Studi Genetik Karakter Kuantitatif Buah dan Stabilitas Hasil Persilangan Tiga Kelompok Melon di Multilokasi

Abstract

Melon (Cucumis melo L.) merupakan komoditas hortikultura yang memiliki nilai ekonomi dan keragaman genetik tinggi. Tiga kelompok melon yang sering dibudidayakan adalah kelompok reticulatus, inodorus dan makuwa. Keunggulan dan kekurangan masing-masing kelompok melon menjadi peluang dan tantangan dalam kegiatan pemuliaan tanaman. Studi genetik merupakan tahapan awal agar kegiatan pemuliaan dapat efesien. Studi genetik di beberapa lokasi memberikan informasi lebih akurat. Evaluasi hibrida F1 hasil persilangan dialel di beberapa lokasi diperlukan untuk mendapatkan informasi stabilitas genotipe. Penelitian terdiri atas empat percobaan, yaitu: (1) Karakterisasi dan keragaan genotipe melon kelompok reticulatus, inodorus dan makuwa. (2) Komparasi studi pewarisan menggunakan metode hayman di tiga lokasi untuk karakter buah hasil persilangan tiga kelompok melon. Genotipe yang digunakan yaitu enam tetua yaitu dua genotipe kelompok reticulatus, dua genotipe kelompok inodorus dan dua genotipe kelompok makuwa. Enam genotipe tetua diperoleh hasil percobaan 1. Analisis silang dialel lengkap 30 kombinasi F1 yang terdiri 15 F1 dan 15 F1R (resiprokal). (3) Analisis jarak ketidakmiripan tiga kelompok melon terhadap daya gabung dan heterosis di multi-lingkungan. Genotipe yang digunakan sama dengan percobaan 2. (4) Analisis stabilitas parametrik dan non parametrik serta penentuan parameter terhadap kestabilan genotipe. Genotipe yang digunakan sama dengan percobaan 2 dan 3 ditambah 3 varietas pembanding. Percobaan pertama mendapatkan pengelompokan sesuai dengan kelompok secara botani. Melon kelompok reticulatus dengan kelompok inodorus lebih mirip dibandingkan kelompok reticulatus dengan kelompok makuwa dan kelompok inodorus dengan kelompok makuwa. Kelompok melon makuwa memiliki karakteristik yang berbeda dengan kelompok inodorus dan reticulatus yaitu pada karakter ukuran buah, kedalaman alur, warna alur, lebar maksimum antar alur, intensitas warna alur, lebar alur dan alur buah. Genotipe IPBM23 memiliki keragaan terbaik untuk karakter panjang buah, tebal daging buah dan bobot buah. Genotipe IPB283 memiliki keragaan terbaik untuk karakter diameter buah. Genotipe UME90 memiliki keragaan terbaik untuk karakter rasio daging rongga. Genotipe UME39 dan IPBM21 memiliki keragaan terbaik untuk karakter padatan total terlarut. Percobaan kedua menunjukan bahwa pendugaan tidak adanya interaksi gen dapat bias akibat adanya pengaruh interaksi genetik x lingkungan dan lingkungan. Pengaruh aditif memiliki pola yang tidak sama antar lokasi, sedangkan pengaruh dominannya memiliki pola yang sama antar lokasi. Pengaruh aksi gen dominan lebih besar dibandingkan aksi gen aditif konsisten pada semua lokasi untuk karakter panjang buah, diameter buah, tebal daging buah dan bobot buah dan juga diikuti dengan konsistensi tingkat dominansi yaitu dominan lebih. Gen-gen yang mengendalikan pewarisan karakter panjang buah, diameter buah, tebal daging buah dan padatan total terlarut konsisten menyebar tidak merata di dalam tetua. Gen-gen positif konsisten terlibat lebih banyak dalam v menentukan karakter panjang buah, diameter buah dan padatan total terlarut. Semua karakter buah memiliki jumlah kelompok gen yang tidak konsisten pada semua lokasi. Konsistensi tingkat dominansi yang dominan lebih dan pengaruh aksi gen dominan nyata dan lebih besar dibandingkan aksi gen aditif menghasilkan konsistensi heritabilitas arti luas dengan kriteria tinggi. Tetua IPBM23 adalah tetua yang paling banyak mewariskan gen-gen dominan untuk perbaikan karakter panjang dan bobot buah. Tetua UME90 adalah tetua yang paling banyak mewariskan gen-gen dominan untuk perbaikan karakter tebal daging buah. Tetua UME101 adalah tetua yang paling banyak mewariskan gengen dominan untuk perbaikan karakter padatan total terlarut. Percobaan ketiga mendapatkan hasil bahwa Nilai DGU gabungan tertinggi selalu diikuti dengan nilai DGU tertinggi setiap lingkungan meskipun terdapat interaksi genetik × lingkungan dan interaksi DGU × lingkungan. IPBM23 adalah tetua yang memiliki DGU tertinggi untuk bobot buah dan panjang buah. UME101 adalah tetua dengan DGU tertinggi untuk panjang buah. UME90 adalah tetua yang memiliki DGU tertinggi untuk tebal daging buah. UME99 dan IPB283 adalah tetua dengan DGU tertinggi untuk padatan total terlarut. Nilai DGK gabungan tertinggi tidak diikuti dengan nilai DGK tertinggi setiap lingkungan. Persilangan antar kelompok melon menghasilkan nilai heterosis dan heterobeltiosis lebih baik dibandingkan persilangan dalam kelompok yang sama. Terdapat korelasi negatif antara jarak ketidakmiripan dengan daya gabung khusus untuk bobot buah, serta dengan daya gabung umum betina dan jantan untuk tebal daging buah pada persilangan dalam kelompok. Jarak ketidakmiripan berkorelasi positif dengan rerata heterosis dan heterobeltiosis untuk bobot buah, tetapi tidak menunjukkan korelasi nyata terhadap parameter genetik untuk karakter tebal daging buah pada persilangan antar kelompok reticulatus-makuwa. Percobaan keempat mendapatkan hasil bahwa rerata tingkat stabilitas yang baik dan keragaan yang baik dapat menjadi indikator dalam pemilihan genotipe stabil. Genotipe stabil dengan keragaan baik adalah F1 Bomer, GM32, GM25, GM23, GM20, GM31 dan GM7. Stabilitas genotipe dipengaruhi oleh jarak ketidakmiripan, tetua yang membawa alel yang diinginkan lebih banyak dan daya gabung umum.

Melon (Cucumis melo L.) is a horticultural commodity with high economic value and genetic diversity. Three groups of melons that are often cultivated are the reticulatus, inodorus, and makuwa groups. The advantages and disadvantages of each melon group become opportunities and challenges in plant breeding activities. Genetic studies are the initial stage to ensure that breeding activities can be efficient. Genetic studies at several locations provide more accurate information. Evaluation of F1 hybrids resulting from diallel crosses at several locations is necessary to obtain information on genotype stability. The research consists of four experiments, namely: (1) Characterization and performance of melon genotypes from the reticulatus, inodorus, and makuwa groups. (2) Comparison of inheritance studies using the Hayman method at three locations for fruit characteristics resulting from the crossbreeding of three melon groups. The genotypes used were six parents, namely two genotypes from the reticulatus group, two genotypes from the inodorus group, and two genotypes from the makuwa group. Six parental genotypes were obtained from the experiment 1. Complete diallel cross analysis of 30 F1 combinations consisting of 15 F1 and 15 F1R (reciprocal). (3) Analysis of dissimilarity distance of three groups of melon for combining ability and heterosis in multiple environments. The genotypes used are the same as in experiment 2. (4) Analysis of parametric and non-parametric stability and determination of parameters for genotype stability. The genotypes used are the same as in experiments 2 and 3, plus 3 comparison varieties. The first experiment achieved grouping according to botanical classifications. Melons of the reticulatus group are more similar to the inodorus group than the reticulatus group is to the makuwa group, and the inodorus group is to the makuwa group. The makuwa melon group has characteristics that differ from the inodorus and reticulatus groups, specifically in characteristics of fruit size, groove depth, groove color, maximum groove spacing, groove color intensity, groove width, and fruit groove. Genotype IPBM23 has the best performance for the fruit length, fruit flesh thickness traits, and fruit weight. Genotype IPB283 has the best performance for the fruit diameter trait. Genotype UME90 has the best performance for the flesh-to-pulp ratio trait. Genotypes UME39 and IPBM21 have the best performance for the total soluble solids trait. The second experiment shows that the estimation of the absence of gene interaction can be biased due to the influence of gene-environment interaction and environment. The additive effect has different patterns across locations, whereas the dominance effect has the same pattern across locations. The influence of dominant gene action is greater than that of additive gene action consistently across all locations for the traits of fruit length, fruit diameter, fruit flesh thickness, and fruit weight. It is also followed by a consistent level of dominance, which is overdominant. The genes that control the inheritance of fruit length, fruit diameter, fruit flesh thickness, and total soluble solids consistently spread unevenly within the parents. Consistent positive genes are more involved in determining the fruit length, fruit diameter, and total soluble solids. All fruit characteristics have an vii inconsistent number of gene groups across all locations. The consistency of the dominant dominance level and the influence of the dominant gene action are absolute and greater than the additive gene action, resulting in high criteria broadsense heritability consistency. The IPBM23 parent is the one that most frequently transmits dominant genes to improve fruit length and weight characteristics. The UME90 parent is the one that most frequently passes on dominant genes to improve the character of fruit flesh thickness. Parent UME101 is the parent that most frequently passes on dominant genes to improve the character of total soluble solids. The third experiment found that the highest combined GCA value is always followed by the highest GCA value in each environment, despite genetic × environment interaction and GCA × environment interaction. IPBM23 is the parent with the highest GCA for fruit weight and fruit length. UME101 is the parent with the highest GCA for fruit length. UME90 is the parent with the highest GCA for fruit flesh thickness. UME99 and IPB283 have the highest DGU for total soluble solids. The highest combined SCA value is not followed by the highest SCA value in each environment. Crosses between melon groups yield better heterosis and heterobeltiosis values than crosses within the same group. There is a negative correlation between the distance of dissimilarity and specific combining ability for fruit weight and general combining ability for both female and male for fruit flesh thickness in intra-group crosses. The dissimilarity distance positively correlates with the average heterosis and heterobeltiosis for fruit weight. However, it does not significantly correlate with genetic parameters for fruit flesh thickness in inter-group reticulatus-makuwa crosses. The fourth experiment found that the average level of good stability and good performance can be indicators in the selection of stable genotypes. Stable genotypes with good performance are F1 Bomer, GM32, GM25, GM23, GM20, GM31, and GM7. Genotype stability is influenced by genetic distance, parents carrying more desired alleles, and general combining ability.