KEANEKARAGAMAN 36 GENOTIPE CABAI (Capsicum SPP.) KOLEKSI BAGIAN GENETIKA DAN PEMULIAAN TANAMAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR RAHMI YUNIANTI 1 dan SRIANI SUJIPRIHATI 2 1 Mahasiswa Pascasarjana Sekolah Pascasarjana, Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB 2 Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB Kampus IPB Darmaga, Jalan Meranti Bogor 16680 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keanekaragaman dan hubungan kekerabatan 36 genotipe cabai (Capsicum spp) koleksi Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB. Semua genotipe cabai ditanam masing-masing sebanyak 10 tanaman tanpa rancangan percobaan. Peubah yang diamati adalah 31 peubah kualitatif yang dideskripsikan dengan skoring. Berdasarkan pengelompokan KU I dan KU II pada Analisis Komponen Utama, Analisis Gerombol dan Analisis Biplot, 36 genotipe yang diuji dapat dikelompokkan menjadi 5 kelompok yaitu kelompok I terdiri atas 30 genotipe (C1, C2, C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C28, C31, C34, C35, C36, C37, C51, C64, C65, C66, C67, C68, C69, C70, dan C71), kelompok II tiga genotipe (C20, C21, dan C30) dicirikan oleh warna buku, kelompok III satu genotipe (C26) dicirikan oleh warna mahkota, warna semburat mahkota dan warna tangkai sari, kelompok IV satu genotipe (C48), dan kelompok V satu genotipe (C27) dicirikan oleh warna bulu dan bentuk potongan melintang buah. Kata kunci: Cabai, keanekaragaman, potensi genetik PENDAHULUAN Cabai (Capsicum sp L.) merupakan salah satu komoditas sayuran penting dan bernilai ekonomi tinggi. Menurut Pusat Data dan Informasi Pertanian, Departemen Pertanian, produksi cabai nasional tahun 2003 mencapai 1.066.722 ton dengan produktivitas 6.05 ton per hektar. Walaupun demikian, angka tersebut masih sangat rendah jika dibandingkan dengan potensi produksinya yang mencapai 12 ton per hektar (PURWATI, JAYA dan DURIAT, 2000). Penyebab rendahnya produktivitas cabai di Indonesia berkaitan dengan varietas yang digunakan, teknik budidaya, dan serangan hama penyakit. Salah satu cara peningkatan produktivitas cabai adalah dengan perbaikan potensi genetik melalui pembentukan varietas unggul, yaitu dengan pemuliaan tanaman. Langkah awal yang harus dilakukan dalam pemuliaan tanaman adalah pembentukan populasi dasar dengan keragaman yang tinggi (POESPODARSONO, 1988). MAKMUR (1992) menambahkan, bahwa untuk meningkatkan keragaman genetik, dapat dilakukan dengan koleksi plasma nutfah baik dari dalam maupun luar negeri atau introduksi. Genotipe-genotipe yang telah dikoleksi kemudian dikarakterisasi dan dilakukan studi keanekaragaman serta evaluasi hubungan kekerabatan antar genotipe tersebut untuk digunakan dalam program pemuliaan selanjutnya. Bagian (Laboratorium) Genetika dan Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB, telah memulai program perakitan varietas cabai sejak tahun 1999. Perakitan varietas cabai tersebut diarahkan untuk mendapatkan varietas cabai unggul yang mempunyai produksi tinggi, 74
berkualitas dan tahanan terhadap berbagai penyakit. Lebih dari 80 genotipe cabai telah dikoleksi dari berbagai daerah dan negara, 36 genotipe diantaranya telah dievaluasi memiliki karakter unggul seperti potensi daya hasil tinggi, ketahanan terhadap penyakit, kepedasan tinggi, kualitas warna buah yang baik, dan karakter unik lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keanekaragaman dan hubungan kekerabatan 36 genotipe cabai (Capsicum spp) koleksi Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB. BAHAN DAN METODE Bahan tanaman yang digunakan adalah 36 genotipe cabai koleksi Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Bahan tanaman tersebut berasal dari varietas lokal, komersial dan introduksi yang telah digalurkan. Kode genotipe dan asal varietas dapat dilihat pada Tabel 1. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni - November 2006 di Kebun Darmaga, Bogor. Semua genotipe cabai ditanam masing-masing sebanyak 10 tanaman tanpa rancangan percobaan. Peubah yang diamati adalah 31 peubah kualitatif yang dideskripsikan dengan skoring mengikuti Descriptors for Capsicum (IPGRI, 1995). Penanaman sesuai dengan standar teknik budidaya cabai, menggunakan mulsa plastik hitam perak. Analisis keanekaragaman menggunakan Analisis Komponen Utama (Principle Component Analysis atau PCA). Dendrogram berdasarkan Analisis Gerombol untuk mengetahui pola pengelompokan dan keanekaragaman antar genotipe menggunakan software SPSS versi 11.5, serta Analisis Biplot menggunakan software SAS versi 6.12. Tabel 1. Genotipe cabai yang digunakan dan asalnya No. Genotipe Kode Asal No. Genotipe Kode Asal 1 IPB C-1 C1 Koleksi IPB 19 CC 27 C27 Koleksi IPB 2 IPB C-2 C2 Koleksi IPB 20 Helem C28 Brebes 3 Cilibangi 1 C3 Malaysia 21 CT 30 C30 Koleksi IPB 4 Cilibangi 2 C4 Malaysia 22 CM 331 C31 AVRDC 5 Cilibangi 3 C5 Malaysia 23 Gempar C34 Balitsa 6 Jatilaba C7 PT EWSI 24 IPB C-35 C35 Koleksi IPB 7 ICPN 7#3 C8 AVRDC 25 Bangka C36 Koleksi IPB 8 ICPN 12#4 C9 AVRDC 26 Tit Segitiga C37 Brebes 9 PBC 495 C10 AVRDC 27 PBC 122 C48 AVRDC 10 PBC 714 C13 AVRDC 28 Laris C51 PT EWSI 11 CCA 321 C14 AVRDC 29 Tit Bulat C64 Brebes 12 0209-4 C15 AVRDC 30 PBC 065 C65 AVRDC 13 VC 246 C17 AVRDC 31 AVRDC 9 C66 AVRDC 14 Tit Super C18 PT EWSI 32 PBC 204 C67 AVRDC 15 Randu C19 Pati 33 PBC 549 C68 AVRDC 16 IPB C-20 C20 Koleksi IPB 34 PBC 593 C69 AVRDC 17 IPB C-21 C21 Koleksi IPB 35 PBC 619 C70 AVRDC 18 CM 334 C26 AVRDC 36 PBC 636 C71 AVRDC 75
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis komponen utama Analisis komponen utama (AKU) adalah salah satu teknik eksplorasi data yang digunakan sangat luas ketika menghadapi data peubah ganda. Konsep analisis komponen utama adalah pereduksian dimensi sekumpulan peubah asal menjadi peubah baru yang berdimensi lebih kecil dan saling bebas (DIYARTI, 2003). Menurut SANTOSO (2004), nilai akar ciri menunjukkan kepentingan relatif masingmasing faktor dalam menghitung keragaman seluruh variabel yang dianalisis. Berdasarkan AKU terdapat 10 komponen yang memiliki akar ciri diatas 1, komponen dengan akar ciri kurang dari satu tidak valid digunakan dalam menghitung jumlah faktor yang terbentuk (SIMAMORA, 2005). Tabel 2. Nilai akar ciri komponen utama berdasarkan analisis komponen utama Komponen Initial eigenvalues Extraction sums of squared loadings Total % of Variance Cumulative % Total % of Variance Cumulative % 1 6.012 19.392 19.392 6.012 19.392 19.392 2 3.907 12.604 31.996 3.907 12.604 31.996 3 3.256 10.503 42.499 3.256 10.503 42.499 4 2.492 8.038 50.537 2.492 8.038 50.537 5 2.270 7.321 57.858 2.270 7.321 57.858 6 2.003 6.462 64.320 2.003 6.462 64.320 7 1.429 4.610 68.930 1.429 4.610 68.930 8 1.330 4.290 73.220 1.330 4.290 73.220 9 1.155 3.727 76.948 1.155 3.727 76.948 10 1.044 3.368 80.316 1.044 3.368 80.316 11 1.973 3.139 83.455 12 1.838 2.703 86.158 13 1.774 2.497 88.656 14 1.598 1.929 90.585 15 1.496 1.601 92.186 16 1.463 1.495 93.680 17 1.433 1.398 95.078 18 1.335 1.080 96.158 19 1.253 1.816 96.974 20 1.224 1.724 97.698 21 1.188 1.607 98.305 22 1.150 1.485 98.790 23 1.121 1.390 99.180 24 1.101 1.326 99.506 25 1.064 1.205 99.711 26 1.032 1.104 99.816 27 1.028 1.089 99.905 28 1.017 1.055 99.960 29 1.010 1.032 99.992 30 1.002 1.007 99.999 31 1.000 1.001 100.000 76
Sepuluh komponen tersebut merupakan hasil reduksi dari 31 peubah yang dapat menerangkan keragaman sebesar 80,316% (Tabel 2). Dalam analisis data untuk mengelompokkan 36 genotipe cabai tersebut digunakan 3 komponen utama (KU) yang dapat menjelaskan 42,499% dari variabilitas 31 peubah tersebut. Berdasarkan nilai vektor ciri (Tabel 3) komponen I terdiri atas 10 peubah yaitu warna batang, warna buku, warna daun, posisi bunga, warna mahkota, warna semburat mahkota, warna tangkai sari, pigmen kelopak, warna buah matang, dan bentuk buah. Komponen II terdiri atas 4 peubah yaitu bulu batang, tipe percabangan, warna anter, dan bentuk potongan melintang buah. Komponen III terdiri atas 4 peubah yaitu bentuk batang, tipe pertumbuhan tanaman, kerapatan daun, dan bulu daun. Tabel 3. Nilai vektor ciri tiga komponen utama Peubah Kode Komponen I II III Warna batang A1.674.186 -.269 Warna buku A2.697.051.313 Bentuk batang A3 -.140 -.445 -.511 Bulu batang A4.378 -.636.084 Tipe pertumbuhan tanaman A5 -.064.003.601 Tipe percabangan A6 -.190.562.514 Tunas air A7.448 -.293.047 Kerapatan daun A8 -.134.334.532 Warna daun A9.618.492 -.055 Bentuk daun A10 -.047.351 -.456 Bulu daun A11.137 -.223.687 Posisi bunga B1.545.208.298 Warna mahkota B2.849.077 -.259 Warna semburat mahkota B3.655.280 -.172 Warna anter B4.338.569.290 Warna tangkai sari B5.798.203 -.263 Posisi stigma B6.227 -.111.016 Pigmen kelopak B7.809.117 -.164 Bentuk tipe kelopak B8.288.419.211 Calyx annular constriction B9.049 -.479.339 Bercak/garis antosianin C1 -.045.154.148 Warna buah fase intermediate C2.178 -.186 -.258 Fruit set C3 -.233.283 -.181 Warna buah matang C4 -.594.404 -.207 Bentuk buah C5.644 -.517.209 Bentuk pangkal buah C6.422 -.116 -.244 Lekukan di pangkal buah C7.051.319.233 Bentuk ujung buah C8.430 -.312.086 Struktur ujung buah C9 -.162 -.375 -.398 Bentuk potongan melintang buah C10.095 -.657.450 Permukaan kulit buah C11 -.029 -.253.089 77
Extraction method: Principal component analysis Berdasarkan pengelompokan KU I dan KU II (Gambar 1A) dengan proporsi keragaman total sebesar 31,996%, genotipe yang diuji dapat dikelompokkan menjadi 5 kelompok. Kelompok I terdiri dari 30 genotipe (C1, C2, C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C28, C31, C34, C35, C36, C37, C51, C64, C65, C66, C67, C68, C69, C70, dan C71), kelompok II tiga genotipe (C20, C21, dan C30), kelompok III satu genotipe (C26), kelompok IV satu genotipe (C48), dan kelompok V satu genotipe (C27). Berdasarkan KU I dan KU III (Gambar 1B) dengan proporsi keragaman 29,895% hanya diperoleh 2 kelompok. Kelompok I terdiri atas 33 genotipe (C1, C2, C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C26, C27, C28, C31, C34, C35, C36, C37, C48, C51, C64, C65, C66, C67, C68, C69, C70, C71), dan kelompok II tiga genotipe (C20, C21, dan C30). Berdasarkan KU I dan KU III (Gambar 1C) dengan proporsi keragaman 23,107% diperoleh 4 kelompok. Kelompok I terdiri atas 31 genotipe (C1, C2, C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C20, C21, C28, C31, C34, C35, C36, C37, C64, C65, C66, C67, C68, C69, C70, dan C71), kelompok II satu genotipe (C26), kelompok III satu genotipe (C27) dan kelompok IV tiga genotipe (C30, C48, dan C51). Gambar 1. Analisis komponen utama 36 genotipe cabai (A) KU I dan KU II, (B) KU I dan KU III, (C) KU II dan KU III Analisis gerombol Analisis gerombol bertujuan untuk mengelompokkan data (pengamatan) ke dalam beberapa kelas, sehingga anggota di dalam satu kelas lebih homogen (serupa) dibandingkan dengan anggota di dalam kelas lain. Kriteria pengelompokan didasarkan pada ukuran kemiripan (DJURAIDAH, 1991). Kemiripan antar obyek bisa diukur menggunakan sebuah indeks dengan makna tertentu seperti jarak euclidean (akar ciri) atau jarak lain, sejenis indeks peluang, atau yang lainnya. Semakin kecil jarak akar ciri antar dua genotipe, maka kedua genotipe tersebut semakin mirip. SANTOSO (2004) menyatakan bahwa salah satu teknik pengelompokan adalah teknik hierarki, yang memulai pengelompokan dua atau lebih obyek dengan kesamaan paling dekat, begitu seterusnya sampai membentuk semacam pohon di mana ada hierarki (tingkatan) yang jelas antar obyek, dari yang paling mirip sampai yang paling tidak mirip. Analisis gerombol yang dilakukan pada 36 genotipe cabai dengan 31 peubah menghasilkan dendrogram seperti pada Gambar 2. Pada tingkat kemiripan 85%, 36 genotipe cabai tersebut dapat dikelompokkan menjadi lima gerombol. Kelima gerombol tersebut sama dengan kelima kelompok yang dihasilkan berdasarkan KU I dan KU II pada AKU. 78
Gambar 2. Dendrogram hasil analisis gerombol 36 genotipe cabai Analisis biplot Pengelompokan yang terbentuk pada analisis gerombol dapat diketahui dalam dua dimensi dengan menggunakan analisis biplot. Analisis biplot merupakan teknik statistika deskriptif dimensi ganda yang dapat menyajikan secara simultan segugus obyek pengamatan dan peubah dalam suatu grafik pada suatu bidang dua dimensi sehingga ciriciri peubah dan obyek pengamatan serta posisi relatif antara obyek pengamatan dengan peubah dapat dianalisis (DIYARTI, 2003). Hasil analisis lima kelompok cabai disajikan pada Gambar 3. Berdasarkan hasil analisis, keragaman yang diterangkan oleh sumbu utama 1 sebesar 44,0% dan sumbu utama 2 sebesar 25,4% sehingga secara keseluruhan keragaman yang dapat diterangkan kedua sumbu tersebut adalah 69,4%. Kelompok II dicirikan dengan jelas oleh warna buku (A2). Kelompok III dicirikan dengan jelas oleh warna mahkota (B2), warna semburat mahkota (B3), dan warna tangkai sari (B5). Kelompok V dicirikan secara jelas oleh bulu daun (A11) dan bentuk potongan melintang buah (C10). Kelompok I dan IV tidak dicirikan secara jelas oleh peubah yang diamati. 79
Gambar 3. Hasil analisis biplot 36 genotipe cabai KESIMPULAN Berdasarkan pengelompokan KU I dan KU II pada Analisis Komponen Utama dan Analisis Gerombol, genotipe yang diuji dapat dikelompokkan menjadi 5 kelompok yaitu kelompok I terdiri dari 30 genotipe (C1, C2, C3, C4, C5, C7, C8, C9, C10, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C28, C31, C34, C35, C36, C37, C51, C64, C65, C66, C67, C68, C69, C70, dan C71), kelompok II tiga genotipe (C20, C21, dan C30) dicirikan oleh warna buku, kelompok III satu genotipe (C26) dicirikan oleh warna mahkota, warna semburat mahkota dan warna tangkai sari, kelompok IV satu genotipe (C48), dan kelompok V satu genotipe (C27) dicirikan bulu daun dan bentuk potongan melintang buah. Kelompok I dan IV tidak dicirikan secara jelas oleh peubah yang diamati. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada SITI MARWIYAH, NENI HARIATI dan ACHMAD MEKA ROSYADI yang turut membantu pengumpulan data. DAFTAR PUSTAKA DIYARTI. 2003. Pengelompokan Plasma Nutfah Padi Calon Tetua Persilangan Berdasarkan Peubah Hasil dan Komponen Hasil. Skripsi. Departemen Statistika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. IPB. Bogor. 14 hlm. DJURAIDAH. A. 1991. Simulasi Analisis Gerombol dengan Pendekatan Penguraian Sebaran Campuran Normal Ganda pada Data MSS LANDSAT. Tesis. Fakultas Pascasarjana. IPB. Bogor. 78 hlm. IPGRI. 1995. Descriptor for Capsicum (Capsicum spp.). IPGRI, AVRDC, CATIE. Italy. 110 p. MAKMUR, A. 1992. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Cetakan 3. Rineka Cipta, Jakarta. 79 hlm. POESPODARSONO, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. Pusat Antar Universitas, Institut Pertanian Bogor, Bogor. 168 hlm. PURWATI, E., B. JAYA dan A. S. DURIAT. 2000. Penampilan Beberapa Varietas Cabai dan Uji Resistensi Terhadap Penyakit Virus Kerupuk. J. Hort. 10 (2) : 88-94. SANTOSO, S. 2004. SPSS Statistik Multivariat. Elex Media Computindo. Jakarta. 343 hlm. SIMAMORA, B. 2005. Analisis Multivariat Pemasaran. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. 346 hlm. 80