LAPORAN PRAKTIKUM PEMBIAKAN TANAMAN
ACARA 1
BIOLOGI BUNGA, KASTRASI DAN HIBRIDISASI
URIFA 131510501204
GOLONGAN C / KELOMPOK 5
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
2014
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Setiap makhluk hidup memiliki kemampuan untuk melakukan reproduksi atau proses perkembangbiakan. Secara umum reproduksi pada makhluk hidup dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu reproduksi seksual (secara perkawinan) dan reproduksi aseksual (tanpa perkawianan). Pada reproduksi seksual mengunakan alat/organ seksual berupa sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, sedangkan pada reproduksi aseksual, tidak menggunakan alat/organ seksual, sehingga proses perkembanganbiakan menggunakan organ tubuh, seperti akar dan batang pada tumbuhan. Reproduksi seksual disebut juga perkembangbiakan secara generative, sedangkan reproduksi aseksual disebut juga perkembangbiakan secara vegetative. Reproduksi seksual umumnya dilakukan oleh hewan tingkat tinggi dan sebagian tunbuhan. Sedangkan reproduksi aseksual umum dilakukan hewan tingkat rendah dan sebagian tumbuhan.
Perkembangbiakan generatif adalah proses memperbanyak keturunan yangdilakukan dengan menggunakan sel-sel kelamin, yaitu sel kelamin jantan dan selkelamin betina. Perkembangbiakan generatif pada tumbuhan melalui proses penyerbukan dan pembuahan. Alat kelamin tumbuhan pada umumnya terletak pada bagian bunga. Perkembangbiakan tanaman secara generatif adalah melalui proses perkawinan / penyerbukan. Pembuahan sel telur dan perkembangannya hanya akan terjadi jika butir serbuk sari sampai kepada stigma. Penyerbukan berbeda dengan pembuahan, penyerbukan adalah peleburan gamet jantan dan gamet betina. Penyerbukan ada dua macam, yaitu penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang. Penyerbukan sendiri adalah proses penyerbukan kepala putik oleh serbuk sari yang berasal dari bunga itu sendiri atau dari bunga lain pada tumbuhan yang sama. Alat reproduksi tanaman adalah bunga dan pada bunga pada umumnya terdapat struktur jantan (serbuk sari) dan betina (putik).
hibridisasi adalah teknik yang digunakan oleh para pemulia yaitu orang yang berusaha untuk memperbanyak tanaman dalam lingkup pemuliaan tanaman untuk meningkatkan produktifitas dari tanaman yang dimuliakan, kastrasi disinimerupakan proses untuk menghilangkan kelamin jantan dari suatu bunga pada tanaman untuk menghindari atau mencegah terjadinya penyerbukkan sendiri. Kastrasi digunakan agar tanaman itu tidak menyerbuk sendiri, jika suatu tanaman menyerbuk sendiri secara terus menerus mungkin dari filal juga tidak bisa optimal dalam hal produksinya. Pemuliaan adalah suatu cara yang sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia.
Sebelum melakukan hibridisasi, untuk menghindari tanaman menyerbuk sendiri, terlebih dahulu dilakukan kastrasi. Kastrasi biasanya dilakukan dengan beberapa cara yaitu, clipping method, forcing method, sucking method, dan hot water treatment. Dengan hibridisasi diharapkan akan diperoleh varietas yang mempunyai perpaduan sifat kedua induknya, sehingga diharapkan akan dapat dihasilkan varietas unggul yang mempunyai produksi tinggi, tahan serangan hama dan penyakit, dan tahan kekeringan. Hibridisasi yang dilakukan pada tanaman menyerbuk sendiri agar berhasil sesuai dengan yang diharapkan maka perlu dilakukan pemilihan induk yang memiliki potensi genetik yang diinginkan. Pemilihan induk ini sangat tergantung pada karakter tanaman yang akan digunakan, yaitu apakah termasuk karakter kualitatif atau kuantitatif. Tujuan dari setiap program pemuliaan tanaman adalah untuk menyatukan gamet jantan dan gamet betina yang diinginkan dari induk yang terpilih.
Tujuan utama melakukan persilangan adalah (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.
1.2 Tujuan
1. Untuk mempelajari struktur bunga
3. Untuk mengetahui teknik kastrasi dan hibridisasi serta aplikasinya di lapangan.
4. Kastrasi : untuk mencegah terjadinya penyerbukan sendiri.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Menurutn Rachman (2009), strategi pemuliaan tanaman sangat bergantung kepada tipe reproduksi seksualnya. Keberhasilan proses reproduksi suatu tanaman bergantung pada kemampuannya melampaui tahapan-tahapan perkembangannya yang dimulai dari inisiasi kuncup bunga sampai kematangan buah dan biji. Perkembangbiakan tumbuhan lebih banyak secara vegetatif, yaitu melalui pertunasan umbi batang yang berada di bawah permukaan tanah. Pengamatan pendahuluan menunjukan bahwa secara alami pembentukan buah dan biji cukup jarang, meskipun pada keadaan yang cocok tumbuhan tersebut cukup mudah terjadi perbungaaan, Namun ada juga perkembangang biakan tumbuhan dilakukan secara generatif. Kegagalan salah satu tahapan perkembangan dapat berakibat pada turunnya produktivitas biji. Oleh karena itu informasi mengenai morfologi bunga dan buah serta perkembangannya sangat diperlukan. Pembungaan suatu tanaman dipengaruhi oleh faktor internal, sperti genetik, hormon, dan faktor ekesternal seperti air, cahaya, dan temperatur. Perubahan lingkungan tersebut dapat mengubah respon pembungaan suatu tanaman (Hidayat, 2010).
Menurut Ribeiro et al. (2013), ada pendekatan agronomi penting terkait dengan karakteristik morfologi kultivar bunga, justru karena variasi dapat terjadi karena perbedaan genetik atau penyebaran dunia. Jadi, penting untuk mengetahui perbedaan genetik mungkin dalam plasma nutfah yang dipilih untuk program pemuliaan. Ini adalah alasan besar untuk studi yang berhubungan dengan fenologi tanaman dan biologi bunga terkait dengan mekanisme reproduksinya. Variasi morfologi besar terlihat pada bunga dikaitkan dengan penyerbuk yang berbeda dari masing-masing spesies. Perubahan warna bunga dan bentuk dapat menyebabkan perubahan frekuensi dan spesifisitas pengunjung hewan, berkontribusi terhadap spesiasi. (Segatto et al., 2013).
keragaman genetik untuk sifat yang diinginkan. Hibridisasi garis induk yang dipilih memungkinkan penciptaan bentuk-bentuk baru melalui rekombinasi genetik. Hibrida yang dihasilkan berfungsi sebagai sumber variasi genetik yang seleksi dapat dikenakan. hibridisasi antar-spesifik yang melibatkan spesies tanaman non-pribumi telah sering disajikan sebagai stimulus bagi evolusi spesies yang sama sekali baru, dan kadang-kadang invasif.
Menurut Widodo dkk. (2007), hibridisasi didefinisikan sebagai reproduksi antara anggota populasi dengan genetik yang berbeda, menghasilkan keturunan campuran yang terjadi dalam hampir semua proses spesiasi. Satu-satunya pengecualian dapat disebabkan karena bersifat allopatric atau spesiasi secara spontan. Hibridisasi dapat menyebabkan interaksi yang melibatkan berbagai jenis dan tinkat perbedaan bentuk genetik antara indukan. Perbedaan tersebut mungkin telah terakumulasi dengan cara yang berbeda seperti perbedaan netral, adaptasi lokal dan koevolusi. Semua proses tersebut nantinya dapat menghasilkan fenotipe baru melalui interaksi in hybrid, serta keunggulan segregasi transgresif dan kerugian dimediasi oleh intrinsik atau lingkungan mental dimediasi yang tidak kompatibel. Oleh karena itu, segala konsekuensi dari hibridasi dan perannya itu mungkin dapat berpern dalam mempromosikan atau memperlambat spesiasi diharapkan dapat bervariasi dengan sangat baik antara berbagai taksa hibridisasi dan pada berbagai tahap divergensi (Abbot et al., 2013).
Agar hibridisasi berhasil sesuai dengan harapan, perlu dilakukan pemilihan tetua yang memiliki potensi genetik yang diinginkan. Pemilihan tetua ini sangat tergantung pada tanaman yang akan ditangani dan karakter yang menjadi fokus perhatian (kualitatif atau kuantitatif). Keberhasilan dalam program hibridisasi disebabkan karena pemilihan tetua yang tepat. Informasi yang diperlukan untuk menentukan tetua yang tepat adalah keragaman genetik dan pola pewarisan karakter-karakter yang diinginkan. Selain itu pada tanaman nenas (menyerbuk silang) dapat dimanfaatkan efek heterosis dari persilangan yang dilakukan (Nasution dkk., 2010).
Penyerbukan sendiri yaitu penyerbukan yang dilakukan pada serbuk sari dari bunga yang sama. Penyerbukan silang yaitu penyerbukan yang dilakukan pada serbuk sari dari tanaman lain, namun dari spesies yang sama dan penyerbukan antar spesies yaitu penyerbukan yang dilakukan pada serbuk sari dari spesies yang berbeda. Pada penyerbukan silang dan penyerbukan antar spesies, bunga yang terpilih sebagai induk betina dilakukan kastrasi. Serbuk sari hasil kastrasi dikumpulkan untuk kemudian digunakan untuk menyerbukan bunga betina yang diinginkan. Sebelum dilakukan kastrasi dilakukan penutupan putik, sedangkan pada penyerbukan sendiri tidak dilakukan kastrasi, namun tetap dilakukan penutupan putik sampai akan diserbuki (Sukaya dkk., 2011)
BAB 3. METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum dilaksanakan pada tanggal 05 November 2014 pukul 12.00 hingga selesai di Laboratorium Pemuliaan Tanaman Dan Teknologi Benih, Jurusan Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Jember.
3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan
1. Tanaman Terong 2. Tanaman Cabe 3. Tanaman Tomat
3.2.2 Alat
1. Pinset dan forsep hibridasi. 2. Lup
3. Kantong kertas 4. Kertas label 5. Penanda 6. Pollen bag
7. Kuas pengumpul tepungsari 8. Gunting
3.3 Cara Kerja 3.3.1 Padi
1. Memilih tanaman yang sehat yang bisa mewakili varietas atau lini yang digunakan, kemudian memilih malai yang akan diserbuki atau disilangkan. 2. Melakukan penyerbukan sendiri dengan membungkus seluruh malai dengan
kantong kertas, kemudian memberi label yang memuat informasi nama varietas, tanggal pelabelan dan identitas praktikan.
4. Memilih malai atau bunga yang cukup masak untuk disilangkan yaitu pada saat tinggi kepala sari berukuran kira-kira setengah panjang bunga (lemma/palea). Membuang bunga yang telah mekar (di bagian ujung malai) dan yang akan mekar (di bagian pangkal malai, biasanya berwarna kuning pucat sampai putih).
5. Mengusahakan untuk menggunakan parental jantan yang mempunyai sifat domain sehingga dapat segera diketahui hibrida-hibrida yang benar pada fase bibit tanaman F1.
6. Melakukan kastrasi dengan clipping dan sucking method pada sore hari, kemudian membungkus malai dengan kertas berlilin (glassine bag). Keesokan harinya pada saat pembungaan, memilih malai yang akan digunakan tepungsarinya (pejantan). Memotong seluruh malai kemudian memasukkan pangkal malainya ke dalam botol yang berisi dan meletakkan pada tempat yang langsung terkena sinar matahari agar bunganya mekar serentak. Membuka kantong bunga yang sudah dikastrasi dan menggoyang-goyangkan malai parental jantan (yang bunganya sudah mebuka) di atas bunga-bunga yang sudah dikastrasi.
7. Menutup kembali kantong dan mengikat serta diberi label persilangan, meliputi informasi tentang nama tetua betina, nama tetua jantan, tanggal kastrasi, tanggal persilangan dan nama pelaku (praktikan).
3.3.2 Jagung
1. Memilih tanaman yang akan diserbuki sendiri dan menyiramkan.
2. Menutup tongkol dengan kantong dari kertas putih (glassine bag) sebelum rambut keluar dari ujung tongkol.
3. Membungkus bunga jantan (tassel) dengan kantong yang kuat (tassel bag) setelah semua rambut-rambut muncul untuk mengumpulkan tepungsari. Untuk persilangan menggunakan tepungsari dari tanaman lain.
5. Memotong rambut dengan gunting apabila terlalu panjang agar rata, kemudian menaburkan tepungsari di atas permukaan potongan rambut tersebut.
6. Menutup kembali kantong pada tongkol yang sudah diserbuki, memberi klip dan label persilangan yang dibuat.
7. Pada waktu melakukan persilangan tangan supaya bersih dari tepungsari tanaman lain, agar tidak terjadi penyerbukan oleh tepungsari asingyang tidak dikehendaki.
3.3.3 Kapas
1. Memilih bunga yang akan disilangkan, kemudian memotong daun-daun mahkota untuk memudahkan kastrasi.
2. Mengambil benangsari dengan pinset. Pengambilan harus hati-hati agar tidak merusak putik.
3. Mengambil tepungsari yang akan digunakan untuk menyerbuki (pejantan) dari tanaman lain dengan memakai alat penghisap dari plastic atau menggunakan batang padi yang telah dipotong-potong sepanjang 5 cm dan sebelah ujungnya ditutup.
4. Memasukkan batang padi yang berisi tepungsari tersebut pada tangkai putik setelah diperoleh tepungsari,.
5. Menangkupkan daun kelopak kemudian diikat, agar tetap melekat pada kepala putik.
6. Untuk penyerbukan sendiri bunga cukup membungkus dengan kantong kertas agar tidak terjadi persilangan.
7. Melakukan kastrasi pada pagi hari antara pukul 8.30-10.30 kemudian langsung melakukan penyerbukan.
3.3.4 Tomat
1. Memilih bunga yanga akan mekar pada hari berikutnya.
3. Membungkus bunga yang telah dikastrasi dengan kantong kertas.
4. Mengumpulkan kepala sari dari tanaman lain, menusuk dengan jarum agar kepala sari mengumpulkan tepungsarinya kemudian menaburkannya (meletakkannya) di atas kepala putik yang telah masak (ditandai oleh kemilau bila kena cahaya matahari).
5. Membungkus kembali bunga yang telah diserbuki dan memberi label persilangan.
3.3.5 Tanaman Berbunga Kupu-Kupu (Family Leguminose)
1. Memilih karangan bunga yang sehat, membuang semua bunga yang terlalu tua (telah terserbuki) dan yang terlalu tua.
2. Memegang bunga yang akan dikastrasi dengan ibu jari dan jari telunjuk dengan tunas menghadap ke muka. Menyobek bagian tepi bendera, menurunkan salah satu sayap dan salah satu sisi benderanya. Mengeluarkan tunas dan menyayat sebagian dari bagian yang tampak, menekan ke bawah salah satu sisinya dengan ibu jari, sehingga sepuluh benang sarinya (9+1) tampak dan membuangnya dengan hati-hati menggunakan puinset.
3. Mengembalikan daun-daun bunga pada posisi semula, kalau perlu melindungi dari tehnik matahari potongan daun.
4. Membungkus karangan bunga yang telah dikastrasi dengan kertas.
5. Melakukan hibridisasi pada dini hari berikutnya, membuang bendera dan sayap mahkota, dari tanaman tetua jantan. Mengambil tunasnya yang berisi putik/benang sari. Menggunakan tangkai putik sebagai kuas untuk memindah tepungsari yang mulai yang sudah diserbuki.
6. Membungkus bunga yang sudah diserbuki.
DAFTAR PUSTAKA
Ahoton, L.E. dan Quenum, F. 2012. Floral Biology and Hybridization Potential of Nine Accessions of Physic Nut (Jatropha curcas L.) Originating from Three Continents. Tropicultura, 30 (4) : 193-198
Abbott, R., D. Albach, S. Ansell, J. W. Arntzen, S. J. E. Baird, N. Bierne, J. Boughman, A. Brelsford, C. A. Buerkle, R. Buggs, R. K. Butlin, U. Dieckmann, F. Eroukhmanoff, A. Grill, S. H. Cahan, J. S. Hermansen, G. Hewitt, A. G. Hudson, C. Jiggins, J. Jones, B. Keller, T. Marczewski, J. Mallet, P. Martinez-Rodriguez, M. Most, S. Mullen, R. Nichols, A. W. Nolte, C. Parisod, K. Pfennig, A. M. Rice, M. G. Ritchie, B. Seifert, C. M. Smadja, R. Stelkens, J. M. Szymura, R. Vainola, J. B. W. Wolf dan D. Zinner. 2013. Target Review Hybridization and Speciation. Evolutionary Biology, 26 (2013): 229 – 246.
Hidayat, Yayat. 2010. Perkembangan Bunga dan Buah pada Tegakan Benih Surian (Toona Sinesis Roem). Agrikultura, 21 (1) : 13-20
Lingga, Lanny. 2008. Sukses Menanam & Merawat Euphorbia Milii. Jakarta: PT AgroMedia Pustaka
Nasution, M. A., R. Poerwanto, Sobir, M. Surahman dan Trikoesoemaningtyas. 2010. Seleksi Hasil Persilangan antara ‘Queen’ dan ‘Smootht Cayenne’ untuk Perbaikan Hasil dan Mutu Buah Nenas. Hortikultura Indonesia, 1 (1): 10 – 16.
Rachman, Erlin. 2009. Biologi Perbungaan Keladi Tikus (Typhonium flageliforme): Seludang Bunga Menghambat Penyerbukan?. Natur Indonesia, 11(2) : 83-88
Ribeiro, G. S., A. F. Ferreira, C. M. de L. Neves, F. S. das M. Sousa, C. de Oliveira, E. M. Alves, G. da S. Sodré dan C. A. L. de Carvalho. 2012. Aspects of the floral biology and pollen properties of Vigna unguiculata L. Walp (Fabaceae). Plant Science, 7 (5) : 149-154
Segatto, A. L. A., A. C. Turchetto-Zolet, L. C. B. Aizza, C. C. Monte-Bello, M. C. Dornelas, R. Margis dan L. B. Freitas. 2013. MAEWEST Expression in Flower Development of Two. Petunia Species. Mol. Sci. 2013, 14 : 13796-13807
