Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji Jagung dalam Persilangan Dialel Lengkap
i
ANALISIS RAGAM DAYA GABUNG DAN RESIPROKAL BOBOT BIJI
JAGUNG DALAM PERSILANGAN DIALEL LENGKAP
NURUL QOMARIASIH
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ii
RINGKASAN
NURUL QOMARIASIH. Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji Jagung
dalam Persilangan Dialel Lengkap. Dibimbing oleh I MADE SUMERTAJAYA dan SUTORO.
Daya gabung dapat diartikan sebagai kemampuan genotipe untuk memindahkan sifat yang
diinginkan kepada keturunannya. Terdapat dua macam daya gabung yakni Daya Gabung Umum
(DGU) dan Daya Gabung Khusus (DGK). Teori ini mempunyai arti penting dalam uji keturunan
dan banyak digunakan dalam pemuliaan. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya
Genetik Pertanian (BB Biogen) sebagai unit kerja, memiliki tugas melakukan pengembangan
tanaman pangan, salah satunya jagung. Usaha pengembangan yang dilakukan adalah melalui
pemuliaan diantaranya persilangan dialel. Melalui persilangan dialel lengkap, akan dihasilkan
informasi mengenai ukuran penampilan rata-rata tetua (DGU) dan informasi mengenai penampilan
keturunan dari hasil kombinasi persilangan (DGK) serta informasi mengenai pengaruh maternal
pada keturunan yang disebut resiprokal. Persilangan dialel lengkap lima tetua terhadap bobot per
100 biji jagung memberikan kesimpulan bahwa tetua P4S3-29-4-4-1 memiliki rata-rata
penampilan bobot yang paling tinggi dibandingkan tetua yang lain, dan kombinasi antara P4G1219-2-2-3-Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1 akan menghasilkan keturunan dengan bobot biji yang tinggi.
Bobot paling tinggi yang dihasilkan melalui persilangan lebih berat daripada tetua terbaik dan
tetua tengah masing-masing sebesar 15.41% dan 39.10%.
Kata kunci : daya gabung, resiprokal, dialel, heterosis, jagung
iii
ANALISIS RAGAM DAYA GABUNG DAN RESIPROKAL BOBOT BIJI
JAGUNG DALAM PERSILANGAN DIALEL LENGKAP
NURUL QOMARIASIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Statistika pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
iv
Judul Skripsi : Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji Jagung dalam
Persilangan Dialel Lengkap
Nama
: Nurul Qomariasih
NRP
: G14080008
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. I Made Sumertajaya, MS
NIP 196807021994021001
Dr. Ir. Sutoro, MS
NIP 195312081982031001
Diketahui
Ketua Departemen Statistika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Hari Wijayanto, M.Si
NIP 196504211990021001
Tanggal Lulus :
v
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan karya ilmiah berjudul “Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal
Bobot Biji Jagung dalam Persilangan Dialel Lengkap”.
Ucapan terima kasih tak lupa penulis ucapkan kepada berbagai pihak yang telah membantu
dalam proses penyusunan karya ilmiah ini, terutama kepada :
1. Ibu, bapak, serta kedua adik atas dukungan dan doanya yang tidak terkira.
2. Bapak Dr. Ir. I Made Sumertajaya, MS dan Bapak Dr. Ir. Sutoro, MS selaku komisi
pembimbing atas bimbingan, saran, arahan, masukan, dan waktu yang telah diberikan.
3. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Biogen)
yang telah mengijinkan penulis menggunakan data hasil persilangan lima inbrida jagung
sebagai bahan penelitian penulis.
4. Rulli Chaerul Anwar atas doa dan semangatnya.
5. Silvi, Ami, Riza, dan Dania yang telah menjadi teman diskusi yang menyenangkan.
6. Opil, Ian, Hadi, dan Sidiq sebagai teman sebimbingan yang banyak memberikan saran.
7. Billa, Enci, Esa, Enuy, Della, Willa, Mba Ita, Wuke, Tiwi dan Fitri sebagai teman Kost
Wisma Pelangi 73 atas dukungannya.
8. Keluarga besar statistika Institut Pertanian Bogor khususnya angkatan 45 atas semangat
dan dukungannya.
Semoga Allah memberikan balasan yang setimpal atas segala bantuannya. Semoga karya
ilmiah ini dapat bermanfaat kepada penulis dan pembaca.
Bogor, Agustus 2012
Nurul Qomariasih
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung pada tanggal 27 Februari 1991 sebagai anak pertama dari tiga
bersaudara dari pasangan Jumiran dan Juju Juarsih. Penulis berhasil lulus tanpa tes di Institut
Pertanian Bogor pada tahun 2008 dengan Mayor Statistika di Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam. Serta memilih ilmu penunjang Kewirausahaan Agribisnis pada tahun 2009.
Sebelum masuk perguruan tinggi, penulis telah berhasil menyelesaikan pendidikan di SMAN 1
Gadingrejo, SMPN 1 Gadingrejo dan SDN 7 Gadingrejo.
Selama perkuliahan, penulis aktif menjadi anggota Badan Pengawas Himpunan Keprofesian
Gamma Sigma Beta Periode Kepengurusan 2011/2012. Selain itu pernah membuat dua karya
ilmiah di ajang Pekan Kreativitas Mahasiswa (PKM) Nasional didanai oleh Dirjen pendidikan
tinggi (Dikti) pada tahun 2009 dan 2011. Penulis juga pernah aktif sebagai asisten mata kuliah
metode statistika dan perancangan percobaan, serta pernah mengikuti beberapa kegiatan seminar
nasional yang diadakan di lingkungan Institut Pertanian Bogor. Sejak semester tiga hingga
semester delapan penulis juga dapat mempertahankan beasiswa dari Tanoto Foundation.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................................... viii
PENDAHULUAN .................................................................................................................. 1
Latar Belakang................................................................................................................. 1
Tujuan ............................................................................................................................. 1
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................................... 1
Bobot Biji Jagung ............................................................................................................ 1
Analisis Dialel ................................................................................................................. 2
Analisis Ragam ................................................................................................................ 2
Analisis Daya Gabung dan Resiprokal ............................................................................. 2
Heterosis.......................................................................................................................... 3
BAHAN DAN METODE ....................................................................................................... 3
Bahan .............................................................................................................................. 3
Metode ............................................................................................................................ 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan dan deskripsi Data ............................................................................................ 4
Analisis Ragam Rancangan Acak Kelompok .................................................................... 5
Analisis Daya Gabung...................................................................................................... 6
Pengaruh Daya Gabung dan Resiprokal ............................................................................ 7
Heterosis.......................................................................................................................... 7
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................................... 6
Simpulan ......................................................................................................................... 8
Saran ............................................................................................................................... 8
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 8
LAMPIRAN ........................................................................................................................... 9
viii
DAFTAR TABEL
1.
Halaman
Komponen analisis ragam acak kelompok ....................................................................... 2
2.
Analisis ragam daya gabung pada persilangan dialel kombinasi lengkap .......................... 3
3.
Penomoran inbrida sebagai identitas ................................................................................ 4
4.
Data rata-rata dialel lengkap untuk bobot per 100 biji jagung (gram) ................................ 4
5.
Analisis ragam perbedaan genotipe.................................................................................. 6
6.
Analisis ragam daya gabung ............................................................................................ 6
7.
Analisis ragam acak kelompok dan daya gabung ............................................................. 6
8.
Nilai pengaruh Daya Gabung Umum ............................................................................... 7
9.
Nilai pengaruh Daya Gabung Khusus .............................................................................. 7
10. Heterosis dan Heterobeltiosis bobot biji dalam % ............................................................ 7
DAFTAR GAMBAR
1.
Halaman
Diagram batang rataan bobot per 100 biji lima tetua ........................................................ 4
2.
Diagram batang rataan bobot per 100 biji hibrida .............................................................. 5
3.
Diagram Pencar uji kenormalan sisaan Kolmogorov Smirnov ............................................ 5
4.
Diagram uji kehomogenan ragam ..................................................................................... 6
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Dua jalur pengamatan keturunan hasil persilangan kombinasi lengkap ............................... 10
2. Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5 untuk bobot per 100 butir biji jagung (gram) ...... 11
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung atau Zea mays L. yang berasal
dari
Famili Graminaceae alias rumputrumputan merupakan salah satu jenis tanaman
pangan biji-bijian. Tanaman pangan ini akan
semakin diminati konsumen terutama bagi
yang mementingkan pangan sehat, dengan
harga terjangkau bagi siapapun. Jagung selain
sebagai sumber karbohidrat juga merupakan
sumber protein yang penting dalam menu
makan masyarakat Indonesia. Jagung kaya
akan komponen pangan fungsional antara lain
serat pangan yang dibutuhkan tubuh (dietary
fiber), asam lemak esensial, isoflavon, mineral
Fe, β-karoten, komposisi asam amino esensial
(Suarni 2009). Oleh karena itu, kegiatan
pengembangan pun dilakukan pada tanaman
jagung.
Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Republik Indonesia
mendirikan sebuah unit kerja yang diberi
nama
Balai
Besar
Penelitian
dan
Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya
Genetik Pertanian (BB Biogen). Balai ini
didirikan sebagai lembaga penelitian dan
pengembangan tanaman pangan Indonesia.
Jagung merupakan salah satu tanaman pangan
yang dikembangkan oleh BB Biogen.
Pengembangan dilakukan melalui pemuliaan.
Hal ini ditujukan untuk meningkatkan hasil
tanaman yang produktif serta perbaikan mutu
tanaman yang dihasilkan. Salah satu cara
pemuliaan tanaman yang dilakukan adalah
melalui
persilangan.
Para
penelitipun
berusaha mendapatkan hibrida jagung yang
baik melalui proses persilangan tetua inbrida
yang telah diseleksi. Cara pemilihan hibrida
yang baik hasil persilangan dilakukan dengan
melakukan analisis daya gabung dan heterosis.
Poespodarsono (1988) mengartikan daya
gabung sebagai kemampuan tetua untuk
memindahkan sifat yang diinginkan kepada
keturunannya. Daya gabung terbagi menjadi
dua jenis, yaitu Daya Gabung Umum dan
Daya Gabung Khusus. Daya Gabung Umum
(DGU) dapat diartikan sebagai kemampuan
suatu
genotipe
untuk
menunjukkan
kemampuan
rata-rata
keturunan
bila
disilangkan dengan sejumlah genotipe lain
yang dikombinasikan. Bila penampilan ratarata keturunan tinggi dibandingkan tetua atau
genotipe lain disebut DGUnya tinggi.
Sedangkan Daya Gabung Khusus (DGK)
dapat diartikan sebagai kemampuan suatu
kombinasi persilangan untuk menunjukkan
kombinasi persilangan untuk menunjukkan
penampilan keturunan. Bila keturunan dari
suatu kombinasi persilangan menunjukkan
penampilan tinggi, dikatakan DGKnya tinggi.
Heterosis merupakan keunggulan hibrida atau
hasil persilangan (F1) yang melebihi nilai atau
kisaran kedua tetuanya. Genotipe tetua dalam
penelitian ini dalam keadaan homozigot,
karena peningkatan genetik umumnya hanya
dapat terjadi dari hasil persilangan tetua
homozigot.
Daya gabung ini dianalisis setelah
dilakukan
persilangan dialel lengkap.
Persilangan dialel adalah sebuah set
persilangan yang dilakukan melibatkan p tetua
dalam seluruh kombinasi persilangan yang
mungkin (Singh & Chaudary 1979).
Persilangan yang dilakukan merupakan
persilangan dialel lengkap karena analisis
yang dilakukan melibatkan inbrida tetua,
hibrida, dan resiprokal. Hibrida ditujukan
terhadap suatu varietas yang ditanam untuk
keperluan komersial yang berupa benih F1,
yang dihasilkan melalui persilangan genotipegenotipe tereleksi.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini yakni
menentukan tetua yang bila disilangkan dapat
menghasilkan keturunan dengan sifat bobot
yang spesifik.
TINJAUAN PUSTAKA
Bobot Biji Jagung
Rahmawati dan Saenong S. (2011)
menyebutkan bahwa bobot biji menunjukkan
jumlah cadangan makanan, protein, aktivitas
mitokondria,
kecepatan/kemampuan
respirasi/produksi ATP dan growth potensial.
(Sadjad et al. 1974, diacu dalam Rahmawati
& Saenong 2011) menyatakan bahwa
kandungan
cadangan
makanan
akan
mempengaruhi berat suatu benih. Hal tersebut
berpengaruh terhadap besarnya produksi dan
kecepatan tumbuh benih. Benih yang berat
dengan kandungan cadangan makanan yang
banyak akan menghasilkan energi yang lebih
besar saat mengalami proses perkecambahan.
Dengan demikian akan mempengaruhi
besarnya kecambah yang keluar dan berat
tanaman saat panen. Untuk beberapa spesies,
biji-biji yang lebih kecil dalam suatu lot benih
pada kultivar yang sama mempunyai masa
hidup yang lebih pendek.
2
Analisis Dialel
Analisis dialel dapat dilakukan pada
langkah kedua. Langkah pertama menuju
analisis dialel adalah analisis keragaman dari
rancangan
acak
kelompok.
Satuan
percobaannya adalah hasil persilangan antar
tetua termasuk tetuanya sendiri. Kemudian
diamati sifatnya, biasanya sifat kuantitatif.
Hasil pengamatan ini diplot dalam tabel dua
jalur, kemudian dihitung jumlah baris serta
lajur. Tabel dua jalur ini dapat digambarkan
secara umum pada Lampiran 1.
Terdapat empat macam dialel yang dapat
dianalisis (Poespodarsono 1988). Penggunaan
salah satu macam dialel tergantung dari tujuan
analisis
atau
dihubungkan
dengan
penyederhanaan
analisisnya.
Jumlah
kombinasi pada persilangan dialel tergantung
dari macam persilangan tetua, yakni :
1. p2 kombinasi atau kombinasi lengkap,
terdiri dari F1, resiprokal, dan
penyerbukan sendiri tetuanya.
2.
kombinasi, terdiri dari F1 dan
resiproknya.
3.
kombinasi, terdiri F1 saja.
kombinasi, terdiri dari F1 dan
penyerbukan sendiri tetuanya.
Analisis Ragam
Populasi
dialel
penuh
dianalisis
menggunakan rancangan acak kelompok
dengan k ulangan. Rancangan acak kelompok
dipilih sebagai perancangan pertama pada
analisis dialel karena biasa/umum digunakan
dan kemudahan penerapannya pada kasus ini
(Griffing 1956). Model statistik yang
digunakan sebagai berikut:
xijkl = u + vij + bk + (bv)ijk + eijkl
keterangan :
xijkl
: nilai pengamatan pada genotipe
u
: rataan populasi
vij
: pengaruh genotipe i×j
bk
: pengaruh blok ke-k
(bv)ijk : interaksi antara genotipe i×j
dengan blok ke-k
eijkl
: pengaruh lingkungan yang tak
terduga dari individu ijkl.
Analisis ini terdiri dari observasi tunggal
di setiap ulangan, mengakibatkan model
terreduksi menjadi
xijk = u + vij + bk + (bv)ijk
Berdasarkan model yang telah terreduksi,
sumber keragaman yang ada menjadi genotipe,
blok, serta galat yang dibangun dari interaksi
antara genotipe×blok. Komponen analisis
ragam yang digunakan mengasumsikan tetap
untuk genotipe dan bloknya, sedangkan acak
untuk galatnya (Tabel 1). Analisis dapat
dilanjutkan bila nilai kuadrat tengah genotipe
berbeda nyata.
Penelitian dilakukan menggunakan sistem
persilangan dialel kombinasi lengkap,
sehingga memunculkan sebanyak p2 genotipe.
Oleh karena itu, derajat bebas bagi genotipe
pada rancangan acak kelompok a-1= p2-1
dengan p adalah banyaknya tetua.
Tabel 1 Komponen analisis ragam acak
kelompok
SK
DB
JK
KT
Blok
b-1
JKb KTb
Genotipe
a-1
JKg KTg
Galat
(a-1)(b-1)
Jke KTe
Total
ab-1
JKt KTt
Analisis Daya Gabung dan Resiprokal
Berdasarkan asumsi pada rancangan acak
kelompok, yaitu asumsi tetap pada sumber
keragaman dari kelompok dan genotipe, serta
acak bagi galatnya, Griffing (1956)
menyebutkan model statistika daya gabung
yang tepat digunakan pada analisis dialel
kombinasi lengkap ini adalah :
xij = u+gi +gj+ sij + rij+
keterangan :
i, j : 1,…,p; k : 1,…,b; l : 1,…,c
u
: rata-rata populasi
gi
: pengaruh DGU bagi tetua i
gj
: pengaruh DGU bagi tetua j
sij
: pengaruh DGK persilangan tetua i×j
rij
: pengaruh resiprokal persilangan
tetua i×j
: pengaruh lingkungan yang terkait
dengan pengamatan individu ijkl.
Berdasarkan model statistika di atas,
komponen keragaman pada analisis daya
gabung dan resiprokal terdiri atas DGU,
DGK, dan resiprokal (Tabel 2). Komponen
keragaman daya gabung dan resiprokal
merupakan penguraian dari keragaman
genotipe pada rancangan acak kelompok.
Jumlah kuadrat genotipe akan sama nilainya
dengan penjumlahan masing-masing jumlah
kuadrat DGU, DGK, dan resiprokal yang
dikalikan dengan jumlah kelompok. Hal ini
3
dikarenakan terdapat perbedaan jumlah data
yang digunakan antara analisis acak kelompok
dengan analisis daya gabung. Data yang
digunakan pada analisis rancangan acak
kelompok terdiri dari data p buah genotipe
yang diulang sebanyak k ulangan. Sedangkan
data yang digunakan pada analisis daya
gabung terdiri atas data dari p buah genotipe
yang dirata-ratakan berdasarkan k ulangan.
Tabel 2 Analisis ragam daya gabung pada
persilangan
dialel
kombinasi
lengkap
SK
DB
JK
KT
DGU
p-1
JKu Ktu
DGK
p(p-1)/2
JKk KTk
Resiprokal
p(p-1)/2
JKr KTr
Galat
m
JKe KTe
keterangan :
m =
JKu =
JKk =
JKr =
Pengujian perbedaan nyata dapat dicapai
sebagai berikut :
1) Pengujian pengaruh daya gabung umum
menggunakan : F[(p-1),m] = KTu / KTe
2) Pengujian pengaruh daya gabung khusus
menggunakan : F[p(p-1)/2,m] = KTk / KTe
3) Pengujian
pengaruh
resiprokal
menggunakan : F[p(p-1)/2,m] = KTr / KTe
Nilai pengaruh masing-masing kriteria,
yaitu Daya Gabung Umum, Daya Gabung
Khusus, dan resiprokal akan dicari apabila
hasil pengujiannya berbeda nyata. Berbagai
pengaruh Daya Gabung Umum, Daya Gabung
Khusus dan resiprokal masing-masing dapat
diperkirakan sebagai berikut :
Heterosis
Heterosis adalah keunggulan hibrida atau
hasil persilangan (F1) yang melebihi nilai atau
kisaran kedua tetuanya (Poespodarsono 1988).
Sifat unggul ini digunakan untuk memperoleh
keuntungan komersial dari tanaman yang
diusahakan petani. Tanaman budidaya yang
banyak diteliti sejak diketahui adanya
heterosis adalah tanaman jagung. Konsep
heterosis
merupakan
dasar
dalam
pembentukan hibrida unggul. Inbrida yang
akan dijadikan tetua dalam pembentukan
hibrida jagung, terlebih dahulu diuji
keunggulannya dengan metode seleksi tetua
berdasarkan nilai daya gabung.
Nilai heterosis diduga berdasarkan nilai
tengah kedua tetua (mid parent) dan nilai
tengah tetua terbaik (best parent) atau
heterobeltiosis (Ganefianti 2010).
Heterosis
=
Heterobeltiosis
=
keterangan :
μf1
= nilai tengah turunan
μMP
= nilai tengah kedua tetua
μHP
= nilai tengah tetua terbaik
Heterosis antara tetua ditentukan sebagai
penyimpangan penampilan keturunan F1 dari
rata-rata tetuanya. Sedangkan heterosis tetua
terbaik dihitung sebagai selisih penampilan
keturunan F1 dari tetua dengan penampilan
yang lebih baik. Pengujian dari hasil silang ini
bertujuan untuk perbaikan hasil rata-rata
keturunan dari tetuanya (Allard 1989).
BAHAN DAN METODE
Bahan
Data yang digunakan dalam penelitian ini
adalah data sekunder hasil penelitian
Kelompok peneliti Pengelolaan Sumberdaya
Genetik (kelti PSDG) BB Biogen yang
dilakukan di Sukabumi pada masa tanam
bulan Maret tahun 2011. Jumlah data bobot
jagung yang diamati adalah sebanyak 75 data
yang terdiri atas data 25 genotipe yang
diulang sebanyak 3 kali. Peubah yang diamati
4
Metode
Prosedur yang dilakukan untuk mencapai
tujuan penelitian ini yaitu :
1. Persiapan data berupa pemberian nomor
identitas bagi inbrida tetua dan deskripsi
data rataan hasil persilangan dialel
lengkap lima tetua.
2. Melakukan analisis ragam rancangan
acak-kelompok. Cek asumsi kebebasan,
kenormalan dan kehomogenan ragam
sisaan sebelum dilihat perbedaan
genotipenya. Jika asumsi belum terpenuhi
lakukan transformasi dan identifikasi
ulang data. Jika asumsi telah terpenuhi,
lihat nilai perbedaan genotipe, jika
perbedaannya nyata, proses dilanjutkan
ke langkah 3. Jika genotipe tidak berbeda
nyata, proses dihentikan.
3. Hitung Jumlah Kuadrat bagi DGU, DGK
dan resiprokal, serta cari nilai signifikansi.
4. Jika setiap Sumber Keragaman dari poin
3 berbeda nyata, hitung nilai pengaruhnya.
Serta menginterpretasikan arti dari nilai
pengaruh setiap inbrida dan hibridanya.
5. Menentukan nilai persentase heterosis
tetua terbaik dan tetua tengah dari
kombinasi persilangan antar tetua inbrida.
Pemberian identitas diperuntukkan dalam
memudahkan penulisan seperti ditunjukkan
pada Tabel 3. Inbrida tersebut memiliki nama
yang panjang karena merupakan galur murni
yang berasal dari hasil persilangan 4 hingga 8
generasi penyerbukan sendiri.
Tabel 3 Penomoran inbrida sebagai identitas
Nomor
Nama inbrida tetua
Identitas
1
ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3
2
P4G12-19-2-2-3-Xb3
3
P4G19(5)C2-59-3-3-1-3
4
P4S3-29-4-4-1
5
ARC-178-1-3-1-1-4-1-1
Bobot biji jagung hasil persilangan dialel
lengkap lima tetua disajikan pada Lampiran 2.
Berdasarkan data pada Lampiran 2, dapat
dicari nilai rata-rata bobot per 100 biji
masing-masing genotipe yang disajikan pada
Tabel 4. Nilai rataan masing-masing genotipe
tersebut lalu ditampilkan dalam bentuk
diagram batang. Berdasarkan deskripsi data
nilai rata-rata tetua yang dicantumkan dalam
Gambar 1, dapat disimpulkan bahwa
penampilan tetua 4 memiliki rata-rata terbesar
yaitu 31.80 gram.
Rataan bobot (gram)
adalah bobot per 100 biji jagung (gram).
Inbrida tetua yang diteliti yakni :
1. ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3
2. P4G12-19-2-2-3-Xb3
3. P4G19(5)C2-59-3-3-1-3
4. P4S3-29-4-4-1
5. ARC-178-1-3-1-1-4-1-1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan dan deskripsi data
Sekelompok individu yang memiliki
komposisi genetik yang homozigot sebagai
akibat perkawinan sekerabat biasa disebut
inbrida.
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0.000
1
2
3 4
Tetua
5
Gambar 1 Diagram batang rataan bobot per
100 biji lima tetua.
Tabel 4 Data rata-rata dialel lengkap untuk bobot per 100 biji jagung (gram)
Betina
Total (x.j)
Total
(xi.)
Jantan
Tetua
1
2
3
4
5
1
27.37
27.60
25.15
26.50
26.87
133.49
2
27.75
20.97
30.25
36.43
26.40
141.80
3
29.20
28.25
24.05
28.63
29.50
139.63
4
28.67
36.70
27.95
31.80
25.70
150.82
5
27.80
31.00
27.63
28.95
24.35
139.73
140.79
144.51
135.03
152.31
132.82
705.47
5
Kombinasi Inbrida (Betina-Jantan)
Dilanjutkan tetua 1 sebesar 27.37 gram, lalu
tetua 5 sebesar 24.35 gram, tetua 3 sebesar
24.05 gram dan tetua yang memiliki rata-rata
terkecil adalah tetua 2 sebesar 20.97 gram.
Berdasarkan pengertian Daya Gabung
Umum, bila penampilan rata-rata keturunan
tinggi dibandingkan tetua atau genotipe lain
disebut memiliki DGU tinggi. Mengacu
kepada hasil deskriptif, seharusnya urutan
nilai DGU tertinggi hingga terendah secara
berurutan yaitu tetua 4, tetua 1, tetua 5, tetua 3,
dan yang terakhir adalah tetua 2.
Kombinasi hasil persilangan pertama (F1)
antar inbrida menghasilkan hibrida yang
spesifik
sifat
bobotnya.
Gambar
2
menjelaskan bahwa kombinasi antara tetua
2×4 menghasilkan rata-rata bobot per 100 biji
jagung paling besar yaitu 36.70 gram, lalu
diikuti kombinasi tetua 4×2 dengan rata-rata
bobot 36.43 gram, dan kombinasi tetua 2×5
berada diurutan ketiga sebesar 31.00 gram.
Sedangkan kombinasi tetua 3×1 merupakan
kombinasi yang menghasilkan hibrida dengan
rata-rata bobot paling kecil yaitu 25.15 gram.
54
53
52
51
43
42
41
32
31
21
45
35
34
25
24
23
15
14
13
12
0
Daya Gabung Khusus berarti kemampuan
suatu
kombinasi
persilangan
untuk
menunjukkan penampilan keturunan. Bila
keturunan dari suatu kombinasi persilangan
menunjukkan penampilan tinggi, dikatakan
DGK-nya tinggi. Jika melihat pada hasil
deskripsi data, maka seharusnya nilai DGK
akan menyimpulkan bahwa kombinasi inbrida
2×4 akan menjadi hibrida yang paling tinggi
bobotnya, pada urutan kedua terbesar adalah
hibrida 4×2, lalu hibrida 2×5 dan yang
bobotnya paling kecil adalah hibrida 3×1.
Analisis Ragam Rancangan Acak
Kelompok
Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5
untuk bobot per 100 butir biji jagung untuk
seluruh genotipe yang terdiri dari 3 kali
ulangan (Lampiran 2) akan dilihat perbedaan
nyata
genotipenya.
Agar
kesimpulan
mengenai perbedaan genotipenya sah,
pengujian asumsi sisaan perlu dilakukan
terlebih dahulu. Pengujian asumsi diantaranya
dilakukan terhadap kebebasan sisaan,
kenormalan sisaan, serta kehomogenan ragam
sisaannya.
Pengujian asumsi kebebasan sisaan
dilakukan
menggunakan Run test yang
menghasilkan nilai-p sebesar 0.19. Nilai ini
melebihi nilai α=0,05 sehingga dapat
disimpulkan bahwa sisaannya saling bebas.
Asumsi lain yang diuji adalah kenormalan
sisaan dengan menggunakan uji Kolmogorov
Smirnov. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar
3. Titik-titik pengamatan mengikuti pola garis
lurus secara linear, meskipun terdapat dua
titik amatan yang terletak cukup jauh dari
posisi garis lurus. Hasil uji formal
Kolmogorov Smirnov memberikan nilaip=0.055 yang lebih besar dari α=0.05. Oleh
karena itu, hipotesis nol tidak ditolak yang
berarti sisaan menyebar normal.
20
40
Rataan Bobot (gram)
Gambar 2 Diagram batang rataan bobot per
100 biji hibrida.
Gambar 3 Diagram Pencar uji kenormalan
sisaan Kolmogorov Smirnov.
6
Pengujian formal asumsi kehomogenan
ragam menggunakan uji Bartlet karena sisaan
menyebar secara normal. Nilai-p yang lebih
besar daripada α=0.05 pada uji Bartlet
menyatakan ragam sisaannya homogen.
Gambar 4 menampilkan simpangan baku tiaptiap genotipe. Hasil uji secara formal
dibuktikan dari nilai-p=0.069 lebih besar dari
α=0.05 yang menyatakan bahwa hipotesis nol
kehomogenan ragam sisaan tidak ditolak,
artinya ragam sisaannya homogen.
F(4;48;0.05)=2.5652; nilai-F untuk DGK=6.12
lebih besar dari F(10;48;0.05)=2.0348; sedangkan
tidak terdapat perbedaan nyata pada resiprokal
ditunjukkan
oleh
nilai-F
untuk
resiprokal=1.05
lebih
kecil
dari
F(10;48;0.05)=2.0348.
Tabel 6 Analisis ragam daya gabung
SK
DB
JK
KT
DGU
4
66.80 16.70
DGK
10 180.65 18.07
Resiprokal 10
30.87
3.09
Galat
48 141.60
2.95
F
5.66*
6.12*
1.05
*DGU dan DGK berbeda nyata pada α=0.05
Gambar 4 Diagram uji kehomogenan ragam.
Berdasarkan ketiga pengujian tersebut
disimpulkan bahwa semua asumsi sisaan telah
terpenuhi.
Tahap
selanjutnya
melihat
perbedaan kuadrat tengah genotipenya. Hasil
pengujian terhadap genotipe pada Tabel 5
menunjukkan nilai-F=3.93 lebih besar dari
F(24,48,0.05)=1.75. Hasil tersebut menyimpulkan
bahwa terdapat perbedaan nyata pada
genotipe sehingga perlu dilanjutkan dengan
analisis daya gabung.
Tabel 5 Analisis ragam perbedaan genotipe
SK
DB
JK
KT
F
Kelompok
2
33.73 16.80 1.90
Genotipe
24
834.96 34.79 3.93*
Galat
48
424.80
8.85
Total
74 1293.49
*Genotipe berbeda nyata pada α=0.05
Analisis Daya Gabung
Berdasarkan kesimpulan pada subbab
sebelumnya yang menyatakan bahwa terdapat
perbedaan nyata pada genotipe, maka jumlah
kuadrat genotipe tersebut dapat diurai menjadi
komponen yang membentuknya yaitu Daya
Gabung Umum (DGU), Daya Gabung Khusus
(DGK), dan resiprokal. Hasil analisis ragam
daya gabung pada Tabel 6 menunjukkan
bahwa DGU dan DGK berbeda nyata,
sedangkan resiprokal tidak berbeda nyata.
Perbedaan nyata pada DGU ditunjukkan
oleh nilai-F untuk DGU=5.66 lebih besar dari
Hasil ini menunjukkan bahwa dari
seluruh kombinasi yang diuji terdapat paling
sedikit sepasang genotipe dengan nilai tengah
DGU dan DGK yang berbeda nyata.
Perbedaan DGU yang nyata mengindikasikan
terdapat tetua yang memiliki kemampuan
menggabung lebih tinggi dibandingkan
dengan tetua lainnya. Sedangkan perbedaan
DGK yang nyata berarti terdapat kombinasi
persilangan tertentu yang dapat menghasilkan
hibrida yang lebih baik dari persilangan
lainnya. Pengaruh resiprokal tidak berbeda
nyata berarti tidak terdapat pengaruh maternal
pada rata-rata bobot per 100 biji jagung.
Pengaruh maternal adalah fenotip anakan
untuk karakter tertentu yang dipengaruhi oleh
genotip nukleus gamet maternal.
Keragaman daya gabung merupakan
penguraian
keragaman genotipe pada
rancangan
acak
kelompok.
Sehingga
penguraian keragaman dari genotipe secara
lengkap dapat ditampilkan pada Tabel 7.
Tabel 7 Analisis ragam acak kelompok dan
daya gabung
SK
DB
JK
KT
Ulangan
2
33.73
16.80
Genotipe
24 834.96
34.79
DGU
4 200.40
50.10
DGK
10 541.95
54.20
Resiprokal 10
92.61
9.261
Galat
48 424.80
8.85
Total
74 1293.49
*Genotipe, DGU, dan DGK berbeda
α=0.05
F
1.90
3.93*
5.66*
6.12*
1.05
nyata pada
Jumlah Kuadrat (JK) bagi DGU sebesar
200.40 didapat dari nilai JK DGU pada Tabel
6 yang dikalikan dengan jumlah ulangan yaitu
sebanyak 3 kali ulangan. Hal ini karena pada
analisis
ragam
daya
gabung
tidak
memasukkan semua nilai di setiap ulangan,
tetapi hanya dihitung melalui rataan seluruh
7
nilai setiap ulangannya. Nilai rataan yang
digunakan dalam analisis ragam daya gabung
telah tersaji dalam Tabel 4. Ketentuan ini juga
berlaku bagi JK DGK dan JK resiprokal.
Pengaruh Daya Gabung dan Resiprokal
Nilai Daya Gabung Umum kelima tetua
berdasarkan bobot per 100 biji disajikan pada
Tabel 8. Tetua 4 merupakan penggabung
yang baik karena nilai DGU-nya terbesar
positif. Hal ini berarti bahwa rata-rata bobot
biji tetua 4 adalah yang tertinggi. Kemudian
disusul oleh tetua 2. Sedangkan tetua 5
merupakan penggabung terburuk karena akan
menghasilkan tanaman yang mempunyai
bobot biji yang kecil. Hal ini terlihat dari nilai
DGU-nya negatif terbesar.
Tabel 8 Nilai pengaruh Daya Gabung Umum
galur tetua nilai DGU
1
-0.792
2
0.413
3
-0.752
4
2.095
5
-0.964
Hasil urutan penampilan tetua melalui
analisis daya gabung umum dengan hasil
deskriptif data rataan menunjukkan perbedaan.
Hasil deskriptif rataan menyimpulkan tetua
dengan rataan tertinggi hingga terendah
adalah tetua 4, tetua 1, tetua 5, tetua 3, dan
yang terakhir tetua 2. Hal ini menunjukkan
bahwa penampilan genotipe tetua tidak bisa
dilihat dengan hanya melihat deskriptif
datanya saja. Walaupun tetua 4 pada analisis
DGU dan analisis deskriptif merupakan tetua
dengan penampilan tertinggi, namun hal ini
tidak berlaku bagi penampilan tetua pada
urutan kedua hingga yang kelima.
Pengaruh DGK bagi hibrida dari berbagai
kombinasi persilangan tetuanya disajikan pada
Tabel 9.
Tabel 9 Nilai pengaruh Daya Gabung Khusus
kombinasi
nilai DGK
galur tetua
1×2
-0.165
1×3
0.500
1×4
-1.938
1×5
0.870
2×3
1.370
2×4
5.840
2×5
1.032
3×4
-1.270
3×5
2.064
4×5
-2.025
Daya gabung khusus dapat diartikan
sebagai
kemampuan
suatu kombinasi
persilangan untuk menunjukkan penampilan
keturunan. Hasil penelitian terhadap rata-rata
bobot per 100 biji jagung menunjukkan bahwa
dari semua kombinasi keturunan, kombinasi
tetua 2×4 akan menghasilkan bobot paling
besar karena nilai DGK-nya bernilai paling
besar dan positif. Kemudian disusul oleh
kombinasi tetua 3×5 dan kombinasi tetua 2×3.
Sedangkan kombinasi tetua 4×5 akan
menghasilkan bobot paling kecil karena nilai
DGK-nya negatif terbesar.
Serupa dengan hasil pada analisis DGU,
hasil urutan penampilan hibrida melalui
analisis DGK dengan hasil deskriptif data
rataan menunjukkan perbedaan. Pada
deskriptif rataan, hibrida dengan rataan
tertinggi, kedua tertinggi, ketiga tertinggi
hingga terendah masing-masing adalah
kombinasi antara tetua 2×4, tetua 2×5, tetua
1×3 dan tetua 3×5. Hal ini juga menunjukkan
bahwa penampilan genotipe hibrida tidak bisa
dilihat dengan hanya melihat deskriptif
datanya saja. Walaupun hasil persilangan
antara 2×4 pada analisis DGK dan analisis
deskriptif
merupakan
hibrida
dengan
penampilan tertinggi, hal ini tidak berlaku
bagi penampilan tetua pada urutan kedua,
ketiga, hingga yang terakhir.
Heterosis
Nilai
persentase
heterosis
dan
heterobeltiosis semua kombinasi hibrida
berdasarkan nilai pengaruh DGK terurut
ditampilkan pada Tabel 10.
Tabel 10 Heterosis dan Heterobeltiosis bobot
biji dalam %
Hibrida
DGK
Heterosis
Heterobeltiosis
2×4
3×5
2×3
2×5
1×5
1×3
1×2
3×4
1×4
4×5
5.840
2.064
1.370
1.032
0.870
0.500
-0.165
-1.270
-1.938
-2.025
39.103
14.187
135.744
36.815
7.509
13.582
14.828
0.090
-3.099
3.117
15.409
14.900
34.738
47.854
1.583
21.414
32.353
-12.107
-9.853
-8.962
Data di atas menyatakan bahwa walaupun
pasangan inbrida 2×4 memiliki nilai DGK
yang tinggi, namun nilai heterosisnya bukan
yang tertinggi. Nilai heterosis yang sangat
rendah hingga sangat tinggi sangat berkaitan
dengan hubungan kekerabatan dari tetua yang
8
digunakan. Heterosis rendah disebabkan tetua
yang
digunakan
memiliki
hubungan
kekerabatan yang dekat sebaliknya heterosis
yang tinggi memiliki kekerabatan cukup jauh.
(Manjarrez et al. 1997, diacu dalam Aryana
2007) menambahkan bahwa jarak tetua yang
semakin jauh akan semakin memperbesar
perbedaan gen-gen potensial dalam bentuk
epistasis dan dominan sehingga akhirnya akan
memperbesar potensi heterosisnya. Hasil
tinggi dapat diperoleh apabila kombinasi antar
galur memiliki nilai heterosis dan daya
gabung khusus yang besar (Aryana 2007).
Oleh karena itu, dalam penelitian ini tetua 2×4
dipilih sebagai kombinasi terbaik karena 2×4
memiliki nilai rataan tertinggi yaitu sebesar
36.70 gram dan nilai DGK lebih tinggi
dibandingkan 2×3. Sedangkan hibrida 2×3
memiliki bobot rataan 28.25 gram. Hibrida
dengan bobot terkecil berdasarkan nilai
terendah DGK yaitu hibrida 4×5. Dapat
dilihat pada Tabel 10 bahwa nilai DGK
hibrida 4×5 tidak berbeda jauh dengan hibrida
1×4 yang memiliki heterosis yang negatif.
Sehingga pada kasus ini hibrida 1×4 dipilih
sebagai hibrida dengan bobot biji terkecil
karena memiliki nilai DGK dan heterosis yang
sangat rendah serta nilai rataan 28.67 lebih
kecil dari nilai rataan 4×5 sebesar 28.95.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil analisis menunjukkan bahwa
inbrida P4S3-29-4-4-1 memiliki rata-rata
penampilan bobot yang tinggi dibandingkan
tetua yang lain sedangkan inbrida ARC-1781-3-1-1-4-1-1 memiliki rata-rata penampilan
bobot yang paling kecil. Hasil analisis Daya
Gabung
Khusus
menyatakan
bahwa
kombinasi antara inbrida P4G12-19-2-2-3Xb3
dengan
P4S3-29-4-4-1
akan
menghasilkan keturunan dengan bobot biji
yang tinggi. Lain halnya pada kombinasi
inbrida ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3 dengan
P4S3-29-4-4-1
menghasilkan
keturunan
dengan bobot yang paling kecil. Selain itu,
pengaruh resiprokal tidak nyata yang berarti
tidak terdapat pengaruh maternal pada hibrida
yang
dihasilkan.
Analisis
heterosis
menyatakan Bobot per 100 butir biji jagung
hasil persilangan inbrida P4G12-19-2-2-3Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1 lebih berat
daripada tetua terbaik dan tetua tengah yang
masing-masing sebesar 15.41% dan 39.10%.
Saran
Pemilihan inbrida tidak hanya terpaku
pada bobot yang besar, yakni ukuran biji yang
besar. Tetapi pemilihannya disesuaikan
dengan tujuan penggunaannya. Untuk
menghasilkan biji jagung yang kecil dapat
dipilih pasangan inbrida ARC1-27-6-6-1-3-2Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1.
DAFTAR PUSTAKA
Allard RW. 1989. Pemuliaan Tanaman.
Jakarta : PT Bina Aksara.
Aryana IGPM. 2007. Heterosis padi beras
merah tipe cere dan bulu kultivar NTB.
Agroteksos Vol. 17 No. 2.
Ganefianti DW. 2010. Genetik ketahanan
cabai terhadap begomovirus penyebab
daun keriting kuning dan arah
pemuliaannya [tesis]. Bogor : Program
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Griffing B. 1956. Concepts of general and
specific combining ability in relation to
diallel
crossing
systems.
Aust.
J.Biol.Sci.9 : 463-493.
Poespodarsono S. 1988. Dasar-dasar ilmu
pemuliaan tanaman. Bogor : PAU-LSI
IPB.
Rahmawati, Saenong S. 2011. Mutu fisiologis
benih pada beberapa varietas jagung
selama periode simpan. Prosiding Pekan
Serealia Nasional; Maros, 27-28 Juli
2010. Maros: Balai Penelitian Tanaman
Serealia. hlm 478-485.
Singh SK, Chaudary DB. 1979. Biometrical
Methods In Quantitative Analysis. New
Delhi : Kalyani Publisher.
Suarni. 2011. Komposisi nutrisi jagung
menuju hidup sehat. Di dalam : Inovasi
teknologi serealia menuju kemandirian
pangan dan agroindustri. Prosiding
Seminar Nasional Serealia; Maros,
Februari 2009. Maros: Pusat Penelitian
dan Pengembangan Tanaman Pangan.
hlm 60-68.
9
LAMPIRAN
ii
10
Tetua Betina
Lampiran 1 Dua jalur pengamatan keturunan hasil persilangan kombinasi lengkap
Tetua Jantan
3
4
x13
x14
x23
x24
x33
x34
x43
x44
1
2
3
4
1
x11
x21
x31
x41
2
x12
x22
x32
x42
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
p
Jumlah
lajur
xp1
xp2
xp3
xp4
x.1
x.2
x.3
x.4
….
….
….
….
p
x1p
x2p
x3p
x4p
xij
x.j
Jumlah
baris
x1.
x2.
x3.
x4.
xi.
xpp
xp.
x.p
X..
Keterangan : xij = keturunan F1
xji = resiprok
x11, x22, x33,…,xpp = penyerbukan sendiri atau sama dengan tetuanya
iii
11
Lampiran 2 Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5 untuk bobot per 100 butir biji jagung
(gram)
Tetua Jantan
Tetua
Ulangan
1
P-1
2
3
1
P-2
2
Tetua Betina
3
1
P-3
2
3
1
P-4
2
3
1
P-5
2
3
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
27.90
29.50
24.70
23.90
27.60
31.30
26.40
23.90
25.15
26.50
24.30
28.70
29.00
24.30
27.30
27.75
25.50
30.00
21.60
19.20
22.10
34.10
30.25
26.40
34.90
37.60
36.80
24.80
28.00
26.40
31.20
27.20
29.20
30.00
28.25
26.50
15.80
32.30
24.05
22.70
28.70
34.50
26.20
29.50
32.80
25.90
28.80
31.30
38.70
34.70
36.70
27.60
28.30
27.95
32.40
31.00
32.00
26.20
25.20
25.70
29.80
25.80
27.80
32.00
30.00
31.00
27.70
24.50
30.70
26.90
28.95
31.00
20.00
24.35
28.70
ANALISIS RAGAM DAYA GABUNG DAN RESIPROKAL BOBOT BIJI
JAGUNG DALAM PERSILANGAN DIALEL LENGKAP
NURUL QOMARIASIH
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ii
RINGKASAN
NURUL QOMARIASIH. Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji Jagung
dalam Persilangan Dialel Lengkap. Dibimbing oleh I MADE SUMERTAJAYA dan SUTORO.
Daya gabung dapat diartikan sebagai kemampuan genotipe untuk memindahkan sifat yang
diinginkan kepada keturunannya. Terdapat dua macam daya gabung yakni Daya Gabung Umum
(DGU) dan Daya Gabung Khusus (DGK). Teori ini mempunyai arti penting dalam uji keturunan
dan banyak digunakan dalam pemuliaan. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya
Genetik Pertanian (BB Biogen) sebagai unit kerja, memiliki tugas melakukan pengembangan
tanaman pangan, salah satunya jagung. Usaha pengembangan yang dilakukan adalah melalui
pemuliaan diantaranya persilangan dialel. Melalui persilangan dialel lengkap, akan dihasilkan
informasi mengenai ukuran penampilan rata-rata tetua (DGU) dan informasi mengenai penampilan
keturunan dari hasil kombinasi persilangan (DGK) serta informasi mengenai pengaruh maternal
pada keturunan yang disebut resiprokal. Persilangan dialel lengkap lima tetua terhadap bobot per
100 biji jagung memberikan kesimpulan bahwa tetua P4S3-29-4-4-1 memiliki rata-rata
penampilan bobot yang paling tinggi dibandingkan tetua yang lain, dan kombinasi antara P4G1219-2-2-3-Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1 akan menghasilkan keturunan dengan bobot biji yang tinggi.
Bobot paling tinggi yang dihasilkan melalui persilangan lebih berat daripada tetua terbaik dan
tetua tengah masing-masing sebesar 15.41% dan 39.10%.
Kata kunci : daya gabung, resiprokal, dialel, heterosis, jagung
iii
ANALISIS RAGAM DAYA GABUNG DAN RESIPROKAL BOBOT BIJI
JAGUNG DALAM PERSILANGAN DIALEL LENGKAP
NURUL QOMARIASIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Statistika pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
iv
Judul Skripsi : Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji Jagung dalam
Persilangan Dialel Lengkap
Nama
: Nurul Qomariasih
NRP
: G14080008
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. I Made Sumertajaya, MS
NIP 196807021994021001
Dr. Ir. Sutoro, MS
NIP 195312081982031001
Diketahui
Ketua Departemen Statistika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Hari Wijayanto, M.Si
NIP 196504211990021001
Tanggal Lulus :
v
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan karya ilmiah berjudul “Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal
Bobot Biji Jagung dalam Persilangan Dialel Lengkap”.
Ucapan terima kasih tak lupa penulis ucapkan kepada berbagai pihak yang telah membantu
dalam proses penyusunan karya ilmiah ini, terutama kepada :
1. Ibu, bapak, serta kedua adik atas dukungan dan doanya yang tidak terkira.
2. Bapak Dr. Ir. I Made Sumertajaya, MS dan Bapak Dr. Ir. Sutoro, MS selaku komisi
pembimbing atas bimbingan, saran, arahan, masukan, dan waktu yang telah diberikan.
3. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Biogen)
yang telah mengijinkan penulis menggunakan data hasil persilangan lima inbrida jagung
sebagai bahan penelitian penulis.
4. Rulli Chaerul Anwar atas doa dan semangatnya.
5. Silvi, Ami, Riza, dan Dania yang telah menjadi teman diskusi yang menyenangkan.
6. Opil, Ian, Hadi, dan Sidiq sebagai teman sebimbingan yang banyak memberikan saran.
7. Billa, Enci, Esa, Enuy, Della, Willa, Mba Ita, Wuke, Tiwi dan Fitri sebagai teman Kost
Wisma Pelangi 73 atas dukungannya.
8. Keluarga besar statistika Institut Pertanian Bogor khususnya angkatan 45 atas semangat
dan dukungannya.
Semoga Allah memberikan balasan yang setimpal atas segala bantuannya. Semoga karya
ilmiah ini dapat bermanfaat kepada penulis dan pembaca.
Bogor, Agustus 2012
Nurul Qomariasih
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung pada tanggal 27 Februari 1991 sebagai anak pertama dari tiga
bersaudara dari pasangan Jumiran dan Juju Juarsih. Penulis berhasil lulus tanpa tes di Institut
Pertanian Bogor pada tahun 2008 dengan Mayor Statistika di Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam. Serta memilih ilmu penunjang Kewirausahaan Agribisnis pada tahun 2009.
Sebelum masuk perguruan tinggi, penulis telah berhasil menyelesaikan pendidikan di SMAN 1
Gadingrejo, SMPN 1 Gadingrejo dan SDN 7 Gadingrejo.
Selama perkuliahan, penulis aktif menjadi anggota Badan Pengawas Himpunan Keprofesian
Gamma Sigma Beta Periode Kepengurusan 2011/2012. Selain itu pernah membuat dua karya
ilmiah di ajang Pekan Kreativitas Mahasiswa (PKM) Nasional didanai oleh Dirjen pendidikan
tinggi (Dikti) pada tahun 2009 dan 2011. Penulis juga pernah aktif sebagai asisten mata kuliah
metode statistika dan perancangan percobaan, serta pernah mengikuti beberapa kegiatan seminar
nasional yang diadakan di lingkungan Institut Pertanian Bogor. Sejak semester tiga hingga
semester delapan penulis juga dapat mempertahankan beasiswa dari Tanoto Foundation.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................................... viii
PENDAHULUAN .................................................................................................................. 1
Latar Belakang................................................................................................................. 1
Tujuan ............................................................................................................................. 1
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................................... 1
Bobot Biji Jagung ............................................................................................................ 1
Analisis Dialel ................................................................................................................. 2
Analisis Ragam ................................................................................................................ 2
Analisis Daya Gabung dan Resiprokal ............................................................................. 2
Heterosis.......................................................................................................................... 3
BAHAN DAN METODE ....................................................................................................... 3
Bahan .............................................................................................................................. 3
Metode ............................................................................................................................ 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan dan deskripsi Data ............................................................................................ 4
Analisis Ragam Rancangan Acak Kelompok .................................................................... 5
Analisis Daya Gabung...................................................................................................... 6
Pengaruh Daya Gabung dan Resiprokal ............................................................................ 7
Heterosis.......................................................................................................................... 7
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................................... 6
Simpulan ......................................................................................................................... 8
Saran ............................................................................................................................... 8
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 8
LAMPIRAN ........................................................................................................................... 9
viii
DAFTAR TABEL
1.
Halaman
Komponen analisis ragam acak kelompok ....................................................................... 2
2.
Analisis ragam daya gabung pada persilangan dialel kombinasi lengkap .......................... 3
3.
Penomoran inbrida sebagai identitas ................................................................................ 4
4.
Data rata-rata dialel lengkap untuk bobot per 100 biji jagung (gram) ................................ 4
5.
Analisis ragam perbedaan genotipe.................................................................................. 6
6.
Analisis ragam daya gabung ............................................................................................ 6
7.
Analisis ragam acak kelompok dan daya gabung ............................................................. 6
8.
Nilai pengaruh Daya Gabung Umum ............................................................................... 7
9.
Nilai pengaruh Daya Gabung Khusus .............................................................................. 7
10. Heterosis dan Heterobeltiosis bobot biji dalam % ............................................................ 7
DAFTAR GAMBAR
1.
Halaman
Diagram batang rataan bobot per 100 biji lima tetua ........................................................ 4
2.
Diagram batang rataan bobot per 100 biji hibrida .............................................................. 5
3.
Diagram Pencar uji kenormalan sisaan Kolmogorov Smirnov ............................................ 5
4.
Diagram uji kehomogenan ragam ..................................................................................... 6
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Dua jalur pengamatan keturunan hasil persilangan kombinasi lengkap ............................... 10
2. Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5 untuk bobot per 100 butir biji jagung (gram) ...... 11
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung atau Zea mays L. yang berasal
dari
Famili Graminaceae alias rumputrumputan merupakan salah satu jenis tanaman
pangan biji-bijian. Tanaman pangan ini akan
semakin diminati konsumen terutama bagi
yang mementingkan pangan sehat, dengan
harga terjangkau bagi siapapun. Jagung selain
sebagai sumber karbohidrat juga merupakan
sumber protein yang penting dalam menu
makan masyarakat Indonesia. Jagung kaya
akan komponen pangan fungsional antara lain
serat pangan yang dibutuhkan tubuh (dietary
fiber), asam lemak esensial, isoflavon, mineral
Fe, β-karoten, komposisi asam amino esensial
(Suarni 2009). Oleh karena itu, kegiatan
pengembangan pun dilakukan pada tanaman
jagung.
Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Republik Indonesia
mendirikan sebuah unit kerja yang diberi
nama
Balai
Besar
Penelitian
dan
Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya
Genetik Pertanian (BB Biogen). Balai ini
didirikan sebagai lembaga penelitian dan
pengembangan tanaman pangan Indonesia.
Jagung merupakan salah satu tanaman pangan
yang dikembangkan oleh BB Biogen.
Pengembangan dilakukan melalui pemuliaan.
Hal ini ditujukan untuk meningkatkan hasil
tanaman yang produktif serta perbaikan mutu
tanaman yang dihasilkan. Salah satu cara
pemuliaan tanaman yang dilakukan adalah
melalui
persilangan.
Para
penelitipun
berusaha mendapatkan hibrida jagung yang
baik melalui proses persilangan tetua inbrida
yang telah diseleksi. Cara pemilihan hibrida
yang baik hasil persilangan dilakukan dengan
melakukan analisis daya gabung dan heterosis.
Poespodarsono (1988) mengartikan daya
gabung sebagai kemampuan tetua untuk
memindahkan sifat yang diinginkan kepada
keturunannya. Daya gabung terbagi menjadi
dua jenis, yaitu Daya Gabung Umum dan
Daya Gabung Khusus. Daya Gabung Umum
(DGU) dapat diartikan sebagai kemampuan
suatu
genotipe
untuk
menunjukkan
kemampuan
rata-rata
keturunan
bila
disilangkan dengan sejumlah genotipe lain
yang dikombinasikan. Bila penampilan ratarata keturunan tinggi dibandingkan tetua atau
genotipe lain disebut DGUnya tinggi.
Sedangkan Daya Gabung Khusus (DGK)
dapat diartikan sebagai kemampuan suatu
kombinasi persilangan untuk menunjukkan
kombinasi persilangan untuk menunjukkan
penampilan keturunan. Bila keturunan dari
suatu kombinasi persilangan menunjukkan
penampilan tinggi, dikatakan DGKnya tinggi.
Heterosis merupakan keunggulan hibrida atau
hasil persilangan (F1) yang melebihi nilai atau
kisaran kedua tetuanya. Genotipe tetua dalam
penelitian ini dalam keadaan homozigot,
karena peningkatan genetik umumnya hanya
dapat terjadi dari hasil persilangan tetua
homozigot.
Daya gabung ini dianalisis setelah
dilakukan
persilangan dialel lengkap.
Persilangan dialel adalah sebuah set
persilangan yang dilakukan melibatkan p tetua
dalam seluruh kombinasi persilangan yang
mungkin (Singh & Chaudary 1979).
Persilangan yang dilakukan merupakan
persilangan dialel lengkap karena analisis
yang dilakukan melibatkan inbrida tetua,
hibrida, dan resiprokal. Hibrida ditujukan
terhadap suatu varietas yang ditanam untuk
keperluan komersial yang berupa benih F1,
yang dihasilkan melalui persilangan genotipegenotipe tereleksi.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini yakni
menentukan tetua yang bila disilangkan dapat
menghasilkan keturunan dengan sifat bobot
yang spesifik.
TINJAUAN PUSTAKA
Bobot Biji Jagung
Rahmawati dan Saenong S. (2011)
menyebutkan bahwa bobot biji menunjukkan
jumlah cadangan makanan, protein, aktivitas
mitokondria,
kecepatan/kemampuan
respirasi/produksi ATP dan growth potensial.
(Sadjad et al. 1974, diacu dalam Rahmawati
& Saenong 2011) menyatakan bahwa
kandungan
cadangan
makanan
akan
mempengaruhi berat suatu benih. Hal tersebut
berpengaruh terhadap besarnya produksi dan
kecepatan tumbuh benih. Benih yang berat
dengan kandungan cadangan makanan yang
banyak akan menghasilkan energi yang lebih
besar saat mengalami proses perkecambahan.
Dengan demikian akan mempengaruhi
besarnya kecambah yang keluar dan berat
tanaman saat panen. Untuk beberapa spesies,
biji-biji yang lebih kecil dalam suatu lot benih
pada kultivar yang sama mempunyai masa
hidup yang lebih pendek.
2
Analisis Dialel
Analisis dialel dapat dilakukan pada
langkah kedua. Langkah pertama menuju
analisis dialel adalah analisis keragaman dari
rancangan
acak
kelompok.
Satuan
percobaannya adalah hasil persilangan antar
tetua termasuk tetuanya sendiri. Kemudian
diamati sifatnya, biasanya sifat kuantitatif.
Hasil pengamatan ini diplot dalam tabel dua
jalur, kemudian dihitung jumlah baris serta
lajur. Tabel dua jalur ini dapat digambarkan
secara umum pada Lampiran 1.
Terdapat empat macam dialel yang dapat
dianalisis (Poespodarsono 1988). Penggunaan
salah satu macam dialel tergantung dari tujuan
analisis
atau
dihubungkan
dengan
penyederhanaan
analisisnya.
Jumlah
kombinasi pada persilangan dialel tergantung
dari macam persilangan tetua, yakni :
1. p2 kombinasi atau kombinasi lengkap,
terdiri dari F1, resiprokal, dan
penyerbukan sendiri tetuanya.
2.
kombinasi, terdiri dari F1 dan
resiproknya.
3.
kombinasi, terdiri F1 saja.
kombinasi, terdiri dari F1 dan
penyerbukan sendiri tetuanya.
Analisis Ragam
Populasi
dialel
penuh
dianalisis
menggunakan rancangan acak kelompok
dengan k ulangan. Rancangan acak kelompok
dipilih sebagai perancangan pertama pada
analisis dialel karena biasa/umum digunakan
dan kemudahan penerapannya pada kasus ini
(Griffing 1956). Model statistik yang
digunakan sebagai berikut:
xijkl = u + vij + bk + (bv)ijk + eijkl
keterangan :
xijkl
: nilai pengamatan pada genotipe
u
: rataan populasi
vij
: pengaruh genotipe i×j
bk
: pengaruh blok ke-k
(bv)ijk : interaksi antara genotipe i×j
dengan blok ke-k
eijkl
: pengaruh lingkungan yang tak
terduga dari individu ijkl.
Analisis ini terdiri dari observasi tunggal
di setiap ulangan, mengakibatkan model
terreduksi menjadi
xijk = u + vij + bk + (bv)ijk
Berdasarkan model yang telah terreduksi,
sumber keragaman yang ada menjadi genotipe,
blok, serta galat yang dibangun dari interaksi
antara genotipe×blok. Komponen analisis
ragam yang digunakan mengasumsikan tetap
untuk genotipe dan bloknya, sedangkan acak
untuk galatnya (Tabel 1). Analisis dapat
dilanjutkan bila nilai kuadrat tengah genotipe
berbeda nyata.
Penelitian dilakukan menggunakan sistem
persilangan dialel kombinasi lengkap,
sehingga memunculkan sebanyak p2 genotipe.
Oleh karena itu, derajat bebas bagi genotipe
pada rancangan acak kelompok a-1= p2-1
dengan p adalah banyaknya tetua.
Tabel 1 Komponen analisis ragam acak
kelompok
SK
DB
JK
KT
Blok
b-1
JKb KTb
Genotipe
a-1
JKg KTg
Galat
(a-1)(b-1)
Jke KTe
Total
ab-1
JKt KTt
Analisis Daya Gabung dan Resiprokal
Berdasarkan asumsi pada rancangan acak
kelompok, yaitu asumsi tetap pada sumber
keragaman dari kelompok dan genotipe, serta
acak bagi galatnya, Griffing (1956)
menyebutkan model statistika daya gabung
yang tepat digunakan pada analisis dialel
kombinasi lengkap ini adalah :
xij = u+gi +gj+ sij + rij+
keterangan :
i, j : 1,…,p; k : 1,…,b; l : 1,…,c
u
: rata-rata populasi
gi
: pengaruh DGU bagi tetua i
gj
: pengaruh DGU bagi tetua j
sij
: pengaruh DGK persilangan tetua i×j
rij
: pengaruh resiprokal persilangan
tetua i×j
: pengaruh lingkungan yang terkait
dengan pengamatan individu ijkl.
Berdasarkan model statistika di atas,
komponen keragaman pada analisis daya
gabung dan resiprokal terdiri atas DGU,
DGK, dan resiprokal (Tabel 2). Komponen
keragaman daya gabung dan resiprokal
merupakan penguraian dari keragaman
genotipe pada rancangan acak kelompok.
Jumlah kuadrat genotipe akan sama nilainya
dengan penjumlahan masing-masing jumlah
kuadrat DGU, DGK, dan resiprokal yang
dikalikan dengan jumlah kelompok. Hal ini
3
dikarenakan terdapat perbedaan jumlah data
yang digunakan antara analisis acak kelompok
dengan analisis daya gabung. Data yang
digunakan pada analisis rancangan acak
kelompok terdiri dari data p buah genotipe
yang diulang sebanyak k ulangan. Sedangkan
data yang digunakan pada analisis daya
gabung terdiri atas data dari p buah genotipe
yang dirata-ratakan berdasarkan k ulangan.
Tabel 2 Analisis ragam daya gabung pada
persilangan
dialel
kombinasi
lengkap
SK
DB
JK
KT
DGU
p-1
JKu Ktu
DGK
p(p-1)/2
JKk KTk
Resiprokal
p(p-1)/2
JKr KTr
Galat
m
JKe KTe
keterangan :
m =
JKu =
JKk =
JKr =
Pengujian perbedaan nyata dapat dicapai
sebagai berikut :
1) Pengujian pengaruh daya gabung umum
menggunakan : F[(p-1),m] = KTu / KTe
2) Pengujian pengaruh daya gabung khusus
menggunakan : F[p(p-1)/2,m] = KTk / KTe
3) Pengujian
pengaruh
resiprokal
menggunakan : F[p(p-1)/2,m] = KTr / KTe
Nilai pengaruh masing-masing kriteria,
yaitu Daya Gabung Umum, Daya Gabung
Khusus, dan resiprokal akan dicari apabila
hasil pengujiannya berbeda nyata. Berbagai
pengaruh Daya Gabung Umum, Daya Gabung
Khusus dan resiprokal masing-masing dapat
diperkirakan sebagai berikut :
Heterosis
Heterosis adalah keunggulan hibrida atau
hasil persilangan (F1) yang melebihi nilai atau
kisaran kedua tetuanya (Poespodarsono 1988).
Sifat unggul ini digunakan untuk memperoleh
keuntungan komersial dari tanaman yang
diusahakan petani. Tanaman budidaya yang
banyak diteliti sejak diketahui adanya
heterosis adalah tanaman jagung. Konsep
heterosis
merupakan
dasar
dalam
pembentukan hibrida unggul. Inbrida yang
akan dijadikan tetua dalam pembentukan
hibrida jagung, terlebih dahulu diuji
keunggulannya dengan metode seleksi tetua
berdasarkan nilai daya gabung.
Nilai heterosis diduga berdasarkan nilai
tengah kedua tetua (mid parent) dan nilai
tengah tetua terbaik (best parent) atau
heterobeltiosis (Ganefianti 2010).
Heterosis
=
Heterobeltiosis
=
keterangan :
μf1
= nilai tengah turunan
μMP
= nilai tengah kedua tetua
μHP
= nilai tengah tetua terbaik
Heterosis antara tetua ditentukan sebagai
penyimpangan penampilan keturunan F1 dari
rata-rata tetuanya. Sedangkan heterosis tetua
terbaik dihitung sebagai selisih penampilan
keturunan F1 dari tetua dengan penampilan
yang lebih baik. Pengujian dari hasil silang ini
bertujuan untuk perbaikan hasil rata-rata
keturunan dari tetuanya (Allard 1989).
BAHAN DAN METODE
Bahan
Data yang digunakan dalam penelitian ini
adalah data sekunder hasil penelitian
Kelompok peneliti Pengelolaan Sumberdaya
Genetik (kelti PSDG) BB Biogen yang
dilakukan di Sukabumi pada masa tanam
bulan Maret tahun 2011. Jumlah data bobot
jagung yang diamati adalah sebanyak 75 data
yang terdiri atas data 25 genotipe yang
diulang sebanyak 3 kali. Peubah yang diamati
4
Metode
Prosedur yang dilakukan untuk mencapai
tujuan penelitian ini yaitu :
1. Persiapan data berupa pemberian nomor
identitas bagi inbrida tetua dan deskripsi
data rataan hasil persilangan dialel
lengkap lima tetua.
2. Melakukan analisis ragam rancangan
acak-kelompok. Cek asumsi kebebasan,
kenormalan dan kehomogenan ragam
sisaan sebelum dilihat perbedaan
genotipenya. Jika asumsi belum terpenuhi
lakukan transformasi dan identifikasi
ulang data. Jika asumsi telah terpenuhi,
lihat nilai perbedaan genotipe, jika
perbedaannya nyata, proses dilanjutkan
ke langkah 3. Jika genotipe tidak berbeda
nyata, proses dihentikan.
3. Hitung Jumlah Kuadrat bagi DGU, DGK
dan resiprokal, serta cari nilai signifikansi.
4. Jika setiap Sumber Keragaman dari poin
3 berbeda nyata, hitung nilai pengaruhnya.
Serta menginterpretasikan arti dari nilai
pengaruh setiap inbrida dan hibridanya.
5. Menentukan nilai persentase heterosis
tetua terbaik dan tetua tengah dari
kombinasi persilangan antar tetua inbrida.
Pemberian identitas diperuntukkan dalam
memudahkan penulisan seperti ditunjukkan
pada Tabel 3. Inbrida tersebut memiliki nama
yang panjang karena merupakan galur murni
yang berasal dari hasil persilangan 4 hingga 8
generasi penyerbukan sendiri.
Tabel 3 Penomoran inbrida sebagai identitas
Nomor
Nama inbrida tetua
Identitas
1
ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3
2
P4G12-19-2-2-3-Xb3
3
P4G19(5)C2-59-3-3-1-3
4
P4S3-29-4-4-1
5
ARC-178-1-3-1-1-4-1-1
Bobot biji jagung hasil persilangan dialel
lengkap lima tetua disajikan pada Lampiran 2.
Berdasarkan data pada Lampiran 2, dapat
dicari nilai rata-rata bobot per 100 biji
masing-masing genotipe yang disajikan pada
Tabel 4. Nilai rataan masing-masing genotipe
tersebut lalu ditampilkan dalam bentuk
diagram batang. Berdasarkan deskripsi data
nilai rata-rata tetua yang dicantumkan dalam
Gambar 1, dapat disimpulkan bahwa
penampilan tetua 4 memiliki rata-rata terbesar
yaitu 31.80 gram.
Rataan bobot (gram)
adalah bobot per 100 biji jagung (gram).
Inbrida tetua yang diteliti yakni :
1. ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3
2. P4G12-19-2-2-3-Xb3
3. P4G19(5)C2-59-3-3-1-3
4. P4S3-29-4-4-1
5. ARC-178-1-3-1-1-4-1-1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persiapan dan deskripsi data
Sekelompok individu yang memiliki
komposisi genetik yang homozigot sebagai
akibat perkawinan sekerabat biasa disebut
inbrida.
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0.000
1
2
3 4
Tetua
5
Gambar 1 Diagram batang rataan bobot per
100 biji lima tetua.
Tabel 4 Data rata-rata dialel lengkap untuk bobot per 100 biji jagung (gram)
Betina
Total (x.j)
Total
(xi.)
Jantan
Tetua
1
2
3
4
5
1
27.37
27.60
25.15
26.50
26.87
133.49
2
27.75
20.97
30.25
36.43
26.40
141.80
3
29.20
28.25
24.05
28.63
29.50
139.63
4
28.67
36.70
27.95
31.80
25.70
150.82
5
27.80
31.00
27.63
28.95
24.35
139.73
140.79
144.51
135.03
152.31
132.82
705.47
5
Kombinasi Inbrida (Betina-Jantan)
Dilanjutkan tetua 1 sebesar 27.37 gram, lalu
tetua 5 sebesar 24.35 gram, tetua 3 sebesar
24.05 gram dan tetua yang memiliki rata-rata
terkecil adalah tetua 2 sebesar 20.97 gram.
Berdasarkan pengertian Daya Gabung
Umum, bila penampilan rata-rata keturunan
tinggi dibandingkan tetua atau genotipe lain
disebut memiliki DGU tinggi. Mengacu
kepada hasil deskriptif, seharusnya urutan
nilai DGU tertinggi hingga terendah secara
berurutan yaitu tetua 4, tetua 1, tetua 5, tetua 3,
dan yang terakhir adalah tetua 2.
Kombinasi hasil persilangan pertama (F1)
antar inbrida menghasilkan hibrida yang
spesifik
sifat
bobotnya.
Gambar
2
menjelaskan bahwa kombinasi antara tetua
2×4 menghasilkan rata-rata bobot per 100 biji
jagung paling besar yaitu 36.70 gram, lalu
diikuti kombinasi tetua 4×2 dengan rata-rata
bobot 36.43 gram, dan kombinasi tetua 2×5
berada diurutan ketiga sebesar 31.00 gram.
Sedangkan kombinasi tetua 3×1 merupakan
kombinasi yang menghasilkan hibrida dengan
rata-rata bobot paling kecil yaitu 25.15 gram.
54
53
52
51
43
42
41
32
31
21
45
35
34
25
24
23
15
14
13
12
0
Daya Gabung Khusus berarti kemampuan
suatu
kombinasi
persilangan
untuk
menunjukkan penampilan keturunan. Bila
keturunan dari suatu kombinasi persilangan
menunjukkan penampilan tinggi, dikatakan
DGK-nya tinggi. Jika melihat pada hasil
deskripsi data, maka seharusnya nilai DGK
akan menyimpulkan bahwa kombinasi inbrida
2×4 akan menjadi hibrida yang paling tinggi
bobotnya, pada urutan kedua terbesar adalah
hibrida 4×2, lalu hibrida 2×5 dan yang
bobotnya paling kecil adalah hibrida 3×1.
Analisis Ragam Rancangan Acak
Kelompok
Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5
untuk bobot per 100 butir biji jagung untuk
seluruh genotipe yang terdiri dari 3 kali
ulangan (Lampiran 2) akan dilihat perbedaan
nyata
genotipenya.
Agar
kesimpulan
mengenai perbedaan genotipenya sah,
pengujian asumsi sisaan perlu dilakukan
terlebih dahulu. Pengujian asumsi diantaranya
dilakukan terhadap kebebasan sisaan,
kenormalan sisaan, serta kehomogenan ragam
sisaannya.
Pengujian asumsi kebebasan sisaan
dilakukan
menggunakan Run test yang
menghasilkan nilai-p sebesar 0.19. Nilai ini
melebihi nilai α=0,05 sehingga dapat
disimpulkan bahwa sisaannya saling bebas.
Asumsi lain yang diuji adalah kenormalan
sisaan dengan menggunakan uji Kolmogorov
Smirnov. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar
3. Titik-titik pengamatan mengikuti pola garis
lurus secara linear, meskipun terdapat dua
titik amatan yang terletak cukup jauh dari
posisi garis lurus. Hasil uji formal
Kolmogorov Smirnov memberikan nilaip=0.055 yang lebih besar dari α=0.05. Oleh
karena itu, hipotesis nol tidak ditolak yang
berarti sisaan menyebar normal.
20
40
Rataan Bobot (gram)
Gambar 2 Diagram batang rataan bobot per
100 biji hibrida.
Gambar 3 Diagram Pencar uji kenormalan
sisaan Kolmogorov Smirnov.
6
Pengujian formal asumsi kehomogenan
ragam menggunakan uji Bartlet karena sisaan
menyebar secara normal. Nilai-p yang lebih
besar daripada α=0.05 pada uji Bartlet
menyatakan ragam sisaannya homogen.
Gambar 4 menampilkan simpangan baku tiaptiap genotipe. Hasil uji secara formal
dibuktikan dari nilai-p=0.069 lebih besar dari
α=0.05 yang menyatakan bahwa hipotesis nol
kehomogenan ragam sisaan tidak ditolak,
artinya ragam sisaannya homogen.
F(4;48;0.05)=2.5652; nilai-F untuk DGK=6.12
lebih besar dari F(10;48;0.05)=2.0348; sedangkan
tidak terdapat perbedaan nyata pada resiprokal
ditunjukkan
oleh
nilai-F
untuk
resiprokal=1.05
lebih
kecil
dari
F(10;48;0.05)=2.0348.
Tabel 6 Analisis ragam daya gabung
SK
DB
JK
KT
DGU
4
66.80 16.70
DGK
10 180.65 18.07
Resiprokal 10
30.87
3.09
Galat
48 141.60
2.95
F
5.66*
6.12*
1.05
*DGU dan DGK berbeda nyata pada α=0.05
Gambar 4 Diagram uji kehomogenan ragam.
Berdasarkan ketiga pengujian tersebut
disimpulkan bahwa semua asumsi sisaan telah
terpenuhi.
Tahap
selanjutnya
melihat
perbedaan kuadrat tengah genotipenya. Hasil
pengujian terhadap genotipe pada Tabel 5
menunjukkan nilai-F=3.93 lebih besar dari
F(24,48,0.05)=1.75. Hasil tersebut menyimpulkan
bahwa terdapat perbedaan nyata pada
genotipe sehingga perlu dilanjutkan dengan
analisis daya gabung.
Tabel 5 Analisis ragam perbedaan genotipe
SK
DB
JK
KT
F
Kelompok
2
33.73 16.80 1.90
Genotipe
24
834.96 34.79 3.93*
Galat
48
424.80
8.85
Total
74 1293.49
*Genotipe berbeda nyata pada α=0.05
Analisis Daya Gabung
Berdasarkan kesimpulan pada subbab
sebelumnya yang menyatakan bahwa terdapat
perbedaan nyata pada genotipe, maka jumlah
kuadrat genotipe tersebut dapat diurai menjadi
komponen yang membentuknya yaitu Daya
Gabung Umum (DGU), Daya Gabung Khusus
(DGK), dan resiprokal. Hasil analisis ragam
daya gabung pada Tabel 6 menunjukkan
bahwa DGU dan DGK berbeda nyata,
sedangkan resiprokal tidak berbeda nyata.
Perbedaan nyata pada DGU ditunjukkan
oleh nilai-F untuk DGU=5.66 lebih besar dari
Hasil ini menunjukkan bahwa dari
seluruh kombinasi yang diuji terdapat paling
sedikit sepasang genotipe dengan nilai tengah
DGU dan DGK yang berbeda nyata.
Perbedaan DGU yang nyata mengindikasikan
terdapat tetua yang memiliki kemampuan
menggabung lebih tinggi dibandingkan
dengan tetua lainnya. Sedangkan perbedaan
DGK yang nyata berarti terdapat kombinasi
persilangan tertentu yang dapat menghasilkan
hibrida yang lebih baik dari persilangan
lainnya. Pengaruh resiprokal tidak berbeda
nyata berarti tidak terdapat pengaruh maternal
pada rata-rata bobot per 100 biji jagung.
Pengaruh maternal adalah fenotip anakan
untuk karakter tertentu yang dipengaruhi oleh
genotip nukleus gamet maternal.
Keragaman daya gabung merupakan
penguraian
keragaman genotipe pada
rancangan
acak
kelompok.
Sehingga
penguraian keragaman dari genotipe secara
lengkap dapat ditampilkan pada Tabel 7.
Tabel 7 Analisis ragam acak kelompok dan
daya gabung
SK
DB
JK
KT
Ulangan
2
33.73
16.80
Genotipe
24 834.96
34.79
DGU
4 200.40
50.10
DGK
10 541.95
54.20
Resiprokal 10
92.61
9.261
Galat
48 424.80
8.85
Total
74 1293.49
*Genotipe, DGU, dan DGK berbeda
α=0.05
F
1.90
3.93*
5.66*
6.12*
1.05
nyata pada
Jumlah Kuadrat (JK) bagi DGU sebesar
200.40 didapat dari nilai JK DGU pada Tabel
6 yang dikalikan dengan jumlah ulangan yaitu
sebanyak 3 kali ulangan. Hal ini karena pada
analisis
ragam
daya
gabung
tidak
memasukkan semua nilai di setiap ulangan,
tetapi hanya dihitung melalui rataan seluruh
7
nilai setiap ulangannya. Nilai rataan yang
digunakan dalam analisis ragam daya gabung
telah tersaji dalam Tabel 4. Ketentuan ini juga
berlaku bagi JK DGK dan JK resiprokal.
Pengaruh Daya Gabung dan Resiprokal
Nilai Daya Gabung Umum kelima tetua
berdasarkan bobot per 100 biji disajikan pada
Tabel 8. Tetua 4 merupakan penggabung
yang baik karena nilai DGU-nya terbesar
positif. Hal ini berarti bahwa rata-rata bobot
biji tetua 4 adalah yang tertinggi. Kemudian
disusul oleh tetua 2. Sedangkan tetua 5
merupakan penggabung terburuk karena akan
menghasilkan tanaman yang mempunyai
bobot biji yang kecil. Hal ini terlihat dari nilai
DGU-nya negatif terbesar.
Tabel 8 Nilai pengaruh Daya Gabung Umum
galur tetua nilai DGU
1
-0.792
2
0.413
3
-0.752
4
2.095
5
-0.964
Hasil urutan penampilan tetua melalui
analisis daya gabung umum dengan hasil
deskriptif data rataan menunjukkan perbedaan.
Hasil deskriptif rataan menyimpulkan tetua
dengan rataan tertinggi hingga terendah
adalah tetua 4, tetua 1, tetua 5, tetua 3, dan
yang terakhir tetua 2. Hal ini menunjukkan
bahwa penampilan genotipe tetua tidak bisa
dilihat dengan hanya melihat deskriptif
datanya saja. Walaupun tetua 4 pada analisis
DGU dan analisis deskriptif merupakan tetua
dengan penampilan tertinggi, namun hal ini
tidak berlaku bagi penampilan tetua pada
urutan kedua hingga yang kelima.
Pengaruh DGK bagi hibrida dari berbagai
kombinasi persilangan tetuanya disajikan pada
Tabel 9.
Tabel 9 Nilai pengaruh Daya Gabung Khusus
kombinasi
nilai DGK
galur tetua
1×2
-0.165
1×3
0.500
1×4
-1.938
1×5
0.870
2×3
1.370
2×4
5.840
2×5
1.032
3×4
-1.270
3×5
2.064
4×5
-2.025
Daya gabung khusus dapat diartikan
sebagai
kemampuan
suatu kombinasi
persilangan untuk menunjukkan penampilan
keturunan. Hasil penelitian terhadap rata-rata
bobot per 100 biji jagung menunjukkan bahwa
dari semua kombinasi keturunan, kombinasi
tetua 2×4 akan menghasilkan bobot paling
besar karena nilai DGK-nya bernilai paling
besar dan positif. Kemudian disusul oleh
kombinasi tetua 3×5 dan kombinasi tetua 2×3.
Sedangkan kombinasi tetua 4×5 akan
menghasilkan bobot paling kecil karena nilai
DGK-nya negatif terbesar.
Serupa dengan hasil pada analisis DGU,
hasil urutan penampilan hibrida melalui
analisis DGK dengan hasil deskriptif data
rataan menunjukkan perbedaan. Pada
deskriptif rataan, hibrida dengan rataan
tertinggi, kedua tertinggi, ketiga tertinggi
hingga terendah masing-masing adalah
kombinasi antara tetua 2×4, tetua 2×5, tetua
1×3 dan tetua 3×5. Hal ini juga menunjukkan
bahwa penampilan genotipe hibrida tidak bisa
dilihat dengan hanya melihat deskriptif
datanya saja. Walaupun hasil persilangan
antara 2×4 pada analisis DGK dan analisis
deskriptif
merupakan
hibrida
dengan
penampilan tertinggi, hal ini tidak berlaku
bagi penampilan tetua pada urutan kedua,
ketiga, hingga yang terakhir.
Heterosis
Nilai
persentase
heterosis
dan
heterobeltiosis semua kombinasi hibrida
berdasarkan nilai pengaruh DGK terurut
ditampilkan pada Tabel 10.
Tabel 10 Heterosis dan Heterobeltiosis bobot
biji dalam %
Hibrida
DGK
Heterosis
Heterobeltiosis
2×4
3×5
2×3
2×5
1×5
1×3
1×2
3×4
1×4
4×5
5.840
2.064
1.370
1.032
0.870
0.500
-0.165
-1.270
-1.938
-2.025
39.103
14.187
135.744
36.815
7.509
13.582
14.828
0.090
-3.099
3.117
15.409
14.900
34.738
47.854
1.583
21.414
32.353
-12.107
-9.853
-8.962
Data di atas menyatakan bahwa walaupun
pasangan inbrida 2×4 memiliki nilai DGK
yang tinggi, namun nilai heterosisnya bukan
yang tertinggi. Nilai heterosis yang sangat
rendah hingga sangat tinggi sangat berkaitan
dengan hubungan kekerabatan dari tetua yang
8
digunakan. Heterosis rendah disebabkan tetua
yang
digunakan
memiliki
hubungan
kekerabatan yang dekat sebaliknya heterosis
yang tinggi memiliki kekerabatan cukup jauh.
(Manjarrez et al. 1997, diacu dalam Aryana
2007) menambahkan bahwa jarak tetua yang
semakin jauh akan semakin memperbesar
perbedaan gen-gen potensial dalam bentuk
epistasis dan dominan sehingga akhirnya akan
memperbesar potensi heterosisnya. Hasil
tinggi dapat diperoleh apabila kombinasi antar
galur memiliki nilai heterosis dan daya
gabung khusus yang besar (Aryana 2007).
Oleh karena itu, dalam penelitian ini tetua 2×4
dipilih sebagai kombinasi terbaik karena 2×4
memiliki nilai rataan tertinggi yaitu sebesar
36.70 gram dan nilai DGK lebih tinggi
dibandingkan 2×3. Sedangkan hibrida 2×3
memiliki bobot rataan 28.25 gram. Hibrida
dengan bobot terkecil berdasarkan nilai
terendah DGK yaitu hibrida 4×5. Dapat
dilihat pada Tabel 10 bahwa nilai DGK
hibrida 4×5 tidak berbeda jauh dengan hibrida
1×4 yang memiliki heterosis yang negatif.
Sehingga pada kasus ini hibrida 1×4 dipilih
sebagai hibrida dengan bobot biji terkecil
karena memiliki nilai DGK dan heterosis yang
sangat rendah serta nilai rataan 28.67 lebih
kecil dari nilai rataan 4×5 sebesar 28.95.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil analisis menunjukkan bahwa
inbrida P4S3-29-4-4-1 memiliki rata-rata
penampilan bobot yang tinggi dibandingkan
tetua yang lain sedangkan inbrida ARC-1781-3-1-1-4-1-1 memiliki rata-rata penampilan
bobot yang paling kecil. Hasil analisis Daya
Gabung
Khusus
menyatakan
bahwa
kombinasi antara inbrida P4G12-19-2-2-3Xb3
dengan
P4S3-29-4-4-1
akan
menghasilkan keturunan dengan bobot biji
yang tinggi. Lain halnya pada kombinasi
inbrida ARC1-27-6-6-1-3-2-Xb3 dengan
P4S3-29-4-4-1
menghasilkan
keturunan
dengan bobot yang paling kecil. Selain itu,
pengaruh resiprokal tidak nyata yang berarti
tidak terdapat pengaruh maternal pada hibrida
yang
dihasilkan.
Analisis
heterosis
menyatakan Bobot per 100 butir biji jagung
hasil persilangan inbrida P4G12-19-2-2-3Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1 lebih berat
daripada tetua terbaik dan tetua tengah yang
masing-masing sebesar 15.41% dan 39.10%.
Saran
Pemilihan inbrida tidak hanya terpaku
pada bobot yang besar, yakni ukuran biji yang
besar. Tetapi pemilihannya disesuaikan
dengan tujuan penggunaannya. Untuk
menghasilkan biji jagung yang kecil dapat
dipilih pasangan inbrida ARC1-27-6-6-1-3-2Xb3 dengan P4S3-29-4-4-1.
DAFTAR PUSTAKA
Allard RW. 1989. Pemuliaan Tanaman.
Jakarta : PT Bina Aksara.
Aryana IGPM. 2007. Heterosis padi beras
merah tipe cere dan bulu kultivar NTB.
Agroteksos Vol. 17 No. 2.
Ganefianti DW. 2010. Genetik ketahanan
cabai terhadap begomovirus penyebab
daun keriting kuning dan arah
pemuliaannya [tesis]. Bogor : Program
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Griffing B. 1956. Concepts of general and
specific combining ability in relation to
diallel
crossing
systems.
Aust.
J.Biol.Sci.9 : 463-493.
Poespodarsono S. 1988. Dasar-dasar ilmu
pemuliaan tanaman. Bogor : PAU-LSI
IPB.
Rahmawati, Saenong S. 2011. Mutu fisiologis
benih pada beberapa varietas jagung
selama periode simpan. Prosiding Pekan
Serealia Nasional; Maros, 27-28 Juli
2010. Maros: Balai Penelitian Tanaman
Serealia. hlm 478-485.
Singh SK, Chaudary DB. 1979. Biometrical
Methods In Quantitative Analysis. New
Delhi : Kalyani Publisher.
Suarni. 2011. Komposisi nutrisi jagung
menuju hidup sehat. Di dalam : Inovasi
teknologi serealia menuju kemandirian
pangan dan agroindustri. Prosiding
Seminar Nasional Serealia; Maros,
Februari 2009. Maros: Pusat Penelitian
dan Pengembangan Tanaman Pangan.
hlm 60-68.
9
LAMPIRAN
ii
10
Tetua Betina
Lampiran 1 Dua jalur pengamatan keturunan hasil persilangan kombinasi lengkap
Tetua Jantan
3
4
x13
x14
x23
x24
x33
x34
x43
x44
1
2
3
4
1
x11
x21
x31
x41
2
x12
x22
x32
x42
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
p
Jumlah
lajur
xp1
xp2
xp3
xp4
x.1
x.2
x.3
x.4
….
….
….
….
p
x1p
x2p
x3p
x4p
xij
x.j
Jumlah
baris
x1.
x2.
x3.
x4.
xi.
xpp
xp.
x.p
X..
Keterangan : xij = keturunan F1
xji = resiprok
x11, x22, x33,…,xpp = penyerbukan sendiri atau sama dengan tetuanya
iii
11
Lampiran 2 Data hasil persilangan dialel lengkap 5×5 untuk bobot per 100 butir biji jagung
(gram)
Tetua Jantan
Tetua
Ulangan
1
P-1
2
3
1
P-2
2
Tetua Betina
3
1
P-3
2
3
1
P-4
2
3
1
P-5
2
3
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
27.90
29.50
24.70
23.90
27.60
31.30
26.40
23.90
25.15
26.50
24.30
28.70
29.00
24.30
27.30
27.75
25.50
30.00
21.60
19.20
22.10
34.10
30.25
26.40
34.90
37.60
36.80
24.80
28.00
26.40
31.20
27.20
29.20
30.00
28.25
26.50
15.80
32.30
24.05
22.70
28.70
34.50
26.20
29.50
32.80
25.90
28.80
31.30
38.70
34.70
36.70
27.60
28.30
27.95
32.40
31.00
32.00
26.20
25.20
25.70
29.80
25.80
27.80
32.00
30.00
31.00
27.70
24.50
30.70
26.90
28.95
31.00
20.00
24.35
28.70