• Tidak ada hasil yang ditemukan

Tugas Pemuliaan Tanaman Terapan. docx

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Tugas Pemuliaan Tanaman Terapan. docx"

Copied!
10
0
0

Teks penuh

(1)

TUGAS 1.1

PEMULIAAN TANAMAN TERAPAN :

PEMULIAAN MUTASI

DISCOVERY LEARNING

KELAS I

KELOMPOK 4

Muhammad Hisyam 150510150075 Ahmad NurLazuardi 150510150130 Gina Rahmasari 150510150178 RamadhanSetiawan 150510150232

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

(2)

Jawablah Setiap pertanyaan-pertanyaan berikut secara singkat namun jelas.

1. Sebutkan lima pertimbangan sebagai persyaratan dalam penerapan pemuliaan mutasi ! Jelaskan !

a. Tujuan pemuliaan mutasi harus jelas

 Obyek karakter yang akan diciptakan harus jelas

 Jumlah karakter harus dibatasi

 Metode skrining harus efisien

b. Mutagen dengan dosis/ level dosis

 Dosis adalah jumlah mutagen yang diinduksi, sedangkan level dosis adalah durasi

mutagen yang diinduksi

 Dosis dan level dosis didasarkan pada LD50

 Dosis dan level dosis yang digunakan harus sesuai. Vesarnya kerusakan fisiologis

tergantung pada besarnya dosis yang digunakan dan semakin tinggi dosis yang digunakan maka semakin tinggi kerusakan fisiologis yang timbul.

c. Genotipe dan sumber bahan

 Sensitivitas genotipe berbeda

 Didasarkan hasil percobaan

d. Kondisi lingkungan yang sesuai - Suplai Oksigen

 Mempengaruhi jumlah kerusakan

 Level oksigen tinggi meningkatkan jumlah kerusakan dan aberasi kromosom

- Kandungan air

 Berkaitan dengan kondisi oksigen

 Kandungan air rendah meningkatkan suplai oksigen

 Sensitivitas genotipe berbeda

 Pengaruh mutagen berbeda

- Temperatur

 Terutama untuk mutagen kimia

 Terkait dengan waktu paruh mutagen kimia, yaitu periode waktu yang menyebabkan

(3)

 Waktu paruh mutagen berbeda

e. Identifikasi karakter mutan

Untuk identifikasi karakter mutan memerlukan informasi :

 daya kecambah dan vigor benih mutan

 daya hidup bibit mutan

 kemampuan reproduksi mutan

2. Saudara telah mengenal macam mutagen penyebab terjadinya mutasi. Jelaskan kelebihan dan kekurangan masing-masing mutagen tersebut !

a. Mutagen Fisik

Induksi mutasi menggunakan iradiasi menghasilkan mutan paling banyak (sekitar 75%) bila dibandingkan menggunakan perlakuan lainnya seperti mutagen kimia .Umumnya pemulia tanaman tidak mudah mengakses sumber radiasi yang efisien.

- Sinar Ultra Violet (UV)

Keuntungan :

 Sinar UV mempunyai pengaruh yang sangat kuat terhadap kelangsungan dan

keefektifan transformasi DNA dari suatu spesies (Moat dan Foster, Universitas Sumatera Utara 1988)

 Sinar UV mempunyai kemampuan dalam menonaktifkan bakteri, virus dan

protozoa tanpa mempengaruhi komposisi kimia air (Hendriyanto, 2015)

 Radiasi ultraviolet merupakan suatu sumber energi yang mempunyai

kemampuan untuk melakukan penetrasi ke dinding sel mikroorganisme dan mengubah komposisi asam nukleatnya

 Dapat diunakan dalam skala yang besar

Kekurangan :

 Pada dosis yang tinggi dapat membunuh sel (Lewis, 1997).

 Radiasi UV dapat menyebabkan kerusakan biologi yang dapat diperbaiki jika

panjang gelombang rendah.

(4)

 Jika kerusakan terjadi pada gen regulator, kemungkinan menyebabkan

karsinogenesis (Mertens & Hammersmith, 1995).

 Sinar UV yang berlebihan akan mengganggu aktivitas DNA suatu spesies

 Alat yang digunakan mahal

- Sinar Gamma

Keuntungan :

 Dosis yang digunakan lebih akurat dan penetrasi penyinaran ke dalam sel

bersifat homogen.

 Energi sangat tinggi dan daya jangkauan lebih jauh.

 Sinar gamma merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih

menembus dari radiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik)

Kekurangan :

 Sangat sulit untuk mengembang sejenis perisai untuk melindungi tubuh dari

radiasi tersebut.

 Kurang mengionisasi

b. Mutagen Kimia

Berbagai mutagen kimia dapat menyebabkan jumlah mutasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan cara irradiasi, namun hasil yang memuaskan bergantung pada perhatian yang seksama tentang konsentrasi bahan kimia, lama perlakuan, suhu, pH larutan mutagenik dan kadar air mutan. Faktor lain yang dapat mempengaruhi efektifitas mutagen kimia adalah spesies dan kekhususan mutagenik (Nasir, 2002). Mutagen kimia memang lebih mudah tersedia dan rasio mutasional terhadap modifikasi yang tidak diinginkan (Nasir, 2002).

- Kholkisin

Keuntungan :

 Kolkhisin menyebabkan terjadinya poliploid dimana organisme memiliki tiga set

atau lebih kromosom dalam sel-selnya

(5)

Kekurangan :

 Pada konsentrasi tinggi penampilan tanaman menjadi jelek, sel-sel banyak yang rusak

atau bahkan menyebabkan matinya tanaman

3. Bagaimana langkah penentuan dosis untuk induksi mutasi ? Jelaskan !

Dalam induksi mutasi, jika dosis mutagen yang diberikan rendah, hal ini dapat mempertahankan kelangsungan hidup tanaman juga bisa membuat panjang waktu masak jika diterapkan pada buah-buahan. Tanaman juga menjadi lebih kebal terhadap hama dan penyakit yang menyerang.

Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan adalah besarnya dosis iradiasi. Perlakuan dosis tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas. Pada umumnya dosis yang rendah mampu mempertahankan daya hidup tunas, serta memperpanjang waktu kemasakan buah-buahan dan sayuran, meningkatkan kadar pati, protein dan kadar minyak pada biji jagung, kacang dan bunga matahari.

Hal yang perlu diperhatikan ketika akan melakukan induksi mutasi pada tanaman adalah kadar oksigen dan molekul air pada tanaman. Jika kadar oksigen dan air terlalu banyak, maka hasil tanaman yang terbentuk akan lebih sensitif terhadap perubahan iklim disekitarnya. Sedangkan jika dosis mutagen yang diberikan terlalu banyak maka akan membuat tanaman menjadi mati.

4. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan pembentukan mutagenesis !

 Menentukan objek yang jelas. Sebuah program pemuliaan mutasi yang dibentuk untuk

memilih satu sifat spesifik akan memudahkan, memfokuskan, serta memiliki peluang keberhasilan yang cukup tinggi, dibandingkan program pemuliaan yang dilakukan untuk memilih lebih dari satu sifat.

 Metode skrining (penyaringan) yang efisien. Pada program pemuliaan mutasi perlu

dilakukan pemeriksaan populasi bersegregasi yang cukup banyak untuk meningkatkan peluang ditemukannya peristiwa mutasi yang diinginkan.

 Memilih jenis mutasi dan metode yang tepat. Mutagen dapat dibagi menjadi beberapa

(6)

 Dosis yang digunakan. Para pemulia harus menentukan dosis dan durasi aplikasi

mutagen secara tepat dan efektif.

 Kondisi tempat eksperimen yang tepat, salah satunya yaitu oksigen. Tingkat oksigen

dalam bahan tanaman mampu mempengaruhi jumlah kerusakan yang disebabkan oleh mutagen (tingkat oksigen yang lebih tinggi dapat meningkatkan tingkat kerusakan).

5. Jelaskan tipe mutasi yang mungkin terbentuk setelah dilakukan induksi mutasi !

Mutasi yang mungkin terjadi yakni berupa salah satu dari dua tipe berdasarkan sel yang mengalami mutasi yakni sebagai berikut :

Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik. Mutasi jenis ini dapat

diturunkan dan dapat pula tidak diturunkan.

Mutasi gametik atau germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel gamet. Karena terjadinya di sel gamet, maka akan diwariskan oleh keturunannya.

Untuk daerah terjadinya mutasi dapat terjadi dua kemungkinan yakni sebagai berikut :

Mutasi kromosom

Mutasi kromosom yaitu mutasi yang disebabkan karena perubahan struktur kromosom atau perubahan jumlah kromosom. Mutasi kromosom sering terjadi karena kesalahan pada meiosis maupun pada mitosis

Mutasi gen

Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup gen. Peristiwa yang terjadi pada mutasi gen adalah perubahan urutan-urutan DNA dan disebut juga mutasi titik. Mutasi titik (point mutation) merupakan perubahan kimiawi pada satu atau beberapa pasangan basa dalam satu gen. Adapun jenis mutasi gen yang dapat terjadi adalah sebagai berikut :

 Mutasi salah arti (missens mutation), yaitu perubahan suatu kode genetik (umumnya pada posisi 1 dan 2 pada kodon) sehingga menyebabkan asam amino terkait (pada polipeptida) berubah. Perubahan pada asam amino dapat menghasilkan fenotip mutan apabila asam amino yang berubah merupakan asam amino esensial bagi protein tersebut. Jenis mutasi ini dapat disebabkan oleh peristiwa transisi dan tranversi.

(7)

atau pergantian asam amino yang dikode. Mutasi diam biasanya disebabkan karena terjadinya mutasi transisi dan tranversi.

 Mutasi tanpa arti (nonsense mutation), yaitu perubahan kodon asam amino tertentu menjadi kodon stop. Hampir semua mutasi tanpa arti mengarah pada inaktifnya suatu protein sehingga menghasilkan fenotip mutan. Mutasi ini dapat terjadi baik oleh tranversi, transisi, delesi, maupun insersi.

 Mutasi perubahan rangka baca (frameshift mutation), yaitu mutasi yang terjadi karena delesi atau insersi satu atau lebih pasang basa dalam satu gen sehingga ribosom membaca kodon tidak lengkap. Akibatnya akan menghasilkan fenotip mutan.

6. Gambar berikut menunjukkan adanya peristiwa mutasi kromosom. Sebutkan dan jelaskan perubahan struktur kromosom berdasarkan gambar di bawah ini !

A. B C.

A. Delesi atau defisiensi

Pada gambar A, terjadi pengurangan kromosom, yang disebabkan delesi. Delesi adalah mutasi karena kekurangan segmen kromosom. Penghilangan dapat terjadi pada segmen panjang lengan kromosom. Defisiensi dapat menyebabkan kematian, separuh kematian, atau menurunkan viabilitas tergantung pada gen dan tingkat ploidi. Pada tanaman, defisiensi yang ditimbulkan oleh perlakuan bahan mutagen (radiasi) sering ditunjukkan dengan munculnya mutasi klorofil. Kejadian mutasi klorofil biasanya dapat diamati pada stadia muda (seedling stag), yaitu dengan adanya perubahan warna pada daun tanaman. Macam-macam delesi antara lain:

 Delesi terminal : delesi yang kehilangan ujung segmen kromosom.

 Delesi intertitial : delesi yang kehilangan bagian tengah kromosom

(8)

 Delesi cincin : delesi yang kehilangan segmen kromosom sehingga berbentuk

lingkaran seperti cincin.

 Delesi loop : delesi cincin yang membentuk lengkungan pada kromosom lainnya.

B. Duplikasi

Pada gambar B, perubahan kromosom terjadi karena duplikasi. Mutasi yang terjadi karena kelebihan segmen kromosom. Mutasi ini terjadi pada waktu meiosis, sehingga memungkinkan adanya kromosom lain (homolognya) yang tetap normal. Duplikasi menampilkan cara peningkatan jumlah gen pada kondisi diploid. Duplikasi dapat terjadi melalui beberapa cara seperti: pematahan kromosom yang kemudian diikuti dengan transposisi segmen yang patah, penyimpangan dari mekanisme crossing-over pada meiosis (fase pembelahan sel), rekombinasi kromosom saat terjadi translokasi, sebagai konsekuensi dari inversi heterozigot, dan sebagai konsekuensi dari perlakuan bahan mutagen. Beberapa kejadian duplikasi telah dilaporkan dapat miningkatkan viabilitas tanaman. Pengaruh radiasi terhadap duplikasi kromosom telah banyak dipelajari pada bermacam jenis tanaman seperti jagung, kapas, dan barley.

C. Inversi

Inversi ialah mutasi yang mengalami perubahan letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin dan terjadi kiasma. Inversi terjadi karena kromosom patah dua kali secara simultan setelah terkena energi radiasi dan segmen yang patah tersebut berotasi 180 derajat dan menyatu kembali. Kejadian bila sentromer berada pada bagian kromosom yang terinversi disebut perisentrik, sedangkan bila sentromer berada di luar kromosom yang terinversi disebut parasentrik. Inversi perisentrik berhubungan dengan duplikasi atau penghapusan kromatid yang dapat menyebabkan aborsi gamet atau pengurangan frequensi rekombinasi gamet. Perubahan ini akan ditandai dengan adanya aborsi tepung sari atau biji tanaman, seperti dilaporkan terjadi pada tanaman jagung dan barley. Inversi dapat terjadi secara spontan atau diinduksi dengan bahan mutagen, dan dilaporkan bahwa sterilitas biji tanaman heterosigot dijumpai lebih rendah pada kejadian inversi daripada translokasi. Macam-macam inversi antara lain sebagai berikut.

a) Inversi parasentrik; teriadi pada kromosom yang tidak bersentromer.

(9)

7. Bagaimana prosedur evaluasi mutan sampai dengan diperoleh mutan unggul ? Jelaskan !

Mutasi dapat menyebabkan perubahan genetik di dalam sel somatik (mutasi somatik) yang dapat diturunkan dan dapat menyebabkan terjadinya perubahan fenotip. Perubahan tersebut dapat terjadi secara lokal pada tingkat sel atau kelompok sel. Variasi yang ditimbulkan ada yang langsung dapat dilihat, misalnya adanya perbedaan warna bunga, daun, dan bentuk biji (ada yang berkerut, ada yang tidak ) ini disebut variasi sifat yang kualitatif. Namun ada pula variasi yang memerlukan pengamatan dengan pengukuran, misalnya tingkat produksi, jumlah anakan, tinggi tanaman dan lainnya.

Dengan melakukan evaluasi keragaman morfologi, dapat dilihat perbedaan morfologi yang ada pada beberapa tanaman, terlebih untuk tanaman hasil mutasi pada pertanaman selanjutnya. Berdasarkan data yang diperoleh, dibandingkan karakter morfologi yang mungkin muncul pada tanaman generasi hasil mutasi berikutnya, diharapkan apakah karakter yang muncul merupakan karakter-karakter yang lebih baik dalam kriteria pembentukan suatu kultivar baru, dimana perbedaan karakter morfologi yang menuju kearah yang lebih baik mungkin juga dapat menentukan serta mempengaruhi karakter produksi tanaman tersebut dan hasil dari produksi tanaman tersebut menjadi lebih baik pula (Mangoendidjojo, 2003 dalam Maulana, dkk., 2013).

8. Jelaskan langkah-langkah apa saja yang harus dilakukan dalam menerapkan induksi mutasi ?

Ketika kita hendak menerapkan induksi mutasi pada pemuliaan tanaman, beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu:

 Memperhatikan tujuan pemuliaan mutasi itu sendiri, dimana objek karakter harus jelas,

kendali karakter yang digunakan sederhana, jumlah karakter harus dibatasi, metode yang digunakan harus efisien.

 Seleksi tetua dan pemilihan sumber tetua, dimana seleksi tetua tergantung pemuliaan

mutasi serta jumlah tetua yang akan dimutasi meningkatkan peluang keberhasilan.

 Dosis dan level dosis berpengaruh, apabila informasi dosis dan level dosis terbatas,

maka lebih baik menggunakan lebih dari satu dosis dan level dosis. Selain itu menggunakan kontrol yang tidak diinduksi mutasi

9. Bagaimana cara mendeteksi terjadinya mutan ? Jelaskan !

(10)

 Seleksi Pedigree

 Seleksi Bulk Hasil Mutasi

10. Mengapa pemuliaan mutasi tidak menjadi prioritas utama pada kebanyakan upaya perakitan varietas tanaman ?

Karena pemuliaan tanaman dengan memanfaatkan mutasi ini bersifat random atau acak. Maksud acak disini yakni, tanaman yang diinduksi dengan mutagen tidak pasti akan menampakan perubahan karakter yang sesuai dengan harapan. Karena mutasi bersifat acak, apabila tanaman yang diinduksikan dengan mutagen tidak kunjung menampakan karakter yang kita inginkan maka dapat menimbulkan kerugian seperti biaya dan waktu yang habis lebih banyak dibandingkan dengan metode pemuliaan lain

_____Selamat Belajar _____

Referensi

Dokumen terkait

Resistensi terhadap golongan beta-laktam antara lain terjadi karena perubahan atau mutasi gen penyandi protein (Penicillin Binding Protein, PBP) ikatan obat golongan beta-laktam

Mutasi adalah peristiwa perubahan susunan materi genetik (gen atau kromosom) pada suatu organisme dan sifat yang dihasilkan akan diturunkan dari satu generasi

Untuk memilih posisi gen yang mengalami mutasi dilakukan dengan membangkitkan bilangan acak antara 1 – Panjang total gen yaitu 1- 25.. Pada probabilitas 0.265

Penelitian terdahulu menyatakan bahwa gen maspin dapat mengalami perubahan epi- genetik maupun mutasi, yang dapat terjadi pada asam amino maspin, RSL dan G-helix maspin,

Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploid) melibatkan kehilangan atau penambahan perangkat kromosom (genom) disebut euploid,

Hal ini disebabkan karena susunan kromosom yang mengandung banyak gen, sehingga jika terjadi mutasi pada kromosom akan menimbulkan perubahan fenotipe yang lebih besar,

Sumbangan bioteknologi untuk mengatasi masalah tersebut adalah …. Perhatikan gambar kromosom yang mengalami mutasi berikut. Perubahan gen yang terjadi adalah ….

Pada Gambar 2.7, dapat dilihat bahwa dengan adanya mutasi akan menyebabkan inaktivasi situs restriksi karena terjadi perubahan urutan basa nukleotida. Gen normal yang