Analisis Genetik dan Efisiensi Seleksi Menggunakan Single Seed Descent pada Kedelai [Glycine max (L.) Merr.] untuk Adaptasi Tanah Masam

Abstract

Persilangan merupakan salah satu metode untuk menggabungkan sifat-sifat yang diinginkan. Hasil persilangan akan mempermudah usaha dalam menyeleksi tanaman untuk mendapatkan sifat yang diinginkan.Diharapkan dari penelitian ini dapat diseleksi galur-galur yang toleran tanah masam dan berdaya hasil tinggi di tanah masam dari persilangan Argomulyo denganTanggamus. Penelitian ini bertujuan untuk (1) memperoleh informasi tentang aksi gen dan pewarisan sifat karakter agronomi kedelai terhadap cekaman aluminium di tanah masam dan di kultur hara; (2) memperoleh marka RAPD terpaut toleransi cekaman aluminium melalui metode bulk segregrant analisis; (3) memperoleh informasi tentang keragaman genetik karakter pertumbuhan, komponen hasil dan hasil pada F3 dan F4 dengan metode single seed descent; (4) memperoleh galur kedelai yang toleran tanah masam melalui seleksi daya hasil dan marka RAPD; (5) memperoleh informasi tentang keragaan pertumbuhan dan daya hasil galur-galur F5 terseleksi berdasarkan daya hasil dan marka RAPD terpaut toleransi cekaman Al. Studi pewarisan sifat toleransi kedelai terhadap tanah masam dilaksanakan di dua lokasi, yaitu lahan di Jasinga, Kabupaten Bogor mulai bulan Mei sampai Agustus 2012 dan di Rumah Kaca University Farm IPB Cikabayan Bogor bulan Maret 2013. Studi keragaman genetik generasi F3 dan F4 dengan metode single seed descent dilaksanakan di Kebun Percobaan BB Biogen, Cimanggu mulai bulan Oktober 2012 sampai Mei 2013. Seleksi marka RAPD terpaut sifat toleransi aluminium menggunakan metode bulk segregant analysis dilaksanakan di Laboratorium Biomolekuler, Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB mulai bulan April 2013 sampai Juni 2013. Perbandingan keragaan galur-galur F5 hasil seleksi karakter agronomi dan marka molekuler di tanah masam dilaksanakan di UPTD lahan kering Tenjo, Kabupaten Bogor pada bulan Oktober 2013 sampai Januari 2014. Rancangan yang digunakan yaitu Augmented Design. Hasil penelitian pewarisan sifat toleransi tanah masam menunjukkan bahwa populasi F2 kedelai hasil persilangan Argomulyo dan Tanggamus memiliki nilai tengah lebih tinggi dari nilai tengah kedua tetua untuk beberapa karakter agronomi yang diamati dan terdapat segregan transgesif. Karakter agronomi yang diamati dikendalikan oleh gen aditif dan epistasis komplementer, kecuali karakter tinggi tanaman yang hanya dikendalikan oleh banyak gen dan aksi gen aditif. Nilai heritabilitas arti luas untuk karakter agronomi yang diamati tergolong rendah sampai sedang. Percobaan pewarisan sifat toleransi terhadap aluminium di kultur hara, karakter panjang akar dikendalikan oleh banyak gen dengan aksi gen aditif dan epistasis duplikat, sedangkan karakter lainnya dikendalikan oleh aksi gen aditif dan epistasis komplementer. Nilai heritabilitas karakter pertumbuhan yang diamati tergolong sedang sampai tinggi. Sifat root re-growth kedelai pada cekaman aluminium dikendalikan oleh banyak gen dengan aksi gen aditif dan epistasis 4 komplementer tetapi bobot kering akar dikendalikan oleh sedikit gen dengan aksi gen aditif dan epistasis komplementer. Studi keragaman karakter agronomi pada populasi kedelai yang dikembangkan dengan metode single seed descent memperlihatkan bahwa populasi F4 memiliki nilai tengah dan ragam genetik tetap tinggi untuk karakter agronomi yang diamati sama dengan populasi F3. Populasi F3 memiliki nilai heritabilitas dan KKG tergolong tinggi untuk karakter-karakter agronomi kedelai sama dengan populasi F4, kecuali karakter bobot 100 biji tergolong sedang. Seleksi marka molekuler terpaut toleransi aluminium dengan metode bulk segregant analysis (BSA) menghasilkan satu marka OPH-12 pada lokus 1200 yang terpaut sifat toleransi aluminium pada kelompok dan individu yang toleran di kultur hara. Marka OPH-12-1200 ini digunakan sebagai marker assisted selection (MAS) pada generasi F4. Hasil seleksi populasi F4 berdasarkan daya hasil per tanaman menunjukkan bahwa populasi F4 yang mempunyai bobot biji per tanaman yang tertinggi ada sebanyak 50 genotipe. Seleksi lanjutan menggunakan MAS pada 50 genotipe menghasilkan 20 genotipe yang membawa marka OPH-12-1200 untuk sifat toleransi tanah masam. Seleksi menggunakan marka OPH-12-1200 memberikan perbaikan karakter dan respon seleksi tertinggi terhadap karakter bobot biji per tanaman pada populasi F4. Karakter bobot biji per tanaman memiliki nilai diferensial seleksi sebesar 28.2% dan dugaan respon seleksi sebesar 18.33%. Hasil penelitian perbandingan keragaan galur-galur F5 hasil seleksi karakter agronomi dan marka molekuler di tanah masam memperlihatkan bahwa keragaan karakter agronomi galur-galur F5 membawa marka OPH-12-1200 lebih baik dibandingkan dengan galur-galur F5 yang tidak membawa marka OPH-12-1200 pada kondisi tanah masam. Nilai tengah galur-galur F5 hasil seleksi dengan marka OPH-12-1200 berada di antara kedua tetua Argomulyo dengan Tanggamus untuk semua karakter agronomi, tetapi lebih tinggi dari nilai tengah varietas pembanding Anjasmoro, Willis, dan Pangrango. Galur AT/SSD/429, AT/SSD/1, AT/SSD/476, AT/SSD/503, AT/SSD/8 dan AT/SSD/423 merupakan galur-galur F5 hasil seleksi marka OPH-12-1200 yang mempunyai bobot biji per tanaman dan bobot 100 biji yang lebih tinggi dari tetua toleran tanah masam Tanggamus.