Analisis Genetik dan Segregasi Transgresif Berbasis Informasi Kekerabatan untuk Potensi Hasil dan Panen Serempak Kacang Hijau

Abstract

Program perbaikan kacang hijau antara lain diarahkan untuk meningkatkan daya hasil melampaui 2 ton ha-1 dan panen serempak pada kisaran umur panen 55- 65 hari, dengan ukuran biji 5-6 gram (100 biji)-1. Kegiatan seleksi memegang peranan penting dalam program perbaikan genetik tanaman, khususnya untuk menghasilkan suatu varietas baru. Seleksi berlangsung efektif ketika sejumlah famili-famili segregan transgresif berhasil difiksasi pada generasi awal. Keberhasilan fiksasi segregasi transgresif memungkinkan pengembangan metode seleksi generasi awal yang dapat mempercepat perolehan galur-galur harapan baru. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan kandidat galur harapan untuk salah satu atau lebih karakter seleksi, yaitu berdaya hasil tinggi dan/atau cenderung panen serempak, dan mengembangkan suatu metode seleksi generasi awal pada tanaman kacang hijau. Percobaan generasi awal menggunakan rancangan acak tak lengkap berblok bersekat tersarang 1-tahap. Bahan genetik yang digunakan adalah dua populasi kacang hijau, yaitu zuriat persilangan Mamasa Lere Butnem × Lasafu Lere Butnem (populasi MN) dan Gelatik × Mamasa Lere Butsiw (populasi GS), dan dua periode generasi yaitu generasi F3 dan F4. Analisis genetik digunakan untuk mengevaluasi ragam aksi gen non aditif dan keterbauran. Prediksi tak bias linear terbaik (best linear unbiased predictions, BLUP) dari kelas model linear campuran digunakan sebagai nilai pemuliaan empiris. Analisis biplot BLUPFT dan BLUPWFT masing-masing digunakan untuk mengeksplorasi famili-famili segregan transgresif. Metode indeks seleksi kombinasi analisis eigen (combined-eigenanalysis index selection method, CESIM) dan seleksi ekstrim digunakan dalam seleksi, masing-masing untuk semua sifat kuantitatif sebagai sifat berganda serta untuk bobot biji dan indeks panen serempak saja. Familifamili pada generasi lanjut dengan perolehan respons seleksi positif dan seragam ganda, khususnya dengan daya hasil tinggi dan cenderung panen serempak, merupakan famili-famili segregan transgresif yang terpilih dalam seleksi. Hasil analisis genetik memperlihatkan bahwa sifat-sifat kuantitatif pada generasi awal kacang hijau zuriat persilangan MN dan GS cenderung menyebar tak normal dengan ragam yang tak homogen, disebabkan oleh pengaruh aksi gen non aditif, ragam keterbauran dan data tak setimbang. BLUP dari kelas model linear campuran dapat diperoleh berbasis informasi kekerabatan pada generasi F3 dengan keakuratan nilai pemuliaan dan heritabilitas arti sempit sifat-sifat kuantitatif berkisar antara 31-99% dan 0.10-0.98 pada populasi MN, dan 36-95% dan 0.13-0.91 pada populasi GS. Sifat-sifat kuantitatif jumlah biji bernas, lama hari panen dan bobot 100 biji merupakan indikator seleksi untuk bobot biji dan indeks panen serempak pada kedua populasi. Hasil analisis segregasi transgresif memperlihatkan terdapat sedikitnya 24.88% dan 18.90% famili-famili segregan transgresif sifat berganda, khususnya untuk sifat bobot biji dan indeks panen serempak pada kedua populasi generasi awal. Penggunaan CESIM dalam pelaksanaan seleksi juga menghasilkan respons iii seleksi positif dan koefisien determinasi yang tinggi yaitu mencapai 97.76% dan 96.74% pada populasi MN dan GS. Famili-famili dengan perolehan respons seleksi positif sebagian besar diantaranya konsisten seragam ganda. CESIM dengan peubah segregasi transgresif menghasilkan famili-famili segregan transgresif pada generasi awal dan dapat direkomendasikan sebagai galur harapan baru. Keberhasilan ini mengindikasikan bahwa metode ini dapat dikembangkan sebagai suatu kelas metode seleksi baru dalam pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri yang disebut sebagai metode seleksi segregasi transgresif. Famili-famili yang dapat direkomendasikan sebagai galur harapan baru dapat dikategorikan atas tiga gugus, masing-masing famili-famili berdaya hasil tinggi yang cenderung panen serempak, famili-famili berdaya hasil tinggi saja, dan famili-famili cenderung panen serempak saja. Gugus pertama terdiri atas tiga famili dengan daya hasil 2.01-2.21 ton ha-1 dan proporsi indeks panen serempak 0.68-0.76 (dua diantaranya dengan lama hari hingga panen terakhir 88 dan 89 hari). gugus kedua terdiri atas lima famili dengan daya hasil 2.04-2.46 ton ha-1 dan proporsi indeks panen serempak 0.50-0.61 (dua diantaranya dengan lama hari hingga panen terakhir 84 dan 89 hari). Gugus ketiga terdiri atas 12 famili cenderung panen serempak (proporsi 0.66-0.84) dan daya hasil cukup tinggi (1.39-1.86 ton ha-1), tujuh famili diantaranya mempunyai lama hari hingga panen terakhir berkisar antara 83-89 hari. Metode seleksi segregasi transgresif yang dikembangkan dari penelitian ini terdiri atas tiga metode, masing-masing metode seleksi segregasi transgresif silsilah (pedigree transgressive segregation selection method), metode seleksi segregasi transgresif silsilah-turunan biji tunggal (pedigree-single seed descent transgressive segregation selection method), dan metode seleksi segregasi transgresif haploid ganda (double haploid transgressive segregation selection method). Ketiga metode seleksi di atas dapat pula digunakan sebagai salah satu prosedur seleksi untuk generasi awal dalam sistem persilangan selektif dialel (diallel selective mating system).