Keragaan Dan Analisis Stabilitas Genetik 32 Mutan Ubi Kayu (Manihot Esculenta Crantz) Generasi M1v3

KERAGAAN DAN ANALISIS STABILITAS GENETIK
32 MUTAN UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz)
GENERASI M1V3

RAHMI HENDA YANI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Keragaan dan Analisis
Stabilitas Genetik 32 Mutan Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) Generasi M1V3
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apapun 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, Agustus 2016

Rahmi Henda Yani
NIM A253130111

RINGKASAN
RAHMI HENDA YANI. Keragaan dan Analisis Stabilitas Genetik 32 Mutan Ubi
kayu (Manihot esculenta Crantz.) Generasi M1V3. Dibimbing oleh NURUL
KHUMAIDA, SINTHO WAHYUNING ARDIE dan MUHAMMAD SYUKUR.
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu sumber
karbohidrat yang tingkat konsumsinya menempati urutan ketiga setelah padi dan
jagung di Indonesia. Tanaman ubi kayu di Indonesia dimanfaatkan sebagai bahan
pangan, selain itu juga dimanfaatkan sebagai bahan baku industri penghasil
bioetanol dan bahan pakan. Kendala dalam pengembangan ubi kayu di Indonesia
yaitu produktivitas nasional yang masih rendah, kandungan HCN yang tinggi
pada umbi dan kandungan pati yang rendah sehingga perlu adanya perakitan
varietas ubi kayu unggul baru. Akan tetapi keragaman genetik ubi kayu masih

tergolong rendah karena ubi kayu merupakan tanaman yang membiak vegetatif
dan hanya berbunga pada ketinggian di atas 800 m dpl. Oleh karena itu, dalam
rangka perakitan varietas unggul ubi kayu perlu dilakukan peningkatan
keragaman genetik. Metode yang umum digunakan oleh pemulia tanaman untuk
meningkatkan keragaman genetik pada tanaman membiak secara vegetatif adalah
induksi mutasi dengan menggunakan iradiasi sinar gamma. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik mutan-mutan potensial generasi
M1V3, mengetahui hubungan karakter vegetatif dan hasil dengan karakter hasil
mutan-mutan generasi M1V3 dan memperoleh mutan yang memiliki kriteria stabil
pada generasi M1V3.
Penelitian ini terdiri atas dua percobaan, yaitu keragaan dan pendugaan
parameter genetik serta seleksi karakter mutan ubi kayu generasi M1V3. Percobaan
kedua yaitu stabilitas genetik mutan ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma generasi
M1V3. Percobaan keragaan mutan ubi kayu generasi M1V3 disusun berdasarkan
rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) dengan satu faktor yaitu genotipe
(32 mutan dan 5 genotipe asal). Perhitungan nilai tengah masing-masing karakter
dilakukan dengan analisis ragam kuantitatif (uji F), diikuti dengan DMRT. Hasil
percobaan menunjukkan bahwa terdapat sembilan mutan yang memiliki bobot
umbi > 8 kg per tanaman dari 32 mutan potensial yang diamati, yaitu G1D2-1-2-2
dari genotipe Jame-jame, G2D1-4-2-3, G2D2-2-3-1 dari genotipe Ratim, G3D41-1-1 dari genotipe UJ-5, G4D1-1-3-3, G4D1-2-2-3, dari genotipe Malang-4, dan

G5D1-2-1-2, G5D2-4-2-2, G5D1-2-1-3 dari genotipe Adira-4. Pendugaan nilai
heritabilitas arti luas (h2bs) dari 32 mutan yang diuji dengan menggunakan
pendugaan komponen ragam hasil analisis ragam, didapatkan karakter yang
memiliki nilai duga heritabilitas yang tergolong tinggi adalah Panjang daun lobus,
panjang tangkai, diameter batang dan tinggi tanaman. Pendugaan nilai
heritabilitas arti luas (h2bs) populasi mutan ubi kayu menggunakan perhitungan
ragam turunan, dengan genotipe Jame-jame, Ratim, UJ-5, dan Adira-4 didapatkan
kriteria heritabilitas tinggi pada karakter bobot umbi. Analisis korelasi dan
analisis lintas digunakan untuk mengetahui karakter mana yang berpengaruh
terhadap hasil suatu genotipe. Hasil analisis menunjukkan karakter tinggi cabang,
jumlah umbi per tanaman dan jumlah umbi ekonomis memiliki pengaruh

langsung yang tinggi dibandingkan dengan karakter agronomi lainnya terhadap
bobot umbi per tanaman.
Percobaan stabilitas genetik mutan ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma
M1V3 disusun berdasarkan rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) satu
faktor yaitu genotipe. Sebanyak 32 mutan diuji stabilitas nya pada karakter hasil.
Pengujian stabilitas untuk tanaman yang diperbanyak secara vegetatif dilakukan
jika ragam tanaman mutan lebih kecil dari ragam tanaman asal (σ2 tanaman mutan
≤ σ2 tanaman asal). Hasil percobaan menunjukkan 15 mutan dari 32 mutan yang

memiliki kriteria stabil, yaitu 2 mutan stabil dari genotipe Jame-jame (G1D1-3-31 dan G1D1-5-3-2); 4 mutan stabil dari genotipe Ratim (G2D1-3-2-3, G2D1-4-22, G2D1-5-2-2, G2D15-2-3); 1 mutan stabil dari genotipe UJ-5 (G3D4-1-1-1); 7
mutan stabil dari genotipe Malang-4 (G4D1-1-3-3, G4D1-1-3-2, G4D1-2-2-2,
G4D1-4-3-3, G4D2-1-2-2) dan 1 mutan stabil dari genotipe Adira-4 (G5D1-2-11). Tiga mutan ubi kayu yang terridentifikasi sebagai mutan yang stabil dengan
berat umbi lebih dari > 8 kg per tanaman dan termasuk dalam kriteria stabil adalah
G3D4-1-1-1, G4D1-1-3-3 dan G4D2-2-3-1.

Kata kunci : Analisis lintas, heritabilitas, kualitatif, kuantitatif, mutan potensial,
seleksi.

SUMMARY
RAHMI HENDA YANI. Performance and Genetic Stability Analyses of 32
Cassava (Manihot esculenta Crantz) Mutants at M1V3 Generation. Supervised by
NURUL KHUMAIDA, SINTHO WAHYUNING ARDIE and MUHAMMAD
SYUKUR
Cassava (Manihot esculenta Crantz) is one of important carbohydrate
sources, ranks the third highest in consumption level in Indonesia, after rice and
maize. In Indonesia, cassava plants is not only considered as food source, but also
used as raw material for producing bioethanol and animal feed. The constraints in
developing cassava in Indonesia among others are low national productivity, high
tuber HCN concentration, and low starch content. Therefore, new superior variety

with high yield, low HCN, and high starch content need to be developed.
However, the genetic diversity of cassava is low because it is usually propagated
vegetatively and only produce flowers at high altitude (800 m above sea level).
Therefore, genetic diversity improvement should be done in order to get high
yielding cassava varieties. Methods commonly used by plant breeders to increase
genetic diversity for vegetatively propagated plants is mutation induction using
gamma ray irradiation. This study aimed to determine genetic diversity of
potential mutants from M1V3 generation, to identify the relationships between
vegetative characters and yield related characters at M1V3 generation, and to
obtain stable mutants on M1V3 generation.
This study consisted of two experiments, namely performance and genetic
parameter estimation and mutant characters selection from cassava mutant at
M1V3 generation, and mutant genetic stability resulted from gamma ray
irradiation M1V3 generation. The first experiment was arranged using randomized
complete block design (RCBD) with genotype as factor (32 mutants and 5
background genotypes). The calculation of the means value from each character
was performed by quantitative analysis of variance (F-test). Followed by DMRT.
Our results showed that 9 out of 32 mutants had tuber weight per plant of > 8 kg,
namely G1D2-1-2-2 from Jame-jame genotype, G2D1-4-2-3, G2D2-2-3-1 from
Ratim genotype, G3D4-1-1-1 from UJ-5 genotype, G4D1-1-3-3, G4D1-2-2-3

from Malang-4 genotype and G5D1-2-1-3, G5D1-2-1-2, G5D2- 4-2-2 from
Adira-4 genotype. The second calculation was to estimate broad sense heritability
value (h2bs) of 32 mutants using variance component estimation resulted from
variance analysis. Characters with relatively high values of heritability were leaf
length, stem length, stem diameter and plant height. The estimation of broad sense
heritability value (h2bs) from cassava mutant population using derivatives variance
calculation using Jame-jame, Ratim, UJ-5, and Adira-4 genotypes, showed that
tuber weight charater has high heritability criteria. The third calculation was
cross-correlation analysis and path analysis which were used to determine which
characters mostly affect yield. The analysis showed that first branch height,
number of tuber per plant, and number of economical tuber have highly direct
influence compare to others agronomic characters toward weight of tuber per
plant.

The second experiment was the genetic stability study of gamma irradiated
cassava mutants at M1V3 generation. It was arranged by randomized complete
block design (RCBD) using genotype as factor (32 mutants and 5 background
genotypes). Stability test for vegetatively propagated plants was used if the mutant
plant variance are less than normal plant variance (σ2mutant plants ≤ σ2normal
plants). The results showed that there were 15 stable mutants out of 32 tested

mutants. There were 2 stable mutants from Jame-jame genotype (G1D1-3-3-1 and
G1D1-5-3-2); 4 stable mutants from Ratim genotype (G2D1-3-2-3, G2D1-4-2-2,
G2D1-5-2-2, G2D15-2-3); 1 stable mutant from UJ-5 genotype (G3D4-1-1-1); 7
stable mutants from Malang-4 genotype (G4D1-1-3-3, G4D1-1-3-2, G4D1-2-2-2,
G4D1-4-3-3, G4D2-1-2-2), and 1 stable mutant from Adira-4 genotype (G5D1-21-1). Three cassava mutants were identified as stable mutants with tuber weight >
8 kg per plant, namely G3D4-1-1-1, G4D1-1-3-3 and G4D2-2-3-1.
Keywords : Heritability, path analysis, potential mutants, qualitative, quantitative,
selection.

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
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

KERAGAAN DAN ANALISIS STABILITAS GENETIK

32 MUTAN UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz)
GENERASI M1V3

RAHMI HENDA YANI

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

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

ii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Edi Santosa SP.MSi

iv

v

PRAKATA

Bismillahirrahmanirrahim
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena atas berkat
dan rahmat Nya penulisan tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian
berjudul “Keragaan dan Analisis Stabilitas Genetik 32 Mutan Ubi kayu (Manihot
esculanta Crantz.) Generasi M1V3” merupakan tugas akhir dari studi S2 pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman. Dengan terselesaikanya
penulisan tesis ini, penulis ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr Ir Nurul Khumaida, MSi Dr Sintho Wahyuning Ardie SP MSi, dan Prof
Dr Muhamad Syukur SP MSi, selaku komisi pembimbing atas segala
bimbingan, arahan, serta dukungan moril selama penelitian hingga
penyelesaian tesis.
2. Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK MS selaku ketua program studi Pemuliaan
dan Bioteknologi Tanaman dan Seluruh Dosen, karyawan serta teknisi atas

semua Ilmu dan bantuannya.
3. Dr. Edi Santosa SP MSi selaku dosen penguji, yang banyak memberikan
saran dan perbaikan untuk kesempurnaan karya ilmiah ini.
4. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi yang memberikan beasiswa
Pendidikan Pascasarjana Dalam Negeri (BPPDN) Dikti 2013 selama
penulis menempuh studi S2 di IPB.
5. Dana penelitian melalui Hibah penelitian skema KLN tahun 2015 atas
nama Dr Ir Nurul Khumaida MSi dan Dr Sintho Wahyuning Ardie SP
MSi.
6. Keluarga tercinta Ayahanda Jhon Hendri dan ibunda Susti Marleni,
Saudaraku Winda gusti enda S.Fam Apt, Aditya hendrianda yuda dan
Chindy okta vianda yang telah memberikan dukungan, kasih sayang serta
doa kepada penulis.
7. Rekan-rekan pascasarjana PBT angkatan 2013, Baju Daerah dan Malea
untuk semua kebersamaan dan perjuangannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan dapat digunakan untuk
kepentingan penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan, serta berguna bagi
masyarakat penggerak ubi kayu.
Barakallahu fiik wa Yassarallahu Umuurakum.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Bogor, Agustus 2016
Rahmi Henda Yani

vi

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
Kerangka Pemikiran
Ruang lingkup penelitian

1
1
3
3
3
5

2 TINJAUAN PUSTAKA
Klasifikasi dan Karakter Tanaman Ubi Kayu
Deskripsi Varietas Unggul Ubi Kayu
Potensi Ubi Kayu
Pemuliaan Mutasi
Uji Stabilitas

6
6
7
8
8
9

3 BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Alat
Rancangan Penelitian
Prosedur Penelitian
Analisis Data
Percobaan I Keragaan dan Pendugaan Parameter Genetik Serta
Seleksi Mutan Ubi Kayu Generasi M1V3
Percobaan II Stabilitas Genetik Mutan Ubi Kayu Hasil Iradiasi
Sinar Gamma Generasi M1V3

10
10
10
10
11
12

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Percobaan
Percobaan I Keragaan dan Pendugaan Parameter Genetik Serta
Seleksi Mutan Ubi Kayu Generasi M1V3
Percobaan II Stabilitas Genetik Mutan Ubi Kayu Hasil Iradiasi
Sinar Gamma Generasi M1V3
Mutan Ubi Kayu Potensial dan Stabil Generasi M1V3

14
14

29
36

5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

39
39
39

DAFTAR PUSTAKA

40

RIWAYAT HIDUP

54

11
14

14

vii

DAFTAR TABEL
1
2
3
4

5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Karakteristik beberapa varietas ubi kayu
Analisis ragam dan nilai harapan untuk genotipe yang diperbanyak
klonal
Analisis ragam karakter pertumbuhan dan panen mutan ubi kayu
generasi M1V3
Rata-rata karakter Panjang daun lobus, lebar daun, panjang tangkai,
tinggi tanaman, tinggi cabang, diameter batang, jumlah umbi,
jumlah umbi ekonomi, dan bobot umbi dari mutan ubi kayu
generasi M1V3
Rata-rata karakter warna daun muda, warna daun, bentuk central,
jumlah lobus, warna tangkai, bentuk umbi, lekukan umbi,warna
parenkim, warna korteks, warna luaran umbi, rasa dan tipe umbi
dari mutan ubi kayu generasi M1V3
Nilai duga heritabilitas arti luas (h2bs) ubi kayu hasil iradiasi sinar
gamma generasi M1V3
Nilai duga heritabilitas karakter populasi mutan ubi kayu (Manihot
esculenta Crantz) hasil iradiasi sinar gamma generasi M1V3
Hasil analisis korelasi beberapa karakter mutan ubi kayu hasil
iradiasi sinar gamma generasi M1V3
Pengaruh langsung dan tidak langsung beberapa karakter terhadap
bobot umbi ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma generasi M1V3
Stabilitas individu mutan ubi kayu potensial hasil irradiasi sinar
gamma pada generasi M1V3 genotipe Jame-jame
Stabilitas individu mutan ubi kayu potensial hasil irradiasi sinar
gamma pada generasi M1V3 genotipe Ratim
Stabilitas individu mutan ubi kayu potensial hasil irradiasi sinar
gamma pada generasi M1V3 genotipe UJ-5
Stabilitas individu mutan ubi kayu potensial hasil irradiasi sinar
gamma pada generasi M1V3 genotipe Malang-4
Stabilitas individu mutan ubi kayu potensial hasil irradiasi sinar
gamma pada generasi M1V3 genotipe Adira-4
Karakteristik mutan potensial ubi kayu generasi M1V3

7
12
15

117

120
25
26
27
29
31
32
33
34
35
37

DAFTAR GAMBAR
1
2
3

4
5

Kerangka pemikiran penelitian tanaman ubi kayu
Diagram alir penelitian tanaman ubi kayu generasi M1V3
Keragaan karakter warna daun muda pada genotipe asal ubi kayu
(Jame-jame, Ratim, UJ-5, Malang-4, Adira-4) dan mutan ubi kayu
generasi M1V3
Keragaan mutan karakter jumlah lobus dan warna daun ubi kayu
Keragaan karakter warna tangkai pada genotipe asal (A) dan mutan
(B) ubi kayu generasi M1V3

4
5

18
19
21

viii

6

7
8

9

Keragaan karakter bentuk umbi, warna parenkim umbi, warna
korteks dan warna luaran umbi genotipe asal (Jame-jame, Ratim,
UJ-5, Malang-4, Adira-4) dan mutan ubi kayu (G1D1-3-3-2,
G2D2-3-3-2, G3D1-2-1-2, G4D1-1-1-3, G5D1-2-1-3) generasi
M1V3
Keragaan karakter tipe umbi genotipe asal dan tanaman mutan ubi
kayu
Diagram lintas karakter ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma
generasi M1V3 terhadap karakter bobot umbi. PT : panjang tangkai,
DB : diameter batang, TT : tinggi tanaman, TCP : tinggi cabang,
JU : jumlah umbi per tanaman, JUE : jumlah umbi ekonomi
>20cm.
Diangram Venn pengelompokan mutan potensial generasi M1V3
berdasarkan mutan stabil pada karakter bobot, potensial pada
karakter bobot umbi ( > 8 kg), dan mutan potensial dan stabil pada
karakter bobot umbi

22
23

29

36

DAFTAR LAMPIRAN
1
2

3

Mutan ubi kayu potensial hasil iradiasi sinar gamma enotipe asal
dan 32 mutan potensial ubi kayu generasi M1V3
IITA (Internasional Institute of Tropical Agriculture) Deskriptor
Morfologi dan Agronomi untuk Karakterisasi Ubi Kayu (Fukuda
et al. 2010)
Data curah hujan bulanan pada bulan Juli 2014 hingga bulan April
2015 di wilayah Dramaga dan sekitarnya

47

48
53

1

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu komoditi
pangan sumber karbohidrat non beras yang sangat populer setelah padi dan jagung
di Indonesia (Kementan 2011). Selain itu, berbagai produk dapat dihasilkan dari
ubi kayu baik sebagai bahan pangan (food), pakan (feed) dan industri penghasil
bioenergi (fuel) (Mulyani et al. 2008). Pemanfaatan ubi kayu sebagai bahan
pangan masih menjadi prioritas utama terutama sebagai bahan tepung, namun
belakangan ini banyak penelitian yang memfokuskan ubi kayu sebagai bahan
untuk industri diantaranya produksi biofuel, pati dan tekstil (Ukmuru & Egbonu
2013).
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (2016) produksi ubi kayu di
Indonesia mengalami penurunan dari tahun 2011 (24 044 025 ton) hingga 2015
(22 906 118 ton). Penurunan produksi ubi kayu dari tahun ke tahun menyebabkan
Indonesia mengimpor ubi kayu tahun 2015 dalam bentuk olahan dan bentuk segar
sebesar 273 295 ton dari negara lain.
Beberapa penyebab rendahnya produksi ubi kayu adalah luas areal per
tanaman ubi kayu yang berkurang dan terbatasnya varietas unggul yang berdaya
hasil tinggi. Masalah lain pada tanaman ubi kayu adalah produktivitas yang
rendah, kandungan pati rendah dan tingginya kadar HCN (Sudarmonowati et al.
2012). Simanjutak (2006) menyatakan kandungan HCN tidak beracun bila kurang
dari 50 mg kg-1, setengah beracun dengan kadar HCN 50-100 mg kg-1 dan sangat
beracun apabila kadar HCN lebih dari 100 mg kg-1 umbi basah. Menurut Hilman
et al. (2004) dalam perkembangan perekonomian nasional ubi kayu dianggap
bukan komoditas penting hingga dalam sisi penelitian dan pengembangannya
masih belum diprioritaskan.
Salah satu kendala perakitan varietas baru pada ubi kayu adalah
keragaman genetik yang rendah karena ubi kayu merupakan tanaman membiak
klonal. Disamping itu ubi kayu akan berbunga pada ketinggian 800 m dpl dan
bunga betina membuka dua minggu lebih cepat dibandingkan dengan bunga
jantan yang menyebabkan keragaman genetik ubi kayu menjadi rendah (Richana
2013). Oleh karena itu perlu dilakukan upaya peningkatan keragaman genetik
sehingga tersedianya varietas unggul nasional ubi kayu yang berdampak positif
terhadap kualitas dan kuantitas produksi ubi kayu.
Perakitan varietas unggul dapat dilakukan melalui program pemuliaan
tanaman. Salah satu tahapan yang harus ada dalam program pemuliaan tanaman
adalah peningkatan keragaman genetik. Keragaman genetik ini dapat diperoleh
melalui rekombinasi gen melalui hibridisasi atau persilangan, rekayasa genetika,
dan induksi mutasi atau poliploidi (Syukur et al. 2012). Menurut Jamsari (2008)
salah satu cara yang dapat digunakan untuk menghasilkan keragaman pada
karakter tanaman adalah melalui induksi mutasi yang mengakibatkan perubahan
genetik baik pada tingkat DNA maupun kromosom. Herman et al. (2007)
melaporkan bahwa iradiasi sinar gamma merupakan agen mutasi yang cukup
efektif untuk meningkatkan keragaman genetik pada ubi kayu.

2

Induksi mutasi menggunakan iradiasi sinar gamma pada ubi kayu
merupakan salah satu strategi untuk meningkatkan keragaman genetik dalam
rangka merakit varietas unggul ubi kayu (Yan et al. 2013). Salah satu varietas ubi
kayu induksi mutasi sinar gamma 40 Gy terhadap stek batang yang dihasilkan di
Ghana pada tahun 1997, dengan keunggulan adalah produksi tinggi dengan rasa
umbi lebih enak (Soedjono 2003).
Tahapan lanjutan dalam program pemuliaan tanaman setelah peningkatan
keragaman genetik adalah analisis heritabilitas. Syukur et al. (2012) menyatakan
bahwa heritabilitas merupakan besaran ragam genotipe dengan besaran total
ragam dari suatu fenotipe suatu karakter. Pendugaan heritabilitas digunakan untuk
melihat peran faktor genetik terhadap fenotipe tanaman. Nilai duga heritabilitas
arti luas yang diperoleh dari mutan generasi M1V2 dengan genotipe asal Ratim,
UJ-5 dan Malang-4 karakter jumlah umbi dan jumlah umbi ekonomi tergolong
pada heritabilitas kriteria tinggi sehingga digunakan sebagai karakter seleksi
mutan generasi ketiga. Mutan dengan heritabilitas arti luas menunjukkan bahwa
mutan tersebut sudah berbeda secara genetik dibandingkan genotipe asalnya.
Karakter unggul pada mutan-mutan yang dihasilkan perlu diketahui
stabilitasnya. Pengujian stabilitas pada tanaman pembiak vegetatif penting untuk
mengetahui apakah karakter yang diinginkan merupakan sifat yang di kendalikan
genetik hingga dapat diturunkan kepada keturunannya atau hanya bersifat
sementara yang disebabkan oleh lingkungan. Uji stabilitas umumnya jarang
dilakukan pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif, alasannya karena
perbanyakan vegetatif tidak akan menyebabkan keragaman akibat segregasi.
Namun keragaman yang disebabkan dari hasil mutasi perlu dilakukan pengujian
stabilitas terhadap keturunan vegetatifnya. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi
adanya fenomena diplointic selection yaitu persaingan antara sel-sel mutan yang
terbentuk dengan sel-sel normal yang berada di sekelilingnya (Ibrahim 1999).
Menurut Soedjono (2003), tanaman hasil dari induksi mutasi tidak akan
terlihat langsung stabilitasnya pada generasi pertama namun mulai tampak pada
generasi M2. Stabilitas awal pada generasi M1V1 telah dipelajari oleh Maharani
(2014) dimana karakter pertumbuhan masih belum stabil pada mutan-mutan yang
diuji. Stabilitas penting dilakukan pada tanaman membiak secara vegetatif untuk
mengetahui karakter yang diinginkan bersifat stabil hingga dapat dilepas menjadi
varietas unggul. Penelitian ini menggunakan ubi kayu varietas nasional yaitu
Malang-4 dan Adira-4 yang memiliki karakter sesuai untuk bahan baku industri
dan ubi kayu jenis UJ-5 yang merupakan varietas introduksi memiliki
karakteristik sebagai bahan baku industri dengan rasa yang pahit (Sundari 2010).
Ubi kayu genotipe Ratim dan Jame-jame merupakan genotipe lokal dari daerah
Halmahera dengan karakteristik rasa umbi yang manis sehingga potensial untuk
dikembangkan sebagai bahan pangan. Generasi ubi kayu pada penelitian ini
merupakan generasi M1V3 (ketiga) setelah dilakukan perlakuan mutasi pada
generasi M1V1 untuk membentuk keragaman baru pada kelima mutan ubi kayu.
Menurut Maharani et al. (2015) terdapat perbedaan hasil iradiasi sinar gamma
terhadap genotipe ubi kayu pada karakter kualitatif dan kuantitatif pertumbuhan
vegetatif mutan potensial pada generasi M1V1. Pemberian iradiasi sinar gamma
dapat meningkatkan keragaman dan memperbesar peluang diperolehnya kandidat
tanaman baru ubi kayu yang memiliki daya hasil tinggi.

3

Tujuan Penelitian

1
2
3

Tujuan penelitian ini adalah :
Mengetahui keragaman genetik mutan-mutan potensial generasi M1V3.
Mengetahui hubungan karakter vegetatif dan hasil dengan hasil mutan-mutan
generasi M1V3.
Memperoleh mutan yang memiliki stabilitas genetik pada generasi M1V3.

Hipotesis Penelitian
1

Terdapat keragaman genetik pada karakter kualitatif dan kuntitatif pada
mutan-mutan generasi M1V3.
2 Terdapat karakter agronomi yang mempengaruhi hasil mutan potensial
generasi M1V3.
3 Terdapat beberapa mutan potensial ubi kayu yang stabil karakter hasil pada
generasi M1V3.

Kerangka Pemikiran
Ubi kayu merupakan tanaman pangan yang banyak dimanfaatkan untuk
berbagai keperluan manusia. Tanaman ini selain sebagai bahan pangan, juga
dimanfaatkan sebagai pakan, bahan baku berbagai industri serta biofuel.
Peningkatan akan kebutuhan pangan, pakan, dan berbagai bahan industri
berdampak terhadap kebutuhan akan ubi kayu. Akan tetapi kendala
pengembangan ubi kayu ini adalah sulitnya tanaman ini berbunga hingga tanaman
ini diperbanyak secara vegetatif yang menyebabkan tanaman ini memiliki
keragaman genetik yang rendah. Upaya peningkatan keragaman ubi kayu adalah
dengan melakukan induksi mutasi salah satunya dengan iradiasi sinar gamma.
Kembalinya suatu karakter menjadi karakter awal pada tanaman hasil mutasi
menjadi masalah utama dalam pemuliaan mutasi. Oleh karena itu perlu dilakukan
pengujian stabilitas untuk mngetahui apakah pada generasi ini mutan ubi kayu
telah mencapai kestabilan, hingga pada akhirnya mutan tersebut diharapkan dapat
menjadi kandidat varietas unggul baru (Gambar 1).

4

Peningkatan kebutuhan ubi kayu untuk
pangan, pakan dan industri

Pengembangan ubi kayu sebagai sumber karbohidrat

Kendala pengembangan :
Membiak secara vegetatif

Perlunya peningkatan
keragaan ubi kayu

Induksi mutasi menggunakan
iradiasi sinar gamma
Dilakukan tahun 2012

Populasi mutan dengan keragaman
tinggi M1V1 - M1V3

Seleksi berdasarkan karakter
produksi M1V3

Evaluasi stabilitas mutan M1V3

Evaluasi dan pengujian
(multilokasi)

Varietas baru ubi kayu

Pelepasan varietas dan perbanyakan

Keterangan :

Penelitian yang dilakukan pada penelitian ini
Penelitian lanjutan dalam rangka pelepasan varietas

Gambar 1 Kerangka pemikiran penelitian tanaman ubi kayu

5

Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian terdiri atas dua percobaan utama perhitungan untuk mencapai
tujuan dan menjawab hipotesis penelitian dengan alur penelitian seperti pada
Gambar 2. Penanaman mutan ubi kayu generasi M1V3 dengan total 32 mutan dan
5 genotipe asal yaitu dua varietas nasional (Adira-4 dan Malang-4), varietas
introduksi (UJ-5), dan dua genotipe lokal Halmahera (Jame-jame dan Ratim).
Percobaan 1 dilakukan untuk mengamati keragaan karakter kualitatif dan
kuantitatif mutan ubi kayu, mendapatkan informasi mengenai parameter genetik
mutan ubi kayu dan menentukan karakter seleksi mutan ubi kayu yang
berpengaruh langsung terhadap hasil. Percobaan 2 dilakukan analisis stabilitas
karakter pada 32 mutan ubi kayu yang akan menjadi kandidat varietas ubi kayu.
Penanaman mutan ubi kayu
32 mutan + 5 genotipe asal

Percobaan I
Keragaan dan pendugaan parameter
genetik serta seleksi karakter mutan ubi
kayu generasi M1V3

Percobaan II
Stabilitas genetik mutan ubi kayu hasil
iradiasi sinar gamma generasi M1V3

Karakter kualitatif
Karakter kuantitatif
2

h

bs

32 mutan ubi kayu

Mutan ubi kayu yang stabil
dan menjadi kandidat calon
varietas

h2bs populasi mutan
Analisis korelasi
Analisis lintas

Mutan ubi kayu potensial dan stabil generasi M1V3

Keterangan :

Output

Gambar 2 Diagram alir penelitian tanaman ubi kayu generasi M1V3

6

2 TINJAUAN PUSTAKA
Klasifikasi dan Karakter Tanaman Ubi Kayu
Tanaman ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu hasil
komoditi pertanian di Indonesia yang biasanya dipakai sebagai bahan makanan.
Ubi kayu atau ketela pohon atau cassava sudah lama dikenal dan ditanam oleh
penduduk dunia. Empat negara tropis penghasil ubi kayu terbesar dunia adalah
Brazil, Nigeria, Thailand dan Indonesia (Wijayaningrum et al. 2010). Secara
taksonomi ubi kayu dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom
Divisi
Subdivisi
Kelas
Ordo
Family
Genus
Spesies

: Plantae
: Spermatophyta
: Angiospermae
: Dikotiledonae
: Euphorbiales
: Euphorbiaceae
: Manihot
: Manihot esculenta Crantz (Prihandana et al. 2008).

Menurut Rukmana dan Yuniarsih (1987) ubi kayu mempunyai banyak
nama daerah diantaranya adalah ketela pohon, singkong, ubi jenderal, ubi inggris,
telo puhung, kasape, bodin, telo jenderal (jawa), dan ubi perancis (padang). Ubi
kayu segar mempunyai komposisi kimiawi terdiri dari kadar air sekitar 60%, pati
35%, serat kasar 2.5%, kadar protein 1%, kadar lemak, 0.5% dan kadar abu 1%,
karenanya merupakan sumber karbohidrat dan serat makanan, namun sedikit
kandungan zat gizi seperti protein (Kementan 2011).
Ubi kayu dapat berproduksi optimal memerlukan curah hujan 150-200 mm
pada umur 1-3 bulan, 250-300 mm pada umur 4-7 bulan, dan 100-150 mm pada
fase menjelang dan saat panen (Wargiono 2006). Namun ubi kayu cukup adaptif
terhadap lingkungan yang kering dengan curah hujan kurang dari 500 mm tahun -1
(Onwueme 1978). Suhu udara yang optimal untuk pertumbuhan ubi kayu adalah
27-32 0C, dengan kelembaban udara berkisar antara 60-65 % dan penyinaran
matahari sekitar 10 jam hari-1. Oleh karena itu ketinggian tempat yang ideal
untuk pertumbuhan ubi kayu adalah 10-700 m dpl (Purwono & Purnamawati
2013).
Ubi kayu merupakan tanaman tahunan yang umbinya dapat dipanen
tergantung dari umur masing-masing varietas. Varietas ubi kayu yang berumur
genjah, dilakukan pemanenan pada umur 6-8 bulan, sedangkan varietas berumur
dalam dilakukan pada umur 9-12 bulan. Namun secara umum panen dilakukan
pada umur antara 8-12 bulan (Sundari 2010). Karakter keragaan umbi mengacu
kepada IITA (International Institute of Tropical Agricultue) berupa bobot umbi
per tanaman, jumlah umbi per tanaman, jumlah umbi yang bernilai ekonomi, tipe
umbi, lekukan permukaan umbi, bentuk umbi, warna luar umbi, warna parenkim
umbi, warna korteks umbi, kemudahan mengupas, ketebalan korteks dan rasa
umbi (Fukuda et al. 2010).

7

Deskripsi Varietas Unggul Ubi Kayu
Varietas ubi kayu telah tersebar diseluruh dunia termasuk Indonesia.
Varietas yang umum di budidayakan di Indonesia adalah genotipe lokal maupun
varietas unggul nasional. Adapun varietas unggul nasional yang sudah banyak
dibudidayakan adalah Adira-1, Adira-2, Adira-4, Darul Hidayah, Malang-1,
Malang-2, Malang-4, Malang-6, UJ-3, dan UJ-5 (Balitkabi 2010). Berikut adalah
karakteristik dari beberapa varietas unggul ubi kayu (Tabel 1) dan genotipe lokal
Halmahera (Tabel 2).
Tabel 1 Karakteristik beberapa varietas ubi kayu
Karater

Adira-4

Malang-4

1987
Persilangan
bebas, induk
betina BIC 528
(MUARA)

2001
Silang
terbuka dari
induk betina
Adira-4

Hasil rata-rata

35 t/ha

Umur
Tinggi batang

Dilepas tahun
Asal

Bentuk daun
Warna daun
muda
Warna tangkai
daun

Warna tulang
daun
Warna batang
muda
Warna batang
tua

Jame-jame

Ratim

Introduksi
dari Thailand

Halmahera

Halmahera

39.7 t/ha

25-38 t/ha
umbi segar

16 kg/tan

10-15
kg/tan

10 bulan

9 bulan

9-10 bulan

11-12
bulan

7-8 bulan

1.5-2.0 m
Biasa, agak
lonjong

>2m

> 2.5 m

1.7-2.4 m

3-4 m

Menjari

Menjari

Hijau

Ungu

Cokelat

Hijau
terang

Hijau
terang

Hijau

Hijau

Hijau

Merah

Keunguan

Kuning

Cokelat

Putih

hijau perak

Hijau

hijau

Bagian atas
merah
kehijauan
(muda hijau
kemerahan)
Bagian atas
merag muda,
bagian bawah
hijau muda
Hijau
Abu-abu

UJ-5
2000

Cokelat (bagian
luar), Ros
(bagian dalam)

Cokelat

Kuning
keputihan

Cokelat
gelap

Cokelat
gelap

Putih

Putih

Putih

Putih

Putih

Agak pahit

Pahit

Pahit

Manis

manis

Kadar tepung

18-22%

25-32 %

19-30 %

Kadar protein

0.8-22%

Kadar HCN

± 68 mg/100 g

> 100 ppm

> 100 ppm

Warna kulit
umbi
Warna daging
umbi
Rasa

Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan (2012) dan
Khumaida et al. (2012)

8

Potensi Ubi Kayu
Ubi kayu pada masa sekarang sangat banyak dimanfaatkan diantaranya
sebagai sumber pangan (food), pakan (feed) dan bioenergi (fuel). Tanaman ini
merupakan salah satu sumber pangan lokal yang dapat memenuhi kebutuhan
pangan karena ubi kayu mempunyai kadar gizi makro dan mikro yang tinggi.
Pemanfaatan ubi kayu sebagai bahan konsumsi masih menjadi prioritas utama
salah satunya untuk tepung terigu. Sebagai sumber pangan, ubi kayu kaya akan
karbohidrat. Selain umbi segar, daun nya dapat dimanfaatkan sebagai sayur
karena kaya akan vitamin A dan mengandung zat besi (Fe), zat kapur (Ca),
vitamin B dan C. Ubi kayu banyak diproduksi menjadi industri makanan dalam
bentuk mie, bihun, roti, kue basah, kue kering, tiwul instant, gatot instant dan
tiwul nasi siap saji yang sudah dikenal oleh masyarakat luas. Sebagai bahan baku
industri, ubi kayu dapat diolah menjadi berbagai produk antara lain tapioka,
glukosa, fruktosa, sorbitol, high fructose syrup (HFS), dekstrin, alkohol, etanol,
asam sitrat dan monosodium glutamate (Jafar 2003). Program diversifikasi
pangan, permintaan ubi kayu terus meningkat dengan laju 3.63 % per tahun dan
serapannya mencapai antara 62-78% dari produksi nasional (Suyanto & Wargiono
2009). Ethiopia pengolahan ubi kayu dilakukan dengan metode detoksifikasi
untuk mengurangi tingkat sianida dan meningkatkan gizi makanan yang berbahan
dasar ubi kayu (Kebede et al. 2012).
Peran ubi kayu dalam bidang indusri akan terus menerus mengalami
peningkatan seiring dengan adanya program pemerintah untuk menggunakan
sumber energi alternatif yang berasal dari pertanian seperti biodisel dan bioetanol
serta diversifikasi pangan berbasis pangan lokal. Ubi kayu merupakan bahan
untuk pembuatan tape (peuyem) yang biasanya genotipe yang tidak pahit, rasanya
enak dan daging umbi berwarna kekuningan seperti varietas lokal Krentil,
Mentega, atau Adira-1. Tetapi untuk industri pangan yang berbahan dasar tepung
atau pati ubi kayu, diperlukan ubi kayu yang umbinya berwarna putih dan
mempunyai kadar bahan kering dan pati yang tinggi. Keperluan industri untuk
tepung tapioka, umbi dengan kadar HCN tinggi tidak menjadi masalah karena
bahan racun tersebut akan hilang selama pemrosesan menjadi tepung dan pati,
misalnya UJ-3, UJ-5, Malang-4, Malang-6 atau Adira-4 (Kementan 2011).
Pemuliaan Mutasi
Pemuliaan tanaman dengan mutasi merupakan salah satu cara untuk
mendapatkan keragaman genetik secara non konvensional. Mutasi merupakan
perubahan yang terjadi pada gen atau kromosom, hal ini menyebabkan terjadinya
perubahan baik dalam bentuk atau sifat suatu tanaman. Dari sejumlah mutan yang
dihasilkan berpeluang menghasilkan genotipe yang lebih baik dari pada tanaman
asal. Cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman genetik dengan
tujuan perbaikan varietas dapat dilakukan melalui pemanfaatan plasma nutfah,
persilangan, mutasi, fusi protoplas dan rekayasa genetika (Syukur et al. 2012).
Mutasi induksi dapat dilakukan secara kimiawi maupun fisik. Sinar gamma
merupakan salah satu mutagen fisik yang sering digunakan oleh para pemulia
tanaman untuk meningkatkan keragaman tanaman. Sinar gamma merupakan salah
satu mutagen fisik yang sering digunakan oleh pemulia tanaman. Sinar gamma

9

memiliki energi iradiasi tinggi sehingga mempunyai daya penetrasi yang kuat ke
dalam jaringan dan mampu mengionisasi atom atom dari molekul yang dilewati
(Aisyah 2013). Adanya kerusakan pada tingkat molekuler dapat menyebabkan
munculnya keragaman (Van Harten 1998).
Seperti dalam kasus tanaman lain induksi mutasi pada ubi kayu melalui
penyinaran dengan sinar gamma telah terbukti menjadi alat yang efektif untuk
pengembangan tidak hanya plasma nutfah cocok untuk penelitian dasar tetapi juga
mampu menawarkan manfaat penting dalam kehidupan kaum tani dan prosesor
dari ubi kayu (Sanchez et al. 2009). Menurut Oyeyemi dan Lawas (2010) pada
penelitian iradiasi sinar gamma untuk menurunkan HCN dan mengemukakan
bahwa dosis radiasi yang efektif menurunkan HCN adalah 100 Gy dan juga dosis
efektif untuk menurunkan HCN yang ditentukan juga oleh varietas ubi kayu yang
digunakan. Pemberian dosis iradiasi sinar gamma dapat mempengaruhi jumlah
tanaman yang hidup seperti yang terlihat pada tanaman Coleus sp. Yang mati
akibat iradiasi (Marthin 2014).
Tanaman membiak secara vegetatif untuk meningkatkan keragaman
biasanya digunakan mutagen fisik, salah satu yang digunakan adalah iradiasi sinar
gamma yang memiliki daya tembus yang tinggi hingga efektif untuk
meningkatkan keragaman genetik tanaman. Menurut Crowder (2006) sinar
gamma mempunyai radiasi diatas 10 MeV, yang mampu penetrasi kedalam
jaringan dan mampu mengionisasi atom-atom dari molekul yang dilewati. Iradiasi
sinar gamma dapat menyebabkan terjadinya perubahan morfologi yang terlihat
pada ukuran bentuk daun (Lee et al. 2002). Pemuliaan mutasi telah berhasil
diterapkan untuk perbaikan berbagai dari banyak spesies tanaman. Sekitar 70%
dari varietas mutan dunia telah diinduksi melalui iradiasi sinar gamma. Ada dua
metode iradiasi sinar gamma, kronis dan akut (Nagatomi & Degi 2009).
Menurut Horn dan Shimelis (2013) dosis yang bervariasi dari iradiasi
gamma sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman secara signifikan.
Biasanya dosis yang dipilih dari radiasi gamma dapat memberi informasi sebagai
dosis umum untuk menginduksi mutagenesis skala besar. Tanaman hasil mutasi
yang ditanam secara vegetatif (V) pada generasi pertama populasi tanaman mutan
diberi lambang M. Generasi pertama M1V1 merupakan mutan pertama yang
diperbanyak dari tanaman hasil perbanyaan vegetatif, sedangkan tanaman generasi
M1V2 merupakan tanaman yang diperbanyak dari perbanyakan vegetatif M1V1
begitu seterusnya (Aisyah et al. 2009).
Penelitian Fahreza (2014) menyatakan iradiasi berpengaruh sangat nyata
terhadap karakter tinggi tanaman,penelitian ini juga menyatakan iradiasi memberi
pengaruh kurang baik terhadap tanaman pada 2 BST. Penelitian ini juga
dilanjutkan oleh Dianasari (2014) yang menunjukkan tingkat keragaman yang
tinggi terjadi pada karakter panen yaitu karakter bobot umbi, jumlah umbi
pertanaman, dan jumlah umbi ekonomi pertanaman.
Uji Stabilitas
Stabilitas merupakan hasil yang harus dicapai diakhir program pemuliaan
tanaman dalam rangka melepaskan varietas baru yang unggul. Tanpa melakukan
stabilitas secara genetik suatu varietas yang baru tidak akan dilepas ke
masyarakat. Uji stabilitas jarang dilakukan pada tanaman membiak secara

10

vegetatif, karena teorinya apabila tanaman diperbanyak secara vegetatif tidak akan
menyebabkan keragaman akibat segregasi. Namun walaupun tanaman
diperbanyak secara vegetatif jika asal keragaman nya diperoleh dari perlakuan
mutasi maka perlu dilakukan uji stabilitas terhadap keturunannya. Hal ini
dilakukan untuk mengantisipasi adanya fenomena alam dimana sel-sel mutan
kalah bersaing dengan sel-sel normal disekelilingnya, sehingga pada
perkembangannya jaringan tanaman akan kembali tumbuh normal seperti tanaman
sebelum di mutasi. Begitu juga sebaliknya jika sel-sel mutan yang justru dapat
mengalahkan sel-sel normal, maka pada pertumbuhan selanjutnya tanaman akan
menjadi mutan sampai pada generasi berikutnya (Ibrahim 1999).
Penelitian yang dilakukan Aisyah (2006) pada tanaman anyelir dimana
dari 19 tanaman anyelir yang diperbanyak secara vegetatif hanya 2 mutan
mengalami mutasi maju setelah dilakukan uji stabilitas. Tanaman anyelir generasi
M1V3 lebih cepat menunjukan kestabilan dari pada tanaman krisan (M1V4) yang
kemungkinan disebabkan oleh tingkat ploidi yang berbeda. Jadi pengujian
stabilitas memang perlu dilakukan untuk meyakinkan produsen bahwa varietas
mutan tersebut telah berubah secara genetik dan stabil hingga dapat dijadikan
sebagai tanaman baru tanpa kekhawatiran akan berubah kembali.

3 BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Cikabayan, Institut Pertanian
Bogor dengan ketinggian 240 m dpl. Penelitian dilakukan pada bulan Mei 2014
sampai bulan Maret 2015. Jenis tanah pada kebun percobaan Cikabayan
didominasi oleh tanah latosol, tergolong agak masam dengan pH sebesar 4.5 - 6.1
(Sofyan 2011).
Bahan dan Alat
Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas 32 mutan
potensial (Lampiran 1) dan 5 genotipe asal, yaitu genotipe lokal dari Halmahera
Utara (Jame-jame dan Ratim), varietas introduksi dari Thailand (UJ-5), dan
varietas nasional (Malang 4 dan Adira 4). Pupuk kandang, kompos, urea, SP-36,
dan KCl merupakan bahan pendukung pertanaman. Alat yang digunakan adalah
alat budi daya standar.
Rancangan Penelitian
Rancangan lingkungan yang digunakan adalah rancangan kelompok
lengkap teracak (RKLT) dengan satu faktor, yaitu 37 genotipe ubi kayu (32 mutan
dan 5 genotipe asal) hasil iradiasi sinar gamma dengan tiga ulangan yang terdiri
atas batang tengah, batang atas dan batang bawah. Setiap genotipe ditanam pada 3

11

blok tanaman dan terdiri atas 3 tanaman pada setiap blok. Total tanaman yang
akan diamati pada kegiatan pra panen dan panen adalah 333 tanaman. Model
aditif linear yang digunakan adalah (Gomez & Gomez 2007) :
Yij =

+ i + j + ij

Keterangan:
Yij
μ
i
βj
εij
i
j

: pengamatan pada varian genotipe ke-i dan kelompok ke-j
: nilai rata-rata umum hasil pengamatan
: pengaruh perlakuan genotipe ke-i
: pengaruh kelompok ke-j
: pengaruh galat percobaan pada perlakuan genotipe ke-i dan kelompok
ke-j
: 1, 2, 3,…, 37
: 1, 2, 3

Prosedur Penelitian
Pengolahan lahan dilaksanakan satu minggu sebelum penanaman, lahan
diolah dengan cangkul sehingga tanah menjadi gembur dan mengurangi populasi
gulma dari pertanaman sebelumnya. Selanjutnya dilakukan pengolahan lahan
menggunakan traktor. Seminggu setelah pengolahan lahan dilanjutkan dengan
pembuatan petakan yang setiap petakan dibuat gundukan dengan lebar 1 m.
Persiapan stek dilakukan dengan memotong bibit ubi kayu dengan menggunakan
gergaji untuk mendapatkan stek dengan ukuran lima mata tunas per stek. Stek
batang sebagai bahan tanam ditanam dengan jarak tanam 1m x 1m (populasi
10.000 per ha). Pupuk diaplikasikan melingkar pada jarak 5 cm dari pokok batang
tanaman ubi kayu. Dosis pupuk urea, SP-36, dan KCl yang digunakan masingmasing yaitu 200 kg ha-1, 100 kg ha-1, dan 100 kg ha-1. Pemeliharaan yang
dilakukan meliputi penyiangan gulma, pembumbunan, pemupukan, dan
pengendalian hama penyakit. Pembumbunan dilakukan dengan tujuan agar akar
tetap terbenam dan umbi dapat berkembang baik. Penyiangan gulma disesuaikan
dengan kondisi gulma di lapangan.
Pemberian kodefikasi diurutkan dari genotipe yaitu G1 merupakan
genotipe Jame-jame, G2 merupakan genotipe Ratim, G3 merupakan genotipe UJ5, G4 merupakan genotipe Malang-4 dan G5 merupakan genotipe Adira-4.
Setelah kode genotipe, diikuti dengan dosis iradiasi dan nomor tanaman pada
generasi pertama (M1V1). Angka berikutnya merupakan tanda dari perbanyakan
generasi sebelumnya, contoh G1D1-1-1-1 dimana G1 merupakan genotipe Jamejame, D1 merupakan dosis irasiasi 15 Gy dan 3 angka setelahnya merupakan
bagian tanaman dari generasi M1V1, M1V2 dan M1V3.
Pengamatan dilakukan pada saat pertumbuhan sampai dengan waktu
panen. Karakter yang diamati adalah karakter kuantitatif pada saat pertumbuhan
meliputi Panjang daun lobus, lebar daun, panjang tangkai, diameter batang, tinggi
tanaman, Tinggi cabang pertama dan pada saat panen karakter yang diamati
adalah jumlah umbi per tanaman, jumlah umbi ekonomi (panjang umbi >20 cm),

12

dan bobot umbi per tanaman. Karakter keragaan umbi mengacu pada IITA
(International Institute of Tropical Agriculture) (Fukuda et al. 2010).
Karakter kualitatif yang diamati pada saat pertumbuhan dan panen adalah
karakter warna daun apikal, bentuk central, warna tangkai daun, warna daun,
jumlah lobus daun, orientasi tangkai daun, warna batang korteks, warna epidermis
batang, warna cabang, karakter tipe umbi, lekuk umbi, bentuk umbi, warna luar
umbi, warna parenkim, warna korteks, kemudahan mengupas, tekstur epidermis,
ketebalan korteks, dan rasa umbi (Lampiran 2).

Analisis Data
Percobaan I Keragaan dan Pendugaan Parameter Genetik
Serta Seleksi Mutan Ubi Kayu Generasi M1V3
Analisis data yang dilakukan meliputi pendugaan nilai heritabilitas arti
luas (h bs) diperoleh menggunakan rumus sebagai berikut (Burton dan Devane
1953) :
2

h²bs =
h²bs
σ²c
σ²e
r
c

: heritabilitas arti luas
: ragam klon
: ragam lingkungan
: kelompok
: klon

Tabel 2 Analisis ragam dan nilai harapan untuk genotipe yang diperbanyak secara
klonal
Sumber keragaman
Derajat bebas
Kuadrat tengah
Nilai harapan
(SK)
(db)
(KT)
kuadrat tengah
Blok
(r-1)
Klonal
(c-1)
M2
σ2 + r σ2 c
Galat
(r-1)(c-1)
M1
σ2
Nilali kuadrat tengah yang digunakan berasal dari hasil perhitungan
dengan anova. Nilai ragam lingkungan diperoleh dari nilai huadrat tengah galat
percobaan, sedangkan nilai ragam klon diperoleh dari nilai kuadrat tengah klonal
dikurangi dengan kuadrat tengah galat. Pengelompokan nilai heritabilitas (%) jika
nilai heritabilitas 0% - 20% dikategorikan rendah, 20% - 50% dikategorikan
sedang, dan lebih dari 50% dikategorikan tinggi.

13

Heritabilitas arti luas tiap populasi mutan generasi M1V3 diduga melalui
metode Kalton et al (1952) yaitu :
h²bs =
σ2 S0
σ2 S1

: ragam antar klon
: ragam M1V3

Analisis korelasi dan analisis lintas dilakukan menggunakan aplikasi
Statistical Analysis System (SAS) 9.1.3. Analisis korelasi dilakukan untuk
mengetahui keeratan hubungan antara karakter hasil dengan hasil mutan ubi kayu
hasil iradiasi sinar gamma generasi M1V3, dengan menggunakan persamaan
statistik korelasi linier sederhana mengikuti Singh dan Chaudhary (1979) sebagai
berikut :
n x1 y1  ( x1 )( y1 )

√ [n x12  ( x1 ) 2 ][n y12  ( y1 ) ]
2

Keterangan : rxy : koefisien korelasi antara karakter komponen hasil (x) terhadap karakter hasil,
n : banyaknya perlakuan; x1: karakter komponen hasil ; y1: karakter hasil

Analisis Lintas dilakukan untuk mengetahui pengaruh langsung dan tidak
langsung komponen hasil dengan hasil mutan ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma
generasi M1V3 dihitung dengan menggunakan analisis lintas (Path coefficient
analysis) menggunakan metode matriks dengan persamaaan (Gaspersz 1992)
adalah sebagai berikut:
r11 r12.........r1p C1
r1y
r21 r22.........r2p C2 = r2y
rp1 rp2.........rpp C3
r3y

Rx . C = Ry
Keterangan:
Rx = matriks korelasi antar variabel bebas dalam model regresi berganda yang
memiliki variabel bebas sehingga merupakan matriks dengan elemenelemen Rxixj (i, j = 1, 2, …, p)
C
= vektor koefisien lintas 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.

14

Percobaan II Stabilitas Genetik Mutan Ubi Kayu
Hasil Iradiasi Sinar Gamma Generasi M1V3
Analisis stabilitas dilakukan untuk mengetahui kestabilan karakter yang
diamati dengan membandingkan ragam genotipe asal dengan ragam mutan dari
genotipe asal. Analisis stabilitas yang dilakukan diamati pada karakter tinggi
cabang pertama, jumlah umbi pertanaman, jumlah umbi ekonomi dan bobot umbi
pertanaman. Maharani (2015) menganalisis stabilitas pada mutan ubi kayu
generasi M1V2 serta mendapatkan hasil karakter yang stabil adalah diameter
batang, hal tersebut dikarenakan penelitian yang dilakukan tidak sampai tahap
panen. Uji stabilitas berdasarkan nilai fenotipe dari mutan generasi M1V3
dilakukan pada karakter yang berpengaruh langsung pada karakter hasil yaitu
karakter tinggi cabang pertama, jumlah umbi total, jumlah umbi ekonomi dan
bobot umbi per tanaman. Apabila menggunakan standar UPOV (2012) (Lampiran
2) untuk DUS Test (Distinction, Uniformity, and Stability), maka kriteria “stabil”
untuk tanaman di perbanyak secara vegetatif adalah jika keragaman mutan lebih
kecil atau sama dengan keragaman tanaman normal (σ2 tanaman mutan ≤ σ2
tanaman asal).
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Percobaan
Penelitian telah dilakukan pada bulan Mei 2014 sampai bulan Maret 2015
di Kebun Percobaan Cikabayan, Institut Pertanian Bogor (IPB). Curah hujan ratarata bulan Mei 2014 hingga Maret 2015 adalah 302 mm. Data menunjukkan
penurunan curah hujan yang nyata pada bulan September 2014 yaitu 22 mm dan
curah hujan tertinggi terjadi pada bulan November 2014 sebesar 673 mm seperti
disajikan pada Lampiran 3 (BMKG 2015).
Gejala kekeringan terlihat pada umbi ubi kayu yang tidak terisi sempurna
sehingga hasil yang didapatkan tidak maksimal. Curah hujan yang berlebih pada
dua bulan setelah kekeringan meningkatkan pengisian umbi, tetapi menyebabkan
rebah serta patah pada beberapa tanaman ubi kayu. Umbi ubi kayu yang rebah
menyebabkan umbi terangkat ke atas sehingga mengalami kebusukan sebelum di
panen.
Percobaan I Keragaan dan Pendugaan Parameter Genetik Serta Seleksi
Mutan Ubi Kayu Generasi M1V3
Karakter Kuantitatif Mutan Ubi Kayu Generasi M1V3
Hasil analisis ragam terhadap karakter pertumbuhan dan karakter panen
yang diamati pada ubi kayu hasil iradiasi sinar gamma generasi M1V3
menunjukkan terdapat perbedaan yang sangat nyata pada genotipe yang diamati.
Hal ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pada karakter Panjang daun
lobus, lebar daun, panjang tangkai, diameter batang, tinggi tanaman, tinggi cabang
pertama, jumlah umbi, jumlah umbi ekonomi dan bobot ubi. Karakter yang

15

diamati menunjukkan kondisi berbeda sangat nyata dimana genotipe mutan
berpengaruh pada setiap karakter yang diamati. Rekapitulasi sidik ragam semua
karakter disajukan pada Tabel 3.
Hasil analisis ragam menunjukkan adanya keragaman diantara genotipe
yang diuji, yang disebabkan oleh pengaruh genotipe dan lingkungan. Nilai ragam
yang diduga dari analisis dapat dipartisi menjadi ragam fenotipe, ragam
lingkungan, dan ragam genotipe sehingga dapat diperoleh informasi tentang
besarnya peran ragam genetik terhadap total keragaman yang diamati. Informasi
tentang keragaman sangat diperlukan dalam melakukan kegiatan seleksi
(Sungkono et al. 2009).
Tabel 3 Analisis ragam karakter pertumbuhan dan panen mutan ubi kayu generasi
M1V3
Kuadrat tengah
Kuadrat tengah
Karakter kuantitatif
F hit
genotipe (KTG)
galat (KTg)
Pertumbuhan
Panjang daun lobus (cm)
0009.69
1.99
4.87**
Lebar daun (cm)
0000.54
0.22
2.46**
Panjang tangkai (cm)
0057.53
8.30
6.93**
Diameter batang (mm)
180.70
35.59
5.08**
Tinggi tanaman (cm)
7278.95
1798.15
4.05**
Tinggi cabang pertama (cm)
3646.58
983.78
3.71**
Panen
Jumlah umbi per tanaman
0021.48
5.49
3.91**
Jumlah umbi ekonomis
14.50
5.20
2.79**
Bobot umbi (kg)
20.03
5.56
3.61**
** = sangat nyata pada taraf 1%

Tabel 4 menyajikan hasil rata-rata karakter panjang daun lobus, lebar
daun, panjang tangkai, tinggi tanaman, tinggi cabang pertama, bobot umbi
pertanaman, jumlah umbi pertanaman, jumlah umbi ekonomis, dan