Studi Penyebaran Serbuk Sari pada Tanaman Kakao (Theobroma cacao L.) dalam Mendukung Program Pemuliaan Tanaman

Abstract

Peningkatan produktivitas dan mutu biji kakao memerlukan ketersediaan bahan tanaman kakao yang unggul dan bermutu. Ketersediaan bahan tanaman kakao dapat diperbanyak secara vegetatif dan generatif. Tanaman kakao umumnya merupakan tanaman menyerbuk silang, namun ada beberapa genotipe yang kompatibel menyerbuk sendiri, kompatibel menyerbuk sendiri sebagian dan tidak kompatibel menyerbuk sendiri. Sifat kompatibilitas antarklon pada proses penyerbukan pada tanaman kakao merupakan salah satu informasi penting untuk memilih tetua dalam pembuatan benih hibrida. Pendekatan lain untuk mengetahui sistem perkawinan pada suatu tanaman dapat diketahui melalui analisis pola penyebaran serbuk sari. Studi evaluasi penyebaran serbuk sari pada tanaman kakao dengan menggunakan marka molekuler diharapkan dapat dimanfaatkan untuk identifikasi hibrida yang dihasilkan dari persilangan terbuka. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan yaitu analisis penyebaran serbuk sari dan evaluasi keseragaman genetik dalam klon kakao pada populasi yang digunakan. Penelitian pertama bertujuan untuk mengidentifikasi tetua jantan progeni kakao hasil persilangan alami, serta menentukan tetua jantan dan tetua betina yang paling kompatibel sehingga diperoleh informasi mengenai klon-klon yang dapat dimanfaatkan sebagai komposisi tetua pengisi kebun induk benih kakao. Penelitian yang kedua bertujuan untuk mengetahui keseragaman genetik di dalam klon kakao. Percobaan kedua ini sebagai informasi penunjang untuk memvalidasi hasil dari percobaan pertama. Sampel penelitian diambil dari populasi tanaman kakao yang ditanam secara poliklonal di kebun percobaan Kalitelepak Genteng Banyuwangi Jawa Timur. Populasi tanaman kakao tersebut terdiri atas 12 klon kakao yaitu : DRC 16, GC 7, ICS 13, ICS 60, NIC 7, NW 6261, PA 300, PA 303, SD 6225, TSH 858, TSH 908, dan UIT. Percobaan pertama menggunakan bahan tanam 12 klon kakao dipilih satu pohon secara acak sebagai tetua betina dan kandidat tetua jantan. Selanjutnya 12 pohon tersebut diberi nomor dan diamati posisi koordinatnya menggunakan GPS Garmin GPSmap 78s. 12 sampel pohon tersebut diambil daun muda untuk dijadikan sebagai kandidat tetua jantan, enam pohon (6 klon) diantaranya sekaligus dijadikan sebagai kandidat tetua betina. Pohon kakao yang dijadikan sebagai tetua betina dipanen buahnya, kemudian benih tersebut dikecambahkan di rumah kaca hingga muncul daun muda dan di ambil untuk isolasi DNA. Total progeni yang digunakan dalam penelitian ini adalah 128, terdiri atas 24 progeni klon ICS 13, 24 progeni klon PA 303, 12 progeni klon NIC 7, 24 progeni klon SD 6225, 20 progeni TSH 858, dan 24 progeni klon TSH 908. Percobaan kedua menggunakan bahan tanam enam klon kakao, yaitu klon ICS 13, GC 7, PA 300, TSH 858, TSH 908, dan UIT. Masing-masing klon diambil sebanyak 10 tanaman secara acak. Setiap sampel tanaman diambil daun mudanya untuk isolasi DNA. Isolasi DNA pada percobaan satu dan dua menggunakan metode CTAB yang dimodifikasi dan amplikasi DNA menggunakan 12 marka SSR. Analisis parental menggunakan program Cervus berdasarkan data genotipe, dan analisis keseragaman genetik menggunakan program Darwin. Hasil penelitian menunjukkan marka SSR yang digunakan mampu menerangkan keragaman genetik pada populasi yang diuji baik pada percobaan studi penyebaran serbuk sari maupun pada percobaan evalusi keseragaman genetik dalam klon. Berdasarkan hasil analisis parental diperoleh informasi bahwa progeni yang teridentifikasi tetua jantan sebanyak 69 (54%) dari 128 progeni yang dianalisis (analisis simulasi dengan 6 lokus), sedangkan 59 progeni (46.09%) tidak teridentifikasi tetua jantannya. Hasil analisis ketidakmiripan menggunakan metode neigbour joining pada percobaan kedua menunjukkan bahwa terdapat keragaman genetik di dalam klon TSH 858 dan UIT, terdapat 8.33% tanaman offtype dari 60 sampel tanaman yang diambil. Hal tersebut menunjukkan bahwa diduga masih ada kemungkinan tanaman off-type lainnya yang tidak terambil sebagai sampel penelitian. Tanaman off-type tersebut kemungkinan berperan mendonorkan serbuk sari pada proses penyerbukan yang merupakan salah satu penyebab progeni tidak teridentifikasi tetua jantannya. Berdasarkan hasil analisis parental diperoleh informasi bahwa 17 tanaman yang dijadikan sebagai kandidat tetua jantan tidak semuanya mendonorkan serbuk sarinya kepada progeni yang teridentifikasi. Klon-klon yang dijadikan sebagai tetua jantan terlihat tidak ada yang mendominasi dalam memberikan serbuk sari kepada tetua betina. Beberapa klon kakao yang dijadikan sebagai tetua jantan mampu mendonorkan serbuk sari paling banyak kepada empat tetua betina yang berbeda. Dari hasil identitas pasangan induk dan tetua jantan diperoleh informasi bahwa progeni yang dipanen dari induk terpilih merupakan hasil penyerbukan silang. Jumlah progeni yang teridentifikasi pada masing-masing tetua betina dalam penelitian ini tidak mengindikasikan tetua betina tersebut mampu menerima donor serbuk sari dari berbagai tetua jantan yang berbeda. Klon ICS 13 merupakan tetua betina yang kompatibel dengan tetua jantan sehingga dapat dimanfaatkan sebagai tetua betina dalam pembentukan benih hibrida pada persilangan terbuka. Diduga Terdapat tiga genotipe pada klon kakao yang diamati, yaitu homozigot dominan (UU/ungu), heterozigot (Uu/putih keunguan), dan homozigot resesif (uu/putih). Kombinasi alel dari tetua jantan dengan tetua betina diduga berpengaruh terhadap warna biji segar kakao. Berdasarkan informasi kompatibilitas dari penelitian ini dan keunggulan klon kakao yang digunakan disarankan satu komposisi tetua untuk pembangunan kebun benih dalam menghasilkan hibrida unggul warna ungu yaitu ICS 13, TSH 858, PA 303, dan SD 6225 sedangkan komposisi tetua dalam membangun kebun yang menghasilkan hibrida dengan biji berwarna putih terdiri atas klon DRC 16, ICS 13, NIC 7 dan SD 6225.