Seleksi Individu Terpilih Pada Tanaman Kedelai (Glycine Max L. Merrill) Generasi M5 Berdasarkan Karakter Produksi Tinggi dan Toleran Penyakit Busuk Pangkal Batang Athelia rolfsii (Curzi)
5
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut Steenis (2003) tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut
Kingdom : Plantae; Divisio : Spermatophyta; Subdivisio : Angiospermae;
Class
: Dicotyledoneae; Ordo : Polypetales; Family : Leguminosae;
Subfamily : Papilionoideae; Genus : Glycine; Species : Glycine max (L.)Merrill.
Sistem perakaran pada kedelai yaitu akar tunggang dan akar sekunder
yang tumbuh dari akar tunggang. Pertumbuhan akar tunggang dapat mencapai
panjang sekitar 2 m atau lebih pada kondisi yang optimal. Namun umumnya akar
tunggang hanya tumbuh pada kedalaman lapisan tanah olahan yang tidak terlalu
dalam sekitar 30-50 cm ( Ramos et al., 2010).
Tanaman kedelai berbatang pendek (30 cm), memiliki 3-6 percabangan.
Cabang akan muncul di batang tanaman dan jumlah cabang tergantung dari
varietas dan kondisi tanah. Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua
tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan
batang ini didasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Pertumbuhan
batang tipe determinate ditunjukkan dengan batang yang tidak tumbuh lagi pada
saat tanaman mulai berbunga. Sementara pertumbuhan batang tipe indeterminate
dicirikan bila pucuk batang tanaman masih bisa tumbuh daun, walaupun tanaman
sudah mulai berbunga (Jenabiyan et al., 2014).
Daun kedelai termasuk daun majemuk dengan tiga buah anak daun.
Bentuknya oval dengan ujung lancip. Daun-daun ini akan menguning jika sudah
tua, dan berguguran mulai bagian bawah. Pada tipe determinate daun bagian
Universitas Sumatera Utara
6
bawah tengah batang seragam. Sedangkan pada tipe indeterminate daun atas lebih
kecil (Irwan, 2006).
Bunga kedelai termasuk bunga sempurna yaitu setiap bunga mempunyai
alat jantan dan betina. Penyerbukan
terjadi pada saat mahkota bunga masih
tertutup sehingga kemungkinan perkawinan silang akan kecil. Tidak semua bunga
dapat
menjadi
sempurna.
polong
Sekitar
walaupun
60 %
bunga
telah
terjadi
rontok
penyerbukan
sebelum
secara
membentuk
polong (Murniati, 2010)
Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah munculnya
bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong yang terbentuk
pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah dalam setiap
kelompok. Di dalam polong terdapat biji yang berjumlah 2-3 biji. Setiap biji
kedelai mempunyai ukuran bervariasi, mulai dari kecil (sekitar 7-9 g/100 biji),
sedang (10-13 g/100 biji), dan besar (>13 g/100 biji). Bentuk biji bervariasi,
tergantung pada varietas tanaman, yaitu bulat, agak gepeng, dan bulat telur.
Namun demikian, sebagian besar biji berbentuk bulat telur (Irwan, 2006).
Syarat Tumbuh
Iklim
Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu
basah, tetapi air tetap tersedia. Jagung merupakan tanaman indikator yang baik
bagi kedelai. Tanah yang baik ditanami jagung, baik pula ditanami kedelai.
Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah pH= 5,8-7,0
tetapi pada pH 4,5 pun kedelai dapat tumbuh. Pada pH kurang dari 5,5
pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan
Universitas Sumatera Utara
7
bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau
proses pembusukan) akan berjalan kurang baik (Murniati, 2010).
Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau lama
penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman “hari pendek”.
Artinya, tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas
kritis, yaitu 15 jam perhari. Oleh karena itu, bila varietas yang berproduksi tinggi
dari daerah subtropik dengan panjang hari 14 – 16 jam ditanam di daerah tropik
dengan rata-rata panjang hari 12 jam maka varietas tersebut akan mengalami
penurunan produksi karena masa bunganya menjadi pendek, yaitu dari umur 50 –
60 hari menjadi 35 – 40 hari setelah tanam. Selain itu, batang tanaman pun
menjadi lebih pendek dengan ukuran buku subur juga lebih pendek (Irwan, 2006).
Kedelai akan tumbuh subur pada wilayah yang curah hujan optimalnya
100-200 mm/bulan dengan hujan yang merata. temperatur antara 25-27 C dengan
penyinaran penuh atau minimal 10 jam per hari. Kelembaban suhu rata-rata yang
baik bagi tanaman kedelai adalah 50%. Tanaman kedelai bisa tumbuh pada daerah
yang berada antara 0-900 meter diatas permukaan laut. Pertumbuhan optimal
tanaman kedelai terjadi pada daerah dengan ketinggian 650 m diatas permukaan
laut (Murniati, 2010).
Tanah
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai
agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan
liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
bahan organik dan pH antara 5,5 – 7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung
cukup air tapi tidak sampai tergenang (Rubatzky dan Yamaguci, 1989).
Universitas Sumatera Utara
8
Faktor lain yang mempengaruhi keberhasilan pertanaman kedelai yaitu
kedalaman olah tanah yang merupakan media pendukung pertumbuhan akar.
Artinya, semakin dalam olah tanahnya maka akan tersedia ruang untuk
pertumbuhan akar yang lebih bebas sehingga akar tunggang yang terbentuk
semakin kokoh dan dalam. Pada jenis tanah yang bertekstur remah dengan
kedalaman olah lebih dari 50 cm, akar tanaman kedelai dapat tumbuh mencapai
kedalaman 5 m. Sementara pada jenis tanah dengan kadar liat yang tinggi,
pertumbuhan akar hanya mencapai kedalaman sekitar 3 m (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai dapat ditanam pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi yang baik. Jenis tanah yang sangat cocok untuk menanam kedelai ialah
Aluvial, Regosol, Grumosol, Latosol, dan Andosol. Nilai pH ideal bagi
pertumbuhan kedelai dan bakteri Rhizobium adalah 6,0-6,8. Untuk menaikkan
pH,
dilakukan
pengapuran
misalnya
dengan
Kalsit,
Dolomit
dan
lain-lain (Rubatzky dan Yamaguci, 1989).
Pemuliaan Mutasi dengan Radiasi Sinar Gamma
Menurut IAEA [1977] bahan mutagen yang sering digunakan dalam
penelitian pemuliaan tanaman digolongkan menjadi dua kelompok yaitu :
1. Mutagen kimia (chemical mutagen) yaitu senyawa alkyl (alkylating agents)
misalnya seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES), methyl
methane sulphonate (MMS), hydroxylamine, nitrous acids, acridines dan
sebagainya.
2. Mutagen fisika (physical mutagen) yaitu radiasi pengion (ionizing radiation)
seperti sinar-X, radiasi Gamma, radiasi beta, neutrons, dan
partikel dari
aselerator. Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation)
Universitas Sumatera Utara
9
yang dapat melepas energi (ionisasi), begitu melewati atau menembus
materi (Harsanti dan Yulidar, 2015).
Pemuliaan tanaman dengan mutasi induksi merupakan cara efektif untuk
memperkaya plasma nutfah yang sudah ada dan sekaligus untuk perbaikan
varietas. Penggunaan energi seperti sinar gamma pada tanaman akan memberikan
pengaruh yang baik di bidang pertanian, dengan perlakuan dosis radiasi sinar
gamma yang tepat diperoleh tanaman yang mempunyai sifat – sifat yang
diinginkan seperti : hasil atau produksi tinggi, umur genjah, tahan terhadap
penyakit dan sebagainya. Tetapi kenyataan yang ditimbulkan tidak semuanya
memenuhi harapan (Sibarani et al.,2015).
Tingkat keberhasilan iradiasi dalam meningkatkan keragaman populasi
sangat ditentukan oleh radiosensitivitas tanaman (genotipe) yang diiradiasi karena
tingkat radiosensitivitas antargenotipe dan kondisi tanaman saat diiradiasi sangat
bervariasi. Radiosensitivitas dapat diukur berdasarkan nilai LD50 (lethal dose 50),
yaitu tingkat dosis yang menyebabkan kematian 50% dari populasi tanaman yang
diiradiasi. Dosis optimal dalam induksi mutasi yang menimbulkan keragaman dan
menghasilkan mutan terbanyak biasanya terjadi di sekitar LD50. Selain LD50
radiosensitivitas juga dapat diamati dari adanya hambatan pertumbuhan atau
kematian tanaman, mutasi somatik, patahan kromosom, serta jumlah dan ukuran
kromosom. Pada pemuliaan mutasi, selain melihat LD50 pada generasi M1,
tanaman mutan juga dapat diidentifikasi pada tingkat DNA dengan menggunakan
marka molekuler seperti SSR, baik pada populasi M1 maupun pada generasi
berikutnya (Asadi, 2011).
Universitas Sumatera Utara
10
Penyakit Busuk Pangkal Batang Athelia rolfsiiPada Kedelai
Pada kedelai, infeksi A. rolfsii menyebabkan rendahnya persentase biji
berkecambah sehingga mengurangi populasi tanaman. Kondisi lahan yang lembab
merupakan lingkungan kondusif yang dapat memicu parahnya infeksi
A. rolfsii pada tanaman aneka kacang. Keparahan penyakit juga dipengaruhi oleh
rendahnya ketahanan varietas yang ditanam. Kedelai varietas Anjasmoro di
lingkungan lembab seperti di Genteng-Banyuwangi, dilaporkan terinfeksi
A. rolfsii dengan kejadian penyakit cukup tinggi mencapai 23%, sementara itu
pada varietas Wilis kejadian penyakit kurang dari 10%. Tanaman aneka kacang
dapat terinfeksi sejak pra berkecambah hingga menjelang panen, namun fase kritis
adalah fase awal tumbuh hingga pertumbuhan vegetatif awal. Gejala penyakit
berupa busuk perakaran dan pangkal batang, rebah bibit (damping-off), layu,
tanaman mati, serta busuk polong. Awal infeksi A. rolfsii pada umumnya terjadi
di permukaan lubang tanam atau pangkal batang tanaman inang. Gejala penyakit
berupa ruam pada pangkal batang, lesio berwarna coklat muda, kemudian
berkembang menjadi coklat tua (Rahayu, 2012).
Sclerotium rolfsii membutuhkan oksigen yang sangat banyak, mereka
umumnya berkecambah ketika mereka berada di daerah atas tanah (kurang dari 5
cm mendalam), hal ini menjelaskan bahwa penyakit ini lebih merusak di tanah
berpasir. Sklerotiumnya dapat dengan mudah disebarluaskan melalui bibit
transplantasi, air, angin, praktik budidaya, tanah yang terinfeksi atau sisa-sisa
tanaman. Selama proses infeksi, jamur mengeluarkan asam oksalat dan
endopolygalacturonase, yang menurunkan jaringan tanaman dan sel-sel, dan
akhirnya menyebabkan pembusukan. S. rolfsii yang menyukai kondisi hangat,
Universitas Sumatera Utara
11
cuaca basah dan terus menyebar ketika hifa dan sclerotia mencapai jaringan
tanaman rentan baru saat ini kondisi yang menguntungkan bertahan. Hal ini
menjelaskan mengapa tanaman terinfeksi S. rolfsii biasanya bergerombol atau
mengelompok di lapangan (Xie, 2012).
Pengendalian yang masih mungkin dilakukan adalah dengan aplikasi
musuh alami penyakit tular tanah. Penanaman varietas tahan merupakan cara
pengendalian yang praktis, murah, dan aman bagi lingkungan, namun
ketersediaan varietas tahan sangat terbatas. Hasil penelitian menunjukkan terdapat
perbedaan tingkat ketahanan varietas dan genotipe kedelai terhadap S. rolfsii. Dari
31 varietas yang diuji, tidak satupun yang tahan terhadap penyakit layu
Sclerotium, dua varietas agak tahan yaitu Malabar dan Petek, lima varietas agak
rentan, tujuh varietas rentan, dan 17 sangat rentan. Selanjutnya dari 81 genotipe
koleksi plasma nutfah yang diuji ketahanannya terhadap penyakit layu Sclerotium,
beberapa di antaranya tahan terhadap jamur S. rolfsii yaitu genotipe MLG 0002,
MLG 0070, MLG 0072, MLG 0086, dan MLG 0115 (Sumartini, 2011).
Mutasi Untuk Meningkatkan Keragaman Genetik
Efektifitas perbaikan genetik untuk sifat-sifat yang diinginkan seperti sifai
agronomis, fisiologi dalam program pemuliaan mutasi ditentukan oleh dosis
iradiasi dan tingkat radio sensitivitas tanaman yang diradiasi dan kondisi tanaman
saat diiradiasi. Untuk meningkatkan keragaman genetik pada kedelai, dosis 200
Gy yang diaplikasikan pada biji merupakan dosis anjuran (Mudibu et al., 2012).
Hasil penelitian Mudibu et al., (2012) menunjukkan tingkat lokus yang polimorfis
meningkat secara signifikan pada mutan kedelai yang diberi 200 Gy iradiasi sinar
gama dibandingkan dengan yang tidak di radiasi (kontrol). Hal yang sama juga
Universitas Sumatera Utara
12
dilaporkan oleh Hanafiah et al. (2010) bahwa pada varietas Argomulyo,
keragaman yang tinggi pada generasi M2 kedelai diperoleh pada iradiasi dengan
dosis 200 Gy (Asadi, 2013).
Sebagai kedelai yang bernilai terutama ditentukan oleh protein dan
kandungan minyak dari biji, sementara nilai untuk produser ditentukan oleh hasil,
petani perlu mempertimbangkan modifikasi bagaimana genetik dan seleksi untuk
minyak atau protein dapat dikombinasikan dengan perbaikan genetik dan seleksi
untuk hasil untuk memaksimalkan nilai kotor per hektar. Kultivar kedelai telah
dihasilkan oleh sinar X, neutron termal dan iradiasi gamma di negara yang
berbeda, terutama di Cina. Ini kultivar dirilis telah diperbaiki dalam hasil pertama
polong yang besar, minyak dan kadar protein tinggi, kematangan, ketahanan daya
simpan, toleransi terhadap polong pecah dan ketahanan terhadap nematoda. Galur
kedelai dengan peningkatan kandungan protein minyak atau peningkatan
agronomi dapat diterima (Hajos et al., 2000).
Mutasi buatan merupakan salah satu metode untuk meningkatkan
keragaman somaklonal yang dapat diterapkan dalam pemuliaan tanaman. Teknik
ini dapat mempercepat diperolehnya varietas baru dengan berbagai sifat atau
karakter yang diinginkan seperti ketahanan terhadap penyakit. Induksi mutasi
dapat dilakukan dengan perlakuan bahan mutagen tertentu. Mutagen yang sering
digunakan dalam pemuliaan tanaman, yaitu mutagen fisik (radiasi sinar X, sinar
gamma) dan mutagen kimia (ethyl methane sulfonate atau EMS, methyl methane
sulfonate atau MMS, Nmethyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine atau MNNG danlainlain) (Sukmadjaja et al.,2013).
Universitas Sumatera Utara
13
Upaya Pemuliaan Mutasi Dengan Karakter Produksi Tinggi dan Toleran
Busuk Pangkal Batang
Kajian pemuliaan tanaman untuk merakit varietas dengan karakter
produksi tinggi diperoleh hasil penelitian generasi M1 oleh Sibarani et al.,(2015)
diperoleh hasil iradiasi sinar gamma pada dosis 300 Gy tanaman ke-14 terjadi
perubahan warna bunga menjadi putih keseluruhan dan tanaman ke-18 memiliki
dua warna dalam satu kuntum bunga yaitu putih dan ungu. Pada parameter bobot
biji per tanaman dosis 100 Gy tanaman ke- 6 memiliki produksi tertinggi
dibandingkan kontrol dan tanaman ke-11 dosis 100 Gy memiliki tinggi tanaman
yang pendek dan produksinya lebih tinggi dibandingkan kontrol. Pada generasi
M2 oleh Mustaqim (2015) didapatkan hasildosis radiasi 100 Gy, 200 Gy dan 300
Gy mempengaruhi karakter umur berbunga, umur panen, tinggi tanaman, jumlah
cabang produktif, jumlah polong,jumlah biji,bobot biji pertanaman,bobot 100 biji.
Pada populasi 100 Gy jumlah produktivitas tanaman semakin meningkat dan pada
populasi 300 Gy umur berbunga menjadi semakin lama.
Pada penelitian generasi M3 oleh Sihombing et al., (2016) pada perlakuan
dosis 200 Gy mempengaruhi tinggi tanaman, jumlah cabang, umur berbunga,
umur panen, jumlah polong, jumlah biji, dan bobot biji tanaman tetapi pada
populasi 300 Gy umur berbunga menjadi semakin lama.. Terdapat 12 tanaman
terpilih hasil seleksi berdasarkan umur genjah dan tinggi dari 3 populasi iradiasi.
Pada generasi M4 oleh Bangun (2016) didapatkan hasil bahwa terdapat enam
belas sampel genotipe yang memiliki karakter umur genjah dan produksi tinggi
tanaman kedelai generasi M4 masing-masing barisan terbaik hasil iradiasi sinar
gamma.
Universitas Sumatera Utara
14
Berdasarkan hasil penelitian Husna (2011) menyatakan bahwa persentase
kejadian penyakit A. rolfsii tertinggi terdapat pada varietas Anjasmoro yaitu
55.56%, kemudian diikuti oleh Willis yaitu 44.44% dan Grobogan yaitu 33.33%.
Hal ini dapat terjadi dikarenakan serangan patogen yang tinggi serta tidak adanya
ketahanan pada varietas nyang diuji pada penelitian ini sehingga tingkat
ketahanan benih tidak terdapat perbedaan. Pada saat patogen menginfeksi
tanaman, tanaman akan melakukan pertahanan struktural berupa pertahanan
jaringan, pertahanan sel dan pertahanan sitoplasma. Pada saat patogen berhasil
menginfeksi tanaman, maka tanaman akan memberikan respon berupa sakit
karena terinfeksi atau tanaman akan tetap sehat karena resisten terhadap patogen.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut Steenis (2003) tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut
Kingdom : Plantae; Divisio : Spermatophyta; Subdivisio : Angiospermae;
Class
: Dicotyledoneae; Ordo : Polypetales; Family : Leguminosae;
Subfamily : Papilionoideae; Genus : Glycine; Species : Glycine max (L.)Merrill.
Sistem perakaran pada kedelai yaitu akar tunggang dan akar sekunder
yang tumbuh dari akar tunggang. Pertumbuhan akar tunggang dapat mencapai
panjang sekitar 2 m atau lebih pada kondisi yang optimal. Namun umumnya akar
tunggang hanya tumbuh pada kedalaman lapisan tanah olahan yang tidak terlalu
dalam sekitar 30-50 cm ( Ramos et al., 2010).
Tanaman kedelai berbatang pendek (30 cm), memiliki 3-6 percabangan.
Cabang akan muncul di batang tanaman dan jumlah cabang tergantung dari
varietas dan kondisi tanah. Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua
tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan
batang ini didasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Pertumbuhan
batang tipe determinate ditunjukkan dengan batang yang tidak tumbuh lagi pada
saat tanaman mulai berbunga. Sementara pertumbuhan batang tipe indeterminate
dicirikan bila pucuk batang tanaman masih bisa tumbuh daun, walaupun tanaman
sudah mulai berbunga (Jenabiyan et al., 2014).
Daun kedelai termasuk daun majemuk dengan tiga buah anak daun.
Bentuknya oval dengan ujung lancip. Daun-daun ini akan menguning jika sudah
tua, dan berguguran mulai bagian bawah. Pada tipe determinate daun bagian
Universitas Sumatera Utara
6
bawah tengah batang seragam. Sedangkan pada tipe indeterminate daun atas lebih
kecil (Irwan, 2006).
Bunga kedelai termasuk bunga sempurna yaitu setiap bunga mempunyai
alat jantan dan betina. Penyerbukan
terjadi pada saat mahkota bunga masih
tertutup sehingga kemungkinan perkawinan silang akan kecil. Tidak semua bunga
dapat
menjadi
sempurna.
polong
Sekitar
walaupun
60 %
bunga
telah
terjadi
rontok
penyerbukan
sebelum
secara
membentuk
polong (Murniati, 2010)
Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah munculnya
bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong yang terbentuk
pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah dalam setiap
kelompok. Di dalam polong terdapat biji yang berjumlah 2-3 biji. Setiap biji
kedelai mempunyai ukuran bervariasi, mulai dari kecil (sekitar 7-9 g/100 biji),
sedang (10-13 g/100 biji), dan besar (>13 g/100 biji). Bentuk biji bervariasi,
tergantung pada varietas tanaman, yaitu bulat, agak gepeng, dan bulat telur.
Namun demikian, sebagian besar biji berbentuk bulat telur (Irwan, 2006).
Syarat Tumbuh
Iklim
Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu
basah, tetapi air tetap tersedia. Jagung merupakan tanaman indikator yang baik
bagi kedelai. Tanah yang baik ditanami jagung, baik pula ditanami kedelai.
Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah pH= 5,8-7,0
tetapi pada pH 4,5 pun kedelai dapat tumbuh. Pada pH kurang dari 5,5
pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan
Universitas Sumatera Utara
7
bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau
proses pembusukan) akan berjalan kurang baik (Murniati, 2010).
Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau lama
penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman “hari pendek”.
Artinya, tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas
kritis, yaitu 15 jam perhari. Oleh karena itu, bila varietas yang berproduksi tinggi
dari daerah subtropik dengan panjang hari 14 – 16 jam ditanam di daerah tropik
dengan rata-rata panjang hari 12 jam maka varietas tersebut akan mengalami
penurunan produksi karena masa bunganya menjadi pendek, yaitu dari umur 50 –
60 hari menjadi 35 – 40 hari setelah tanam. Selain itu, batang tanaman pun
menjadi lebih pendek dengan ukuran buku subur juga lebih pendek (Irwan, 2006).
Kedelai akan tumbuh subur pada wilayah yang curah hujan optimalnya
100-200 mm/bulan dengan hujan yang merata. temperatur antara 25-27 C dengan
penyinaran penuh atau minimal 10 jam per hari. Kelembaban suhu rata-rata yang
baik bagi tanaman kedelai adalah 50%. Tanaman kedelai bisa tumbuh pada daerah
yang berada antara 0-900 meter diatas permukaan laut. Pertumbuhan optimal
tanaman kedelai terjadi pada daerah dengan ketinggian 650 m diatas permukaan
laut (Murniati, 2010).
Tanah
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai
agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan
liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
bahan organik dan pH antara 5,5 – 7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung
cukup air tapi tidak sampai tergenang (Rubatzky dan Yamaguci, 1989).
Universitas Sumatera Utara
8
Faktor lain yang mempengaruhi keberhasilan pertanaman kedelai yaitu
kedalaman olah tanah yang merupakan media pendukung pertumbuhan akar.
Artinya, semakin dalam olah tanahnya maka akan tersedia ruang untuk
pertumbuhan akar yang lebih bebas sehingga akar tunggang yang terbentuk
semakin kokoh dan dalam. Pada jenis tanah yang bertekstur remah dengan
kedalaman olah lebih dari 50 cm, akar tanaman kedelai dapat tumbuh mencapai
kedalaman 5 m. Sementara pada jenis tanah dengan kadar liat yang tinggi,
pertumbuhan akar hanya mencapai kedalaman sekitar 3 m (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai dapat ditanam pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi yang baik. Jenis tanah yang sangat cocok untuk menanam kedelai ialah
Aluvial, Regosol, Grumosol, Latosol, dan Andosol. Nilai pH ideal bagi
pertumbuhan kedelai dan bakteri Rhizobium adalah 6,0-6,8. Untuk menaikkan
pH,
dilakukan
pengapuran
misalnya
dengan
Kalsit,
Dolomit
dan
lain-lain (Rubatzky dan Yamaguci, 1989).
Pemuliaan Mutasi dengan Radiasi Sinar Gamma
Menurut IAEA [1977] bahan mutagen yang sering digunakan dalam
penelitian pemuliaan tanaman digolongkan menjadi dua kelompok yaitu :
1. Mutagen kimia (chemical mutagen) yaitu senyawa alkyl (alkylating agents)
misalnya seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES), methyl
methane sulphonate (MMS), hydroxylamine, nitrous acids, acridines dan
sebagainya.
2. Mutagen fisika (physical mutagen) yaitu radiasi pengion (ionizing radiation)
seperti sinar-X, radiasi Gamma, radiasi beta, neutrons, dan
partikel dari
aselerator. Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation)
Universitas Sumatera Utara
9
yang dapat melepas energi (ionisasi), begitu melewati atau menembus
materi (Harsanti dan Yulidar, 2015).
Pemuliaan tanaman dengan mutasi induksi merupakan cara efektif untuk
memperkaya plasma nutfah yang sudah ada dan sekaligus untuk perbaikan
varietas. Penggunaan energi seperti sinar gamma pada tanaman akan memberikan
pengaruh yang baik di bidang pertanian, dengan perlakuan dosis radiasi sinar
gamma yang tepat diperoleh tanaman yang mempunyai sifat – sifat yang
diinginkan seperti : hasil atau produksi tinggi, umur genjah, tahan terhadap
penyakit dan sebagainya. Tetapi kenyataan yang ditimbulkan tidak semuanya
memenuhi harapan (Sibarani et al.,2015).
Tingkat keberhasilan iradiasi dalam meningkatkan keragaman populasi
sangat ditentukan oleh radiosensitivitas tanaman (genotipe) yang diiradiasi karena
tingkat radiosensitivitas antargenotipe dan kondisi tanaman saat diiradiasi sangat
bervariasi. Radiosensitivitas dapat diukur berdasarkan nilai LD50 (lethal dose 50),
yaitu tingkat dosis yang menyebabkan kematian 50% dari populasi tanaman yang
diiradiasi. Dosis optimal dalam induksi mutasi yang menimbulkan keragaman dan
menghasilkan mutan terbanyak biasanya terjadi di sekitar LD50. Selain LD50
radiosensitivitas juga dapat diamati dari adanya hambatan pertumbuhan atau
kematian tanaman, mutasi somatik, patahan kromosom, serta jumlah dan ukuran
kromosom. Pada pemuliaan mutasi, selain melihat LD50 pada generasi M1,
tanaman mutan juga dapat diidentifikasi pada tingkat DNA dengan menggunakan
marka molekuler seperti SSR, baik pada populasi M1 maupun pada generasi
berikutnya (Asadi, 2011).
Universitas Sumatera Utara
10
Penyakit Busuk Pangkal Batang Athelia rolfsiiPada Kedelai
Pada kedelai, infeksi A. rolfsii menyebabkan rendahnya persentase biji
berkecambah sehingga mengurangi populasi tanaman. Kondisi lahan yang lembab
merupakan lingkungan kondusif yang dapat memicu parahnya infeksi
A. rolfsii pada tanaman aneka kacang. Keparahan penyakit juga dipengaruhi oleh
rendahnya ketahanan varietas yang ditanam. Kedelai varietas Anjasmoro di
lingkungan lembab seperti di Genteng-Banyuwangi, dilaporkan terinfeksi
A. rolfsii dengan kejadian penyakit cukup tinggi mencapai 23%, sementara itu
pada varietas Wilis kejadian penyakit kurang dari 10%. Tanaman aneka kacang
dapat terinfeksi sejak pra berkecambah hingga menjelang panen, namun fase kritis
adalah fase awal tumbuh hingga pertumbuhan vegetatif awal. Gejala penyakit
berupa busuk perakaran dan pangkal batang, rebah bibit (damping-off), layu,
tanaman mati, serta busuk polong. Awal infeksi A. rolfsii pada umumnya terjadi
di permukaan lubang tanam atau pangkal batang tanaman inang. Gejala penyakit
berupa ruam pada pangkal batang, lesio berwarna coklat muda, kemudian
berkembang menjadi coklat tua (Rahayu, 2012).
Sclerotium rolfsii membutuhkan oksigen yang sangat banyak, mereka
umumnya berkecambah ketika mereka berada di daerah atas tanah (kurang dari 5
cm mendalam), hal ini menjelaskan bahwa penyakit ini lebih merusak di tanah
berpasir. Sklerotiumnya dapat dengan mudah disebarluaskan melalui bibit
transplantasi, air, angin, praktik budidaya, tanah yang terinfeksi atau sisa-sisa
tanaman. Selama proses infeksi, jamur mengeluarkan asam oksalat dan
endopolygalacturonase, yang menurunkan jaringan tanaman dan sel-sel, dan
akhirnya menyebabkan pembusukan. S. rolfsii yang menyukai kondisi hangat,
Universitas Sumatera Utara
11
cuaca basah dan terus menyebar ketika hifa dan sclerotia mencapai jaringan
tanaman rentan baru saat ini kondisi yang menguntungkan bertahan. Hal ini
menjelaskan mengapa tanaman terinfeksi S. rolfsii biasanya bergerombol atau
mengelompok di lapangan (Xie, 2012).
Pengendalian yang masih mungkin dilakukan adalah dengan aplikasi
musuh alami penyakit tular tanah. Penanaman varietas tahan merupakan cara
pengendalian yang praktis, murah, dan aman bagi lingkungan, namun
ketersediaan varietas tahan sangat terbatas. Hasil penelitian menunjukkan terdapat
perbedaan tingkat ketahanan varietas dan genotipe kedelai terhadap S. rolfsii. Dari
31 varietas yang diuji, tidak satupun yang tahan terhadap penyakit layu
Sclerotium, dua varietas agak tahan yaitu Malabar dan Petek, lima varietas agak
rentan, tujuh varietas rentan, dan 17 sangat rentan. Selanjutnya dari 81 genotipe
koleksi plasma nutfah yang diuji ketahanannya terhadap penyakit layu Sclerotium,
beberapa di antaranya tahan terhadap jamur S. rolfsii yaitu genotipe MLG 0002,
MLG 0070, MLG 0072, MLG 0086, dan MLG 0115 (Sumartini, 2011).
Mutasi Untuk Meningkatkan Keragaman Genetik
Efektifitas perbaikan genetik untuk sifat-sifat yang diinginkan seperti sifai
agronomis, fisiologi dalam program pemuliaan mutasi ditentukan oleh dosis
iradiasi dan tingkat radio sensitivitas tanaman yang diradiasi dan kondisi tanaman
saat diiradiasi. Untuk meningkatkan keragaman genetik pada kedelai, dosis 200
Gy yang diaplikasikan pada biji merupakan dosis anjuran (Mudibu et al., 2012).
Hasil penelitian Mudibu et al., (2012) menunjukkan tingkat lokus yang polimorfis
meningkat secara signifikan pada mutan kedelai yang diberi 200 Gy iradiasi sinar
gama dibandingkan dengan yang tidak di radiasi (kontrol). Hal yang sama juga
Universitas Sumatera Utara
12
dilaporkan oleh Hanafiah et al. (2010) bahwa pada varietas Argomulyo,
keragaman yang tinggi pada generasi M2 kedelai diperoleh pada iradiasi dengan
dosis 200 Gy (Asadi, 2013).
Sebagai kedelai yang bernilai terutama ditentukan oleh protein dan
kandungan minyak dari biji, sementara nilai untuk produser ditentukan oleh hasil,
petani perlu mempertimbangkan modifikasi bagaimana genetik dan seleksi untuk
minyak atau protein dapat dikombinasikan dengan perbaikan genetik dan seleksi
untuk hasil untuk memaksimalkan nilai kotor per hektar. Kultivar kedelai telah
dihasilkan oleh sinar X, neutron termal dan iradiasi gamma di negara yang
berbeda, terutama di Cina. Ini kultivar dirilis telah diperbaiki dalam hasil pertama
polong yang besar, minyak dan kadar protein tinggi, kematangan, ketahanan daya
simpan, toleransi terhadap polong pecah dan ketahanan terhadap nematoda. Galur
kedelai dengan peningkatan kandungan protein minyak atau peningkatan
agronomi dapat diterima (Hajos et al., 2000).
Mutasi buatan merupakan salah satu metode untuk meningkatkan
keragaman somaklonal yang dapat diterapkan dalam pemuliaan tanaman. Teknik
ini dapat mempercepat diperolehnya varietas baru dengan berbagai sifat atau
karakter yang diinginkan seperti ketahanan terhadap penyakit. Induksi mutasi
dapat dilakukan dengan perlakuan bahan mutagen tertentu. Mutagen yang sering
digunakan dalam pemuliaan tanaman, yaitu mutagen fisik (radiasi sinar X, sinar
gamma) dan mutagen kimia (ethyl methane sulfonate atau EMS, methyl methane
sulfonate atau MMS, Nmethyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine atau MNNG danlainlain) (Sukmadjaja et al.,2013).
Universitas Sumatera Utara
13
Upaya Pemuliaan Mutasi Dengan Karakter Produksi Tinggi dan Toleran
Busuk Pangkal Batang
Kajian pemuliaan tanaman untuk merakit varietas dengan karakter
produksi tinggi diperoleh hasil penelitian generasi M1 oleh Sibarani et al.,(2015)
diperoleh hasil iradiasi sinar gamma pada dosis 300 Gy tanaman ke-14 terjadi
perubahan warna bunga menjadi putih keseluruhan dan tanaman ke-18 memiliki
dua warna dalam satu kuntum bunga yaitu putih dan ungu. Pada parameter bobot
biji per tanaman dosis 100 Gy tanaman ke- 6 memiliki produksi tertinggi
dibandingkan kontrol dan tanaman ke-11 dosis 100 Gy memiliki tinggi tanaman
yang pendek dan produksinya lebih tinggi dibandingkan kontrol. Pada generasi
M2 oleh Mustaqim (2015) didapatkan hasildosis radiasi 100 Gy, 200 Gy dan 300
Gy mempengaruhi karakter umur berbunga, umur panen, tinggi tanaman, jumlah
cabang produktif, jumlah polong,jumlah biji,bobot biji pertanaman,bobot 100 biji.
Pada populasi 100 Gy jumlah produktivitas tanaman semakin meningkat dan pada
populasi 300 Gy umur berbunga menjadi semakin lama.
Pada penelitian generasi M3 oleh Sihombing et al., (2016) pada perlakuan
dosis 200 Gy mempengaruhi tinggi tanaman, jumlah cabang, umur berbunga,
umur panen, jumlah polong, jumlah biji, dan bobot biji tanaman tetapi pada
populasi 300 Gy umur berbunga menjadi semakin lama.. Terdapat 12 tanaman
terpilih hasil seleksi berdasarkan umur genjah dan tinggi dari 3 populasi iradiasi.
Pada generasi M4 oleh Bangun (2016) didapatkan hasil bahwa terdapat enam
belas sampel genotipe yang memiliki karakter umur genjah dan produksi tinggi
tanaman kedelai generasi M4 masing-masing barisan terbaik hasil iradiasi sinar
gamma.
Universitas Sumatera Utara
14
Berdasarkan hasil penelitian Husna (2011) menyatakan bahwa persentase
kejadian penyakit A. rolfsii tertinggi terdapat pada varietas Anjasmoro yaitu
55.56%, kemudian diikuti oleh Willis yaitu 44.44% dan Grobogan yaitu 33.33%.
Hal ini dapat terjadi dikarenakan serangan patogen yang tinggi serta tidak adanya
ketahanan pada varietas nyang diuji pada penelitian ini sehingga tingkat
ketahanan benih tidak terdapat perbedaan. Pada saat patogen menginfeksi
tanaman, tanaman akan melakukan pertahanan struktural berupa pertahanan
jaringan, pertahanan sel dan pertahanan sitoplasma. Pada saat patogen berhasil
menginfeksi tanaman, maka tanaman akan memberikan respon berupa sakit
karena terinfeksi atau tanaman akan tetap sehat karena resisten terhadap patogen.
Universitas Sumatera Utara