Evaluasi Kemurnian Genetik dengan Marka Mikrosatelit dan Aplikasi Rizobakteri untuk Meningkatkan Produksi dan Mutu Fisiologis Benih Jagung Hibrida

EVALUASI KEMURNIAN GENETIK DENGAN MARKA
MIKROSATELIT DAN APLIKASI RIZOBAKTERI UNTUK
MENINGKATKAN PRODUKSI DAN MUTU FISIOLOGIS
BENIH JAGUNG HIBRIDA

AWALUDIN HIPI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI DAN PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi dengan judul “Evaluasi
Kemurnian Genetik dengan Marka Mikrosatelit dan Aplikasi Rizobakteri untuk
Meningkatkan Produksi dan Mutu Fisiologis Benih Jagung Hibrida” 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 yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan tercantum dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi

ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor,

Januari 2014

Awaludin Hipi
NIM. A261090021

RINGKASAN
AWALUDIN HIPI. Evaluasi Kemurnian Genetik dengan Marka Mikrosatelit
dan Aplikasi Rizobakteri untuk Meningkatkan Produksi dan Mutu Fisiologis Benih
Jagung Hibrida. Dibimbing oleh MEMEN SURAHMAN (Ketua), SATRIYAS
ILYAS (Anggota), GIYANTO (Anggota).
Salah satu upaya untuk meningkatkan produktivitas jagung adalah melalui
penggunaan benih jagung bermutu dari varietas unggul. Upaya untuk memenuhi
kebutuhan benih jagung berkualitas tinggi harus terus ditingkatkan. Salah satu
upaya yang dapat dilakukan adalah melalui pengawasan benih dengan

pengembangan dan penerapan metode untuk pengujian kualitas/kemurnian genetik.
Hal ini disebabkan pengujian kualitas genetik menggunakan karakter morfologi
konvensional memiliki kelemahan yaitu memerlukan lebih banyak waktu (satu
siklus hidup tanaman), dan sering sulit dibedakan dari non-hibrida. Marka
molekuler dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Di antara berbagai
jenis penanda molekuler, SSR atau sering disebut mikrosatelit telah banyak
digunakan untuk sidik jari, analisis keragaman genetik, hubungan keluarga, dan
sebagai marka penyeleksi. Marka SSR adalah penanda yang sering digunakan
dalam studi genetik tanaman jagung. Oleh karena itu diharapkan bahwa SSR dapat
digunakan untuk menganalisis kemurnian genetik benih jagung hibrida untuk
menentukan tingkat hibriditas dari benih jagung hibrida.
Upaya lain yang diharapkan dapat memberikan kontribusi untuk
meningkatkan produktivitas dan mutu fisiologis benih jagung hibrida adalah
dengan menggunakan rizobakteri dan pupuk P. Peran mikroba ini adalah untuk
meningkatkan ketersediaan nutrisi terutama P dalam tanah. Penggunaan rizobakteri
pelarut fosfat, dapat melarutkan fosfat yang sulit larut menjadi bentuk tersedia bagi
tanaman.
Tujuan penelitian ini adalah: 1) mendapatkan marka SSR yang spesifik untuk
tetua jantan dan betina; 2) mengetahui keefektifan marka SSR dalam uji kemurnian
genetik benih jagung hibrida; 3) mendapatkan isolat rizobakteri yang mampu

melarutkan fosfat, mampu memproduksi IAA, tidak bersifat patogen terhadap
tanaman, dan dapat meningkatkan mutu fisiologis benih tetua betina jagung
hibrida; 4) mempelajari pengaruh rizobakteri dan pupuk P dalam meningkatkan
pertumbuhan dan hasil tanaman tetua betina jagung hibrida; 5) mempelajari
pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap pertumbuhan, produktivitas dan mutu
fisiologis benih jagung hibrida
Penelitian dilakukan dalam empat tahap percobaan: (1) Evaluasi kemurnian
genetik benih jagung hibrida menggunakan marka SSR, (2) Karakterisasi
rizobakteri dalam memproduksi asam indol asetat (IAA), kemampuan melarutkan
fosfat, reaksi hipersensitif, dan meningkatkan kualitas fisiologis benih jagung
hibrida, (3) Pengujian keefektifan rizobakteri dalam meningkatkan pertumbuhan
dan hasil tanaman tetua betina jagung hibrida di polybag, dan (4) Pengujian
keefektifan rizobakteri dan pupuk P dalam meningkatkan produktivitas dan kualitas
fisiologis benih jagung hibrida di lapang.
Hasil percobaan 1, terdapat 3 marka spesifik (phi96100, phi072, dan
phi328175) yang dapat digunakan untuk identifikasi kemurnian genetik jagung
hibrida Bima-3 dan Bima-4. Marka phi96100 spesifik untuk tetua jantan dan tetua

betina hibrida Bima-4 (Mr-14 dan G180), marka phi072 spesifik untuk tetua jantan
dan tetua betina Bima-3 (Mr-14 dan Nei9008), dan marka phi328175 spesifik untuk

tetua jantan dan tetua betina kedua hibrida Bima-3 dan Bima-4. Berdasarkan uji
dengan marka SSR, benih jagung hibrida varietas Bima-3 dan Bima-4 memiliki
kemurnian genetik masing-masing 97.5% dan 80%. Marka SSR dapat mendeteksi
kemurnian genetik jagung hibrida secara cepat dan akurat, dimana secara morfologi
sulit untuk dideteksi. Marka SSR efektif digunakan untuk uji kemurnian genetik
benih jagung hibrida.
Hasil percobaan kedua, terdapat 23 isolat rizobakteri yang mampu
melarutkan fosfat, dan 23 isolat menunjukkan reaksi hipersensitif negatif, 18 isolat
mampu memproduksi IAA. Dari hasil karakterisasi tersebut, terpilih rizobakteri
untuk digunakan pada pengujian selanjutnya yaitu lima isolat dari jenis
Aktinomiset (AB3, ATS4, AB11, AB2 dan ATS5); lima isolat dari jenis Bacillus
spp. (B13, B46, B28, B37 dan B42); dan lima isolat dari Pseudomonas kelompok
fluorescens (P24, P12, P14, P31 dan P34) yang digunakan untuk pengujian mutu
fisiologis benih tetua betina jagung hibrida. Hasil pengujian mutu fisiologis di
rumah kaca, didapatkan bahwa isolat B28 dan B46 dapat meningkatkan indeks
vigor dan kecepatan tumbuh benih jagung. Isolat B28 mampu meningkatkan daya
berkecambah hingga mencapai 80 %. Isolat lain yang berpotensi meningkatkan
daya berkecambah yaitu B46, B42, B13, P14, P31, AB2, AB3, AB11, ATS4, dan
ATS5. Aplikasi rizobakteri P34 dan P12 tidak berpengaruh terhadap tinggi bibit
dan bobot kering bibit, namun dapat meningkatkan panjang akar jagung dibanding

kontrol. Berdasarkan hasil karakterisasi dan pengaruh terhadap peningkatan mutu
fisiologis benih tetua betina jagung hibrida, terpilih enam isolat rizobakteri dari
masing-masing jenis rizobakteri yang dapat digunakan pada percobaan di lapang
yaitu AB2, ATS4, B28, P14, dan P31. Isolat B42 terpilih karena memiliki
kemampuan memproduksi IAA yang tinggi.
Pada percobaan ketiga, didapatkan bahwa pemupukan P belum dapat
meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, bobot tongkol dan bobot biji/tongkol.
Isolat B42 berpotensi meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun. Isolat
rizobakteri B28 berpotensi meningkatkan bobot tongkol dan bobot biji/tongkol.
Pada percobaan keempat di lapang didapatkan bahwa pada musim tanam I
(musim hujan), pemupukan P 100 kg SP-36 ha-1 dapat meningkatkan produktivitas
benih jagung hibrida. Isolat B42, ATS4, dan P31 dapat meningkatkan produktivitas
benih jagung. Perlakuan rizobakteri dapat meningkatkan mutu fisiologis benih
jagung pada periode simpan empat bulan pada suhu 21 – 25oC dan RH 53 – 62%,
tetapi hanya isolat ATS4 yang dapat meningkatkan mutu benih setelah disimpan
selama delapan bulan. Pada musim tanam II (musim kemarau), pemupukan P 100
kg SP-36 ha-1 dapat meningkatkan produktivitas benih jagung hibrida. Isolat ATS4
mampu meningkatkan tinggi tanaman dan produktivitas benih jagung hibrida.
Aplikasi rizobakteri yang diikuti dengan pemupukan P 100 kg SP-36 ha-1 dapat
meningkatkan rendemen benih hingga 83.8%. Aplikasi rizobakteri dapat

mengurangi penggunaan pupuk P 50 % dari dosis rekomendasi. Rizobakteri
ATS4 dan pemupukan P 100 kg SP-36 ha-1 terbaik dalam meningkatkan mutu
fisiologis benih setelah empat bulan simpan dalam ruangan pada suhu 21-25oC dan
RH 53 – 62%.
Kata kunci: Aktinomiset, Bacillus spp., galur tetua jagung hibrida, marka SSR,
penyimpanan benih, Pseudomonas fluorescens

SUMMARY
AWALUDIN HIPI. Evaluation of Genetic Purity Using Microsatelite Marker and
Application of Rhizobacteria for Increasing Productivity and Physiological Quality
of Maize Hybrid Seed. Supervised by MEMEN SURAHMAN (Chair),
SATRIYAS ILYAS (Member), GIYANTO (Member).
One effort to improve maize production is through the use of high quality
maize seed. In order to assure high quality seed, it’s genetic quality must be tested.
SSR markers often used in genetic studies of maize plants. Therefore SSR can be
used to analyze the genetic purity of maize hybrid seed. Another effort to increase
productivity and physiological quality of maize hybrid seeds is using rhizobacteria
and phosphate fertilizer.
The objectives of this research were 1) to determine SSR markers specific
for male and female parents, 2) to know the effectiveness of SSR markers for the

genetic purity testing of maize hybrid seeds, 3) to find non phytopathogenic
rhizobacteria isolates capable of dissolving phosphate, producing IAA, and
improving the physiological quality of seed and seedling growth of female parent
of maize hybrid, 4) to assess the effect of rhizobacteria and phosphate fertilizers to
increase plant growth and yield female parent of maize hybrid, 5) to investigate the
effect of rhizobacteria and P fertilizer for increasing productivity and physiological
quality of maize hybrid seed.
This research consisted of four stages: (1) Selection of SSR primers specific
for female and male parents, and testing of genetic purity of hybrid maize seed
using SSR markers, (2) Characterization of rhizobacteria in producing IAA,
dissolving unsoluble forms of phosphate, non phytopathogenic (hypersensitive
reaction test), and improving the physiological quality of maize hybrid seed,
(3) Testing the effectiveness of rhizobacteria and phosphate fertilizer on plant
growth of female parent in polybag, and (4) Evaluation the effectiveness of
rhizobacteria and phosphate fertilizer to increase productivity and the physiological
quality of maize hybrid seed in the field. All stages of the research were conducted
from April 2011 until December 2012.
Results of experiment 1 showed that: 1) Out of five markers tested, three
markers namely phi96100, phi328175 and phi072 produced polymorphic bands
and were able to distinguish parental lines of two maize hybrid varieties. SSR

marker phi96100 was specific for detection the genetic purity of cv.Bima-4 and
phi072 for cv.Bima-3. While phi328175 was specific markers to both maize
hybrids. The genetic purity of cv.Bima-3 and cv. Bima-4 were 97.5% and 80%
respectively.
Results of experiment 2 showed that from 34 rhizobacteria isolates,
consisted of Actinomycetes, Bacillus spp., and Fluorescent pseudomonads, five
isolates of each group having characteristic of dissolving phosphate, producing
IAA, and non phytopathogenic. B28 and B46 isolates increased growth rate and
vigour index of female parent seeds of hybrid maize. AB2, ATS4, B28, P14, and
P31 isolates were selected based on the ability to improve the physiological seed
quality of female parent and the rhizobacteria B42 based on the highest production
of IAA. These isolates were then used in the field experiment.

Results of experiment 3 showed that phosphate fertilizer did not effect the
plant growth, weight of ear, and weight kernel per ear but rhizobacteria B42
isolate was potential to increase plant growth compared the control and other
rhizobacteria. B28 isolate was potential to increase weight of ear, and weight kernel
per ear.
Results of the field experiment showed that at the first planting season
(rainy season), application of 100 kg SP-36 ha-1 increased productivity compared to

control. B42, ATS4 and P31 isolates increased number of leaves, leaf area index,
and productivity of maize hybrid seeds. Trial the second planting season (dry
season) showed that application of 100 kg SP-36 ha-1 increased productivity
compared untreated. ATS4 rhizobacteria increased plant heigth and productivity
of maize hybrid seed. Application of ATS4 isolate followed by 100 kg SP-36 ha-1
increased the percentage of good quality seeds. Rhizobacteria reduced P fertilizer
50 % from the recomendation dosage. Application of ATS4 isolate and fertilizer P
100 kg SP-36 ha-1 increased physiological quality of harvested seeds after four
month storage at 21 – 25oC and 53 – 62 % RH.
Key words : Actinomycetes, Bacillus spp., Fluorescent pseudomonads,
parental lines of maize hybrid, seed storage, SSR marker

© Hak Cipta milik IPB, Tahun 2014
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 dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

EVALUASI KEMURNIAN GENETIK DENGAN MARKA
MIKROSATELIT DAN APLIKASI RIZOBAKTERI UNTUK
MENINGKATKAN PRODUKSI DAN MUTU FISIOLOGIS
BENIH JAGUNG HIBRIDA

AWALUDIN HIPI

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji pada Ujian Tertutup

:

1. Dr Ir Abdul Qadir, MS
(Staf Pengajar Ilmu dan Teknologi Benih,
Departemen AGH, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor)
2. Dr Ir Henny Purnamawati, MScAgr
(Staf Pengajar Program Studi Agronomi dan
Hortikultura, Departemen AGH, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor)

Penguji pada Ujian Terbuka

:

1. Prof (R) Dr A. Karim Makarim
(Peneliti Puslitbang Tanaman Pangan Badan
Litbang Pertanian, Kementrian Pertanian RI)
2. Dr Ir Faiza C. Suwarno
(Staf Pengajar Ilmu dan Teknologi Benih,
Departemen AGH, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor)

Judul Disertasi

: Evaluasi Kemurnian Genetik dengan Marka Mikrosatelit
dan Aplikasi Rizobakteri untuk Meningkatkan Produksi
dan Mutu Fisiologis Benih Jagung Hibrida

Nama

: Awaludin Hipi

NIM

: A261090021

Disetujui
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr
Ketua

Dr Ir Giyanto, MSi
Anggota

Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS
Anggota

Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih

Dr Ir Endah R Palupi, MSc

Tanggal Ujian: 20 Desember 2013

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Lulus:

J udul Disertasi

: Evaluasi Kemurnian Genetik dengan Marka Mikrosatelit
dan Aplikasi Rizobakteri untuk Meningkatkan Produksi
dan Mutu Fisiologis Benih Jagung Hibrida

Nama

: Awaludin Hipi

NIM

: A261 090021

Disetujui
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr
Ketua

Prof Dr lr Satriyas Ilyas, MS
Anggota

Dr lr Giyanto, MSi
Anggota

Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih

ＢＧ ｍＧｬｴｩ

ｊＺＨ ｉ ｾ

ｾｬ＠

Pascasrujana

Ir Endah R Palupi, MSc

Tanggal Ujian: 20 Desember 2013

Tanggal Lulus:

16 JA N 2014

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2011 sampai Desember 2012 ini adalah
“Evaluasi Kemurnian Genetik Benih Jagung Hibrida dengan Marka Mikrosatelit
dan Aplikasi Rizobakteri untuk Meningkatkan Produksi dan Mutu Fisiologis Benih
Jagung Hibrida”. Tema ini memberikan penekanan terhadap pengembangan
metode uji kemurnian genetik, peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis
benih jagung hibrida.
Dalam rentang waktu perkuliahan hingga penyelesaian akhir Disertasi ini,
penulis telah banyak mendapat bantuan dan dukungan dari semua pihak.
Olehnya dengan hati yang tulus penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan
penghargaan kepada:
1. Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr selaku ketua komisi pembimbing,
Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS dan Dr Ir Giyanto,MSi selaku anggota komisi
pembimbing, yang telah banyak memberikan saran, koreksi, petuah, dan
kesabaran selama membimbing penulis sejak penyusunan rencana
penelitian hingga selesainya disertasi ini.
2. Dr Ir Heni Purnamawati, MScAgr dan Dr Ir Abdul Qadir, MS selaku
penguji pada ujian tertutup, Prof (R) Dr A. Karim Makarim dan
Dr Ir Faiza C. Suwarno selaku penguji pada ujian terbuka, serta
Dr Ir Endah Retno Palupi, MSc selaku Ketua Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih, atas saran dan koreksinya untuk perbaikan disertasi ini.
3. Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Kementerian Pertanian
RI atas kesempatan melanjutkan studi ini, bantuan Beasiswa dan dana
penelitian melalui kerjasama program Kerjasama Kemitraan Penelitian
Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP 3T). Kepala Balai Besar Penelitian
dan Pengkajian Teknologi Pertanian (BBP2TP) dan Kepala Balai Pengkajian
teknologi Pertanian Nusa Tenggara Barat, atas arahan dan kerjasamanya.
4. Bapak Rektor IPB, Dekan dan Sekretaris Dekan serta Dosen SPs IPB, atas
pembinaan, dan pelayanannya selama studi. Demikian pula kepada Dekan dan
Wakil Dekan Fakultas Pertanian IPB, Ketua dan Sekretaris Departemen AGH
serta Ketua dan Sekretaris Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih beserta staf
yang telah banyak membantu penulis selama studi.
5. Kepala Balai Besar Litbang Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian,
Bogor dan kepala laboratorium molekuler atas izin penggunaan laboratorium.
Bapak Ir Ahmad Dadang atas bantuannya mendampingi selama penelitian di
laboratorium molekuler. Pimpinan dan staf University Farm IPB, pimpinan
dan staf Balai Laboratorium Perlindungan Tanaman Perkebunan Nusa
Tenggara Barat, atas bantuan dan kerjasamanya.
6. Balai Penelitian Tanaman Serealia Maros, Sulawesi Selatan, terutama kepada
Dr. Andi Takdir Makkulawu, atas saran dan bantuan benih yang digunakan
dalam penelitian ini.
7. Orangtua yang telah membesarkan dan merawat dengan kasih sayangnya yang
tiada batas. Isteri (Baiq Tri Ratna Erawati, SP, MSc) dan anak-anak tercinta
(Ratna Tanzilla Ch. Hipi dan Tiara W. Rahmawati Hipi), serta seluruh keluarga,
atas doa, pengorbanan dan kesabarannya.

8.

Rekan-rekan yang telah membantu penelitian di laboratorium Bakteriologi
Departemen Proteksi Tanaman IPB, di laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih
IPB, dan di Leuwikopo, atas bantuan dan dukungannya. Buat Candra
Budiman,SP, MSi, Ir Tjipto R. Basoeki, MS, Drs Jekvy Hendra, MSi, dan Dr
Agustiansyah, atas dukungan dan bantuannya.
9. Rekan-rekan mahasiswa Pascasarjana Badan Litbang Pertanian di IPB, atas
informasi, kerjasama, dan persahabatan yang terjalin selama studi. Demikian
pula rekan-rekan mahasiswa pascasarjana Departemen AGH dan khususnya
rekan-rekan Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, atas bantuan, dukungan
dan kebersamaannya.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat terhadap pengembangan ilmu
pengetahuan dan bermanfaat bagi siapa saja yang membutuhkannya.

Bogor, Januari 2014

Awaludin Hipi

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
xiv
xv
xvi

PENDAHULUAN
Latar belakang
Perumusan masalah
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian
Alur penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Varietas Jagung Hibrida
Marka Simple Sequence Repeats (SSR) dan Penggunannya
Rizobakteri dan Pupuk Fosfat Untuk Meningkatkan Pertumbuhan
dan Produksi tanaman serta Mutu Fisiologis Benih
EVALUASI KEMURNIAN GENETIK BENIH JAGUNG
HIBRIDA DENGAN MARKA MIKROSATELIT
Abstrak
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

11
12
13
15
18

KARAKTERISASI RIZOBAKTERI UNTUK
MENINGKATKAN MUTU FISIOLOGIS DAN
PERTUMBUHAN BIBIT TETUA BETINA JAGUNG HIBRIDA
Abstrak
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

19
20
21
24
29

PENGARUH RIZOBAKTERI DAN PUPUK FOSFAT DALAM
MENINGKATKAN PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN
TETUA BETINA JAGUNG HIBRIDA
Abstrak
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

31
32
32
33
36

1
3
4
4
5
6
7
8

DAFTAR ISI (lanjutan)
Halaman
PENINGKATAN PRODUKTIVITAS DAN MUTU
FISIOLOGIS BENIH JAGUNG HIBRIDA DENGAN
APLIKASI RIZOBAKTERI DAN PUPUK FOSFAT
Abstrak
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

37
38
39
43
58

PEMBAHASAN UMUM
KESIMPULAN UMUM
SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

58
63
64
65
76

DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Marka mikrosatelit yang digunakan dalam penelitian
Deteksi kemurnian genetik benih hibrida Bima-4 berdasarkan marka
SSR dan marka morfologi
Deteksi kemurnian genetik benih hibrida Bima-3 berdasarkan marka
SSR dan marka morfologi
Karakter morfologi hibrida Bima-3 dan Bima-4 pada pengujian lapang
Cikabayan. Bogor
Isolat rizobakteri yang digunakan dalam penelitian
Reaksi hipersensitif dan kemampuan melarutkan fosfat dari isolat
rizobakteri
Pengaruh aplikasi isolat rizobakteri terhadap tinggi tanaman, panjang
akar, dan bobot kering bibit jagung pada umur 4 MST
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap bobot tongkol dan bobot
biji/tongkol
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap bobot tongkol dan bobot
biji/tongkol
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh pemupukan P dan aplikasi rizobakteri terhadap indeks luas
daun (ILD)
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap kehijauan daun
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap kehijauan daun
Pengaruh aplikasi pupuk P dan rizobakteri terhadap bobot tongkol
Pengaruh aplikasi pupuk P dan rizobakteri terhadap rendemen benih
Pengaruh aplikasi pupuk P dan rizobakteri terhadap produktivitas
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap mutu fisiologis benih jagung
hibrida Bima-3 yang disimpan selama 4 dan 8 bulan
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap mutu fisiologis benih jagung
hibrida Bima-3 yang disimpan selama 4 dan 8 bulan
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun
Pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap produktivitas benih
Pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap bobot tongkol
Pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap bobot 1000 butir benih
Pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap kandungan P benih
Pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap rendemen benih
Pengaruh aplikasi pupuk P terhadap mutu fisiologis benih jagung
hibrida Bima-3 pada beberapa periode simpan
Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap mutu fisiologis benih jagung
hibrida Bima-3 pada beberapa periode simpan

13
16
17
18
21
26
29
34
35
35
36
44
44
45
46
47
47
48
48
49
50
51
52
53
53
54
54
55
56
57

DAFTAR GAMBAR
1.
2.

Bagan alir kegiatan penelitian
Visualisasi fragmen DNA hasil amplifikasi dengan primer SSR pada
tetua jantan dan betina jagung hibrida
3. Visualisasi pola pita DNA dengan marka SSR phi96100 melalui
elektroforesis vertikal 6% PAGE pada jagung hibrida Bima-4.
4 Visualisasi pola pita DNA dengan marka SSR phi072 melalui
elektroforesis vertikal 6% PAGE pada jagung hibrida Bima-3
5 Pelarutan fosfat oleh isolat rizobakteri
6 Reaksi hipersensitif isolat rizobakteri
7 Produksi IAA dari isolat Aktinomiset, Bacillus spp, dan
Pseudomonas kelompok fluorescens
8 Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap indeks vigor (IV) dan
kecepatan tumbuh (KCT) benih tetua betina jagung hibrida
9 Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap daya berkecambah benih
tetua betina jagung hibrida
10 Tata letak tetua jantan dan betina

Halaman
5
15
16
17
24
25
25
27
28
41

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
2
3
4
5
6
7

Deskripsi varietas Bima-3
Deskripsi varietas Bima-4
Deskripsi tetua betina jagung hibrida Bima-3
Deskripsi tetua jantan jagung hibrida Bima-3
Hasil analisis tanah. Cikemeuh. Bogor 2011
Hasil analisis tanah. Lembar. Lombok Barat 2011 – 2012
Curah hujan, suhu, kelembaban, dan penyinaran selama pelaksanaan
penelitian

76
77
78
79
80
80
81

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung merupakan komoditas unggulan nasional, dan menjadi salah satu
dari lima komoditas prioritas yang diprogramkan oleh Kementrian Pertanian.
Hal ini dilakukan untuk memenuhi kebutuhan jagung nasional dan untuk
mengurangi impor akibat kurangnya produksi jagung dalam negeri. Produksi
jagung pada tahun 2011 dan 2012 ditargetkan sebesar 21.9 dan 24.1 juta ton
(Ditjen Tanaman Pangan 2010), namun hanya tercapai 17.6 dan 19.4 juta ton (BPS
Indonesia 2012). Untuk memenuhi kebutuhan jagung dalam negeri, maka pada
tahun 2011 pemerintah telah mengimpor sebanyak 3.2 juta ton. Peningkatan
permintaan jagung dalam negeri dipicu oleh perkembangan industri pakan
ternak (> 55%), pangan (30 %), dan industri lainnya serta untuk benih
(Kasryno et al. 2007). Demikian pula dengan meningkatnya krisis energi, maka
akan terjadi peningkatan penggunaan jagung sebagai sumber bioetanol.
Salah satu upaya untuk meningkatkan produktivitas jagung adalah dengan
mengembangkan varietas unggul yang berdaya hasil tinggi dan adaptif pada
kondisi lingkungan tertentu, seperti varietas hibrida. Purwanto (2007) menyatakan
bahwa untuk meningkatkan produktivitas jagung maka perlu diprogramkan
penggunaan benih berkualitas dari jenis hibrida dan komposit unggul.
Di Indonesia, penggunaan benih hibrida pada tahun 2010 sebesar 54% dari
luas tanam jagung, dan pada tahun 2014 diproyeksikan menjadi 75% (+ 60 ribu ton)
(Ditjen Tanaman Pangan 2010). Untuk menunjang penggunaan varietas jagung
hibrida, diperlukan penyediaan benih yang cukup dan berkualitas prima. Kendala
utama dalam memproduksi benih hibrida adalah rendahnya produktivitas,
sementara kebutuhan benih lebih besar dibanding yang diproduksi. Selama ini
untuk memenuhi kekurangan benih jagung dalam negeri adalah dengan cara
melakukan impor. BPS Indonesia (2012) melaporkan bahwa impor benih jagung
pada tahun 2012 mencapai 1650 ton atau senilai US$ 5.28 juta.
Untuk mendukung peningkatan produksi jagung di Indonesia, sebaiknya
benih jagung komersil tingkat nasional diproduksi dalam negeri (Karama 2004).
Namun hingga saat ini, sumber daya dan kelembagaan perbenihan jagung dalam
negeri belum merupakan usaha yang mumpuni dan berdaya saing handal (Baihaki
2004). Oleh sebab itu, aspek pemahaman ilmu pemuliaan praktis dalam kehidupan
pertanian khususnya ilmu menghasilkan benih jagung bermutu oleh petani harus
diperluas dan ditingkatkan.
Sebelum teknologi benih berkembang, perhatian terhadap kualitas benih
difokuskan pada cara mempertahankan dan menentukan kualitas benih. Namun
perlu disadari bahwa kualitas benih ditentukan mulai dari proses prapanen. Panen
dan pascapanen hanya merupakan upaya untuk mempertahankan kualitas benih
yang telah dicapai. Perbedaan kualitas dari lot benih (sebelum benih disimpan)
dapat terjadi karena adanya perbedaan lingkungan pertumbuhan (tingkat kesuburan
tanah, iklim, dan cara budidaya), waktu dan cara panen, cara pengeringan,
pemipilan, pembersihan, sortasi, pengemasan, dan distribusi.
Berkaitan dengan mutu benih, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah
sebagai berikut: (1) teknik produksi benih bermutu; (2) teknik mempertahankan
mutu benih yang telah dihasilkan dan pendistribusiannya; dan (3) teknik deteksi

2

mutu benih (Saenong et al. 2005). Dalam memproduksi benih, mutu benih yang
mencakup mutu genetis, mutu fisiologis, mutu fisik, dan mutu kesehatan benih
(Ilyas 2012) mutlak untuk dipenuhi.
Untuk mendeteksi mutu genetik benih dari suatu varietas tanaman, dapat
dilakukan dengan cara pengamatan morfologi tanaman, atau dengan marka
molekuler (DNA). Marka molekuler banyak digunakan untuk mengatasi kesulitan
seleksi secara konvensional, membantu mengurangi jumlah populasi dan waktu
yang dibutuhkan dalam pemuliaan per siklus seleksi. Kelebihan marka molekuler
adalah mampu menyeleksi tanaman pada tahap pembibitan, yang biasanya baru
bisa diamati setelah tanaman tumbuh menjadi besar dan kemampuannya
menyeleksi sifat yang sangat sulit, yang bila menggunakan seleksi fenotipe
membutuhkan waktu relatif panjang (Couch dan Tanskley 1991). Berbeda dengan
marka morfologi dan biokimia, marka DNA selain tidak terbatas di dalam jumlah,
juga tidak dipengaruhi oleh lingkungan dan fase perkembangan dari tanaman
(Tanksley dan McCouch 1997).
Benih yang mengalami segregasi penampilannya secara visual sulit
dibedakan dengan aslinya. Dalam pemeriksaan secara visual di lapang, sering
terjadi kesalahan-kesalahan ini khususnya untuk jagung karena sifatnya yang
menyerbuk silang. Dengan demikian, untuk mengontrol kemurnian varietas dan
inbrida pembentuknya dari generasi ke generasi secara cepat dan akurat, maka
pemanfaatan alat bantu marka mikrosatelit seperti simple sequence repeat (SSR)
sangat dibutuhkan.
Simple sequence repeat (SSR) atau biasa disebut mikrosatelit merupakan
salah satu dari marka molekuler (DNA) yang banyak digunakan dalam studi
genetik. Beberapa pertimbangan penggunaan marka SSR adalah terdistribusi secara
melimpah dan merata dalam genom, variabilitasnya sangat tinggi, dan sifatnya
yang kodominan. Marka mikrosatelit merupakan alat uji yang memiliki
reproduksibilitas dan ketepatan yang sangat tinggi sehingga banyak digunakan
dalam membedakan genotipe, evaluasi kemurnian benih, pemetaan gen, sebagai
alat bantu seleksi, studi genetik populasi, dan analisis diversitas genetik.
Marka SSR telah banyak digunakan pada program pemuliaan tanaman,
namun masih sedikit yang menggunakannya untuk mengevaluasi kemurnian
genetik suatu varietas terutama varietas-varietas hibrida komersial. Penggunaan
marka SSR untuk mendeteksi kemurnian genetik telah dilakukan pada tanaman
jagung (Senior et al. 1998; Pabendon et al. 2005), pada tanaman padi
(Garland et al. 1999; Yashitola et al. 2002; Mulsanti 2011), dan pada tomat hibrida
(Liu et al. 2007).
Selain menjaga kemurnian genetik, dalam produksi benih, diupayakan
peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis benih. Mutu fisiologis benih
memiliki pengaruh besar terhadap produksi tanaman. Benih dengan mutu fisiologis
tinggi akan menghasilkan tanaman yang sehat dengan sistem perakaran yang
berkembang dengan baik, dapat lebih tahan terhadap kondisi lingkungan yang tidak
menguntungkan, pertumbuhan bibit yang cepat, dan berkorelasi dengan hasil yang
tinggi (Harris et al. 2000).
Peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis benih diantaranya dapat
dilakukan dengan pemberian pupuk fosfor (P) dan rizobakteri. Pupuk fosfor sangat
dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhan sel, memperkuat batang tanaman,
pembentukan bunga, buah dan biji. Kandungan P dalam benih sangat diperlukan

3

dalam proses metabolisme selama perkecambahan, dan berpengaruh terhadap
kandungan ATP, vigor dan viabilitas benih. Benih yang berasal dari induk yang
cukup mendapatkan pupuk P, dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang
kekurangan unsur P. Pupuk P yang diberikan pada tanaman, hanya sekitar 10
hingga 30% (Jones 1982), 20% (Hagin dan Tucker 1982) yang diserap oleh
tanaman dari pupuk yang diberikan, dan selebihnya tersimpan dalam tanah sebagai
residu. Pupuk P yang diberikan, mengalami proses pengikatan atau fiksasi dalam
tanah sehingga sukar larut dan tidak tersedia bagi tanaman. Penggunaan bakteri
perlarut fosfat seperti Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. dapat melarutkan
bentuk-bentuk fosfat yang sukar larut sehingga menjadi bentuk yang tersedia bagi
tanaman (Rodriquez dan Fraga 1999; Rao 2007; Prihartini 2009). Dengan
demikian penggunaan pupuk P lebih efisien dan dapat dihemat. Hasil penelitian
Santosa et al. (1997) mendapatkan bahwa inokulasi bakteri pelarut fosfat dan
aplikasi P-alam (rock phosphate) pada tanah masam Ultisol mampu meningkatkan
ketersediaan P, serapan P, dan bobot biji kering kacang tanah.
Berdasarkan aktivitasnya, fungsi rizobakteri terhadap pertumbuhan
tanaman adalah: (i) membantu dalam memperoleh nutrisi seperti nitrogen, fosfor,
atau besi; (ii) mencegah perkembangbiakan organisme patogen; dan (iii)
menyediakan hormon tanaman seperti auksin, sitokinin, atau menurunkan produksi
etilen melalui aktivitas enzim 1-aminocyclopropane-1-karboksilat (ACC)
deaminase (Glick et al. 2007).
Perumusan masalah
Salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan jagung nasional adalah
meningkatkan produktivitas antara lain dengan menggunakan varietas unggul
berdaya hasil tinggi seperti hibrida. Untuk mendukung penggunaan hibrida,
diperlukan benih dalam jumlah yang cukup dan berkualitas prima. Kebutuhan
benih jagung hibrida dalam negeri belum dapat terpenuhi secara keseluruhan,
sehingga pemerintah melakukan impor. Masalah utama memproduksi benih di
dalam negeri adalah produktivitas masih rendah terutama hibrida silang tunggal.
Selain itu benih jagung yang beredar dipasaran terdapat beberapa kelemahan baik
dari segi mutu genetik maupun mutu fisiologis, sehingga jika ditanam akan
berpengaruh terhadap hasil yang diperoleh.
Dalam produksi benih jagung hibrida, sumber utama kontaminasi genetik di
lapangan adalah silang diri (selfing) dari induk betina karena detaselling yang tidak
sempurna. Selain itu kontaminasi dapat pula terjadi pada saat prosesing benih dan
pengelolaan digudang selama penyimpanan. Kontaminasi ini mengurangi mutu
genetik dan mutu fisiologis benih yang akibatnya dapat menurunkan produktivitas
tanaman.
Untuk mendeteksi kemurnian genetik varietas jagung, selama ini masih
menggunakan metode konvensional dengan marka morfologi yang membutuhkan
waktu relatif lama. Untuk mengatasi hal tersebut, maka digunakan marka
mikrosatelit atau yang disebut simple sequence repeats (SSR). Marka SSR
merupakan alat uji yang memiliki reproduksibilitas dan ketepatan yang tinggi
dalam membedakan genotip, evaluasi kemurnian benih, pemetaan gen, dan
membutuhkan waktu yang relatif singkat. Selain itu uji kemurnian benih dengan
marka SSR tidak tergantung fase pertumbuhan tanaman, dan tidak dipengaruhi oleh

4

lingkungan. Penggunaan marka SSR belum banyak dilakukan dalam evaluasi
kemurnian genetik benih jagung hibrida komersial, terutama di Indonesia.
Selain memiliki kualitas genetik, benih juga dituntut harus memiliki
kualitas fisiologis yang tinggi. Benih dengan kualitas fisiologis yang tinggi akan
menghasilkan tanaman yang sehat, lebih tahan terhadap kondisi lingkungan yang
tidak menguntungkan, dan dapat memberikan hasil yang tinggi.
Upaya
peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis benih dapat dilakukan dengan
pemberian pupuk fosfor. Pupuk fosfor sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk
pertumbuhan sel, memperkuat batang tanaman, pembentukan bunga, buah dan biji.
Kandungan P dalam benih sangat diperlukan dalam proses metabolisme selama
perkecambahan, dan berpengaruh terhadap kandungan ATP, vigor dan viabilitas
benih. Benih yang berasal dari induk yang cukup mendapatkan pupuk P, dapat
tumbuh dengan baik pada tanah yang kekurangan unsur P. Pupuk P yang diberikan
mengalami proses pengikatan atau fiksasi oleh tanah sehingga sukar larut dan tidak
tersedia bagi tanaman. Oleh karena itu diperlukan bakteri yang dapat melarutkan
fosfat sehingga dapat tersedia bagi tanaman.
Di Indonesia, penggunaan rizobakteri sebagai biostimulants dan
biofertilizer untuk meningkatkan produksi tanaman belum banyak dilakukan,
meskipun berbagai artikel menunjukkan bahwa rizobakteri berpotensi besar dalam
meningkatkan produksi tanaman. Oleh karena itu, penelitian mengenai
pemanfaatan rizobakteri penting dilakukan dalam usaha untuk meningkatkan
produksi pertanian yang efisien dan ramah lingkungan.
Berdasarkan uraian dan pertimbangan diatas, maka diperlukan penelitian
untuk mengevaluasi kemurnian genetik, dan upaya peningkatan produktivitas dan
mutu fisiologis benih jagung hibrida. Tujuan umum yang ingin dicapai adalah
untuk menyediakan benih jagung hibrida dengan mutu genetik dan mutu fisiologis
yang tinggi.
Tujuan Penelitian
1.
2.
3.

4.
5.

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
Mendapatkan marka SSR yang spesifik untuk tetua jantan dan betina.
Mengetahui keefektifan marka SSR dalam uji kemurnian genetik benih jagung
hibrida
Mendapatkan rizobakteri yang mampu melarutkan fosfat, mampu
memproduksi IAA, tidak bersifat patogen terhadap tanaman, dan dapat
meningkatkan mutu fisiologis dan pertumbuhan bibit tetua betina jagung
hibrida.
Mempelajari pengaruh rizobakteri dan pupuk P dalam meningkatkan
pertumbuhan dan hasil tanaman tetua betina jagung hibrida.
Mempelajari pengaruh rizobakteri dan pupuk P terhadap pertumbuhan,
produktivitas dan mutu fisiologis benih jagung hibrida.
Manfaat Penelitian

1. Dapat dijadikan acuan bagi produsen benih dalam mengembangkan
perbenihan jagung hibrida.
2. Sebagai bahan rekomendasi ilmiah bagi pengambil kebijakan maupun untuk
menambah khasanah ilmu pengetahuan

5

Alur penelitian
Alur penelitian dilakukan sesuai cakupan penelitian yang terdiri atas:
1) aspek pengembangan metode pengujian kemurnian benih jagung hibrida dengan
bantuan marka SSR, dan 2) aspek peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis
benih jagung hibrida dengan aplikasi rizobakteri (Gambar 1).

PERCOBAAN 1
Pengembangan
metode uji
kemurnian genetik
benih jagung
hibrida

Peningkatan
produktivitas dan
mutu fisiologis
benih jagung
hibrida

1. Identifikasi marka SSR
spesifik tetua jantan dan
betina jagung hibrida
2. Evaluasi kemurnian
genetik benih jagung
hibrida dengan marka
SSR

PERCOBAAN 2
Karakterisasi rizobakteri
untuk meningkatkan mutu
fisiologis benih dan
pertumbuhan bibit tetua
betina jagung hibrida

PERCOBAAN 3

OUTPUT
3. Marka spesifik tetua
jantan dan tetua
betina
4. Keefektifan marka
SSR dalam uji
kemurnian benih
jagung hibrida
5. Kemurnian genetik
benih jagung hibrida
OUTPUT
Isolat rizobakteri yang
berpotensi untuk
meningkatkan mutu
fisiologis dan
pertumbuhan benih
tetua betina jagung
hibrida
OUTPUT

Uji keefektifan rizobakteri
dan pupuk P dalam
meningkatkan pertumbuhan
dan hasil tanaman tetua
betina jagung hibrida di
polybag

Isolat rizobakteri dan
dosis pupuk P yang
dapat meningkatkan
pertumbuhan dan hasil
benih tetua betina
jagung hibrida

PERCOBAAN 4

OUTPUT

Uji keefektifan rizobakteri
dan pupuk P dalam
meningkatkan produktivitas
dan mutu fisiologis benih
jagung hibrida di lapang

Isolat rizobakteri dan
dosis pupuk P yang
dapat meningkatkan
pertumbuhan,
produktivitas dan mutu
fisiologis benih jagung
hibrida

Gambar 1. Bagan alir kegiatan penelitian

Benih jagung
hibrida
bermutu
genetik dan
fisiologis
yang tinggi

6

TINJAUAN PUSTAKA
Varietas Jagung Hibrida
Varietas atau kultivar adalah sekelompok individu tanaman yang dapat
dibedakan berdasarkan sifat morfologi, fisiologis, atau sifat lainnya apabila
diproduksi kembali akan menunjukkan sifat-sifat tersebut tidak berubah. Suatu
varietas atau kultivar baru dapat dilepas oleh Menteri Pertanian setelah terbukti
menunjukkan sifat-sifat unik, seragam, dan mantap berdasarkan DUS (distinct
uniform, dan stable) test (BSN 2000). Jadi pada jagung, varietas merupakan
kumpulan fenotipe-fenotipe yang relatif seragam dalam hal tinggi tanaman, letak
tongkol, umur tanaman, dan karakter lainnya dan merupakan superior suatu
populasi dari suatu daur seleksi.
Jagung merupakan tanaman pertama yang dibentuk menghasilkan hibrida
secara komersial. Varietas hibrida adalah merupakan generasi pertama (F1) hasil
persilangan antara tetua berupa galur inbrida atau varietas bersari bebas yang
berbeda genotipe. Menurut Poehlman dan Sleeper (1995), jagung hibrida adalah
progeni generasi pertama dari persilangan galur-galur murni. Departemen
Pertanian (1971) memberi batasan, hibrida adalah F1 dari persilangan yang
dihasilkan dengan mengatur penyerbukan dan kombinasinya. Hibrida tersebut
dapat dibentuk dari: (1) dua atau lebih galur hasil penyerbukan sendiri dari tanaman
yang menyerbuk silang (inbred) atau; (2) satu galur inbred atau satu persilangan
tunggal dengan suatu varietas bersari bebas, atau; (3) dua varietas atau spesies,
kecuali varietas jagung yang bersari bebas. Benih F2 dan selanjutnya dari
persilangan seperti di atas tidak termasuk hibrida.
Langkah-langkah dalam pembentukan varietas hibrida (Takdir et al. 2007):
1. Membentuk galur inbrida, secara normal dengan melakukan beberapa generasi
silang dalam (inbreeding) pada spesies tanaman menyerbuk silang.
2. Penilaian galur inbred berdasarkan uji daya gabung umum dan daya gabung
khusus untuk menentukan kombinasi-kombinasi kultivar hibrida.
3. Menyilangkan pasangan galur murni yang tidak berkerabat untuk membentuk
kultivar hibrida F1.
Perkembangan jagung hibrida dimulai sejak ditemukannya fenomena
hybrid vigor atau heterosis. Bila dua individu homozigot yang berbeda disilangkan,
maka keturunannya akan memperlihatkan gejala heterosis atau vigor hibrida
(Poehlman dan Sleeper 1995). Fenomena ini menunjukkan keunggulan hibrida
dibandingkan rata-rata kedua tetuanya. Keunggulan tersebut berupa peningkatan
hasil, ukuran sel, tinggi tanaman, ukuran daun, perkembangan akar, jumlah biji,
ukuran benih dan bentuk lainnya. Chaudhari (1971) mendefenisikan heterosis
sebagai peningkatan vigor, pertumbuhan, hasil atau fungsi dari suatu hibrida
melebihi tetua, yang merupakan hasil dari persilangan secara genetik suatu individu
yang berbeda.
Berdasarkan cara pembuatannya, jagung hibrida diklasifikasikan menjadi
silang tunggal, silang tiga jalur, silang ganda, dan silang puncak (BSN 2003).
Hibrida silang tunggal mempunyai interaksi genotipe dengan lingkungan yang
lebih besar dari silang ganda maupun silang tiga jalur, namun produktivitas benih
hibrida silang tunggal sedikit karena potensi hasil inbridanya rendah (1 - 3 t ha-1),
sehingga harga benih menjadi lebih mahal (Takdir et al. 2007). Selain memiliki

7

produktivitas tinggi, hibrida silang tunggal lebih seragam dan produksi benihnya
relatif lebih mudah dibanding silang ganda dan silang tiga jalur (Singh 1987).
Jagung hibrida di Indonesia mulai diteliti sejak tahun 1913, dan dilanjutkan
pada tahun 1950-an. Awal tahun 1980-an, perusahaan swasta multinasional mulai
mengevaluasi jagung hibrida di Indonesia. Hibrida jagung di Indonesia pertama
kali dilepas pada tahun 1983 yang dihasilkan oleh PT BISI yaitu varietas C-1.
Varietas jagung hibrida yang telah dilepas oleh perusahaan swasta dan
Badan Litbang Pertanian hingga saat ini sudah mencapai 69 varietas. Varietas
jagung hibrida tersebut seperti Pioneer, BISI, NK, Cargil (C), Nusantara, Semar,
Bima, Jaya, dan lainnya. Sejak tahun 1991 sudah banyak dirilis varietas jagung
hibrida, sehingga potensi hasil jagung meningkat berkisar 8,0 – 14,0 t ha-1, dimana
sebelumnya hanya berkisar 5,8 – 6,6 t ha-1 (Takdir et al. 2007).
Marka Simple Sequence Repeats (SSR) dan Penggunaannya
Terdapat tiga tipe utama marka genetik: (i) marka morfologi adalah ciri atau
karakter fenotipik; (ii) marka biokimia, yang menyangkut varian alelik dari enzim
yang disebut isozim; dan (iii) marka DNA (molekuler), yang menggambarkan letak
variasi DNA (Tanksley dan McCouch, 1997). Marka morfologi dikarakterisasi
secara visual berdasarkan fenotipik seperti warna bunga, bentuk biji, tipe tumbuh
atau pigmentasi. Marka isozim adalah marka yang dapat membedakan enzim yang
dideteksi melalui elektroforesis dan merupakan penanda spesifik.
Marka DNA adalah tipe yang paling luas mendominasi dalam kaitannya
dengan jumlah. Berbeda dengan marka morfologi dan biokimia, marka DNA
selain tidak terbatas di dalam jumlah, juga tidak dipengaruhi oleh faktor lingkungan
atau oleh fase perkembangan dari tanaman (Tanksley dan McCouch 1997).
Hingga saat ini, marka molekuler yang banyak digunakan adalah marka
simple sequence repeats (SSR). Marka SSR merupakan unit pengulangan 1 - 6
pasang basa DNA dengan variasi yang tinggi (Gupta et al. 1996; Senior et al.
1998), berulang sebanyak lima kali atau lebih secara tandem (Vigouroux et al.
2002). Produk PCR dapat dielektroforesis yang dibedakan menurut jumlah unit
pengulangan DNA dalam alel-alel SSR yang muncul dan menghasilkan
polimorfisme yang tinggi antar spesies (Senior dan Heun 1993; Taramino dan
Tingey 1996; Senior et al. 1998). Teknik SSR sering juga menggunakan gel
polyacrilamid karena gel polyacrylamide mempunyai resolusi yang lebih tinggi
dari pada gel agarose (Macaulay et al. 2001).
Kemudahan SSR dalam amplifikasi dan tingginya polimorfisme yang
dihasilkan menyebabkan ideal untuk dipakai dalam studi genetik dengan jumlah
sampel yang banyak. Marka SSR berguna dalam membuat pengelompokan
heterotik dalam waktu singkat, dan dapat membedakan satu inbred dengan inbred
lainnya (Pabendon et al. 2009). Selain itu dalam teknik PCR metode SSR hanya
menggunakan DNA dalam jumlah kecil dengan daerah amplifikasi yang kecil dari
genom. SSR dapat diaplikasikan tanpa merusak tanaman karena hanya sedikit
menggunakan bahan dalam ekstraksi DNA atau dapat menggunakan bagian lain
seperti biji atau pollen (Senior et al. 1996).
Yashitola et al. (2002) mengemukakan bahwa penggunaan marka
mikrosatelit dapat menentukan tingkat heterosigositas di antara inbrida inbrida
tetua padi hibrida, dan lebih tepat untuk mengetahui tingkat kemurnian benih

8

hibrida. Pabendon et al. (2005) menggunakan marka SSR untuk sidik jari jagung
hibrida. Dari 26 marka SSR yang diuji terdapat 10 marka yang memiliki tingkat
polimorfis yang tinggi, yang dapat digunakan dalam melakukan sidik jari
materi-materi hibrida jagung, untuk mempertahankan kualitas genetik dan untuk
perlindungan varietas. Pada benih tomat hibrida (Hezuo 903 dan Sufen No.8),
penggunaan marka mikrosatelit (SSR) menunjukkan bahwa tingkat kemurnian
masing-masing mencapai 96.2 dan 93.8 %, dimana tidak berbeda jauh dengan uji
morfologi yaitu masing-masing mencapai 96.7 dan 95.2% (Liu et al. 2007). Hal
ini menunjukkan bahwa marka SSR dapat digunakan sebagai alat untuk mengontrol
kualitas benih tomat hibrida. Penelitian Daniel et al. (2012) menunjukkan bahwa
marka SSR merupakan alat bioteknologi yang mampu mendeteksi kemurnian
genetik jagung hibrida. Marka SSR telah terbukti menjadi penanda molekuler yang
saat ini lebih banyak digunakan untuk identifikasi kemurnian genetik beberapa
tanaman (Yashitola et al. 2002), karena efisiensi dan sederhana pelaksanaannya
(Wu et al. 2010).
Rizobakteri dan Pupuk Fosfat untuk Meningkatkan Pertumbuhan dan
Produksi tanaman serta Mutu Fisiologis Benih
Mutu fisiologis benih merupakan interaksi antara faktor genetik dengan
lingkungan tumbuh di mana benih dihasilkan. Untuk memperoleh benih dengan
mutu awal yang tinggi, lingkungan pertanaman termasuk kesuburan tanah
diusahakan pada kondisi optimal, agar tanaman dapat menghasilkan benih dengan
vigor yang tinggi. Benih jagung yang diproduksi dari struktur tanaman induk yang
bervigor tinggi akan lebih tahan disimpan dibanding dengan benih yang diperoleh
dari struktur tanaman yang kurang vigor (Saenong 1982).
Upaya peningkatan produktivitas dan mutu fisiologis benih jagung dapat
dilakukan dengan memberikan pupuk fosfor (P). Pupuk fosfor sangat dibutuhkan
oleh tanaman untuk pertumbuhan sel, memperkuat batang tanaman, pembentukan
bunga, buah dan biji. Kandungan P dalam benih sangat diperlukan dalam proses
metabolisme selama perkecambahan, dan berpengaruh terhadap kandungan ATP,
vigor dan viabilitas benih. Benih yang berasal dari induk yang cukup mendapatkan
pupuk P, dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang kekurangan unsur P.
Respon tanaman terhadap pemupukan P tergantung pada beberapa faktor
seperti, karakteristik tanah, pertumbuhan tanaman, iklim, cara persiapan lahan,
interaksi dengan nutrisi lainnya, pengelolaan tanaman dan pengelolaan pupuk, serta
interkasi dengan mikroorganisme. Oleh karena itu faktor-faktor ini perlu
dipertimbangkan sebelum memulai program pemupukan P untuk meningkatkan
efisiensi penggunaan pupuk dan keuntungan ekonomi.
Beberapa penelitian pemupukan P telah dilakukan dalam meningkatkan
produktivitas dan mutu fisiologis benih. Rahardjo dan Fathan (1985) melaporkan
bahwa pemberian pupuk P 70 kg P2 O5 ha-1 pada jagung varietas Arjuna, dapat
meningkatkan jumlah benih per tongkol dari 164 menjadi 240 butir. Syafruddin
(1997) mengemukakan bahwa benih jagung dari tanaman yang dipupuk 90 - 135 kg
P2 O 5 ha-1, masih memiliki daya berkecambah berkisar antara 88.0 - 90.7% setelah
disimpan selama enam bulan. Unsur P dapat meningkatkan kandungan protein
dan bobot biji yang selanjutnya meningkatkan vigor dan ketahanan simpan
benih (Mugnisyah dan Nakamura 1986). Penelitian Sumpena dan Hilman (2000)

9

pada tanaman buncis, menyimpulkan bahwa untuk mendapatkan jumlah dan mutu
benih yang tinggi diperlukan fosfor sebanyak 135 kg P2O5 ha-1. Defisiensi P pada
tanaman dapat memperlambat waktu pemasakan dan menurunkan hasil (Kasim
1990).
Pupuk P yang diberikan pada tanaman, hanya sebagian yang diserap oleh
tanaman, dan selebihnya tersimpan dalam tanah sebagai residu. Jones (1982),
menyatakan bahwa tanaman hanya memanfaatkan P sebesar 10% hingga 30% dari
pupuk yang diberikan, dan selebihnya (70 hingga 90 %) tetap berada di dalam tanah
sebagai residu. Pupuk P yang diberikan mengalami proses pengikatan atau fiksasi
dalam tanah sehingga sukar larut dan tidak tersedia bagi tanaman. Untuk
meningkatkan efisisensi penggunaan pupuk P, salah satu caranya adalah dengan
menggunakan rizobakteri pelarut fosfat (Rao 2007; Prihartini 2009; Yafizham dan
Abubakar 2010).
Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) adalah kelompok bakteri
yang hidup berkoloni di akar tanaman yang dapat meningkatkan pertumbuhan dan
hasil tanaman. Secara umum, mekanisme rizobakteri dalam meningkatkan
pertumbuhan tanaman adalah: (1) sebagai biostimulants, rizobakteri mampu
menghasilkan atau mengubah konsentrasi hormon tanaman seperti asam indol
asetat (indole asetic acid = IAA), asam giberelat, sitokinin, dan etilen di dalam
tanaman, memfiksasi nitrogen, melarutkan fosfat, mempengaruhi produksi bintil
akar atau menguasai bintil akar; (2) sebagai bioprotectants, rizobakteri memberi
efek antagonis terhadap patogen tanaman melalui beberapa cara yaitu
memproduksi antibiotik, siderofor, enzim kitinase, β-1,3-glucanase, sianida,
parasitisme, kompetisi sumber nutrisi dan menginduksi ketahanan tanaman secara
sistemik (Fernando et al. 2005).
Bakteri pelarut P tidak hanya memiliki kemampuan dalam meningkatkan
ketersediaan P tetapi juga kemampuannya dalam menghasilkan zat pengatur
tumbuh, terutama oleh mikroba yang hidup dalam permukaan akar seperti
P. fluorescens, P. putida, dan P. striata. Mikroba-mikroba tersebut dapat
menghasilkan zat pengatur tumbuh (fitohormon) seperti asam indol asetat (IAA)
dan asam giberalin (GA3) (Arshad dan Frankenberger 1993; Patten dan Glick
1996). Selain itu, bakteri juga memiliki kemampuan mene