Manajemen Kebun Benih Kayuputih di Paliyan Gunungkidul untuk Optimalisasi Perolehan Genetik Hasil Minyak

Noor Khomsah Kartikawati, Prof. Dr. Moh. Na’iem, M.Agr.

2014 | Disertasi | S3 Ilmu Kehutanan

Kebun benih yang ideal menghasilkan benih-benih yang berkualitas dari pohonpohon induk dengan fertilitas seragam, pembungaan sinkron, perkawinan yang terjadi secara acak, serta aliran serbuk sari yang tersebar menyeluruh di dalam kebun benih. Untuk mendapatkan perolehan genetic yang optimal dari kebun benih maka diperlukan penelitian khususnya berkaitan dengan aspek genetik pada kebun benih. Tujuan khusus dalam penelitian ini adalah untuk mmengetahui keragaman fertilitas, sistem perkawinan dan pola aliran serbuk sari pohon induk, serta hasil penyerbukan terkendali di kebun benih kayuputih. Berbagai informasi ini selanjutnya menjadi dasar pertimbangan utama untuk mengoptimalkan kinerja kebun benih guna mendapatkan perolehan genetic yang maksimal. Penelitian dilakukan pada kebun benih kayuputih di Paliyan Gunungkidul. Variabel fertilitas diamati selama 2 periode pembungaan dan pembuahan. Sistem perkawinan diamati pada 10 induk terpilih berdasarkan model perkawinan campuran. Pola aliran serbuk sari diamati pada 240 keturunan dari 10 induk terpilih tersebut dengan metode eksklusi kandidat tetua jantan pada seluruh kebun benih. Delapan primer mikrosatelit digunakan dalam analisis sistem perkawinan dan pola persebaran serbuk sari, yang dilakukan di Laboratorium Genetika Molekuler, Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan, Yogyakarta. Penelitian juga dilakukan dipertanaman uji keturunan full-sib yang merupakan hasil penyerbukan terkendali pohon-pohon plus di kebun benih kayuputih di Paliyan untuk mengevaluasi daya gabung umum dan daya gabung khusus serta tindak gen dalam pengendalian sifat pada kayuputih. Hasil evaluasi fertilitas menunjukkan kinerja kebun benih yang cukup baik, tercermin dari 70-89% pembungaan serempak, koefisien sibling 1,39 (pengamatan 2010) dan 1,25 (pengamatan tahun 2011). Meskipun ditemukan fertilitas yang tidak seragam, hal ini dapat ditolerir dengan banyaknya jumlah pohon yang berkontribusi dalam menghasilkan benih. Pembungaan yang serempak ini mendukung aliran serbuk sari yang tersebar merata (panmixia) dengan jarak rata-rata donor serbuk sari sejauh 43 meter, serta sistem perkawinan yang cenderung berkawin silang (tm=0,95; ts=0,806). Terdapat kontaminasi serbuk sari dari luar kebun benih dengan nilai yang rendah (11%). Semua faktor ini mendukung keragaman genetik yang tinggi dari benih yang dihasilkan oleh kebun benih (HE=0,602; HO=0,594) dan perkawinan cenderung terjadi secara acak (FIS=0,013). Analisis daya gabung umum dan daya gabung khusus untuk sifat pertumbuhan (tinggi dan diameter) dan sifat minyak (rendemen dan kadar 1,8 cineole) menunjukkan bahwa sifat-sifat tersebut dikendalikan oleh gen aditif maupun gen non aditif. Manajemen kebun benih ke depan perlu dilakukan upaya-upaya untuk menyeragamkan dan meningkatkan fertilitas. Dalam program pemuliaan siklus berikutnya perlu dilakukan pembangunan kebun benih skala produksi untuk menghasilkan benih yang lebih unggul dengan memilih famili-famili yang nilai daya gabung umumnya tinggi. Rancangan kebun benih perlu dibuat dengan sistem sub galur, yaitu dengan menanam famili-famili yang pola pembungaanya tidak sinkron dengan famili lainnya secara terpisah.

An ideal seed orchard produces high quality seeds from mother trees characterized by synchronous fertility, flowering synchrony, random mating, and panmictic pollen flow within seed orchard. In order to obtain the genetic gain from seed orchard, genetic aspects research on seed orchard is required to know fertility variation, mating system and pollen flow pattern of mother trees, and controlled pollination results of cajuput seed orchard. This information is essential as main consideration to optimize seed orchard performance. The research was carried out in cajuput seed orchard at Paliyan, Gunungkidul, in order to know fertility variation, mating system and pollen flow pattern of mother trees. Fertility variables were observed for two periods of flowering and fruiting. Mating system was observed on ten selected mother trees based on mixed mating model. Pollen flow pattern was examined on 240 offsprings of the ten selected mother trees using exclusion method for all male parent candidates in seed orchard. Eight microsatellite primers was applied for mating system and pollen flow pattern analysis, and carried out in Molecular Genetic Laboratory, Center for Forest Biotechnology and Tree Improvement, Yogyakarta. The research was also done in full-sib progeny test plantation resulted from controlled pollination of selected plus trees in cajuput seed orchard at Paliyan, in order to evaluate general combining ability, specific combining ability, and gene action in controlling of cajuput characters. Fertility evaluation resulted good performance of seed orchard, indicated by 70- 89% of flowering synchrony, and sibling coefficient of 1.39 and 1.25 in 2010 and 2011 observation, respectively. Although uneven fertility was found, it could be covered by abundance of fruiting trees. The flowering synchrony supported panmictic pollen flow with average pollen range of 43 m and mainly outcrosses mating system (tm=0.95; ts= 0.806). Pollen contamination from outside seed orchard was low (11%). These factors supported high genetic variation (HE=0.602; HO=0.594) of seeds resulted by seed orchard and tend to mate randomly (FIS=0,013). Analysis of general combing ability and specific combing ability on growth characters (height and diameter) and oil characters (yield and 1,8 cineole content) showed that these characters were controlled both by additive and non additive genes. In order to construct breeding strategy in the future, it is essential to improve the present condition, mainly to synchronize and increase fertility. In the next breeding cycle,seed orchard should be established in production scale using improved seeds by selecting families with high general combining ability. Seed orchard should be designed with sub lines, since asynchronous flowering families should be separately planted.

Kata Kunci : kayuputih, kebun benih, keragaman fertilitas, sistem perkawinan, pola persebaran serbuk sari, daya gabung umum, daya gabung khusus