Pemuliaan Tanaman Kedelai, Keragaman, dan Heritabilitas .1 Pemuliaan kedelai
16 2.1.6 Syarat tumbuh
Pada umunmnya tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada suhu antara 25 dan
27 C. Tanaman kedelai juga dapat tumbuh pada ketinggian tempat mencapai
900m. tanaman ini menghendaki penyinaran antara 10 jamhari – 12 jamhari
deng an curah hujan optimum 100 ‒ 200 mmbulan Rukmana dan Yuniarsih,
1995. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik apabila drainase dan aerasi tanah cukup baik. Beberapa jenis tanah yang cocok untuk ditanami kedelai, yaitu
Alluvial, Regosol, Latosol, dan Andosol. Pada tanah Podsolik Merah Kuning PMK dan tanah yang mengandung pasir kuarsa yang tinggi, tanaman kedelai
dapat tumbuh dengan baik apabila diberi pupuk dan bahan organik. Tanaman kedelai menginginkan pH tanah antara 5,8 dan 7,0 Kanisius, 1991.
2.2 Pemuliaan Tanaman Kedelai, Keragaman, dan Heritabilitas 2.2.1 Pemuliaan kedelai
Pemuliaan tanaman meliputi usaha-usaha yang dilakukan untuk mengubah susunan genetik tanaman, baik individu maupun secara bersama-sama populasi
dengan tujuan tertentu. Pemuliaan tanaman terkadang disamakan dengan penangkaran tanaman yang mencakup kegiatan memelihara tanaman untuk
memperbanyak dan menjaga kemurnian akan tetapi pada kenyataannya kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran,
pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat Wikipedia, 2011. Di perguruan tinggi, pemuliaan tanaman
biasa dianggap sebagai cabang agronomi ilmu produksi tanaman atau genetika terapan, karena sifat multidisiplinernya.
17
Pemuliaan tanaman kacang-kacangan secara umum dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu 1 penciptaan populasi beragam sebagai suatu koleksi plasma nutfah,
dilakukan evaluasi, seleksi dan pelepasan varietas. 2 Penciptaan populasi beragam sebagai suatu koleksi plasma nutfah, evaluasi, uji daya hasil dan
pelepasan varietas. 3 Penciptaan populasi beragam sebagai suatu koleksi plasma nutfah, evaluasi, persilangan, seleksi seleksi, uji daya hasil dan pelepasan varietas
Sumarno 1985, yang dikutip oleh Kasno dkk.,1992. Cara pemuliaan butir 3 memerlukan waktu sekitar 5 tahun, cara ke-1 memerlukan waktu 3 tahun,
sedangkan cara ke-2 memerlukan waktu kurang dari 3 tahun Kasno dkk., 1992. Kedelai merupakan tanaman yang menyerbuk sendiri self pollination Pada
tanaman yang menyerbuk sendiri, penyerbukan sendiri tanaman F
1
yang heterozigot akan terjadi penurunan heterozigot sebesar setengahnya dan terjadi
peningkatan homozigot setengahnya. Apabila dilakukan penyerbukan sendiri terus menerus lokus-lokus homozigotnya makin tinggi dan heterosigotnya makin
kecil. Pada generasi F
2
terjadi segregasi terbesar dan tingkat heterositas cukup besar. Segregasi menyebabkan alel dalam suatu tanaman dapat membentuk
individu baru yang berbeda perbedaan genotipe tanaman akan mempengaruhi keragaman genetik dan heritabilitasnya. Nomor-nomor harapan akan diperoleh
ketika nilai keragaman luas dan nilai heritabilitas tinggi. Berdasarkan jumlah gen yang mengatur suatu karakter terdapat dua karakter yaitu
karakter kualitatif dan karakter kuantitatif. Karakter kualitatif adalah karakter- karakter yang perkembangannya dikondisikan oleh aksi gen atau gen-gen yang
memiliki sebuah efek yang kuat, yang biasa disebut gen-gen mayor atau disebut
18
juga karakter gen sederhana. Karakter kuantitatif merupakan karakter yang sangat dibutuhkan oleh manusia seperti tinggi tanaman, jumlah butir, kandungan protein
biji, dan lain-lain. Karakter kuantitatif dikendalikan oleh banyak gen dan gen-gen tersebut berkontribusi terhadap penampilan tanaman Baihaki, 2000.
2.2.2. Keragaman
Keragaman yang terdapat dalam suatu jenis tanaman disebabkan oleh dua faktor
yaitu keragaman yang disebabkan oleh lingkungan dan keragaman yang disebabkan oleh sifat-sifat yang diwariskan atau genetik. Ragam lingkungan
dapat diketahui apabila tanaman dengan genetik yang sama ditanam pada lingkungan yang berbeda. Ragam genetik terjadi sebagai akibat bahwa tanaman
mempunyai karakter genetik yang berbeda dan dapat terlihat apabila varietas yang berbeda ditanam pada lingkungan yang sama. Keragaman merupakan hasil
interaksi antara genotipe dan lingkungan yang mempengaruhi penampilan fenotipe Makmur, 1992.
Keragaman genetik adalah suatu besaran yang digunakan untuk mengukur variasi
penampilan yang disebabkan oleh komponen-komponen genetik. Menurut Makmur 1992, keragaman genetik terjadi karena tiga hal yaitu terjadinya
rekombinasi genetik setelah hibridisasi, mutasi dan poliploidi. Dalam suatu sistem biologis, keragaman suatu tampilan tanaman dalam populasi dapat
disebabkan oleh keragaman genetik penyusun populasi, keragaman lingkungan, dan keragaman interaksi genotipe x lingkungan. Jika keragaman penampilan
suatu karakter tanaman terutama disebabkan oleh faktor genetik maka sifat tersebut akan diwariskan pada generasi selanjutnya Rachmadi, 2000.
19
Keragaman genetik merupakan faktor penting dalam mengembangkan suatu genotipe baru. Keragaman genetik yang luas merupakan syarat berlangsungnya
proses seleksi yang efektif karena akan memberikan keleluasaan dalam proses pemilihan suatu genotipe. Selain itu keragaman yang luas juga akan memberikan
peluang yang lebih besar diperolehnya karakter-karakter yang diinginkan. Dalam suatu populasi keragaman genetik yang sempit menunjukkan bahwa suatu
populasi tersebut cenderung homogen. Oleh karena itu, proses seleksi tidak akan berjalan efektif. Besaran keragaman genetik suatu karakter diduga melalui
varians genetiknya σ
2
g Rachmadi, 2000.
2.2.3 Nilai duga heritabilitas Heritabilitas merupakan suatu parameter genetik yang mengukur kemampuan
suatu genotipe dalam mewariskan karakteristik-karakteristik yang dimilikinya yang melibatkan aksi gen dominan, epistasis, dan aditif. Heritabilitas atau daya
waris adalah besaran bagi pengaruh keragaman genetik terhadap keragaman fenotipik dalam suatu populasi biologis. Besaran ini tidak berdimensi dan
dinyatakan sebagai nisbah dari dua varians. Dalam praktik genetika terapan dikenal dua macam heritabilitas: heritabilitas arti luas, berupa nisbah varians
genotipik terhadap varians fenotipik, dan heritabilitas arti sempit, berupa nisbah varians aditif terhadap varians fenotipik Fehr, 1987.
Menurut Jain 1982 yang dikutip oleh Suprapto dan Kairuin 2007, nilai
heritabilitas suatu sifat tergantung pada tindak gen yang mengendalikan sifat tersebut. Heritabilitas akan bermakna apabila varians genetik didominasi oleh
varians aditif karena pengaruh aditif setiap alel akan diwariskan dari tetua kepada
20
progeninya Crowder, 1981. Menurut hasil penelitian Suprapto dan Kairuin 2007, karakter tinggi tanaman dikendalikan oleh aksi gen aditif dan bukan aditif;
umur berbunga dikendalikan oleh aksi gen aditif; umur panen dan bobot biji per tanaman sebagian besar dikendalikan oleh aksi gen aditif dan gen dominan
sebagian positif; bobot 100 butir dikendalikan oleh aksi gen aditif dan gen dominan sebagian negatif; jumlah cabang produktif dikendalikan oleh aksi gen
bukan aditif yaitu aksi gen overdominan positif dan epistasis; dan karakter jumlah polong isi dikendalikan oleh aksi gen aditif, gen dominan sebagian positif. dan
epistasis. Besarnya heritabilitas suatu karakter kuantitatif dapat diduga dengan rumus:
= +
Di mana merupakan ragam fenotipe,
ragam genotipe dan ragam
lingkungan Makmur, 1992. Nilai heritabilitas dinyatakan dalam bentuk bilangan pecahan desimal atau
persentase Pusspodarsono, 1988. Mc.Whirter 1979 membagi nilai heritabilitas menjadi tiga kelas, yaitu
Heritabilitas tinggi apabila nilai H 0,5 Heritabilitas sedang apabila nilai 0,2 ≤ H
≤ 0,5 Heritabilitas rendah apabila nilai H
0,2 Apabila efek lingkungan bersifat menambah dalam total populasi, maka proporsi
dari pengaruh genetik berkurang akibatnya heritabilitas menjadi rendah. Nilai heritabilitas yang rendah menjadi kendala bagi pemulia dalam melakukan seleksi
karena penampilan fenotipik lebih banyak dipengaruhi oleh lingkungan. Hal ini
21
dapat menyulitkan pemulia dalam mengidentifikasi dan pengukuran yang tepat terhadap genotipe yang diuji Welsh, 1981.
Heritabilitas menempati posisi penting dalam analisis genetika populasi dan
genetika kuantitatif, dan menjadi salah satu pertimbangan utama dalam menentukan assessment metode seleksi yang tepat bagi suatu populasi
pemuliaan. Efektif atau tidaknya seleksi tanaman yang berdaya hasil tinggi, dipengaruhi oleh seberapa jauh keragaman yang disebabkan oleh ragam genetik
yang akan diwariskan kepada keturunannya dan seberapa jauh ragam lingkungan mempengaruhinya Makmur, 1992.
Menurut Rachmadi 2000, Secara tidak langsung nilai heritabilitas tidak
dipengaruhi oleh faktor genetik saja tetapi juga faktor non-genetik. Secara lebih rinci, besarnya nilai duga heritabilitas suatu karakter pada populasi dipengaruhi
oleh beberapa hal, yaitu 1.
Karakteristik populasi Pendugaan heritabilitas suatu karakter dipengaruhi oleh besarnya nilai ragam
genetik yang ada dalam populasi. Keragaman genetik dalam populasi terbentuk karena rekombinasi genetik dua atau lebih tetua. Oleh karena itu, besarnya
diversitas genetik tetua yang digunakan untuk membentuk suatu populasi secara langsung akan mempengaruhi keragaman genetik. Suatu populasi yang berasal
dari turunan tetua yang berkerabat jauh akan memberikan harapan keragaman genetik yang lebih luas daripada penggunaan tetua yang berkerabat dekat.
Jumlah generasi yang menyerbuk sendiri juga mempengaruhi besarnya nilai keragaman dalam suatu populasi. Peningkatan level of inbreeding akan
22
meningkatkan varians genetik di antara tanaman dalam populasi. Oleh karena itu, nilai duga heritabilitas yang diperoleh dari generasi f
2
akan berbeda dengan individu pada F
4
. 2.
Sampel genotipe yang dievaluasi Jumlah segregasi gen yang mungkin timbul dalam suatu populasi sangat
tergantung pada konstitusi gen yang mengendalikannya. Konstitusi gen kuantitatif akan memberikan jumlah segregasi yang sangat besar sehingga akan
memberikan nilai duga varians genetik yang besar yang mengarah kepada perolehan nilai heritabilitas yang besar.
3. Metode penghitungan
Pendugaan nilai heritabilitas dapat diperoleh dari beberapa metode penghitungan yang memberikan nilai pendugaan yang berbeda. Penggunaan beberapa metode
pendugaan heritabilitas disesuaikan dengan karakteristik populasinya, ketersediaan materi genetik, atau tujuan pendugaannya.
4. Keluasaan evaluasi genotipe
Seleksi di antara genotipe-genotipe tanaman pada setiap spesies tanaman dapat didasarkan pada penampilan masing-masing individu tanaman atau terhadap
penampilan rata-rata keturunan dari genotipe-genotipe yang dievaluasi dalam satu atau lebih ulangan, lokasi atau musim. Pendugaan heritabilitas suatu karakter
akan menjadi reatif rendah apabila evaluasi didasarkan pada individu tanaman, sebaliknya akan relative tinggi apabila didasarkan pada penampilan keturunan
yang diuji multilokasi.
23
5. Ketidakseimbangan pautan
Dua alel pada suatu lokus dapat terpaut secara coupling ABab atau repulsion AbaB. Suatu populasi dikatakan berada dalam ketidakseimbangan pautan
apabila frekuensi pautan coupling dan repulsion tidak seimbang.frekuensi coupling yang lebih besar akan menyebabkan meningkatnya pendugaan nilai
varianas aditif dan dominan. 6.
Pelaksanaan percobaan Pendugaan heritabilitas merupakan fungsi dari faktor genetik dan faktor non-
genetik. Faktor non-genetik dalam pengertian ini mencakup faktor gen yang tidak diwariskan, faktor lingkungan fisik atau faktor-faktor lainnya. Dalam suatu
desain percobaan peranan faktor lingkungan dipengaruhi oleh komponen galat percobaan. Besarnya nilai galat percobaan menyebabkan menurunnya pendugaan
varians genetik suatu karakter. Pengaruh faktor lingkungan yang besar, secara tidak langsung akan mempengaruhi besarnya nilai duga suatu heritabilitas.