EVOLUSI GEN ETI KA KAPAS ( Gossypiu m spp. )
T. ALI EF ATH TH ORI CK, S.Si.
Fa k u lt a s M a t e m a t ik a D a n I lm u Pe n ge t a h u a n Ala m Ju r u sa n Biologi
Un ive r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
Pe n da h u lu a n
Kapas (Gossypium spp.) t elah dit anam di dunia pada iklim t ropis dan subt ropis sej ak j am an prasej arah ( Poelhm an dan Sleeper, 1995) . Menurut Lee ( 1980) , kapas sebenarnya t ersebar di bum i pada daerah t ropis dan subt ropis dengan m em akai sist em irigasi m aupun curah huj an. Meskipun spesies kapas liar seringkali perennial hut an ( peralihan dari sem ak ke pohon) kapas yang t elah m engalam i dom est ikasi um um nya dit anam sebagai crops kelom pok herba. Daerah produksi kapas yang pent ing adalah USA, Am erika Tengah, Am erika Selat an, Mesir, Sudan, Soviet , I ndia dan RRC. Aw alnya kapas digunakan t erbat as unt uk kebut uhan rum ah t angga sam pai Whit ney m enem ukan m esin pem isah bij i kapas. Sej ak it u kapas dit anam t erut am a unt uk diam bil serat bij inya bagi indust ri t ekst il.
Kapas rnelakukan penyerbukan diluar secara bebas oleh serangga.
Out crossing alam i ini rnem pengaruhi prosedur bekerj a dalam pem uliaan kapas dan prakt ek pem eliharaan kult ivar kapas. Sebagian besar kapas kom ersit t erm asuk dalam sat u dari dua t et raploid spesies Gossypium, yait u G. hirsut um ( dat aran t inggi AS) at au G. barbadense ( kapas Mesir dan Pim a) . Spesies- spesies ini bersam a dengan
G. t om ent osum dan G. m ust elinum adalah allopoliploid yang dit urunkan dari diploid dunia lam a kapas spesies genom A dan dunia baru kapas genom D ( Gorham dan Young, 1996) .
Asa l Usu l Ge n e t ik a Ka pa s
Kapas t erm asuk dalam fam ili Malvaceae dengan genus Gossypium. Genus
Gossypium sangat besar berisi 50 spesies dengan j um lah krom osom dasar 13. Dari j um lah it u 45 spesies adalah diploid ( 2n= 2x= 26) dan dikelom pokkan dalam 7 genom A, B, C, D, E, F, dan G. Spesies diploid dengan genom A, B, E at au F asalnya dari Afrika at au Asia dan m eruj uk kepada spesies dunia lam a. Spesies- spesies ini berpasangan secara serasi dengan t iap lainnya dan m em punyai hubungan kerabat dekat . Spesies diploid dengan genom C at au G asalnya dari Aust ralia sedang spesies diploid yang berisi genom D berasal dari belahan bum i Barat dan m eruj uk kepada spesies dunia baru ( Poelhm an dan Sleeper, 1995) . Krom osom dalam genom D seluruhnya lebih kecil dari krom osom genom lainnya. Selanj ut nya Poelhm an dan Sleeper ( 1995) m enyat akan bahw a lim a dari 50 spesies diat as adalah allot et raploid ( 2n= 4x= 52) dan sem uanya t erm asuk spesies dunia baru, em pat asli benua Am erika dan sat u dari Haw ai.
Menurut Gorham dan Young ( 1996) , G. herbaceum dan G. arboreum adalah spesies diploid ( 2n= 2x= 26) dunia lam a pada daerah t ropik dan subt ropik. Hut chinson et al dalam Lee dalam Fehr dan Hadley ( ed) ( 1980) m enyat akan bahw a
G. herbaceum t um buh liar di Afrika dan m ungkin m engalam i dom est ikasi di sana. G. arboreum m erupakan kapas perkem bangan lebih lanj ut dan m ungkin dit urunkan dari
G. herbaceum set elah spesies t ersebut didornest ikasi. G. arboreum m enj adi crops yang pent ing di I ndia sekarang. Sedangkan G. herbaceum sekarang m enj adi crops m inor dan t um buh hanya unt uk kepent ingan lokal pada daerah kering di Asia dan Afrika. Poelhm an dan Sleeper ( 1995) dan Harlan ( 1992) m enyat akan G. herbaceum
Kapas dunia baru m em iliki genom AADD, A adalah hom olog t erhadap genom dunia lam a G. herbareum dan G. arboreum. Sisa- sisa peninggalan arkeologinya dit em ukan pada Pant ai t eluk sebelah selat an Meksiko dan pada pusat pant ai Peru ( Harlan, 1992) . Dua spesies dunia baru (G. hirsut um dan G. barbadense) dan 4 spesies liar (G. darw ini G. lanceolat um , G. m ust elinum dan G. t om ent osum) adalah t et raploid ( 2n= 4x= 52) ( Munro dalam Gorham dan Young, 1996) . Krom osom m ereka sem ua disusun dari sat u set hom olog yang kom plem en dengan diploid kapas dunia lam a ( genom A) dan sat u set hom olog yang kom plem en dengan spesies liar diploid dunia baru ( genom G) . Jadi m ereka adalah allopoliploid. Dua spesies pert am a m em iliki sej arah ket urunan yang panj ang dalam dunia lam a. Selam a serat us t ahun yang lalu kapas dunia baru t elah m enggant ikan spesies diploid pada ham pir seluruh dunia kecuali pada daerah kecil dari sub benua I ndia ( Philips dalam Gorham dan Young, 1996) .
Kapas allot et raploid dikenal sebagai kapas dat aran t inggi Am erika (G. hirsut um) dan kapas Mesir (G. barbadense) yang t elah didom est ikasi dalam dunia baru pada m asa Pre- Colum bian. Allot et raploid dunia baru berisi genom AADD dan m em iliki 26 krom osom besar dan 26 krom osom kecil ( Gam bar 1) . Asal genet ik m ereka dapat dit unj ukkan secara eksperim en oleh persilangan G. arboreum , sebuah t urunan spesies I ndia diploid ( genom A) dan G. t hurberii spesies liar Am erika diploid ( genom D) dan penggandaan krom osom hibrid st eril dengan kolkkisin. Ket urunan am phidiploid AADD ( 2n= 4x= 52) m enghasilkan hibrid st eril bila disilangkan dengan sebuah kapas t et raploid Am erika. Dua diploid dan dua t et raploid spesies Gossypium
m em iliki serat bij i yang disebut lint . Spesies ini m enj adi ket urunan kapas : - G. herbaceum L. ( 2n= 2x= 26) , genom A krom osom besar
- G. arboreum L. ( 2n= 2x= 26) , genom A krom osom besar
Ka r a k t e r ist ik Spe sie s Lia r
Spesies liar khususnya yang baik unt uk resist ensi t erhadap penyakit dan pest , prakt is t oleran t erhadap kondisi kekeringan. Sem ua spesies liar kecuali em pat (G. darw inii, G. lanceolat um , G. m ust elinum dan G. t om ent osum) adalah diploid ( 2n= 26) . Ham pir sem ua spesies liar adalah sem ak Xerophit ic perennial pada daerah arid ( gersang ) dan sem i arid iklim t ropik. Mereka t idak m enghasilkan ram but bij i yang dapat dipint al. Beberapa spesies liar ini m enarik perhat ian besar para pem ulia t anam an karena m ereka m em iliki karakt er pent ing sepert i resist ensi t erhadap penyakit , kekeringan, serangga dan serabut yang kuat ( Gorham dan Young. 1996) .
G. t hurberii dan G. t riphylum t elah m engem bangkan serabut yang kuat pada kapas dat aran t inggi (G. hirsut um) dan kapas dunia lam a. Spesies liar Gossypium berubah- ubah dalam t ingkah laku dan bent uk daun, bergerak secara perlahan dari sem ak ke pohon kecil. Spesies genom D yang m ant ap m em iliki variasi yang besar dalam bent uk dan ukuran daun dari daun sederhana G. raim ondii t erus daun t rifoliat G. t hurberri dan G. t rifolium sam pai daun kecil G. harknesii dan G. arm orianum.
Banyak spesies liar Gossypium t um buh dalam daerah gersang ( sepert i Meksiko dan Aust ralia) dan m ungkin berisi gen- gen yang dapat m em perbaiki t oleransi kapas kom ersial t erhadap keadaan defisit air. st ress garam dan panas. Dari sebuah seri percobaan diket ahui bahw a G. t om ent osum lebih t oleran t erhadap panas dibanding genot ip lain dan G. st urt ianum adalah yang paling sensit if. St udi t ent ang pengaruh st ress air t erhadap pert um buhan dan hasil panen kapas m enunj ukkan bahw a galur CYTO yang berisi gen dari hibrid G. arboreum X G. herbaceum, dan G. hirsut um X G. beckii hexaploid m em iliki persent ase berat akar lebih t inggi dibanding genot ip lain. G. harknesii dan G. longicalix spesies genom F paling sedikit t erpengaruh dalam pert um buhan dengan kadar garam yang t inggi. Sedang spesies t rifoliat genom D, G. t hurberii dan G. t rilobum, paling banyak t erpengaruh.
D ist r ibu si da n Pe m u lia a n
Para pendat ang baru m ula- m ula m enanam galur G. barbadense disepanj ang pant ai dan dat aran rendah Georgea dan Carolina Selat an, dim ana spesies t ersebut m enj adi dikenal sebagai kapas pulau laut ( sea island cot t on) . Daerah pedalam an dari dat aran rendah pant ai, pada elevasi yang lebih t inggi, kapas pulau laut ini t idak dapat m enj adi dew asa. Pada daerah dat aran t inggi para pendat ang m ulai m enanam galur G. hirsut um yang m em iliki serat pendek dan sering t um buh annual dan kem udian dikenal sebagai kapas dat aran t inggi Am erika ( upland cot t on) . G. hirsut um
adalah kapas pent ing yang dit anam dan m enem pat i kira- kira 90% dari produksi kapas dunia. Dari program pem uliaan kapas Am erika dikenal 4 t ipe um um kult ivar
G.hirsut um yait u :
1. Tipe Upland East ern; kapas berukuran sedang, t erbuka dengan panj ang serat nya m enengah sam pai panj ang dan resist en t erhadap penyakit Fusarium .
2. Tipe Upland Delt a; kapas berukuran kecil sam pai sedang, t erbuka dengan serat nya sedang sam pai panj ang, t um buh pada delt a Missisippi, Texas Selat an dan Arizona.
3. Tipe Plain at au St orm - poof; kapas berukuran besar, t ert ut up, serat pendek dan kuat . Kapas t ipe Plain at au St orm - proof ini beradapt asi pada dat aran sebelah barat t erut am a Texas dan Oklahom a.
Gam bar 2. Perbandingan panj ang serat pada beberapa t ipe kapas. ( A) t ipe plain; ( B) t ipe Acala; ( C) t ipe Pim a dan ( D) t ipe Pulau Laut .
Kapas pulau laut G. barbadense yang diint roduksi ke lem bah Nil Mesir kem udian dikenal sebagai kapas Mesir dan digem ari karena serat nya yang bagus, panj ang dan kuat . Kapas Mesir selanj ut nya diint roduksi ke Arizona dan dikenal sebagai kapas Pim a ( Gam bar 2) . G. barbadense m enem pat i kira- kira 9% dari produksi kapas dunia ( Poelhm an dan Sleeper, 1995) .
Sem ua kapas spesies t et raploid dapat dengan m udah m elakukan penyerbukan ant ar spesies m eskipun seringkali m engalam i gangguan genet ik pada ket urunan berikut nya. Kem am puan bersilang ant ar spesies Gossypium t idak selalu berdasarkan philogenet ik. Ham pir sem ua diploid genom D Am erika bersilang secara baik dengan sesam anya dan dengan spesies genom AD. Persilangan ant ara G. kolt z.vchianum dengan G. davidsonii ( keduanya genom D3) dan spesies genom D dengan AD biasanya gagal karena adanya pengaruh let hal dalam hibrid em brio. Spesies diploid B Afrika G. anom alum Waw r. dan Peyr., m udah bersilang dengan kapas t urunan dunia lam a clan baru dan m erupakan sat u dari sedikit . spesies yang m enghasilkan hibrid, viabel dengan spesies D3. Spesies diploid C Aust ralia G. st urt ianum J. H. Wilis dengan m udah bersilang dengan G. hirsut um, w alaupun sedikit pert ukaran bahan genet ik t erj adi ant ara genom - genom hexaploid yang dihasilkan.
Koleksi m ut lak kult ivar G. hirsut um dipelihara pada laborat orium genet ika dan fisiologi kapas Am erika Serikat , St oneville, Miss. Koleksi G. barbadense pada laborat orium penelit ian kapas Am erika Serikat , Phoenix, Ariz dan koleksi kapas diploid dan st ok ras G. hirsut um pada Universit as Texas A dan M, College St at ion. Berm acam - m acam bij i kapas disim pan pada fasilit as penyim panan benih Nasional, Fort Collins, Calo ( Lee, 1980) .
Pe n u t u p
Kapas kom ersil sekarang yait u G. hirsut um ( dat aran t inggi AS) dan G.barbadense
[image:4.612.154.458.71.226.2]Konservasi t erhadap sum ber- sum ber genet ik kapas sangat diperlukan unt uk kepent ingan regenerasi dan m enent ukan pem anfaat an secara sist em at ik oleh pem ulia. Koleksi G. hirsut um disim pan pada laborat orium genet ika dan fisiologi kapas Am erika Serikat , St oneville, Miss. Sedangkan koleksi G. barbadense disim pan pada laborat orium penelit ian kapas Am erika Serikat , Phoenix, Ariz.
D a ft a r Pu st a k a
Gorham , J. dan E. M. Young. 1996. Wild Relat ives of Cot t on and Rice as Soueces of St ress Resist en Trait s. Eucarpia. March, 1996. hat 39 - 50.
Harlan, J. R. 1992. Crops and Man. Second Edit ions. Am erican Societ y of Agronom i, I nc. USA.
Lee, J.A. 1980. Cot t on. Dalam Fehr, W.F. dan H.H. Hadley ( ed.) . Hybridizat ion of Crops Plant s. Am erican Societ y of Agronom i and Crops Science Siciet y of Am erica, Publisher, USA.
Poelhm an, J.M. dan D. A. Sleeper. 1995. Breeding Cot t on. Dalam Breeding Field Crops. Fout h Edit ion. I owa St at e Universit y Press, I owa.
