Analisis Genetik dan Seleksi Galur F5 Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Hasil Penggaluran Menggunakan Single Seed Descent pada Kondisi P Rendah di Tanah Masam

Abstract

Indonesia memiliki lahan kering masam seluas 56 juta ha, lahan tersebut penggunaannya masih relatif rendah. Di sisi lain, sorgum merupakan salah satu tanaman yang mampu beradaptasi pada lahan kering, sehingga sangat berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia. Permasalahan di lahan masam adalah ketersediaan unsur hara yang rendah terutama fosfor (P). Sampai saat ini belum tersedia varietas sorgum yang adaptif terhadap kondisi P rendah sehingga perlu pengembangan varietas yang mampu beradaptasi pada kondisi P rendah dan berdaya hasil tinggi untuk meningkatkan produktivitas. Oleh karena itu, penelitian untuk mengembangkan sorgum yang adaptif terhadap kondisi P rendah menjadi kebutuhan di Indonesia. Tujuan umum penelitian ini adalah mendapatkan galur harapan berdaya hasil tinggi dan adaptif terhadap kondisi P rendah. Oleh karena itu dilakukan tiga seri penelitian dengan tujuan untuk 1) Memperoleh informasi tentang aksi gen dan pewarisan sifat toleransi karakter agronomi sorgum terhadap kondisi P rendah di tanah masam dan di kultur hara. 2) Memperoleh informasi tentang parameter genetik karakter agronomi pada generasi F3 dan F4 hasil single seed descent dan memperoleh marka RAPD terpaut sifat toleran terhadap P rendah melalui metode bulk segregant analysis.3) Memperoleh informasi tentang keragaan karakter agronomi dan daya hasil galur F5 serta seleksi galur F5 yang adaptif terhadap kondisi P rendah. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pewarisan sifat adaptasi sorgum terhadap P rendah di kultur hara memperlihatkan bahwa karakter panjang tunas, panjang akar, bobot kering akar mempunyai nilai heritabilitas sedang. Karakter bobot kering tajuk dan bobot kering total mempunyai nilai heritabilitas tinggi. Analisis kendali genetik menunjukkan karakter panjang tunas, panjang akar, bobot kering akar, bobot kering total dan rasio bobot kering tajuk/akar dikendalikan banyak gen secara aditif. Karakter bobot kering tajuk dikendalikan banyak gen dengan aksi gen aditif dan terdapat pengaruh epistasis komplementer. Kegiatan di lapang menunjukkan bahwa pewarisan sifat adaptasi sorgum terhadap P rendah dikendalikan oleh banyak gen dengan aksi gen aditif serta memiliki nilai heritabilitas tergolong sedang hingga tinggi. Karakter yang dikendalikan oleh banyak gen (poligenik) perlu diseleksi pada generasi lanjut agar terjadi fiksasi gen, karena pada populasi bersegregasi F2 masih banyak segregan-segregan heterozigot. Salah satu metode seleksi yang digunakan untuk generasi lanjut adalah Single Seed Descent (SSD). Pembentukan galur menggunakan metode single seed descent telah berhasil mempertahankan nilai koefisien keragaman genetik sama untuk semua karakter yang diamati pada populasi bersegregasi F3 ke F4. Heritabilitas arti luas pada populasi F4 juga meningkat dibanding populasi F3, yang mengindikasikan adanya fiksasi gen aditif pada populasi F4 ditandai dengan meningkatnya homosigositas. Diantara karakter yang ada, seleksi pada generasi F4 dilakukan berdasarkan bobot biji per tanaman karena mempunyai nilai heritabilitas tinggi dan koefisien keragaman genetik luas. Berdasarkan karakter tersebut dipilih 50 galur yang mempunyai bobot biji/tanaman tinggi yang menghasilkan differensial seleksi terhadap bobot biji/tanaman sebesar 71.47%. Hasil seleksi atas karakter bobot biji per tanaman tertinggi, juga menyebabkan perbaikan nilai tengah karakter tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, bobot malai dan bobot 100 butir. Berdasarkan uji korelasi karakter bobot biji per tanaman berkorelasi nyata dan positif dengan karakter-karakter agronomi lain yang diamati. Karakter bobot biji merupakan karakter penting pada toleransi sorgum pada kondisi P rendah. Dalam rangka mengembangkan marker assisted breeding, dilakukan uji populasi F2 menggunakan marka RAPD pada tanaman yang ditanam di kultur hara. Namun demikian, uji menggunakan 60 primer menggunakan metode bulk segregant analysis (BSA) belum berhasil menyeleksi marka yang polimorfik antara bulk toleran dan peka terpaut sifat adaptasi sorgum terhadap P rendah, tetapi ada sebelas marka yang polimorfik antara tetua Numbu dan B69. Marka tersebut adalah marka potensial yang dapat menjadi pembeda diantara segregansegregan hasil persilangan B69 x Numbu untuk karakter tertentu yang terkait dengan karakter yang dimiliki pada Numbu. Lima puluh genotipe terbaik berdasarkan bobot biji/tanaman dari populasi F4 ditanam di lapang pada kondisi P rendah yang bertujuan untuk melihat perbandingan keragaan pertumbuhan dan daya hasil galur-galur F5 terseleksi berdasarkan daya hasil. Berdasarkan analisis diskriminan diperoleh 6 galur adaptif terhadap P rendah yaitu SSD-260, SSD-401, SSD-395, SSD-313, SSD-380 dan SSD-155. Galur moderat adaptif terhadap P rendah sebanyak 18 galur dan 26 galur peka terhadap P rendah.