Studi Genetik dan Seleksi Famili F3 Hotong [Setaria italica (L.) Beauv] Berbantu Marka SNAP Berbasis Gen SiDREB2

Abstract

Hotong (Setaria italica L. Beauv.) merupakan salah satu tanaman serealia yang dilaporkan memiliki toleransi cukup baik terhadap cekaman salinitas pada rentang moderat, sehingga potensial untuk dibudidayakan di lahan salin. Keunggulan lain dari hotong adalah kandungan nutrisinya yang baik, yaitu indeks glikemik yang rendah, kandungan protein tinggi, mengandung mineral, serat pangan, dan anti-oksidan. Akan tetapi, hotong belum dikenal secara luas oleh masyarakat Indonesia dan belum ada varietas unggul hotong yang dilepas di Indonesia. Idiotipe varietas unggul hotong yang diinginkan yaitu memiliki sifat-sifat agronomis penting seperti habitus tidak terlalu tinggi, tidak mudah rebah, ukuran biji besar, waktu panen cepat, produktivitas tinggi, toleran terhadap cekaman lingkungan, dan kandungan gizi biji yang baik. Karakterisasi terhadap hotong koleksi Balai Penelitian Tanaman Serealia (Balitsereal) dan sejumlah genotipe hotong lokal Indonesia hasil eksplorasi telah dilakukan, dilanjutkan dengan persilangan genotipe ICERI-6 dengan genotipe Botok-4 yang keberhasilan hibridisasinya telah dikonfirmasi menggunakan marka SNAP berbasis gen SiDREB2. Seleksi pada generasi F2 berdasarkan indeks seleksi yang dibangun menggunakan karakter bobot biji per tanaman, umur berbunga dan tinggi tanaman serta berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 menghasilkan 50 nomor famili F3 dengan genotipe A/A untuk dilanjutkan evaluasinya pada generasi F3. Evaluasi famili F3 untuk toleransi terhadap cekaman salinitas dan performa agronomi di lapangan berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 penting untuk dilakukan. Penelitian terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh alel gen SiDREB2 dalam toleransi terhadap cekaman salinitas pada nomor-nomor famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 di rumah kaca. Percobaan kedua dilakukan untuk mengevaluasi performa agronomi nomor-nomor famili F3 hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 serta menentukan nilai ragam dan komponen heritabilitasnya. Hasil analisis pada percobaan pertama menunjukan variasi basa ke-558 pada gen SiDREB2 berpengaruh dalam toleransi bibit nomor-nomor famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 terhadap cekaman salinitas 75 mM NaCl. Nomor-nomor famili F3 hotong dengan genotipe A/A memiliki toleransi yang lebih baik terhadap cekaman 75 mM NaCl berdasarkan bobot kering tajuk dan bobot kering total pada 21 HST, dibandingkan genotipe A/G dan G/G. Tiga nomor famili F3 dengan genotipe A/A (I6B4-7-286, -281, dan -293) diduga toleran terhadap cekaman salinitas berdasarkan indeks toleransi GMP (geometric mean productivity), HM (harmonic mean), STI (stress tolerance index), K2STI (K2 modified stress tolerance index), YI (yield index), dan K1STI (K1 modified stress tolerance index). Hasil analisis percobaan kedua menunjukkan bahwa populasi yang terdiri atas 50 nomor famili F3 dengan genotipe A/A memiliki nilai tengah populasi, heritabilitas, koefisien keragaman fenotipe (KKF), dan koefisien keragaman genetik (KKG) yang beragam. Famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 memiliki nilai tengah yang lebih baik dari salah satu atau kedua tetuanya pada karakter tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman. Karakter tinggi tanaman dan bobot biji per tanaman memiliki heritabilitas arti luas tinggi, sedangkan karakter umur berbunga memiliki heritabilitas arti luas sedang. Seleksi berdasarkan indeks seleksi terboboti menghasilkan 10 famili F3 terpilih, dan 30 individu dengan indeks seleksi tertinggi dari 10 famili F3 terbaik tersebut direkomendasikan untuk dilanjutkan ke generasi berikutnya. Nilai duga kemajuan seleksi (ΔG) mengindikasikan peningkatan tinggi tanaman, umur berbunga yang lebih cepat, dan peningkatan bobot biji per tanaman pada generasi selanjutnya. Evaluasi pengaruh variasi basa ke-558 pada gen SiDREB2 terhadap toleransi salinitas menunjukan marka SNAP berbasis gen SiDREB2 dapat dimanfaatkan untuk menduga toleransi tanaman pada generasi awal namun tetap diperlukan evaluasi pada generasi lanjut. Informasi heritabilitas, kergaman genetik, dan fenotipe pada generasi F3 diharapkan mampu meningkatkan efisiensi pemuliaan hotong pada generasi selanjutnya. Individu-individu pada generasi F3 dengan indeks seleksi tertinggi dapat dilanjutkan untuk generasi selanjutnya.