Studi Persilangan Buatan Antara Spesies Kopi Arabika, Robusta, dan Liberika

Abstract

Koeksistensi tiga spesies kopi, Coffea arabica, C. canephora, dan C. liberica di lokasi yang sama atau berdekatan dapat mendorong penyerbukan antar spesies secara alami. Namun, informasi mengenai perbandingan fenologi pembungaan dan struktur bunga ketiga spesies kopi tersebut masih relatif sedikit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan fenologi pembungaan dan karakter morfometrik bunga C. arabica, C. canephora, dan C. liberica. Fenologi pembungaan tiga spesies kopi diamati setiap hari pada bulan Juli hingga Oktober 2020 di dua lokasi yang terdapat populasi ketiganya dengan posisi saling berdekatan. Karakter morfometrik bunga, meliputi panjang tabung bunga, diameter bunga, panjang petala, lebar petala, jumlah petala, panjang antera, jumlah antera, dan panjang stilus, diukur pada periode puncak pembungaan. Hasil penelitian menunjukkan terdapat periode bunga mekar bersamaan antar ketiga spesies kopi, meskipun C. liberica mulai berbunga lebih awal, diikuti C. canephora dan terakhir C. arabica. Kondisi tersebut berkaitan dengan ketidakseragaman fase perkembangan bunga dalam satu dompol maupun antar dompol dalam satu cabang. Implikasinya adalah kegiatan persilangan buatan antar spesies dapat lebih mudah dilakukan pada periode pembungaan maksimum, tanpa diperlukan penyimpanan polen. Di sisi lain, C. liberica memiliki ukuran bunga paling besar, sedangkan C. arabica merupakan yang terkecil. Dua varietas botani dalam spesies C. liberica, yaitu C. liberica var. liberica dan C. liberica var. dewevrei dapat dibedakan secara jelas berdasarkan karakter tinggi tabung mahkota bunga, jumlah petala, dan jumlah antera. Kedua varietas Liberoid tersebut mengelompok terpisah meskipun posisinya masih relatif berdekatan dibandingkan dengan jarak keduanya terhadap kelompok C. arabica dan C. canephora. Dengan demikian, meskipun isolasi temporal dapat dipatahkan, hambatan pra-zigotik masih berpeluang terjadi secara alami akibat adanya keragaman morfologi bunga antar spesies kopi. Sebagian besar persilangan buatan antara spesies kopi Arabika dan Robusta dilakukan dengan arah Coffea arabica × C. canephora (ekses tetua betina) karena dinilai lebih berhasil dibandingkan dengan arah sebaliknya (ekses tetua jantan). Namun, informasi ilmiah terkait hambatan pasca-zigotik pada kombinasi dengan ekses tetua jantan masih sangat jarang. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi derajat keberhasilan hibridisasi antar spesies dengan ekses tetua jantan antara spesies C. canephora diploid dan C. arabica tetraploid. Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Pakuwon, Balai Penelitian Tanaman Industri dan Penyegar (Balittri) dari bulan Agustus 2019 hingga Maret 2022. C. canephora “Sidodadi” (C1) sebagai tetua betina diserbuki dengan tangan menggunakan polen dari C. arabica “Mangening” (A1) dan C. arabica “AGK” (A2). Sebagai perbandingan, juga dilakukan persilangan homoploid dalam dan antar spesies menggunakan polen dari C. canephora “Kriting” (C2) dan C. liberica var. liberica (L1). Persentase pembentukan buah (fruit set) hasil persilangan dicatat pada 3 bulan setelah antesis (months after pollination = MAP) dan 6 MAP. Karakter morfometrik buah dan biji diukur pada saat panen. Jumlah biji abnormal dengan endosperma gagal terbentuk (biji kopong) juga dicatat. Biji normal yang diperoleh kemudian disemai untuk mengamati persentase perkecambahan dan pertumbuhan bibit. Hasil penelitian menunjukkan kegagalan pembentukan buah dan biji sangat tinggi pada semua kombinasi persilangan antar spesies, baik dengan ekses tetua jantan (C1×A1 dan C1×A2) maupun tanpa ekses tetua jantan (C1×L1). Di sisi lain, kombinasi C1×A1 dan C1×A2 menghasilkan buah dan biji berukuran lebih panjang, sedangkan kombinasi C1×L1 menghasilkan buah dan biji berukuran lebih kecil dibandingkan kombinasi C1×C2. Hal tersebut berbanding lurus dengan perkecambahan dan pertumbuhan bibit dalam polibag. Kombinasi persilangan Coffea arabica (2n = 4x = 44) × C. canephora (2n = 2x = 22) dan resiproknya dilaporkan menghasilkan sejumlah kecil individu hibrida F1 dengan taraf ploidi triploid (2n = 3x = 33). Belum pernah dilaporkan adanya taraf ploidi yang berbeda antar individu hibrida F1. Penelitian ini bertujuan untuk menduga taraf ploidi masing-masing individu hibrida F1 kombinasi C. canephora (2n = 2x = 22) × C. arabica (2n = 4x = 44). Pendugaan menggunakan karakter morfometrik, yaitu ukuran polen dan kerapatan stomata. Sebanyak 300 polen sampel diambil dari 8 individu hibrida F1 (H4, H5, H6-1, H6-2, H9-1, H9-2, H13-2, dan H15) pada saat antesis, sesaat setelah antera pecah. Sampel cetakan epidermis sisi bawah daun dibuat menggunakan teknik usapan cat kuku bening. Sampel polen dan cetakan epidermis kemudian diamati di bawah mikroskop yang terintegrasi dengan kamera digital. Ukuran polen ditentukan berdasarkan diameter polar (DP), diameter equatorial (DE), serta luas tampak polen (LP), sedangkan kerapatan stomata merupakan jumlah stomata per mm2. Sebaran data ukuran polen divisualisasikan dalam bentuk boxplot, sedangkan data kerapatan stomata digambarkan dalam format whisker plot. Nilai median masing-masing individu dibandingkan terhadap kedua tetuanya berdasarkan analisis Mann-Whitney U test. Hasil penelitian menujukkan hanya H5 yang memiliki ukuran polen serupa dengan tetua jantannya. Tujuh individu lainnya serupa dengan tetua betinanya, minimal pada variabel LP. Sejalan dengan karakter ukuran polen, hanya kerapatan stomata H5 yang serupa dengan tetua jantan. Di sisi lain, kerapatan stomata H6-2 dan H15 berada di antara tetua jantan dan tetua betina. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan H5 merupakan tetraploid putatif, sedangkan H6-2 dan H15 merupakan triploid putatif. Selebihnya, yaitu H4, H6-1, H9-1, H9-2, dan H13-2 merupakan diploid putatif.