Analisis Genetik Umur Berbunga dan Potensi Hasil Biji Kecipir (Psophocarpus tetragonolobus L.)

Abstract

Kecipir (Psophocarpus tetragonolobus L.) merupakan salah satu komoditas kacang-kacangan asli Indonesia yang belum banyak dimanfaatkan. Hampir semua bagian tanaman ini dapat dikonsumsi, termasuk bagian biji. Tingginya kandungan protein hingga potensinya untuk menghasilkan minyak berkualitas menjadikan biji kecipir sebagai suatu komoditas yang menjanjikan. Meski Indonesia mempunyai plasma nutfah kecipir yang cukup banyak, tetapi pengembangannya belum dilakukan secara optimal. Beberapa kendala yang menurunkan minat petani untuk menanam kecipir dalam skala besar antara lain umur berbunga yang dalam serta produktivitas tanaman yang rendah. Pemuliaan tanaman kecipir perlu dilakukan untuk memperbaiki umur berbunga dan produktivitas biji. Penelitian ini dirancang menjadi tiga percobaan untuk menjawab permasalahan tersebut. Percobaan satu bertujuan untuk mempelajari kendali genetik umur berbunga dan potensi hasil biji kecipir. Persilangan buatan antara dua genotipe kecipir yang mempunyai perbedaan sifat umur berbunga dan potensi hasil biji dilakukan untuk membentuk 6 populasi dasar (P1, P2, F1/F1R, F2, BCP1, BCP2). Hasil percobaan menunjukkan bahwa indikasi efek maternal ditemukan pada karakter panjang polong kering, jumlah biji per polong, dan bobot biji per polong. Berdasarkan hasil uji skala, umur berbunga kecipir diduga dikendalikan oleh lebih dari satu gen yang saling berinteraksi (epistasis), sementara jumlah cabang kecipir dikendalikan oleh satu gen yang bersifat dominan penuh. Bobot polong kering dan panjang polong kering kecipir dikendalikan oleh aksi gen aditif dan dominan dengan pengaruh interaksi aditif-aditif dan dominan-dominan yang menghasilkan epistasis tipe duplikasi. Keragaman karakter jumlah biji per polong dan bobot biji per polong pada kecipir ditentukan oleh aksi gen aditif [d] dan dominan [h]. Model yang paling sesuai untuk menjelaskan keragaman karakter bobot 100 biji kecipir adalah m[d][h][i][j], sementara keragaman jumlah polong per tanaman dan bobot biji per tanaman kecipir mengikuti model m[d][h][l] yang menghasilkan tipe epistasis duplikasi. Percobaan dua bertujuan untuk menentukan metode seleksi yang paling efektif untuk menghasilkan genotipe unggul kecipir dengan umur berbunga genjah dan potensi hasil biji tinggi. Pada percobaan ini, populasi F2 kecipir diseleksi menggunakan dua pendekatan seleksi indeks, yaitu seleksi indeks terboboti Smith-Hazel dan Multi-traits Genotype-Ideotype Distance Index (MGIDI) untuk melihat efektivitas kedua metode dalam menghasilkan kemajuan genetik terbaik. Kriteria seleksi yang digunakan berupa umur berbunga dan beberapa karakter komponen produksi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa bobot biji per tanaman mempunyai korelasi yang erat dengan jumlah polong per tanaman (r = 0,82), diikuti bobot biji per polong (r = 0,39), jumlah biji per polong (r = 0,30), dan bobot polong kering (r = 0,30). Keempat karakter tersebut dapat digunakan sebagai kriteria seleksi untuk mendapatkan genotipe unggul kecipir yang berproduksi tinggi. Terdapat 16 genotipe kecipir yang terpilih berdasarkan seleksi indeks Smith-Hazel dan MGIDI. Seleksi menggunakan MGIDI terbukti lebih presisi dan efisien dalam memilih genotipe unggul kecipir yang mempunyai gabungan karakter yang diinginkan. Percobaan tiga bertujuan untuk mempelajari mekanisme pembungaan kecipir melalui pendekatan metabolomik. Informasi metabolit terkait umur berbunga diharapkan dapat digunakan untuk mengidentifikasi kemungkinan gen yang berperan dalam proses biologis tersebut sehingga dapat dikembangkan marka molekuler untuk keperluan seleksi. Metabolit volatil dianalisis menggunakan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) pada dua genotipe kecipir yang mempunyai perbedaan umur berbunga, yaitu KU (umur genjah) dan KH (umur dalam). Sampel buku setiap genotipe diambil pada 3 fase, yaitu saat muncul daun, bakal bunga, dan bunga mekar. Analisis GC-MS berhasil mendeteksi 40 metabolit volatil dengan kualitas yang tinggi dimana senyawa tersebut mengelompok berdasarkan fase buku. Peningkatan konsentrasi senyawa methyl palmitate dan ethyl palmitate pada beberapa fase buku diduga berkaitan dengan mekanisme pembungaan kecipir.