EVALUASI POTENSI GENETIK 8 GALUR INTRODUKSI KACANG BAMBARA (Vigna Subterranea (L.) Verdcourt) 1 The Evaluating of Genetic Potential on Eight Introduction Landraces of Bambara Groundnut (Vigna Subterranea (L.) Verdcourt) Miftakhurrohmah 2, Kuswanto 3, Damanhuri 4 ABSTRACT Bambara groundnut (Vigna subterranea (L.) Verdcourt) is an underutilised crop in Indonesian, but its can be used as an alternative food because it has a high nutrient content. However, no significant research has been undertaken to improve the crop. The avaibility of germplasm materials is essential to crop breeding. Examinition of the landraces introduced in Indonesian needs to be done in the hope of landraces obtained bambara groundnut that have high yield potential and able to adapt well in Indonesian environment. This research aim to evaluated genetic potency of eight bambara groundnut landraces. This research was conducted at the experimental station University Brawijaya Jatikerto Village, Kromengan district, Malang in December 2011 to April 2012, using a randomized block design with three replications. The materials used landraces from introduced of African bambara groundnut landraces, namely AHM- 753, AS-17, DICP, DODR, LunT, S19-3, SB16-5A and UNISWARED. The result shows that there is genetic variability in eight bambara groundnut landraces in the qualitative and quantitative characters. There are seven characters that have a high heritability value, namely plant height, petiole length, internode length, number of day sowing to 50% flowering, seed length, seed width and yield, respectively. The eight bambara groundnut landraces tested, there are two landraces with high yield potential, namely AS-17 from Namibia and DODR from Tanzania. Keywords: Bambara groundnut, introduced, genetic variability, yield potential. ABSTRAK Kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdcourt) merupakan tanaman yang kurang dimanfaatkan di Indonesia, tetapi dapat digunakan sebagai makanan alternatif karena mempunyai kandungan gizi yang cukup tinggi. Namun, tidak ada penelitian yang signifikan yang telah dilakukan untuk meningkatkan hasil panen. Adanya ketersediaan bahan plasma nutfah sangat penting untuk pemuliaan tanaman. Pengujian terhadap galur-galur introduksi perlu dilakukan di Indonesia dengan harapan dapat memperoleh galur kacang Bambara yang mempunyai potensi hasil yang tinggi dan mampu beradaptasi dengan baik di lingkungan Indonesia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi potensi genetik delapan galur kacang Bambara. Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan Universitas Brawijaya di desa Jatikerto kecamatan Kromengan Malang pada bulan Desember 2011 hingga April 2012, menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 3 ulangan. Penelitian ini menggunakan galur kacang Bambara hasil introduksi dari Afrika, yaitu AHM-753, AS-17, DICP, DODR, LunT, S19-3, SB16-5A dan UNISWARED. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat keragaman genetik pada delapan galur kacang Bambara baik pada karakter kualitatif maupun kuantitatif. Terdapat tujuh karakter yang mempunyai nilai heritabilitas tinggi, yaitu tinggi tanaman (cm), panjang petiole (cm), panjang internode (cm), umur berbunga 50% (cm), panjang biji (mm), lebar biji (mm) dan hasil (kg/ha). Pada delapan galur kacang Bambara yang diuji terdapat dua galur dengan potensi hasil tinggi, yaitu galur AS-17 dari Namibia dan DODR dari Tanzania. Kata kunci: Kacang Bambara, introduksi, keragaman genetik, potensi hasil. 1 Skripsi S1 Jur. BP-FP UB, Malang 2 Alumni Program Studi Pemuliaan Tanaman Jur. BP-FP UB, Malang 3,4 Staf Pengajar Program Studi Pemuliaan Tanaman Jur. BP-FP UB, Malang
PENDAHULUAN Kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdcourt) adalah tanaman yang berasal dari Afrika. Di daerah asalnya, kacang Bambara ini termasuk tanaman kacang-kacangan terpenting ketiga setelah kacang tanah (Arachis hypogea) dan kacang tunggak (Vigna unguiculata) (Duke et al., 1977). Di Indonesia kacang Bambara dapat beradaptasi baik di wilayah Bogor, sehingga dikenal sebagai kacang Bogor tetapi masih belum banyak dikembangkan dan dibudidayakan. Tanaman ini termasuk tanaman kacangkacangan yang paling toleran terhadap tanah yang kurang subur dibandingkan tanaman kacang-kacangan yang lain (Chomchalow, 1993), sehingga tanaman ini dapat dibudidayakan pada lahan-lahan yang kering atau minim hara. Peningkatan hasil dalam upaya mencapai ketersedian bahan plasma nutfah merupakan tujuan utama bagi pemuliaan tanaman. Adanya pengujian terhadap galur-galur introduksi dari Afrika diharapkan untuk memperoleh galur kacang Bambara yang mempunyai potensi hasil yang tinggi dan mampu beradaptasi dengan baik di lingkungan Indonesia. Keragaman genetik dan heritabilitas memiliki peranan yang penting dalam program pemuliaan tanaman, hal ini karena optimalisasi perolehan genetik terhadap sifat-sifat tertentu akan dapat diperoleh jika terdapat cukup peluang untuk melakukan seleksi terhadap gen untuk sifat yang diinginkan. Keragaman terbesar terjadi pada keragaman antar galur. Diantara galur-galur tersebut merupakan kelompok populasi yang secara genetik berbeda serta keragaman dalam galur tersebut bermacam-macam famili homozigot (Kasno, 1999). Tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengevaluasi potensi genetik pada delapan galur kacang Bambara. BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilaksanakan di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang di desa Jatikerto, kecamatan Kromengan, kabupaten Malang. Ketinggian tempat pada lokasi penelitian ± 330 mdpl, dengan suhu berkisar antara 27-29 C dan curah hujan 85-546 mm/bulan. Penelitian dilaksanakan bulan Desember 2011 sampai dengan bulan April 2012. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah delapan galur introduksi kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdcourt) yang diperoleh atas kerjasama Prof. Dr. Ir. Kuswanto, MS. dari Laboratorium Pemuliaan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, dengan Ir. Endah Sri Redjeki, MP. dari South Laboratory, School of Biosciences, University of Nottingham, England. Pupuk yang digunakan ialah pupuk Urea (45% N), SP-36 (36% P 2 O 5 ) dan KCl (50% K 2 O). Pengendalian hama dan penyakit digunakan furadan dan Dithane. Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan faktor tunggal sebagai perlakuan yaitu galur yang terdiri dari AHM-753, AS-17, DICP, DODR, LunT, S19-3, SB16-5A, dan UNISWARED. Rancangan percobaan ini terdiri dari tiga ulangan, masing-masing pada tiap ulangan terdapat delapan galur kacang Bambara. Pada setiap satu plot terdiri dari 30 tanaman. Pengacakan dilakukan pada masing-masing blok ulangan. Pengamatan dilakukan berdasarkan Descriptor for Bambara Groundnut (Vigna subterranea (L.) Verdcourt) dari IPGRI (International Plant Genetic Resources Institut) (2000). Data kualitatif diamati morfologinya secara visual dan disajikan secara deskriptif. Data kuantitatif menggunakan analisis varian untuk pengujian sejumlah galur dengan pendugaan ragam genotip. 2
Jika terdapat perbedaan yang nyata maka dilanjutkan dengan uji BNT dengan taraf 5%. Dalam hal ini, kuadrat tengah galat dianggap sama dengan ragam lingkungan (σ e 2 ). Nilai keragaman untuk variabel kuantitatif dapat diketahui berdasarkan nilai koefisien keragaman genotip dan koefisien keragaman fenotip. Nilai keragaman dan nilai duga heritabilitas dalam arti luas menggunakan rumus menurut Singh dan Chaudhary (1979): KKG = σ 2 g H = x x 100% σ2 g = σ 2 g [σ 2 g + σ 2 e ] [σ 2 p ] Keterangan : σ 2 g = Ragam genotip σ 2 p = Ragam fenotip σ 2 e = Ragam lingkungan x = Rata-rata seluruh populasi tiap sifat tanaman Pengamatan pada delapan galur uji kacang Bambara dilakukan pada fase vegetatif, fase pembungaan dan komponen hasil. Penampilan karakter kualitatif secara visual berbeda-beda, baik dalam satu galur atau antar galur yang lain (Tabel 2). kualitatif yang diamati menunjukkan adanya keragaman antar galur meliputi karakter tipe tumbuh, bentuk daun, bentuk polong, bentuk biji, tekstur polong, warna polong dan warna biji. Keragaman fenotip yang terjadi karena adanya pengaruh genetik pada setiap galur yang diamati. Fenotipfenotip tersebut dibawah kendali gen yang sederhana, hanya satu atau dua gen saja. Pengaruhnya secara individu dapat dikenali dengan mudah dan tidak dipengaruhi oleh lingkungan (Welsh, 1991). HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 2. Keragaman karakter kualitatif Galur Tipe Bentuk Bentuk Bentuk Tekstur Warna tumbuh *) daun polong *) Biji *) Polong polong Warna Biji AHM-753 SB Elips RB OV Sedikit Ungu Merah Keunguan Beralur AS-17 S Lanset RB MB Halus Coklat Krem DICP SB Lanset RB MB Sedikit Coklat Krem Beralur Kekuningan DODR S Lanset RB MB Halus Ungu Merah Keunguan LunT SB Elips RB OV Sedikit Beralur Coklat Kekuningan Coklat Kekuningan S19-3 B Lanset BT OV Sedikit Coklat Ungu Gelap Beralur Kekuningan SB 16-5A SB Oval RB MB Halus Coklat Coklat UNISWARED B Lanset BT OV Sedikit Beralur Coklat Merah Keunguan Keterangan : *) S=Menyebar; SB=Semi bergerombol; B=Bergerombol; RB=Bentuk polong yang meruncing pada satu sisi dan membulat pada sisi lain; BT=Bentuk polong dimana tidak ada sisi yang meruncing; OV= Oval dan MB=Membulat. Pada karakter warna daun, pigmentasi pada wing bunga dan pigmentasi pada banner bunga menunjukkan adanya keseragaman pada tiap galur yang diamati. Keseragaman yang ditunjukkan dengan warna daun hijau, terdapat pigmentasi pada wing bunga dan tidak terdapat pigmentasi pada banner bunga. 3
kuantitatif pada tanaman kacang Bambara dipengaruhi oleh sejumlah gen, masing-masing memiliki kontribusi kecil pada penampakan fenotipnya. Menurut Crowder (1997) bahwa gen yang berperan pada penampakan sifat kuantitatif sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Walaupun beberapa faktor lingkungan dapat dikendalikan seperti suhu, air, unsur hara dan sinar matahari. Ada hal lain seperti interaksi gen dan lingkungan yang sulit dijelaskan karena menyangkut faktorfaktor dalam sel yang tidak mudah diukur atau bahkan tidak dikenali. Pengamatan komponen vegetatif pada karakter panjang daun (cm), panjang petiole (cm), panjang internode (cm) dan tinggi tanaman (cm) menunjukkan adanya beda nyata antar galur yang diamati (Tabel 4). Pada galur AS-17 terlihat bahwa pada karakter panjang daun 5,91 cm, panjang petiole 13,25 cm, panjang internode 1,90 cm dan tinggi tanaman 22,89 cm menunjukkan bahwa pada galur tersebut terdapat perbedaan yang nyata dengan galur AHM-753. Tabel 4. Rerata Panjang daun, Panjang petiole, Panjang internode dan Tinggi tanaman Galur Panjang daun (cm) Panjang petiole (cm) Panjang internode (cm) Tinggi tanaman (cm) AHM-753 4,62 a 7,97 a 1,12 a 15,00 a AS-17 5,91 c 13,25 d 1,90 c 22,89 c DICP 5,03 ab 10,53 bc 1,30 a 17,09 ab DODR 5,56 bc 12, 90 cd 1,85 bc 20,10 bc LunT 5,26 abc 9,43 ab 1,22 a 15,03 a S19-3 5,41 bc 10,63 bc 1,17 a 15,90 a SB 16-5A 4,93 ab 9,85 ab 1,20 a 17,37 ab UNISWARED 5,22 abc 10,93 bcd 1,20 a 17,80 ab BNT 5% 0,78 2,56 0,21 3,97 Keterangan : Angka sekolom yang diikuti huruf kecil tidak sama berarti berbeda nyata pada uji BNT 5%. Pengamatan komponen pembungaan pada karakter umur bunga (hst) dan umur berbunga 50% menunjukkan adanya beda nyata antar galur yang diamati yang tersaji pada Tabel 5. Pada galur DODR terlihat bahwa pada karakter umur bunga (43,93 hst) dan umur berbunga 50% (49,27 hst) menunjukkan bahwa pada galur tersebut terdapat perbedaan yang nyata dengan galur S19-3. Tabel 5. Rerata umur bunga dan umur berbunga 50% Galur Umur bunga (hst) Umur berbunga 50% (hst) AHM-753 42,93 b 48,40 bc AS-17 43,20 b 48,40 bc DICP 43,27 b 47,93 abc DODR 43,93 b 49,27 c LunT 41,20 ab 47,47 abc S19-3 39,60 a 46,20 a SB 16-5A 43,53 b 49,20 c UNISWARED 43,20 b 47,33 ab BNT 5% 3,06 1,87 Keterangan : Angka sekolom yang diikuti huruf kecil tidak sama berarti berbeda nyata pada uji BNT 5%. 4
Pengamatan pada komponen hasil diperoleh karakter panjang biji (mm), lebar biji (mm) dan jumlah biji per tanaman yang berpengaruh nyata pada tiap galur yang diamati disajikan pada Tabel 6. Pada galur AS-17 terlihat bahwa pada karakter panjang biji (10,37 mm), lebar biji (9,98 mm) dan jumlah biji per tanaman (37,90) menunjukkan bahwa pada galur tersebut terdapat perbedaan yang nyata dengan galur LunT. Pada karakter hasil (kg/ha) menunjukkan bahwa pada karakter tersebut terdapat pengaruh yang nyata antar galur uji yang diamati. Pada galur AS-17 dan DODR menunjukkan bahwa pada karakter hasil (kg/ha) diperoleh nilai yaitu 666,67 kg/ha dan 635,83 kg/ha, yang berbeda nyata dengan galur LunT. Menurut hasil penelitian dari Puspitasari (2010), bahwa pada galur DODR diperoleh hasil sebesar 254,13 kg/ha. Hal ini menunjukkan bahwa pada galur DODR terdapat peningkatan potensi hasil dari penelitian sebelumnya. Febriani (2011), melaporkan bahwa galur-galur lokal kacang bambara memiliki potensi genetik yang tinggi dibandingkan dengan galur introduksi dari Afrika. Hal ini dikarenakan galur kacang bambara yang berasal dari Bogor dan Gresik merupakan galur yang secara morfologi sudah lama beradaptasi di daerah Indonesia. Tabel 6. Rerata Panjang biji, Lebar biji, Jumlah biji per tanaman dan Hasil Galur Panjang biji (mm) Lebar biji (mm) Jumlah biji per tanaman Hasil (kg/ha) AHM-753 9,50 cd 8,43 b 26,53 b 417,50 b AS-17 10,37 d 9,98 c 37,90 b 666,67 d DICP 8,26 a 8,23 ab 24,17 ab 471,25 b DODR 9,80 cd 8,65 b 32,10 b 635,83 cd LunT 8,19 a 7,75 a 4,60 a 77,92 a S19-3 9,28 cd 8,20 ab 22,00 ab 408,75 b SB 16-5A 9,65 cd 8,48 b 26,80 b 415,42 b UNISWARED 9,23 bc 8,34 ab 29,60 b 409,96 b BNT 5% 0,90 0,66 21,79 127,30 Keterangan : Angka sekolom yang diikuti huruf kecil tidak sama berarti berbeda nyata pada uji BNT 5%. Nilai keragaman untuk variabel kuantitatif dapat diketahui berdasarkan nilai Koefisien Keragaman Genotip (KKG) dan Koefisien Keragaman Fenotip (KKF). Nilai koefisien keragaman genotip menentukan potensi kemajuan seleksi untuk sifat yang diuji. Pada karakter jumlah polong per tanaman mempunyai nilai koefisien keragaman genotip (KKG) yang rendah dan koefisien keragaman fenotip (KKF) yang cukup tinggi, diartikan dengan keragaman genetik yang sempit dan mempunyai penampilan fenotip yang beragam. Martono (2009), juga menuliskan bahwa adanya keragaman genetik yang berarti terdapat nilai antar individu genotip dalam populasi merupakan syarat keberhasilan seleksi terhadap karakter yang diinginkan. Nilai heritabilitas dalam arti luas terhadap nilai yang diamati berkisar dari 0,03 sampai 0,91. Hertabilitas tinggi didapatkan dari karakter tinggi tanaman (cm), panjang petiole (cm), panjang internode (cm), jumlah hari saat 50% berbunga (hst), panjang biji (mm), lebar biji (mm) dan hasil (kg/ha). Nilai heritabilitas yang tinggi tersebut menunjukkan bahwa pengaruh faktor genetik lebih besar terhadap penampilan fenotip dibandingkan dengan pengaruh lingkungan. Dengan demikian seleksi tersebut dapat dilakukan dengan awal. Kasno (1983) menyatakan bahwa lingkungan yang cocok untuk seleksi parameter kuantitatif ditandai dengan nilai heritabilitas tinggi. 5
Tabel 7. Nilai Koefisien Keragaman Genotip (KKG), Koefisien Keragaman Fenotip (KKF) dan Heritabilitas (H) yang diamati KKG (% ) KKF (% ) H Fase vegetatif Jumlah daun 2,66 14,17 0,04 Tinggi tanaman (cm) 14,14 17,32 0,67 Sebaran tanaman (cm) 18,45 31,01 0,35 Panjang petiole (cm) 15,08 18,45 0,67 Panjang daun terminal (cm) 6,61 9,35 0,49 Panjang internode (cm) 23,08 24,21 0,91 Lebar daun terminal (cm) 4,67 10,45 0,20 Jumlah batang per tanaman 6,35 12,98 0,24 Jumlah cabang per batang 2,01 11,58 0,03 Fase Pembungaan Panjang banner bunga (mm) 1,37 4,54 0,09 Panjang tangkai bunga (mm) 2,56 6,78 0,14 Jumlah bunga per tangkai 7,25 12,55 0,33 Umur bunga (hst) 2,88 4,30 0,45 Umur berbunga 50% (hst) 1,89 2,56 0,54 Komponen Hasil dan Hasil Panjang polong (mm) 4,34 10,57 0,17 Lebar polong (mm) 6,70 11,09 0,37 Jumlah polong per tanaman 22,50 54,25 0,17 Jumlah biji per tanaman 31,48 49,32 0,41 Panjang biji (mm) 7,22 9,45 0,58 Lebar biji (mm) 6,85 9,03 0,58 Berat 100 biji (g) 20,06 37,06 0,29 Hasil (kg/ha) 40,24 42,25 0,91 KESIMPULAN kualitatif yang diamati menunjukkan adanya keragaman antar galur meliputi karakter tipe tumbuh, bentuk daun, bentuk polong, bentuk biji, tekstur polong, warna polong dan warna biji. Hertabilitas yang tinggi terdapat pada karakter tinggi tanaman (cm), panjang petiole (cm), panjang internode (cm), umur berbunga 50% (hst), panjang biji (mm), lebar biji (mm) dan hasil (kg/ha). Galur-galur terseleksi dengan potensi hasil tinggi yaitu galur AS-17 dari Namibia dan DODR dari Tanzania. SARAN Pada galur terseleksi AS-17 dan DODR, perlu dilakukan uji pada berbagai agroklimat agar dapat direkomendasikan sebagai galur yang unggul dengan produktivitas tinggi. DAFTAR PUSTAKA Chomchalow, N. 1993. Bambarra Groundnut. In Proc. FAO/UNDP project/ras/89/040 Workshop Underxploited dan Potencial Food Legumes in Asia Food dan Agriculture Organization of the United Nation Regional Office for Asia dan Pacific, Bangkok, Thaildan. pp. 30-34 Crowder, C. V. 1997. Genetika Tumbuhan. Gajah Madah University Press. Yogyakarta. 488 hal. Duke, J.A., B.N. Okigbo, C.P. Reeds dan J.K.P. Weder, 1977. Bambara Groundnut (Vodanzeia 6
subterranea (L). Thours). Trop. Grain Bull., 10: 8-10. Febriani, H. 2011. Potensi Genetik dan Penyusunan Deskripsi Galur Kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdcourt). Skripsi Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya Malang. Kasno, A., A. Bari., A.A. Matjik, Subandi dan S. Somaatmadja. 1983. Pendugaan parameter genetik sifat-sifat kantitatif kacang tanah dalam beberapa lingkungan tumbuh dan penggunaannya dalam seleksi. Penelitian Pertanian 3 (1): 44-48. Kasno, A. 1999. Pendugaan Parameter Genetik Sifat-sifat Kualitas Kacang Panjang pada Beberapa Lingkungan Tumbuh dan Penggunaannya Dalam Seleksi. Fakultas Pertanian. IPB Bandung. Moedjiono dan Mejaya (1994 Singh, R. K. dan B. D. Chaudhary. 1979. Biometrical Method In Quantitative Genetic Analysis. Kalyani Publisher. Ludhiana. New Dehli. Stansfield. 1983. Theory and Problem in Genetics. Schaum Outline Series. McGraw Hill Book. Co. Puspitasari, F. 2010. Keragaman Genetik dan Potensi Hasil 16 Galur Kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdc.). Skripsi. Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang. Welsh, J. R. 1991. Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Erlangga. Jakarta. 7