I. PENDAHULUAN-DEFINISI PEMULIAAN TANAMAN
.
ILMU TENTANG PERUBAHAN- PERUBAHAN SUSUNAN GENETIK SEHINGGA DIPEROLEH TANAMAN YANG MENGUNTUNGKAN
MANUSIA.
SUATU METODE YANG SECARA SISTEMATIK MERAKIT KERAGAMAN GENETIK TANAMAN MENJADI SUATU BENTUK YANG
BERMANFAAT BAGI KEHIDUPAN MANUSIA
TUJUAN:
MEMPEROLEH/MENGEMBANGKAN VARIETAS ATAU HIBRIDA AGAR LEBIH EFISIEN DI DALAM MENGGUNAKAN UNSUR HARA SEHINGGA MEMBERI HASIL PANEN
TERTINGGI PER SATUAN LUAS DAN MENGUNTUNGKAN:
1. Mendapatkan tanaman yang berdaya hasil tinggi dan adaptif
2. Mendapatkan tanaman yang tahan terhadap cekaman biotik (tahan serangan hama dan penyakit tanaman) dan abiotik (tahan tanah masam, salin dll)
3. Mendapatkan tanaman yang berkualitas baik: rasa, protein, lemak, warna, ukuran dll. Adalah berhubungan dengan pola makan, adat istiadat dan
modernisasi.
4. Mendapatkan tanaman yang mempunyai nilai estetik.
PEMULIAAN TANAMAN
HASIL OPTIMAL
PENINGKATAN SIFAT TANAMAN
USAHA MERUBAH SIFAT TANAMAN AGAR DIPEROLEH TANAMAN YANG LEBIH
UNGGUL DARIPADA YANG SUDAH ADA .
TEKNIK BERCOCOK TANAM
USAHA MENCIPTAKAN LINGKUNGAN SEKITAR TANAMAN (LINGKUNGAN MIKRO) AGAR TUMBUH BAIK
DIPERLUKAN:
1. Keragaman genetik
2. Sistem logis dalam pemindahan dan fiksasi gen 3. Konsepsi dan tujuan/sasaran yang jelas.
4. Mekanisme penyebarluasan hasilnya kepada masyarakat
SASARAN: PENINGKATAN NILAI EKONOMIS
KUANTITAS: PENINGKATAN JUMLAH PRODUKSI TAN YANG LANGSUNG DIPASARKAN:TON/HA, JUMLAH BUNGA / TAN.
KUALITAS : SUATU KOMPONEN YANG MEMBERIKAN NILAI TAMBAH PADA TAN.BUDIDAYA, TERGANTUNG DARI JENIS TAN.
DAN TUJUAN PENGGUNAAN.
CONTOH: - NILAI NUTRISI: BIJI-BIJIAN(PADI, JAGUNG) - RASA, TEKSTUR (BUAH-BUAHAN)
- KANDUNGAN LISIN, ASAM AMINO (PADI, GANDUM, SORGUM, KEDELE)
- WAKTU BUNGA MEKAR, WARNA DAUN, - WARNA BUNGA, KEHARUMAN (TAN. HIAS)
- KETAHANAN DALAM PENYIMPANAN (BUAH, SAYURAN)
- KETAHANAN CEKAMAN LINGKUNGAN (BIOTIK : HAMA , PENYAKIT DAN ABIOTIK: KEKERINGAN, ASAM, GARAM)
- UMUR GENJAH
SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN
1. Peningkatan produktivitas: High Yielding Varieties
2. Perluasan daerah produksi: mengubah adaptasi, umur tanaman (genjah).
3. Varietas hibrida: daya hasil tinggi, jagung hibrida
4. Resistensi tan. Terhadap penyakit: Tebu POJ 2878 terhadap peny. Sereh, mengatasi kerugian besar.
5. Resistensi terhadap hama: padi tahan wereng (IR. 36)
6. Kualitas: dapat memenuhi persyaratan kualitas utk industri 7. Kesesuaian dgn pemanenan secara mesinal
8. Dapat berpengaruh terhadap kemajuan segi pertanian lain:
perbaikan teknik budidaya mengimbangi varietas unggul yang ada.
VARIETAS UNGGUL HASIL PEMULIAAN
DAFTAR TANAMAN PANGAN YANG DIKONSUMSI
CEREALIA GULA AKAR-AKARAN KACANG2AN POHON
Padi Tebu Cassava Bean Kelapa
Gandum Bit Kentang Kedelai Pisang
Jagung Ketela rambat Kacang tanah
Sorgum
SUMBANGAN HYV PADA PRODUKSI PANGAN DUNIA
-Penemuan / pengembangan HYV dengan paket teknologi:
-pupuk, pengairan, pengendalian hama penyakit tanaman -mampu menaikkan produksi tanaman serealia.
-REVOLUSI HIJAU diciptakan oleh: CIMMYT, IRRI.
TAHAPAN PROGRAM PEMULIAAN TANAMAN
KOLEKSI PLASMA NUTFAH
SELEKSI
PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:
HIBRIDISASI MUTASI
TRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)
SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN
EVALUASI DAN PENGUJIAN
PELEPASAN VARIETAS
• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-
sifat yang diinginkan. Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian. Varietas yang dihasilkan merupakan
varietas lokal.
Metode seleksinya:seleksi massa dan seleksi galur murni.
• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi.
Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.
• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik:
Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree,
single seed descent, dialel selective mating system dan back cross.
Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.
Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.
• Evaluasi dan Pengujian: Pengujian dilakukan untuk
analisis adaptasi dan stabilitas calon varietas. Pengujian di beberapa lokasi dan musim (uji multilokasi)
dilakukan sebelum calon varietas dilepas sebagai varietas. Syarat pengujian mengikuti pedoman
Departemen Pertanian.Hasil uji merkomendasikan
kestabilan suatu calon varietas atau lokasi spesifik calon varietas.
• Pelepasan varietas: Persyaratan pelepasan varietas
menurut DepTan: 1)silsilah jelas, 2) deskripsi lengkap, 3)
unggul, unik, seragam dan stabil DUS (distinct, uniform,
and stable), 4) benih penjenis tersedia dengan proses
produksi sesuai prosedur baku.
LANGKAH-LANGKAH PEMULIAAN TANAMAN
1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM PEMULIAAN 2. PENYEDIAAN MATERI PEMULIAAN
3. PENILAIAN SIFAT GENOTIPA/POPULASI MELALUI SELEKSI 4. PENGUJIAN(EVALUASI)
Ad. 1.TUJUAN: PERLU MEMPERHATIKAN KEINGINAN KONSUMEN/
PRODUSEN
Ad.2. MATERI PEMULIAAN:
PERLU ADA KERAGAMAN GENETIK Ad.3.PENILAIAN SIFAT GENOTIPA:
TERGANTUNG SISTEM PEMBIAKAN, TUJUAN, DAN FASILITAS Ad.4.PENGUJIAN:
UNTUK MEMPEROLEH INFORMASI TENTANG STABILITAS DAN DAYA ADAPTASI VARIETAS UNGGUL TERHADAP PERBEDAAN LINGKUNGAN.
PUSTAKA
1. Allard. 1960. Principles of Plant Breeding. John Wiley
& Sons. London.
2. Halloran et.al 1979. A Course Manual in Plant Breeding. Australian Vice-Chancellors Commite.
3. Chahal G.S. And Gosal, S.S. 2002. Principles and Procedures of Plant Breeding. Alpha Science
International. Harrow, UK.
4. Lamkey,K.R. And Michael Lee. 2006. Plant Breeding:The Arnel R HallowerInternational
Symposium. Blackwell. Publ.State Avenue. Iowa.
5. Puspodarsono, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman.
6. JURNAL-JURNAL PEMULIAAN TANAMAN.
II.DASAR GENETIKA DLM PEMULIAAN
• GENETIKA:Ilmu yang mempelajari tentang gen beserta sifat dan
pewarisan dari tetua ke
keturunannanya (progeni / zuriat /anak/filial)
• GEN:unit keturunan yang diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya
• Unit fungsional yang menghasilkan suatu fenotipe
• aspek fungsional yang menyebabkan
duplikasi sendiri (self duplication)
Gen tersusun atas apa dan Bagaimana gen-gen itu mengatur dan Menampakkan pengaruh yang kita lihat?
BEBERAPA ISTILAH DALAM PEMULIAAN
GEN: segmen DNA spesifik yang tersusun linier pada setiap kromosom
= Suatu unit pewarisan sifat yang secara sebagian atau keseluruhan bertanggung jawab terhadap pengendalian genetik suatu karakter.
Genotip= susunan genetik suatu individu Genom= Rangkaian dasar kromosom
Gamet= sel reproduktif (serbuk sari, sel telur) Alela= variasi gen pada satu lokus
Lokus= tempat kedudukan gen pada kromosom
Kromosom = struktur pewarisan sifat di dalam nukleus
Kromosom homolog= kromosom 2 mempunyai urutan gen yang mirip Homogen= populasi dari genotip-genotip yang identik
Heterogen= populasi dari genotip-genotip yang berbeda Homosigot= alela-alela identik dalam suatu lokus
Heterosigot= alela-alela non identik dalam suatu lokus.
Heritabilitas= proporsi variasi total dalam pengendalian genetik.
1. Gen – Alel – Lokus
Gen : Faktor genetik pengatur suatu sifat misal: gen A, gen B, gen C
Alel : Bentuk alternatif suatu gen misal: gen A alel A & alel a
gen B alel B & alel b
Lokus : Lokasi gen pd kromosom misal : lokus gen A, lokus gen B
2. Genotipe - Fenotipe
- Genotipe (G) : susunan genetik organisme contoh: AA Bb Cc dd ee f
- Fenotipe (F) : sifat tampak organisme
Fenotipe (F) : Genotipe (G) + Lingkungan (E) => F = G + E
• 3. Perbaikan genetik
Pemuliaan tanaman: memperbaiki sifat-sifat tanaman melalui perbaikan susunan genetik.
perbaikan susunan genetik: meningkatkan jumlah/proporsi gen-gen baik (menguntungkan)
– contoh:
– AA Bb Cc dd ee ff AA BB CC DD ee FF
• TEORI KROMOSOM TENTANG PEWARISAN
• Secara formal dikemukakan oleh
• - Walter Sutton (mahasiswa PPS AS) seorang pakar genetika
• - Theodore Boveri pakar biologi Jerman
• Tahun 1902 : mengenali tingkah laku partikel Mendel selama menghasilkan gamet pada ercis paralel dengan tingkah laku kromosom pada meiosis
• FAKTOR MENDEL KROMOSOM
• Gen Berpasangan Kromosom berpasangan
• A
• BERPASANGAN
• a
• Sepasang gen memisah
• menjadi gamet sepasang kromosom homolog
• A juga memisah
• SEGREGASI
• a
• A B A b
• atau
• a b a B
• BERPADU BEBAS
• Pasangan gen yg berpasangan demikian juga pada pasangan kromosom
• berpadu bebas
TEORI MENDEL
• PERCOBAAN MENDEL pada tanaman kacang kapri /ercis (pisum sativum)
• P : Bunga Ungu X Bunga Putih
• (jantan) (betina)
•
• Penyerbukan silang buatan
• F1: Bunga Ungu (biji ditanam)
• F2:
• 705 : 235 = 3 : 1
• Menurut teori blending warna ungu di F1 adalah ungu muda, padahal pada percobaan Mendel
• warna Ungu pada F1 sama dengan tetuanya
• Warna Ungu dominan terhadap warna putih
• Warna putih resesif terhadap warna ungu
• PERSILANGAN DGN SATU SIFAT BEDA (satu pasang sifat beda) disebut MONOHIBRID
• MODEL MENDEL UNTUK PERSILANGAN SATU SIFAT BEDA (MONOHIBRID)
• P : AA X aa (1 & 2)
• Gamet : A a (4)
• F1 Aa (zigot)
• Gamet : Sel Telur (3)
• A a
• Tepung A AA Aa (5)
• sari a Aa aa
• F2 1AA : 2 Aa : 1 aa
• Keterangan
• AA, Aa dan aa disebut genotipe suatu sifat
• Gen A dominan terhadap gen a
• Gen a resesif terhadap gen A
• Gen A disebut alel dari gen a
• Untuk gen dominan biasanya digunakan huruf kapital dari huruf pertama sifat (fenotipe)
• yang dominan, Sedangkan alelnya digunakan huruf kecilnya
•
• P : Kuning (KK) X Hijau (kk)
• Gamet : K k
• F1 : Kuning (Kk)
• Genotipe KK dan kk disebut Homozigot
• Genotipe Kk disebut Heterozigot
• Genotipe KK dan Kk merupakan fenotipe kuning
• Untuk menguji Model Mendel dan Teori Pewarisan terpisah (partikulat), bukan bercampur
• (blending), maka Mendel melakukan UJI SILANG (“Test-Cross”)
• P : Kuning (Kk) X Hijau (kk)
• Gamet : K dan k k
• k
• F1 K Kk (kuning)
• k kk (hijau)
• Perbandingan Kk : kk = 1 : 1
• Pengujian menunjukkan bahwa gen resesif k yang tidak nampak fenotipnya pada F1, tidak bercampur
• dengan gen K , tetapi tetap terpisah dan pada waktu pembentukkan gamet bersegregasi secara merata (3)
• Hasil Persilangan Monohibrid dikenal sebagai HUKUM MENDEL I (Hukum Segregasi) yaitu ;
• “Pada waktu pembentukan gamet, gen-gen dari sepasang gen suatu sifat bersegregasi”
• Sepasang Gen A
• Heterozigot a Gamet A
• a
4. Hibridisasi: persilangan dua individu berbeda
5. VARIETAS / KULTIVAR : ?
• PENGERTIAN VARIETAS dlm PERTANIAN : sekelompok individu atau populasi tan. yg
mempunyai sifat-2 khusus dan serupa, dan dpt dibedakan scr jelas thd populasi tan.
(varietas) lain dlm spesies yg sama.
• VARIETAS PERTANIAN lazim disebut VARIETAS atau CULTIVAR.
• Contoh: padi (Oryza sativa) Famili : Gramineae
Genus : Oryza
Spesies : Oryza sativa (padi)
Varietas/cultivar padi: IR.36; IR.64, Rojolele, dsb
KERAGAMAN(VARIASI) DLM PEMULIAAN
• RAGAM GENETIK: RAGAM YANG DISEBABKAN OLEH SIFAT-SIFAT YANG DIWARISKAN. CARA MENGUJI
DENGAN MENANAM BEBERAPA VARIETAS PADA SATULINGKUNGAN YANG SAMA. = VARIASI
DISKONTINU= HERITABLE VARIATION
• RAGAM LINGKUNGAN: RAGAM YANG DITIMBULKAN OLEH PERBEDAAN LINGKUNGAN,CARA MENGUJI
DENGAN MENANAM SATU VARIETAS PADA LINGKUNGAN YANG BERBEDA-BEDA
• = VARIASI KONTINU= NON HERITABLE VARIATION.
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).
ASPEK GENETIKA
TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
• Populasi tan M-sendiri terdiri atas tanaman- tanaman homosigot.
• Dg menyerbuk sendiri
• Tan-2. homosigot (AA/aa) tetap homosigot:
• (1) AA x AA AA; (2) aa x aa aa
• Tan-2 heterosigot (Aa) bersegregasi membentuk:
50% Tan. homosigot dan 50% tan. heterosigot
• Aa x Aa ¼ AA + ½ Aa + ¼ aa
Diagram penyerbukan sendiri tanaman heterosigot
• S-0 : Aa selfing : Aa x Aa
• gamet : A/a A/a
• S-1
•
• S1 : ¼ AA + ½ Aa + ¼ aa
A a
A AA Aa
a Aa aa
Proporsi HETEROSIGOT SEMAKIN KECIL pada generasi selfing lebih lanjut
S-0 : Aa
S-1 : 25%
AA 50%
Aa 25% aa
S-2 : 25%
AA 12,5%
AA 25%
Aa 12,5%
aa 25%
aa S-3 : 37,5%
AA 6,25%
AA 12,5%
Aa 6,25%
aa 37,5%
aa S-5 : 46,875
% AA 1,562
% AA 3,125
% Aa 1,562
% aa 46,875
% aa
SASARAN PEMULIAAN TAN. MENYERBUK SENDIRI
SASARAN UTAMA:
Terbentuk tanaman unggul, homosigot, dan seragam (terbentuk Galur murni yg unggul)
Galur murni : ?
sekelompok tanaman (strain) yang terdiri atas tanaman-tanaman homosigot dan seragam sekelompok tanaman (strain) yang berasal
dari suatu genotipe homosigot melalui penyerbukan sendiri.
• AABBCCDD X AABBCCDD
• semua keturunan homosigot & seragam
MACAM VARIETAS
TAN. MENYERBUK SENDIRI:
1. Var. Murni / Galur Murni: terdiri atas satu galur murni (homosigous dan homogenous).
2. Var. Galur Ganda: campuran dua atau lebih galur murni isogenik
3. Var. Campuran: dua atau lebih var. murni dg perbandingan tertentu.
4. Var. Hibrida: F1 hasil persilangan dua atau
lebih galur murni
KELOMPOK TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
• TANAMAN YANG SECARA EKONOMI PENTING:
• SEREAL: PADI, GANDUM, BARLEY, OATS, SORGUM
• LEGUME: KEDELE, LOMBOK, KACANG TANAH, BUNCIS, KACANG HIJAU, KARA, TOMAT, TEMBAKAU, KAPAS DLL.
SASARAN: MENDAPATKAN SIFAT UNGGUL TANAMAN HOMOSIGOT.
DASAR GENETIK:
- TANAMAN MENYERBUK SENDIRI YANG DISILANGKAN MULA- MULA HETEROSIGOT,SETELAH PENYERBUKAN SENDIRI TERUS
MENERUS , SUSUNAN GENETIKNYA AKAN MEGRAH HOMOSIGOT.
- HUKUM MENDEL: TANAMAN HETEROSIGOT DALAM SATU PASANGAN ALEL: Aa AKAN MENURUN JUMLAHNYA AKIBAT PENYERBUKAN SENDIRI, SEBALIKNYA ROPORSI TANAMAN HOMOSIGOT MAKIN MENINGKAT.
PROSEDUR PEMULIAAN
1. INTRODUKSI TANAMAN 2. SELEKSI
3. HIBRIDISASI DILANJUTKAN DENGAN SELEKSI Ad 1. INTRODUKSI TANAMAN:
MENDATANGKAN SPESIES/VARIETAS TANAMAN DARI DAERAH/NEGARA LAIN.
a. Pada Tanaman yang telah dimuliakan b. Pada Tanaman asli
c. Pada Tanaman liar Fungsi introduksi:
1. Menambah sumber keragaman
2.Memperbaiki varietas unggul yang telah ada.
Proses perpindahan tanaman melalui cara-cara
1. Pencarian dari daerah lain 2. Perdagangan antar negara
3. Penjajahan (Jaman Belanda): kopi, teh, tembakau, kina, ketela pohon, coklat dsb.
VARIETAS BARU YANG DIKEMBANGKAN DARI TANAMAN INTRODUKSI MELALUI CARA-CARA:
4. Introduksi tanpa seleksi 5. Introduksi dan seleksi
6. Hibridisasi dgn vrietas yang telah beradaptasi.
2. SELEKSI
• TANAMAN SAAT INI – HASIL SELEKSI MASA LALU
• SELEKSI: BERDASARKAN INDIVIDU/KELOMPOK DARI POPULASI CAMPURAN:
1. ALAMI 2. BUATAN
• EFEKTIFITAS SELEKSI: TERGANTUNG ADANYA
KERAGAMAN GENETIK DARI POPULASI CAMPURAN.
• SUMBER KERAGAMAN:
- JENIS LOKAL - KOLEKSI
- POPULASI BERSEGREGASI DAN
- HASIL PERSILANGAN.
MACAM SELEKSI
1. SELEKSI GALUR MURNI 2. SELEKSI MASSA
Ad. 1. SELEKSI GALUR MURNI
GALUR MURNI= INDIVIDU TANAMAN HASIL SELEKSI DARI KETURUNAN TANAMAN YANG DISERBUKI SENDIRI SECARA TERUS MENERUS SELAMA
BEBERAPA GENERASI.
TUJUAN SELEKSI:
UNTUK MEMPEROLEH INDIVIDU HOMOSIGOT.
DASAR GENETIKA:
• Tanaman menyerbuk sendiri yang disilangkan awalnya heterosigot, setelah penyerbukan
sendiri terus menerus, susunan genetiknya mengarah pada homosigot.
• Hukum Mendel: Bahwa tanaman heterosigot dalam satu pasangan alel: Aa, akan menurun jumlahnya akibat penyerbukan sendiri.
Sebaliknya proporsi tanaman homosigot
akan makin meningkat.
PROPORSI TANAMAN HOMOSIGOT
• (2m – 1)n atau 1 – (1/4)m n
• 2m
Dimana: m = jumlah generasi
n = pasangan gen heterosigot
Contoh: untuk 5 pasangan gen heterosigot dapat dicapai ± 85% setelah 5 generasi.
Untuk 10 pasangan gen heterosigot, dapat dicapai ± 99%, setelah 7 generasi.
SELFING: Aa X Aa
• AA, Aa , aa
1. SELEKSI GALUR MURNI
• Bahan: Populasi campuran yang didalamnya terdapat individu homosigot.
• seleksi adalah memilih individu-individu homosigot.
• Dasarpemilihan adalah fenotipe(penampilan) Populasi campuran adalah:
1. Varietas lokal yang telah beradaptasi pada satu daerah, berupa campuran berbagai galur.
2. Populasi tanaman bersegregasi= keturunan hasil persilangan.
Hasil Seleksi: Galur Murni
Terdiri dari pasangan homosigot untuk semua lokus
TIGA LANGKAH SELEKSI GALUR MURNI
• LANGKAH I
• POPULASI SELEKSI TANAMAN TUNGGAL UTK
• CAMPURAN SIFAT-SIFAT KHUSUS: BESAR BIJI,
• UMUR, KADAR PROTEIN dsb.
• GALUR-GALUR LANGKAH II
• TERPILIH HASIL MENANAM BARIS KETURUNAN
• DARI INDIVIDU UNTUK TUJUAN
• KETURUNAN OBSERVASI & EVALUASI. JUMLAH
• INDIVIDU GALUR AKAN MAKIN BERKURANG
• SESUAI TUJUAN SELEKSI
• GALUR YANG AKAN LANGKAH III
• DIJADIKAN MENETAPKAN GALUR TERPILIH VARIETAS KOMERSIIL UTK DIJADIKAN VARIETAS TERPILIH
• VARIETAS BARU YG DIBENTUK DARI KETURUNAN SATU INDIVIDU HOMOSIGOT DIBUAHI SENDIRI. PELOPOR JOHANNSEN (1903)[ KAPRI DAN BUNCIS).
V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V
V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V
V VVV
V V V V
PROSEDUR SELEKSI GALUR MURNI (PURE LINE SELECTION)
• Populasi Campuran,
• introduksi, cultivar lokal
Keturunan jelek dibuang
• Plot kontrol
• kultivar lokal
• Perbanyakan benih
•
THI. 1. Menanam populasi campurandlm plot-plot/
barisan yang berjauhan.
Th.2 2. Dipilih 200-1000 individu tanaman, biji dipanen terpisah.
3. Menanam keturunan masing-masing dlm baris
Th.3 plot-plot.
4. Keturunan superior ditanam dicampur (bulk) dlm baris-baris
5. Tanaman terpilih ditanam dalam plot observasi dg ulangan
6. Menanam nomor-nomor seleksi yg superior Th4-7
7. Dilanjutkan dg pengujian hasil
Th.8
8. Dipilih lini yang paling baik untuk disebarkan pada petani dg cara memperbanyak bijinya.
VARIETAS CAMPURAN GALUR
KEUNTUNGAN:
1. Lebih beradaptasi dg lingkungan beragam sehingga produktivitasnya lebih baik
2. Produksi lebih stabil bila lingkungan berubah
3. Ketahanan lebih baik, terutama terhadap penyakit.
KELEMAHAN:
4. Kurang menarik karena perttumbuahn tidak seragam 5. Lebih sulit mengidentifikasi benih untuksertifikasi benih 6. Umumnya produksi dibawah produksi galur terbaik dalam
campuran galur.
2. SELEKSI MASSA
TUJUAN: 1. untuk meningkatkan mutu varietas campuran Varietas lokal.
2. Pemurnian varietas yang telah ada dengan cara mencampur biji-biji hasil seleksi
BAHAN SELEKSI:
Populasi yang didalamnya terdapat tanaman homosigot, varietas lokal (land race)
SELEKSI: Dilakukan pada sekelompok tanaman yang mempunyai kesamaan fenotipa.
PERBEDAAN DG. SELEKSI GALUR MURNI:
1. Menyangkut jumlah galur yang dipertahankan.Pada seleksi Galur murni tipe yang dikembangkan merupakan
Galur murni tunggal
2. Pada seleksi massa: sebagian galur yang diseleksi masih tetap dipertahankan
3. METODE PEDIGREE (SILSILAH)
=METODE HIBRIDISASI DILANJUTNYA SELEKSI
x
1. Persilangan sepasang tetua homosigot berbeda2. F1, seragam hasilnya, dilakukan penyerbukan sendiri
3. F2 hasilnya bersegregasi. Mulai F2 seleksi dilakukan hingga F7
F3 4. Pada F1 dilakukan uji pendahuluan.
F4-F7 5. Uji lanjutan pada keturunan F9
F8 6. Uji multi lokasi menghasilkan galur-galur harapan untukdilepas menjadi varietas unggul baru.
F9
GALUR A GALUR B F1
F2
VARIETAS BARU
PERSILANGAN ANTARA DUA GALUR
Padi Adan Putih (Kab. Nunukan)
Padi Pandanwangi (Kab. Cianjur)
•
•
• X
4. METODE BULK (CAMPURAN)
P GALUR A X GALUR B PERSILANGAN ANTARA DUA GALUR .
F1
PETAK-PETAK BULK F5
F6 HASIL SELEKSI INDIVIDU
F7 PENANAMAN DALAM BARISAN F8 UJI PENDAHULUAN
F9 UJI LANJUTAN
VARIETAS BARU
KEUNTUNGAN METODE BULK DIBANDING METODE PEDIGREE
1. Tanaman-tanaman pada generasi dini dibiarkan mengalami seleksi alam (terhadap hama, penyakit, lingkungan ekstrem)
2. Efektif utk sifatyang tidak tergantung kerapatan tanaman: ukuran biji, kualitas olahan, umur, kepekaan terhadap panjang penyinaran dan ketahanan penyakit).
KELEMAHAN;
3. Adanya kompetisi dalam populasi yg sedang segregasi dengan akibat tidak tampaknya keturunan yang berharga (bernilai).
4. Seleksi untuk sifat-sifat yang heritabilitasnya rendah tidak efektif, bila berdasarkan hanya tanaman tunggal saja.
5. Identitas tanaman F2 yang superior hilang dan tidak dapat diperoleh kembali.
6. Tidak memungkinkan melakukan seleksi karena hanya diambil sample genotipa secara random dari F2 dan generasi berikutnya.
5.METODE BACK CROSS (SILANG BALI K)
• SUATU METODE PEMULIAAN DENGAN CARA MENYILANGKAN KEMBALI HIBRIDA PADA SALAH SATU GENOTIPE PARENTAL UNTUK SATU GENERASI ATAU LEBIH.
KEGUNAAN METODE INI ADALAH
UNTUK MEMASUKKAN SATU ATAU BEBERAPA SIFAT YANG PEWARISANNYA SEDERHANA KE DALAM SATU VARIETAS YANG DISUKAI.
DALAM UJI SILANG UNTUK MENENTUKAN PERBANDINGAN GENETIK (GENETIK RATIO), LINKAGE (KAITAN) DAN PERSENTASE PINDAH SILANG (CROSS OVER).
TUJUAN:
UNTUK MENDAPATKAN KEMBALI GENOTIPE SEPERTI TETUA RECURRENTNYA DENGAN TAMBAHAN GEN-GEN SIFAT YANG DIINGINKAN DARI TETUA DONOR.
TIGA SYARAT POKOK KEBERHASILAN PEMULIAAN BACK CROSS (BRIGS & ALLARD, 1953) :
1. ADANYA RECURRENT PARENT YANG BAIK.
2. KEMAMPUAN MEMPERTAHANKAN SIFAT YANG DIPINDAHKAN MELALUI BEBERAPA SILANG BALIK.
3. GENOTIPE DARI RECURRENT PARENT HARUS DIPEROLEH KEMBALI DALAM BEBERAPA KALI SILANG BALIK DENGAN POPULASI KECIL.
PENENTUAN DONOR DAN RECURRENT
• RECURRENT PARENT:
• SATU DARI KEDUA TETUA YANG DIPILIH UNTUK PERSILANGAN PERMULAAN BIASANYA VARIETAS LOKAL YANG SUDAH
BERADAPTASI DENGAN VARIETAS YANG DISUKAI.
• DONOR: HARUS PUNYA SIFAT YANG AKAN DIPINDAHKAN.
PENGGUNAAN METODE BACK CROSS:
1. VARIETAS UNGGUL YANG ADA KEKURANGAN SATU/LEBIH SIFAT YANG DIHARAPKAN.
2. TERSEDIA VARIETAS DONOR DENGAN SIFAT YANG DIINGINKAN, BIASANYA SIFAT KETAHANAN.
3. SIFAT YANG AKAN DIPINDAHKAN MEMPUNYAI NILAI HERITABILITAS YANG TINGGI.
SUSUNAN GEN PADA KETURUNAN DONOR DAN RECURRENT
• GALUR DONOR
• ( D ) X VARIETAS RECURRENT
• ( R )
• DR PERSILANGAN I
F1 (DXR) X R D ( 50 % )
R ( 50 % )
BACK CROSS I
B1 (DXR2) x R 25 % 75 %
BACK CROSS II
B2 (DXR3)
X R
12,5 % 87,5 % BACK CROSS III
B3 (DXR4) X R 6,25 % 93,75 %
BACK CROSS IV
B4 (DXR5) X R 3,125 % 96,875 %
I. BACK CROSS – GEN YANG DIPINDAHKAN DOMINAN
• GALUR DONOR ( D ) X CULTIVAR LOKAL ( A )
• RR rr
• F1 Rr
• BACK CROSS I F1 ( Rr ) X A ( rr )
•
• Hasil back cross I Rr ; rr Diuji ketahanan penyakit ( gen R )
• Tanaman yang rentan dibuang ( rr)
• Back cross II Rr x rr Uji dengan cara yang sama dengan diatas
• .
• .
• Back cross ke VI Rr x rr rr dieliminasi
• Hasil back cross ke VI dilakukan penyerbukan sendiri
• Rr x Rr
• 1RR ; 2Rr ; 1rr rr dieliminasi
II. GEN YANG DIPINDAHKAN RESESIF
• P. GALUR DONOR X KULTIVAR LOKAL (ADAPTED)
• ( D ) rr ( A ) RR
• Back cross I: F1 : Rr x A ( RR )
• RR ; Rr
• Tanaman hasil back cross I (Rr) diserbuki sendiri;
• Selfing Rr x Rr
•
• RR ; Rr ; rr keturunannya diuji ketahanannya (rr)
• Back Cross ke VI Rr x rr Rr ; rr
• Selfing: Rr x Rr
• RR ; Rr ; rr (RR dan Rr tereliminasi dalam uji ketahanan)
•
•
• rr adalah kultivar unggul baru yang sudah
• diperbaiki ketahanannya
•
6. PERSILANGAN GANDA (COMPOSITE CROSS)
• PERSILANGAN SEJUMLAH TETUA YANG BERBEDA SIFAT DAN SALING DISILANGKAN BERPASANG-PASANGAN.
MANFAAT:
1. Untuk memindahkan sifat-sifat kuantitatif (spt hasil) dengan menggabungkan sejumlah galur parental yang genetis
berbeda raam dan meng evaluasi berdasarkan seleksi alami.
2. Untuk mendapatkan populasi yang dapa beradaptasi
terhadap tekanan lingkungan khusus spt penyakit, hama dan toleransi terhadap cuaca dingin.
TUJUAN POKOK:
Mengembangkan dan mempertahankan plasma nutfah yang berguna sebagai sumber genetik bagi pemulia tanaman
dalam mengembangkan varietas superior baru.
Menyediakan bahan untuk penelitian genetika dan evolusi di dalam populasi.
( A X B ) ( C X D ) ( E X F ) AB X CD X EF
ABCDEF
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