LAPORAN PRAKTIKUM
DASAR-DASAR PEMULIAAN TANAMAN
ACARA IV
HIBRIDISASI TANAMAN MENYERBUK SILANG
Semester Gasal 2013/2014
Oleh
Nama : Priyambada Yudha Baskara
NIM : A1L012121
Rombongan : C1
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI PURWOKERTO
ACARA V. MENENTUKAN BOBOT 1000 BIJI
Tanggal Praktikum : 3 Oktober 2013
Nama : Priyambada Yudha Baskara
NIM : A1L012121
Nama Partner : 1. Abraham Kevin 2. Agri Rozak Y 3. M. Shodiqqurifqi
Rombongan : C1
Asisten :
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu upaya yang perlu kita lakukan untuk meningkatkan hasil pertanian adalah dengan penggunaan bibit unggul. Sifat bibit unggul pada tanaman dapat timbul secara alami karena adanya seleksi alam dan dapat juga timbul karena adanya campur tangan manusia. Persilangan merupakan salah satu cara untuk menghasilkan rekombinasi gen. Secara teknis, persilangan dilakukan dengan cara memindahklan tepung sari kekepala putik pada tanaman yang diinginkan sebagai tetua, baik pada tanaman yang menyerbuk sendiri (self polination crop) maupun pada tanaman yang menmyerbuk silang (cross polination crop).
Varietas unggul didapat melalui beberapa metode pemuliaan tanaman. Metode pemuliaan ini sangat ditentukan oleh sistem penyerbukan ataupun cara perkembang biakan tanman. Metode untuk tanaman menyerbuk sendiri berbeda dengan metode untuk tanaman menyerbuk silang. Metode yang dikembangkan secara seksual berbeda dengan yang dikembangkan secara aseksual. Beberapa metode pemuliaan tanaman yang diketahui yaitu introduksi, seleksi dan hibridisasi dilanjutkan seleksi.
Varietas hibrida merupakan generasi pertama hasil persilangan antara tetua berupa galur inbrida. Varietas hibrida dapat dibentuk pada tanaman menyerbuk sendiri maupun menyerbuk silang. Jagung merupakan tanaman pertama yang dibentuk menghasilkan varietas hibrida secara komersial.
Tanaman jagung mempunyai komposisi genetik yang sangat dinamis karena cara penyerbukan bunganya menyilang. Fiksasi gen-gen unggul (favorable genes) pada genotipe yang homozigot justru akan berakibat depresi inbreeding yang menghasilkan tanaman kerdil dan daya hasilnya rendah. Tanaman yang vigor, tumbuh cepat, subur, dan hasilnya tinggi justru diperoleh dari tanaman yang komposisi genetiknya heterozigot.
Praktikum ini bertujuan untuk menghasilkan biji F1 dengan kombinasi sifat tetua dari persilangan jagung, sebagai salah satu tahap dalam upaya perakitan varietas baru untuk tanaman menyerbuk silang.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Reproduksi merupakan kemampuan mahluk hidup untuk memperbanyak diri. Reproduksi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu reproduksi seksual (reproduksi melalui peleburan gamet tetua) dan reproduksi aseksual (reproduksi tanpa peleburan gamet tetua). Penyerbukan adalah jatuhnya serbuk sari ke kepala putik. Sedangkan pembuahan adalah bergabungnya gamet jantan dan gamet betina. Kriteria klasifikasi yang dipergunakan hanya berdasarkan tingkat penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang. Polonasi sendiri tentu hanya merupakan salah satu sistem perbanyakan tanaman dan hanya sebagai salah satu jalan dimana populasi dapat dikawinkan. Didalam group penyerbukan silang, jumlah persilangan dari luar sangat penting karena ia mempengaruhi kontaminasi stok pemuliaan. Ada perbedaan yang besar antara jumlah persilangan luar dengan dalam spesies dari suatu kelompok. Jumlah persilangan dari varietas yang diberikan juga dipengaruhi oleh keadaan lingkungan yang berubah (R.W. Allard, 1992).
Hibridisasi (persilangan) adalah penyerbukan silang antara tetua yang berbeda susunan genetiknya. Pada tanaman menyerbuk sendiri hibridisasi merupakan langkah awal pada program pemuliaan setelah dilakukan pemilihan tetua. Umumnya program pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri dimulai dengan menyilangkan dua tetua homozigot yang berbeda genotipenya. Pada tanaman menyerbuk silang, hibridisasi biasanya digunakan untuk menguji potensi tetua atau pengujian ketegaran hibrida dalam rangka pembentukan varietas hibrida. Selain itu, hibridisasi juga dimaksudkan untuk memperluas keragaman (Syukur, dkk. 2009)
Persilangan memiliki beberapa tujuan, yaitu : (1) Menggabungkan semua sifat baik ke dalam satu genotipe baru; (2) Memperluas keragaman genetik; (3) Memanfaatkan vigor hibrida; atau (4) Menguji potensi tetua (uji turunan). Dari keempat tujuan utama ini dapat disimpulkan bahwa hibridisasi memiliki peranan penting dalam pemuliaan tanaman, terutama dalam hal memperluas keragaman dan mendapatkan varietas unggul yang diinginkan. Seleksi akan efektif apabila populasi yang diseleksi mempunyai keragaman genetik yang luas (Azrai dan Kasim, 2003).
penyerbukan buatan sangat tergantung pada faktor internal (tanaman) dan faktor eksternal (cuaca). Faktor internal yang terpenting adalah saat masaknya kelamin. Penyerbukan buatan sebaiknya dilakukan pada saat serbuk sari (pollen) sudah masak tetapi belum mati dan putik siap untuk dibuahi (reseptif). Cuaca yang cerah dan tidak ada angin akan mendukung keberhasilan penyerbukan (Azrai dan Kasim, 2003).
Faktor terpenting dalam pembentukan hibrida adalah pemilihan plasma nutfah pembentuk populasi dasar yang akan menentukan tersedianya tetua unggul. Tetua yang berasal dari plasma nutfah superior dengan karakter agronomi ideal akan menghasilkan galur yang memiliki daya gabung umum dan daya gabung khusus yang tinggi. Dalam proses perakitan hibrida dibutuhkan sedikitnya dua populasi yang memiliki latar belakang plasma nutfah dengan keragaman genetik yang luas, penampilan persilangan menonjol, dan menunjukkan tingkat heterosis tinggi. Pembentukan hibrida diutamakan persilangan-persilangan antara bahan genetik atau populasi yang kontras atau berbeda sumber plasma nutfahnya (Syukur, dkk. 2009).
Di alam penyerbukan silang terjadi secara spontan. Penyerbukan tersebut terjadi dengan bantuan angin, serangga pollination dan binatang lainnya. Pada penyerbukan alami tidak diketahui sifat-sifat dari pohon induk apakah baik atau buruk sehingga tidak dapat dilakukan pengontrolan. Akibatnya hasilnya seringkali mengecewakan. Oleh karena itu agar persilangan dapat dikontrol dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan, maka manusia melakukan penyerbukan silang buatan (Wels, 1981).
Pada dasarnya teknik persilangan tanaman menyerbuk silang hampir sama dengan teknik persilangan menyerbuk silang. Perbedaan teknik persilangan menyerbuk silang dengan menyerbuk sendiri ialah pada proses emaskulasi. Pada tanaman menyerbuk silang proses emaskulasi tidak perlu dilakukan. Hal tersebut berhubungan dengan karakter organ reproduksi dari tanaman menyerbuk silang. Misalnya letak organ jantan dan organ betina yang terpisah, masaknya polen tidak sama dengan kepala putik. Sehingga kontrol persilangan menjadi semakin lebih mudah jika dibandingkan tanaman menyerbuk sendiri. Proses lainnya (persiapan, isolasi, pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari, polinasi, penutupan bunga dan pelabelan) sama seperti pada tanaman menyerbuk sendiri. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan hibridisasi:
a) Pemilihan tetua.
c) Waktu tanaman bunga (waktu bunga mekar/tanaman berbunga) d) Keadaan cuaca saat penyerbukan.
e) Pelaksana (Sunarto, 1997).
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat
1. Kantong kertas besar 2. Kantong kertas sedang 3. Strapler dan isinya 4. Label
5. Pensil
B. Bahan
1. Tongkol tetua betina 2. Malai tetua jantan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Kelompok : 4
Rombongan : C1
Tetua : Jantan dari jagung manis, dan betina dari jagung manis Tanggal penyerbukan : 3 Oktober 2013
Jumlah biji jagung : 413 biji
Tanggal pengambilan : 22 Oktober 2013
B. Pembahasan
Pada umumnya maksud dan tujuan daripada penyelenggaraan hibridisasi adalah untuk memperoleh jenis-jenis tanaman baru yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. Tumbuhnya tanaman lebih cepat, dapat lekas menjadi besar dan lebih kuat. 2. Hasilnya dapat dipungut dalam waktu yang lebih pendek.
3. Produksinya setiap tahun tetap baik atau lebih tinggi. 4. Kualitas hasil yang diperoleh lebih baik.
5. Bentuk dan warna bunga lebih menarik dan lebih indah.
6. Tanamannya lebih tahan terhadap serangan hama dan jangkitan penyakit.
7. Tanamannya lebih tahan terhadap iklim yang buruk, musum kering yang panjang, hujan lebat dan tidak memilih jenis tanah tertentu, sehingga dapat tumbuh baik di berbagai daerah.
(Syukur, dkk. 2009).
Teknik Penyerbukan Silang Buatan adalah sebagai berikut :
1. Persiapan – Pengamatan bunga : pembungaan, benang sari, putik. Mengumpulkan informasi mengenai : asal usul dan sifat tanaman, waktu penyerbukan yang baik. Pemilihan induk jantan dan betina. Pemilihan bunga-bunga yang akan disilangkan.
2. Isolasi kuncup terpilih
3. Kastrasi / emaskulasi : Membuang semua benang sari dari sebuah kuncup bunga yang akan dijadikan induk betina dalam penyerbukan silang. Dimaksudkan untuk menghindarkan penyerbukan sendiri. Dilakukan sebelum bunga mekar (putik dan benang sari belum masak).
4. Pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari. Hal-hal yang harus diperhatikan : serbuk sari tidak dapat disimpan terlalu lama pada kelembaban relatif tinggi, makin tua umur serbuk sari makin rendah kemampuan kecambahnya untuk membentuk tabung serbuk sari, serbuk sari membutuhkan penyimpanan dengan kelembaban rendah (10-50%) dan suhu rendah (2-8ºC). Biasanya serbuk sari disimpan dalam desiccator yang diisi CaCl2 atau H2SO4 dengan konsentrasi tertentu.
melakukan penyerbukan adalah pada saat tanaman berbunga lebat. Suhu yang baik untuk melakukan penyerbukan adalah 20-25 ºC. Hindarkan kompetisi nutrisi antar putik yang diserbuki (dalam satu cabang, sebaiknya jumlah putik yang diserbuki tidak terlalu banyak). Kepala putik harus sudah mencapai masa reseptif, dan serbuk sari sudah benar-benar masak. Materi penyerbukan dan pembuahan pada bunga ini merupakan materi yang patut diperhatikan dan dipelajari dikarenakan tanpa penyerbukan dan pembuahan tidak akan ada regenerasi dari suatu makhluk hidup.
(Ashari, 1998)
Dalam melakukan persilangan harus diperhatikan hal-hal berikut ini, yaitu : 1. Faktor Internal
a. Pemilihan Tetua
Ada lima kelompok sumber plasma nutfah yang dapat dijadikan tetua persilangan yaitu: (a) varietas komersial, (b) galur-galur elit pemuliaan, (c) galur-galur pemuliaan dengan satu atau beberapa sifat superior, (d) spesies introduksi tanaman dan (e) spesies liar. Peluang menghasilkan varietas unggul yang dituju akan menjadi besar bila tetua yang digunakan merupakan varietas-varietas komersial yang unggul yang sedang beredar, galur-galur murni tetua hibrida, dan tetua-tetua varietas sintetik.
b. Waktu Tanaman Berbunga
Dalam melakukan persilangan harus diperhatikan: (1) penyesuaian waktu berbunga. Waktu tanam tetua jantan dan betina harus diperhatikan supaya saat anthesis dan reseptif waktunya bersamaan, (2) waktu emaskulasi dan penyerbukan. Pada tetua betina waktu emaskulasi harus diperhatikan, seperti pada bunga kacang tanah, padi harus pagi hari, bila melalui waktu tersebut polen telah jatuh ke stigma. Juga waktu penyerbukan harus tepat ketika stigma reseptif. Jika antara waktu antesis bunga jantan dan waktu reseptif bunga betina tidak bersamaan, maka perlu dilakukan singkronisasi. Caranya dengan membedakan waktu penanaman antara kedua tetua, sehingga nantinya kedua tetua akan siap dalam waktu yang bersamaan. Untuk tujuan sinkronisasi ini diperlukan informasi tentang umur tanaman berbunga (Syukur, 2009).
a. Pengetahuan tentang Organ Reproduksi dan Tipe Penyerbukan
Untuk dapat melakukan penyerbukan silang secara buatan, hal yang paling mendasar dan yang paling penting diketahui adalah organ reproduksi dan tipe penyerbukan. Dengan mengetahui organ reproduksi, kita dapat menduga tipe penyerbukannya, apakah tanaman tersebut menyerbuk silang atau menyerbuk sendiri. Tanaman menyerbuk silang dicirikan oleh struktur bunga sebagai berikut :
secara morfologi, bunganya mempunyai struktur tertentu. waktu antesis dan reseptif berbeda.
inkompatibilitas atau ketidaksesuaian alat kelamin. adanya bunga monoecious dan dioecious.
b. Cuaca Saat Penyerbukan
Cuaca sangat besar peranannya dalam menentukan keberhasilan persilangan buatan. Kondisi panas dengan suhu tinggi dan kelembaban udara terlalu rendah menyebabkan bunga rontok. Demikian pula jika ada angin kencang dan hujan yang terlalu lebat.
c. Pelaksana
Pemulia yang melaksanakan hibridisasi harus dengan serius dan bersungguh-sungguh dalam melakukan hibridisasi, karena jika pemulia ceroboh maka hibridisasi akan gagal
(Syukur, 2009) Tanaman Menyerbuk silang dicirikan oleh strutur bunga sebagai berikut :
a. Secara morfologi, bunganya mempunyai struktur tertentu. b. Waktu antesis dan reseptif berbeda.
c. Inkompatibilitas atau ketidaksesuaian alat kelamin. d. Adanya bunga monoecious dan dioecious
Pemilihan tetua sebagai induk dapat dilakukan dengan menggunakan dua cara, yaitu : 1. Pemilihan tetua untuk karakter kualitatif
Karakter kualitatif menunjukkan fenotif yang berbeda akibat adanya genotif yang berbeda. 2. Pemilihan tetua untuk karakter kuantitatif
untuk karakter ini perlu dipertimbangkan dari segi aspek fisiologi, aspek adaptasi, dan susunan genotif.
(Nasir, 2001) Keberhasilan suatu persilangan buatan dapat dilihat kira-kira satu minggu setelah dilakukan penyerbukan. Jika calon buah mulai membesar dan tidak rontok maka kemungkinan telah terjadi pembuahan. Sebaliknya, jika calon buah tidak membesar atau rontok maka kemungkinan telah terjadi kegagalan pembuahan. Keberhasilan penyerbukan buatan yang kemudian diikuti oleh pembuahan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah kompatibilitas tetua, ketepatan waktu reseptif betina dan antesis jantan, kesuburan tanaman serta faktor lingkungan. Kompatibilitas tetua terkait dengan gen-gen yang terkandung pada tetua jantan dan betina. Waktu reseptif betina dan antesis jantan dapat dilihat ciri morfologi bunga. Bunga yang terbaik adalah bunga yang akan mekar pada hari tersebut.Sementara itu, faktor lingkungan yang berpengaruh pada keberhasilan persilangan buatan adalah curah hujan, cahaya mahatari, kelembaban dan suhu. Curah hujan dan suhu tinggi akan menyebabkan rendahnya keberhasilan persilangan buatan. Pada persilangan buatan tanaman hermaprodit atau juga tanaman lainnya, biji yang dihasilkan belum tentu merupakan hasil persilangan buatan. Bisa jadi biji tersebut merupakan hasil selfing (untuk bunga hermaprodit) atau hasil persilangan tanaman lain (karena prosesisolasi yang tidak sempurna). Hal tersebut dapat dideteksi dengan bantuan penanda, baik berupa penanda morfologi maupun penanda molekuler. Sifat kualitatif tanaman dapat digunakan sebagai penanda morfologi (Sunarto, 1997).
Praktikum Dasar Pemuliaan Tanaman acara Hibridisasi Tanaman Menyerbuk Silang ni dilakukan pada tanaman jagung. Hibridisasi dilakukan dengan memasukkan kantong penutup kepada malai lalu menggoyang-goyangkan malai sampai serbuk sarinya terkumpul. Kantong yang berisi serbuk sari dilepaskan perlahan dengan hati-hati, agar serbuk sari tidak keluar dan tidak terjadi kontaminasi. Kemudian serbuk sari didekatkan pada ujung rambut tongkol bunga betina. Serbuk sari ditaburkan pada ujung rambut tongkol dengan cepat untuk menghindari kontaminasi. Setelah penyerbukan selesai, tongkol ditutup kembali dengan kantong malai, dan dikuatkan pada batang dengan menggunakan tali. Kemudian dipelihara dan amati perkembangan bakal biji pada tongkol setelah dilakukanya persilangan.
hibridisasi yang dilakukan ini termasuk sudah berhasil, sebab bunga betina yang diamati menunjukkan tanda-tanda keberhasilan hibridisasi yaitu bulu-bulu benang tongkol berubah warna menjadi kecoklatan dan tongkol membesar. Keberhasilan suatu persilangan buatan dapat dilihat kira-kira satu sampai dua minggu setelah dilakukan penyerbukan. Jika calon buah mulai membesar dan tidak rontok maka kemungkinan telah terjadi pembuahan. Sebaliknya, jika calon buah tidak membesar atau rontok maka kemungkinan telah terjadi kegagalan pembuahan.
V. SIMPULAN
1. Hibridisasi (persilangan) adalah penyerbukan silang antara tetua yang berbeda susunan genetiknya. Penyerbukan tersebut terjadi dengan bantuan angin, serangga pollination dan binatang lainnya.
2. Teknik penyerbukan silang buatan meliputi Pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari, Persiapan – Pengamatan bunga, Isolasi kuncup terpilih, Kastrasi / emaskulasi, kemudian melakukan penyerbukan silang.
DAFTAR PUSTAKA
Allard, R.W. 1988. Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara - Jakarta.
Ashari, S. 1998. Pengantar Biologi Reproduksi Tanaman. Penerbit Rineka Cipta – Jakarta. Azrai, M., dan F. Kasim. 2003. Analisis varians dan heritabilitas ketahanan galur jagung
rekombinan terhadap penyakit bulai. Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. 22 (1): 31-35.
Nasir, M. 2001. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional - Jakarta.
Sunarto. 1997. Pemuliaan Tanaman. IKIP Semarang Press, Semarang.
Syukur, M., S. Sujiprihati, dan R. Yunianti. 2009. Teknik Pemuliaan Tanaman. Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Departemen Agronomi dan Hotikultura IPB – Bogor.
LAMPIRAN
