Identifikasi dan Pendugaan Parameter Genetik Karakter Morfofisiologi dan Hasil untuk Toleransi Cekaman Aluminium pada Tanaman Jagung (Zea mays L.)

Abstract

Salah satu upaya peningkatan produksi jagung dalam negeri dilakukan dengan memperluas lahan pertanaman jagung mencakup lahan-lahan sub optimal termasuk lahan tanah masam. Permasalahan utama pada tanah masam adalah cekaman Al yang dapat meracuni pertumbuhan tanaman. Telah dilaksanakan penelitian dalam rangka pemuliaan tanaman jagung pada tanah masam dengan cekaman Al yang diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif pemecahan masalah pada tanah masam. Tahap pemuliaan diawali dengan menduga parameter genetik karakter morfofisiologi untuk sifat toleransi cekaman Al pada tanah masam, baik di lapang maupun di rhizotron untuk memperoleh karakter seleksi serta mempelajari pola pewarisannya. Karakter seleksi harus memiliki keragaman genetik yang tinggi dan heritabilitas yang tinggi agar diperoleh kemajuan seleksi. Pewarisan sifat karakter seleksi dipelajari melalui analisis dialel dari lima galur inbrida terpilih. Persilangan dialel dilakukan untuk memperoleh calon tetua hibrida yang dievaluasi berdasarkan kemampuan daya gabung umum dan daya gabung khusus untuk memperoleh varietas hibrida toleran terhadap cekaman Al dengan cara mengevaluasi daya gabung dan nilai heterosis. Penelitian dilakukan secara sistematis untuk mencapai tujuan. Tahapan penelitian meliputi : 1) Pendugaan parameter genetik karakter morfofisiologi galur inbrida jagung di dua lingkungan tanah masam 2) Pendugaan parameter genetik karakter morfofisiologi akar galur inbrida jagung di rhizotron 3) Analisis genetik toleransi jagung terhadap cekaman aluminium dan 4) Evaluasi daya gabung umum dan daya gabung khusus lima tetua dan populasi F1 hasil persilangan galur inbrida asal CIMMYT dan Balitsereal Maros. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakter ASI (anthesis silk interval) dan karakter bobot tongkol per plot dapat digunakan sebagai karakter seleksi pada lingkungan tanah masam dengan criteria Al-dd 1.87 me100 g-1, karena memiliki koefisien keragaman dan heritabilitas tinggi serta berkorelasi nyata dengan hasil. Galur CLA 84, CLA 95, 1027-13, CLA 16, CLA 105 dan 452006 merupakan galur toleran tanah masam berdasarkan karakter bobot tongkol per plot. Galur CLA 84, CLA 16, CLA 18, CLA 41, CLA 91, 452006 dan 1042-71 merupakan galur toleran tanah masam berdasarkan karakter ASI. Pada studi morfofisiologi akar di Rhizotron, karakter diameter sebaran akar dan karakter bobot kering akar dapat digunakan sebagai karakter seleksi karena memiliki koefisien keragaman dan heritabilitas tinggi serta berkorelasi nyata dengan karakter langsung panjang akar. Galur CLA 106, CLA 84, CLA 46, 1027-13, 1042-69 dan 1042-71 merupakan galur toleran tanah masam berdasarkan karakter diameter sebaran akar. Galur CLA 84, CLA 46, CLA 95 dan 1042-71 merupakan galur toleran tanah masam berdasarkan karakter bobot kering akar di rhizotron. Kadar Al jaringan akar pada galur toleran lebih tinggi dibanding dengan kadar Al jaringan akar pada galur peka. Mekanisme toleransi terhadap cekaman aluminium galur toleran adalah mekanisme penghindaran (avoidance), yaitu dengan cara menahan Al di jaringan akar agar tidak mengganggu metabolisme jaringan lain. Hasil studi analisis genetik menunjukkan tidak terdapat interaksi antar gen dalam menentukan toleransi terhadap cekaman Al. Aksi gen pengendali toleransi terhadap cekaman Al pada karakter yang diamati lebih dipengaruhi faktor dominan dan terdapat efek faktor overdominansi pada seluruh karakter seleksi yang diamati. Aksi gen dominan dapat dilihat pada nilai heterosis dan heterobeltiosis. Toleransi terhadap cekaman aluminium dikendalikan oleh gen-gen positif pada hampir semua karakter. Tetua tetua mengandung lebih banyak gen-gen dominan pada semua karakter. Nilai duga heritabilitas arti luas (h2bs) tergolong tinggi yang menunjukkan bahwa pengaruh keragaman genetik terhadap keragaman yang diamati cukup tinggi, namun sumbangan komponen gen aditif terhadap keragaman yang diamati tidak cukup besar sehingga diperoleh heritabilitas arti sempit (h2ns) kecil sampai sedang. Studi analisis genetik bertujuan mempelajari aksi gen pengendali sifat toleransi terhadap cekaman tanah masam. Hasil studi evaluasi daya gabung tetua menunjukkan bahwa galur NEI 9008, CLA 84 dan CLA 46 merupakan penggabung yang baik untuk karakter ASI. Tetua galur 1042-71, CLA 84 merupakan penggabung yang baik untuk karakter jumlah biji per tongkol. Adapun Tetua galur 1042-71 merupakan penggabung yang baik untuk karakter jumlah baris per tongkol. Tetua galur 1042-71 dan NEI 9008 merupakan penggabung yang baik untuk karakter bobot kering tongkol dan bobot kering biji. Kombinasi persilangan CLA 46 dan NEI 9008 memiliki daya gabung khusus serta nilai heterosis dan heterobeltiosis tertinggi untuk ASI, jumlah biji per tongkol, jumlah baris per tongkol, bobot kering biji dan bobot kering tongkol sehingga dapat digunakan sebagai kandidat tetua untuk membentuk varietas hibrida toleran tanah masam.