Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya. Pelaku kegiatan ini disebut pemulia tanaman. Pemuliaan tanaman umumnya mencakup tindakan penangkaran, persilangan, dan seleksi. Dasar pengetahuan mengenai perilaku biologi tanaman dan pengalaman dalam budidaya diperlukan dalam kegiatan ini sehingga sering kali dikatakan sebagai gabungan dari ilmu dan seni.
Produk pemuliaan tanaman adalah kultivar dengan ciri-ciri yang khusus dan bermanfaat bagi penanamnya. Dalam kerangka usaha pertanian (agribisnis), pemuliaan tanaman merupakan bagian awal/hulu dari mata rantai usaha tani dan memastikan tersedianya benih atau bahan tanam yang baik dan bermutu tinggi.
1. Tujuan dalam pemuliaan tanaman
Tiga varietas mawar (bunga berwarna merah hati, kuning, dan merah terang, berturut-turut dari depan ke belakang) merupakan hasil perakitan terhadap variasi genetik yang tersedia dalam satu spesies mawar.
Tujuan dalam pemuliaan tanaman secara umum diarahkan pada dua hal: peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi dan perbaikan kualitas produk yang dihasilkan. Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya diarahkan pada
• peningkatan daya hasil,
• ketahanan terhadap gangguan dari organisme lain atau lingkungan yang kurang mendukung, • daya tumbuh tanaman yang kuat, serta
• kesesuaian terhadap teknologi pertanian yang lain.
Usaha perbaikan kualitas produk dapat diarahkan pada perbaikan ukuran, warna, kandungan bahan tertentu, pembuangan sifat-sifat yang tidak disukai, ketahanan simpan, atau keindahan serta keunikan.
2. Strategi pemuliaan tanaman
Strategi dalam pemuliaan tanaman masa kini adalah dengan melakukan peningkatan variasi genetik yang diikuti kemudian dengan seleksi pada keturunannya. Pemuliaan tanaman biasanya mengarah pada domestikasi meskipun tidak selalu demikian.
Peningkatan variasi genetik dapat dilakukan melalui berbagai cara: • Introduksi
• Persilangan • Manipulasi genom
• Manipulasi gen atau bagian kromosom • Transfer gen.
Tiga cara yang pertama dikenal sebagai "pemuliaan klasik" atau "konvensional" dan dua cara yang terakhir merupakan cara pemuliaan "molekular" serta dianggap sebagai bagian dari bioteknologi.
Introduksi
Mendatangkan bahan tanam dari tempat lain (introduksi) merupakan cara paling sederhana untuk meningkatkan keragaman genetik. Seleksi penyaringan (screening) dilakukan terhadap koleksi plasma nutfah yang didatangkan dari berbagai tempat dengan kondisi lingkungan yang berbeda-beda. Pengetahuan tentang pusat keanekaragaman tumbuhan penting untuk penerapan cara ini. Keanekaragaman genetik untuk suatu spesies tidaklah seragam di semua tempat di dunia. N.I. Vavilov, ahli botani dari Rusia, memperkenalkan teori "pusat
keanekaragaman" (centers of origin) bagi keanekaragaman tumbuhan.
mudah diperbanyak secara vegetatif, seperti ketela pohon dan jarak pagar. Introduksi dapat dikombinasi dengan persilangan.
Persilangan
Penyaringan gandum untuk ketahanan terhadap salinitas (kadar garam tanah yang tinggi). Varietas di sebelah kanan rentan terhadap salinitas sehingga mati, sementara varietas di sebelah kiri masih sanggup bertahan hidup.
Persilangan merupakan cara yang paling populer untuk meningkatkan variasi genetik, bahkan sampai sekarang karena murah, efektif, dan relatif mudah dilakukan.
Pada dasarnya, persilangan adalah manipulasi komposisi gen dalam populasi. Keberhasilan persilangan memerlukan prasyarat pemahaman akan proses reproduksi tanaman yang bersangkutan. Berbagai macam skema persilangan telah dikembangkan (terutama pada pertengahan abad ke-20) dan menghasilkan sekumpulan metode pemuliaan yang lazim diajarkan di perkuliahan bagi mahasiswa pemuliaan tanaman tingkat sarjana.
Semua varietas unggul padi, jagung, dan kedelai yang ditanam di Indonesia saat ini dirakit melalui persilangan yang diikuti dengan seleksi.
Perkembangan dalam biologi molekular memunculkan metode-metode pemuliaan baru yang dibantu dengan marker molekular dan dikenal sebagai pemuliaan berbantuan marker.
Manipulasi genom
Yang termasuk dalam cara ini adalah semua manipulasi ploidi, baik penggandaan genom (set kromosom) maupun perubahan jumlah kromosom. Gandum roti dikembangkan dari
penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda. Semangka tanpa biji dikembangkan dari persilangan semangka tetraploid dengan semangka diploid. Teknik pemuliaan ini sebenarnya juga mengandalkan persilangan dalam praktiknya.
Manipulasi gen dan ekspresinya
Metode-metode yang melibatkan penerapan genetika molekular masuk dalam kelompok ini, ditambah metode klasik pemuliaan dengan mutasi. Berbagai teknik yang tercakup di
dalamnya, di antaranya TILLING, teknologi antisense, gene silencing, teknologi RNAi, rekayasa gen, dan overexpression. Meskipun teknik-teknik ini telah diketahui berhasil diterapkan dalam skala percobaan, belum ada varietas komersial yang dirilis dengan cara ini. Transfer gen
Cara ini dikenal pula sebagai transformasi DNA. Gen dari organisme lain disisipkan ke dalam DNA tanaman untuk tujuan tertentu. Strategi pemuliaan ini banyak mendapat penentangan dari kelompok-kelompok lingkungan karena kultivar yang dihasilkan dianggap
membahayakan lingkungan jika dibudidayakan.
Transformasi tanaman yang dimediasi dengan Agrobacterium tumefaciens merupakan metode transformasi tanaman yang paling umum digunakan A. tumefaciens secara alami menginfeksi tumbuhan dikotil dan menyebabkan tumor yang disebut ‘crown gall’ Bakteri ini merupakan bakteri gram negatif yang menyebabkan crown gall dengan mentransfer bagian DNA-nya (dikenal sebagai T-DNA) dari Tumour inducing plasmid (Ti plasmid) ke dalam inti sel dan berintegrasi dengan genom sehingga menyebabkan penyakit ‘crown gall’.T-DNA mengandung 2 tipe gen, gen onkogenik yang menyandikan enzim termasuk sintesis auksin dan sitokinin dan membentuk formasi tumor, serta gen yang menyandikan sintesis opin, hasil dari kondensasi asam amino dan gula. Opin dihasilkan dan diekskresikan sel ‘crown gall’ dan digunakan oleh A. tumefaciens sebagai sumber karbon dan nitrogen. Sementara gen untuk reaksi katabolisme opin, gen yang membantu transfer T-DNA dari bakteri ke sel tanaman, dan gen tansfer konjugatif plasmid, terdapat diluar T-DNA.
memfosforilasinya menjadi virG-P. Dengan aktifnya virG-P ini akan mengaktifkan gen-gen vir lainnya untuk mulai bersifat virulen dan melakukan transfer VirD untuk memotong situs spesifik pada Ti plasmid, pada sisi kiri dan kanannya sehingga melepaskan T-DNA yang akan ditransfer dari bakteri ke sel tanaman . T-DNA utas tunggal akan diikat oleh protein VirE yang merupakan single strand binding protein sehingga terlindung dari degradasi. Bersamaan dengan itu, protein virB membentuk saluran transmembran ysng menghubungkan sel A. tumefaciens dan sel tanaman sehingga DNA dapat masuk ke sel tanaman. Gen pada T-DNA, yang meliputi gen auksin, sitokinin dan opin, ikut terekspresi sehingga memacu pertumbuhan sel tanaman menjadi banyak (tumor.
Dengan adanya teknologi transformasi yang dimediasi A. tumefaciens ini berperan dalam menghasilkan tanaman transgenik, seperti tanaman tembakau yang tahan terhadap antibiotik tertentu. Resistensi terhadap antibiotik ini didapatkan dari bakteri yang turut menyisip pada T-DNA A. tumefaciens.
Produk yang dihasilkan dengan cara ini sudah cukup banyak, seperti berbagai kultivar padi, kedelai, jagung, kapas, tomat, dan kentang.
Diposkan oleh Arkanuddin Siregar di 02.06 Label: Agronomi dan Hortikultura
Tidak ada komentar:
Poskan Komentar
Link ke posting ini
Buat sebuah Link
Posting Lebih BaruPosting LamaBeranda Langganan: Poskan Komentar (Atom)
Pengikut
Arsip Blog
▼ 2008 (9)
o ▼ Desember (9)
Tanaman Lanskap di Kebun Raya Bogor
Tips-tips Pencarian Dengan Google (1)
Tips-tips Pencarian Dengan Google (2)
Tips-tips Pencarian Dengan Google (3)
Tips-tips Pencarian Dengan Google (4)
Kerusakan Tanah Dan Upaya Mempertahankan Kesuburan...
Pemuliaan Tanaman
Pertanian
► 2009 (1)
Inilah Aq
Arkanuddin Siregar
Bogor, Jawa Barat, Indonesia
Pertanian merupakan tulang punggung negara Indonesia sebagai negara agraris. Lihat profil lengkapku
http://lielo23.blogspot.com/2012/06/pengantar-pemuliaan-tanaman.html
PENGANTAR PEMULIAAN TANAMAN
Pokok Bahasan 1
Tujuan Instruksional Khusus:
PENDAHULUAN
mu Pemuliaan Tanaman sebelumnya dikenal dengan nama Ilmu seleksi karena dalam pelaksanaannya dilakukan pemilihan terhadap tanaman yang diinginkan, baik secara individu maupun kelompok. Dalam bahasa inggris pemuliaan tanaman disebut Plant Breeding.
l
sesuai dengan harapan manusia. Perbaikan becocok tanam dapat diartikan sebagai usaha untuk menciptakan lingkungan disekitar tanaman agar dapat tumbuh dengan baik sehingga diperoleh hasil optimal. Sedang peningkatan kemampuan tanaman dapat diartikan suatu usaha untuk merubah sifat tanaman agar diperoleh tanaman yang lebih unggul dari pada jenis atau varietas yang sudah ada dan usaha ini disebut memuliakan tanaman.
Pemuliaan tanaman dapat didefinisikan sebagai ilmu tentang perubahan-perubahan susunan genetik sehingga diperoleh tanaman yang menguntungkan manusia. Dengan demikian tujuan pemuliaan pada dasarnya adalah ekonomis. Para ahli menyimpulkan bahwa tujuan pemuliaan tanaman adalah untuk memperoleh atau mengembangkan varietas atau hibrida agar lebih efisien dalam penggunaan unsur hara sehingga memberi hasil tertinggi persatuan luas dan menguntungkan bagi penanam serta pemakai. Selanjutnya dikatakan bahwa varietas yang diperoleh diharapkan tahan pada lingkungan ekstrim seperti kekeringan, serangan hama serta penyakit dan lain-lain.
Usaha pemuliaan tanaman memerlukan bantuan ilmu-ilmu yang lain, misalnya genetika, botani, agronomi, matematika, statistika, ilmu hama dan penyakit, dan fisiologi tanaman. Genetika mempunyai peran penting karena ilmu ini merupakan seluk beluk pewarisan sifat. Dari botani dapat diketahui seberapa jauh hubungan kekerabatan dari tanaman yang akan dimuliakan (khususnya bila dengan persilangan), sifat-sifat morfologi yang berkait dengan sifat fisiologisnya. Dalam pemuliaan tanaman, usaha untuk memperoleh suatu varietas unggul memerlukan pengetahuan mengenai sifat-sifat tersebut. Misalnya, tanaman padi yang respon terhadap pemupukan dengan dosis tinggi biasanya mempunyai daun yang berwarna lebih hijau kelam dan daun bendera yang tegak; atau tanaman jagung yang berproduksi tinggi umumnya akan diikuti dengan umur tanaman yang panjang.
Untuk memuliakan suatu tanaman perlu ditempuh suatu proses yang terdiri dari :
1. Penentuan tujuan program pemuliaan. Untuk menentukannya pemulia perlu mengetahui masalah serta harapan produsen dan konsumen serta gagasan pemulia sendiri.
2. Penyediaan materi pemuliaan. Suatu tanaman dapat ditingkatkan bila ada perbedaan genetik pada materi pemuliaan. Oleh karena itu perlu adanya keragaman genetik pada materi pemuliaan yang dipunyai pemulia.
4. Pengujian. Sebelum suatu galur atau populasi harapan dilepas menjadi suatu varietas lebih dahulu diadakan pengujian atau adaptasi diberbagai lokasi, musim atau tahun. Maksud pengujian ini untuk melihat kemampuan tanaman terhadap lingkungan dibanding dengan varietas unggul yang sudah ada.
Setiap program pemuliaan tanaman bertujuan untuk mendapatkan varietas baru dengan sifat-sifat keturunan yang lebih baik dari pada apa yang kini sudah diusahakan. Varietas baru ini dipilih dan dikembangkan dari hasil seleksi terhadap suatu populasi tertentu.
Sumbangan pemuliaan tanaman terhadap kemajuan pertanian adalah : (1). Penigkatan produktifitas, (2). Perluasan daerah produksi, (3). Varietas–varietas hibrida, (4). Resistansi terhadap penyakit, (5). Resitensi terhadap hama, dan (6). Kualitas hasil.
Metode Pemuliaan Tanaman
Pada dasarnya, pemuliaan tanaman bertujuan untuk mendapatkan varietas unggul baru atau mempertahankan keunggulan suatu varietas yang sudah ada. Metode pemuliaan berkembang seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi pada hakikatnya dapat dilakukan dengan cara pemilihan dari keragaman populasi baik yang alami, hasil persilangan, penggandaan kromosom, dan mutasi, serta yang secara konvensional dengan cara rekayasa genetika. Dalam praktek, cara-cara tersebut saling terkait satu sama lain.
Dalam pelaksanaannya, pemuliaan tanaman pada awalnya dilakukan dengan metode yang sangat sederhana, kemudian berkembang seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi. Pada dasarnya, pemuliaan tanaman dapat dilakukan dengan cara : (1) melakukan pemilihan terhadap suatu populasi tanaman yang sudah ada, (2) melakukan kombinasi sifat-sifat yang diinginkan (secara generatif dan vegetatif; (3) melakukan penggandaan kromosom dan/atau mutasi sebelum malakukan pemilihan, dan (4) melalui rekayasa genetika.
Beberapa hal yang penting, yang perlu diperhatikan dalam merakit suatu varietas atau klon baru adalah sebagai berikut :
b. Kebiasaan pola tanam atau sistem pertanaman diwilayah yang akan menggunakan varietas yang akan dihasilkan perlu diperhatikan. Misalnya, bila cara budidaya dilakukan mekanis, keseragaman tinggi tongkol tanaman jagung tentu sangat diperlukan karena terkait dengan mesin pemanen. Di wilayah yang pada umumnya petani melakukan budidaya tanaman secara tumpang sari atau tumpang gilir, suatu varietas yang berumur pendek lebih dapat diterima.
c. Varietas unggul terkait dengan sarana produksi yang diperlukan. Dinegara maju, sarana produksi mempunyai peranan yang sangat penting. Umumnya, varietas yang dirakit sangat respon terhadap pemupukan dan toleran terhadap pestisida yang digunakan. Berbeda dengan dinegara yang sedang berkembang, cara dan sistem budi daya masih terkait untuk mencukupi kebutuhan sendiri. Jadi, masih banyak bersifat sustainable sehingga penggunaan sarana produksi belum dilakukan secara optimal.
