Keragaman Genetik Gandum (Triticum Aestivum L.) Hasil Perlakuan Tiga Teknik Iradiasi Sinar Gamma

Abstract

Sinar gamma merupakan salah satu mutagen fisik yang banyak digunakan untuk menginduksi mutagenesis dalam rangka perbaikan varietas tanaman khususnya serealia termasuk gandum. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi tentang radiosensitivitas tiga galur gandum introduksi (galur asal) dan pengaruh perbedaan perlakuan teknik iradiasi gamma terhadap karakter hasil gandum, memperoleh nilai spektrum dan frekuensi mutasi serta mengukur efektivitas dan efisiensi mutagenik beberapa perlakuan teknik iradiasi sinar gamma pada gandum, menduga besarnya pengaruh perlakuan teknik iradiasi terhadap keragaman genetik dan heritabilitas karakter agronomi gandum pada generasi M2 dan mendapatkan gambaran keragaan genotipe M3 gandum generasi M3 serta menduga nilai parameter genetiknya sebagai informasi untuk mengidentifikasi dan menyeleksi gandum pada lingkungan optimum (dataran tinggi). Penelitian ini menggunakan bahan genetik berupa tiga galur gandum introduksi yaitu F-44, K-95 dan WL-711. Tahap pertama dalam penelitian ini yaitu orientasi dosis iradiasi untuk menguji radiosensitivitas ketiga galur. Dosis iradiasi yang diaplikasikan yaitu 0 – 1000 Gy dengan rentang antar perlakuan 100 Gy. Hasil pengujian radiosensitivitas 3 galur gandum menunjukkan adanya variasi LD50 antar galur yang diperoleh. LD50 yang didapat untuk galur F-44, K-95 dan WL-711 secara berturut-turut adalah 465, 579 dan 497 Gy. Penelitian dilanjutkan dengan menguji pengaruh aplikasi tiga teknik iradiasi terhadap karakter agronomi tiga galur gandum. Penelitian ini menggunakan rancangan petak terpisah (split-plot). Galur (F-44, K- 95 dan WL-711) digunakan sebagai petak utama, teknik iradiasi akut (acute), terbagi (fractionated), berulang (intermittent) dan kontrol sebagai anak petak dengan 3 ulangan. Hasil menunjukkan bahwa perlakuan teknik iradiasi berpengaruh pada karakter daya tumbuh dan tinggi tanaman tetapi tidak berpengaruh nyata pada jumlah anakan, jumlah spikelet dan panjang malai. Interaksi galur dan teknik iradiasi berpengaruh nyata pada karakter jumlah biji per malai, bobot biji per malai dan bobot biji per tanaman. Tahap penelitian yang kedua yaitu mengamati frekuensi mutasi makro dan mengukur efektivitas dan efisiensi mutagenik tiga teknik iradiasi pada gandum. Penelitian ini dilakukan dengan menanam gandum generasi M2 hasil aplikasi tiga teknik iradiasi pada tiga galur gandum. Masing-masing populasi dievaluasi daya tumbuh dan penurunan pertumbuhan pada fase bibit generasi M1 serta diamati spektrum dan frekuensi mutasinya (mutasi makro) pada generasi M2 untuk menentukan efektivitas dan efisiensi mutageniknya. Penelitian ini mendapatkan tiga tipe mutasi klorofil yaitu xantha, chlorina dan viridis. Spektrum mutasi malai yang diperoleh meliputi speltoid, compactoid, super numerary spikelet, club ear, lax ear dan awnless. Perlakuan iradiasi akut pada dosis 250 Gy menghasilkan efektivitas dan efisiensi mutagenik tertinggi. Penelitian dilanjutkan dengan mengukur delapan karakter agronomi antara lain tinggi tanaman, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah spikelet per malai, bobot malai, jumlah biji per malai, bobot biji per malai dan bobot biji per tanaman untuk mengamati pengaruh mikro-mutasi dalam peningkatan keragaman genetik akibat aplikasi tiga teknik iradiasi. Perlakuan teknik iradiasi sinar gamma menginduksi perluasan nilai kisaran semua karakter agronomi populasi M2. Teknik iradiasi terbagi mampu menginduksi nilai rataan yang lebih tinggi dengan kisaran yang lebih luas pada karakter panjang malai dan jumlah spikelet per malai dibanding teknik iradiasi yang lain. Teknik iradiasi terbagi dan berulang menghasilkan ragam yang lebih besar dibanding iradiasi akut pada karakter hasil biji per tanaman. Karakter agronomi jumlah anakan produktif, bobot malai, bobot biji per malai dan bobot biji per tanaman pada populasi M2 hasil induksi tiga teknik iradiasi memiliki heritabilitas yang tinggi. Tiga teknik iradiasi menginduksi perluasan keragaman genetik semua karakter agronomi populasi M2 yang diamati kecuali tinggi tanaman. Penelitian tahap ketiga adalah seleksi populasi gandum generasi M3 pada lingkungan optimum (dataran tinggi). Materi genetik yang digunakan adalah 180 genotipe gandum generasi M3 (hasil seleksi M2 berdasarkan karakter bobot biji per tanaman) dan dua varietas nasional pembanding, yaitu Dewata dan Ganesha serta tiga galur asal (wild type) yaitu F-44, K-95 dan WL-711. Percobaan ini menggunakan rancangan perbesaran (augmented design). Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa genotipe M3 berpengaruh pada keragaan karakter tinggi tanaman, jumlah anakan produktif dan bobot biji per tanaman. Kontrol atau genotipe pembanding berpengaruh pada karakter jumlah anakan dan bobot biji per tanaman. Perbandingan genotipe M3 dan kontrol menunjukkan perbedaan nyata pada semua karakter kecuali panjang malai. Nilai keragaman genetik yang luas ditunjukkan oleh karakter tinggi tanaman, jumlah anakan produktif, bobot malai, jumlah biji per malai, bobot biji per malai dan bobot biji per tanaman sedangkan karakter agronomi yang memiliki nilai heritabilitas tinggi yaitu karakter tinggi tanaman, jumlah anakan produktif, jumlah biji per malai dan bobot biji per tanaman. Terjadi peningkatan nilai tengah pada semua populasi hasil mutasi M3 setelah dilakukan seleksi. Kemajuan seleksi yang tertinggi terjadi pada populasi M3 galur K-95 yang diinduksi dengan iradiasi berulang.