HUBUNGAN KEKERABATAN DAN PERAKITAN VARIETAS JAGUNG LOKAL MADURA (Zea mays L) BERDASARKAN KARAKTER MORFOLOGIS, KARIOTIP DAN MOLEKULAR

ACHMAD AMZERI, SP.,MP., Prof.Dr.Ir. Didik Indradewa; Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc.; Dr. Diah Rachmawati, M.Si.

2015 | Disertasi | S3 Ilmu Biologi

Penelitian hubungan kekerabatan dan perakitan varietas jagung lokal Madura (Zea mays L.) berdasarkan karakter morfologis, kariotipe dan molekular dilakukan dengan tujuan karakterisasi morfologis jagung lokal Madura, membuat kunci identifikasi jagung lokal Madura, penentuan genotip potensial untuk dikembangkan dalam program pemuliaan, karakterisasi genetik jagung lokal Madura berdasarkan RAPD, menentukan hubungan fenetik jagung okal Madura berdasarkan karakter morfologis dan molekular, membuat kariotip dan penentuan rasio panjang absolut (R) pada jagung lokal Madura yang diuji dan membuat varietas berbasis jagung lokal Madura yang bisa dikembangkan di Pulau Madura. Penelitian ini meliputi 16 kultivar jagung lokal Madura yang dikoleksi dari 4 Kabupaten di Madura (Bangkalan, Sampang, Pamekasan dan Sumenep), jagung Pioneer P-21 dan BISI-2 sebagai pembanding. Hubungan kekerabatan ditentukan berdasarkan 58 ciri karakter morfologis meliputi habitus, daun, batang, malai dan tongkol. Pembuatan kariotip dan idiogram dilakukan pada genotip terpilih berdasarkan hasil karakterisasi morfologis. Karakter molekular Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) berdasarkan terdapat dan tidaknya pita RAPD untuk mengidentifikasi kekerabatan fenetik. Analisis hubungan fenetik data morfologis dan molekular RAPD dengan metode UPGMA menggunakan piranti lunak NTSYSpc.21. Pembuatan kariotip dilakukan dengan memproyeksikan foto preparat pembelahan mitosis pada tahap prometafase menggunakan program AutoCAD Map 2000i dan Adobe Photoshop 7.0. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakter morfologis pada 16 kultivar jagung lokal Madura bervariasi pada karakter habitus tanaman, karakter daun, karakter batang, karakter malai dan karakter tongkol. Berdasarkan karakter morfologis, didapatkan kunci identifikasi untuk mengenal kultivar jagung lokal Madura. Didapatkan 4 genotip yang dapat digunakan sebagai program pemuliaan yaitu Tambin-1, Delima, Tambin-2 (kultivar yang mempunyai karakter produktivitas tinggi) dan Krajekan (kultivar yang mempunyai karakter umur genjah). Karakter molekular yang dilakukan dengan metode RAPD pada 16 kultivar jagung lokal Madura bervariasi dalam hal jumlah dan ukuran fragmen DNA, di mana hasil amplifikasi dari 10 primer menghasilkan 105 fragmen dengan ukuran produk amplifikasi berkisar antara 75 � 2000 bp pada primer yang berbeda. Analisis hubungan fenetik berdasarkan derajat kemiripan dari 16 kultivar jagung lokal Madura menggunakan penanda morfologis dan RAPD sama-sama menghasilkan 4 kelompok, tetapi analisis secara morfologis memiliki tingkat kemiripan 77%, sedangkan analisis RAPD memiliki tingkat kemiripan 63%. Berdasarkan analisis fenetik karakter morfologis dipilih kultivar Tambin-1 dan Dheber untuk digunakan sebagai penelitian kariotip. Formula kariotip kultivar Tambin-1 dan Dheber sama yaitu 2n = 20 = 20m, sedangkan perbedaan variasi genetik antara kedua tanaman berdasarkan nilai R cukup besar (0,6211) sehingga nilai tersebut dapat digunakan untuk membedakan kultivar Tambin-1 dan Dheber. Hasil hibridisasi antara kultivar jagung Tambin-1 dengan Srikandi Kuning-1 menghasilkan hibrida dengan produktivitas rata-rata 6,8 ton per hektar dan umur panen rata-rata 79 hari pada 4 Kabupaten di Madura.

The objectives research genetic research and variety assembly among Madura local maize (Zea mays L.) based on morphological, karyotype and molecular characters was conducted to study morphological characterization of Madura local maize, make identification key of Madura local maize, determine potential genotype to be developed in the breeding program, the genetic characterization of Madura local maize based on RAPD, determine the phenetic relationship of Madura local maize based on morphological and molecular, make karyotype and determination of the absolute length ratio (R) at a local maize that tested and make varietas based on Madura local maize which could be developed on the Madura island. This study includes 16 local maize cultivars were collected from four Madura districts (Bangkalan, Sampang, Pamekasan and Sumenep), Pioneer P-21 and BISI-2 maize for comparison. To determine the phenetic and genetic relationship between the Madura local maize cultivars, 58 morphological characters including habitus, leaf, stem, tassel and cob. Making karyotype and idiogram performed on selected genotypes based on morphological characterization. Molecular character was used based on presence and absence of DNA band to identify phenetic relationship. Analysis of morphological and RAPD by UPGMA method using software NTSYSpc.21. Karyotype preparations was done by projecting photos on the mitotic phase of the prometafase using AutoCAD Map 2000i program and Adobe Photoshop 7.0. The results showed that the morphological characters in 16 local maize cultivars of Madura vary in plant habitus character, leaf character, stem character, tassel character and cob character. Based on morphological character, was obtained identification key to get to know the Madura local maize cultivars. Obtained 4 genotype that can be used as a breeding program : Tambin-1, Delima, Tambin-2 (cultivars that have high productivity characters) and Krajekan (cultivars that have early maturity character). Molecular character performed by RAPD method on 16 local maize cultivars of Madura vary in the number and size of the DNA fragments, where the results of 10 primer amplification produced 105 fragments with size of the amplification products ranging from 75-2000 bp in different primer. The analysis based on the similiarity degree of phenetic relationship of 16 cultivars of Madura local maize using morphological and RAPD equally produce four groups, but the analysis of morphological similarity level of 77%, whereas RAPD analysis has 63% similarity level. Based on the phenetic analysis of morphological characters was selected Tambin-1 and Dheber cultivars to be used as a karyotype research. Karyotype formula of Tambin-1 and Dheber cultivars equally was 2n = 20 = 20m, while the difference between the genetic variation of two plant based on the value of R was quite large (0.6211) so that the values can be used to distinguish Tambin-1 and Dheber cultivars. The result of hybridization between Tambin-1 with Srikandi Kuning-1 produced a hybrid with an average productivity of 6.8 tons per hectare and harvesting an average of 79 days at 4 districts in Madura.

Kata Kunci : Hubungan kekerabatan, perakitan varietas, jagung lokal Madura, karakter morfologis, kariotip dan molekular.