ASAL, SEJARAH, EVOLUSI DAN TAKSONOMI TANAMAN JAGUNG

A.    ASAL USUL TANAMAN JAGUNG

Banyak pendapat dan teori mengenai asal tanaman jagung, tetapi secara umum para ahli sependapat bahwa jagung berasal dari Amerika Tengah atau Amerika Selatan. Jagung secara historis terkait erat dengan suku Indian, yang telah menjadikan jagung sebagai bahan makanan sejak 10.000 tahun yang lalu.

Teori Asal Asia .Tanaman jagung yang ada di wilayah Asia diduga berasal dari Himalaya. Hal ini ditandai oleh ditemukannya tanaman keturunan jali (jagung jali, Coix spp.) dengan famili Andropogoneae. Kedua spesies ini mempunyai lima pasang kromosom. Namun teori ini tidak mendapat banyak dukungan.

Teori Asal Andean. Tanaman jagung berasal dari dataran tinggi Andean Peru, Bolivia, dan Ekuador. Hal ini didukung oleh hipotesis bahwa jagung berasal dari Amerika Selatan dan jagung Andean mempunyai keragaman genetik yang luas, terutama di dataran tinggi Peru. Kelemahan teori ini adalah tidak ditemukan kerabat liar jagung seperti teosinte di dataran tinggi tersebut. Mangelsdorf seorang ahli biologi evolusi yang mengkhususkan perhatian pada tanaman jagung menampik hipotesis ini.

Teori Asal Meksiko. Banyak ilmuwan percaya bahwa jagung berasal dari Meksiko, karena jagung dan spesies liar jagung (teosinte) sejak lama ditemukan di daerah tersebut, dan masih ada di habitat asli hingga sekarang. Hal ini juga didukung oleh ditemukannya fosil tepung sari dan tongkol jagung dalam gua, dan kedua spesies mempunyai keragaman genetik yang luas. Teosinte dipercaya sebagai nenek moyang (progenitor) tanaman jagung.

Jagung telah dibudidayakan di Amerika Tengah (Meksiko bagian selatan) sekitar 8.000-10.000 tahun yang lalu. Dari penggalian ditemukan fosil tongkol jagung dengan ukuran kecil, yang diperkirakan usianya mencapai sekitar 7.000 tahun. Menurut pendapat beberapa ahli botani, teosinte (Zea mays sp. Parviglumis) sebagai nenek moyang tanaman jagung, merupakan tumbuhan liar yang berasal dari lembah Sungai Balsas, lembah di Meksiko Selatan. Bukti genetik, antropologi, dan arkeologi menunjukkan bahwa daerah asal jagung adalah Amerika Tengah dan dari daerah ini jagung tersebar dan ditanam di seluruh dunia . Proses domestikasi teosinte telah berlangsung paling tidak 7.000 tahun yang lalu oleh penduduk asli Indian, dibarengi oleh terjadinya mutasi alami dan persilangan antarsubspesies, sehingga masuk gen-gen dari subspesies lain, di antaranya dari Zea mays sp. Mexicana. Karena adanya proses persilangan alamiah tersebut menjadikan jagung tidak lagi dapat hidup secara liar di habitat hutan, karena memerlukan sinar matahari penuh. Hingga kini diperkirakan terdapat 50.000 varietas jagung, baik varietas lokal maupun varietas unggul hasil pemuliaan. Sifat tanaman jagung yang menyerbuk silang memungkinkan terjadinya perubahan komposisi genetik secara dinamis. Varietas lokal terbentuk melalui proses isolasi genotipe yang mengalami aklimatisasi dan adaptasi terhadap agroklimat spesifik.

 B.     EVOLUSI TANAMAN JAGUNG

Menurut ahli biologi evolusi, jagung yang ada sekarang telah mengalami evolusi dari tanaman serealia primitif, yang bijinya terbuka dan jumlahnya sedikit, menjadi tanaman yang produktif, biji banyak pada tongkol tertutup, mempunyai nilai jual yang tinggi, dan banyak ditanam sebagai bahan pangan. Nenek moyang tanaman jagung masih menjadi kontroversi, ada tiga teori yang mengatakan tanaman jagung berasal dari pod corn, kerabat liar jagung tripsacum dan teosinte. 

Mangelsdorf mengatakan pod corn sebagai nenek moyang tanaman jagung merupakan tanaman liar yang terdapat di dataran rendah Amerika Utara. Teosinte merupakan hasil persilangan antara jagung dan tripsacum. Namun teori ini juga hilang karena tidak didukung oleh data sitotaksonomi dan sitogenetik dari jagung dan teosinte. Menurut Weatherwax (1954, 1955) dan Mangelsdorf (1974), nenek moyang tanaman jagung berasal dari tanaman liar di dataran tinggi Meksiko atau Guatemala, namun teori ini juga tidak bertahan lama. Randolph (1959) mengemukakan bahwa nenek moyang tanaman jagung berasal dari kerabat liar tanaman jagung. Sebelum jagung primitif teosinte dan tripsacum ditemukan, tanaman liar jagung banyak digunakan dan dibudidayakan. Menurut Longley (1941), jagung merupakan mutasi dan seleksi secara alami dari teosinte. Biji teosinte terbungkus berbentuk buah yang keras. Komponen buah ini sama dengan buah jagung, tapi dalam perkembangannya terjadi evolusi, sehingga tidak terbungkus seperti teosinte, dan berubah menjadi tongkol. Doebly dan Stec (1991,1993), Doebly et al. (1990), dan Dorweiler et al. (1993) melakukan penelitian dan menguraikan serta memetakan secara genetik dengan quantitative trait loci (QTL) tga1 (teosinte glume architecture 1), yang menunjukkan kunci perbedaan teosinte dan jagung. Apabila QTL dari jagung, tga1, ditransfer ke teosinte, intinya tidak berpegang erat dalam cupule dan terpisah. Percobaan sebaliknya, tga1 teosinte ditransfer ke tanaman jagung, glume menjadi lebih indurate dan berkembang seperti karakter teosinte. Penemuan lokus tga1 merupakan salah satu bukti evolusi dari bentuk teosinte menjadi jagung. Hal itu juga menggambarkan terjadinya perubahan adaptasi baru, perkembangannya ditentukan oleh satu lokus dan proses perubahan itu merupakan bukti yang kuat (Orr and Coyne 1992). Iltis dan Doebley (1980) mengemukakan bahwa jagung dan teosinte adalah dua subspesies dari Zea mays, tetapi pandangan ini tidak diterima secara luas oleh pemulia jagung.

Beberapa ilmuwan tidak setuju dengan teori jagung berasal melalui proses evolusi dari teosinte dan lebih percaya teori jagung berasal dari kerabat liar jagung. Oleh karena itu, Wilkes (1979) serta Wilkes dan Goodman (1995) meringkas teori asal usul tanaman jagung menjadi empat aliran sebagai berikut:

a.       Evolusi jagung liar teosinte langsung menjadi jagung modern melalui proses persilangan dan fiksasi genetik (genetic shift).

b.      Jagung dan teosinte berasal dari nenek moyang yang sama, dan terpisah selama proses evolusi menjadi teosinte dan jagung.

c.       Terjadi kemajuan genetik dari teosinte menjadi jagung.

d.      Terjadi persilangan antara teosinte dengan rumput liar, keturunannya menjadi jagung.

Plasma nutfah teosinte telah masuk (introgressed) secara ekstensif ke dalam genome jagung selama masa evolusi beribu-ribu tahun, dan keturunannya menyebar di Meksiko. Dari bukti genetik yang ada disimpulkan bahwa nenek moyang tanaman jagung melibatkan teosinte yang telahmengalami mutasi beberapa loci utama. Perubahan telah terjadi, dari rumput tanaman produktif berbentuk tongkol berisi butiran yang dapat dimakan. Perubahan sejak awal abad XX dipercepat melalui proses seleksi oleh pemulia jagung, sehingga diperoleh bentuk tanaman jagung modern dan varietas unggul. Hingga sekarang tidak ada bukti yang nyata telah terjadi introgresi gen dari Maydeae ke jagung. Persilangan spesies Coix dengan jagung juga tidak berhasil. Transfer gen dari sorgum (famili Andropogoneae) melalui persilangan juga belum berhasil, yang berarti tidak ada hubungan genetik antara jali dan sorgum dengan tanaman jagung.

Teosinte dan jagung adalah individu yang secara genetik terpisah, gen untuk toleran cekaman abiotik dari teosinte dapat ditransfer ke jagung. Kromosom teosinte di tingkat genom berbeda dengan kromosom jagung. Gallinat (1988) percaya telah terjadi transformasi, dari teosinte menjadi jagung karena bantuan manusia, dan variabilitas genetik baru pada populasi teosinte masuk ke genom tanaman jagung. Penemuan tanaman liar perennial teosinte (Zea diploperennis) membuka berbagai kemungkinan hubungan teosinte dengan jagung.

Tripsacum termasuk kerabat liar jagung, bukan turunan persilangan dengan teosinte maupun jagung. Tripsacum merupakan satu-satunya genus yang telah disilangkan dengan jagung dan keturunannya dapat tumbuh sampai dewasa dan berbuah. Kemungkinan spesies ini diploid dengan 36 kromosom. De Wet dan Harlan (1974, 1978) dan Leblanc et al. (1995) melaporkan persilangan antara jagung dengan beberapa tetraploid spesies tripsacum. Kromosom tripsacum dapat diganti oleh kromosom jagung dan introgresi gen-gen antarjagung dan tripsacum telah terjadi sejak lama.

Dalam analisis genetika modern, genus tripsacum berkaitan dengan Tanaan jagung, sehingga jagung merupakan spesies dari Tripsaceae. Evolusi dan penyebaran tanaman jagung sangat ditentukan oleh manusia. Dalam periode antara 5.000 SM dan 1.000 M terjadi mutasi alami dan persilangan antara kelompok jagung, serta proses aklimatisasi dan seleksi spesifik oleh petani, terutama dari aspek ukuran, warna, dan karakteristik biji. Jagung berkembang dari tanaman yang kecil, tongkol terbuka, menjadi tanaman yang mempunyai banyak baris (multi rows), produksi tinggi dan kelobot tertutup, sehingga memerlukan bantuan manusia untuk memisahkan biji dari tongkolnya untuk tumbuh dan berkembang.

Pada sekitar tahun 1.000 M, tanaman jagung tradisional telah berkembang menjadi tanaman jagung modern. Umumnya pengembangan tanaman dilakukan dengan seleksi secara sederhana, dengan mempertahankan tongkol yang diinginkan dan benihnya ditanam pada musim berikutnya. Keragaman antartongkol dipengaruhi oleh lingkungan, sehingga mengaburkan perbedaan genetik dalam hasil, tinggi tanaman, dan karakter kuantitatif lainnya, sehingga seleksi berdasarkan karakter ini belum mampu mempercepat peningkatan hasil biji.

Penelitian filogenetik menunjukkan bahwa jagung merupakan keturunan langsung dari teosinte (Zea mays ssp. Parviglumis). Seperti jagung, teosinte mempunyai 10 pasang kromosom, yang secara sitogenetik sama dengan jagung dan persilangannya menghasilkan keturunan yang fértil.

Persamaan jagung dan teosinte:

·         Keduanya mempunyai bunga jantan terpisah berupa tassel yang terletak di atas tongkol dan bunga betina terletak pada cabang lateral bagian samping (ketiak daun).

·         Keduanya mempunyai 10 pasang kromosom.

·         Persilangan jagung dengan teosinte menghasilkan keturunan yang fertil.

Perbedaan jagung dan teosinte:

·         Perbedaan yang spesifik terutama pada organ betinanya. Jagung (Zea mays sp.)

      Tongkol tertutup oleh kelobot, tidak mudah lepas dari tongkol.

      Tongkol terdiri atas banyak baris biji (multi rows).

      Bijinya penuh mengelilingi janggel dan terbungkus kelobot.

·         Teosinte (Zea mexicana sp.)

      Biji jatuh sendiri jika sudah matang

      Tongkol kecil, terdiri atas enam baris biji atau lebih

      Setiap biji terbungkus oleh glume dan kelobot yang keras (cupule).

Manusia sangat berperan dalam menyeleksi karakter-karakter pada teosinte sampai menjadi jagung modern seperti yang dikenal sekarang. Di habitat asalnya (Meksiko), teosinte tumbuh liar dan disebut sebagai madre de maiz atau ibu tanaman jagung (gambar 1).

Pada Gambar 2 terlihat tongkol teosinte yang terbungkus kelobot, sebaris biji teosinte yang terbungkus copule dan barisan bijinya terdiri atas tujuh biji. Teosinte mempunyai tongkol yang lebih kecil dibandingkan dengan tongkol jagung modern. Tongkol jagung modern terbungkus oleh kelobot. Bunga betina jagung modern berbentuk serabut, biasa disebut silk, bunga betina ditutup oleh kelobot dan di dalamnya terdapat barisan biji.

Gambar 1. Teosinte (Zea mexicana)

Pada pertengahan tahun 1700an, tanaman jagung secara luas tumbuh di Cina, di selatan Fukien, Hunan, dan Szechwan. Populasi jagung berkembang dengan cepat sejak abad 18. Di Cina, jagung diperlukan untuk bahan makanan, terutama di bagian utara, dan dari sini tanaman jagung menyebar ke Korea dan Jepang. Suto dan Yoshida (1956) melaporkan jagung diperkenalkan di Jepang sekitar tahun 1580an oleh Pelaut Portugis. Kurang dari 300 tahun sejak 1.500 M, tanaman jagung telah tersebar di seluruh dunia dan menjadi bahan makanan penting bagi kebanyakan penduduk di berbagai negara di dunia (Dowswell et al. 1996).

A.    TAKSONOMI TANAMAN JAGUNG

Klasifikasi Tanaman Jagung

Jagung merupakan tanaman semusim determinat, dan satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk pertumbuhan generatif. Tanaman jagung merupakan tanaman tingkat tinggi dengan klasifikasi sebagai berikut:

Kingdom                          : Plantae

Divisio                              : Spermatophyta

Sub divisio                       : Angiospermae

Class                                 : Monocotyledoneae

O r d o                              : Poales

Familia                             : Poaceae

Genus                               : Zea

Spesies                             : Zea mays L