaitu individu tanaman tampak sehat 2. Gejala ringan, yaitu daun klorosis, urat daun yang halus menguning 3. Gejala sedang, yaitu daun berwarna belang hijau pucat tetapi tidak terjadi perubahan bentuk daun 4. Gejala berat, yaitu tulang daun berwarna kuning sehingga daun terlihat menguning atau berwarna belang hijau pucat dan keriput atau terjadi perubahan bentuk daun. Jumlah daun yang berubah bentuk 1-3 lembar 5. Sama seperti nomor 4, jumlah daun yang berubah bentuk lebih dari 3-5 lembar atau ukuran tanaman lebih kecil 6. Sama seperti nomor 4, jumlah daun yang berubah bentuk lebih dari 5 lembar atau tanaman menjadi kerdil sampai mati Dari 4 pasangan persilangan, masing-masing diperoleh informasi tentang heritabilitas arti sempit sifat ketahanan, umur berbunga dan daya hasil. Berdasarkan hasil tersebut, dapat ditentukan metode seleksi yang akan digunakan. Apabila diperoleh pasangan persilangan yang mempunyai nilai heritabilitas arti sempit tinggi (>50%), maka akan dilakukan metode pemuliaan silang balik untuk memasukkan sifat ketahanan terhadap CABMV. 25

26 Prosedur silang balik disesuaikan dengan gen ketahanan dominan, sesuai hasil penelitian sebelumnya. Dari hasil penelitian Kuswanto (2002) telah diketahui bahwa sifat kerentanan terhadap CABMV dikendalikan oleh gen resesif rangkap (rasio segregasi 9 tahan : 7 rentan), diartikan bahwa adanya 2 gen resesif bersama-sama akan menyebabkan kerentanan dan adanya 2 gen dominan menghasilkan ketahanan. Pada saat kegiatan penelitian pertama hampir selesai, dilakukan penanaman secara paralel untuk memulai penelitian tahun kedua. Hal ini dilakukan agar benih dihasilkan tidak terlalu lama disimpan dan sekaligus sebagai strategi agar penelitian tahun kedua dapat selesai tepat. Penelitian tahun kedua diperkirakan akan memerlukan 6 kali tanam, sehingga apabila telah dilakukan 2 kali tanam, maka diperkirakan penelitian tahun kedua dapat selesai tepat waktu. Pada saat laporan ini dibuat, rencana penelitian tahun kedua telah dikerjakan dan pada awal Oktober 2003 telah dilakukan penanaman BC2 untuk pembentukan populasi BC3. 26

27 V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Percobaan 1 : Persilangan antar tetua kacang panjang Populasi segregasi masing-masing berasal dari pasangan persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG 15167, PS/MLG dan PS/MLG Kegiatan persilangan dilakukan 2 kali tanam karena disesuaikan dengan kemampuan tenaga persilangan. Hasil kegiatan persilangan dari populasi segregasi adalah 4 populasi keturunan. yaitu F1(1), F1(2), F1(3) dan F1(4). Keberhasilan persilangan mencapai 53,75-73,33%. Beberapa faktor, terutama suhu dan kelembaban (Myers, 1996; Tuinstra and Wedel, 2000; Shafer, Burson and Hussay, 2000), perlu diperhatikan agar keberhasilan persilangan tetap maksimal Percobaan 2 : Evaluasi daya waris sifat ketahanan kacang panjang terhadap CABMV berdasarkan struktur kekerabatan Ketahanan terhadap CABMV Daya waris sifat ketahanan kacang panjang terhadap cowpea aphid borne mosaic virus (CABMV) dapat diketahui dari nilai heritabilitasnya. Dari nilai heritabilitas dapat diketahui proporsi peranan genetik terhadap ekspresi sifat yang diamati. Heritabilitas arti luas melibatkan proporsi varian genetik total pada penampilan tanaman, sedang heritabilitas arti sempit melibatkan varian genetik aditif. Besarnya varian genetik aditif merupakan ukuran varian nilai pemuliaan, sebagai komponen penting penyebab utama kemiripan antar kerabat dan penentu utama sifat genetik yang dapat diamati serta penentu tanggapan populasi terhadap seleksi. 27

28 Pendugaan heritabilitas arti sempit (h) sifat ketahanan kacang panjang terhadap CABMV dimaksudkan untuk mengetahui nilai pemuliaan sifat ketahanan yang merupakan ukuran tingkat kemiripan ketahanan antara tetua dengan keturunannya. Pendugaan heritabilitas ketahanan berdasarkan struktur kekerabatan, memberikan gambaran kemampuan gen ketahanan tetua yang langsung diwariskan kepada keturunannya. Ketahanan yang dimiliki oleh keturunan tergantung pada tingkat ketahanan tetua. Metode seleksi yang akan diterapkan sangat ditentukan oleh besar kecilnya pengaruh langsung ketahanan tetua pada keturunannya. Nilai rendah apabila (h0,2), sedang (0,2<h<0,5) dan nilai tinggi (h0,5) Analisis heritabilitas arti sempit populasi segregasi dari hasil persilangan HS / MLG 15151, HS / MLG 15167, PS / MLG dan PS / MLG terlihat pada Tabel 5.1, Tabel 5.2, Tabel 5.3 dan Tabel 5.4. Dari Tabel 5.1, Tabel 5.2 dan Tabel 5.4 terlihat bahwa nilai heritabilitas arti sempit sifat ketahanan bervariasi antara rendah sampai tinggi. Variasi nilai tersebut menunjukkan bahwa dinamika ketahanan selalu berbeda-beda pada fase-fase pertumbuhan tanaman. Hasil penelitian Kuswanto (2002) menunjukkan bahwa dinamika ketahanan kacang terhadap CABMV selalu bervariasi tergantung pada fase pertumbuhan tanaman dan tingkat ketahanan tanaman. Tabel 5.1. Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG Umur Hubungan keturunan dengan Rata-rata Pengamatan Satu Tetua Tetua Tengah (hsi) 14 0,227 0,096 0, ,826 0,654 0, ,536 0,141 0, ,000 0,460 0,730 28

29 Tabel 5.2. Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG Umur Hubungan kuturunan dengan Rata-rata Pengamatan Satu Tetua Tetua Tengah (hsi) 14 0,545 0,560 0, ,269 0,436 0, ,473 0,327 0, ,614 0,370 0,492 Pada umur 14 dan 21 hari setelah inokulasi diperoleh nilai heritabilitas tertinggi. Hal ini menunjukkan bahwa pada umur tersebut terjadi variasi ekspresi sifat ketahanan tertinggi. Hasil ini sesuai dengan penelitian Kuswanto dkk (2002a) bahwa fase ekspresif sifat ketahanan kacang panjang terjadi antara sejak inokulasi sampai umur 3 minggu sejak inokulasi. Pada selang waktu ini terjadi peningkatan laju serangan patogen pada tanaman inang. Pada tanaman tahan, laju serangan ditanggapi dengan peningkatan ekspresi gen ketahanan. Semakin beragam tingkat ketahanan suatu populasi, akan diperoleh nilai heritabilitas tertinggi. Dari hasil pengamatan di lapang, terdapat tanaman sakit yang kemudian mampu melakukan pemulihan diri. Beberapa tanaman yang semula menunjukkan gejala serangan sedang, ada yang mampu sehat kembali sehingga pada pengamatan berikutnya terjadi penurunan skala serangan. Penelitian Kuswanto (2002) juga menginformasikan tentang hal ini. Kemampuan pemulihan kembali ini tergantung dari tingkat ketahanan yang telah dimiliki oleh masing-masing individu. Pada populasi segregasi dapat terjadi kondisi demikian, sehingga keragaman genetik dan nilai heritabilitas juga meningkat. 29

30 Tingginya nilai heritabilitas pada 3 populasi segregasi hasil persilangan HS / MLG 15151, HS / MLG dan PS / MLG memberikan peluang untuk dilakukan pemuliaan lebih lanjut. Karena nilai heritabilitas cukup tinggi, (h>0,5) maka pada 3 pasangan persilangan tersebut akan dilakukan metode silang balik, untuk mengakumulasikan ketahanan pada varietas HS dan PS. Silang balik terus dilakukan sampai diperoleh populasi BC (back cross) yang penampilannya sama dengan induknya, tetapi mempunyai ketahanan seperti tetua jantannya. Dalam setiap siklus silang balik, populasi BC akan selalu digunakan sebagai tetua jantan, karena ketahanan dikendalikan oleh gen dominan. Tabel 5.3. Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan PS/MLG Umur Hubungan kuturunan dengan Rata-rata Pengamatan Satu Tetua Tetua Tengah (hsi) 14 0, , ,290 0,209 0, , , , ,139 Tabel 5.4. Nilai heritabilitas arti sempit ketahanan pada populasi segregasi hasil persilangan PS/MLG Umur Hubungan kuturunan dengan Rata-rata Pengamatan Satu tetua Tetua Tengah (hsi) 14 1,000 0,466 0, ,694 0,660 0, ,156 0,159 0, ,514 0,492 0,503 Pada populasi segregasi hasil persilangan PS/MLG (Tabel 5.3.) tidak diperoleh nilai heritabilitas yang tinggi. Hasil ini kurang memberikan peluang apabila dilakukan silang balik. Namun apabila dilakukan pemuliaan lebih lanjut dapat digunakan metode bulk (curah) yang dimodifikasi. Karena 30

31 kacang panjang mempunyai jumlah biji per tanaman cukup banyak, maka dari setiap tanaman cukup di bulk satu atau dua polong saja Umur berbunga Hasil analisis heritabilitas arti sempit umur berbunga pada populasi segregasi hasil persilangan HS / MLG 15151, HS / MLG 15167, PS / MLG dan PS / MLG 15167, terlihat pada Tabel 5.5. Tabel 5.5. Nilai heritabilitas arti sempit umur berbunga Populasi segregasi Hubungan kuturunan dengan Rata-rata hasil persilangan Satu tetua Tetua Tengah HS / MLG ,643 0,506 0,575 HS / MLG ,219 0,211 0,215 PS / MLG ,468 0,113 0,291 PS / MLG ,812 0,749 0,785 Pada Tabel 5.5 terlihat bahwa populasi segregasi hasil persilangan HS / MLG dan PS / MLG mempunyai nilai heritabilitas arti sempit umur berbunga yang tinggi. Hasil tersebut menunjukkan tingginya daya waris sifat umur pada kedua populasi tersebut. Pada kondisi tanaman terinfeksi CABMV, kedua populasi tersebut mempunyai keragaman genetik umur berbunga yang tinggi dan mampu mewariskan pengaruh aditif pada keturunannya. Hasil ini memberikan implikasi terhadap kemungkinan perbaikan ketahanan melalui umur berbunga. Hasil ini sesuai dengan penelitian Kuswanto (2002) bahwa umur berbunga mempunyai korelasi genetik dengan ketahanan tanaman terhadap CABMV. Tanaman yang tahan cenderung dapat berbunga tepat waktu. Tanaman tahan mampu membatasi perkembangan virus secara cepat dengan melokalisir tempat infeksi, sehingga perkembangan tanaman selanjutnya tidak 31

32 terganggu oleh virus. Pada tanaman agak rentan yang terserang CABMV dan kemudian dapat melakukan pemulihan, umur berbunganya akan tertunda. Penundaan umur berbunga akibat persaingan ekspresi gen ketahanan dengan upaya virus mengambil alih metabolisme tanaman. Apabila gen ketahanan telah berhasil mengatasi perkembangan virus, metabolisme tanaman akan kembali normal. Semakin rentan, umur berbunga semakin tertunda atau tidak dapat berbunga sama sekali, tergantung tingkat kerentannya. Populasi segregasi hasil persilangan HS / MLG dan PS / MLG mempunyai nilai heritabilitas umur berbunga yang rendah sehingga peluang perbaikan ketahanan melalui sifat ini kurang menguntungkan Potensi Hasil Potensi hasil polong kacang panjang sangat dipengaruhi oleh ketahanan tanaman. Hasil penelitian Kuswanto (2002) menunjukkan bahwa hasil polong menjadi semakin berkurang apabila gejala penyakit mosaik semakin berat. Potensi hasil tersebut ditentukan oleh jumlah polong, bobot polong per tanaman dan rata-rata panjang polong. Heritabilitas arti sempit jumlah polong, bobot polong dan panjang polong populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG 15167, PS/MLG dan PS/MLG 15167, terlihat pada Tabel 5.6, Tabel 5.7 dan 5.8. Tabel 5.6. Nilai heritabilitas arti sempit jumlah polong Populasi segregasi Hubungan kuturunan dengan Rata-rata hasil persilangan Satu tetua Tetua Tengah HS / MLG HS / MLG ,636 0,008 0,322 PS / MLG ,534 0,511 0,523 PS / MLG ,922 0,552 0,737 32

33 Dari hasil tersebut terlihat bahwa populasi segregasi hasil persilangan PS / MLG mempunyai nilai heritabilitas arti sempit jumlah polong dan panjang polong yang tinggi. Hasil ini menunjukkan tingginya daya waris sifat sifat jumlah polong dan panjang polong pada kedua populasi tersebut. Hasil pengamatan di lapang juga menunjukkan tingginya keragaman jumlah dan panjang polong pada populasi ini. Pada kondisi tanaman terinfeksi CABMV, populasi tersebut mempunyai keragaman genetik jumlah dan panjang polong yang tinggi serta mampu mewariskan pengaruh aditif pada keturunannya. Hasil ini memberikan implikasi terhadap kemungkinan perbaikan ketahanan melalui jumlah dan panjang polong. Tabel 5.7. Nilai heritabilitas arti sempit bobot segar polong Populasi segregasi Hubungan kuturunan dengan Rata-rata hasil persilangan Satu tetua Tetua Tengah HS / MLG ,591 0,556 0,574 HS / MLG , ,268 PS / MLG ,916 0,547 0,732 PS / MLG ,586 0,471 0,529 Populasi segregasi hasil persilangan PS / MLG mempunyai nilai heritabilitas arti sempit jumlah polong dan bobot segar polong yang tinggi. Hasil ini menunjukkan tingginya daya waris sifat jumlah polong dan bobot segar polong pada kedua populasi tersebut. Hasil pengamatan di lapang juga menunjukkan tingginya keragaman jumlah dan panjang polong pada populasi ini. Pada kondisi tanaman terinfeksi CABMV, populasi tersebut mempunyai keragaman genetik jumlah dan bobot segar polong yang tinggi serta mampu mewariskan pengaruh aditif pada keturunannya. Hasil ini memberikan implikasi terhadap kemungkinan perbaikan ketahanan melalui jumlah dan bobot segar polong. Pengamatan jumlah polong lebih mudah dilakukan daripada jumlah 33

34 polong, sehingga pelaksanaan perbaikan ketahanan tanaman melalui jumlah polong akan lebih mudah. Tabel 5.8. Nilai heritabilitas arti sempit panjang polong Populasi segregasi Hubungan kuturunan dengan Rata-rata hasil persilangan Satu tetua Tetua Tengah HS / MLG ,474 0,057 0,266 HS / MLG , ,031 PS / MLG ,934 0,694 0,814 PS / MLG ,429 0,305 0, Hasil awal penelitian tahun kedua Penelitian tahun kedua telah dilakukan dua siklus silang balik terhadap semua pasangan persilangan. Silang balik pertama berupa persilangan antara F1 dengan tetua resipien HS atau PS. F1 dijadikan tetua jantan karena sifat ketahanan terhadap CABMV dikendalikan oleh gen dominan (Kuswanto, 2002b), sehingga target akhir silang balik adalah galur yang penampilannya seperti induk betina HS atau PS, tetapi mempunyai ketahanan seperti tetua jantan MLG atau MLG Karena terseleksi 4 pasangan persilangan, maka dari silang balik pertama telah dihasilkan 4 kelompok benih populasi BC1, yaitu BC1(1) (HS/MLG 15151), BC1(2) (HS/MLG15167), BC1(3) (PSxMLG15151) dan BC1(4) (PS/MLG15167). Hasil seleksi ketahanan pada populasi BC1 dan persilangan untuk pembentukan populasi BC2 telah diperoleh benih BC2 untuk semua pasangan persilangan. Hasil sementara kegiatan seleksi dan uji beda ketahanan pada semua populasi BC1 terlihat pada Tabel 5.9, Tabel 5.10 dan Tabel Namun berdasarkan hasil analisis heritabilitas telah diketahui bahwa pasangan PS/MLG15151 tidak perlu dilakukan silang balik, sehingga pada silang balik berikutnya tidak dikerjakan. 34

35 Tabel 5.9. Rata-rata skala serangan dan umur berbunga populasi BC Populasi Skala serangan populasi Umur Berbunga populasi Seluruh Tidak disilangkan Seluruh Disilangkan Populasi disilangkan Populasi BC1(1) 0,37 ± 0,66 0,52 ± 0, ,18 ± 1,39 40,46 ± 0,76 BC1(2) 0,50 ± 0,81 0,62 ± 0, ,68 ± 0,98 40,21 ± 0,49 BC1(3) 0,52 ± 0,70 0,72 ± 0, ,62 ± 1,14 43,91 ± 0,29 BC1(4) 0,58 ± 0,85 0,88 ± 0, ,02 ±1,53 42,00 ± ±0,00 Keterangan : BC1(1):HS/MLG15151, BC1(2):HS/MLG15167, BC1(3):PS/MLG15151, BC1(4):PS/MLG15167 Tanaman dari populasi BC1 yang disilangkan untuk menghasilkan BC2 adalah yang nilai skala serangan CABMV adalah 0. Jumlah tanaman yang mempunyai skala serangan 0 pada pada populasi BC1 adalah 44-64%. Tabel Hasil uji beda ketahanan dan umur berbunga antara seluruh anggota populasi BC 1 dengan yang terpilih untuk disilangkan Populasi BC1 dari pasangan t hitung persilangan Skala serangan Umur Berbunga HS / MLG ,407** 2,980** HS / MLG ,364** 2,855** PS / MLG ,336** 4,107** PS / MLG ,167** 4,708** Dari Tabel 5.9 dan Tabel 5.10 terlihat bahwa pada semua populasi BC1 terdapat perbedaan tingkat ketahanan antara kelompok tanaman yang disilangkan dengan seluruh anggota populasi. Tanaman tahan seluruhnya mempunyai skala pengamatan 0, sedang pada tanaman yang rentan mempunyai skala pengamatan 1 (gejala ringan) dan hanya beberapa tanaman mempunyai skala pengamatan 2 (gejala sedang). Pada populasi BC1 tidak didapatkan tanaman dengan gejala berat. Hal ini karena pada populasi BC1 telah dilakukan dua kali persilangan, yaitu saat pembentukan F1 (50% ketahanan) dan pembentukan BC1 (25% ketahanan). 35

36 Tabel Hasil uji beda antar populasi BC1 Pasangan persilangan Skala serangan Umur berbunga Jumlah polong Bobot segar pl Jumlah biji/pl Bbbt biji/ tan BC1(1) Vs BC1(2) 0,608 1,613 0,008 0,517 1,848 0,364 BC1(1) Vs BC1(3) 1,251 23,219* 1,528 0,124 1,305 0,034 BC1(1) Vs BC1(4) 11,642** 84,979** 2,067 0,428 0,724 2,089 BC1(2) Vs BC1(3) 0,601 33,438* 1,478 0,243 3,176** 0,241 BC1(2) Vs BC1(4) 1,429 19,654** 1,213 2,669* 2,607* 2,474* BC1(3) Vs BC1(4) 0,900 30,432** 0,559 1,399 0,704 1,348 Keterangan : BC1(1):HS/MLG15151, BC1(2):HS/MLG15167, BC1(3):PS/MLG15151, BC1(4):PS/MLG15167 Dari Tabel terlihat bahwa hanya pasangan persilangan HS/MLG15151 dengan PS/MLG15167 yang tingkat ketahanannya berbeda. Hasil pengamatan di lapang menunjukkan bahwa populassi BC1 dari pasangan HS/MLG15151 mempunyai tingkat ketahanan paling tinggi, sedangkan BC1 dari pasangan PS/MLG15167 mempunyai tingkat ketahanan paling rendah. Umur berbunga antar populasi BC1 sangat beragam. Hal ini akibat perbedaan umur berbunga masing masing tetua jantan. Galur MLG mempunyai rata-rata umur berbunga 3-4 hari lebih lambat dari MLG (36-40 hari). Keragaman ketahanan masing-masing BC1 juga menyebabkan perbedaan umur berbunga, karena pada tanaman lebih rentan umur berbunga akan terlambat (Kuswanto, 2002). 36

37 VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan Dari hasil pengamatan di lapang, analisis data dan pembahasan, dapat disimpulkan sebagai berikut : - Semua populasi hasil persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG 15167, PS/MLG dan PS/MLG berpeluang untuk dilakukan perbaikan sifat ketahanan - Pasangan persilangan HS/MLG 15151, HS/MLG dan PS/MLG berpeluang dilakukan perbaikan ketahanan sifat ketahanan melalui metode silang balik. - Pasangan persilangan PS/MLG dapat dilakukan perbaikan sifat ketahanan melalui metode bulk yang dimodifikasi - Pada kondisi tanaman terinfeksi CABMV, populasi segregasi hasil persilangan HS/MLG dan PS/MLG mempunyai heritabilitas tinggi pada umur berbunga, hasil persilangan PS/MLG mempunyai heritabilitas tinggi pada jumlah dan panjang polong, dan hasil persilangan PS/MLG15167 mempunyai heritabilitas tinggi pada jumlah dan bobot polong, sehingga masing-masing berpeluang dilakukan perbaikan sifat tersebut bersamaan dengan ketahanan Saran - Perlu segera dilakukan perbaikan sifat ketahanan sesuai dengan dasar informasi genetik yang telah diperoleh dari penelitian ini, agar benih tidak 37