Judul: Genetic Study of Three F2 Populations of Foxtail Millet [Setaria italica (L.) Beauv.] Assisted by SiDREB2-based SNAP Marker for Drought and/ or Salinity Tolerance
Abstrak: Hotong atau foxtail millet [Setaria italica (L.) Beauv.] merupakan salah satu tanaman serealia bernutrisi dan banyak dikembangkan di daerah kering atau semi kering karena toleransinya yang cukup baik terhadap kondisi cekaman kekeringan atau salinitas. Hotong merupakan tanaman potensial di daerah marjinal, sehingga varietas dengan produktivitas tinggi, berhabitus tidak terlalu tinggi, umur berbunga cepat, dan toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas merupakan salah satu tujuan pemuliaan tanaman ini. Perakitan varietas hotong toleran cekaman kekeringan atau salinitas dengan karakter agronomi yang diinginkan dapat dilakukan salah satunya melalui persilangan beberapa genotipe potensial. Genotipe ICERI-5 dan ICERI-6 merupakan genotipe potensial yang dilaporkan memiliki habitus tanaman pendek, umur berbunga yang cepat, toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas, akan tetapi dengan produktivitas relatif rendah. Sebaliknya, genotipe Botok-4 dan Botok-10 dilaporkan memiliki potensi produktivitas tinggi, akan tetapi habitus tanaman tinggi, umur berbunga lama, dan peka terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Perakitan varietas hotong dengan habitus tanaman tidak terlalu tinggi, umur berbunga yang cepat, produktivitas tinggi serta toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas dapat dilakukan salah satunya melalui persilangan genotipe ICERI-5 dan ICERI-6 dengan genotipe Botok-4 dan Botok-10. Seleksi dalam program pemuliaan hotong toleran cekaman kekeringan atau salinitas dengan karakter agronomi yang diinginkan dapat dilakukan berdasarkan performa fenotipik maupun berbantu marka molekuler. Informasi keragaman genetik, heritabilitas, aksi gen, dan nilai korelasi dapat bermanfaat untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi seleksi. Marka single nucleotide amplified polymorphism (SNAP) berbasis gen SiDREB2 dikembangkan berdasarkan single nucleotide polymorphism (SNP) pada basa ke-558 gen SiDREB2, di mana alel A mengindikasikan genotipe toleran dan alel G mengindikasikan genotipe peka terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Aplikasi MAS (marker assisted selection) menggunakan marka SNAP berbasis gen SiDREB2 pada individu F2 dapat digunakan untuk mengidentifikasi individu-individu F2 hotong yang toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Gabungan seleksi secara fenotipik untuk karakter tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman serta seleksi toleransi cekaman kekeringan atau salinitas berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 diharapkan dapat mempercepat program pemuliaan hotong dan meningkatkan akurasi seleksi dibandingkan dengan pemuliaan secara konvensional. Penelitian terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama adalah studi genetik tiga populasi F2 hotong (Setaria italica (L.) Beauv) hasil persilangan ICERI-5 x Botok-4, ICERI-5 x Botok-10, dan ICERI-6 x Botok-4. Tujuan dari percobaan pertama adalah mempelajari keragaman genetik, menduga nilai heritabilitas arti luas, menduga aksi gen, dan memperoleh kemajuan seleksi berdasarkan seleksi indeks terboboti dari tiga populasi F2 hotong hasil persilangan ICERI-5 x Botok-4, ICERI-5 x Botok-10, dan ICERI-6 x Botok-4. Hasil percobaan menunjukkan bahwa populasi F2 hasil persilangan ICERI-6 x Botok-4 merupakan populasi yang berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut karena memiliki rata-rata habitus tanaman yang lebih pendek dan umur berbunga lebih cepat dibandingkan tetua jantannya dan rata-rata bobot biji yang lebih tinggi dibandingkan kedua tetua serta dua populasi F2 lainnya. Karakter prioritas perakitan varietas hotong seperti tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman pada populasi F2 hasil persilangan ICERI-6 x Botok-4 juga memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi dengan kriteria KKG (koefisien keragaman genetik) yang sedang sampai luas. Analisis diferensial seleksi dan dugaan kemajuan seleksi pada intensitas seleksi 10% berdasarkan seleksi indeks terboboti pada populasi F2 hasil persilangan
Keyword: broad-sense heritability, functional food, gene action, genotypic coefficient of variation, marker-assisted selection