SUSUNAN GEN PADA KETURUNAN DONOR DAN RECURRENT
II. GEN YANG DIPINDAHKAN RESESIF
7. METODE SINGLE SEED DESCENT
METODE SATU KETURUNAN SATU BIJI:
Menyeleksi tiap tanaman keturunan F2 di dalam populasi dengan satu biji satu keturunan (single seed descent).
Pada generasi F2 dan generasi selanjutnya hanya satu biji tiap tanaman yang digunakan sebagai tetua untuk generasi selanjutnya. Apabila tingkat silang dalam yang diinginkan telah dicapai, tiap keturunan yang berasal dari F2 yang berbeda dipertahankan dalam keadaan tercampur (bulk).
Manfaat:
sebagai cara yang efisien dalam menggunakan fasilitas yang ada di dalam evolusi keturunan yang superior dari hasil
persilangan (kombinasi tetua ).
PROSEDUR SELEKSI SINGLE SEED DESCENT
• Th.I A X B Persilangan dua tetua terpilih .
• . . . F1 bersama tetuanya ditanam, bandingkan keduanya.
• Th.II(F1) . . . . . Tumbuhkan 1000-2000 tan.
• F2 dipanen
• . . . 1 atau 2 biji dari tiap tan, dipelihara secara terpisah
• Th.III(F2) . . . Tumbuhkan 1 atau 2 tan. hasil F2,
• Th IV-VI Panen diambil 1 atau 2 biji utk ditanam pada generasi
• . . . . . berikutnya, Ulangi proses tersebut sampai F5. Total biji
• dipanen dan dipelihara terpisah.
• Tumbuhkan satu tanaman dalam barisan, Tanaman
• yang tidak diingini dibuang. Pilih tanaman yang unggul
• dan seragam secara individu. Panen dicampur (Bulk)
• Th.VII dan dipilih keturunan terbaik.
•
– Uji pendahuluan dgn membuang galur yang hasil
• rendah. Uji multi lokasi.
• Identifikasi galur-galur terbaik dan dicek ke kontrol.
•
• Perbanyakan benih utk tujuan rilis.
•
PENYEBAB RAGAM GENETIK
1. ADANYA REKOMBINASI GENETIK KARENA HIBRIDISASI
2. MUTASI
3. POLIPLOIDI
MUTASI: TERJADINYA PERUBAHAN GENETIK SECARA SPONTAN YANG BUKAN KARENA HIBRIDISASI
(PERSILANGAN)
POLIPLOIDI: PENGGANDAAN KROMOSOM ( JUMLAH/STRUKTUR) MENYEBABKAN
TERJADINYA VARIASIPADA TANAMAN
KARAKTER –KARAKTERISTIK TANAMAN
• KARAKTER: DITENTUKAN OLEH AKSI GEN (SIFAT GENETIK) DAN PENGARUH LINGKUNGAN,P = G + E
1. Karakter sederhana= karakter yang dikendalikan oleh 1,2 gen dominan atau resesif. Pengaruhlingkungan
sangat kecil atau tidak ada.
• = karakter kualitatif: warna, ketahanan penyakit
2. Karakter yang dikendalikan oleh banyak gen, faktor lingkungan banyak berperan.
= karakter kuantitatif: daya hasil dipengaruhi oleh banyak gen pengendali: panjang tongkol, diameter banyak butir, besar butirpada jagung.
PEWARISAN KARAKTER KUALITATIF DAN KUANTITATIF
KARAKTER KUALITATIF KUANTITATIF
1. Cara membedakan Ada tidaknya gejala:
tahan, peka, hitam/putih Dapat diukur (cm, gram) Perbedan gradual (dapat di skala)
2. Pengaruh lingkungan Tidak dipengaruhi/sedikit Besar 3. Sebaran Diskrit; diuji dg Chi square
(X2) Kontinyu, diuji dg statistik
(varians, simpangan baku 4. Seleksi
5. Jumlah gen yg mengendalikan
Dg Observasi
Sederhana: 1,2 gen
Statistik
Komplek: banyak gen
• Karakter sederhana: dikendalikan oleh 1,2 gen
dominan/resesif: warna bunga, ketahanan terhadap penyakit
• Karakter kompleks: dikendalikan oleh banyak gen:
• Contoh: tinggi tanaman, panjang tongkol, daya hasil
(produksi? Ton/ha).Gen-gen yang mempengaruhi
terdapat dalam satu kromosom/ lain kromosom.
III. SISTEM PERKEMBANGBIAKAN TANAMAN
1. SEKSUAL (GENERATIF):
PERKEMBANGBIAKAN MENGGUNAKAN BIJI YANG BERISI EMBRIO DARI PENYATUAN GAMET
1.SPESIES TANAMAN PENYERBUK SENDIRI: PENYATUAN SEL TELUR DAN SPERMA YANG BERASAL DARISATU BUNGA/TANAMAN. CIRI KHAS:
KETURUNAN HOMOZIGOT
2. ASEKSUAL (VEGETATIF):
PERKEMBANGBIAKAN
MENGGUNAKAN BAGIAN VEGETATIF.
2.SPESIES TANAMAN PENYERBUK SILANG: PENYERBUKAN YANG TERJADI OLEH PENYATUAN SEL SPERMA DAN SEL TELUR DARI TANAMAN BERBEDA.
Macam perkembangbiakan tanaman menentukan prosedur pemuliaan yang akan digunakan.
Pengetahuan tentang macam perkembangbiakan tanaman sangat penting sebagai dasar pengertian dari mekanisme sifat-sifat tanaman.
REPRODUKSI TANAMAN
• ALAMI (SPONTAN) BUATAN (CAMPUR TANGAN MANUSIA)
• Reproduksi Seksual Reproduksi Aseksual
• (Amphimiksis) (Apomiksis)
• Agamospermy Vegetatif
• Non recurrent recurrent Organ tanaman Biji
• (rhizom, bulb) (vivipari)
• Apospory Advensious embriony
• (Agamogoni, asal dari (asal dari jaringan sporophyt)
• kantung lembaga)
• Somatic apospory Gonial apospory
• (diploid apospory)
• Diploid partenogenesis Diploid apogamety
• (asal dari sel telur) (asal dari sel kantung embrio)
1. KELOMPOK ASEKSUAL:
• Contoh: tebu, ketela rambat, kentang, manggis, nenas, pisang.
1. Penggunaan biji apomiksis: manggis
2. Penggunaan struktur vegetatif khusus: sulur atau runner
(stroberi); umbi lapis (tulip, lily, bwang); umbi akar (ubi jalar, dahlia)
3. Akar adventif (cocor bebek, cemara, sukun)
4. Vegetatif buatan: cangkok, okulasi, stek, sambung 5. Kultur jaringan.
Perkembang biakan secara aseksual menghasilkan keturunan yang mempunyai keseragaman genotipe. Perbedaan dapat disebabkan oleh mutasi (gen dan kromosom).
2. KELOMPOK SEKSUAL
a. PENYERBUKAN SENDIRI b. PENYERBUKAN SILANG
TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
• Penyerbukan sendiri dalah penyatuan sel telur dan sel sperma yang berasal dari satu tanaman (Jika persentase penyerbukan sendirinya lebih dari 95%).
• Penyerbukan sendiri mempertahankan homozigositas tanaman yang sudah homozigot atau dapat meningkatkan proporsi
homozigot dengan penyerbukan sendiri terus menerus.
• Tujuan akhir pemuliaan tanaman adalah untuk memperoleh tanaman homozigot yang unggul.
• Penyerbukan sendiri terjadi karena sifat genetik dan susunan morfologi bunga. Sifat genetik sebagai kemampuan sel kelamin tanaman untuk dapat bergbung sendiri. Susunan morfologi bunga dikaitkan dengan susunan bunga tertentu, sehinga dapat
menghalangi masuknya tepungsari tanaman lain ke sel telur.
Mekanisme yang menghalangi tepungsari lain adalah:
• 1. Bunga tidak membuka
• 2. Butir tepungsari luruh sebelum bunga membuka
• 3. Benangsari dan putik ditutup oleh bagian bunga sesudah
• bunga membuka
• 4. Putik memanjang segera setelah tepungsari masak. Contoh
• Pada sorgum, sekam terluar tetap tertutup sampai anthesis
• selesai. Kedelai: mahkota tetap tertutup sampai anthesis
• selesai. Tomat: tangkai putik tersembunyi dan dikelilingi
• benangsari.
Contoh2 tanaman menyerbuk sendiri:
Padi, sorgum, gandum, kacang tanah, kacang panjang, kapri, buncis, kecipir, kacang merah, kedelai, jeruk aprikot, kapas, terung, lada, tembakau, cabai, tomat.
TANAMAN MENYERBUK SILANG
• Penyerbukan silang adalah penyerbukan yang terjadi oleh penyatuan sel sperma tanaman lain dengan sel telur suatu
tanaman. Jika persentase penyerbukan silang lebih dari 95% maka tanaman dikelompokkkan sebagai tanaman menyerbuk silang.
• Penyerbukan silang terjadi karena terhalangnya tepung sari untuk dapat membuahi sel telur.
• Ciri-ciri:
• 1. Secara morfologi, bunganya mempunyai struktur tertentu
• 2. Berbeda waktu masak tepungsari dan sel telur.
• 3. Self incompatibility (ketidak serasian sendiri)
• 4. Adanya bunga monoecous atau dioeceous.
• Contoh-contoh: jagung , apel, alpokat, pisang, ceri, anggur, mangga, pepaya, asparagus, bit, kubis, wortel,seledri, sawi, bawang, bunga matahari, ketela pohon, ketela rambat, kakao, mentimun, oyong, melon, dan semangka.
STRUKTUR BUNGA
• Pengetahuan tentang sifat-sifat bunga tanaman yang akan
disilangkan dan faktor-faktor yang mempengaruhi pembungaan, penyerbukan dan pembuahan (biologi bunga) penting bagi
pemuliaan tanaman dalam perlakuan penyerbukan silang buatan.
• Bunga = alat perkembangbiakan tanaman tumbuh jadi buah dan biji. Biji akan jadi tanaman baru.
Macam Bunga:
1. Bunga lengkap (completus):
a. Kelopak (calyx) Perhiasan bunga b. Tajuk atau mahkota (corolla)
c. Benang sari (stamen) d. Putik (pistilum)
Bunga lengkap (dengan benang sari dan putik)= bunga berkelamin dua (hermaprodit). Jika bunga tidak mempunyai salah satu unsur
tersebut disebut bunga tidak lengkap (incompletus).
TIPE SEKS TANAMAN
• Bunga jantan (masculus): mempunyai benang sari dan tidak membentuk putik., tidak dapat membentuk buah.
• Bunga betina (feminus): mempunyai putik, tidak mempunyai benang sari. Bunga dapat menjadi buah jika terjadi
penyerbukan dengan serbuk sari daribunga jantan lain jenis.
• Tanaman berumah satu=serumah=Bunga jantan dan bunga betina terletak pada satu tanaman atau batang yang sama.
• Contoh: Jagung (Zea mays L.), kelapa (Cocos nucifera L.), mentimun (Cucumis sativus L.)
• Tanaman dua rumah= Jika bunga jantan dan betina terletak pada tanaman atau batang yang berbeda dari jenis yang sama. Contoh salak (Salacca zalacca Gaertner (Voss).
LETAK BUNGA JANTAN/BETINA & HERMAPRODIT
a. Andromonocious: Jika pada satu tanaman terdapat bunga jantan dan bunga hermaprodit bersama-sama.
b. Androdiocious: Jika bunga jantan dan bunga hermaprodit terdapat terpisah pada dua tanaman dari jenis yang sama, artinya pada
tanaman yang satu hanya terdapat bunga jantan dan pada tanaman yang kedua hanya terdapat bunga hermaprodit.
c. Gynomonocious: Jika pada satu tanaman terdapat bunga betina dan bunga hermaprodit bersama-sama.
d. Gynodiocious: Jika bunga betina dan bunga hermaprodit terdapat terpisah pada dua tanaman dari jenis yang sama, artinya pada tanaman yang satu hanya terdapat bunga-bunga betina dan pada tanaman yang kedua hanya terdapat bunga hermaprodit.
e. Trimonocious: Jika dalam satu tanaman terdapat ketiga tipe bunga, hermaprodit, jantan dan betina bersama-sama.
PENYERBUKAN
Penyerbukan adalah aktivitas meliputi pengangkutan serbuk sari dan benang sari ke putik dan jatuhnya butir-butir serbuk sari di atas kepala putik.
Jatuhnya serbuk sari di atas kepala putik dapat disebabkan oleh beberapa hal:
a. Di dlm bunga letak kepala putik di bawah serbuk sari, sehingga serbuk sari dapat jatuh di atas kepala putik dengan mudah.
b. Kepala putiknya menempel pada kepala sari. Jika kepala sari pecah, maka serbuk sari akan segera kontak langsung dengan kepala putik dan terjadilah penyerbukan.
c. Serbuk sari dapat tertiup angin atau terbawa serangga dan secara kebetulan jatuh di atas kepala putik.
Kepala putik masak mengandung lendir berisi larutan gula dan zat-zat yang diperlukan untuk perkecambahan serbuk sari. Penyerapan larutan terus menerus oleh serbuk sari mengakibatkan serbuk sari mengembung dan pecah sehingga isi serbuk sari
(protoplasma dan 2 inti = inti vegetatif dan inti generatif) keluar melalui tabung serbuk sari (pollen tube).
Pada waktu mulai berkecambah , inti generatif (inti sperma) membelah diri menjadi dua buah inti sperma dan inti vegetatif. Pertumbuhan tabung tabung serbuk sari diatur oleh inti vegetatif, sedangkan tugas inti sperma adalah melakukan pembuahan di dlm bakal biji.
PEMBUAHAN
• Peleburan diri antara inti sperma dengan inti sel telur dan menjadi sebuah zigot (fertilization).
• Terjadi di dlm kandung embrio dari bakal biji yang sudah masak (mengandung 8 buah inti):
• a. Kelompok I, terdiri dari 1 inti sel telur+2 inti sinergid, terletak di
• bagian ujung dekat mikropile.
• b. Kel.II. Terdidri dari 2inti polar terletak di bagian tengah kandung
• embrio.
• c. Kel.III. Terdiri dari 3 intiatipodal, terletak di bag. Lain ujung
• kandung embrio.
• Pembuahan berganda. Di dlm kandung embrio terjadi 2 macam pembuahan, (inti sperma dg sel telur dan antara inti sperma dg dua inti polar).
• Tiap butir serbuk sari membuahi satu bakal biji, shg bakal buah yang
memiliki banyak bakal biji perlu banyak butir serbuk sari untuk pembuahan.
• Pembuahan berjalan lancar jika serbuk sari dan inti sel telur dalam keadaan sehat dan subur (fertil).
• Dalam kandung embrio terdapat 8 inti dan 3 buah inti yang aktif dalam pembuahan, sisanya akan mati.
• Hasil pembuahan adalah:
• 1. Inti sel telur menjadi menjadi zigot
• 2. Dua buah inti polar menjadi endosperm
• 3. Inti bakal biji menjadi perisperm
• 4. Selaput dalam dari bakal biji menjadi kulit biji sebelah dalam (tegmen)
• 5. Selaput luarbakal biji menjadi kulit bakal biji sebelah luar (testa),
• 6. Bakal biji menjadi biji
• 7. Daun buah menjadi kulit buah
• 8. Bakal buah menjadibuah.
• Zigot akan tumbuh menjadi embrio (calon tanaman yang
masih kecil di dalam biji dan mempunyai bakal akar =radicula), bakal batang (caucaliculus) dan bakal tunas (plumula).
• Embrio yang terbentuk dapat mempunyai satu atau dua keping (cotyledon), tergantung kepada jenis tanaman.
• Pada tumbuhan yang berkeping dua (dicotyledonae), bakal akar dapat tumbuh menjadi akar tunggang.
• Pada tumbuhan berkeping satu(monocotyledoneae), akarnya akan mati pada waktu perkecambahan biji dan sebagai
gantinya terbentuklah sejumlah akar serabut yang tumbuh pada pangkal batang.
• Sebelum tumbuh jadi embrio, zigot akan beristirahat selama 1- 2 minggu dan saat itu belum dapat diketahui pembuahan
berhasil atau gagal. Jika dalam 3-4 minggu belum berkembang maka bakal buah biasanya akan gugur.
• Endosperm yang terjadi karena penggabungan diri antara inti sperma dan dua inti polar akan membelah diri berulang-ulang sehingga membentuk jaringan besar yang berisi zat makanan untuk pertumbuhan embrio.
PENYERBUKAN DI ALAM
• Penyerbukan sendiri: pada putik yang dilakukan oleh serbuk sari dari bunga-
bunga tetangga pada tanaman yang sama (geitonogamie). Letak bunga tersebut biasanya di bagian bawah tanaman, sehingga mudah kejatuhan serbuk sari dari bunga-bunga tetangga yang terletak pada cabang di atasnya.
• Penyerbukan sendiri akan mudah terjadi bila putik dan benang sari masak pada waktu yang sama (homogamie).
• Jika benang sari dan putik masak pada saat yang sama dalam kuncup bunga yang belum membuka, bunganya disebut cleistogam. Proses penyerbukannya disebut penyerbukan tertutup atau kleistogami (cleistogamie).
• Jika penyerbukan terjadi pada bunga yang telah mekar, disebut penyerbukan terbuka atau atau kasmogami (chasmogamie).
• Pada tanaman kasmogami ada istilah protandri dan protogini. Protandri adalah bunga yang benang sarinya lebih dulu masak. Maka bunga tidak akan menyerbuk sendiri. Contoh bunga tanaman seledri (Apium graveolens L.), wortel (Daucus carota L.),dan bawang bombay (Alium cepa L.).
• Protogini adalah bunga yang putiknya masak lebih dulu daripada benang sari.
Contoh bunga kakao (Theobroma cacao L.), kubis (Brassica oleracea L var.
capitata), bit (Beta vulgaris L.), adpokat (Persea americana Miller).