Amelia et al.: Evaluasi Segregasi Fenotipe Quantitative Trait Loci (QTL) 1
J.  Agrotek    Tropika.    ISSN  2337-4993 Vol.  2,    No.  1:  1  –  6,  Januari  2014

## EVALUASI  SEGREGASI  FENOTIPE  QUANTITATIVE  TRAIT  LOCI  (QTL) PADA TANAMAN PADI VARIETAS LOKAL DAN NASIONAL DI LINGKUNGAN SAWAH BARU
Rizki Amelia,  Saiful  Hikam, & Paul  B  Timotiwu
Jurusan Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Lampung Jl. Prof. Soemantri Brodjonegoro, No.1, Bandar Lampung 35145 E-mail:rizki_zie666@yahoo.com

## ABSTRAK
Tanaman padi ( Oryza sativa L.)  merupakan salah satu tanaman pangan yang diusahakan di Indonesia. Salah satu usaha untuk meningkatkan produksi padi dengan metode quantitative trait loci (QTL).  Tujuan penelitian adalah (1) mendapatkan kultivar QTL yang mengalami segregasi fenotipe pada tanaman padi yang ditanam pada lingkungan sawah baru; (2) mendapatkan kultivar QTL yang memiliki ragam genetik dan heritabilitas broad- sense dari tanaman padi yang diteliti di lingkungan sawah baru dan mendapatkan  peubah yang dapat dijadikan parameter untuk seleksi langsung dan tidak langsung.  Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret - Mei 2012 di Politeknik Negeri Lampung dan Laboratorium Benih Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Rancangan perlakuan disusun dalam kuasi Rancangan Kelompok Teracak Sempurna (RKTS) dengan 3 ulangan untuk setiap sampel. Data terlebih dahulu dicari rata-ratanya. Selanjutnya,  data pengamatan diuji dengan uji Bartlett dan Levene untuk kehomogenan data. Bila homogen analisis data dilanjutkan dengan analisis ragam.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa  (1) segregasi fenotipe muncul di lingkungan sawah baru pada tanaman padi varietas IR64 yang merupakan varietas nasional.  Segregasi fenotipe terlihat dari parameter tinggi tanaman dan jumlah anakan yang tidak sama pada tanaman padi yang ditanam di lingkungan sawah baru; (2) Keragaman genetik dan heritabilitas yang tinggi terlihat pada semua varietas baik varietas lokal maupun varietas nasional yang ditanam di lingkungan sawah baru dan seleksi langsung ditunjukkan oleh parameter produksi, sedangkan seleksi tidak langsung ditujukkan oleh parameter bobot gabah isi, bobot gabah total, dan jumlah bulir isi pada varietas padi lokal dan nasional  di lingkungan  sawah baru.
Kata kunci : heritabilitas, padi, QTL, ragam genetik

## PENDAHULUAN
Padi  ( Oryza  sativa L.)  merupakan  makanan pokok  bagi  sebagian  besar  penduduk  Indonesia. Permintaan  akan  komoditas  ini  dari  tahun  ke  tahun mengalami lonjakan sejalan dengan bertambahnya jumlah penduduk.  Hal  ini  menghar uskan  petani  untuk meningkatkan  produktivitas  padi  untuk  memenuhi kebutuhan pangan masyarakat di Indonesia.  Salah satu cara  meningkatkan  produksi  tanaman  padi  adalah dengan  mena nam  va rietas  unggul  yang  dapat menghasilkan produksi lebih tinggi serta menghasilkan padi dengan kualitas yang terbaik.
Varietas unggul galur murni dapat dibuat dengan menyilangkan  dua  genotipe  padi  yang  berbeda  untuk menggabungkan sifat-sifat unggul dari keduanya.  Hasil persilangan  ditanam  dan  secara  alami  akan  terjadi perkawinan  sendiri  dalam  satu  tanaman.    Hasilnya ditanam  kembali  dan  akan  sangat  bervariasi  karena terjadi segregasi gen-gen  di dalamnya.
Segregasi yang  terjadi pada tanaman  padi  yang dapat  terlihat  secara  visual  adalah  segregasi  fenotipe
yang  meliputi  antara  lain,  tinggi  tanaman  dan  jumlah anakan.  Segregasi  fenotipe  dapat  terlihat  apabila tanaman padi yang ditanam di lahan budidaya memiliki tinggi  yang  tidak  seragam  dan  jumlah  anakan  yang berbeda untuk tiap-tiap rumpun padi.  Nilai fenotipe suatu tanaman  tidak  hanya  terdiri  atas  pengaruh  genotipe tetapi  juga  oleh  pengaruh  lingkungan  dan  interaksi genotipe dan  lingkungan (Falconer dan Mackay, 1996). Salah  satu  cara  untuk  mengendalikan  sifat-sifat  gen tanaman  padi  yang  ditanam  tersebut  adalah  dengan menggunakan  metode  analisis quantitative  trait  loci atau disebut metode QTL.  Pemetaan QTL adalah upaya untuk mengidentifikasi lokasi di dalam segmen DNA  di mana terdapat gen yang mengendalikan suatu karakter kuantitatif yang  ditargetkan.
Sela in  itu,  faktor  lingkunga n  juga  dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman padi. Penelitian ini dilakukan di lingkungan ketiga atau lahan sawah baru yang merupakan sawah irigasi.  Lingkungan ketiga  berbeda  dengan  lingkungan  pertama  (Tulang Bawang Barat) yang merupakan sawah tadah hujan dan lingkungan kedua (Way Jepara) yang merupakan sawah
irigasi teknis. Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah, penelitian ini dilakukan untuk menjawab masalah yang dirumuskan dalam pertanyaan: ( 1) apakah terjadi segregasi fenotipe pada tanaman padi yang ditanam pada lingkungan  sawah baru?, (2) apakah terdapat kultivar QTL  yang  memiliki  ragam  genetik  dan  heritabilitas broad-  sense dari  tanaman  padi  yang  diteliti  di lingkungan  sawah  baru?,  dan  (3)  Apakah  terdapat peubah  yang  dapat  dijadikan  parameter  untuk  seleksi langsung dan tidak langsung?.

## BAHAN  DAN  METODE
Penelitian  ini  bertempat  di  Politeknik  Negeri Lampung dan  Laboratorium Benih Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.  Penelitian ini berlangsung dari bulan Maret –Mei 2012. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 9 varietas padi, yaitu varietas Sarinah (V1), Mutiara (V2), Gendut (V3), IR-64 (V4), PB Bogor (V5),  Ciliwung  (V6),  Ciherang  (V7),  Kesit  (V8),  dan Tewe (V9).  Dalam penelitian ini hanya menggunakan varietas padi lokal dan nasional, yaitu varietas Sarinah, Mutiara, Gendut dan IR-64.  Alat yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  bambu  sepanjang  150  cm,  cat, kamera  digital,  alat  tulis,  meteran, seed  blower ,  oven dan timbangan digital.
Lahan  penelitian  diolah  menggunakan  bajak sebelum ditanami padi.  Benih padi terlebih dulu disemai sebelum ditanam di lahan penelitian.  Benih padi yang siap tanam dipindahkan ke lubang tanam dengan jarak tanam 25 cm x 25 cm dengan dua benih padi per satu lubang.  Pupuk yang digunakan antara lain Urea, SP36 dan KCl.  Pupuk Urea diberikan sebanyak 300 kg ha -1 dan diaplikasikan sebanyak 3 kali pada saat awal tanam, masa  vegetatif,  dan  pada  awal  pembungaan.  Pupuk SP36 diberikan sebanyak 100 kg ha -1 yang diaplikasikan sebanyak  1  kali  pada  saat  awal  tanam.  Pupuk  KCl diberikan  sebanyak  100  kg  ha -1 yang  diaplikasikan sebanyak 2 kali yaitu pada awal tanam dan pada masa pembungaan.  Pengendalian  hama  menggunakan insektisida Regent Spontan yang diaplikasikan seminggu sekali.  Penetapan  sampel  dilakukan  pada  saat  masa vegetatif. Penetapan sampel  pertama untuk menetukan QTL  pertama  yaitu  jumlah  anakan  dan  ketahanan terhadap  penyakit blast .  Penetapan  sampel  kedua dilakukan 2 minggu setelah penetapan sampel pertama. Penetapan sampel kedua untuk menentukan QTL kedua yaitu jumlah bulir. Penetapan sampel  ketiga dilakukan saat  masa  berbunga.  Penetapan  sampel  ketiga  untuk menentukan  QTL  ketiga  yaitu  tinggi  tanaman  dan kecepatan waktu berbunga.  Panen dilakukan saat masa berbunga  <  50%,  panen  dilakukan  dengan  cara  diarit
dan  kemudian  dirontokkan  dari  malainya  dengan  cara dipukulkan ke papan. Padi yang telah dipanen kemudian dikeringkan dengan cara dijemur selama seminggu hingga kadar  air  berkurang  sebanyak  80%  kemudian  padi disimpan di ruang penyimpanan.
Penelitian ini menggunakan rancangan perlakuan kuasi RKTS (Rancangan Kelompok Teracak Sempurna) dengan 3 ulangan.  Masing masing ulangan terdiri dari 3 sampel  tanaman.  Data  terlebih  dahulu  dicari  rata- ratanya.  Selanjutnya,  data pengamatan diuji dengan uji Bartlett  dan  Levene  untuk  kehomogenan  data.  Bila homogen analisis data dilanjutkan dengan analisis ragam. Pengujian  ANOVA  menggunakan  software Statistic Analysis  System (SAS)  dan  korelasi  menggunakan software Minitab  14 .    Besarnya  ragam  genetik  ( σ ²g), heritabilit as broad-sense (h²bs)  yang  diduga berdasarkan  kuadrat  nilai  tengah  harapan  pada  hasil analisis ragam dan rancangan percobaan yang digunakan sesuai  model  matematika  berdasarkan  Hallauer  dan Miranda.
Variabel  pengamatan  pada  penelitian  ini  yaitu tinggi tanaman, jumlah anakan, bobot gabah isi, bobot gabah total per-rumpun, bobot 100 butir gabah isi dengan kadar air 5 %, jumlah gabah isi dan produksi (ton/ha)

## HASIL  DAN  PEMBAHASAN
Rekapitulasi kuadrat nilai tengah dari fase vegetatif dan generatif dari kultivar QTL yang ditanam ditampilkan pada  Tabel  1.  Tinggi  tanaman  yang  merupakan  fase vegetatif  menunjukkan  hasil  yang  signifikan  untuk varietas,  QTL  dan  varietas  QTL.  Pada  fase  generatif yang ditunjukkan oleh parameter bobot gabah isi, bobot gabah total, bobot 100 butir, jumlah bulir isi dan produksi menunjukkan  hasl  yang  signifikan  untuk  varietas  dan varietasQTL, sedangkan QTL mendapatkan hasil yang signifikan  pada  parameter  jumlah  gabah  isi.  Hal  ini menunjukkan  bahwa   faktor   lingkungan  t idak mempengaruhi pertumbuhan kultivar QTL yang ditanam sedangkan faktor gen mempengaruhi pertumbuhan dan produksi  dari  kultivar  QTL  yang  ditanam.  Menurut Pinaria (1995) dalam Syukur et al. (2011), keragaman genetik suatu populasi tergantung pada apakah populasi tersebut  merupakan  generasi  bersegregasi  dari  suatu persilangan,  pada  generasi  ke  berapa,  dan  bagaimana latar  belakang  genetiknya.  Keragaman  genetik  dan heritabilitas sangat bermanfaat dalam proses seleksi.
Hasil penelitian menunjukan bahwa varietas IR64 yang  merupakan  varietas  nasional  menghasilkan produksi padi yang lebih rendah dibandingkan dengan tiga varietas lain yang merupakan varietas lokal (Gendut dan  Mutiara),  sedangkan  varietas  Sarinah  yang
merupakan varietas nasional mendapatkan produksi yang cukup tinggi dibandingkan varietas IR64 (Tabel 2).  Pada Tabel 3 peringkat berdasarkan BNJ 0,05 untuk QTL, QTL sudut anakan dan jumlah bulir mendapatkan peringkat pertama,  sedangkan  tinggi  tanaman  mendapatkan peringkat kedua.  Pada Tabel 4 peringkat berdasarkan BNJ 0.05 untuk varietas QTL, varietas QTL Mutiara Sudut Anakan dan Gendut Sudut Anakan menempati peringkat pertama sedangkan  Mutiara  jumlah  bulir,  IR64  tinggi tanaman dan mutiara tinggi tanaman berada di peringkat kedua.
Lewis  dan Christiansen(1981)  dalam
Pradnyawathi (2012)  menyatakan  bahwa  tanaman Sumber keragaman Derajat kebebasan Tinggi tanaman (cm) Jumlah anakan Bobot gabah isi (g) Bobot gabah total (g) Bobot 100 butir gabah isi (g) Jumlah gabah isi Produksi (t ha -1 ) Ulangan 2 1,44 1,75 2,01 2,02 0,07 656 0,032 Varietas 3 833,36** 201,53** 235,23* 481,49** 1,93* 179155,8 3,85* QTL 2 400,97** 2,99 106,85 116,13 0,34 443440,62*      1,75 Varietas QTL 6 906,47** 30,78* 278,60**  330,02**      4,58**     56414,41     4,56** Galat 22 57, 46 8,07 55,24 68,92 0,49 95158 0,90 Total 35 KK% 5,80 9,53 12,96 11,80 12,12 14,41 12,97 Xbar 130,6 29,8 57,31 70,3 5,79 2140 7,34
Tabel 1. Rekapitulasi kuadrat nilai tengah untuk peubah vegetatif dan generatif
Tabel 2.  Tabel peringkat berdasarkan BNJ 0.05 untuk varietas Varietas Tinggi tanaman (cm) Jumlah anakan Bobot gabah isi (g) Bobot gabah total (g) Bobot 100 butir gabah isi (g) Jumlah gabah isi Produksi (t ha -1 ) Jumlah a Peringkat Sarinah 121,98 24,92 56,35 a 69,12 a 5,73 a 2114,8 a 7,21 a 5 1 Mutiara 144,13 a 31,56 62,09 a 78,55 a 5,38 2279,2 a 7,95 a 5 1 Gendut 130,16 27,14 60,26 a 72,51 a 6,45 a 2211,9 a 7,7   a 5 1 IR64 126,12 35,56 a  50,54 61,02 5,60 a 1954,1 a 6,47 3 2 BNJ 9,92 3,72 9,73 10,87 0,91 403,8 1,24
Tabel 3.  Tabel peringkat berdasarkan BNJ 0.05 untuk QTL QTL Tinggi tanaman (cm) Jumlah anakan Bobot gabah isi (g) Bobot gabah total (g) Bobot 100 butir gabah isi (g) Jumlah gabah isi Produksi (t ha -1 ) Jumlah a Peringkat Sudut anakan 136,69 a  30,00 a  56,61 a  70,29 a 5,84 a 2205,7 a  7,24 a 7 1 Jumlah bulir 129,91 a  29,23 a  60,58 a  73,42 a 5,92 a 2290,8 a  7,75 a 7 1 Tinggi tanaman 125,19 30,16 a  54,74 a  67,19 a 5,60 a 1923,5 7,00 a 5 2 BNJ 7,77 2,91 7,62 8,51 0,72 316,3 0,97
tumbuh dan berkembang sebagai hasil saling pengaruh mempengaruhi antara potensi genetik tanaman dengan lingkungan di mana tanaman tumbuh. Hal itu disimbolkan sebagai  P  =  G  x  E,  dimana  P  =  fenotipe  (sedianya berkembang), G = genotipe (potensi genetik), dan E = lingkungan (seperti tanah, air, cahaya matahari, suhu, dan lain-lain).
Nilai koefisien keragaman genetik (KKG) berada di kisaran < 10% yang berarti pengaruh lingkungan dapat diabaikan sehingga yang berpengaruh adalah faktor gen (Tabel 5). Tabel 6 menunjukkan nilai KKG yg berada di kisaran < 10% seperti pada Tabel 5 yang menandakan bahwa  faktor  lingkungan  tidak  berpengaruh  sehingga
yang mempengaruhi  paling  banyak  adalah  faktor  gen. Tabel 7 menunjukkan nilai KKG yang berada di kisaran <  10%  yang  berarti  pengaruh  lingkungan  tidak  dapat diabaikan.  Namun,  nilai  KKG  pada Tabel  7  memiliki sebaran yang tidak luas sehingga pengaruh lingkungan tidak terlalu besar dan masih didominasi oleh faktor gen. Keragaman genetik dapat dihitung dengan menetapkan nilai  koefisien  keragaman  genetik  (KKG)  absolut (Murdaningsih et al ., 1990 dalam Hapsari et al., 2010).
Nilai absolut keragaman genetik yang rendah adalah 0 – 6,7%, agak rendah 6,7 – 13,57%, cukup tinggi 13,5 – 20,2%, dan tinggi  20,2 – 26,9%.
Korelasi positif ditunjukkan oleh tinggi tanaman dengan jumlah anakan serta bobot  gabah total dengan jumlah  anakan,  tinggi  tanaman  dan  bobot  gabah  isi, sedangkan bobot 100 butir berkorelasi positif terhadap bobot gabah total dan bobot gabah isi (Tabel 8).
Tabel 4. Tabel peringkat berdasarkan BNJ 0.05 untuk Varietas QTL Varietas QTL Tinggi tanaman (cm) Jumlah anakan Bobot gabah isi (g) Bobot gabah total (g) Bobot 100 butir gabah isi (g) Jumlah gabah isi Produksi (t ha -1 ) Jumlah a Peringkat Sarinah Sudut Anakan 115,30 22,37 65,26 a 76,76 a 5,95 2258,1 a 8,35 a 4 3 Sarinah Jumlah Bulir 117,19 24,73 57,52 a 69,38 a 5,82 2130,6 a 7,36 3 4 Sarinah Tinggi Tanaman 133,43 a 27,65 46,28 61,22 5,42 1955,7 a 5,92 2 5 Mutiara Sudut Anakan 154,13 a 35,08 a  61,17 a 82,26a 5,05 2386,7 a 7,83 a 6 1 Mutiara Jumlah Bulir 126,50  31,31 a  55,94 a 66,70 a 4,87 2516,7 a 8,85 a 5 2 Mutiara Tinggi Tanaman 126,50 28,30 55,94 a 66,70 a 6,21 a 1934,2 a 7,16 a 5 2 Gendut Sudut Anakan 122,99  29,83 a  59,91 a 71,61 a 8,12 a 2102,6 a 7,67 a 6 1 Gendut Jumlah Bulir 130,82 25,04 67,12 a 79,69 a 6,23 a 2397,6 a 8,59 a 5 2 Gendut Tinggi Tanaman 136,68 a 26,56 53,77 a 66,24 a 5,00 2135,6 a 6,88 a 5 2 IR64 Sudut Anakan 154,34 a 32,74 a  40,10 50,51 4,26 2075,6 a 5,13 3 4 IR64 Jumlah Bulir 119,87  35,82 a  48,52 a 57,93 6,79 a 2118,2 a 6,21 4 3 IR64 Tinggi Tanaman 104,16  38,11 a  62,98 a 74,62 a 5,76 1668,7 a 8,06 a 5 2 BNJ 22,51 8,44 22,07 24,66 2,09 916,2 2,83
Tabel 5. Pendugaan ragam genetik, heritabilitas, dan koefisien keragaman genetik untuk varietas
Peubah σ²v ± GB²v h²v% ± GBh²v% KKgv% Tinggi tanaman 86,21     ± 9,21** 93,11 ±   9,94** 7,11 Jumlah anakan 21,50     ± 2,23** 96,00 ±   9,94** 15,56 Bobot gabah isi 20,00     ± 2,61** 76,52 ± 10,00** 7,80 Bobot gabah total 45,84     ± 5,33** 85,69 ±   9,96** 9,63 Bobot 100 butir gabah isi 0,16       ± 0,02** 74,61 ± 10,00** 6,91 Jumlah gabah isi 9333,09 ± 2035,60** 46,89 ± 10,23** 4,51 Produksi 0,33       ± 0,04** 76,62 ±   9,99** 7,80

## KESIMPULAN
Segregasi fenotipe muncul  di lingkungan sawah baru pada tanaman padi  varietas IR64 yang merupakan varietas  nasional.    Segregasi  fenotipe  terlihat  dari parameter tinggi tanaman dan jumlah anakan yang tidak sama  pada  tanaman  padi  yang  ditanam  di  lingkungan sawah baru.; keragaman genetik dan heritabilitas yang tinggi terlihat pada semua varietas  baik varietas lokal maupun varietas nasional yang ditanam di lingkungan sawah  baru  dan    seleksi  langsung  ditujukkan  oleh parameter  produksi, sedangkan  seleksi tidak  langsung ditujukkan oleh parameter bobot gabah isi, bobot gabah total  dan jumlah bulir isi pada varietas padi lokal dan nasional  di lingkungan  sawah baru.
Tabel 6. Pendugaan ragam genetik, heritabilitas, dan koefisien keragaman genetik untuk QTL
Peubah σ²q ± GB²q h²q% ± GBh²q% KKgq% Tinggi tanaman 28,63 ± 2,79 85,67 ±  8,35 4,10 Jumlah anakan -0,42 ± 0,03** -169,54 ±12,39** 0 Bobot gabah isi 4,30 ± 0,76** 48,30 ± 8,52** 3,62 Bobot gabah total 3,93 ± 0,83** 40,65 ± 8,57** 2,82 Bobot 100 butir gabah isi -0,01 ± 0,00 -44,12 ± 9,67 0 Jumlah gabah isi 29023,55  ± 3091,24** 78,54 ± 8,37** 7,96 Produksi 0,07 ±  0,01** 48,57 ± 8,52** 3,63 Tabel 7. Pendugaan ragam genetik, heritabilitas, dan koefisien keragam genetik untuk varietasQTL Peubah σ²vq ± GB²vq h²vq% ± GBh²vq% KKgvq% Tinggi tanaman 247,28 ± 49,03 ** 93,26 ± 18,51** 12,04 Jumlah anakan 21,59 ± 4,47** 89,57 ± 18,54** 15,59 Bobot gabah isi 61,58 ± 14,68** 78,43 ± 18,70** 13,69 Bobot gabah total 89,70 ± 20,67** 80,94 ± 18,66** 13,47 Bobot 100 butir gabah isi 0,88 ± 0,19** 85,44 ± 18,59** 16,20 Jumlah gabah isi 24325,33 ± 10584,39* 45,54 ± 19,81** 7,29 Produksi 1,01±  0,24* 78,44  ± 18,70** 13,67 Tabel  8. Korelasi variabel pengamatan Variabel Jumlah anakan Tinggi tanaman (cm) Bobot gabah isi (g) Bobot gabah total (g) Bobot 100 butir gabah isi (g) Jumlah gabah isi Tinggi tanaman 0,08 Bobot gabah isi -0,01 -0,17 Bobot gabah total 0,06 0,02 0,96** Bobot 100 butir -0,04 -0,60** 0,21 0,050 Jumlah gabah  isi -0.06 0,49** 0,47** 0,52** -0,12 Produksi -0,01 -0,17 1,0 0,96** 0,21 0,47**

## DAFTAR  PUSTAKA
Falconer, D.S. and T.F.C. Mackay. 1996 . Introduction to  Quantitative  Genetics .  4th  eds . Longman England.
Hapsari, R., dan M., Adie. 2010. Pendugaan parameter genetik  dan  hubungan  antarkomponen  hasil kedelai. Jurnal  Penelitian  Pertanian  Tanaman Pangan 29(1):18-23.
Pinaria,  A., A.  Baihaki,  R.  Setiamihardja,  dan A.A.
Dradjat. 1995. Variabilitas genetik dan heritabilitas karakter-karakter biomassa 53 genotipe kedelai. Zuriat 6(2):88-92.
Pradnyawathi,  Ni  L.M.2012.  Evaluasi  galur  Jagung SMB-5  hasil  seleksi  massa  varietas  lokal  bali “Berte” pada daerah kering. Jurnal Bumi Lestari 12(1):106-115.
Syukur, S.S.,  R.  Yunianti,  dan  D.A.  Kusumah.
2011.Pendugaan ragam genetik dan heritabilitas karakter  komponen  hasil  beberapa  genotipik cabai. J. Agrivigor 10(2):148-156.