Seleksi Galur Galur Gandum (Triticum Aestivum L ) Hasil Persilangan Oasis X Hp1744 Pada Dua Agroekosistem

SELEKSI GALUR-GALUR GANDUM (Triticum aestivum L.)
HASIL PERSILANGAN OASIS X HP1744
PADA DUA AGROEKOSISTEM

YUSHI MARDIANA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Seleksi Galur-Galur
Gandum (Triticum aestivum L.) Hasil Persilangan Oasis x HP1744 pada Dua
Agroekosistem adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada

Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2015
Yushi Mardiana
NIM. A253120081

RINGKASAN
YUSHI MARDIANA. Seleksi Galur-Galur Gandum (Triticum aestivum L.) Hasil
Persilangan Oasis x HP1744 pada Dua Agroekosistem. Dibimbing oleh
YUDIWANTI WAHYU ENDRO KUSUMO, TRIKOESOEMANINGTYAS, dan
AMIN NUR.
Gandum (Triticum aestivum L.) merupakan tanaman pangan yang
dikonsumsi oleh sebagian besar masyarakat dunia. Kebutuhan gandum di
Indonesia cenderung meningkat karena beragamnya produk olahan berbasis
tepung terigu yang diminati masyarakat. Kebutuhan gandum Indonesia
sepenuhnya masih mengandalkan impor. Hal itu disebabkan karena Indonesia
belum dapat memproduksi gandum sendiri. Upaya penanaman gandum di
Indonesia terkendala oleh faktor iklim. Gandum berasal dari wilayah subtropis,
sedangkan Indonesia merupakan negara tropis sehingga menyebabkan tanaman
gandum tercekam suhu tinggi. Upaya penanaman gandum di Indonesia harus
didukung oleh ketersediaan varietas gandum yang adaptif dan berdaya hasil tinggi

di agroekosistem Indonesia. Perakitan varietas gandum toleran suhu tinggi telah
dilakukan sehingga telah diperoleh galur-galur gandum yang siap diuji daya hasil
dan kemampuan adaptasinya di agroekosistem Indonesia.
Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mendapatkan galur-galur gandum
adaptif di agroeksosistem dataran tinggi dan dataran menengah Indonesia . Tujuan
utama dapat diperoleh dengan cara (1) mempelajari keragaan dan keragaman
genetik pada generasi F5 dan F6 galur gandum hasil persilangan Oasis x HP1744,
(2) mempelajari hubungan antara karakter agronomi dengan daya hasil galur
gandum hasil persilangan Oasis x HP1744, (3) memperoleh informasi tentang
pengaruh lingkungan pada galur gandum hasil seleksi shuttle breeding, (4)
melakukan seleksi galur harapan gandum hasil persilangan Oasis x HP1744
berdasarkan daya hasil dan toleransi terhadap suhu tinggi.
Percobaan untuk menyeleksi galur F5 berdasarkan informasi keragaan dan
keragaman genetik generasi F5 dilakukan di Kebun Penelitian Tanaman Hias,
Cipanas, Bogor dengan ketinggian ± 1100 m dpl dan suhu rata-rata ± 21 oC pada
bulan Juli sampai November 2013. Rancangan percobaan yang digunakan adalah
rancangan augmented. Materi genetik yang digunakan adalah 75 galur F5 hasil
persilangan Oasis x HP1744 dan 6 varietas pembanding berupa Oasis, HP1744,
Selayar, Basribay, Rabe, dan Dewata.
Percobaan untuk menyeleksi galur F6 berdasarkan pengaruh lingkungan dan

untuk mengetahui hubungan antara karakter agronomi dengan daya hasil galur
dilakukan pada bulan April sampai September 2014 di kebun petani Malino dan
kebun petani Cisarua. Malino mewakili lokasi optimum karena merupakan
dataran tinggi dengan ketinggian ± 1600 m dpl dan suhu rata-rata ± 20 oC. Cisarua
mewakili lokasi tercekam suhu tinggi karena merupakan dataran menengah
dengan ketinggian ± 600 m dpl dan suhu rata-rata ± 24 oC. Rancangan percobaan
yang digunakan adalah augmented. Materi genetik yang digunakan adalah 48
galur F6 hasil persilangan Oasis x HP1744 dan 6 varietas pembanding berupa
Oasis, HP1744, Guri 1, Guri 2, Selayar, dan Dewata.
Analisis ragam dilakukan dengan perangkat lunak R-Statistik, kemudian
pengelompokan ragam dilakukan berdasarkan nilai kuadrat tengah harapan.

Analisis korelasi dan sidik lintas digunakan untuk memperoleh informasi
hubungan antara karakter agronomi dengan daya hasil. Seleksi F5 dilakukan
berdasarkan hasil dan karakter sekunder, sedangkan seleksi F6 dilakukan
berdasarkan hasil dan indeks sensitivitas.
Hasil penelitian pada generasi F5 menunjukkan bahwa galur-galur yang
diuji memperlihatkan keragaman genetik pada karakter jumlah anakan total,
jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah spikelet, kerapatan spikelet,
persentase floret hampa, laju pengisian biji, jumlah biji malai utama, bobot biji

malai utama, jumlah biji per tanaman, dan bobot biji per tanaman. Seleksi
dilakukan berdasarkan bobot biji per tanaman dan bobot biji malai utama. Seleksi
berdasarkan bobot biji per tanaman dapat meningkatkan nilai tengah bobot biji per
tanaman sebesar 14.6% dan menurunkan nilai tengah persentase floret hampa
sebesar 26.8%, sedangkan seleksi berdasarkan bobot biji malai utama dapat
meningkatkan nilai tengah bobot biji per tanaman sebesar 11.3% dan menurunkan
nilai tengah persentase floret hampa sebesar 22.3%.
Analisis korelasi dan sidik lintas pada galur F6 menunjukkan bahwa
karakter agronomi yang berkorelasi nyata dan berpengaruh langsung dengan nilai
tinggi terhadap daya hasil di Malino adalah laju pengisian biji (0.64), bobot biji
malai utama (0.43), jumlah anakan total (0.42), dan jumlah biji per tanaman
(0.41), sedangkan di Cisarua adalah laju pengisian biji (0.43) dan bobot biji malai
utama (0.62). Karakter-karakter tersebut dapat digunakan sebagai karakter
sekunder untuk seleksi galur gandum.
Hasil penelitian pada generasi F6 menunjukkan bahwa galur memiliki
perbedaan keragaan pada karakter jumlah anakan total, laju pengisian biji, bobot
biji malai utama, jumlah biji per tanaman, dan bobot biji per tanaman di Malino,
sedangkan di Cisarua galur menunjukkan perbedaan keragaan pada karakter
panjang malai, jumlah spikelet, persentase floret hampa, laju pengisian biji,
jumlah biji dan bobot biji malai utama, dan jumlah biji dan bobot biji per

tanaman. Pengujian galur di Malino menunjukkan keragaan dan hasil lebih tinggi
daripada di Cisarua, kecuali pada karakter persentase floret hampa.
Seleksi galur-galur F6 dilakukan berdasarkan bobot biji per tanaman untuk
memperoleh galur-galur berdaya hasil tinggi untuk dataran tinggi dan juga
berdasarkan indeks sensitivitas terhadap suhu tinggi untuk memperoleh galurgalur toleran suhu tinggi untuk dataran menengah. Seleksi berdasarkan bobot biji
per tanaman menghasilkan 28 galur gandum terbaik dengan daya hasil lebih tinggi
daripada populasi F6. Seleksi berdasarkan indeks sensitivitas menghasilkan satu
galur toleran yaitu O/HP49-A1-2-9 (IS = 0.51) dan 17 galur medium toleran.
Seleksi berdasarkan bobot biji per tanaman di dataran tinggi meningkatkan
nilai tengah bobot biji per tanaman sebesar 21.40% dan menurunkan persentase
nilai tengah floret hampa sebesar 19.49%. Seleksi berdasarkan indeks sensitivitas
meningkatkan nilai tengah bobot biji per tanaman sebesar 53.33% dan
menurunkan nilai tengah persentase floret hampa sebesar 20.21%. Hasil pengujian
dan seleksi galur F6 gandum Oasis x HP1744 menunjukkan bahwa terdapat galurgalur berdaya hasil tinggi untuk dataran tinggi dan galur-galur toleran suhu tinggi
untuk dataran menengah.
Kata kunci: analisis korelasi, sidik lintas, augmented, cekaman suhu tinggi,
heritabilitas, indeks sensitivitas, seleksi langsung, seleksi tak langsung.

SUMMARY
Yushi Mardiana. Selection of Wheat Lines (Triticum aestivum L.) Crosses of

Oasis x HP1744 in Two Agroecosystems. Supervised by YUDIWANTI
WAHYU ENDRO KUSUMO, TRIKOESOEMANINGTYAS, and AMIN NUR.
Wheat (Triticum aestivum L.) is consumed by the largest people in the
world. Indonesia needs of wheat tends to increase because of diversity products
based on wheat flour. Indonesia has not been able to produce wheat due to
climatic factors, so Indonesia must import to fulfill the needs. Indonesia is a
tropical country, while wheat comes from subtropical. The cultivation of wheat in
Indonesia should be supported by the availability of varieties that are adaptive and
has high yield potential in agroecosystem Indonesia. Breeding of tolerant wheat
varieties has been done and obtained many lines were prepared to potential yield
and adaptation tests in Indonesia agroecosystem.
The purpose of this research was to obtain wheat lines adapted to high and
medium agroecosystems. The purpose can be obtained by (1) study the
performance and genetic diversity of F5 and F6 wheat lines (Oasis x HP1744) in
high altitude location, (2) study the relationship between agronomic characters
and yield of wheat (Oasis x HP1744), (3) obtain information about environmental
influences on the results of the selection of wheat shuttle breeding, (4) selecting
best lines of wheat (Oasis x HP1744) based on yield potential and tolerance to
high temperatures.
Selection of F5 lines was conducted from July to November 2013 in the

experimental field of Ornamental Research Station (BALITHI), Cipanas Bogor
(± 1100 m asl, ± 21 °C) by augmented experimental design. The genetic materials
used were 78 F5 lines (Oasis x HP1744) and 6 checks, namely Oasis, HP1744,
Selayar, Basribay, Rabe, and Dewata.
Selection and yield potential evaluation of F6 lines was conducted from
April to September 2014 in the gardens of farmers in Malino (± 1600 m asl,
± 20 °C) and Cisarua (± 600 m asl, ± 24 °C) by augmented experimental design.
Genetic material used are 48 F6 lines (Oasis x HP1744) and 6 checks, namely
Oasis, HP1744, Guri 1, Guri 2, Selayar, and Dewata.
Analysis of variance was carried out by the software R-statistics. Estimation
of genetic parameters was based on the value squared estimations. Correlation
analysis and path analysis were used to determine the relationship between
agronomic characters and yield. Selection of F5 wheat lines was based on yield
and secondary character, while selection F6 wheat lines based on sensitivity index
of yield.
The results showed that F5 wheat lines significantly different in total
number of tillers, number of productive tillers, spike length, spikelet number,
spikelet density, empty floret percentage, grain filling rate, grain number of main
spike, grain weight of main spike, grain number per plant, and grain weight per
plant. The selection based on grain weight per plant increased yield by 14.6% and

reduced empty floret percentage by 26.8%. The selection based on grain weigh of
main spike increased yield by 11.3% and decreased empty floret percentage by
22.3%.

The results of correlation analysis and path analysis of F6 lines showed that
grain filling rate, grain weight of main spike, total number of tillers, and grain
weight per plant had high value of direct effect to yield in Malino by 0.64, 0.43,
0.42, 0.41. High direct effect in Cisarua obtained for grain filling rate (0.43) and
grain weight of main spike (0.62). These agronomic characters can be used as a
secondary character to select wheat lines.
The results of F6 wheat lines study showed that the lines had significantly
different in total number of tillers, grain filling rate, grain weight of main spike,
grain number per plant, and grain weight per plant in Malino, while in Cisarua the
lines had significantly different in spike lenght, spikelets number, empty floret
percentage, grain filling rate, grain number and grain weight of main spike, and
also grain number and grain weight per plant. Mean value of agronomical
characters of lines in Malino were higher than in Cisarua, except in empty floret
percentage.
The selection of F6 wheat lines was conducted on grain weight per plant to
get high yield wheat lines for high altitude and also based on sensitivity index of

heat stress to get tolerant wheat lines for medium altitude. Selection based on
grain weight per plant resulted 27 high yield wheat lines. Selection based on
sensitivity index resulted a tolerant wheat line, namely O/HP49-A1-2-9
(IS = 0.51) and 17 moderate tolerant wheat lines.
The selection based on grain weight per plant increased the mean value of
grain weight per plant by 21.40% and decreased the mean value of empty floret
percentage by 19.49% in high altitude. The selection based on sensitivity index
increased the main value of grain weight per plant by 53.33% and decreased the
mean value of empty floret percentage by 20.21% in medium altitude.
Keywords: correlation analysis, direct selection, heritability, high temperature
stress, indirect selection, path analysis, sensitivity index.

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

SELEKSI GALUR-GALUR GANDUM (Triticum aestivum L.)
HASIL PERSILANGAN OASIS X HP1744
PADA DUA AGROEKOSISTEM

YUSHI MARDIANA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Bambang Sapta Purwoko, MSc

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas
segala nikmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan.
Seleksi galur-galur gandum (Triticum aestivum L.) merupakan penelitian lanjutan
dalam upaya perakitan varietas gandum berdaya hasil tinggi dan toleran suhu
tinggi oleh Tim Peneliti Gandum IPB dan Balai Penelitian Serealia.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan
terima kasih kepada:
1. Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS, Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc, dan Dr
Amin Nur, SP MSi, selaku pembimbing yang telah memberikan banyak
bimbingan, masukan, kritik, dan saran selama penyusunan proposal,
pelaksanaan penelitian, dan penulisan tesis
2. Prof Dr Ir Bambang Sapta Purwoko, MSc selaku dosen penguji dari luar
komisi pembimbing yang telah memberikan kritik dan saran untuk perbaikan
tesis
3. Dr Dewi Sukma, SP MSi selaku dosen penguji perwakilan dari Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman IPB pada ujian akhir tesis, yang telah
memberikan kritik dan saran untuk perbaikan tesis
4. Seluruh staf pengajar di Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
IPB yang telah mendidik dan membekali pengetahuan tentang ilmu
pemuliaan, genetika, dan bioteknologi kepada penulis
5. Tim peneliti gandum IPB, Azis Natawijaya, Eka Boby Febrianto, Mayasari
Yamin, dan Sri Wardani, yang telah menjadi teman diskusi dan pemberi saran
serta semangat selama penelitian dan penulisan tesis
6. Tim peneliti, teknisi lapang, dan mahasiswa praktik kerja lapang di bawah
bimbingan Kelti Pemuliaan Balitsereal Maros, yang telah memberikan
bantuan dan saran selama pelaksanaan penelitian di Malino, Makassar
7. Almh. Rondasih dan Alm. Mochammad Zaeni, ibu dan ayah yang terkasih,
adik-adikku tercinta Nurul Fadhilah dan Yusril Thoriq MZ, serta Mas Riza
Indarto SE dan keluarga. Terima kasih untuk setiap doa, cinta, kasih sayang
dan motivasi yang tidak pernah putus
8. Sahabat-sahabat PBT 2012 dan kawan-kawan di Lab. Pemuliaan Tanaman
Pangan IPB yang selalu menjadi penyemangat dan teman diskusi yang hebat
9. Keluarga dan sahabat di Batang, Pekalongan, dan Margasari yang tidak pernah
putus memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis selama masa studi
10. Keluarga besar Pondok Kos Rizqi yang telah banyak membantu selama proses
penelitian dan menyemangati selama penulisan tesis
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu penyelesaian studi di Sekolah Pascasarjana IPB.
Bogor, Juni 2015
Yushi Mardiana

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Bagan Alir Penelitian

1
1
2
2
2
3
4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Genetika Gandum
Pengaruh Suhu Tinggi terhadap Tanaman Gandum
Seleksi Tanaman Gandum dengan Pendekatan Shuttle Breeding

5
5
6
7

3 KERAGAAN GALUR F5 GANDUM (OASIS X HP1744) DI DATARAN
TINGGI
8
Abstract
8
Abstrak
8
Pendahuluan
9
Metode Penelitian
10
Hasil dan Pembahasan
13
Simpulan
28
4 ANALISIS KORELASI DAN SIDIK LINTAS KARAKTER AGRONOMI
GALUR F6 GANDUM (OASIS X HP1744)
Abstract
Abstrak
Pendahuluan
Metode Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Simpulan

29
29
29
29
31
33
44

5 RESPON SELEKSI KARAKTER AGRONOMI GALUR F6 GANDUM
(OSASI X HP1744) PADA DUA AGROEKOSISTEM
Abstract
Abstrak
Pendahuluan
Metode Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Simpulan

46
46
46
47
48
50
60

6 PEMBAHASAN UMUM

61

7 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

64
64
64

DAFTAR PUSTAKA

65

LAMPIRAN

70

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

82

DAFTAR TABEL
2.1 Pengelompokan gandum berdasarkan ploidi
3.1 Sumber keragaman dan komponen ragam
3.2 Kuadrat tengah galur F5 gandum (Oasis x HP1744) dan varietas
pembanding
3.3 Keragaan varietas pembanding gandum di dataran tinggi
3.4 Keragaan galur F5 gandum (Oasis x HP1744) dan tetua di dataran
tinggi
3.5 Pendugaan parameter genetik karakter agronomi galur F5 gandum
(Oasis x HP1744)
3.6 Matriks korelasi antar karakter agronomi pada galur F5 gandum (Oasis
x HP1744) di dataran tinggi
3.7 Matriks analisis lintas karakter agronomi pada galur F5 gandum (Oasis
x HP1744) terhadap bobot biji per tanaman di dataran tinggi
3.8 Diferensial seleksi karakter agronomi galur F5 gandum
3.9 Keragaan fenotipik karakter agronomi galur F5 gandum (Oasis x
HP1744) hasil seleksi berdasarkan bobot biji per tanaman
4.1 Analisis korelasi karakter agronomi terhadap bobot biji per tanaman
galur F6 gandum (Oasis x HP1744)
4.2 Matriks korelasi antar karakter agronomi galur F6 gandum (Oasis x
HP1744) di Malino
4.3 Matriks korelasi antar karakter agronomi galur F6 gandum (Oasis x
HP1744) di Cisarua
4.4 Matriks sidik lintas galur F6 gandum Oasis x HP1744 terhadap bobot
biji per tanaman di Malino
4.5 Matriks sidik lintas galur F6 gandum Oasis x HP1744 terhadap bobot
biji per tanaman di Cisarua
5.1 Sumber keragaman dan komponen ragam
5.2 Nilai kuadrat tengah galur F6 gandum di dataran tinggi dan dataran
menengah
5.3 Kisaran nilai galur F6 gandum dan kedua tetua di dataran tinggi
5.4 Kisaran nilai galur F6 gandum dan kedua tetua di dataran menengah
5.5 Nilai tengah galur F6 gandum di dua agroekosistem berbeda dan hasil
uji t
5.6 Nilai tengah komponen hasil dan hasil varietas pembanding gandum di
dua agroekosistem berbeda dan hasil uji t
5.7 Parameter genetik galur F6 gandum di dua agroekosistem berbeda
5.8 Galur-galur F6 gandum (Oasis x HP1744) yang terseleksi berdasarkan
daya hasil di dataran tinggi
5.9 Diferensial seleksi populasi F6 gandum berdasarkan seleksi langsung
dan tak langsung di dataran tinggi
5.10 Seleksi berdasarkan indeks sensitivitas bobot biji per tanaman pada
galur F6 gandum (Oasis x HP1744)
5.11 Diferensial seleksi galur F6 gandum berdasarkan indeks sensitivitas

5
11
14
14
16
18
20
22
24
26
33
36

37
40
41
49
51
52
52
53
54
55
56
57
58
59

DAFTAR GAMBAR
1.2 Bagan alir penelitian
2.1 Proses persilangan pembentukan gandum (Triticum aestivum L.)
menurut Sleper dan Phoelman (2006)
3.1 Diagram lintasan karakter agronomi terhadap bobot biji per tanaman
galur F5 gandum (Oasis x HP1744) di Cipanas
4.1 Diagram lintasan karakter agronomi terhadap bobot biji per tanaman
galur F6 gandum (Oasis x HP1744) di Malino
4.2 Diagram lintasan karakter agronomi terhadap bobot biji per tanaman
galur F6 gandum (Oasis x HP1744) di Cisarua
5.1 Sebaran galur-galur F6 gandum hasil persilangan Oasis x HP1744
berdasarkan bobot biji per tanaman di dataran tinggi dan indeks
sensitivitas

4
6
22
42
43
60

DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Nilai tengah karakter agronomi galur F5 gandum (Oasis x HP1744) di
dataran tinggi
Nilai tengah galur F6 gandum (Oasis x Hp1744) di dataran tinggi
Nilai tengah galur F6 gandum (Oasis x HP1744) di dataran menengah
Deskripsi varietas gandum
Rata-rata temperatur dan curah hujan selama penelitian di Cipanas
Rata-rata temperatur dan curah hujan selama penelitian di Cisarua
Dokumentasi penelitian

70
73
75
77
78
78
79

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Impor gandum Indonesia pada tahun 2015 diperkirakan akan mencapai
7.4 juta ton (FAO 2014). Nilai tersebut lebih tinggi daripada nilai impor gandum
pada tahun 2011 (5.73 juta ton) dan tahun 2012 (6.5 juta ton). Peningkatan
tersebut salah satunya disebabkan oleh keragaman pengolahan gandum di tingkat
industri dan masyarakat. Selain itu, konsumsi gandum Indonesia diperkirakan
akan terus meningkat seiring pertambahan jumlah penduduk dan peningkatan
kesejahteraan masyarakat.
Budidaya gandum di Indonesia terkendala oleh faktor iklim. Gandum
menghendaki lingkungan tumbuh dengan rentang suhu 10 °C sampai 25 °C dan
curah hujan 350 mm sampai 1250 mm per tahun sehingga budidaya gandum di
Indonesia hanya bisa dilakukan di dataran tinggi (>1000 m dpl). Pembudidayaan
gandum di dataran tinggi menyebabkan terjadinya persaingan dengan komoditas
hortikultura sehingga perlu diupayakan budidaya gandum di dataran menengah
atau dataran rendah.
Budidaya gandum di dataran menengah dan dataran rendah mengakibatkan
tanaman mengalami cekaman suhu tinggi. Peningkatan suhu yang terjadi sebelum
fase pembungaan menyebabkan abnormalitas daun bendera dan malai, sedangkan
peningkatan suhu yang terjadi setelah fase pembungaan menyebabkan
abnormalitas dalam fertilisasi dan perkembangan biji (Ahmed et al. 2012). Laju
fotosintesis dan hasil gabah menunjukkan hubungan langsung dengan faktor iklim
(Jolliffe & Tregunna 1968). Fluktuasi suhu dan kelembaban udara pada tahap
bunga mekar menyebabkan penurunan hasil gandum (Sial et al. 2005).
Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan respirasi sel sehingga terjadi
pemendekan tinggi tanaman, reduksi masa pengisian biji, perkembangan biji
terhambat, penurunan jumlah biji per malai, dan perubahan ukuran biji menjadi
lebih kecil (Ihsan et al. 2007).
Indonesia belum memiliki varietas gandum yang sesuai untuk daerah
dataran menengah dan dataran rendah dengan cekaman suhu tinggi bagi tanaman
sehingga upaya budidaya gandum di Indonesia perlu didukung dengan program
pemuliaan tanaman yang dapat menghasilkan varietas gandum adaptif untuk
lingkungan bersuhu tinggi. Sifat toleransi gandum terhadap suhu tinggi dapat
diperoleh melalui perakitan varietas dari berbagai tetua yang membawa sifat
toleran dan daya hasil tinggi.
Perakitan varietas tanaman memerlukan tahap seleksi agar diperoleh galurgalur harapan yang sesuai dengan tujuan pemuliaan. Pendekatan seleksi untuk
memperluas daya adaptasi tanaman dapat dilakukan secara shuttle breeding.
Shuttle breeding adalah seleksi yang dilakukan pada lingkungan optimum dan
suboptimum secara bergantian. Ekspresi gen-gen daya hasil terjadi secara optimal
pada lingkungan optimum sehingga seleksi untuk galur berdaya hasil tinggi dapat
dilakukan, sedangkan seleksi untuk mendapatkan galur-galur toleran dilakukan di
lingkungan suboptimum (Ortiz et al. 2007). Seleksi yang dilakukan secara
simultan pada beberapa kondisi lingkungan dapat meningkatkan kemampuan
adaptasi galur-galur gandum (Slafer & Whitechurch 2001).

2

Upaya perakitan varietas gandum toleran suhu tinggi dan berdaya hasil
tinggi dengan metode persilangan single cross pada beberapa genotipe introduksi
dan nasional, yaitu Oasis x HP1744, Selayar x Rabe, dan Dewata x Alibay telah
dilakukan oleh Tim Peneliti Gandum IPB pada tahun 2012 (Natawijaya 2012).
Hasil persilangan Oasis x HP1744 dan Selayar x Rabe telah diseleksi dengan
metode pedigree dan pendekatan seleksi shuttle breeding hingga generasi F4.
Tahap seleksi dilanjutkan hingga F5 kemudian dilakukan uji daya hasil pada
generasi F6 untuk mendapatkan galur-galur gandum berdaya hasil tinggi di
dataran tinggi dan galur-galur toleran suhu tinggi di dataran menengah
Tujuan Penelitian
Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mendapatkan galur gandum
berdaya hasil tinggi untuk dataran tinggi dan galu-galur toleran suhu tinggi untuk
dataran menengah. Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mempelajari keragaan dan keragaman genetik pada galur F5 dan F6 gandum
(Oasis x HP1744) di agroekosistem Indonesia.
2. Mempelajari hubungan antara karakter agronomi dengan hasil galur gandum
(Oasis x HP1744).
3. Memperoleh informasi tentang pengaruh lingkungan pada galur gandum
(Oasis x HP1744) hasil seleksi shuttle breeding.
4. Melakukan seleksi galur-galur harapan gandum (Oasis x HP1744)
berdasarkan daya hasil dan toleransi terhadap suhu tinggi.
Hipotesis Penelitian
1.
2.
3.
4.

Terdapat perbedaan keragaan karakter agronomi dan keragaman genetik di
antara galur-galur F5 dan F6 gandum (Oasis x HP1744) di agroekosistem
Indonesia.
Terdapat hubungan antara karakter agronomi dengan hasil galur gandum
(Oasis x HP1744).
Terdapat pengaruh lingkungan terhadap galur gandum (Oasis x HP1744)
hasil seleksi shuttle breeding.
Terdapat galur-galur gandum (Oasis x HP1744) yang berdaya hasil tinggi dan
toleran terhadap suhu tinggi.
Manfaat Penelitian

Penelitian ini memberikan kontribusi terhadap pengembangan ilmu
pemuliaan, terutama berkaitan dengan tanaman gandum (Triticum aestivum L).
Tanaman gandum merupakan komoditi yang belum banyak dibudidayakan di
Indonesia karena adaptasi terhadap lingkungannya masih rendah. Varietas
gandum toleran suhu tinggi yang adaptif untuk lingkungan tropis Indenesia masih
sedikit, sehingga perlu ada kegiatan penelitian yang mendukung pengembangan
varietas tersebut.
Penelitian ini merupakan tahap lanjutan setelah dilakukan persilangan
terhadap varietas introduksi Oasis x HP1744. Tahap seleksi generasi F5 dan
identifikasi galur pada generasi F6 hasil persilangan memberikan informasi
tentang keragaan galur-galur gandum sehingga dapat dilakukan pengujian daya

3

hasil pada banyak lokasi. Informasi tentang karakter agronomi dan korelasinya
terhadap hasil pada generasi F5 dan F6 diperlukan agar tujuan perakitan varietas
gandum adaptif untuk iklim tropis Indonesia dapat tercapai dan menghasilkan
varietas gandum toleran suhu tinggi.
Ruang Lingkup Penelitian
Pemuliaan tanaman bertujuan untuk meningkatkan produktivitas tanaman
melalui rekombinasi gen pada tanaman. Pemuliaan tanaman merupakan salah satu
solusi terhadap peningkatan kebutuhan pangan yang diiringi penurunan kualitas
dan kuantitas lahan pertanian karena perbaikan hasil dilakukan melalui perubahan
genetik tanaman. Pemuliaan tanaman gandum mendukung upaya diversifikasi
pangan karena gandum adalah salah satu komoditi pertanian yang produknya
banyak diminati masyarakat.
Perbaikan genetik gandum salah satunya dilakukan dengan persilangan dua
tetua yang memiliki karakter unggul. Perbaikan karakter gandum untuk Indonesia
difokuskan pada perbaikan hasil dan toleransi suhu tinggi di Indonesia. Iklim
tropis basah di Indonesia menyebabkan tanaman gandum tidak dapat tumbuh dan
berproduksi secara optimal. Jika faktor pembatas pertumbuhan dan produktivitas
adalah faktor lingkungan, maka perbaikan secara genetik pada tanaman menjadi
lebih efektif. Perbaikan secara genetik dapat dilakukan secara konvensional
melalui persilangan atau secara bioteknologi meelalui penyisipan gen atau mutasi
gen.
Perbaikan genetik dilakukan melalui tahap seleksi plasma nutfah,
rekombinasi gen (persilangan), seleksi, pengujian daya hasil, dan pelepasan
varietas. Penelitian ini merupakan tahap seleksi hasil persilangan. Generasi seleksi
yang menjadi materi penelitian ini merupakan generasi F5 dan F6 hasil
persilangan varietas introduksi India yaitu Oasis dan HP1744.
Seleksi untuk mendapatkan galur terbaik dalam produksi dan toleransi suhu
tinggi dilakukan di dua lokasi berbeda secara bolak-balik (shuttle breeding).
Dataran tinggi dan dataran menengah dipilih untuk mewakili lingkungan optimum
dan suboptimum. Seleksi di dataran tinggi bertujuan memilih galur-galur yang
produktivitasnya tinggi karena faktor lingkungan mendukung pertumbuhan dan
ekspresi gen-gen produktivitas tanaman gandum. Seleksi di dataran menengah
bertujuan untuk menghasilkan galur-galur gandum toleran suhu tinggi, yaitu
galur-galur yang mampu mempertahankan hasil pada kondisi tercekam suhu
tinggi.
Penelitian pertama dilakukan untuk mempelajari keragaan dan keragaman
galur-galur F5 gandum hasil persilangan Oasis x HP1744. Benih F5 diperoleh dari
seleksi di dataran menengah pada penelitian sebelumnya (Yamin 2014).
Percobaan dilakukan di dataran tinggi agar tanaman tumbuh dan berproduksi
secara optimal. Seleksi galur F5 dilakukan secara pedigree untuk mengetahui
silsilah galur gandum yang dihasilkan.
Penelitian kedua dilakukan untuk menyeleksi galur-galur gandum berdaya
hasil tinggi dan toleran suhu tinggi untuk agroekosistem Indonesia. Percobaan
dilakukan di dataran tinggi dan dataran menengah untuk mewakili lingkungan
optimum dan lingkungan tercekam suhu tinggi. Untuk mengetahui ada atau
tidaknya pengaruh lingkungan terhadap galur-galur yang dihasilkan dari seleksi

4

berdasarkan pendekatan shuttle breeding, maka dilakukan uji t pada hasil
pengamatan dari kedua lokasi.
Hasil uji t digunakan sebagai acuan untuk melakukan seleksi galur-galur F6.
Jika hasil uji t menunjukkan nilai berbeda nyata, maka seleksi galur-galur F6
dilakukan berdasarkan indeks sensitivitas terhadap suhu tinggi dan daya hasil
sehingga dapat diperoleh galur-galur gandum yang memiliki daya hasil tinggi
untuk dikembangkan di dataran tinggi dan galur-galur gandum toleran suhu tinggi
untuk dikembangkan di dataran menengah Indonesia. Jika hasil uji t menunjukkan
nilai yang tidak berbeda nyata, maka seleksi galur-galur F6 dilakukan berdasarkan
daya hasil sehingga diperoleh galur-galur gandum berdaya hasil tinggi dan adaptif
untuk dataran tinggi dan dataran menengah Indonesia.

Bagan Alir Penelitian

Galur F5 gandum persilangan Oasis x HP1744
Hasil seleksi di dataran menengah (600 mdpl)

Studi keragaman dan keragaan
Seleksi pedigree
Galur gandum F6 terpilih persilangan Oasis x HP1744
Seleksi pada dua agroekosistem

Dataran tinggi

Dataran menengah
Tidak berbeda nyata

Uji t

Galur gandum daya hasil
tinggi untuk dataran tinggi
dan menengah

Berbeda nyata

Seleksi berdasarkan bobot biji per tanaman
dan berdasarkan indeks sensitivitas
1. Galur gandum daya hasil tinggi untuk
dataran tinggi
2. Galur gandum toleran untuk dataran
menengah

Gambar 1.2 Bagan alir penelitian

5

2 TINJAUAN PUSTAKA
Genetika Gandum
Gandum (Triticum aestivum L.) merupakan tanaman alloheksaploid
(AABBDD) dengan jumlah kromosom
dan tiap set kromosomnya
berjumlah 7 buah (Sleper & Poehlman 2006). Spesies ini terbentuk dari
persilangan alami dari spesies liarnya yaitu Triticum turgidum (AABB) dan
Aegilops tauschii (DD) (Gambar 2.1). Model perpasangan kromosom gandum
diatur oleh alel Ph1 yang terdapat di kromosom nomor 5B. Keberadaan Ph1
memungkinkan kromosom hanya berpasangan dengan homolognya yang berasal
dari genom yang sama. Jika tidak terdapat Ph1 memungkinkan terjadinya
perpasangan kromosom homoelog dari genom yang berbeda. Sleper dan
Poehlman (2006) mengelompokkan spesies gandum berdasarkan ploidinya
menjadi gandum diploid, tetraploid, dan heksaploid (Tabel 2.1).
Tabel 2.1 Pengelompokan gandum berdasarkan ploidi
Jumlah
Kromosom
(2n=2x=14)
14
14
14
14
(2n=4x=28)
28

Spesies
Spesies Diploid
T. monococcum L.
Spesies liar
Ae. tauschii Coss.
Secale cereale L.
Spesies Tetraploid
T. turgidum L.
T. timopheevii
(Zhuk) Zhuk.
28
Spesies
(2n=6x=42)
Heksaploid
T. aestivum L.
42
T. spelta L.
42
X. triticosecale
Wittmack
42
Sleper dan Poehlman (2006)

Genom

Nama
Umum

Domestikasi

AA
BB
DD
RR

eincorn

rye

dibudidayakan
liar
liar
dibudidayakan

AABB

emmer, durum

dibudidayakan

AAGG

liar

AABBDD bread wheat
AABBDD spelt

dibudidayakan
dibudidayakan

AABBRR

dibudidayakan

triticale

Gandum merupakan tanaman menyerbuk sendiri. Penyerbukan sendiri
menyebabkan konstitusi gen tanaman di alam bebas bersifat homozigot pada
hampir semua lokus. Penyataan tersebut didasarkan pada sifat pasangan alel, yaitu
alel homozigot akan tetap homozigot jika mengalami penyerbukan sendiri,
sedangkan alel heterozigot akan mengalami penurunan heterozigositas akibat
penyerbukan sendiri.
Peningkatan homozigositas akibat penyerbukan sendiri tergantung pada
tingkat generasi segregasi dan jumlah gen yang berperan. Menurut Allard (1960)
persentase homozigot dapat dihitung dengan persamaan
,
dimana n adalah tingkat generasi segregasi dan m adalah jumlah pasangan gen

6

heterozigot. Berdasarkan penjabaran tersebut, Allard (1960) menyimpulkan
bahwa semakin banyak jumlah gen berbeda, maka semakin dibutuhkan tingkat
generasi lanjut untuk menghasilkan populasi homozigot.
AA

BB

X

Spesies liar
2n=2x=14

Triticum monococcum
2n=2x=14
AB

Penggandaan
kromosom

X

AABB

Triticum turgidum
2n=4x=28

DD

Aegilops tauschii
2n=2x=14
ABD

Penggandaan
kromosom
AABBDD

Triticum aestivum
2n=6x=42
Gambar 2.1 Proses persilangan pembentukan gandum (Triticum aestivum L.)
menurut Sleper dan Phoelman (2006)

Pengaruh Suhu Tinggi terhadap Tanaman Gandum
Beberapa penelitian melaporkan bahwa cekaman suhu tinggi pada tanaman
gandum dapat membatasi pertumbuhan dan produktivitas. Sial et al. (2005)
melaporkan bahwa cekaman suhu tinggi pada tanaman gandum menyebabkan
pemendekan batang, penurunan jumlah internode, pemendekan masa pengisian
biji, dan penurunan hasil serta komponen hasil. Hosain et al. (2012) melaporkan
bahwa cekaman suhu tinggi pada tanaman gandum yang terjadi sebelum fase
antesis menyebabkan abnormalitas pada fase booting, fertilisasi, dan
gametogenesis. Mohammadi et al. (2004) melaporkan bahwa cekaman suhu tinggi
yang terjadi setelah fase pembungaan menyebabkan pemendekan masa pengisian
biji dan penurunan bobot biji.
Peneliti gandum di Indonesia melaporkan bahwa penanaman gandum di
dataran rendah (< 400 m dpl) bersuhu 23 °C sampai 28 °C mengakibatkan
sterilitas polen, penurunan tinggi tanaman, kerusakan daun bendera, dan
penurunan daya hasil (Natawijaya 2012). Penanaman di dataran menengah
(± 600 m dpl) juga menyebabkan peningkatan persentase floret hampa sehingga
menurunkan jumlah biji dan bobot biji gandum (Febrianto 2014, Wardani 2014,
dan Yamin 2014).

7

Cekaman suhu tinggi secara fisiologis dapat menyebabkan penggunaan
energi secara berlebihan untuk mekanisme pertahanan. Hasanuzzaman et al.
(2012) melaporkan cekaman suhu tinggi pada gandum secara signifikan
meningkatkan kandungan lipid peroksida (MDA), glutathione (GSH), dan
glutathione disulfida (GSSG). Tahir et al. (2009) melaporkan cekaman suhu tinggi
pada kultivar gandum menyebabkan penurunan kandungan klorofil dan
fotosintesis. Mohammadi et al. (2004) melaporkan cekaman suhu tinggi pada
tanaman gandum meningkatkan aktivitas enzim glyoxalase, enzim ascorbate
peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPX), dan
glutathione S-transferase (GST).
Wahid et al. (2007) menjelaskan bahwa mekanisme toleransi tanaman
terhadap cekaman suhu tinggi berupa mekanisme fisiologi yaitu peningkatan
kandungan antioksidan tanaman untuk mencegah terjadinya penuaan dini karena
pengaruh oksigen reaktif, mekanisme stabilitas suhu membran untuk mencegah
kerusakan fungsi membran, peningkatan akumulasi protein yang teraktivasi pada
keadaan cekaman suhu tinggi (heat shock protein), denaturasi protein, dan
mekanisme osmoprotektan. Menurut Barnabas et al. (2007) cekaman suhu tinggi
pada organ vegetatif gandum menyebabkan penurunan potensial air, penutupan
stomata, penghambatan fotosintesis, penurunan sintesis karbohidrat, dan
penghambatan pembelahan sel, sedangkan pada organ generatif dapat
menyebabkan sterilitas polen dan kerusakan ovule.
Seleksi Tanaman Gandum dengan Pendekatan Shuttle Breeding
Menurut Falconer dan Mackay (1996) seleksi adalah kegiatan yang
dilakukan untuk meningkatkan frekuensi gen yang diharapkan dari suatu populasi
sehingga menghasilkan genotipe tanaman yang memiliki sifat unggul. Seleksi
pada tanaman gandum dapat dilakukan dengan metode seleksi silsilah agar
informasi kekerabatan antar individu pada setiap taraf generasi seleksi tercatat
dengan baik.
Shuttle breeding merupakan metode pendekatan seleksi yang melibatkan
dua lingkungan, yaitu lingkungan optimum dan suboptimum. Menurut Slafer dan
Whitechurch (2001) pendekatan shuttle breeding dapat dilakukan untuk
menghasilkan galur atau varietas tanaman yang memiliki kemampuan adaptasi
luas.
Pendekatan shuttle breeding pada seleksi tanaman gandum dapat dilakukan
di dataran tinggi dan dataran menengah. Dataran tinggi mewakili lokasi optimum,
sedangkan dataran menengah mewakili lokasi bercekaman suhu tinggi.
Penanaman yang dilakukan pada lingkungan optimum bertujuan untuk
menginduksi ekspresi gen daya hasil sehingga seleksi dilakukan berdasarkan daya
hasil. Penanaman di lingkungan bercekaman suhu tinggi bertujuan untuk
menginduksi ekspresi gen toleransi suhu tinggi, sehingga seleksi dilakukan
berdasarkan indeks sensitivitas terhadap suhu tinggi (Natawijaya 2012, Febrianto
2014, Wardani 2014, Yamin 2014 ).

8

3 KERAGAAN GALUR F5 GANDUM (OASIS X HP1744)
DI DATARAN TINGGI
Performance of F5 Wheat Lines (Oasis x HP1744)
in High Altitude
Abstract
The purpose of this research was to select F5 of wheat lines (Oasis x
HP1744) that have high yield potential in high altitude agroecosystem. This
research was conducted in July to November 2013 in the experimental field of
Ornamental Research Station (BALITHI) Cipanas (± 1100 m asl, ± 21 oC). There
were 78 lines of F5 wheat from Oasis x HP1744 and 6 check varieties arranged
by augmented design. The results showed that the lines were significantly different
in total number of tiller, number of productive tiller, spike lenght, spike number,
spike density, empty floret percentage, grain filling rate, grain number of main
spike, grain weight of main spike, grain number per plant, and grain weight per
plant. The highest heritability was estimated for spike density (93.8). The results
of path analysis showed that grain number of main spike and grain weight of main
spike had high values of direct effect on grain weight per plant. The direct
selection by grain weight per plant increased the yield potential by 14.6% and
reduced the empty floret percentage by 26.8%. The selection by grain weight of
main spike increased the yield potential by 11.3% and reduced the empty floret
percentage by 22.3%.
Key word: agronomical characters, heritability, path analysis
Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah menyeleksi galur F5 gandum (Oasis x
HP1744) berdaya hasil tinggi di dataran tinggi. Penelitian dilakukan pada bulan
Juli sampai November 2013 di Kebun Percobaan Tanaman Hias (BALITHI)
Cipanas dengan ketinggian ± 1100 m dpl dan suhu ± 21 oC. Materi genetik yang
digunakan adalah 75 galur F5 gandum hasil persilangan Oasis x HP1744.
Percobaan disusun dengan rancangan augmented dengan 6 varietas pembanding.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur berpengaruh nyata terhadap jumlah
anakan, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah spikelet, kerapatan
spikelet, persentase floret hampa, laju pengisian biji, jumlah biji malai utama,
bobot biji malai utama, jumlah biji per tanaman, dan bobot biji per tanaman.
Heritabilitas tertinggi teramati pada kerapatan spikelet (93.8). Sidik lintas
menunjukkan bahwa jumlah biji malai utama dan bobot biji malai utama memiliki
pengaruh langsung tertinggi terhadap bobot biji per tanaman. Seleksi berdasarkan
bobot biji per tanaman meningkatkan daya hasil sebesar 14.6% dan menurunkan
persentase floret hampa sebesar 26.8%. Seleksi berdasarkan bobot biji malai
utama meningkatkan daya hasil sebesar 11.3% dan menurunkan persentase floret
hampa sebesar 22.3%.
Kata kunci: sidik lintas, karakter agronomi, Triticum aestivum

9

Pendahuluan
Gandum (Triticum aestivum L.) merupakan tanaman subtropis yang
dikonsumsi sebagai bahan pangan oleh sebagian besar warga dunia. Indonesia
merupakan salah satu negara pengimpor gandum dalam jumlah besar. Besarnya
nilai impor gandum Indonesia disebabkan oleh beragamnya produk olahan
berbasis gandum yang dibuat dan dikosumsi masyarakat. BPS (2012) mencatat
impor gandum tahun 2011 mencapai 5.4 juta ton dan berasal dari Australia
(3.7 juta ton), Kanada (989.2 ribu ton), dan Amerika Serikat (747.9 ribu ton).
FAO (2014) memperkirakan nilai impor gandum Indonesia akan mencapai
7.4 juta ton pada tahun 2015.
Indonesia belum dapat memproduksi gandum sendiri. Upaya penanaman
gandum di Indonesia telah dilakukan di daerah dengan ketinggian > 1000 m dpl
dan suhu rata-rata 15 oC sampai 20 oC. Gandum dapat mengekspresikan daya
hasil secara optimal jika ditanam di dataran tinggi. Indonesia telah memiliki
varietas gandum nasional yang beradaptasi baik di dataran tinggi tropis Indonesia,
yaitu Selayar, Nias, Dewata, Guri 1, Guri 2, dan Ganesha.
Upaya untuk menghasilkan varietas gandum berdaya hasil tinggi dan adaptif
di lingkungan Indonesia dapat dilakukan dengan berbagai metode pemuliaan.
Natawijaya (2012) melakukan uji adaptasi terhadap 10 genotipe introduksi
bersama 2 varietas nasional di dataran tinggi dan dataran menengah untuk
memperoleh informasi keragaman dan kemampuan adaptasi genotipe gandum di
Indonesia, kemudian membentuk tiga populasi segregan hasil persilangan Oasis x
HP1744, Selayar x Rabe, dan Dewata x Alibay. Nur (2013) membentuk
keragaman genetik gandum dengan metode irradiasi sinar gamma terhadap Oasis,
Rabe, Basribay, Selayar, dan Dewata.
Seleksi merupakan kunci utama pada keberhasilan program pemuliaan
tanaman. Keberhasilan seleksi tergantung pada metode seleksi dan karakter
seleksi yang digunakan. Menurut Syukur et al. (2010) penentuan metode seleksi
dan karakter seleksi dapat dilakukan jika tersedia informasi tentang parameter
genetik dari populasi segregan yang dihasilkan.
Ragam genetik dan heritabilitas merupakan parameter genetik yang penting
dalam pemuliaan tanaman. Ragam genetik adalah ragam yang diwariskan oleh
tetua kepada turunannya. Proporsi ragam genetik terhadap ragam fenotipe suatu
karakter disebut heritabilitas. Menurut Roy (2000) heritabilitas yang dihitung
berdasarkan perbandingan ragam genetik dan ragam fenotipe suatu karakter
disebut heritabilitas arti luas, sedangkan heritabilitas yang dihitung berdasarkan
perbandingan nilai ragam aditif dan ragam fenotipe suatu karakter disebut
heritabilitas arti sempit.
Yamin (2014) melaporkan bahwa karakter hasil pada populasi F3 Oasis x
HP1744 di Cipanas memiliki heritabilitas tinggi. Febrianto (2014) juga
melaporkan heritabilitas tinggi pada jumlah biji per malai, bobot biji per malai,
dan bobot biji per tanaman pada populasi galur mutan gandum M5. Heritabilitas
tinggi menunjukkan bahwa ragam fenotipe karakter sebagian besar dikendalikan
oleh ragam genetik. Seleksi menggunakan karakter yang memiliki heritabilitas
tinggi akan memberikan diferensial seleksi tinggi pula.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menyeleksi galur-galur F5 gandum (Oasis
x HP1744) berdasarkan informasi keragaan karakter, parameter genetik, dan

10

korelasi antara karakter agronomi terhadap hasil di dataran tinggi. Seleksi galurgalur F5 gandum (Oasis x HP1744) bertujuan untuk memperoleh galur-galur
berdaya hasil tinggi dan memiliki karakter agronomi yang mendukung daya hasil
gandum di lingkungan tropis Indonesia.
Metode Penelitian
Waktu dan Tempat
Percobaan dilakukan pada bulan Juli sampai November 2013. Percobaan ini
dilakukan di kebun penelitian Balai Penelitian Tanaman Hias (BALITHI)
Cipanas. Ketinggian tempat percobaan adalah ± 1100 m dpl dan suhu rata-rata
harian ± 21 °C.
Bahan Genetik
Bahan genetik yang digunakan adalah 75 galur F5 gandum hasil persilangan
Oasis x HP1744 dan 6 varietas pembanding. Varietas pembanding yang
digunakan adalah Oasis, HP1744, Nias, Selayar, Rabe, dan Basribay.
Prosedur Percobaan
Percobaan dilakukan dengan rancangan augmented. Galur tidak diulang
karena jumlah galur yang banyak dan jumlah benih yang terbatas, sedangkan
varietas pembanding diulang sebanyak 4 kali. Unit percobaan yang digunakan
adalah satu baris dengan jumlah tanaman 15 tanaman pada tiap baris dengan jarak
dalam baris 15 cm dan jarak antar baris 15 cm.
Pengolahan tanah dilakukan seminggu sebelum tanam. Penanaman
dilakukan 2 benih per lubang tanam dan untuk menghindarkan benih dari hama
maka dilakukan penaburan insektisida karbofuran 3% di atas benih. Penjarangan
dilakukan pada minggu kedua, kemudian disisakan hanya 1 tanaman per lubang
tanam.
Pemupukan dilakukan dua kali yaitu pada 10 HST dengan dosis 150 kg.ha-1
Urea, 200 kg.ha-1 SP36, dan 100 kg.ha-1 KCl, dan pada umur 30 HST dengan
dosis 150 kg.ha-1 Urea. Pemeliharaan tanaman meliputi penyiangan, penyiraman,
dan pengendalian hama penyakit. Panen dilakukan pada tiap galur yang telah
masak dengan ditandai oleh ujung malai hingga pangkal bawah tanaman telah
menguning. Pengamatan dilakukan pada 10 tanaman sampel per galur secara
acak.
Pengamatan Karakter Agronomi
1. Tinggi tanaman (cm) diukur dari permukaan tanah sampai ujung daun
bendera.
2. Luas daun bendera (cm2) dihitung dengan mengalikan standar baku (0.75)
dengan panjang daun maksimum dan lebar daun maksimum
3. Kehijauan daun bendera diukur dengan menggunakan clorophyll meter SPAD
pada saat tanaman memasuki fase generatif dan daun bendera telah sempurna
4. Jumlah anakan total dihitung berdasarkan banyaknya anakan yang tumbuh
pada pangkal batang.

11

5. Jumlah anakan produktif dihitung berdasarkan banyaknya anakan yang
menghasilkan malai.
6. Umur berbunga (hari) dihitung berdasarkan waktu munculnya malai pada
setiap galur.
7. Umur panen (hari) dihitung berdasarkan waktu tanaman mulai matang yang
ditandai dengan ujung malai hingga pangkal batang telah menguning.
8. Panjang malai (cm) diukur mulai dari lingkar cincin malai sampai ujung
malai, tidak termasuk bulu malai.
9. Jumlah spikelet dihitung berdasarkan jumlah spikelet pada malai utama.
10. Kerapatan spikelet dihitung berdasarkan perbandingan antara jumlah spikelet
dan panjang malai.
11. Persentase floret hampa (%) dihitung berdasarkan jumlah perbandingan
jumlah floret hampa terhadap jumlah floret total kemudian dikalikan 100%.
12. Laju pengisian biji (g.hari-1) dihitung berdasarkan perbandingan bobot biji per
tanaman dengan masa pengisian biji. Masa pengisian biji dihitung berdasarkan
selisih antara umur panen dan umur berbunga
13. Jumlah biji malai utama dihitung berdasarkan jumlah biji yang diperoleh pada
malai utama
14. Bobot biji malai utama (g) diukur berdasarkan bobot biji pada malai utama.
15. Jumlah biji per tanaman dihitung berdasarkan jumlah biji yang diperoleh pada
setiap rumpun tanaman.
16. Bobot 100 biji (g) diukur berdasarkan bobot dari 100 biji pada tiap individu
tanaman.
17. Bobot biji per tanaman (g) diukur berdasarkan bobot biji yang diperoleh pada
setiap rumpun tanaman.
Analisis Data
Data dianalisis menggunakan perangkat lunak R-Statistik berdasarkan model
analisis rancangan augmented Federer dan Nguyen (2002). Tabel 3.1
menunjukkan sumber keragaman dan komponen ragam.
Tabel 3.1 Sumber keragaman dan komponen ragam
Sumber keragaman
Ulangan
Perlakuan
Genotipe (G)
Pembanding (C)
G vs C
Error
Total terkoreksi

DB
r-1
(g+c)-1
g-1
c-1
1
(c-1)(r-1)
(rc+g)-1

JK
JKu
JKp
JKg
JKc
JK (g vs c)
JKe
JKT

KT
KTu
KTp
KTg
KTc
KT (g vs c)
KTe

r = ulangan dalam kontrol, c = varietas pembanding, g = galur uji

Pendugaan nilai ragam berdasarkan nilai E(KT) adalah sebagai berikut:
1.
Ragam Lingkungan
2.
Ragam Genotipe
3.
Ragam Fenotipe

E(KT)

12

Koefisien keragaman genetik (KKG) digunakan untuk menduga luas atau
tidaknya keragaman genetik yang dimiliki masing-masing karakter yang dihitung
menurut Knight (1979), sebagai berikut:

Keterangan:

= ragam genetik dan = rata-rata populasi

Luas sempitnya nilai keragaman genetik suatu karakter ditentukan berdasarkan
ragam genotipe dan standar deviasinya dengan rumus Prinaria et al. (1995),
sebagai berikut:

Keterangan: jika
jika

maka keragaman genotipenya luas,
maka keragaman genotipenya sempit.

Heritabilitas merupakan proporsi antara ragam genetik dengan ragam
fenotipe yang dihitung berdasarkan rumus Singh dan Chaudary (1979), sebagai
berikut:

Keterangan:

= heritabilitas arti luas,

= ragam genetik,

= ragam fenotipe

Selanjutnya heritabilitas dikategorikan mengikuti Stanfield (1983) yaitu tinggi
jika h2 > 50%, sedang jika 20% ≤ h2 ≤ 50%%, dan rendah jika h2 < 20%.
Analisis korelasi digunakan untuk mengetahui hubungan antar karakter
agronomi pada galur F5 gandum. Koefisien korelasi dihitung berdasarkan rumus
Singh dan Chaudhary (1979), sebagai berikut:

n
[n

x1 y1

x12 (

(

x1 )(

x1 ) 2 ][ n

y1 )

y12 (

2

y1 ) ]

Keterangan:
rxy = koefisien korelasi antar karakter bebas (x) terhadap karakter hasil
n = banyaknya perlakuan; x1 = karakter bebas (x); y1 = karakter hasil
Sidik lintas merupakan analisis regresi linier yang membahas hubungan
kausal antar variabel. Melalui analisis ini dapat diketahui pengaruh langsung dan
tidak langsung antara variabel bebas terhadap variabel respon. Rumus sidik lintas
menurut Gaspersz (1992), sebagai berikut:
r11 r12.........r1p C1
r1y
r21 r22.........r2p C2 = r2y
rp1 rp2.........rpp C3
r3y
Rx . C = Ry

13

Keterangan:
Rx = matriks korelasi antar variabel bebas dalam model regresi berganda yang
memiliki p buah variabel bebas sehingga merupakan matriks dengan
elemen-elemen Rxixj (i, j = 1, 2, …, p)
C
= vektor koefisien lintasan yang menunjukkan pengaruh langsung dari setiap
variabel bebas yang telah dibakukan
Ry = vektor koefisien korelasi antara variabel bebas xi (i = 1, 2, …, p) dan
variabel tidak bebas Y.
Diferensial seleksi dihitung untuk mengetahui keberhasilan seleksi yang
ditandai peningkatan atau penurunan nilai keragaan karakter target. Diferensial
seleksi dihitung berdasarkan Falconer (1960) dan Syukur et al. (2012), sebagai
berikut:
S= (

/

)-(

/

)

/ ) = nilai tengah populasi terseleksi,
Keterangan: S= difere