PERSILANGAN TANAMAN KEDELAI (Laporan Praktikum Pemuliaan Tanaman) I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Penggunaan bibit unggul merupakan salah satu upaya yang perlu kita lakukan untuk meningkatkan hasil pertanian. Sifat bibit unggul pada tanaman dapat timbul secara alami karena adanya seleksi alam dan dapat juga timbul karena adanya campur tangan manusia melalui kegiatan pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman pada dasarnya adalah kegiatan memilih atau menyeleksi dari suatu populasi untuk mendapatkan genotipe tanaman yang memiliki sifat-sifat unggul yang selanjutnya akan dikembangkan dan diperbanyak sebagai benih atau bibit unggul. Namun demikian, kegiatan seleksi tersebut seringkali tidak dapat langsung diterapkan, karena sifat-sifat keunggulan yang dimaksud tidak seluruhnya terdapat pada satu genotipe saja, melainkan terpisah pada genotipe yang lainnya.
Misalnya, suatu genotipe mempunyai daya hasil yang tinggi tapi rentan terhadap penyakit, sedangkan genotipe lainnya memiliki sifat-sifat lainnya (sebaliknya). Jika seleksi diterapkan secara langsung maka kedua sifat unggul tersebut akan selalu terpisah pada genotipe yang berbeda. Oleh sebab itu untuk mendapatkan genotipe yang baru yang memiliki kedua sifat unggul tersebut perlu dilakukan penggabungan melalui rekombinasi gen.
Persilangan merupakan salah satu cara untuk menghasilkan rekombinasi gen. Secara teknis, persilangan dilakukan dengan cara memindahkan tepung sari kekepala putik pada tanaman yang diinginkan sebagai tetua, baik pada tanaman yang menyerbuk sendiri (self polination crop) maupun pada tanaman yang menyerbuk silang (cross polination crop).
Keberhasilan persilangan sangat ditentukan oleh pemulia tanaman mengenai tehnik persilangan itu sendiri maupun pada pengetahuan akan bunga, misalnya:
*. Stuktur bunga. *. Waktu berbunga. *. Saat bunga mekar.
*. Kapan bunga betina siap menerima bunga jantan (tepung sari). *. Tipe penyerbukan.
B. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan praktikum ini adalah
1. Mempelajari teknik persilangan pada tanamann menyerbuk sendiri dan tanaman menyerbuk silang. 2. Menghitung persentasi keberhasilan persilangan
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 penyerbkan sendiri dan penyerbukan silang. Polinasi sendiri sudah 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 adalah sangat penting karena ia memepengaruhi dalam kontaminasi stok pemuliaan. Ada perbedaan yang besar antara jumlah persilangan dengan luar didalam species dari suatu kelompok. Jumlah persilangan dari varietas yang diberikan juga dipengaruhi oleh keadaan lingkungan yang berubah. (R.W. Allard, 1992)
Penyerbukan dapat dibedakan atas dua cara yaitu: 1. Penyerbukan sendiri
Penyerbukan sendiri adalah jatuhnya serbuk sari dari anter ke stigma pada bunga yang sama atau stigma dari bunga yang lain pada tanaman yang sama atau klon yang sama. Prinsip yang memungkinkan
terjadinya penyerbukan sendiri adalah kleistogami yaitu pada waktu terjadi penyerbukan bunga yang belum mekar atau tidak terbuka, misalnya pada kedelai, padi, tembakau dan lain-lain. Jumlah
penyerbukan silang yang munkin terjadi pada tanaman-tanaman tersebut berkisar antara 0% sampai 4 atau 5%.
Terjadinya penyerbukan sendiri disebabkan oleh : a. Bunga tidak membuka.
b. Serbuk sari sudah matang dan jatuh sebelum bunga terbuka.
c. Stigma dan stamen tersembunyi oleh organ bung yang sudah terbuka. d. Stigma memanjang melalui tabung staminal segera sesudah anter membuka. e. Bunga matang serempak.
Penyerbukan diawali oleh pembungaan proses ini disebut anthesis.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan pada kegiatan persilangan buatan, yaitu: 1. Periode bunga tertua jantan dan betina
Pengaturan waktu tanam yang perlu dilakukan sedemikian rupa sehingga saat keluarnya bunga hampir serentak antara kedua tetua yang disilangkan.
2. Waktu emaskulasi dan persilangan. (M. Nasir, 2001)
Metode pemuliaan yang terbukti telah berhasil terhadap species perbanyakan sendiri berada pada kategori sebagai berikut :
1. Seleksi galur murni
Seleksi ini digunakan untuk memilih varietas baru dari varietas yang dahulu telah melewati petani dari generasi ke generasi. Sebagian besar tanaman diseleksi dari varietas tersebut dan dapat diharapkan bersifat homozigot dan inilah titik awal dari perkembangan pemuliaan.
2. Seleksi massal
Seleksi ini berbeda dengan seleksi galur murni dalam jumlah tanaman dimana tidak hanya sebatang yang diseleksi untuk mendapatkan varietas baru. Varietas yang dikembangkan dengan cara ini mencakup beberapa genotipe yang lebih banyak dibandingkan populasi induknya.
3. Metode hibridisasi, dengan pemisahan secara : 3a. Metode catatan terhadap galur asal usul
Metode silsilah digunakan secara luas oleh pemuliaan tanaman saat ini. Ia menurunkan namanya dari catatan yang disimpan oleh pendahulunya. Seleksi ini keunggulannya didasarkan pada keadaan fisik dan sifat yang lain dari individu.
3.b. Metode curah
Metode ini digunakan jika seleksi buatan dilakukan selama perbanyakan massal, pemilihan iini biasanya didasarkan atas tabiat dari individu tanaman.
3.c. Metode persilangan kembali
Dalam metode ini diulang manjadi induk yang dikehendaki selama seleksi di kerjakan terhadap sifat karakteristik yang sedang dipindahkan dari satu donor induknya.(R.W. Allard, 1992)
2. Penyerbukan silang
Penyerbukan silang adalah jatuhnya serbuk sari dari anter ke stigma bunga yang berbeda. Contoh dari persilangan ini adalah ubi kayu, alfalfa, jagung, padi liar ,dan lain-lain.
Terjadinya penyerbukan silang disebabkan oleh: a. Gangguan mekanis terhadap penyerbukan sendiri. b. Perbedaan periode matang sebuk sari dan kepala putik. c. Sterilitas dan inkompatibilitas
d. Adanya bunga monocious dan diocious.
Jagung adalah tipe monocious, staminate terdapat diujung batang dan pistilate pada batang. Serbuk sari mudah diterbangkan angin sehingga penyerbukan lebih dominan meskipun penyerbukan sendiri bisa terjadi 5% atau lebih.
Ada perbedaan besar dalam hal penyerbukan pengontrolan polinasi silang dan juga kemudahan
pengontrolan polinasi silang oleh pemulia tanaman. Beberapa species mempunyai sifat tidak serasi dan dapat dikawinkan tanpa adanya kesulitan terhadap sifat yang tidak cocok (Abror, 2010)
Metode penting yang sesuai dengan penyerbukan silang antara lain: 1. Seleksi massal
Seleksi ini merupakan cara yang penting dalam pengembanan macam-macam varietas yang disilangkan. Dalam seleksi ini jumlah yang dipilih banyak untuk memperbanyak generasi berikutnya .
2. Pemuliaan persilangan kembali
Metode ini digunakan dengan species persilangan luar yang nilainya sama baiknya dengan species yang berpolinasi sendiri.
3. Hibridisasi dari galur yang dikawinkan
Varietas hibrida tergantung dari keunggulan keragaman yang mencirikan hibrid F1 diantara genotipe tertentu. Tipe genotipe yantg disilangkan melahirkan galur-galur, klon, strain, dan varietas.
4. Seleksi berulang
Seleksi yang diulang, genotipe yang diinginkan dipilih dari genotipe ini atau turunan sejenisnya disilangkan dengan luar semua kombinasi yang menghasilkan populasi untuk disilangkan. 5. Pengembangan varietas buatan. (R. W. Allard, 1992).
III.METODOLOGI A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan saat praktikum persilangan kedelai adalah: 1. Pinset 5. Benih kedelai Varietas Wilis dan Tanggamus
2. Kuas 6. Furadan 3. LUV
4. Label B. Cara Kerja
Cara kerja yang dilakukan pada saat praktikum persilangan adalah: Ditanam benih kedelai
Setelah itu dilakukan penyiraman dan penyiangan setiap hari pada kedelai
Setelah kedelai tumbuh dan berbunga, disilangkan antara varietas A dan B dan sebaliknya B dengan A Diambil beberapa sampel dari setiap varietas
Gunakan pinset untuk mengambil serbuk sari dan pindahkan itu ke kepala putik Kemudian diberi label pada kedelai yang disilangkan pada setiap varietas Ditunggu selama 3 hari untuk melihat hasil persilangan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengamatan
No Keterangan Varietas Wilis Varietas Tanggamus 1. Perkecambahan 5-6 HST 5-6 HST
2. Pembentukan bintil akar 15-20 HST 15-20 HST 3. Pertumbuhan awal 15 HST 15 HST
4. Fase vegetatif aktif 15 HST 17 HST
5. Fase generatif (Pembungaan dan pengisian polong) 35-49 HST 37-51 HST 6. Fase pemasakan polong 55 HST 57 HST
7. Panen untuk konsumsi 80-90 HST 85-100 HST 8. Panen untuk dijadikan benih 100 HST 110 HST
B. Pembahasan
Kedelai merupakan bahan baku makanan yang bergizi seperti tahu dan tempe. Hampir semua lapisan masyarakat menyukai makanan yang terbuat dari kedelai. Bagi petani, tanaman ini penting untuk menambah pendapatan karena dapat segera dijual dan harganya tinggi. Kedelai merupakan terna dikotil semusim dengan percabangan sedikit, sistem perakaran akar tunggang, dan batang berkambium. Kedelai dapat berubah penampilan menjadi tumbuhan setengah merambat dalam keadaan
pencahayaan rendah. Kedelai, khususnya kedelai putih dari daerah subtropik, juga merupakan tanaman hari-pendek dengan waktu kritis rata-rata 13 jam. Ia akan segera berbunga apabila pada masa siap berbunga panjang hari kurang dari 13 jam. Ini menjelaskan rendahnya produksi di daerah tropika, karena tanaman terlalu dini berbunga.
Tanaman kacang-kacangan, termasuk tanaman kedelai, mempunyai dua stadia tumbuh, yaitu stadia vegetatif dan stadia reproduktif. Stadia vegetatif mulai dari tanaman berkecambah sampai saat berbunga, sedangkan stadia reproduktif mulai dari pembentukan bunga sampai pemasakan biji. Tanaman kedelai di Indonesia yang mempunyai panjang hari rata-rata sekitar 12 jam dan suhu udara yang tinggi (>30° C), sebagian besar mulai berbunga pada umur antara 5-7 minggu. Tanaman kedelai termasuk peka terhadap perbedaan panjang hari, khususnya saat embentukan bunga.
Bunga kedelai menyerupai kupu-kupu. Tangkai bunga umumnya tumbuh dari ketiak tangkai daun yang diberi nama rasim. Jumlah bunga pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 2-25 bunga , tergantung kondisi lingkungan tumbuh dan varietas kedelai. Bunga pertama yang terbentuk umumnya pada buku kelima, keenam, atau pada buku yang lebih tinggi. Pembentukan bunga juga dipengaruhi oleh
suhu dan kelembaban. Pada suhu tinggi dan kelembaban rendah, jumlah sinar matahari yang jatuh pada ketiak tangkai daun lebih banyak. Hal ini akan merangsang pembentukan bunga. Setiap ketiak tangkai daun yang mempunyai kuncup bunga dan dapat berkembang menjadi polong disebut sebagai buku subur. Tidak setiap kuncup bunga dapat tumbuh menjadi polong, hanya berkisar 20-80%.
Jumlah bunga yang rontok tidak dapat membentuk polong yang cukup besar. Rontoknya bunga ini dapat terjadi pada setiap posisi buku pada 1-10 hari setelah mulai terbentuk bunga. Periode berbunga pada tanaman kedelai cukup lama yaitu 3-5 minggu untuk daerah subtropik dan 2-3 minggu di daerah tropik, seperti di Indonesia. Jumlah bunga pada tipe batang determinate umumnya lebih sedikit dibandingkan pada batang tipe indeterminate. Warna bunga yang umum pada berbagai varietas kedelai hanya dua, yaitu putih dan ungu
eskripsi bunga secara umum
Kedelai merupakan tanaman semusim yang sering dibudidayakan petani selain tanaman padi. Seperti tanaman pada umumnya kedelai akan berbunga ketika memasuki masa generatifnya (kira-kira 40 HST). Bunga akan muncul pada ketiak daun secara bergerombol hingga 3-5 bunga. Dalam satu gerombol ini bunga mekar tidak serempak.
Tanaman kedelai ini merupakan tanaman menyerbuk sendiri (autogami) yang memiliki bunga sempurna (hermaprhodit) karena putik dan benangsari terletak dalam satu bunga. Bunga kedelai berbentuk kupu-kupu dengan 3 mahkota yang menutupi alat kelamin secara sempurna (oleh sebab itu dinyatakan bahwa tanaman kedelai merupakan penyerbuk sendiri). Bunga kedelai berukuran sekitar 5-8 mm ketika
membuka penuh. Warna mahkota bervariasi ada yang ungu ataupun putih tergantung dari varietas yang ditanam. Putik bunga sangat kecil berukuran sekitar 3 mm dan berbentuk menyerupai calon polong. Setelah pembuahan terjadi putik tidak akan gugur dan berkembang menjadi polong kedelai. Benangsari bunga kedelai juga berukuran sangat kecil. Tangkai benangsari menyatu dan membentuk suatu selaput tipis yang menutupi/mengelilingi putik. Selaput ini mendukung benangsari diatasnya.
Bunga ini akan mulai membuka pada pukul 05.00 pagi. Penyerbukan alami akan terjadi pada saat serbuk sari matang yaitu pada saat bunga mekar sempurna (06.00-10.00). Pada saat itulah hendaknya
penyerbukan/persilangan tanaman dilakukan. Letak anther pada bunga kedelai lebih panjang daripada stigma (disebut juga dengan heteromorfik). Namun demikian, bunga kedelai anther (benangsari) dan stigma (putik) memiliki panjang yang berbeda (heteromorfik). Letak kelopak bunga dan benangsari sejajar sehingga terkadang menjadi penghalang persilangan yang akan dilakukan.
anaman Kedelai 1. Pemilihan bunga sebagai induk betina
Satu hal yang harus diketahui bersama adalah tanaman kedelai merupakan tanaman menyerbuk sendiri sehigga tanpa penyerbukan bantuan, secara alami bunga akan terserbuki. saabunga yang dipilih pada adalah bunga yag masih kuncup sehingga dapat diyakini putik bunga belum terserbuki.
2. Kastrasi
Kastrasi adalah kegiatan membersihkan bagian tanaman yang ada di sekitar bunga yang akan
diemaskulasi dari kotoran, serangga, kuncup-kuncup bunga yang tidak dipakai serta organ tanaman lain yang mengganggu kegiatan persilangan.
3. Emaskulasi
Emaskulasi adalah kegiatan membuang alat kelamin jantan (stamen) pada tetua betina, sebelum bunga mekar atau sebelum terjadi penyerbukan sendiri. Emaskulasi terutama dilakukan pada tanaman berumah satu yang hermaprodit dan fertil.
4. Isolasi
Isolasi dilakukan agar bunga yang telah diemaskulasi tidak terserbuki oleh serbuk sari asing. Dengan demikian baik bunga jantan maupun betina harus dikerudungi dengan kantung. Kantung bisa terbuat dari kertas tahan air, kain, plastik, selotipe dan lain-lain. Ukuran kantung disesuaikan dengan ukuran bunga tanaman yang bersangkutan.
5. Pengumpulan Serbuk Sari
Pengumpulan serbuk sari dari pohon tetua jantan dapat dimulai beberapa jam sebelum kuncup-kuncup bunga itu mekar. Bila letak pohon tetua betina jauh dari pohon tetua jantan, maka pengangkutan kuncup-kuncup bunga dari tetua jantan ke tetua betina akan memakan waktu yang lama. Agar kuncup bunga itu tidak lekas layu dan tahan lama dalam keadaan segar, hendaknya kuncup bunga itu dipetik dan diangkut pada pagi hari sebelum matahari terbit atau pada sore hari setelah matahari terbenam. 6. Penyerbukan
Penyerbukan buatan dilakukan antara tanaman yang berbeda genetiknya. Pelaksanaannya terdiri dari pengumpulan polen (serbuk sari) yang viabel atau anter dari tanaman tetua jantan yang sehat, kemudian menyerbukannya ke stigma tetua betina yang telah dilakukan emaskulasi. Cara melakukan penyerbukan :
a. Menggunakan kuas, pinset, tusuk gigi yang steril, yaitu dengan mencelupkan alat-alat tersebut ke alkohol pekat, biarkan kering kemudian celupkan ke polen dan oleskan ke stigma.
b. Mengguncangkan bunga jantan di atas bunga betina, sehingga polen jantan jatuh ke stigma bunga tetua betina yang telah diemaskulasi. Cara ini biasanya digunakan untuk persilangan padi dan jagung. 7. Pelabelan
Ukuran dan bentuk label berbeda-beda. Pada dasarnya label terbuat dari kertas keras tahan air, atau plastik. Pada label antara lain tertulis informasi tentang: (1) Nomor yang berhubungan dengan lapangan,
(2) Waktu emaskulasi, (3) waktu penyerbukan, (4) Nama tetua jantan dan betina, (5) Kode pemulia/penyilang.
Faktor-faktor penyebab kegagalan dalam persilangan tanaman kedelai
Pada praktikum yang telah dilakukan, kelompok kami mengalami kegagalan dalam memuliakan tanaman kedelai yang artinya persentase keberhasilan kelompok kami yaitu 0%. Setelah mencari informasi, kami mendapatkan faktor- faktor yang menyebabkan kegagalan tanaman kedelai kami. Faktor-faktor tersebut adalah :
1. Kurang telitinya praktikan dalam menempelkan sernuk sari ke kepala putik, sehingga menyebabkan kepala putik terluka dan akhirnya gugur
2. Tumpulnya pinset sehingga pada saat kastrasi dan emaskulasi mengalami kesulitan
3. Bunga yang terlalu kecil membuat praktikan kesulitan dalam memindahkan serbuk sari varietas A ke B, ataupun sebaliknya, sehingga terkadang serbuk sari tidak menempel.
4. Praktikan yang memegang bunga kedelai terlalu kuat, hal ini juga menyebabkan rusaknya bagian bunga yaitu kepala putik.
V. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilakukan maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Setiap tumbuhan memiliki teknik persilangan yang tidak sama.
2. Teknik persilangan menyerbuk sendiri dilakukan pada tanaman yang dapat melakukan penyerbukan dalam satu bunga seperti tanaman kedelai
3. Teknik persilangan menyerbuk sendiri dilakukan pada tanaman yang dapat melakukan penyerbukan pada bunga lain.
4. Banyak hal yang mempengaruhi pada tanaman menyerbuk sendiri antara lain kondisi lingkungan, stuktur bunga, jenis varietas dan ketelitian si pemulia.
5. Kedelai akan segera berbunga apabila pada masa siap berbunga panjang hari kurang dari 13 jam. 6. Kegagalan dalam persilangan dapat disebabkan oleh tumpulnya alat, kurang telitinya praktikan, dan dapat juga disebabkan karena pemegangan bunga yang terlalu keras.
DAFTAR PUSTAKA
Allard, R.W. 1992.Metode Penyerbukan. Jakarta: Gramedia.
Anonim. 2010. Budidaya Tanaman Kedelai. http://teknis- budidaya.blogspot.com/2007/10/budidaya-kedelai.html (diakses tanggal 29Mei 2011).
Nasir,M. 2001.Proses Penyerbukan Tanaman Kedelai. Jakarta: Erlangga.
Yudi, Abror. 2007. Budidaya Kedelai. http://teknis- budidaya.blogspot.com/2007/10/budidaya-kedelai.html (diakses tanggal 29Mei 2011).
