Keragaman Genetik Varietas Lokal Kacang Tunggak (Vigna unguiculata (L.) Walp.) untuk Perakitan Varietas sebagai Alternatif Bahan Pangan.

Abstract

Kacang tunggak (Vigna unguiculata (L.) Walp) tergolong tanaman pangan kelompok leguminosa yang dapat digunakan sebagai produk pangan maupun pakan. Beberapa karakter unik kacang tunggak adalah morfologi yang beragam, mampu tumbuh pada kondisi tanah yang miskin unsur hara, tahan kekeringan, dan memiliki kadar nutrisi yang tinggi. Salah satu daerah di kepulauan Maluku yang memiliki spesies ini adalah Maluku Barat Daya (MBD) dengan kondisi ketersediaan air yang terbatas. Studi secara komprehensif tentang morfologi, fisiologi, biokimia, dan genetik dari kacang tunggak di daerah ini belum dilakukan dalam upaya pengembangan dan pemanfaatan baik dari segi pemuliaan, konservasi, maupun ekonomis. Secara umum, tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh varietas lokal kacang tunggak yang memiliki produktivitas tinggi, toleran terhadap kekeringan, dan mengandung kadar asam folat tinggi. Beberapa tujuan khusus dari penelitian ini adalah (1) menganalisis keragaman genetik varietas lokal kacang tunggak MBD berdasarkan karakter morfologi pada lokasi berbeda; (2) mengarakterisasi morfofisiologi varietas lokal kacang tunggak MBD terhadap cekaman kekeringan serta mengidentifikasi varietas yang toleran kekeringan; (3) menganalisis kadar asam folat varietas lokal kacang tunggak MBD dan korelasinya dengan karakter fisik sehingga dapat dijadikan penciri tanaman kacang tunggak berpotensi kadar asam folat tinggi; (4) mengidentifikasi sekuen gen dihidrofolat reduktase (DHFR) yang terlibat dalam jalur sintesis folat untuk perakitan varietas dalam pemanfaatan sebagai alternatif bahan pangan. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam menyediakan basis data untuk perakitan varietas unggul dengan produksi tinggi, toleran terhadap cekaman kekeringan, dan potensi kadar asam folat tinggi. Tahapan dalam penelitian terdiri atas analisis keragaman morfologi pada lokasi berbeda, respon morfofisiologi dan identifikasi varietas toleran terhadap cekaman kekeringan pada fase vegetatif dan generatif, kadar asam folat dan identifikasi sekuen gen DHFR yang terlibat dalam jalur sintesisnya. Keragaman morfologi dilakukan pada dua lokasi (Ambon dan Bogor) berdasarkan perbedaan kondisi lingkungan dan menggunakan 40 karakter mengikuti deskriptor dari International Board Plant Genetic Resources (IBPGR 1983). Perlakuan cekaman kekeringan berupa periode pemberian air yang menggambarkan kondisi keterbatasan air pada Kabupaten MBD. Perlakuan dilakukan di rumah kaca untuk pengukuran pada fase vegetatif dan generatif. Analisis kadar asam folat mengikuti serangkaian modifikasi metode yang dimulai dari maserasi, partisi, KLT, HPLC, dan LC-MS. Identifikasi gen DHFR dilakukan dengan amplifikasi PCR menggunakan primer spesifik DHFR dilanjutkan dengan sekuensing. Semua tahapan penelitian menggunakan tujuh varietas lokal yang terdiri atas KM1, KM3, KM4, KM6, KM7, KM8, KM9 dan tiga kultivar dari Balitkabi-Malang (KT1, KT2, KT7) sebagai pembanding. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tiap varietas memiliki karakter morfologi yang berbeda. Sebagian besar karakter yang diamati dengan nilai tertinggi dimiliki oleh varietas KM3, KM4, dan KM6. Hasil analisis komponen utama menunjukkan terdapat tiga klaster pada tiap lokasi. Varietas KM3 lebih adaptif, stabil, dan konsisten dari varietas lokal lainnya. Untuk perlakuan cekaman kekeringan pada fase vegetatif dan generatif menunjukkan bahwa periode pemberian air 10 hari sekali menurunkan semua karakter morfologi dan fisiologi kecuali kadar prolin dan panjang akar mengalami peningkatan. Terdapat hubungan yang signifikan antara panjang tajuk dengan kadar air relatif, laju transpirasi, jumlah dan bobot biji serta panjang akar dan kadar prolin. Berdasarkan nilai indeks sensitivitas dan analisis komponen utama diperoleh varietas KM7 tergolong toleran terhadap cekaman kekeringan. Selain perbedaan lokasi dan cekaman kekeringan, hasil analisis kadar asam folat pada kacang tunggak yang diteliti berkisar antara 100.13-131.54 μg/100 g dan berkorelasi signifikan dengan warna biji (r = 0.51). Sekuen gen Vu-DHFR pada tujuh varietas memiliki homologi yang tinggi dan hasil analisis MEGA menunjukkan terdapat tiga klaster. Simpulan umum dari penelitian ini yaitu varietas, perlakuan cekaman kekeringan berpengaruh signifikan terhadap karakter morfologi dan fisiologi. KM3 adalah varietas yang adaptif, stabil, dan konsisten pada lokasi yang berbeda. KM7 adalah varietas yang toleran terhadap cekaman kekeringan pada fase vegetatif dan generatif, sedangkan kadar asam folat yang tinggi ditemukan pada varietas KM1. Karakter warna biji berkorelasi dengan kadar asam folat dan dapat digunakan sebagai penciri varietas dengan potensi kadar asam folat tinggi. Gen DHFR memiliki homologi yang tinggi di antara varietas kacang tunggak. Beberapa varietas lokal di atas dapat dikembangkan dalam upaya perakitan varietas sehingga bermanfaat sebagai bahan pangan alternatif.