LAPORAN PRAKTIKUM
DASAR-DASAR PEMULIAAN TANAMAN
ACARA II
KASTRASI DAN HIBRIDISASI
DISUSUN OLEH:
NAMA
: YULI SARMIASIH
NIM
: 11098
GOLONGAN
: C6
HARI/TGL
: SENIN, 20 APRIL 2009
ASISTEN
: 1. BAYU SETYAWAN
2. WIJAYA
LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN
JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2009
ACARA II
KASTRASI DAN HIBRIDISASI
I. INTISARI
Dalam pemuliaan tanaman, persilangan tanaman merupakan hal yang penting diketahui terutama untuk mendapatkan varietas baru. Hibridisasi merupakan cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan varietas baru tersebut. Hibridisasi dapat diterapkan pada tanaman allogam maupun autogam. Teknik hibridisasi ini terbukti banyak sekali keunggulannya, antara lain dapat meningkatkan produksi tanaman, umur tanam yang relatif lebih pendek, dan varietas baru yang tahan terhadap hama dan penyakit. Praktikum dasar-dasar pemuliaan tanaman ini dilaksanakan dengan maksud untuk mengetahui teknik kastrasi dan hibridisasi serta aplikasinya di lapangan. Praktikum Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman Acara II yang berjudul Kastrasi dan Hibridisasi ini dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 21 April 2009 di Seturan, Sleman, Yogyakarta. Kastrasi dilakukan efektif pada pagi hari pukul 06.30-07.00 atau sore hari (15.00), sedangkan hibridisasi dilaksanakan setelah kastrasi pada pukul 08.00-10.00. Metode yang dilaksanakan adalah metode forcing dan clipping. Dari pengamatan terhadap hasil praktikum yang dilaksanakan didapatkan bahwa kastrasi memperoleh tingkat keberhasilan sebanyak 100% (kastrasi berhasil semua) dan hibridisasi tingkat keberhasilannya 20 % untuk metode Clipping, 0% untuk metode Forcing, dan 70 % untuk kontrolnya. Berdasarkan hasil percobaan tersebut maka dapat dikatakan bahwa hibridisasi yang dilakukan tidak berhasil karena dari kedua metode baik Clipping maupun Forcing menunjukkan presentase keberhasilan kurang dari 50%.
II. PENDAHULUAN A. TUJUAN
Pelaksanaan Praktikum Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman Acara II yang berjudul Kastrasi dan Hibridisasi ini bertujuan untuk mengetahui teknik kastrasi dan hibridisasi serta aplikasinya di lapangan.
B. LATAR BELAKANG
tetua-tetua yang digunakan. Hibridisasi merupakan menyilangkan 2 tanaman/lebih yang mempunyai sifat genetis yang berbeda, sedangkan kastrasi merupakan mengambil ala kelamin jantan (serbuk sari) sebelum pecahnya kepala sari.
C. TINJAUAN PUSTAKA
Dalam rangka mendapatkan jenis-jenis tanaman baru yang mempunyai sifat-sifat lebih unggul dibanding tanaman sebelumnya, banyak cara yang telah ditempuh oleh pemulia tanaman (breeder). Salah satunya dengan cara mengawinkan dua tanaman atau lebih yang mempunyai sifat genetis berbeda (hibridisasi) (Sucipto, 1993).
Penyerbukan adalah pemindahan serbuk sari dari anther ke stigma. Perpindahan serbuk sari di dalam bunga yang sama (atau setiap bunga pada tanaman atau kelon sama) dikenal dengan istilah penyerbukan sendiri (self-pollination). Pemindahan serbuk sari kepada bunga dari suatu tanaman yang berbeda susunan genetiknya disebut penyerbukan
silang (cross-pollination) (Harjadi, 2002).
Hibridisasi adalah menyilangkan dua tetua untuk mendapatkan F1, dalam generasi selanjutnya diadakan seleksi diantara keturunan untuk memilih sifat kombinasi dari tetuanya. Keberhasilan dari pemuliaan dengan hybridisasi ini tergantung dari kesesuaian pilihan tetua-tetua yang akan disilangkan untuk mengahsilkan kombinasi genetic sesuai dengan sifat-sifat yang diharapkan. Metode hybridisasi pada tanaman penyerbuk sendiri dilaksanakan dengan menyilangkan dua tetua untuk mendaptkan kombinasi sifat-sifat yang baik kedalam suatu genotip superior (Soetarso dan Mitoyat, 1977).
Hibridisasi adalah menyilangkan 2 tanaman/ lebih yang mempunyai sifat genetis berbda. Hibridisasi dapat dilakukan pada tanaman allogami atau autogami, karena pada tanaman allogami bunga betina dan bunga jantannya terpisah sehingga tidak perlu dilakukan kastrasi, sedangkan pada tanaman autogami, bunga jantan dan bunga betinanya 1 rumah /bunga lengkap sehingga perlu dilakukan kastrasi sebelum melakukan hibridisasi (Bhandari, 1979).
Pembentukan varietas yang adaptif merupakan salah satu usaha meningkatkan produksi. Sebagai langkah awal adalah melakukan persilangan atau menyeleksi varietas introduksi dua varietas lokal hasil persilangan berupa genotit yang mempunyai keragaman genetik. Oleh karena itu perlu dilakukan observasi terhadap beberapa karakter penting, seperti morfologi tanaman dan hasil biji yang digunakan sebagai kriteria seleksi (Sabran, 1995).
Kastrasi, mengebiri bunga dan emaskuli adalah tindakan membuang semua benang sari yang muda atau yang belum masak dari sebuah kuncup bunga dari tanaman induk betina. Biasanya kastrasi dilakukan satu atau dua hari sebelum kuncup mekar (Daryanto dan Satifah, 1982).
Waktu yang tepat untuk melakukan kastrasi sebaiknya dilakukan sebelum bunga mekar (beberapa jam sebelumnya). Pada tanaman-tanaman yang mekarnya bunga di waktu malam hari, maka kastrasi dilakukan pada sore hari sebelumnya, bunga yang telah dikastrasi ditutup dengan kantong kertas atau kantong plastik untuk mencegah tepung sari asing yang tidak dikehendaki (Roesmarkam, 1981).
Keberhasilan program pemuliaan sangat ditunjang dengan banyaknya variasi genetik dari bahan yang tersedia. Dalam hal ini benyaknya variasi genetik tersebut akan memberi kemungkinan yang lebih besar dalam usaha perakitan suatu varietas baru. Dengan kata lain penciptaan suatu varietas baik variatas hibrida maupun variatas sintetik akan ditentukan oleh sifat genetik dari galur-galur sebagai tetuanya ( Purwantoro et al., 1991 ).
III. METODOLOGI
Praktikum Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman Acara II yang berjudul Kastrasi dan Hibridisasi ini dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 21 April 2009 di Seturan, Sleman, Yogyakarta. Adapun bahan yang digunakan adalah tanaman padi (Oryza sativa) varietas Ciherang dan Sri Putih. Sedangkan alat-alat yang diperlukan meliputi, alat tulis, gunting, pinset, kantong kertas, tali, dan pentil.
Praktikum dilakukan dengan metode clipping (clipping method) dan forcing
(forcing method). Cara kerja metode clipping yaitu sepertiga atau setengah bagian dari
pada metode ini dilakukan dengan cara menaburkan serbuk sari dari varietas lain ke atas bunga yang sudah dikastrasi kemudian bunga ditutup lagi dengan menggunakan kantong kertas. Penaburan serbuk sari dilakukan pada waktu bunga membuka (pada pukul 09.30 WIB). Dan hasilnya dapat dilihat setelah kurang lebih sekitar 1 minggu dari persilangan.
Cara kerja dari metode forcing yaitu bunga dibuka paksa secara hati-hati melalui lemma dan palea menggunakan pinset, kenudian keenam benang sari diambil secara hati-hati dengan bantuan pinset. Kemudian setelah selesai ditutup dengan menggunakan kantong kertas agar tidak terjadi persilangan yang tidak diinginkan hingga tiba saatnya penyerbukan silang (hibridisasi). Persilangan pada metode ini dilakukan dengan cara menaburkan serbuk sari dari varietas lain ke atas bunga yang sudah dikastrasi atau dengan memasukkan serbuk sari dari varietas lain ke bunga yang digunakan sebagai induk betina. Setelah itu bunga ditutup lagi dengan menyatukan lemma dan palea menggunakan pentil. Terakhir bunga ditutup lagi dengan kantong kertas, dan hasil persilangannya dapat dilihat setelah kurang lebih sekitar 1 minggu dari persilangan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL PENGAMATAN
Tanggal Kastrasi : 20 April 2009 Tanggal Hibridisasi : 21 April 2009
Tetua : ♀ Ciherang X ♂ Sri Putih
No Perlakuan Jumlah Bulir (A) ∑ Bulir yang berhasil (B) Keberhasilan (%)
1 Clipping 20 4 20 %
2 Forcing 20 0 0 %
3 Kontrol 20 14 70 %
Contoh perhitungan:
Presentase Keberhasilan = B/A x 100% Diketahui:
pada metode Clipping diperoleh 4 bulir yang berhasil dari 20 bulir yang di kastrasi dan hibridisasi, maka presentase keberhasilannya = 4/20 x 100% = 20 %
B. PEMBAHASAN
tanaman yang menyerbuk sendiri karena gamet jantan dan betinanya berada pada 1 tanaman (hermafrodit) sehingga untuk melakukan kastrasi harus dilakukan hati-hati dan teliti, yang dilakukan sebelum tepung sari bunganya masak karena bila tidak hati-hati maka putik dapat ikut terpotong dan dapat juga terpengaruhi faktor luar (penyerbukan asing yang tidak dikehendaki). Kastrasi dan hibridisasi pada tanaman padi dilakukan untuk memperoleh suatu varietas unggul tanaman dengan perlakuan metode forcing, clipping dan kontrol maka dapat dibandingkan antara tanaman yang disilangkan dengan yang tidak disilangkan.
Karena sangat pentingnya untuk pangan masyarakat dunia, perlu diadakan peningkatan mutu varietas padi. Untuk melakukan persilangan atau hibridisasi digunakan varietas padi yang memiliki keunggulan tertentu agar mendapatkan varietas yang lebih bagus. Varietas padi yang digunakan dalam percobaan kastrasi dan hibridisasi ini adalah varietas padi lokal Ciherang dan Sri Putih. Padi Ciherang adalah padi bibit unggulan petani sawah, memiliki keunggulan seperti mutunya baik, padi jenis Ciherang memiliki umur tanam yang cukup singkat dari pada tanaman padi lainnya, hanya membutuhkan waktu sekitar 3 bulan, padi Ciherang sudah bisa dipanen. Selain umurnya yang relatif pendek, hasil bulir padinya bagus di setiap tangkainya. Padi berbuah lebat dan kwalitas biji padi cukup baik (Subagio, 2007). Padi ini berasal dari propinsi Jawa Barat. Sri Putih merupakan padi varietas lokal plasma nutfah yang menjadi koleksi Balai Penelitian Sukamandi, Sri Putih adalah varietas padi lokal yang berasal dari propinsi Jawa Tengah, letaknya di kabupaten Sukoharjo.Varietas Sri Putih merupakan salah satu varietas padi yang memiliki reaksi agak tahan terhadap hama wereng coklat yang berasal dari Pati dan Demak. Varietas Sri Putih dan Ciherang merupakan varietas padi yang agak tahan dari wereng coklat selain varietas IR64, IR6, Cisadane, Sri Putih Jateng, Bondoyudo, Kalimas, dan Membramo.
Dari percobaan persilangan antara tetua jantan varietas Sri Putih dan tetua betina varietas Ciherang, didapat data tentang persentase keberhasilan persilangan. Persilangan antar varietas ini dilakukan untuk mendapatkan varietas baru yang memiliki keunggulan sehingga lebih tahan penyakit dan produksi tinggi.
hibridisasi denngan cara menaburkan serbuk sari dari varietas lain (MS30), dan dibungkus lagi.
Metode clipping memiliki kelebihan antara lain merupakan metode yang sangat sederhana dan dapat dilaksanakan hampir semua pemuliaan tanaman. Metode ini juga dapat memungkinkan polenisasi dapat segera terjadi dan cukup efisien, dan hasil dari polenisasi dapat mencapai 50% atau lebih dibandingkan dengan metode yang lain. Namun untuk melaksanakan metode ini pemulia tanaman harus sabar dan teliti agar bagian bunga yang penting tidak rusak. Kendala yang muncul dari metode ini ialah pada ketepatan pemotongan porsi lemma dan palea. Porsi pemotongan berpengaruh terhadap persentase jumlah biji yang jadi. Apabila pemotongan terlalu tinggi emaskulasi menjadi sulit terjadi karena serbuk sari menjadi terlalu jauh menyebabkan pollen sulit sampai ke stigma pada saat penyerbukan, tetapi jika pemotongan terlalu rendah dapat melukai stigma. Pemotongan miring ke arah lemma menyebabkan benang sari yang berada di dekat lemma menjadi lebih terbuka daripada benang sari yang berada di dekat palea, sehingga pengambilan benang sari yang berada di dekat palea menjadi lebih sulit karena benang sari tertutup palea. Pengambilan kepala sari yang berada di dekat palea memerlukan kehati-hatian dan ketelitian yang tinggi agar tidak terjadi kerusakan pada stigma, karena tinggi benang sari sama atau lebih rendah daripada stigma dan keadaan benang sari yang tertutup palea. Salah satu hal yang menjadi kendala/ penghambat dalam metode ini adalah saat pengambilan benangsari harus hati-hati, karena jika tidak hati-hati dapat melukai bagian-bagian lain terutama stigma.
putik sehingga pengambilan benang sari menjadi lebih sulit. Hibridisasi dengan metode forcingdilakukan sekali pada tiap bunganya, agar pembukaan paksa tidak terjadi berulang kali, untuk menghindari tingkat kerusakan putik yang lebih besar.
Digunakan 20 bulir padi untuk persilangan, setelah dilakukan kastrasi, dipisahkan dengan benang sarinya, padi Ciherang disilangkan dengan padi Sri Putih, tetua jantan menggunakan vareitas Sri Putih, tetua betina dengan Ciherang. Dari 20 bulir padi untuk masing-masing metode kastrasi dan hibridisasi, untuk metode clipping jumlah bulir yang berhasil ada 4 bulir padi yang terisi beras atau cairan seperti susu sehingga persentase keberhasilannya adalah sebesar 20%, untuk metode Forcing jumlah bulir padi yang berhasil ada 0 bulir sehingga persentase keberhasilannya 0%. Untuk kontrol, jumlah sekam yang berisi beras atau cairan susu ada 14 bulir sehingga persentasenya 70%. Pada metode Hal ini dikarenakan, benang sari Sri Putih tidak menempel sempurna pada kepala putik padi Ciherang ketika dilakukan hibridisasi sehingga tidak terjadi pembuahan. Selain tidak menempelnya benang sari ke kepala putik dapat disebabkan karena pada saat kastrasi kepala putik terkoyak dan tidak dapat berkembang ketika dilakukan hibridisasi. Dapat juga disebabkan karena dalam melakukan hibridisasi serbuk sari yang tersedia tidak cukup banyak sehingga ada beberapa bunga yang tidak diserbuki. Hibridisasi untuk perlakuan Clipping dan Forcing ini dianggap tidak berhasil karena persentase keberhasilan kurang dari 50 %.
Clipping yaitu metode memotong pucuk palea dan lemma dengan gunting kira-kira -½⅓ dari panjangnya, kemudian buang benang-benang sarinya dengan jarum. Kelebihan dari metode ini adalah lebih mudah dari Forcing karena dibantu dengan gunting untuk memotong secara banyak, tidak perlu satu-satu untuk memotong bulirnya. Kelemahannya adalah dapat terjadi persilangan yang tidak diinginkan karena bagian ujung bulir terbuka dan benang sari dari tanaman padi varietas lain dapat masuk. Metode Sucking adalah metode menggunakan pompa hisap, ujung bunga dipotong kemudian benang sari diambil dengan pompa hisap, kelebihan metode ini adalah lebih cepat pengerjaan kastrsinya, kelemahan dari metode ini adalah masih ada sisa-sisa benang sari yang tidak terhisap dengan pompa, dan alat pompa mahal harganya, perlu ketelitian untuk menghisap benang sari agar tidak ada yang tertinggal. Terakhir adalah Hot Water treatment, metode ini menggunakan air panas untuk menghilangkan benang sari, karena benang sari tidak tahan panas dibanding alat kelamin betina. Setelah kastrasi selesai bulir-bulir padi ditutup dengan kantong kertas. Kelebihan dari alat ini adalah efisien tidak banyak alat untuk mengkastrasi, namun kelemahannya adalah bila air terlalu panas maka tidak hanya benang sari yang hilang tapi kelamin betina menjadi rusak juga sehingga ketika dilakukan hibridisasi tidak terjadi pembuahan.
Pembangunan pertanian tanaman pangan bertujuan untuk meningkatkan dan memantapkan ketahanan pangan nasional, baik secara kuantitas maupun kualitas (mutu dan gizi), dan meningkatkan kesejahteraan petani. Oleh sebab itu, sasaran utama perbaikan sistem produksi padi ditujukan untuk: 1) meningkatkan produksi padi agar mampu mendukung ketahanan pangan, terutama melalui peningkatan produktivitas dan perluasan areal panen, dan 2) meningkatkan nilai tambah ekonomi sistem produksi, terutama melalui peningkatan efisiensi produksi, perbaikan mutu produk, diversifikasi, pengembangan sistem, dan usaha agribisnis padi (Anonim, 2005). Kegiatan penelitian di bidang pemuliaan tanaman mencakup studi genetik, pemuliaan dan pemanfaatan penanda molekuler untuk mempercepat pemuliaan tanaman konvensional yang bertujuan untuk mengembangkan varietas unggul baru untuk tanaman hortikultura dan tanaman pangan melalui perbaikan daya hasil, perbaikan kualitas dan perbaikan adaptasi terhadap cekaman biotik dan abiotik. Kegiatan pemuliaan untuk perbaikan daya hasil antara lain dilakukan pada pemuliaan varietas padi tipe baru dengan daya hasil yang tinggi (Anonim, 2007).
mendapatkan varietas unggul dapat dilakukan dengan metode konvensional yaitu persilangan pada umumnya, dan metode non konvensional atau modern dengan transgenik. Untuk metode konvensional dalam perakitan varietas unggul sangat tergantung oleh tipe tanaman yang akan disilangkan tanaman menyerbuk sendiri atau tanaman menyerbuk silang, berkaitan erat dengan morfologi dan biologi bunga, struktur bunga. Dalam upayanya yaitu kastrasi dan hibridisasi dalam perakitan varietas unggul dilakukan persilangan dengan mentaati persyaratan tersebut dan dapat dilakukan dengan cara seleksi populasi, penggabungan karakter yang diinginkan melalui persilangan. Secara non konvensional atau modern dapat dilakukan dengan transgenik yaitu dengan cara perluasan variasi genetik melalui mutasi (bila karakter yang diinginkan tidak ada di alam), atau penyisipan gen untuk memproduksi tanaman transgenik.
V. KESIMPULAN
1. Dari percobaan menggunakan metode Clipping menghasilkan bulir padi dengan tingkat keberhasilan 20%, dan persentase metode Forcing sebesar 0%.
2. Berdasar hasil percobaan metode Forcing dan Clipping, hibridisasi tidak berhasil karena persentase keberhasilan kurang dari 50 %.
Anonim. 2005. Program Penelitian Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. <http://www.google.co.id/balitpa>. Diakses tanggal 30 April 2009.
______. 2007. Mencari Dewi Sri Tahan Kering.
<http://www.google.co.id/tempo_interaktif>. Diakses tanggal 30 April 2009.
Bhandari, M. M. 1979. Pratical in Plant Breeding. Oxford and IBH Publishing Co., New Delhi.
Darjanto dan S. Satifah. 1982. Biologi Bunga dan Teknik Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia, Jakarta.
Harjadi, S. 2002. Pengantar Agronomi. Gramedia Pustaka Utama, Yogyakarta.
Jennings, P.R., W.R. Coffman, H. E. Kauffman. 1979. Rice Improvement. IRRI, Los Banos.
Purwantoro, A., W. Mangoendijojo dan Lilik. 1991. Analisis diallel untuk daya gabung tanaman jagung (Zea mays), pada tingkat kerapatan tanaman. Agricultural Sci 4 : 291-293
Roesmarkam, S. 1981. Cara Menyilangkan Tanaman. Trubus. XII (139): 250-251.
Sabran, M. 1995. Risalah Hasil Penelitian Pemuliaan Palawija. Balai Penelitian Tanaman Pangan Rawai Banjarbaru, Banjarmasin.
Soetarso dan R. E. Mitoyat. 1977. Ilmu Pemuliaan Tanaman. Pusat Latihan Kerja dan Pengembangan Tanaman Serat Delangu. Fakultas Pertanian UGM, Yogyakarta.
Subagio, N. 2007. Petani 3 Desa Mulai Panen Padi. <http://www.radarlamsel.com>. Diakses tanggal 30 April 2009.
