Studi Genetik Potensi Hasil dan Sifat Waxy pada Populasi F2 Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) hasil Persilangan Demak 4 x Soraya 3

Abstract

Sorgum sebagai tanaman serealia terpenting di dunia setelah jagung, gandum, padi dan barley sudah dibudidayakan dibeberapa daerah di Indonesia. Sebagai tanaman pangan yang dikembangkan untuk mendukung program diversifikasi pangan, sorgum memiliki keunggulan dalam daya adaptasi, produktivitas yang baik pada lahan marjinal dan memiliki kandungan gizi sehingga juga berpotensi jika dikembangkan sebagai tanaman pangan fungsional. Varietas sorgum yang berkembang saat ini didominasi oleh sorgum dengan hasil nasi bertekstur pera. Kualitas tanak yang disukai oleh sebagian besar masyarakat Indonesia adalah nasi bertekstur pulen. Sorgum dengan nasi bertekstur pulen memiliki kandungan amilosa yang rendah. Sorgum dengan kandungan amilosa yang rendah dikenal sebagai sorgum waxy. Karakterisasi dan evaluasi keragaman morfologi diperlukan untuk melihat sifat-sifat yang saling berkorelasi terhadap potensi hasil. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai keragaman morfologi agronomi tetua dan hasil persilangan sorgum serta mengevaluasi sifat-sifat yang berkorelasi terhadap potensi hasil. Materi genetik yang digunakan pada penelitian terdiri dari varietas lokal Demak 4 sebagai tetua betina, galur unggul baru IPB Soraya 3 sebagai tetua jantan, 200 individu tanaman F2 dan 4 genotipe pembanding, Rancangan percobaan yang digunakan yaitu rancangan populasi bersegregasi berbasis individu dengan tiga kali ulangan. Terdapat 41 individu tanaman F2 yang memiliki bobot biji per malai lebih tinggi dibandingkan kedua tetuanya. Karakter bobot biji per malai pada popolasi F2 dipengaruhi oleh banyak gen yang dikendalikan oleh aksi gen aditif. Semua karakter yang diamati pada populasi F2 menunjukkan nilai heritabilitas arti luas yang tinggi. Karakter bobot biji per malai menunjukkan nilai koefisien keragaman genetik (KKG) yang tergolong luas. Bobot malai kering berkorelasi erat dan berpengaruh langsung terhadap bobot biji per malai. Identifikasi sifat waxy dilakukan melalui metode molekuler berdasarkan marka DNA spesifik alel waxy dan metode fenotipe berdasarkan pewarnaan iodin pada endosperma biji sorgum. Identifikasi sifat waxy berdasarkan fenotipe melalui pewarnaan endosperma biji menunjukkan Demak 4 sebagai tetua betina dan 90 nomor tanaman pada populasi F2 hasil persilangan sorgum teridentifikasi memiliki sifat waxy. Identifikasi sifat waxy secara molekuler Demak 4 sebagai tetua betina dan 20 nomor tanaman pada populasi F2 hasil persilangan sorgum teridentifikasi memiliki sifat heterowaxy yang ditandai dengan terbentuknya dua jenis ukuran pita yang terdiri dari alel tipe waxy wxa dan alel tipe liarnya (Wx). Terdapat 40 tanaman pada populasi F2 yang mengandung alel wxa saja sehingga digolongkan kepada sorgum tipe waxy.

Sorghum, the most important cereal crop in the world after maize, wheat, rice, and barley, has been cultivated in several regions in Indonesia. As a food crop developed to support food diversification programs, sorghum has advantages in adaptability and good productivity on marginal land. It has nutritional content, so it also has the potential to develop as a functional food crop. Sorghum varieties that are currently developing are dominated by sorghum with firm-textured rice. The quality of rice preferred by most Indonesians is stickier rice texture. Sorghum with stickier rice texture has a low amylose content. Sorghum with low amylose content is known as waxy sorghum. Characterization and evaluation of morphological diversity are needed to see traits that correlate with yield potential. This study aimed to obtain information on the agronomic morphological diversity of sorghum parents and crosses and evaluate the characteristics that correlate with yield potential. The genetic material used in the study consisted of the local variety Demak 4 as a female parent, the new superior strain IPB Soraya 3 as a male parent, 200 individual F2 plants, and four check genotypes. The experimental design used was an individual-based segregated population design with three replications. 41 individual F2 plants had higher grain weight per panicle than their parents. The character of grain weight per panicle in the F2 population is influenced by many genes controlled by additive gene action. All characters observed in the F2 population showed high broad heritability values. The character of grain weight per panicle shows a relatively broad genotypic coefficient of variance (GCV) value. Dry weight per panicle has a strong correlation with and a direct impact on the grain weight per panicle. Identification of waxy traits was carried out through molecular method based on waxy allele-specific DNA markers and phenotypic method based on iodine staining of sorghum seed endosperm. Identification of waxy traits based on phenotypes through staining of seed endosperm showed Demak 4 as a female parent, and 90 plant numbers in the F2 population of sorghum crosses were identified as having waxy traits. Identification of waxy traits molecularly using specific DNA markers of waxy alleles showed Demak 4 as a female parent, and 20 plant numbers in the F2 population of sorghum crosses were identified as having heterowaxy traits characterized by the formation of two types of band sizes consisting of waxy type alleles wxa and wild type alleles (Wx). There were 40 plants in the F2 population that contained only the wxa allele, so they were classified as waxy-type sorghum.