Water use efficiency in sunflower. Ecophysiological and genetic approaches

Water use efficiency (WUE), measured as the ratio of plant biomass to water consumption, is an essential agronomical trait for enhancing crop production under drought. Measuring water consumption is logistically difficult, especially in field conditions. The general objective of the present Thesis is to respond to three main questions: (i) can WUE be determined by using carbon isotope discrimination (CID), easy to measure?, (ii) how WUE and CID variation analysis can contribute to the genotypic selection of sunflower subjected to drought?, and (iii) can WUE variation be revealed by the variation of plant-water relation traits. Four experiments were carried out in greenhouse across two different years: (i) on two drought scenarios, progressive soil drying and stable water-stress, and (ii) on five levels of soil water content. The main traits that have been measured include WUE, CID, as well as plant-water relation traits, i.e. control of transpiration (FTSWt), water extraction capacity (TTSW), and dehydration tolerance (OA). A highly significant negative correlation was observed between WUE and CID, and a wide phenotypic variability was observed for both WUE and CID. A wide variability was also observed for FTSWt, TTSW and OA. The results provide new insight into the genetic control of WUE and CID related-traits, which, unlike to other crops, genetic control of WUE, CID, and TTSW in sunflower have never been reported in the literature. Further, quantitative trait loci (QTL) mapping for FTSWt was never reported in any plant species. The QTL for WUE and CID were identified across different drought scenarios. The QTL for CID is considered as a ‘‘constitutive’’ QTL, because it is consistently detected across different drought scenarios. The QTL for CID co-localized with the QTL for WUE, biomass and cumulative water transpired. Co-localization was also observed between the QTL for FTSWt and TTSW, between the QTL for TTSW and WUE-CID-biomass, as well as between the QTL for FTSWt-TTSW and biomass. This study highlights that WUE is physiologically and genetically associated with CID. CID is an excellent surrogate for WUE measurement, and can be used to improve WUE by using marker-assisted selection (MAS) to achieve the ultimate goal of plant breeding at genomic level

Analisa Regresi dan Korelasi Beberapa Karakter Pada Genotipe F2 Melon (Cucumis melo L.)

Upaya yang dilakukan untuk meningkatkan kebutuhan benih dan produksi buah melon dengan pengembangan varietas unggul melon yang memiliki kualitas dan kemampuan produksi yang lebih baik dari tanaman sebelumnya. Hubungan antar karakter dalam tanaman melon memiliki peran penting dalam program pemuliaan tanaman, khususnya dalam kegiatan seleksi. Informasi dari analisa regresi dan korelasi antar karakter dapat membantu program seleksi tanaman yang lebih efesien untuk mendapatkan karakter yang dijadikan kriteria seleksi. Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui fungsi regresi dan koefisien korelasi dari beberapa karakter genotipe F2 melon. Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2019 sampai Maret 2020 di Roof Garden yang berada di Lantai 7 Gedung Sentral Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya. Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini yaitu populasi benih F2 melon (ME x MD) yang merupakan hasil persilangan Varietas Melindo dengan Varietas Madesta. Penelitian ini menggunakan benih F2 melon ME x MD yang ditanam sebanyak 100 individu tanaman dalam satu petak lahan percobaan berukuran 8x5 m tanpa blok (single plot) dengan jarak tanam 50x50 cm. Pengamatan dilakukan secara langsung terhadap 20 tanaman sampel melalui pengambilan data kuantitatif beberapa karakter yaitu umur berbunga jantan, umur berbunga hermaprodit, umur panen, jumlah buah per tanaman, panjang buah, diameter buah, ketebalan daging buah dan bobot segar per tanaman. Hasil analisa menunjukkan bahwa diameter buah memiliki nilai koefisien korelasi paling tinggi, yaitu 0,941 serta fungsi regresi dengan koefisien determinasi paling tinggi, yaitu 0,886 terhadap hasil. Â

Keragaman Genetik dan Heritabilitas Beberapa Karakter Kuantitatif pada Populasi Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Generasi F2

Tanaman padi merupakan salah satu tanaman yang banyak dibudidayakan di Indonesia. Namun, produksi padi belum mampu untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri maka dilakukan impor. Upaya untuk mengurangi impor beras dengan menggunakan varietas unggul yang mampu berproduksi tinggi di lahan kering yang masih kurang dimanfaatkan untuk tanaman padi. Pengembangan varietas unggul padi melalui kegiatan pemuliaan tanaman. Keberhasilan pemuliaan tanaman dipengaruhi oleh parameter genetic berupa keragaman genetic dan heritabilitas.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui keragaman genetik dan heritabilitas beberapa karakter kuantitatif pada generasi F2 tanaman padi. Penelitian dilaksanakan di lahan percobaan Fakultas Pertanian Univeristas Brawijaya di Kelurahan Jatimulyo, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang pada bulan Febuari – Juni 2019. Penelitian ini dilakukan dengan menanam 2 populasi F2 hasil persilangan dengan tetua pada lingkungan yang sama tanpa ulangan. Hasil penelitian menunjukkan pada populasi F2 TWxCH keragaman genetik luas dan heritabilitas tinggi terdapat pada karakter tinggi bibit, jumlah daun, jumlah anakan dan jumlah gabah/malai. Pada populasi F2 TWxCB keragaman genentik luas dan heritabilitas tinggi terdapat pada karakter tinggi bibit dan jumlah gabah/malai

Analisa Regresi dan Korelasi Beberapa Karakter Tanaman Kenaf (Hibiscus cannabibus L.) Generasi F2 Hasil Persilangan Varietas HC48 dan SM004

Pengembangan kenaf untuk mencapai kestabilan produksi memerlukan informasi yang tepat mengenai karakter tanaman yang paling produktif. Informasi tersebut dapat diperoleh dari analisa regresi dan korelasi. Suatu karakter tanaman kenaf mungkin menjadi indikator perolehan hasil apabila terdapat hubungan yang nyata dengan karakter yang dituju. Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui fungsi regresi dan koefisien korelasi dari beberapa karakter tanaman kenaf generasi F2. Penelitian ini dilakukan di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, yang berada di Desa Jatimulyo, Kecamatan Lowokwaru, Malang, Jawa Timur dengan ketinggian ± 460 mdpl. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari – Juni 2018. Benih ditanam pada lahan berukuran 6 x 5 m tanpa blok (single plot) dengan jarak tanam 20 x 30 cm. Jumlah tanaman yang ditanam dalam satu plot berjumlah 500 tanaman dan diambil sampel sebanyak 350 tanaman. Beberapa karakter yang diamati ialah jumlah ruas, panjang batang, jumlah cabang, diameter batang, diameter kayu, tebal kulit, dan berat kering serat sebagai hasil. Hasil analisa menunjukkan bahwa diameter batang memiliki nilai koefisien korelasi paling tinggi, yaitu 0,901 serta fungsi regresi dengan koefisien determinasi paling tinggi, yaitu 0,812 terhadap hasil

Karakterisasi Sifat Kuantitatif Pada Dua Populasi Tanaman Melon (Cucumis melo L.) Generasi F2

Melon (Cucumis melo L.) merupakan komoditas holtikultura yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Pada umumnya, konsumen menyukai buah melon yang manis dan berbobot. Melon yang manis dan berbobot dapat direncanakan dari kegiatan karakterisasi. Karakterisasi merupakan kegiatan mendeskripsikan sifat tanaman dan menghasilkan informasi penting untuk dikembangkan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengidentifikasi dan membandingkan karakter kuantitatif dari dua populasi tanaman melon. Metode penelitian ini adalah dengan menanam 2 populasi tanaman melon generasi F2 hasil persilangan Melindo (ME) x Madesta (MD) dan Melindo (ME) x Glamour (GL). Setiap populasi memiliki 25 tanaman dengan 2 ulangan. Penelitian dilaksanakan di greenhouse Jatimulyo Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya. Pengamatan dilakukan pada 11 karakter kuantitatif dan mengacu pada The International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) Descriptors for Melon (Cucumis melo L.) tahun 2003. Teknik analisis data menggunakan statistik deskriptif dan statistik parametrik menggunakan Independent Sample T-test taraf 5%, One-Way ANOVA Test taraf 5% dan Kolmogorov-Smirnov (K-S Test) taraf 5%. Hasil identifikasi didapatkan dua populasi tanaman melon menunjukkan perbedaan penampilan fenotip pada setiap populasi. Dari hasil analisis didapatkan (1) nilai kemiripan rerata pada karakter kuantitatif antarpopulasi terdapat pada karakter diameter batang, umur berbunga cabang hermaprodit pada cabang ke-8, diameter buah, tebal daging buah, dan tebal kulit buah, (2) nilai kemiripan rerata pada karakter kuantitatif antarpopulasi tidak terdapat pada karakter panjang daun, lebar daun, bobot buah, dan kadar, dan (3) nilai kemiripan rerata pada karakter kuantitatif antarpopulasi tidak dapat diketahui terdapat pada karakter umur panen dan panjang buah dikarenakan karakter umur panen tidak terdistribusi normal dan karakter panjang buah tidak homogen

Evaluasi Penampilan F1 Tanaman Melon (Cucumis melo L.) pada Beberapa Karakter Morfologi

Melon (Cucumis melo L.) banyak disukai oleh masyarakat Indonesia yang menyebabkan permintaan buah melon dari tahun ke tahun semakin meningkat. Ketersediaan benih melon hingga saat ini menjadi salah satu kendala dalam produksi melon, dikarenakan hampir semua benih melon yang ditanam oleh petani melon merupakan benih impor yang relatif mahal sehingga perlu dilakukan produksi melon dalam negeri. Salah satu cara yang dapat mengatasi permasalahan tersebut ialah dengan menyilangkan dua tanaman yang mempunyai karakter unggul sehingga menghasilkan varietas hibrida yang telah mengalami proses pengujian dalam penelitian ini. Tujuan dari penelitian ini ialah untuk mengevaluasi beberapa karakter morfologi penampilan F1 hasil persilangan varietas Melindo x Glamour, serta kecenderungan kemiripan karakter morfologi terhadap tetuanya. Penelitian dilaksanakan di Greenhouse lahan percobaan Jatimulyo Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya pada bulan Maret - Juni 2020. Variabel pengamatan dalam penelitian ini ialah karakter kuantitatif dan kualitatif. Karakter kuantitatif meliputi diameter batang, panjang daun, lebar daun, dan umur mulai berbunga, sedangkan pada pengamatan karakter kualitatif meliputi bentuk daun, warna daun, dan warna bunga. Data yang diperoleh dari pengamatan penampilan F1 dan tetua dianalisis menggunakan rumus simpangan baku dan koefisien keragaman, sedangkan pada pengamatan kualitatif data dianalisis berdasarkan deskriptor dari IPGRI (2003) dan pantone colour chart. Analisis uji Independent Sample T Test juga dilakukan untuk menemukan tingkat kecenderungan kemiripan karakter morfologi F1 dengan tetua. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini menunjukkan bahwa keseluruhan karakter kualitatif pada semua populasi tidak ada perbedaan kecuali pada karakter warna daun, yang mana varietas Melindo memiliki warna juniper sedangkan F1 ME x GL dan varietas Glamour memiliki warna daun dill. Selain itu, terdapat kecenderungan kemiripan karakter morfologi antara F1 ME x GL dengan varietas Melindo

Pendugaan Jumlah Gen Pengendali Warna Ungu pada Kacang Panjang (Vigna sesquipedalis L. Fruwirth) Berpolong Ungu

Kacang panjang berpolong ungu merupakan salah satu sumber antioksidan. Penampilan polong berwarna ungu pada kacang panjang menunjukkan adanya kandungan zat antosianin, semakin gelap warna polong diduga semakin banyak kadar antosianin yang terkandung. Informasi tentang aksi gen dan jumlah gen pengendali warna ungu sangat penting untuk diketahui untuk pemilihan atau seleksi terhadap tanaman-tanaman unggul pada kacang panjang berpolong ungu. Penelitian ini berlokasi  di Agrotechnopark Universitas Brawijaya Desa jatikerto, Kecamatan Kromengan, Kabupaten Malang ± 330 mdpl yang dilaksanakan pada bulan Mei-Agustus 2017. Bahan yang digunakan meliputi 6 galur segregasi kacang panjang berpolong ungu yaitu BU1, BU2, BU3, BU4, BU5 dan BU6. Hasil penelitian menunjukkan karakter warna ungu pada polong, batang, dan bunga galur BU1, BU2, BU3, BU4, BU5 dan BU6 dikendalikan oleh 2 gen dengan aksi gen epistasis resesif ganda dan saling berinteraksi. Karakter warna ungu pada kelopak bunga galur BU1, BU3, dan BU4 dikendalikan oleh 2 gen dengan aksi gen dominan rangkap. Karakter warna ungu pada kelopak bunga galur BU5 dan BU6 dikendalikan oleh 1 gen dengan aksi gen dominan tunggal. Karakter warna ungu kelopak bunga galur BU2 dikendalikan oleh 2 gen dengan aksi gen epistasis dominan resesif

Pengaruh Perbedaan Waktu Polinasi Terhadap Keberhasilan Persilangan Dan Beberapa Karakter Benih Padi Generasi Backcross¬3

Permintaan masyarakat Indonesia akan ketersediaan padi sangat tinggi namun tidak diikuti dengan jumlah produksi yang tinggi dalam negeri. Hal ini disebabkan adanya degradasi lahan pertanian produktif dan kurangnya optimalisasi lahan. Pemuliaan tanaman merupakan salah satu usaha untuk memperbaiki sifat tanaman. Kegiatan persilangan sangat penting untuk mengetahui kapan waktu polinasi yang tepat untuk dilakukannya suatu persilangan. Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan waktu polinasi terhadap kebehasilan persilangan dan pengaruh terhadap beberapa karakter benih padi hasil persilangan. Penelitian dilaksanakan di lahan percobaan Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya pada bulan Februari - Juni 2019. Kegiatan persilangan dilakukan pada 2 set persilangan antara lain BC2-SBCH x Situ Bagendit dan BC2-TWCH x Towuti. Faktor yang digunakan ialah waktu polinasi (W). Faktor W terdiri dari 2 level yaitu W1=09:30-10:30 WIB, dan W2= 12:30-13:30 WIB. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa perlakuan waktu polinasi W1 dengan W2 menunjukkan hasil yang berbeda. Bahkan pada set persilangan BC2-TWCH X Towuti menunjukkan hasil yang berbeda nyata. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan suhu saat dilakukannya kegiatan polinasi. Karakter lebar dan panjang beras pecah kulit antar set persilangan tidak terdapat perbedaan yang nyata. Selain itu warna kulit ari beras pecah kulit untuk seluruh set persilangan didominan dengan kategori 2 yaitu coklat muda

Uji Keberhasilan Persilangan Dua Varietas Kedelai (Glycine Max (L.) Merill)

Kedelai (Glycine max (L.) Merill) adalah salah satu tanamanlegum semusimyang dimanfaatkan bijinya dan layak untuk dikonsumsi setiap hari. Akan tetapi, produksi kedelai nasional hingga saat ini masih belum dapat mengimbangi dari kebutuhan konsumsi kedelai nasional yang terlampau tinggi.Adapun upaya yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan program pemuliaan tanaman, salah satu programnyadengan melakukan persilangan. Keberhasilan persilangan kedelai umumnya memperoleh persentase keberhasilan dibawah angka 60%. Hal tersebut disebab-kan karena banyaknya faktor yang mempe-ngaruhi keberhasilan persilangan. Penelitian dilaksanakan di Glasshouse Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang pada bulan Desember 2017 sampai bulan April 2018. Persilangan dilakukan dengan metode handpollination menggunakan 2 set persilangan. Keberhasilan persentase  persilangan  pada set persilangan Dena 1 x Dega 1 memperoleh 10% sedangkan set persilangan Dega 1 x Dena 1 memperoleh  29%. Adapun rerata persentase keberhasil-an dari kedua set persilangan memperoleh persentase sebesar 19,5% yang termasuk kedalam kategori keberhasilan rendah

Uji Keberhasilan Persilangan Antara Varietas Padi Gogo dan Padi Sawah (Oryza sativa L.) untuk Menghasilkan F1

Salah satu komoditas utama pertanian yang sangat potensial di Indonesia adalah padi (Oryza sativa L.). Akan Tetapi, produksi padi nasional hingga saat ini masih belum mengalami peningkatan yang signifikan jika dibandingkan dengan bertambahnya jumlah penduduk di Indonesia. Upaya untuk meningkatkan produksi padi secara sig-nifikan yakni dengan metode persilangan antara padi gogo dan padi sawah yang diharapkan dapat menghasilkan benih F1 berdaya hasil tinggi dan toleran terhadap kekeringan. Penelitian dilaksanakan di Desa Jatimulyo, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang, Provinsi Jawa Timur pada bulan Maret sampai dengan bulan September 2017. Penelitian dilakukan dengan teknik hand crossing menggunakan 4 pasangan persilangan. Persentase keberhasilan per-silangan keseluruhan berkisar antara 16,33-38,67%. Hasil analisis uji-t karakter kuantitatif antar set persilangan yang ber-beda menunjukkan perbedaan yang nyata pada parameter keberhasilan per-silangan set persilangan SB X IR dengan SB X CH, parameter panjang beras pecah kulit antar set persilangan IG X IR dengan IG X CH dan parameter lebar beras pecah kulit antar set persilangan IG X IR dan IG X CH. Sedangkan analisis uji-t hasil persilangan dan hasil tanaman tetua men-unjukkan hasil yang berbeda nyata pada keseluruhan set parameter lebar beras pecah kulit. Hasil analisis deskriptif menunjukkan bahwa warna kulit ari beras benih F1 tiap set persilangan berwarna coklat muda dan ada beberapa yang memiliki bercak-bercak kecil/ coklat. Sedangkan pada benih hasil tanaman tetua berwarna putih. Karakter bentuk beras pada benih F1 tiap set persilangan berbentuk ramping, sedangkan tanaman tetua memiliki bentuk yang berbeda-beda