ldentifikasi Segregan Transgresif Gandum (Triticum aestivum L ) Toleran Suhu Tinggi dan Berdaya Hasil Tinggi di Lingkungan Tropika

IDENTIFIKASI SEGREGAN TRANSGRESIF GANDUM
(Triticum aestivum L.) TOLERAN SUHU TINGGI DAN
BERDAYA HASIL TINGGI DI LINGKUNGAN TROPIKA

SRI WARDANI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul ldentifikasi Segregan
Transgresif Gandum (Triticum aestivum L.) Toleran Suhu Tinggi dan Berdaya Hasil
Tinggi di Lingkungan Tropika 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, September 2014

Sri Wardani
NIM A253110261

RINGKASAN
SRI
WARDANI.
ldentifikasi
Segregan
Transgresif
Gandum
(Triticum aestivum L.) Toleran Suhu Tinggi dan Berdaya Hasil Tinggi
di Lingkungan Tropika. Dibimbing oleh DESTA WIRNAS dan YUDIWANTI
WAHYU ENDRO KUSUMO.
Gandum merupakan tanaman subtropik yang menjadi salah satu komoditi
pangan dunia. Indonesia adalah salah satu negara pengimpor gandum sehingga
usaha untuk memproduksi gandum di dalam negeri perlu dilakukan. Produksi
dalam negeri akan berhasil jika didukung oleh ketersediaan varietas yang adaptif

untuk kondisi tropik. Pengembangan gandum di Indonesia ditujukan pada
perbaikan adaptabilitas gandum terhadap suhu tinggi dan potensi hasil.
Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi segregan-segregan gandum
yang toleran terhadap suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi pada generasi F3 dan
F4. Secara khusus penelitian ini ditujukan untuk (1) menduga nilai parameter
genetik karakter hasil dan komponen hasil populasi F3 dan F4 hasil persilangan
Selayar (tetua medium toleran) dan Rabe (tetua sensitif), (2) mendapatkan
informasi tentang keeratan hubungan antara karakter komponen hasil dan karakter
hasil, (3) memperoleh segregan yang toleran suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi.
Penelitian terdiri dari dua percobaan. Percobaan pertama adalah identifikasi
segregan gandum yang memiliki sifat potensi hasil tinggi di dataran tinggi pada
kondisi tropik. Materi genetik yang digunakan adalah 58 famili generasi F3 yang
dipilih dari gandum generasi F2 dengan metode pedigree. Penelitian ini dilakukan
di kebun percobaan Balai Penelitian Tanaman Hias, Cipanas. Percobaan kedua
adalah evaluasi segregan terpilih di dataran tinggi dan menengah. Penelitian ini
dilakukan di kebun percobaan Balai Penelitian Tanaman Hias, Cipanas (dataran
tinggi) dan Cisarua (dataran menegah). Materi genetik yang digunakan terdiri dari
348 famili gandum generasi F4 yang dipilih dari percobaan sebelumnya.
Rancangan percobaan yang digunakan pada kedua percobaan adalah rancangan
perbesaran (augmented design) dengan menggunakan 6 genotipe pembanding,

yaitu 2 varietas nasional (Selayar dan Dewata), 3 galur introduksi dari India
(Oasis, Rabe, HP 1744), serta 1 galur introduksi dari Turki (Basribey).
Analisis ragam pada penelitian pertama menunjukkan bahwa famili gandum
berbeda nyata pada karakter kehijauan daun bendera, umur berbunga, umur panen,
persentase floret hampa, jumlah biji per malai, bobot biji per malai, jumlah biji
per rumpun, dan bobot biji per rumpun. Karakter ini dapat digunakan sebagai
karakter seleksi untuk peningkatan hasil gandum pada dataran tinggi. Berdasarkan
hasil seleksi yang dilakukan sebanyak 348 individu terbaik yang dipilih dari 39
famili yang akan ditanam pada musim tanam berikutnya. Seleksi ini dilakukan
berdasarkan bobot biji per rumpun yang diindikasikan sebagai potensi hasil dan
seleksi berdasarkan multikarakter, yaitu jumlah anakan produktif, persentase
floret hampa, dan bobot biji per rumpun.
Hasil sidik ragam pada dua lingkungan tropik menunjukkan bahwa
keragaman gandum generasi F4 di dataran menengah lebih beragam dibandingkan
di dataran tinggi. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa famili berbeda nyata
pada karakter jumlah spikelet, umur berbunga, jumlah floret total, jumlah biji per
rumpun dan bobot biji per rumpun di derah Cipanas, sedangan pada daerah

Cisarua, famili berbeda nyata pada karakter umur berbunga, umur panen, periode
pengisian biji, jumlah floret hampa, persentase floret hampa, jumlah biji per malai,

bobot biji per malai, jumlah biji per rumpun, dan bobot biji per rumpun.
Analisis korelasi pada percobaan pertama menunjukkan bahwa luas daun
bendera, jumlah anakan, jumlah anakan produktif, jumlah floret hampa,
persentase floret hampa, jumlah biji per malai dan jumlah biji per rumpun
berkorelasi positif dengan bobot biji per rumpun. Percobaan kedua menunjukkan
karakter jumlah anakan produktif, jumlah biji per malai, bobot biji per malai, dan
jumlah biji per rumpun berkorelasi kuat terhadap bobot biji per rumpun gandum
di Cipanas. Karakter luas bendera daun, jumlah floret hampa, persentase floret
hampa, jumlah biji per malai, dan bobot biji per malai memiliki korelasi
signifikan dengan bobot biji per rumpun gandum yang ditanam di Cisarua.
Seleksi berdasarkan nilai indeks pada dua lingkungan yang berbeda
menghasilkan sebanyak 20 famili terpilih dan 3 famili di antaranya yang selalu
masuk dalam kategori terbaik, yaitu S/R 13-3, S/R 19-22, S/R 11-30. Seleksi
berdasarkan indeks sensitivitas dan bobot biji per rumpun menghasilkan sebanyak
3 segregan yang tergolong toleran dan memiliki bobot biji per rumpun yang tinggi,
yaitu S/R 10-9, S/R 53-23, S/R 13-28.
Kata kunci: gandum, heritabilitas, seleksi, suhu tinggi

SUMMARY
SRI

WARDANI.
Identification
Segregant
Transgressive
Wheat
(Triticum aestivum L.) High Temperature Tolerant and High Yield Potential In the
Tropical Environment. Supervised by DESTA WIRNAS dan YUDIWANTI
WAHYU ENDRO KUSUMO.
Wheat is a subtropical crop that becomes one of the world's important food
commodity. Indonesia is one of the wheat importing countries so that wheat
domestically production needs to do. In country production will be successful if it
is supported by the availability of adaptive varieties for tropical conditions. Wheat
breeding in Indonesia is aimed to improve wheat adaptability to high temperatures
stress and yield potential under tropical conditions.
The purposes of this study were to identify high temperature tolerant
segregants and high yield potential of wheat in the tropical conditions. The
specific purposes of this study were (1) to estimate the genetic parameters of traits
observed in F3 derived from a cross between Selayar (tolerant medium parent)
and Rabe (sensitive parent), (2) to obtain information about the correlation among
yield component characters and yield, (3) to select high temperature tolerant

segregants and high yield potential. The study consisted of two experiments.
The first experiment was identification of wheat segregants high yield potential
in the high altitude land of tropical conditions. Genetic materials used were 58
families of F3 selected from F2 with pedigree method. The research was
conducted at field station research of Ornamental Plants Research Institution,
Cipanas. Second experiment was evaluation of selected segregants in the high and
medium altitude lands. The research was conducted field station research of
Ornamental Plants Research Institution, Cipanas (high altitude) and Cisarua
(medium altitude). Genetic material used consisted of 348 families F4 selected
from previous experiment. The experimental design used in both experiments was
augmented design using 6 genotypes as check varieties, namely 2 national
varieties (Selayar and Dewata), 3 lines introduced from India (Oasis, Rabe,
HP 1744), and 1 lines introduction of Turkey (Basribey).
Variance analysis on the first study showed that family of wheat were
significantly different for flag leaf greenness, days to flowering, days to
harvesting, the percentage of unfilled florets, number of grains per panicle, grain
weight per panicle, number of grains per panicle, and grain weight per plant.
This character can be used as a character selection for grain yield improvement in
the high altitude lands. Based on the results of the selection is done there were 348
the best individual plants selected from 39 families selected that will be planted in

the next growing season. Selection is made based on the weight of seeds per plant
which is indicated as a potential outcome and selection multikarakter used, the
number of productive tillers, percentage of empty florets and grain weight per
plant.
Results of analysis of variance on two tropical environments showed that
the diversity of wheat in the F4 generation of intermediate terrain more varied
than in the highlands. Results of analysis of variance showed variance analysis of
data obtained in Cipanas showed that family was significantly different for
spikelet number, days to flowering, the total number of florets, number of grains

per panicle and grain weight per plant, while family of data obtained from Cisarua
was significantly different only for days to flowering and harvesting, grain filling
period, number of unfilled florets, the percentage of unfilled florets, number of
seeds per panicle, grain weight per panicle, number of grains per panicle, and
grain weight per plant.
Correlation analysis in the first experiment showed that the flag leaf area,
number of tillers, number of productive tillers, number of unfilled florets,
the percentage of unfilled florets, number of grains per panicle, and number of
grains per plant was positively correlated with grain weight per plant. A second
study shows the character number of productive tillers, number of grains per

panicle, grain weight per panicle, and number of grains per was positively
correlated to grain weight per panicle, grain in Cipanas. Flag leaf area, number of
unfilled florets, percentage of unfilled floret, number of seeds per panicle, and
grain weight per panicle had a significantly correlation with seed weight per plant
of segregant grown in Cisarua.
Selection based on the value of the index on two different environments
result in 20 families selected and 3 families are always in the best category,
namely S/R 13-3, S/R 19-22, S/R 11-30. Selection is based on the sensitivity
index and grain weight per plant resulted in 3 segregant classified as tolerant and
have high grain weight per plant, namely S/R 10-9, S/R 53-23, S/R 13-28.
Key word: wheat, heritability, selection, high temperature

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
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

IDENTIFIKASI SEGREGAN TRANGRESIF GANDUM
(Triticum aestivum L.) TOLERAN SUHU TINGGI DAN
BERDAYA HASIL TINGGI DI LINGKUNGAN TROPIKA

SRI WARDANI

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

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji Luar Komisi pada UjianTesis : Dr Ir Purwono, MS

Judul Tesis : Identifikasi Segregan Transgresif Gandum (Triticum aestivum L.)
Toleran Suhu Tinggi dan Berdaya Hasil Tinggi Di Lingkungan
Tropika
Nama
: Sri Wardani
NIM
: A253110261

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Desta Wirnas, SP, MSi
Ketua

Dr Ir Yudiwanti Wahyu E.K, MS
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Yudiwanti Wahyu E.K, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 29 Agustus 2014

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian ini ialah cekaman suhu tinggi dan hasil tinggi, dengan
judul Identifikasi Segregan Transgresif Gandum (Triticum aestivum L.) Toleran
Suhu Tinggi dan Berdaya Hasil Tinggi Di Lingkungan Tropika.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima
kasih kepada :
1. Dr Desta Wirnas SP, MSi. dan Dr Ir Yudiwanti Wahyu Endro Kusumo MS
selaku pembimbing yang telah banyak memberi bimbingan, saran, dan
kritikan selama menyusun proposal, pelaksanaan penelitian, dan penulisan
tesis.
2. Dr Ir Purwono, MS selaku dosen penguji luar komisi yang telah memberikan
saran-sarannya 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 atas
saran-saran untuk perbaikan tesis.
4. Seluruh staf pengajar di Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
IPB yang telah mendidik dan membekali penulis tentang pengetahuan
pemuliaan, bioteknologi dan genetika.
5. Dr Ir Edizon Jambormias MSi selaku mahasiswa program Doktor di program
studi pemuliaan dan bioteknologi tanaman, IPB dan peneliti pada Jurusan
Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Pattimura yang telah
memperkaya penulis dengan pengetahuan tentang statistik pada bidang
pemuliaan tanaman, serta kepada Aziz Natawijaya, SP, MSi yang telah
memberikan saran selama penelitian dan penyelesaian tulisan tesis.
6. Koordinator Proyek pengembangan Gandum IPB dan Konsorsium Gandum
Indonesia, Dr Amin Nur SP, M.Si., Dr Azrai SP, MP yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk bergabung dalam Tim Penelitian Pemuliaan
Gandum Tropika.
7. Kepada ayahanda Purwadi dan Ibunda Mariati yang tercinta, kakanda Widya
Astuti dan adikku Muhammad Akbar, serta kepada keluarga besarku yang
telah banyak memberikan do’a, motivasi dan kasih sayang kepada penulis.
8. Kepada Muhammad Syahril Lubis, SP, MP yang telah banyak membantu
penulis baik dalam do’a, dukungan dan motivasi selama penyelesaian
magister, serta adikku Febriani Bangun, SP yang telah memotivasi penulis.
9. Tim Penelitian Gandum Laboratorium Genetika dan Pemuliaan IPB (Eka
Boby Febrianto, SP, Mayasari Yamin, SP dan Yushi Mardianti, SP) atas
kebersamaan dan bantuannya selama melakukan penelitian.
10. Beasiswa Unggulan DIKTI atas bantuan dana dalam menempuh studi dan
menyelesaikan tesis, serta publikasi artikel ilmiah.

Akhir kata, penulis sampaikan terima kasih atas semua yang telah penulis
terima selama menjalani studi, penelitian sampai penyelesaian studi. Semoga
karya kecil ini dapat bermanfaat bagi penulis dan juga bagi pengembangan serta
kemajuan ilmu di bidang pertanian, khususnya bidang pemuliaan tanaman
gandum tropika.
Bogor, September 2014

Sri Wardani
NRP. A 253 110 261

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR

iii
v
vii

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
2
3

2

SELEKSI SEGREGAN GANDUM (Triticum aestivum L.)
DI DATARAN TINGGI
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan dan Rancangan Penelitian
Pengamatan
Analiasis Data
Hasil dan Pembahasan
Keragaan Genotipe Pembanding Gandum di Dataran Tinggi
Keragaan Populasi Gandum Generasi F3 di Dataran Tinggi
Hubungan Antar Karakter Agronomi Gandum Generasi F3
di Dataran Tinggi
Analisis Lintas Karakter Bobot Biji per Rumpun pada Populasi
Gandum Generasi F3 di Dataran Tinggi
Seleksi Segragan Gandum Generasi F3 Berdaya Hasil Tinggi
di Dataran Tinggi
Simpulan

6

3

KERAGAAN PENDUGAAN PARAMETER GENETIK SEGREGAN
GANDUM (Triticum aestivum L.) GENERASI F4 PADA DUA
AGROEKOSISTEM TROPIKA
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan dan Rancangan Percobaan
Pengamatan
Analisis Data

6
6
7
8
8
8
8
9
11
12
13
15
18
20
24
25

25
25
26
27
27
27
28
28

4

5

Hasil dan Pembahasan
Kondisi Lingkungan Penanaman Gandum Generasi F4
Keragaan Genotipe Pembanding Gandum dan Segregan Gandum
Generasi F4 di Dataran Tinggi
Keragaan Genotipe Pembanding Gandum dan Segregan Gandum
Generasi F4 di Menengah
Simpulan

30
30
30

ANALISIS LINTAS KARAKTER AGRONOMI GANDUM
(Triticum aestivum L.) GENERASI F4 PADA DUA
AGROEKOSISTEM TROPIKA
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan dan Rancangan Penelitian
Pengamatan
Analisis Data
Hasil dan Pembahasan
Hubungan Antar Karakter Agronomi Gandum Generasi F4
di Dua Agroekosistem Tropika
Analisis Lintas Karakter Bobot Biji per Rumpun pada Populasi
Gandum Generasi F4 di Dua Agroekosistem Tropika
Simpulan

40

SELEKSI DAN DIFERENSIAL SELEKSI GANDUM
(Triticum aestivum L.) GENERASI F4 PADA DUA
AGROEKOSISTEM TROPIKA
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Metode Penelitian
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan dan Rancangan Penelitian
Pengamatan
Analisis Data
Hasil dan Pembahasan
Sebaran Segregan-segregan Gandum Generasi F4 Hasil
Persilangan Selayar x Rabe di Dataran Tinggi
Sebaran Segregan-segregan Gandum Generasi F4 Hasil
Persilangan Selayar x Rabe di Dataran Menengah
Perubahan Nilai Rataan Populasi Dasar dan Populasi Terseleksi
Famili Gandum Generasi F4 pada Dua Agroekosistem Tropika
Diferensial Seleksi untuk Beberapa Metode Seleksi Terhadap
Famili Gandum Generasi F4 pada Dua Agroekosistem Tropika

52

34
39

40
40
41
42
42
42
43
44
44
44
48
51

52
52
53
54
54
54
54
55
56
57
60
64
67

Identifikasi Famili Gandum Generasi F4 yang Memiliki Sifat
Berdaya Hasil Tinggi dan Toleran Suhu Tinggi
Simpulan

69

6

PEMBAHASAN UMUM

73

7

SIMPULAN DAN SARAN

78

72

DAFTAR PUSTAKA

79

RIWAYAT HIDUP

84

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5

Tabel 2.6
Tabel 2.7
Tabel 2.8

Tabel 2.9

Tabel 2.10

Tabel 2.11

Tabel 3.1

Model analisis ragam untuk rancangan perbesaran
(augmented design)
Kuadrat tengah untuk karakter morfologis, komponen hasil,
dan hasil gandum di dataran tinggi
Keragaan genotipe pembanding gandum di dataran tinggi
Keragaan karakter agronomi famili-famili F3 hasil
persilangan Selayar x Rabe di dataran tinggi
Nilai ragam genotipe (σ2g), standar deviasi ragam genetik
(2(σσ2g)), koefisien keragaman genetik (KKG), ragam
fenotipe (σ2p), heritabilitas arti luas (h2bs)
Tingkat dan kekuatan hubungan korelasi terhadap karakter
hasil
Matriks korelasi karakter agronomi pada populasi gandum
generasi F3 di dataran tinggi
Matrik analisis lintas terhadap karakter bobot biji per
rumpun pada populasi gandum generasi F3 hasil persilangan
Selayar x Rabe
Keragaan karakter agronomi segregan gandum generasi F3
terpilih berdasarkan seleksi langsung pada karakter bobot
biji per rumpun
Keragaan karakter agronomi segregan gandum generasi F3
terbaik berdasarkan seleksi multikarakter (jumlah anakan
produktif, persentase floret hampa dan bobot biji per
rumpun)
Perubahan nilai rataan populasi dasar famili gandum
generasi F3, rataan individu terpilih berdasarkan bobot biji
per rumpun, dan rataan individu terpilih berdasarkan jumlah
anakan produktif, persentase floret hampa, serta bobot biji
per rumpun gandum di dataran tinggi
Model analisis ragam untuk rancangan perbesaran
(augmented design)

10
12
13
14
14

15
16
18

21

22

23

29

Tabel 3.2
Tabel 3.3
Tabel 3.4
Tabel 3.5
Tabel 3.6
Tabel 3.7
Tabel 3.8
Tabel 3.9
Tabel 3.10
Tabel 3.11
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4

Tabel 4.5

Tabel 5.1

Tabel 5.2

Tabel 5.3
Tabel 5.4
Tabel 5.5

Kuadrat tengah untuk karakter morfologis, komponen hasil
dan hasil gandum di dataran tinggi
Keragaan genotipe pembanding gandum di dataran tinggi
Keragaan karakter agronomi populasi gandum generasi F4
hasil persilangan Selayar x Rabe di dataran tinggi
Nilai ragam genotipe populasi gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe di dataran tinggi
Nilai duga ragam genetik, ragam fenotipe dan heritabilitas
arti luas populasi gandum generasi F4 di dataran tinggi
Kuadrat tengah untuk karakter morfologis, komponen hasil
dan hasil gandum generasi F4 di dataran menengah
Keragaan genotipe pembanding gandum di dataran
menengah
Keragaan karakter agronomis populasi gandum generasi F4
hasil persilangan Selayar x Rabe di dataran menegah
Nilai ragam genotipe populasi gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe di dataran menengah
Nilai duga ragam genetik, ragam fenotipe dan heritabilitas
arti luas populasi gandum generasi F4 di dataran menengah
Tingkat dan kekuatan hubungan korelasi terhadap karakter
hasil
Matriks korelasi karakter agronomi pada populasi gandum
generasi F4 di dataran tinggi (Cipanas)
Matriks korelasi karakter agronomi pada populasi gandum
generasi F4 di dataran menengah (Cisarua)
Matrik analisis lintas terhadap karakter bobot biji per
rumpun pada populasi gandum generasi F4 hasil persilangan
Selayar x Rabe di dataran tinggi
Matrik analisis lintas terhadap karakter bobot biji per
rumpun pada populasi gandum generasi F4 hasil persilangan
Selayar x Rabe di dataran menengah
Segregan-segregan gandum generasi F4 yang terseleksi
berdasarkan nilai tengah dan nilai ragam pada karakter
jumlah anakan produktif, persentase floret hampa, dan
bobot biji per rumpun di dataran tinggi
Segregan-segregan gandum generasi F4 yang terseleksi
berdasarkan nilai tengah dan nilai ragam dari karakter
jumlah anakan produktif, persentase floret hampa, bobot biji
per rumpun pada dataran menengah
Keragaan karakter agronomi 20 segregan gandum generasi
F4 terbaik di dataran tinggi berdasarkan indeks seleksi
Keragaan karakter agronomi 20 segregan gandum generasi
F4 terbaik di dataran menengah berdasarkan indeks seleksi
Perubahan nilai rataan populasi dasar famili gandum
generasi F4, rataan segregan terpilih berdasarkan bobot biji
per rumpun, dan rataan segregan terpilih berdasarkan indeks
seleksi di dataran tinggi

31
32
32
33
34
35
36
37
38
38
42
46
47
49

49

59

63

65
66
66

Tabel 5.6

Tabel 5.7
Tabel 5.8
Tabel 5.9

Perubahan nilai rataan populasi dasar famili gandum
generasi F4, rataan segregan terpilih berdasarkan bobot biji
per rumpun, dan rataan segregan terpilih berdasarkan indeks
seleksi di dataran menengah
Diferensial seleksi untuk beberapa metode seleksi populasi
gandum generasi F4 pada dua agroekosistem tropika
Indeks sensitivitas famili-famili gandum generasi F4
Segregan gandum generasi F4 terpilih yang memiliki sifat
berdaya hasil tinggi dan toleran suhu tinggi pada dua
agroekosistem tropika

67

68
70
71

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Bagan alir penelitian
Gambar 2.1 Diagram lintas karakter kuantitatif bobot biji gandum pada
generasi F3 di dataran tinggi
Gambar 4.1 Diagram lintas karakter kuantitatif bobot biji gandum pada
generasi F4 di dataran tinggi
Gambar 4.2 Diagram lintas karakter kuantitatif bobot biji gandum pada
generasi F4 di dataran tinggi
Gambar 5.1 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe pada karakter jumlah anakan
produktif di dataran tinggi
Gambar 5.2 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe pada karakter persentase floret
hampa di dataran tinggi
Gambar 5.3 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe pada karakter bobot biji per
rumpun di dataran tinggi
Gambar 5.4 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe untuk jumlah anakan produktif
di dataran menengah
Gambar 5.5 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe untuk persentase floret hampa
di dataran menengah
Gambar 5.6 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe untuk bobot biji per rumpun
di dataran menengah
Gambar 5.7 Sebaran segregan-segregan gandum generasi F4 hasil
persilangan Selayar x Rabe untuk karakter bobot biji per
rumpun dan nilai indeks sensitivitas
Gambar 6.1 Keragaan gandum generasi F4 hasil persilangan Selayar x
Rabe (a) dataran menengah dengan ketinggian ± 500 m dpl
(Cisarua) dan (b) dataran tinggi dengan ketinggian >1000
m dpl (Cipanas)

5
19
50
50
57

58

58

61

61

62

71

75

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Gandum merupakan salah satu tanaman serealia dari famili Gramineae yang
berasal dari daerah subtropis. Komoditas gandum merupakan bahan baku
pembuatan tepung terigu. Gandum mengandung gluten, suatu protein yang
menyebabkan adonan tepung terigu menjadi kenyal dan mengembang sehingga
tepung terigu merupakan bahan dasar dalam industri roti, kue, dan mie.
Peranan gandum sebagai pendukung ketahanan pangan dunia secara global
mengakibatkan tanaman gandum telah menjadi salah satu komoditi pangan yang
penting. Di Indonesia terjadi kecenderungan peningkatan permintaan produk
olahan berbasis tepung terigu sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk dan
pendapatan per kapita masyarakat. Berdasarkan Thai Tropica Trade Association
(TTTA) FAO 2012 untuk empat tahun terakhir terjadi peningkatan konsumsi dari
tahun 2009-2012 dengan masing-masing permintaan terigu di Indonesia yaitu 617
000 ton, 695 000 ton, 1 065 000 ton dan 2 023 000 ton. Usaha memproduksi
gandum sangat perlu dilakukan untuk mengurangi volume impor. Ketersediaan
varietas yang sesuai dengan kondisi agroklimat di Indonesia merupakan salah satu
usaha untuk memproduksi gandum di lingkungan tropika (Budiarti 2005;
Setyowati et al. 2009).
Subandi et al. (2003) melaporkan bahwa masyarakat Indonesia sebenarnya
sudah mulai menanam gandum sejak abad ke-18, namun budi daya tersebut
terputus sejak 4–5 dekade yang lampau. Penanaman gandum di Indonesia pernah
dilakukan pada tahun 1943–1944 di Jawa Tengah seluas 350 hektar serta tahun
1945 seluas 100 ha di Bandung dengan hasil rata-rata 2.2–3.5 t/ha.
Hasil penelitian terhadap gandum menunjukkan bahwa gandum dapat
ditanam di Indonesia, walaupun terbatas pada daerah dataran tinggi dengan
ketinggian tempat mencapai > 800 m di atas permukaan laut dan temperatur
sekitar 22–24 oC (Nur et al. 2010). Penanaman gandum di daerah tropik perlu
didukung oleh ketersediaan varietas yang adaptif terutama di dataran menengah.
Pengembangan varietas gandum untuk dataran menengah diperlukan karena
dataran menengah merupakan salah satu wilayah yang berpotensi untuk
penanaman gandum. Dikarenakan saat ini hanya beberapa varietas gandum yang
sudah dilepas untuk kondisi tropik, maka pengembangan varietas gandum masih
perlu dilakukan.
Permasalahan yang dihadapi dalam upaya pengembangan gandum
di dataran menengah adalah perbedaan kesesuaian agroklimat terutama faktor
suhu. Suhu di lingkungan tropik melebihi kisaran optimum untuk gandum, kecuali
di dataran tinggi. Menurut Acquaah (2007), suhu merupakan salah satu faktor
lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Gandum sangat sensitif terhadap suhu tinggi sehingga mempengaruhi
produktivitas (Paulsen 1994). Pengaruh stres suhu tinggi pada pertumbuhan bibit
dan perkembangan daun mulai terlihat dari sensitivitas suhu pigmentasi sehingga
menghambat fungsi kloroplas dalam gandum. Stres suhu tinggi juga sangat
mempengaruhi periode pengisian biji (Stone 2001; Mohanty dan Mohanty 1988
dalam Efeoglu dan Terzioglu 2009). Penurunan produktivitas terjadi akibat

2

ketidakseimbangan sink dan source, terhambatnya proses fotosintesis, gangguan
pembentukan serta viabilitas polen dan stigma yang menyebabkan kegagalan
dalam fertilisasi (Barnabas et al. 2008).
Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Natawijaya
(2012) diketahui bahwa galur introduksi Oasis memiliki tingkat tolerasi yang
paling tinggi terhadap cekaman suhu tinggi dan Selayar merupakan varietas
nasional yang moderat toleran terhadap suhu tinggi karena mampu
mempertahankan lama pengisian biji dan meminimalkan kehampaan biji,
sedangkan Rabe dan Basribey merupakan varietas sensitif suhu tinggi. Tetua-tetua
ini digunakan sebagai materi genetik untuk membentuk rekombinan baru melalui
persilangan. Generasi F2 yang telah dihasilkan selanjutnya perlu diuji dan
diseleksi untuk adaptasi di dataran menengah. Sebagai upaya untuk
pengembangan varietas gandum, maka telah diperoleh sejumlah individu generasi
F2 yang diseleksi dengan metode pedigree. Individu-individu terpilih dari
generasi F2 merupakan segregan yang kemudian ditanam menjadi famili-famili
generasi F3.

Tujuan Penelitian
Penelitian ini merupakan bagian rangkaian penelitian yang dikoordinasikan
oleh Tim Konsorsium Gandum Indonesia dan bekerja sama dengan pihak Institut
Pertanian Bogor dengan tujuan utama yaitu identifikasi segregan-segregan
gandum toleran suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi di lingkungan tropika.
Secara khusus tujuan dari penelitian ini adalah (1) menduga nilai parameter
genetik karakter hasil dan komponen hasil populasi F3 dan F4 hasil persilangan
Selayar (tetua medium toleran) dan Rabe (tetua sensitif), (2) mendapatkan
informasi tentang keeratan hubungan antara karakter komponen hasil dan karakter
hasil, (3) memperoleh segregan yang toleran suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi.

Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk memperoleh segregan-segregan
gandum yang toleran terhadap suhu tinggi dan memiliki hasil tinggi di lingkungan
tropik. Melalui data yang diperoleh diharapkan akan memberikan informasi untuk
mengetahui nilai duga parameter genetik karakter hasil dan komponen hasil
populasi F3 dan F4 hasil persilangan Selayar x Rabe, informasi tentang keeratan
hubungan antara karakter komponen hasil dan karakter hasil segregan yang
toleran suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi serta memperoleh segregan yang
toleran suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi. Melalui metode seleksi segregan
trangresif dapat meningkatkan efisiensi waktu, tenaga dan biaya pelaksanaan
seleksi, sehingga dapat menurunkan periode generasi lebih awal untuk menjadi
varietas yang siap untuk dilepas.

3

Ruang Lingkup Penelitian
Tujuan pemuliaan pada tanaman menyerbuk sendiri yaitu untuk
memperoleh tanaman yang lebih unggul dengan susunan genotipe homozigot.
Gandum merupakan salah satu tanaman menyerbuk sendiri yang akan
dikembangkan untuk memperoleh varietas adaptif di lingkungan tropik.
Tanaman gandum merupakan salah satu tanaman C3 yang memberikan
respon negatif terhadap kenaikan CO2. Setiap CO2 yang naik akan mengurangi
aktivitas enzim RUBISCO (ribulose 1.5 bipohosphate carboxylasel oxyganase)
melalui gangguan pada elektron dan inakfasi elektron yang berfungsi
mengembangkan O2 pada PS II (fotosistem II) sehingga mengakibatkan
penurunan fotosintesis secara tajam (Salvucci dan Crafts-Brandner 2004;
Sopandie 2013). Selain itu, penghambatan PSII juga menyebabkan penurunan
variabel fluoresensi klorofil. Variabel tersebut telah terbukti menjadi metode yang
sensitif dan dapat diandalkan untuk deteksi dan kuantifikasi dengan adanya
perubahan suhu yang disebabkan dalam fotosintesis. Heat stress menghambat
akumulasi klorofil pada suhu 45 °C selama 8 jam dan menyebabkan perubahan
nyata dalam klorofil fluoresensi dan fotosintesis di dasar daun kultivar gandum
pada suhu 37 °C dan 45 °C selama 8 jam (Efeoglu dan Terzioglu 2009).
Pengembangan gandum dengan tujuan memperoleh varietas yang toleran
terhadap suhu tinggi, maka perlu difasilitasi dengan adanya pemahaman di bidang
genetik, fisiologi toleransi terhadap suhu tinggi serta penggunaan plasma nutfah
dan metode seleksi yang tepat (Mohammadi et al. 2007).
Penggunaan genotipe pada penelitian sebelumnya yaitu 2 varietas gandum
hasil introduksi dari India yang sudah dilepas di Indonesia (Dewata dan Selayar),
2 galur introduksi yang berasal dari India (Rabe, Oasis, dan HP 1744), serta
2 galur introduksi yang berasal dari Turki (Basribey). Perbedaan daerah asal
menyebabkan adanya hubungan kekerabatan yang jauh sehingga perlu dilakukan
analisis dialel dan analisis populasi segregasi dengan tujuan untuk menganalisis
pola pewarisan sifat dan pendugaan model genetik.
Persilangan yang dilakukan sebelumnya pada tiga populasi, yaitu populasi
persilangan Oasis x HP 1744, Selayar x Rabe, dan Dewata x Alibey. Diperoleh
sebanyak 76 individu gandum generasi F2 hasil persilangan Selayar x Rabe.
Varietas Selayar merupakan varietas nasional yang memiliki sifat toleran terhadap
suhu tinggi, sedangkan galur Rabe merupakan galur introduksi yang berasal dari
India dengan keunggulan memiliki umur genjah. Oleh karena itu, dilakukan
persilangan dengan tujuan memperoleh turunan yang memiliki sifat unggul dari
kedua tetuanya. Menurut Natawijaya (2012), rekombinasi dilakukan sebagai
upaya memfikasikan alel-alel dominan ke dalam segregannya dan diharapkan
memperoleh segregan yang memiliki keragaan lebih baik dari kedua tetuanya.
Pengembangan gandum di Indonesia masih difokuskan pada lingkungan
dataran tinggi (> 800 m dpl) dengan suhu sekitar 22–24 oC. Lingkungan tersebut
hampir sesuai dengan lingkungan subtropik sebagai daerah asal pengembangan
komoditi ini. Terbatasnya lahan yang diperlukan akibat adanya persaingan dengan
komoditi hortikultura lainnya merupakan kendala yang dihadapi dalam
pengembangan gandum di dataran tinggi sehingga sebagai alternatif dilakukan
pengembangan gandum di lingkungan dataran menengah. Kondisi iklim menjadi
pusat perhatian dalam pengembangan gandum di lingkungan dataran menengah.

4

Oleh karena itu, dibutuhkan varietas yang adaptip di lingkungan tersebut.
Penelitian ini dilaksanakan dalam rangka mengembangkan varietas gandum
berdaya hasil tinggi di lingkungan tropik dataran tinggi (> 800 dpl) dan varietas
adaptif di lingkungan tropik dataran menengah (500–700 m dpl). Penelitian
terdiri dari dua tahap, yaitu: (1) seleksi segregan gandum (Triticum aestivum L.)
generasi F3 di dataran tinggi, dan (2) seleksi segregan gandum
(Triticum aestivum L.) generasi F4 pada dua agroekosistem tropika. Bagan alir
penelitian disajikan pada Gambar 1.1.
Penelitian pertama dilakukan dengan tujuan untuk menganalisis genetik dan
menyeleksi gandum generasi F3 di dataran tinggi. Hal tersebut dilakukan untuk
mengetahui nilai pendugaan genetik, keeratan hubungan antar karakter dan
penyeleksian untuk memperoleh gandum berdaya hasil tinggi pada generasi F3.
Hasil kegiatan penelitian pertama diperoleh sebanyak 348 individu terpilih dari
39 famili terbaik untuk ditanam di dataran tinggi dan sebanyak 336 individu
terpilih dari 39 famili terbaik yang ditanam di dataran menengah.
Perbaikan sifat melalui persilangan dari kedua tetua yang digunakan
memiliki beberapa hambatan. Berdasarkan Poespodarsono (1988), bahwa untuk
tanaman serealia merupakan tanaman yang memiliki dampak yang kecil apabila
dilakukan persilangan buatan antar spesies. Hal ini mungkin disebabkan oleh sifat
tanaman yang polipoid, selain itu adanya interaksi genotipe hasil persilangan
dengan plasma sel dari salah satu tetuanya yang mengakibatkan hasil turunan
yang tidak normal atau tidak memiliki salah satu sifat atau kombinasi sifat dari
kedua tetuanya. Selain itu juga, persilangan yang dilakukan dengan menggunakan
dua tetua yang memiliki sifat yang berbeda biasanya merupakan genotipe
homozigot dan segregasi terjadi pada generasi F2. Keragaman yang besar pada
generasi F2 dapat dimanfaatkan untuk dilakukannya seleksi. Oleh karena itu perlu
diperoleh informasi mengenai pendugaan genetik dari populasi gandum generasi
F3, antara lain nilai heritabilitas, keragaman genetik (Syukur et al. 2010) dan
informasi kekerabatan komponen hasil dan hasil.
Penelitian kedua diarahkan pada dua lingkungan yang berbeda, yaitu
di lingkungan dataran tinggi (Cipanas) dan lingkungan dataran menengah
(Cisarua) untuk menghasilkan segregan-segregan gandum yang lebih baik pada
generasi F4. Dalam kegiatan penelitian kedua bertujuan untuk (1) memperoleh
informasi pendugaan genetik, (2) informasi kekerabatan komponen hasil dan hasil
serta (3) nilai pengaruh langsung dengan tujuan memperoleh karakter seleksi.
Dengan demikian, seleksi yang dilakukan pada gandum generasi F4 menggunakan
beberapa metode seleksi (metode seleksi secara langsung dan tidak langsung).
Tahap terakhir dari tahapan penelitian kedua yaitu untuk mengetahui nilai
estimasi diferensial seleksi gandum generasi F4. Hal ini bertujuan untuk
mengetahui besarnya nilai estimasi kemajuan genetik gandum generasi F4 pada
dua lingkungan agroklimat yang berbeda. Menurut Sujiprihati et al. (2008),
seleksi memiliki dampak terhadap perbaikan karakter yang diinginkan. Hal ini
dapat dilihat melalui nilai kemajuan genetik. Hasil akhir dari penelitian kedua ini
diharapkan diperoleh segregan berdaya hasil tinggi (Cipanas) dan toleran suhu
tinggi (Cisarua) serta memperoleh segregan yang berdaya hasil tinggi dan toleran
suhu tinggi dari kedua lokasi yang berbeda.

5

Penelitian
sebelumnya

Selayar x Rabe

Generasi F1

Generasi F2
Penelitian
tahap I
Generasi F3
Pendugaan genetik dan seleksi
di dataran tinggi
Penelitian
tahap II
Cipanas

Cisarua

Pendugaan genetik dan seleksi
di lingkungan optimum

Pendugaan genetik dan seleksi
di lingkungan bercekaman

Segregan generasi F4 berdaya
hasil tinggi

Segregan generasi F4 adaptif
dataran menengah

Segregan terpilih berdaya hasil tinggi dan
adaptif suhu tinggi di lingkungan tropik
(Generasi F5)

Gambar 1.1 Bagan alir penelitian

6

2

SELEKSI SEGREGAN GANDUM (Triticum aestivum L.)
PADA DATARAN TINGGI

Selection of Wheat (Triticum aestivum L.) Segregant to High Altitude Conditions

Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah memperoleh informasi tentang keragaan
famili F3 serta menduga nilai parameter genetiknya sebagai informasi untuk
mengidentifikasi dan menyeleksi famili gandum di lingkungan optimum.
Penelitian ini dilaksanakan di kebun Percobaan Balithi–Cipanas mulai bulan Mei
sampai September 2012. Materi genetik yang digunakan adalah 58 famili F3 dan 6
genotipe pembanding, yaitu Dewata, Selayar, Oasis, Rabe, Basribey, dan
HP 1744. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan perbesaran
(augmented design). Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa famili berbeda
pada karakter kehijauan daun bendera, umur berbunga, umur panen, persentase
floret hampa, jumlah biji per malai, bobot biji per malai, jumlah biji per rumpun,
dan bobot biji per rumpun. Karakter jumlah biji per malai merupakan karakter
yang memiliki pengaruh langsung tertinggi terhadap bobot biji perumpun. Seleksi
berdasarkan karakter bobot biji per rumpun dan multikarakter (jumlah anakan
produktif, persentase floret hampa, dan bobot biji per rumpun) menghasilkan
39 famili terbaik.
Kata kunci : hasil, kriteria seleksi, pemisahan, tropika
Abstract
The purpose of this study was to obtain information about the performance
of F3 families suspected genetic parameter values as information to identify and
select relatives of wheat in the optimum environment. The research was conducted
in Ornamental Plants Research experimental garden Cipanas from May to
September 2012. Genetic material used was 58 families F3 and 6 genotype
comparison, the Gods, Selayar, Oasis, Rabe, Basribey, and HP 1744.
The experimental design used was a draft magnification (augmented design).
Results of variance analysis showed that different families on the character of the
flag leaf greenness, days to flowering, days to harvesting, the percentage
of unfilled florets, number of grains per panicle, grain weight per panicle, number
of grains per panicle, and grain weight per plant. Character number of grains per
panicle is a character that has the highest direct effect on grain weight per plant.
Selection is based on the character of grain weight per plant and multicharacters
(number of productive tillers, percentage of empty florets and grain weight
per plant) resulted the best of 39 families.
Key words : yield, selection criteria ,segregation, tropical

7

Pendahuluan

Saat ini Indonesia telah menjadi negara pengimpor gandum sehingga
mengakibatkan peningkatan pengeluaran devisa negara. Kebutuhan gandum
sebagai bahan baku tepung terigu terus meningkat. Sejak tahun 1984 tercatat
sebanyak 6.18 kg.kapita-1 tahun-1 konsumsi tepung terigu, tahun 1988 meningkat
menjadi 6.59 kg.kapita-1 tahun-1, tahun 1990 sebesar 9.17 kg.kapita-1 tahun-1,
tahun 1999 mencapai 14.29 kg.kapita-1 tahun-1 (Musa 2002). Peningkatan
konsumsi tepung terigu pada tahun 2003 sebesar 15 kg.kapita-1 tahun-1, tahun
2008 sebesar 38 kg.kapita-1 tahun-1 dan sampai tahun 2013 konsumsi tepung terigu
terus meningkat mencapai 54.31 kg.kapita-1 tahun-1 (APTINDO 2013). Oleh
karena itu, usaha produksi gandum sangat perlu dilakukan untuk mengurangi
volume impor gandum. Usaha produksi gandum perlu didukung oleh ketersediaan
varietas yang sesuai dengan kondisi agroklimat di Indonesia (Budiarti 2005;
Setyowati et al. 2009).
Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa gandum dapat
ditanam di Indonesia, walaupun terbatas pada daerah dataran tinggi dengan
ketinggian tempat mencapai >800 m dpl dan temperatur sekitar 22-24 oC (Nur et
al. 2010). Keragaman genetik tanaman gandum yang tersedia masih sangat
terbatas karena gandum merupakan tanaman asli subtropik (BATAN 2004).
Penelitian dan pengembangan gandum di dataran tinggi diasumsikan bahwa
di ketinggian tersebut memiliki iklim yang mendekati dengan daerah asal
(subtropik). Penanaman gandum di daerah tropik perlu didukung oleh
ketersediaan varietas yang adaptif.
Indonesia sudah mengembangkan varietas gandum yang diadaptasikan
untuk dataran tinggi dan telah dihasilkan varietas nasional yaitu Selayar dan
Dewata (Human 2012). Pengembangan gandum akan terus dilakukan untuk
memperoleh varietas yang sesuai pada dataran tinggi dan dataran menengah.
Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Natawijaya (2012)
diketahui bahwa varietas Oasis toleran terhadap suhu tinggi dan Selayar
merupakan varietas nasional yang moderat toleran terhadap suhu tinggi karena
mampu mempertahankan lama pengisian biji dan meminimalkan kehampaan biji,
sedangkan Rabe dan Basribey merupakan varietas sensitif suhu tinggi. Tetua-tetua
ini digunakan sebagai materi genetik untuk membentuk rekombinan baru melalui
persilangan.
Persilangan merupakan usaha untuk memperoleh kombinasi genetik akibat
adanya segregasi sehingga menyebabkan timbulnya keragaman genetik pada
generasi keturunannya. Landasan utama dalam memperbaiki suatu karakter adalah
adanya keragaman genetik. Peningkatan keragaman genetik diperlukan untuk
kepentingan kegiatan seleksi. Tujuan seleksi adalah memilih famili-famili dari
satu atau beberapa karakter yang diinginkan. Perluasan keragaman genetik dan
perbaikan sifat varietas untuk satu atau beberapa karakter tanaman dapat
dilakukan melalui persilangan yang dilanjutkan ke tahap seleksi.
Sebagai upaya untuk mengembangkan varietas gandum telah diperoleh
sejumlah individu generasi F2 yang diseleksi dengan metode pedigree
(Natawijaya 2012). Terdapat sebanyak 76 individu terpilih dari generasi F2 dan
kemudian ditanam menjadi famili-famili F3 pada musim penanaman berikutnya di

8

dataran tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi
tentang keragaan segregan F3 serta menduga nilai parameter genetiknya sebagai
informasi untuk mengidentifikasi dan menyeleksi segregan gandum di lingkungan
optimum (Cipanas).

Metode Penelitian
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di kebun percobaan Balai Penelitian Tanaman
Hias daerah Cipanas dengan ketinggian tempat 1100 m dpl. Penelitian
berlangsung mulai bulan Mei 2012 - Januari 2013.
Bahan dan Rancangan Penelitian
Materi genetik yang digunakan sebanyak 58 famili generasi F3 hasil seleksi
pada generasi F2 serta menggunakan 6 pembanding, yaitu 2 varietas nasional
(Dewata dan Selayar) dan 3 galur introduksi dari India (Oasis, Rabe, HP 1744)
serta 1 galur introduksi dari Turki (Basribey). Famili gandum generasi F3 yang
digunakan merupakan turunan dari persilangan Selayar x Rabe. Penelitian ini
dilaksanakan dengan menggunakan rancangan perbesaran (augmented design).
Unit percobaan merupakan petakan berukuran 1 m x 1 m. Penanaman dilakukan
secara tugal dengan jarak tanam 10 cm x 10 cm. Masing-masing petakan ditanam
sebanyak 100 benih yang terdiri dari 60 benih famili yang terseleksi sebelumnya
diletakkan pada bagian tengah plot dan 10 benih ditanam pembanding Selayar dan
Rabe sebagai tetua persilangan yang diletakan di bagian pinggir dari petakan
tersebut. Jumlah tanaman sampel yang diamati adalah 30 tanaman contoh setiap
famili. Keenam pembanding (Dewata, Selayar, Oasis, Rabe, Basribey dan
HP 1744) ditanam dalam petak dengan ukuran yang sama dan diulang sebanyak
4 kali.
Pemupukan pertama diberikan pada umur 10 HST dengan dosis
150 kg.ha-1 Urea, 100 kg.ha-1 SP36, 100 kg.ha-1 KCl dan pemupukan kedua pada
umur 30 HST dengan dosis 150 kg.ha-1 Urea. Pemeliharaan tanaman dilakukan
sesuai dengan kebutuhan tanaman di lapangan. Pemanenan dilakukan pada saat
malai telah mengering yang ditandai dengan 95% malai telah berubah warna
menjadi kecoklatan pada setiap individunya.
Pengamatan
Beberapa pengamatan yang dilakukan pada karakter-karakter
morfoagronomi yang meliputi :
1.
Kehijauan daun bendera yang diukur menggunakan chlorophyll meter
SPAD pada saat tanaman mamasuki fase generatif dan daun bendera telah
berkembang sempurna.
2.
Luas daun bendera diperoleh dari hasil perkalian panjang daun bendera,
lebar daun bendera dan nilai yang sudah dibakukan (0.75) dan pengkuran

9

3.
4.
5.
6.
7.
8.

9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.

tersebut dilakukan pada awal fase generatif dan daun telah berkembang
sempurna.
Tinggi tanaman (cm) diukur dari permukaan tanah sampai ujung malai
tanpa disertai bulu pada malai.
Jumlah anakan diperoleh dengan menghitung berapa anakan gandum yang
telah terbentuk.
Jumlah anakan produktif diperoleh dengan menghitung berapa jumlah
anakan yang menghasilkan malai.
Panjang malai (cm) diukur mulai lingkar cincin malai dari lingkar cincin
sampai malai tidak termasuk bulu malai.
Jumlah spikelet per malai dihitung dari berapa jumlah spikelet dalam satu
malai utama.
Umur berbunga (HST) dihitung dari jumlah hari dimulai waktu tanam
sampai tanaman tersebut mengeluarkan malai pada setiap individu yang
diamati.
Umur panen (HST) dihitung dari jumlah hari dimulai waktu tanam sampai
malai tanaman tersebut telah menguning pada setiap individu yang diamati.
Periode pengisian biji diperoleh dari hasil selisih antara umur panen dan
umur berbunga.
Jumlah floret total diperoleh dari hasil perkalian jumlah spikelet yang dikali
3 (normalnya gandum memiliki 3 floret dalam setiap spikelet).
Jumlah floret hampa merupakan selisih dari jumlah floret total dan jumlah
biji per malai
Persentase floret hampa (%) merupakan perbandingan antara jumlah floret
hampa dengan jumlah floret total yang kemudian dikali 100%.
Jumlah biji per malai (biji malai-1) dihitung dari jumlah biji pada setiap
malai utama.
Bobot biji per malai (g malai-1) diperoleh dari berat biji pada malai utama.
Jumlah biji per rumpun (biji rumpun -1) merupakan hasil dari jumlah biji per
malai dan jumlah biji anakan.
Bobot biji per rumpun (g rumpun -1) merupakan hasil dari bobot biji per
malai dan bobot biji anakan.

Analisis Data
Perolehan ragam famili, ragam pembanding, dan ragam famili vs
pembanding melalui analisis komponen ragam PROC GLM SAS. Analisis model
linier umum (general linear, GLM) dilakukan pada model parsial informasi
famili dan informasi pembanding (Jambormias 2014). Sidik ragam digunakan
untuk melihat keragaman suatu populasi. Komponen yang dapat dijadikan sumber
keragaman terdiri dari blok, perlakuan yang terdiri dari famili dan pembanding,
famili, pembanding, famili vs pembanding, serta galat (Puspitasari 2011).

10

Tabel 2.1 Model analisis ragam untuk rancangan perbesaran (augmented design)
Sumber keragaman
Blok
Perlakuan
Famili (f)
Pembanding (c)
F vs C
Galat
Total

Derajat bebas
r-1
c(r-1)
f-1
c-1
(f-1)(c-1)
((ftc)-1)-((g+k)-1)
(rc+f)-1

Jumlah
kuadrat
JKu
JKp
JKf
JKc
JKfxc
JKe
JKt

Kuadrat
tengah
KTu
KTp
KTf
KTc
KTfxc
KTe

Kuadrat tengah
harapan
σ2 e + σ2 f
σ2e + rσ2c
σ2 e

r : banyaknya ulangan dalam kontrol; c : banyaknya varietas pembanding; f : banyaknya nomor
famili

Sumber : Baihaki 2000
Penentuan Komponen Ragam Genetik
Ragam fenotipe ditentukan dari ragam populasi, sedangkan sebagai ragam
lingkungan adalah kuadrat tengah galat yang diperoleh dari rancangan perbesaran.
Dengan ini maka dapat diduga besar ragam genotipe :
1. Ragam Fenotipe (σ2p) = σ2g + σ2e
2. Ragam Lingkungan (σ2e) =
/r
3. Ragam Famili (σ2g) = (
–
)/ r
4. Koefisien Keragaman Genotipe (KKG) = (√σ2g)/X) x 100
Keterangan:
σ2p = ragam fonotipe dari rancangan perbesaran yang bersesuaian;
σ2e = ragam galat dari rancangan perbesaran yang bersesuaian;
σ2g = ragam famili-famili hasil persilangan generasi F3;
X = nilai tengah seluruh famili.
Luas atau sempitnya nilai keragaman genetik suatu karakter ditentukan
berdasarkan ragam famili dan standar deviasi ragam famili menurut rumus
berikut :

Keterangan :

√

[

]

= kuadrat tengah galat;
= kuadrat tengah famili;
= derajat bebas galat.
r = ulangan;
= derajat bebas famili;
2
Apabila σ g>
: keragaman familinya luas, sedangkan σ2g<
: keragaman
familinya sempit (Prinaria et al. 1995).
Estimasi Nilai Heritabilitas
Pendugaan heritabilitas merupakan proporsi antara ragam genetik dengan
ragam fenotipe yang dihitung berdasarkan rumus (Singh dan Chaudhary 1979) :

11

Keterangan :

= heritabilitas arti luas;
= ragam famili;
Kriteria nilai heritabilitas (Stanfield 1983) :
Tinggi (h2 > 0.5); sedang (0.2 ≤ h2 ≤ 0.5); rendah (h2 < 0.2).

= ragam fenotipe

Analisis Korelasi dan Sidik Lintas pada Karakter Agronomis
Analisis korelasi berguna untuk mengetahui keeratan hubungan antar
karakter agronomi. Analisis korelasi dilakukan dengan menggunakan program
MINITAB 14. Secara statistik hubungan antar karakter agronomi diestimasi
menggunakan formula :
ȓxy = Cov xy
√σ2x σ2y
Keterangan : ȓxy = korelasi antara karakter x dan y; Cov xy = kovarian karakter x dan
y;
σ2x = ragam populasi untuk karakter x; σ2y = Ragam populasi untuk
karakter y.
Karakter-karakter yang signifikan dari hasil analisis korelasi dengan nilai
yang mendekati nilai -1 dan +1 kemudian dilanjutkan dengan analisis lintasan.
Analisis lintas digunakan untuk mengetahui pengaruh langsung dan tidak
langsung untuk masing-masing karakter terhadap hasil, seperti yang dikemukakan
ole