Evaluasi Genetik Daya Hasil Jarak Pagar

Artikel Jarak Pagar Berita Perkebunan Inovasi Teknologi

INOVASI PERKEBUNAN – Untuk mendukung program pengembangan tanaman jarak pagar sebagai tanaman penghasil energi baru dan terbarukan, diperlukan upaya diantaranya penyediaan bahan tanaman yang bermutu yang dapat membantu pemenuhan kebutuhan energi di Indonesia.

Bahan tanaman yang diperlukan adalah bahan tanaman dengan ideotype tidak terlalu tinggi, batang kokoh, kanopi lebar, cabang produktif cukup banyak, mulai berbunga dan berbuah relatif lebih cepat, kemasakan buah per periode panen relatif serempak, dan memiliki potensi daya hasil tinggi sehingga bila diusahakan memiliki nilai ekonomis.

 

RR. SRI HARTATI. Evaluasi Genetik Daya Hasil dan Sifat Penting Lainnya pada Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) untuk Mendukung Perakitan Varietas Baru Berdaya Hasil Tinggi. Dibimbing oleh SUDARSONO, ASEP SETIAWAN, dan BAMBANG HELIYANTO.

Untuk mendukung program pengembangan tanaman jarak pagar sebagai tanaman penghasil energi baru dan terbarukan, diperlukan upaya diantaranya penyediaan bahan tanaman yang bermutu yang dapat membantu pemenuhan kebutuhan energi di Indonesia.

Bahan tanaman yang diperlukan adalah bahan tanaman dengan ideotype tidak terlalu tinggi, batang kokoh, kanopi lebar, cabang produktif cukup banyak, mulai berbunga dan berbuah relatif lebih cepat, kemasakan buah per periode panen relatif serempak, dan memiliki potensi daya hasil tinggi sehingga bila diusahakan memiliki nilai ekonomis. Untuk dapat menyediakan bahan tanaman ideotype yang berdaya hasil tinggi, langkah awal yang harus dilakukan adalah menggali informasi genetik dari materi genetik yang tersedia di Indonesia sehingga informasi yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk merakit varietas jarak pagar berdaya hasil tinggi.

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengevaluasi keragaan morfologi dan daya hasil 60 genotipe terpilih jarak pagar asal biji selama 2 tahun untuk pemilihan genotipe berpotensi, (2) Mengevaluasi keragaman genetik, heritabilitas dan korelasi antar karakter genotipe berpotensi untuk pemilihan tetua, (3) Menduga daya gabung tetua dan heterosis zuriat untuk menentukan tipe varietas yang akan dihasilkan, (4) Mengukur nilai inbreeding depression pada populasi baru hasil penyerbukan sendiri dan outbreeding depression pada populasi baru hasil penyerbukan silangsejumlah tetua berpotensi untuk menyusun program pemuliaan yang akan dilakukan, dan (5) Mengevaluasi pewarisan bunga hermaprodit pada tanaman jarak pagar andro-monoecious dan tri-monoecious untuk melihat peluang pengembangan jarak pagar tri-monoecious yang berdaya hasil tinggi.

Evaluasi keragaan morfologi selama 2 tahun menunjukkan 60 genotipe jarak pagar yang diuji bervariasi tinggi pada karakter jumlah cabang, umur berbunga, jumlah infloresen, jumlah tandan buah, jumlah buah dan jumlah biji. Jumlah cabang produktif, jumlah infloresen dan jumlah tandan buah berkorelasi positif dengan hasil buah dan biji per tanaman, sedangkan umur berbunga berkorelasi negatif dengan semua karakter generatif. HS 49-1 dan HS 49-2 adalah genotipe jarak pagar yang berdaya hasil tinggi, umur mulai berproduksi lebih cepat, memiliki fisik yang kurang kokoh, sedangkan PT 14-1, MT 7-3 dan 3189-2 berdaya hasil tinggi, umur mulai berproduksi lebih lambat dan memiliki fisik yang lebih kokoh. Kelimanya memiliki potensi produksi > 200 buah pada tahun pertama dan > 600 buah pada tahun kedua. Genotipe yang berdaya hasil rendah adalah 575-3, SP 16-3, 554-3, 2555-1 dan IP-1M-3 dengan potensi < 50 buah pada tahun pertama dan < 100 pada tahun kedua.

Evaluasi lanjutan terhadap sepuluh genotipe terpilih yang memiliki daya hasil berbeda menunjukkan genotipe yang dievaluasi memiliki keragaman fenotipik tinggi pada karakter jumlah cabang total, jumlah cabang produktif, umur mulai berbunga, jumlah infloresen, jumlah tandan dan jumlah buah per tanaman dengan nilai koefisien keragaman > 20 %. Karakter umur mulai berbunga, jumlah infloresen, jumlah tandan, dan jumlah buah per tanaman memiliki keragaman genetik yang luas dengan nilai koefisien keragaman genetik (KKG) berturut-turut 21,89; 29,77; 32,08; dan 33,75, ragam genetik luas ((s2g) > 2 ss2g) dan heritabilitas tinggi (h2bs ³ 50) sehingga dapat dimanfaatkan sebagai karakter seleksi. Karakter jumlah cabang total dapat dipertimbangkan sebagai karakter seleksi karena berkorelasi positif dengan jumlah infloresen, jumlah tandan dan jumlah buah per tanaman.

Sepuluh genotipe yang dievaluasi dapat dibedakan atas genotipe berdaya hasil rendah, sedang, dan tinggi. Dengan keragaman karakter yang dimiliki, sepuluh genotipe yang dievaluasi selanjutnya digunakan sebagai tetua untuk evaluasi genetik meliputi daya gabung, heterosis, inbreeding depression dan pewarisan sifat hermaprodit.

Hasil analisis daya gabung menunjukkan semua karakter yang dievaluasi, sDGU/sDGK > 1 yang menunjukkan peran gen aditif lebih besar dari peran gen non aditif. Tetua 7 (3012-1) dan 8 (PT 15-1) yang berdaya hasil tinggi memiliki DGU tinggi pada karakter lebar kanopi, jumlah cabang total, umur mulai berbunga, jumlah cabang produktif, jumlah infloresen, jumlah tandan, dan jumlah buah. Tetua 6 (PT 33-2) yang berdaya hasil sedang memiliki DGU tinggi pada karakter jumlah cabang total, umur mulai berbunga, jumlah cabang produktif, jumlah infloresen, dan jumlah buah. Tetua 1 (575-3) yang berdaya hasil rendah memiliki DGU yang rendah pada karakter umur mulai berbunga dan jumlah buah, tetapi DGU tinggi pada karakter lingkar batang. Tetua 6, 7, dan 8 berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai tetua-tetua penyusun populasi dasar untuk pembentukan varietas sintetik yang cepat berbunga dan berdaya hasil tinggi, sedangkan tetua 1 dapat dimanfaatkan untuk merakit varietas yang memiliki lingkar batang yang besar dan berbunga lebih lambat. Tidak ditemukan populasi hasil penyerbukan silang yang memiliki nilai heterosis dan heterobeltiosis yang tinggi untuk karakter jumlah buah, tetapi persilangan antar tetua berdaya tinggi x tinggi berpotensi menghasilkan individu-individu yang memiliki nilai heterosis dan atau heterobeltiosis tinggi pada karakter jumlah buah per tanaman dengan daya hasil sangat tinggi (> 600 buah per tanaman).

Penyerbukan sendiri (selfing) pada tanaman jarak pagar tidak selalu mengakibatkan terjadinya inbreeding depression. Inbreeding depression ditemukan pada sebagian karakter progeni S1 hasil penyerbukan sendiri tetua 1 (575-3), 2 (HS 49-2), 4 (PT 13-2), 5 (SP 16-2), 6 (PT 33-2), 7 (3012-1), 8 (PT 15-1), 9 (PT 14-1) dan 10 (Sulsel 8) dan tidak ditemukan pada S1 hasil penyerbukan sendiri tetua 3 (IP 1A-2). Penyerbukan sendiri pada tetua 2 (HS 49-2), 6 (PT 33-2), 8 (PT 15-1), dan 9 (PT 14-1) mengakibatkan inbreeding depression pada karakter umur berbunga dan peningkatan nilai karakter pada karakter jumlah buah per tanaman sehingga penyerbukan sendiri pada tetua-tetua tersebut akan menghasilkan progeni yang lebih cepat berbunga dan menghasilkan buah yang lebih banyak dibanding penyerbukan silangnya dengan genotipe lain.

Penyerbukan silang antar tetua yang memiliki daya hasil yang berbeda akan menghasilkan progeni F1 yang memiliki daya hasil yang lebih rendah dari tetua terbaiknya. Penyerbukan silang dengan tetua jantan berdaya hasil rendah akan menghasilkan progeni F1 yang berdaya hasil rendah dan lebih rendah dari tetua betinanya. Penurunan daya hasil pada progeni F1 akibat penyerbukan silang dengan tetua jantan berdaya hasil rendah berkisar 31 – 76 %.

Evaluasi sifat hermaprodit pada tanaman jarak pagar menunjukkan 8 dari 60 genotipe jarak pagar yang dievaluasi merupakan tanaman tri-monoecious yang menghasilkan bunga jantan, bunga betina, dan bunga hermaprodit, sedangkan yang lainnya merupakan tanaman monoecious yang hanya menghasilkan bunga jantan dan bunga betina.

Karakter yang dimiliki oleh 8 genotipe tri-monecious yang dievaluasi adalah berumur relatif dalam dengan kisaran umur 120 – 274 hari dan berdaya hasil rendah sampai sedang dengan kisaran jumlah buah 23-228. Kemunculan bunga hermaprodit tidak terjadi sepanjang tahun, tetapi lebih dominan pada tanaman berumur lebih dari 6 bulan.

Persentase bunga hermaprodit tergantung genotipe, berkisar 7 – 83 % dari total bunga yang dihasilkan. Fruitset pada infloresen yang menghasilkan bunga hermaprodit lebih tinggi dibandingkan dengan infloresen yang tidak menghasilkan bunga hermaprodit dengan rataan sebesar 80 % dan kisaran 56 – 100 % pada infloresen yang menghasilkan bunga hermaprodit dan sebesar 50 % dengan kisaran 11 – 100 % pada infloresen yang tidak menghasilkan bunga hermaprodit. Pewarisan bunga hermaprodit dapat diturunkan melalui tetua betina maupun tetua jantan. Gen pengendali sifat hermaprodit diduga merupakan gen dominan.

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan adanya variasi morfologi dan ragam genetik pada karakter daya hasil dan karakter penting lainnya pada tanaman jarak pagar yang dievaluasi yang meliputi karakter tinggi tanaman, lingkar batang, lebar kanopi, percabangan, umur mulai berbunga, jumlah infloresen dan jumlah tandan buah per tanaman dapat dimanfaatkan dalam proses perbaikan bahan tanaman untuk menghasilkan ideotype jarak pagar.

Perakitan varietas jarak pagar berdaya hasil tinggi dan memiliki karakter morfologi sesuai ideotype jarak pagar dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu (1) membentuk varietas sintetik atau komposit dengan menggunakan tetua-tetua yang berdaya hasil tinggi dan memiliki daya gabung yang baik pada karakter-karakter penting yaitu tidak terlalu tinggi (150-200 cm), umur mulai berbunga lebih cepat (< 100 hari), lingkar batang lebih besar, jumlah cabang, jumlah infloresen, jumlah tandan, dan jumlah buah yang lebih banyak, (2) membentuk varietas hibrida dengan menggunakan tetua yang memiliki daya gabung khusus pada karakter jumlah buah, (3) membentuk populasi dari hasil penyerbukan sendiri tetua terpilih yang berdaya hasil tinggi yang tidak mengalami inbreeding depression hingga generasi tertentu, dan (4) membentuk populasi tri-monoecious menggunakan tetua monoecious berdaya hasil tinggi dengan tetua tri-monoecious berdaya hasil tinggi dan memiliki DGU dan DGK tinggi.

Untuk meningkatkan program pemuliaan tanaman jarak pagar, evaluasi materi genetik perlu dilanjutkan pada materi genetik lainnya yang ada di Indonesia, dan mengevaluasi karakter penting lainnya yaitu keserempakan masak buah, ketahanan terhadap cekaman biotik, dan ketahanan terhadap cekaman abiotik. Untuk meningkatkan keberhasilan program pemuliaan tanaman jarak pagar di Indonesia, pengkayaan materi genetik perlu dilakukan baik melalui eksplorasi, introduksi, hibridisasi ataupun mutasi.

Kata kunci: evaluasi genetik, daya gabung, inbreeding, tri-monoecious, hermaprodit.

Gambar 1.       Keragaan percabangan pada populasi F1 hasil persilangan tetua terpilih: (A) dan (B) representasi F1 dengan jumlah cabang total sedikit (< 10), menghasilkan buah sedikit (< 200 buah per tanaman); (C) dan (D) representasi F1 dengan jumlah cabang total banyak (>10), menghasilkan buah sedang-banyak (> 200–600 per tanaman).

Figure 1.      Branching performance of F1 population of crossing among selected parents: (A) and (B) represented of F1 having few branches (<10), producing few fruits (< 200 fruits per plant); (C) and (D) represented of F1 having lot of branches (> 10), producing average and lot of fruits (> 200-600 fruits per plant)

Gambar 2.       Keragaan S1 hasil penyerbukan sendiri yang mengalami inbreeding depression.  (A) S1 tetua 1 (1 x 1) dan (B) S1 tetua 4 (4 x 4) yang mengalami inbreeding depression, menghasilkan buah sedikit (< 200 buah per tanaman)
Figure 2.         S1 performance which exhibited inbreeding depression. (A) S1 of parent no 1 (1 x 1) and (B) S1 of parent no 4 (4 x 4) which exhibited inbreeding depression produce few fruits (< 200 fruits per plant)

 

Gambar 3.       Keragaan S1 hasil penyerbukan sendiri yang tidak mengalami inbreeding depression. (A) S1 tetua 5 (5 x 5) dan (C) S1 tetua 7 (7 x 7) yang tidak mengalami inbreeding depression, menghasilkan buah sedang – banyak) (> 200 buah per tanaman)

Figure 3.         S1 performance which exhibited no inbreeding depression. (A) S1 of parent no 5 (5 x 5) and (B) S1 of parent no 7 (7 x 7) which exhibited no inbreeding depression produce lots of fruits (> 200 fruits per plant).

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *