Keragaman genetik klon Ubi Jalar (Ipomoea … · Peminatan Pemuliaan Tanaman, ... Penelitian telah dilakukan pada Desember 2012 hingga Maret 2013 pada beberapa sentra produksi tanaman

ISBN 978-602-14989-0-3 BioETI

Keragaman genetik klon Ubi Jalar (Ipomoea batatas [L.] Lam)pada beberapa sentra produksi Di Sumatera BaratP.K. DEWI HAYATI, N. KRISTINA DAN SUTOYO

Peminatan Pemuliaan Tanaman, Program Studi Agroekoteknologi,Fakultas Pertanian Universitas AndalasE-mail: [email protected]

ABSTRACTSumatera Barat merupakan salah satu sentra produksi ubi jalar di Indonesia, namun hingga saat ini belum tersediainformasi mengenai variabilitas genetik ubi jalar yang ada di Sumatera Barat. Informasi mengenai keragaman genetikplasma nutfah ubi jalar sangat diperlukan untuk pengembangan dan perakitan varietas ubi jalar unggul yang baru.Penelitian telah dilakukan pada Desember 2012 hingga Maret 2013 pada beberapa sentra produksi tanaman ubi jalar yangada di Sumatera Barat, yaitu Kabupaten Agam, Tanah Datar dan Solok. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkaninformasi awal tentang keragaman fenotipik tanaman ubi jalar Sumatera Barat. Analisis statistik dilakukan untukmengetahui tingkat keragaman fenotipik setiap karakter sedangkan analisis pengelompokan dilakukan menggunakanprogram NTSYSpc2.01. Terdapat keragaman pada karakter batang, daun, umbi dan bunga, namun variabilitas fenotipikkarakter-karakter yang diamati umumnya sempit hingga moderat, mengindikasikan rendahnya peluang keberhasilanuntuk merakit varietas ubi jalar unggul yang baru. Analisis kemiripan genetik 36 aksesi ubi jalar menggunakan perangkatNTSYS menghasilkan 14 kelompok ubi jalar pada tingkat kesamaan genetik 50%. Klon ubi jalar introduksi lebihmendominasi pertanaman ubi jalar dibandingkan klon lokal sehingga dikhawatirkan klon ubi jalar lokal akan hilang jikatidak dilakukan penelitian dan usaha konservasi lebih lanjut.

Key words: ubi jalar, eksplorasi, keragaman genetik, klon lokal

Pendahuluan

Ubi jalar dikelompokkan sebagai tanamanpangan yang memiliki kandungan bahan keringterbesar (4 t/ha), sehingga juga menghasilkanenergi tercerna yang tertinggi (12.6 jutakkal/ha), jauh lebih tinggi daripada singkong,beras dan kentang yang menghasilkan energitercerna 7.3, 7.1 dan 7.1 juta kkal/ha. Selainsumber energi, umbi ubi jalar mengandungmineral, protein dan vitamin penting.Walaupun kandungan protein umbi relatifrendah, tetapi kualitas protein tercernanyacukup tinggi (187 kg/ha) sebanding dengankentang (196 kg/ha) dan kacang tanah (190kg/ha), bahkan lebih tinggi daripada beras (130kg/ha) (Horton et al., 1989). Tepung ubi jalarmemiliki kegunaan yang luas untuk keperluanindustri kimia, farmasi, pangan, minuman,kosmetik maupun produksi bioetanol. Umbi ubijalar berwarna jingga mengandung ß-karotenyang tinggi sementara ubi berwarna ungu kayaakan antosianin yang sangat baik untukkesehatan.

Prinsip pemuliaan tanaman sesungguhnyamerupakan usaha perbaikan tanaman yangmensyaratkan adanya keragaman genetik dariplasma nutfah. Plasma nutfah atau sumber dayagenetik merupakan suatu substansi yangterdapat dalam setiap kelompok mahluk hidupdi alam yang memiliki fungsi dan kemampuanuntuk mewariskan karakter yang dimilikinya(Astirin, 2000; Somantri, 2007). Plasma nutfahsangat penting keberadaannya karena menjadibahan dasar untuk merakit varietas unggul.Program pemuliaan tanaman yang tidakdidukung oleh ketersediaan plasma nutfah yangtinggi sebagai sumber gen akan berakibat padanarrow genetic base atau penyempitankandungan genetik dari varietas yangdihasilkan.

Sumatera Barat merupakan salah satu sentraproduksi ubi jalar di Indonesia. Hingga saat inimasih sangat sedikit informasi mengenaikeragaman genetik ubi jalar di Sumatera Barat,apalagi kajian tentang potensi genetik plasmanutfah ubi jalar yang ada. Padahal kajiankeragaman genetik plasma nutfah yang

P.K. Dewi Hayati, N. Kristina dan Sutoyo 32

dilakukan dengan cara mengkarakterisasikarakter morfologis yang dimiliki melaluieksplorasi, merupakan informasi awal bagipemulia untuk menentukan karakter-karaktertanaman yang memiliki keragaman genetikyang tinggi. Informasi tersebut juga diperlukanuntuk tujuan konservasi ex situ plasma nutfahubi jalar.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkaninformasi awal tentang keragaman morfologistanaman ubi jalar (Ipomoea batatas [L.] Lam.)yang ada di sentra-sentra produksi tanaman ubijalar Sumatera Barat. Hasil yang diharapkandari penelitian ini adalah diperolehnyainformasi mengenai keragaman genetik plasmanutfah ubi jalar yang ada di Sumatera Barat.

BAHAN DAN METODE

Penelitian telah dilakukan selama bulanDesember 2012 hingga Maret 2013 pada tigasentra produksi tanaman ubi jalar yang ada diSumatera Barat, yaitu Kabupaten Agam, TanahDatar dan Solok. Eksplorasi dilaksanakanmenggunakan metode purposive sampling.Tanaman yang dijadikan sampel adalahtanaman yang lengkap memiliki semua bagiandaun, batang dan umbi. Karakterisasidilakukan berpanduan deskriptor dari CIP-AVRDC-IBPGR (Huaman, 1991)

Data kemudian dianalisis menggunakanstatistik sederhana untuk mengetahui tingkatkeragaman fenotipik untuk setiap karakter.Analisis pengelompokan (cluster analysis)dilakukan menggunakan metode UPGMAdengan terlebih dahulu melakukanstandardisasi data. Pengelompokan yangditampilkan berupa dendrogram kemiripangenetik mencerminkan hubungan kemiripanfenotipik antar setiap aksesi ubi jalar yangditemukan. Analisis pengelompokan dilakukanmenggunakan program NTSYSpc2.01 (Rohlf,2000).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Cendawan Ubi jalar diklasifikasikan ke dalamfamili Convolvulaceae yang mengandung 40-50 genera dan lebih dari 1200 spesies. Ubi jalartergolong ke dalam genus Ipomoea yangmengandung lebih kurang 100 spesies(Nishiyama, 1982). Dari eksplorasi yangdilakukan pada tiga kabupaten di SumateraBarat tersebut diperoleh 59 aksesi ubi jalar.

Keragaman morfologi ditemui pada semuaorgan tanaman, baik batang, daun, umbi danbunga. Tidak semua aksesi ubi jalar mampuberbunga walaupun sudah memasuki fasevegetatif, menandakan bahwa karakterpembungaan sangat dikendalikan oleh genetik.Tanaman ubi jalar merupakan tanamanberumah satu. Bunga akan mekar pada pagihari dan layu pada sore hari, tergantung padakondisi lingkungan. Bunga ubi jalar berbentukterompet dengan sepal berwarna putihkeunguan sampai ungu. Setiap bunga memiliki1 stigma dan 5 stamen. Keragaman morfologibunga terutama ditemukan pada bentuk bungadan posisi stigma terhadap anther (Gambar 1).Daun ubi jalar tergolong daun sederhana.Keragaman pada daun terutama ditemui padabentuk, lobus dan warna daun (Gambar 2).Perbedaan pada bentuk, lobus dan warna bisasaja ditemui dalam satu aksesi ataupunperbedaan tersebut terdapat antara daun mudadan daun tua. Warna daun umumnya hijauwalaupun juga ditemui daun yang berwarnaungu.Ubi jalar merupakan tanaman merambatdengan batang tergolong herbaceous. Batangmemiliki cabang primer dan sekunder denganinternodus yang bervariasi panjangnya.Keragaman pada batang ditemui terutama padaperbedaan warna batang, diameter dan panjangruas, serta ada tidaknya bulu pada batang(Gambar 3).


Gambar 1. Variasi posisi stigma terhadap anther pada beberapa aksesi ubi jalar

Gambar 2. Keragaman morfologi daun ubi jalar








Gambar 3. Keragaman morfologi batang ubi jalar

Gambar 4. Keragaman morfologi umbiubi jalar

Akar yang berfungsi sebagai organ penyimpanterbentuk dari akar adventif yang muncul daridasar stek batang yang digunakan sebagaibahan perbanyakan. Akar ini menggulung,sukulen dan menjadi edible roots dalamberbagai bentuk dan ukuran. Akar ini berwarnaputih, kuning, oranye, coklat, merah muda,merah atau ungu. Sedangkan daging umbiberwarna putih, kuning, oranye, ungu ataumemiliki bagian-bagian yang berwarna unguatau oranye (Tan et al., 2007). Keragaman padaumbi ditemui pada bentuk umbi, warna kulit

dan daging umbi (Gambar 4.). Keragamanbentuk umbi dapat ditemui dalam satu aksesi,namun bentuk umbi yang dilaporkanmerupakan bentuk dominan dalam satuaksesi/pertanaman. Yang menarik adalahwarna kulit umbi yang sama belum tentumemberikan warna daging umbi yang sama.

Dari total 59 aksesi yang ditemui dilapangan, tidak ditemukan karakter yangmemiliki variabilitas yang luas (Tabel 1).Umumnya karakter-karakter yang dianalisismemiliki variabilitas yang sempit hingga














moderat. Hal ini tidak mengherankan karenaumumnya karakter yang dianalisis merupakankarakter kualitatif yang biasanya dikendalikanoleh gen-gen sederhana dan sangat sedikitdipengaruhi oleh faktor lingkungan. Beberapakarakter kuantitatif yang merupakan hasilpengukuran seperti panjang tanaman, panjangdan diameter ruas, panjang dan lebar lamina,untuk keperluan analisis telah distandardisasidan diubah menjadi bentuk data kualitatif.Variabilitas fenotipik yang moderat hinggasempit mengindikasikan bahwa tidak cukup

tersedia variasi yang besar pada karakter–karakter yang diamati. Dengan demikianpeluang pemulia untuk memilih danmengeksploitasi genotipe-genotipe lokal ubijalar menjadi terbatas. Alternatif untukmemperluas keragaman ubi jalar di SumateraBarat tentu saja dengan mengintroduksikangenotipe klon yang baru ataupun denganmelakukan hibridisasi antar genotipe klon ubijalar yang sudah ada, atau dengan genotipeklon yang baru.

Tabel 1. Variabilitas fenotipik beberapa karakter ubi jalarNo KARAKTER VARIASI S.D. KRITERIA1 Tipe tumbuh 2.60 1.61 Sempit2 Kemampuan membelit 0.00 0.00 Sempit3 Diameter ruas 0.94 0.97 Sempit4 Panjang ruas 2.53 1.59 Sempit5 Warna dominan 7.64 2.76 Moderat6 Warna sekunder 7.39 2.72 Moderat7 Bulu pada ujung btg (daun muda) 6.20 2.49 Moderat8 Bentuk daun 0.79 0.89 Sempit9 Tipe lobus 6.99 2.64 Moderat

10 Jumlah lobus 3.78 1.94 Sempit11 Warna daun tua 0.75 0.86 Sempit12 Warna daun muda 4.33 2.08 Moderat13 Warna pertulangan daun abaxial 3.77 1.94 Sempit14 Warna tangkai daun 7.84 2.80 Moderat15 Panjang tangkai daun 1.22 1.10 Sempit16 Panjang lamina daun 0.45 0.67 Sempit17 Lebar lamina daun 0.36 0.60 Sempit18 Bentuk umbi 7.09 2.66 Moderat19 Formasi umbi 1.09 1.05 Sempit20 Ketebalan korteks 2.93 1.71 Sempit21 Warna dominan kulit umbi 10.12 3.18 Moderat22 Warna sekunder kulit umbi 0.86 0.93 Sempit23 Warna dominan daging umbi 8.92 2.99 Moderat24 Warna sekunder daging umbi 1.88 1.37 Sempit25 Penyebaran warna sekunder daging umbi 1.42 1.19 Sempit26 Kadar getah umbi 6.19 2.49 Moderat27 Kemampuan berbunga 4.61 2.15 Moderat28 Bentuk bunga 0.22 0.47 Sempit29 Warna bunga 0.00 0.00 Sempit30 Lebar bunga 0.16 0.40 Sempit31 Panjang bunga 0.01 0.10 Sempit32 Kedudukan putik 11.05 3.32 Moderat


Gambar 5. Kemiripan genetik dari 36 aksesi ubi jalar berdasarkan karakter kualitatif dan kuantitatif

Analisis kemiripan genetik 36 aksesi ubijalar yang lengkap memiliki semua organ daun,batang, umbi dan bunga menggunakanperangkat NTSYS menghasilkan 14 kelompokubi jalar pada tingkat kesamaan genetik 50%(Gambar 5). Secara umum, aksesi Baso1 dan4AC1 memisah dari kelompok lainnya,mengindikasikan bahwa kedua aksesi yangsama-sama berasal dari Kabupaten Agam inisangat berbeda dibandingkan aksesi-aksesi klonubi jalar yang lain.Berdasarkan observasi terhadap umur panendan informasi dari petani langsung di lapangan,umumnya klon ubi jalar yang ditemui memiliki

umur relatif pendek berkisar dari 3 hingga 5bulan. Diduga klon-klon ubi jalar yang adasekarang pada beberapa daerah sentra produksimerupakan klon-klon unggul yangdiintroduksikan oleh dinas pertanian terkaitsebagaimana yang diinformasikan oleh petugaspertanian setempat. Klon-klon tertentu jugaberasal dari introduksi dari beberapa daerahlain di Indonesia sehingga penamaan klon ubijalar tersebut menggunakan nama petani yangmembawa seperti Nyiak Wali, Pono atau namadaerah tempat ubi jalar tersebut berasal, sepertiSamarinda. Kesesuaian lingkungan tumbuhdaerah asal dengan lingkungan di daerah sentra

Similarity Coefficient0.24 0.43 0.62 0.81 1.00

4AC1 4AC2 Baso3 Par8 XKoto3 Par3 Starab1 Bampu1 Spuar2 Spuar4 LG2 LG3 LG1 LG4 XKoto4 Starab2 Sumanik2 Sumanik3 4AC3 GT3 GT5 Spuar1 Par1 GT1 GT6 GT2 GT4 Par2 Baso2 Baso4 Starab4 PD2 Baso5 Sumanik5 4AC5 Baso1


produksi menjadi penyebab berkembangnyaklon-klon introduksi tersebut.

Walaupun menurut petani ada beberapaklon ubi jalar yang berumur panjang hingga 7bulan, namun tidak ditemui klon ubi jalartersebut di lapangan. Ubi jalar lokal berumurpanjang tersebut tidak lagi ditanam oleh petanisehingga dikhawatirkan klon-klon lokaltersebut hilang sebelum diketahui informasigenetiknya secara menyeluruh. Dengandemikian usaha-usaha penelitian terhadappenilaian potensi genetik dari semua klon yangdimiliki dan konservasi terhadap klon-klonlokal yang masih ada perlu dilakukan dandipergiat.

KESIMPULAN

Dari hasil diatas dapat diambil beberapakesimpulan sebagai berikut :Hasil eksplorasi ubi jalar pada beberapa sentraproduksi ubi jalar di tiga kabupaten SumateraBarat, diperoleh 59 aksesi ubi jalar.Karakterisasi fenotipik terhadap berbagaikarakter batang, daun, umbi dan bunga darikeseluruhan aksesi menunjukkan variabilitasyang sempit hingga moderat. Hasil analisispengelompokan terhadap 36 aksesi yanglengkap memiliki organ batang, daun, umbi danbunga menghasilkan 14 kelompok aksesi ubijalar yang berbeda pada 50% tingkat kemiripangenetik. Dari hasil penelitian ini disarankanuntuk memperluas areal eksplorasi tidak hanyapada daerah sentra produksi untukmendapatkan gambaran lengkap mengenaivariabilitas genetik ubi jalar di Sumatera Barat.

Ucapan TerimakasihPenelitian ini dibiayai oleh dana BOPTN

Univ. Andalas Tahun Anggaran 2012 denganNo. Kontrak: 525/UN.16/LPPM/PDM/I/2012tanggal 23 Nopember 2012.

DAFTAR PUSTAKA

Astirin, O.P. 2000. Permasalahan PengelolaanKeanekaragaman Hayati di Indonesia.Biodiversitas. 1(1):36-40

Huaman Z. 1991. Descriptors for SweetPotato.CIP:AVRDC:IBPGR. InternationalBoard for Plant Genetic Resources. Rome.

Horton, D. 1989. Recent trend in world sweetpotato production and use. In McKay, KT.,M.K. Palomar, and R.T. Sinico (eds.)Sweet potato Research and Developmentfor Smalll Farmers. Laguna Philippines.SEAMEO-SEARCA. p.17-32

Nishiyama, I. (1982) Autohexaploid evolutionof the sweet potato. In: Villareal, R.L. andT.D. Griggs (eds) Sweet potato:Proceedings of the First InternationalSymposium. Tainan, Taiwan: AVRDC, pp.263-274.

Rohlf, F.J. 1993. NTSYS-pc. NumericalTaxonomy and Multivariate AnalysisSystem. Version 1.80. Exerter Sofware.New York.

Somantri, I.H., M. Hasanah, S. Adisoemarto, M.Thohari, A. Nurhadi dan I.N. Orbani.2007. Mengenal Plasma Nutfah TanamanPangan. Seri Mengenal Plasma NutfahTanaman Pangan. Komisi NasionalPlasma Nutfah.http://biogen.litbang.deptan.go.id/berita_artikel/mengenal_plasmanutfah.php

Tan, S.L., M. Nakatani and K. Komaki. 2007.Breeding of sweetpotato. In. Kang, M. J.and P.M. Priyadarshan (eds). BreedingMajor Food Staples. pp. 333-391.

Documents

Keragaman genetik klon Ubi Jalar (Ipomoea … · Peminatan Pemuliaan Tanaman, ... Penelitian telah dilakukan pada Desember 2012 hingga Maret 2013 pada beberapa sentra produksi tanaman