Selasa, 22 Desember 2009
Minggu, 13 Desember 2009
ADA APA DENGAN LAUT MATI ?????
Tragedi di Balik Laut Mati
Kaum Luth pun telah mendustakan ancaman-ancaman (Nabinya). Sesungguhnya Kami telah menghembuskan kepada mereka angin yang membawa batu-batu (yang menimpa mereka)… (QS. Al Qamar, 54:33-34)
Wilayah Anatolia, dataran Mesopotamia, semenanjung
Salah satu peradaban ini ditemukan dalam wilayah batas negara
Ketika saudara mereka, Luth, berkata kepada mereka: "Mengapa kamu tidak bertakwa?" Sesungguhnya aku adalah seorang rasul kepercayaan (yang diutus) kepadamu, maka bertakwalah kepada Allah dan taatlah kepadaku. Dan aku sekali-kali tidak minta upah kepadamu atas ajakan itu; upahku tidak lain hanyalah dari Tuhan semesta alam. Mengapa kamu mendatangi jenis lelaki di antara manusia, dan kamu tinggalkan istri-istri yang dijadikan oleh Tuhanmu untukmu, bahkan kamu adalah orang-orang yang melampaui batas. (QS. Asy Syu’araa’, 26:161-166)
Ketika Nabi Luth menyuruh mereka meninggalkan perilaku maksiat dan menyampaikan perintah Allah, mereka ingkar, dan menolaknya sebagai seorang Nabi dan melanjutkan perilaku menyimpang mereka. Sebagai balasannya, mereka dihancurkan dengan bencana mengenaskan.
Ketika membaca Perjanjian Lama, kitab suci umat Nasrani dan Yahudi, akan kita ketahui bahwa hal ini dilukiskan dengan istilah yang sama sebagaimana dalam Al Qur’an. Menurut Perjanjian Lama, tempat tinggal kaum berperilaku menyimpang ini adalah
Al Qur’an meriwayatkan bahwa malaikat datang kepada Nabi Luth dan memperingatkan hal ini di malam sebelum terjadinya bencana:
Para utusan (malaikat) berkata: "Hai Luth, sesungguhnya kami adalah utusan-utusan Tuhanmu, sekali-kali mereka tidak akan dapat mengganggu kamu, sebab itu pergilah dengan membawa keluarga dan pengikut-pengikut kamu di akhir malam dan janganlah ada seorang pun di antara kamu yang tertinggal, kecuali istrimu. Sesungguhnya dia akan ditimpa azab yang menimpa mereka karena sesungguhnya saat jatuhnya azab kepada mereka ialah di waktu subuh; bukankah subuh itu sudah dekat?" Maka tatkala datang azab Kami, Kami jadikan negeri kaum Luth itu yang di atas ke bawah, dan Kami hujani mereka dengan batu dari tanah yang terbakar dengan bertubi-tubi; yang diberi tanda oleh Tuhanmu, dan siksaan itu tiadalah jauh dari orang-orang yang zalim. (QS. Huud, 11:81-83)
Ungkapan"Kami jadikan negeri kaum Luth itu yang di atas ke bawah" dalam segala kemungkinannya bermakna daerah tersebut hancur oleh gempa bumi dashyat. Menurut siaran BBC berjudul " Ilmuwan MengungkapTamatnya Riwayat Kota Sodom ", geolog asal Inggris, Graham Harris, termasuk ilmuwan yang menemukan bukti meyakinkan tentang hal ini. Menurutnya,
Daerah pemukiman yang tepat di pesisir Laut Mati ini, juga berdiri di atas dataran yang mudah guncang. Ini adalah titik bertemunya 2 lempengan tektonik yang bergerak berlawanan arah. Ini adalah zona gempa bumi! Lapisan lahar dan batu basal yang ditemukan selama penggalian adalah bukti terkuat telah terjadinya letusan gunung berapi dan gempa bumi di sini. Peristiwa yang digambarkan Al Qur’an dengan kalimat "Kami hujani mereka dengan batu dari tanah yang terbakar dengan bertubi-tubi" besar kemungkinannya sebagai letusan gunung berapi. Peristiwa tersebut dilukiskan oleh ayat yang sama dalam kalimat "Maka tatkala datang azab Kami, Kami jadikan negeri kaum Luth itu yang di atas ke bawah" sangat mungkin merujuk pada pecahan dan penghancuran akibat gempa bumi.
Di bawah pesisir Laut Mati terdapat sejumlah besar timbunan kantung-kantung gas metana mudah terbakar. Gempa bumi pastilah telah mengguncangnya dan menjadikannya terbakar. Permukaan tanah lalu berubah menjadi pasir hanyut, dan longsor besar menenggelamkan
Serangkaian percobaan ilmiah di Universitas Cambridge membenarkan teori ini.
terkubur di dalamnya. Penemuan arkeologis dan percobaan ilmiah ini mengungkap satu kenyataan penting: kaum Luth yang disebutkan Al Qur’an memang pernah hidup di masa lalu, dan diazab oleh bencana kiriman Allah akibat penyimpangannya. Semua bukti terjadinya bencana itu kini telah terungkap, dan sesuai benar dengan pemaparan Al Qur’an.
Begitulah, Letusan Dahsyat membinasakan mereka saat fajar tiba:
Maka Kami jadikan bahagian atas
BUDIDAYA JAMUR TIRAM
Budidaya Jamur Tiram
Pembuatan Bibit
Alat dan Bahan
· Serbuk gergaji
· Biji milet
· Kapur (CaCO3)
· Gypsum (CaSO4)
· Bekatul
· Baglog polipropilen atau plastik
· Botol
· Ayakan
· Kapas
· Pralon
· Kertas minyak, koran atau aluminium foil
Cara Pembuatan
1. Campur serbuk gergaji dengan milet 42% dan dicuci hingga bersih
2. Rebus selama 30 menit mengunakan pressure cooker
3. Tiriskan kemudian tambahkan kapur 1%, gypsum 1% dan bekatul 15%. Kadar air diusahakan mencapai 40 – 60 % dengan menambahan air dan pH 7.
4. Bahan kemudian dimasukkan dalam baglog polipropilen atau botol. Per botol diisi 50 – 60% media kemudian ditutup dengan kapas dibalut kertas/aluminium foil.
5. Sterilkan dalam autoclave 1210C selama 2 jam. (jika direbus lakukan selama 8 jam)
6. Inokulasi secara aseptis dengan bibit dari biakan murni.
7. Inkubasi selama 15 – 231 hari pada suhu ruang dengan pengocokan setiap hari agar miselia jamur tumbuh merata. Dan tidak menggumpal.
8. Bibit siap ditanam pada media produksi.
Budidaya
1. Serbuk gergaji direndam dalam air selama semalam lalu tiriskan
2. Tambahkan bekatul 15%, kapur 2%, gypsum 2 %, dan air sampai kadar air 65% pH 7.
3. Masukkan dalam baglog, padatkan dan buat lubang pada ujungnya menggunakan potongan pralon. Lubang ditutup dengan kapas dan kertas minyak atau aluminium foil.
4. Sterilkan
5. Inokulasi dengan bibit. Bibit 15 g untuk 1 kg media.
6. Inkubasi selama 15 – 30 hari. Rumah jamur harus dijaga tetap kering dan bersih, suhu 22 – 280C tanpa cahaya
7. Buka cicncin pralon.
8. Susun baglog dalam rak, dan siram bagian yang dibuka dengan semprotan air. Jamur tiram butuh sushu 16 – 220C dengan kelembapan 80 – 90%.
Pemanenan dapat dilakukan sampai 9 kali dalam 1,5 bulan jika dirawat dengan baik. Media juga dapat ditambah pupuk TSP
Sabtu, 12 Desember 2009
Jumat, 11 Desember 2009
PEMANASAN GLOBAL DAN KERUSAKAN LINGKUNGAN
PEMANASAN GLOBAL DAN KERUSAKAN LINGKUNGAN
Secara umum iklim sebagai hasil interaksi proses-proses fisik dan kimiafisik parameternya, seperti suhu, kelembaban, angin, dan pola curah hujan yang terjadi pada suatu tempat di muka bumi.. Bagaimana terjadinya pemanasan global sebab adanya efek rumah kaca yang berlebihan (lebih dari kondisi normal) di atmosfer bumi, sebagai akibat terganggunya komposisi gas-gas rumah kaca (GRK) utama seperti CO2 (Karbon dioksida),CH4(Metan) dan N2O (Nitrous Oksida), HFCs (Hydrofluorocarbons), PFCs (Perfluorocarbons) and SF6 (Sulphur hexafluoride) di atmosfer. Ketika pancaran/radiasi dari matahari yang berupa sinar tampak atau gelombang pendek memasuki atmosfer, beberapa bagian dari sinar tersebut direfleksikan atau dipantulkan kembali oleh awan-awan dan debu-debu yang terdapat di angkasa, sebagian lainnya diteruskan ke arah permukaan daratan. Dari radiasi yang langsung menuju ke permukaan daratan sebagian diserap oleh bumi, tetapi bagian lainnya “dipantulkan” kembali ke angkasa oleh es, salju, air, dan permukaan-permukaan reflektif bumi lainnya. Proses pancaran sinar matahari dari angkasa menembus atmosfer sampai menuju permukaan bumi hingga dapat kita rasakan suhu bumi menjadi hangat disebut efek rumah kaca (ERK) Tanpa ada efek rumah kaca di sistem ikim bumi, maka bumi menjadi tidak layak dihuni karena suhu bumi terlalu rendah (minus). Istilah efek rumah kaca, diambil dari cara tanam yang digunakan para petani di daerah iklim sedang (negara yang memiliki empat musim). Para petani biasa menanam sayuran atau bunga di dalam rumah kaca untuk menjaga suhu ruangan tetap hangat. Kenapa menggunakan kaca/bahan yang bening? Karena sifat materinya yang dapat tertembus sinar matahari. Dari sinar yang masuk tersebut, akan dipantulkan kembali oleh benda/permukaan dalam rumah kaca, ketika dipantulkan sinar itu berubah menjadi energi panas yang berupa sinar inframerah, selanjutnya energi panas tersebut terperangkap dalam rumah kaca. Demikian pula halnya salah satu fungsi atmosfer bumi kita seperti rumak kaca tersebut. Dari penjelasan di atas dapat kita mengerti bagaimana mekanisme terjadinya efek rumah kaca di bumi. Lalu bagaimana keterkaitan antara efek rumah kaca, pemanasan global dan perubahan iklim? Secara sederhana dijelaskan sebagai berikut sinar matahari yang tidak terserap permukaan bumi akan dipantulkan kembali dari permukaan bumi ke angkasa. Sebagaimana telah dijelaskan di atas, sinar tampak adalah gelombang pendek, setelah dipantulkan kembali berubah menjadi gelombang panjang yang berupa energi panas (sinar inframerah), yang kita rasakan. Namun sebagian dari energi panas tersebut tidak dapat menembus kembali atau lolos keluar ke angkasa, karena lapisan gas-gas atmosfer sudah terganggu komposisinya (komposisinya berlebihan). Akibatnya energi panas yang seharusnya lepas keangkasa (stratosfer) menjadi terpancar kembali ke permukaan bumi (troposfer) atau adanya energi panas tambahan kembali lagi ke bumi dalam kurun waktu yang cukup lama, sehingga lebih dari dari kondisi normal, inilah efek rumah kaca berlebihan http://climatechange.menlh.go.id - Climate Change - Indonesia Powered by Mambo Open Source Generated: 3 February, 2009, 10:12 karena komposisi lapisan gas rumah kaca di atmosfer terganggu, akibatnya memicu naiknya suhu rata-rata dipermukaan bumi maka terjadilah pemanasan global.
Secara umum iklim sebagai hasil interaksi proses-proses fisik dan kimiafisik parameternya, seperti suhu, kelembaban, angin, dan pola curah hujan yang terjadi pada suatu tempat di muka bumi.. Bagaimana terjadinya pemanasan global sebab adanya efek rumah kaca yang berlebihan (lebih dari kondisi normal) di atmosfer bumi, sebagai akibat terganggunya komposisi gas-gas rumah kaca (GRK) utama seperti CO2 (Karbon dioksida),CH4(Metan) dan N2O (Nitrous Oksida), HFCs (Hydrofluorocarbons), PFCs (Perfluorocarbons) and SF6 (Sulphur hexafluoride) di atmosfer. Ketika pancaran/radiasi dari matahari yang berupa sinar tampak atau gelombang pendek memasuki atmosfer, beberapa bagian dari sinar tersebut direfleksikan atau dipantulkan kembali oleh awan-awan dan debu-debu yang terdapat di angkasa, sebagian lainnya diteruskan ke arah permukaan daratan. Dari radiasi yang langsung menuju ke permukaan daratan sebagian diserap oleh bumi, tetapi bagian lainnya “dipantulkan” kembali ke angkasa oleh es, salju, air, dan permukaan-permukaan reflektif bumi lainnya. Proses pancaran sinar matahari dari angkasa menembus atmosfer sampai menuju permukaan bumi hingga dapat kita rasakan suhu bumi menjadi hangat disebut efek rumah kaca (ERK) Tanpa ada efek rumah kaca di sistem ikim bumi, maka bumi menjadi tidak layak dihuni karena suhu bumi terlalu rendah (minus). Istilah efek rumah kaca, diambil dari cara tanam yang digunakan para petani di daerah iklim sedang (negara yang memiliki empat musim). Para petani biasa menanam sayuran atau bunga di dalam rumah kaca untuk menjaga suhu ruangan tetap hangat. Kenapa menggunakan kaca/bahan yang bening? Karena sifat materinya yang dapat tertembus sinar matahari. Dari sinar yang masuk tersebut, akan dipantulkan kembali oleh benda/permukaan dalam rumah kaca, ketika dipantulkan sinar itu berubah menjadi energi panas yang berupa sinar inframerah, selanjutnya energi panas tersebut terperangkap dalam rumah kaca. Demikian pula halnya salah satu fungsi atmosfer bumi kita seperti rumak kaca tersebut. Dari penjelasan di atas dapat kita mengerti bagaimana mekanisme terjadinya efek rumah kaca di bumi. Lalu bagaimana keterkaitan antara efek rumah kaca, pemanasan global dan perubahan iklim? Secara sederhana dijelaskan sebagai berikut sinar matahari yang tidak terserap permukaan bumi akan dipantulkan kembali dari permukaan bumi ke angkasa. Sebagaimana telah dijelaskan di atas, sinar tampak adalah gelombang pendek, setelah dipantulkan kembali berubah menjadi gelombang panjang yang berupa energi panas (sinar inframerah), yang kita rasakan. Namun sebagian dari energi panas tersebut tidak dapat menembus kembali atau lolos keluar ke angkasa, karena lapisan gas-gas atmosfer sudah terganggu komposisinya (komposisinya berlebihan). Akibatnya energi panas yang seharusnya lepas keangkasa (stratosfer) menjadi terpancar kembali ke permukaan bumi (troposfer) atau adanya energi panas tambahan kembali lagi ke bumi dalam kurun waktu yang cukup lama, sehingga lebih dari dari kondisi normal, inilah efek rumah kaca berlebihan http://climatechange.menlh.go.id - Climate Change - Indonesia Powered by Mambo Open Source Generated: 3 February, 2009, 10:12 karena komposisi lapisan gas rumah kaca di atmosfer terganggu, akibatnya memicu naiknya suhu rata-rata dipermukaan bumi maka terjadilah pemanasan global.
MITOSIS DAN MEIOSIS
MITOSIS DAN MEIOSIS
Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1).
Mitosis
Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer (Campbell et al. 1999).
Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate) (Campbell et al. 1999).
Anafase. Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing (Campbell et al. 1999).
Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi (Campbell et al. 1999).
Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti (Campbell et al. 1999).
Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).
Meiosis
Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada mitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I ,
Telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.
Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1).
Mitosis
Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer (Campbell et al. 1999).
Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate) (Campbell et al. 1999).
Anafase. Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing (Campbell et al. 1999).
Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi (Campbell et al. 1999).
Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti (Campbell et al. 1999).
Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).
Meiosis
Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada mitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I ,
Telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.
PRINSIP GENETIKA
PRINSIP GENETIKA
Perkembangan genetika sebagi ilmu tidak lepas dari percobaan yang dilakukan Mendel pada Pisum sativum. Mendel berhasil menjelaskan bagaimana sifat diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman dengan sifat yang berbeda.
Pisum sativum memiliki keuntungan digunakan dalam percobaan genetika karena mudah didapat, mempunyai keragaman yang jelas bisa dibedakan meliputi warna biji, bentuk biji, warna bunga. Pisum sativum memiliki bunga cukup besar sehingga memudahkan pesilangan buatan.
Pada persilangan dengan satu sifat beda, mendel menyilangkan tanaman dengan bunga ungu dengan tanaman berbunga putih dan dihasilkan tanaman berbunga ungu (F1). Sifat bunga ungu ini disebut dominan. Jika F1 disilangkan dengan F1 maka dihasilkan bunga F2 dengan perbandingan ungu : putih = 3:1. Sifat yang diamati disebut fenotipe, sedangkan faktor yang mengendalikan disebut genotipe.
Pada persilangan dengan dua sifat beda, misalnya bulat kuning (RRYY) dengan hijau keriput (rryy), dihasilkan F1 bulat kuning (RrYy). Jika F1 diselangkan dengan F1, diperoleh perbandingan bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3: 3 : 1.Dari persilangan ini maka ditetapkan hukum mendel I atau hukum segregasi dan hukum mendel II atau hukum pisah bebas.
Konsep umum mengenai cara kerja gen atau ekspresi gen adalah berdasarkan kedominanan dan keresesifan. Artinya, alel terekspresi secara komplit pada fenotipe atau tidak terekspresi sama sekali. Prinsip ini merupakan prinsip Mendel. Tetapi penelitian membuktikan bahwa terdapat banyak macam aksi gen dan interaksi yang mempengaruhi pola segregasi. Tipe dari aksi gen dapat dibedakan menjadi dua katagori umum yaitu antar alel pada lokus yang sama (intralokus) dan antar alel pada lokus-lokus yang berbeda (interlokus).
Interaksi intralokusTerdapat tiga macam interaksi intralokus. Tipe pertama adalah dominan seperti yang disimpulkan oleh mendel dalam penelitiannya. Pada tipe dominan, rasio F2 dari dua tetua homozigot adalah 3:1. Tipe kedua adalah tidak dominan (no-dominance/incomplete dominance). Pada tipe ini fenotipe dari heterozigot berada di tengah-tengah di antara kedua tetua. Contohnya adalah pada persilangan bunga pukul empat merah dan putih dihasilkan bunga merah muda pada F1. F2nya menyebar dengan rasio 1 merah: 2 merah muda: 1 putih. Tipe ketiga adalah overdominance. Pada situasi ini heterozigot memiliki nilai fenotipe di luar kisaran antara kedua tetua.
Interaksi interlokusInteraksi interlokus menyebabkan distribusi F2 berubah. Ekspresi dari alel berubah karena kehadiran atau ketakhadiran alel atau alel-alel pada lokus yang berbeda. Gambar berikut menjelaskan rasio F2 untuk interaksi interlokus.
Tipe aksi gen lainnya yang tidak termasuk epistasis adalah additive gene action. Pada aditif tiap alel pada satu lokus akan menambah atau mengurangi derajat nilai fenotipe. Contohnya adalah pada warna bagian dalam biji gandum. Warna biji gandum ditentukan oleh 3 lokus R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap lokus. Warna biji bervariasi dari merah gelap ke putih dan intensitas warna tergantung pada jumlah dari alel yang menambah warna. Warna merah gelap adalah R1R1R2R2R3R3, sedangkan putih adalah r1r1r2r2r3r3. Jika disilangkan, maka F1nya adalah R1r1R2r2R3r3 menunjukkan warna intermediet diantara kedua tetuanya. Pada F2 akan muncul sebuah seri warna yang sebarannya seperti sebaran normal antara dua fenotipe yang ekstrim
Distribusi F2 pada warna aditif biji gandum dengan 3 lokus
Jika disilangkan R1R1R2R2r3r3 dengan r1r1r2r2R3R3, dimana satu tetua merah gelap dan satu tetua sedikit merah, maka F1nya akan menunjukkan warna intermediet. F2nya akan menyebar dari sangat gelap ke putih. Pada persilangan ini, keturunannya berada di luar batas fenotipe tetua merah gelap dan tetua sedikit merah. Hal ini disebut segregasi transgresive.
Pada aksi gen, kadang-kadang terjadi genotipe-genotipe yang sama tetapi tidak mengekspresikan fenotipe yang sama walaupun keadaan lingkungan seragam. Perbedaan ini disebut perbedaan dalam penetrasi. Penetrasi adalah presentase individu untuk genotype tertentu yang menampilkan fenotipe dari genotype tersebut. Contohnya, suatu organisme yang bergenotipe aa atau A_ tetapi tidak menunjukkan fenotipe yang sebagaimana normalnya bergenotipe aa atau A_ karena adanya gen-gen epistasis atau supresor, atau karena efek lingkungan. Istilah penetrasi dapat digunakan untuk menjelaskan efek tersebut jika penyebab pastinya tidak diketahui.
Peristiwa lain yang cenderung memperlihatkan hasil peristiwa genetika yang kurang jelas adalah ekspresivitas. Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat suatu genotype tertentu mengekspresikan fenotipenya pada suatu individu. Contohnya, genotype A_ yang seharusnya berfenotipe merah, tetapi yang tampak adalah derajat warna yang berbeda-beda, misalnya warna biru, merah tua, merah muda, putih. Ekspresivitas warna yang berbeda-beda ini karena adanya pengaruh gen-gen lainnya atau pengaruh lingkungan yang tidak diketahui dengan pasti.
Kondisi lingkungan yang pentingCahaya: Lamanya penyinaran atau lamanya periode gelap dapat menginduksi munculnya bunga pada beberapa species tanamanSuhu: Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh suhu. Lintasan reaksi biokimia melibatkan enzim yang peka terhadap suhu. Perubahan suhu dapat mengubah fenotipe.Nutrisi: Contohnya, efek beberapa genotype baru dapat dilihat hanya kalau tanaman dalam lingkungan stress.Perlakuan buatan: Ekspresi suatu sifat bisa tidak nampak karena pemberian senyawa kimia atau hormon.
Variasi/Keanekaragam genetikVariasi atau keanekaragaman genetik sangat penting karena jika tidak terdapat variasi genetik, maka apabila terjadi perubahan lingkungan yang cukup keras akan dapat mengakibatkan punahnya suatu spesies pada habitat alaminya.Keragaman genetik dalam bentuk variasi alelik disebabkan oleh mutasi. Mutasi terjadi secara spontan dengan frekuensi yang bervariasi tergantung pada lokus dan informasi genetic dari area sekitarnya pada kromosom. Mutasi menghasilkan perubahan DNA, yang akibatnya mengubah enzim-enzim dan menyebabkan variasi dalam mekanisme fisiologi yang nantinya dievaluasi melalui proses seleksi alam.
Migrasi tanaman dan evolusi yang diarahkan manusiaCampur tangan manusia mempunyai kontribusi yang sangat signifikan pada evolusi tanaman. Saat manusia memulai kultur dan mendomestikasi tanaman, mereka menyeleksi genotipe-genotipe yang paling baik yang memenuhi kebutuhan. Sifat seperti kestabilan produksi merupakan sifat yang sangat diinginkan. Karakter –karakter lain seperti warna, rasa juga merupakan contoh-contoh sifat yang diinginkan. Dengan berpindahnya manusia dari satu area ke area lainnya, tanaman atau benih juga dibawa dan diuji di daerah mereka yang baru. Proses ini disebut introduksi. Introduksi merupakan hal penting dalam pemuliaan tanaman, karena menawarkan potensi penggunaan genotipe berbeda untuk meningkatkan penampilan tanaman pada daerah tertentu.
Koleksi Plasma NutfahKeragaman genetik suatu spesies tanaman dapat menurun karena aktivitas manusia atau karena bencana alam. Aktivitas manusia dapat meliputi pembudidayaan tanaman, menanam atau memperluas jenis-jenis unggul baru sehingga jenis-jenis local yang amat beragam akan terdesak bahkan dapat lenyap, juga aktivitas pembangunan jalan dan gedung-gedung.
Untuk menghindari lenyapnya jenis-jenis yang ada maka perlu ada suatu lembaga yang mampu melakukan koleksi jenis-jenis tersebut. Pemerintah berbagai negara mensponsori kegiatan-kegiatan expedisi untuk tujuan koleksi plasma nutfah. Beberapa lembaga internasional telah melakukan koleksi secara intensif. Misalnya : IRRI (International Rice Research Institute) di Philipina mengkoleksi padi, CIMMYT (Centro International de Mejoramiento de Meizy Trigo) di Mexico mengkoleksi tanaman jagung dan wheat, CIAT (Central International Agricultural Tropical) di Kolumbia memiliki koleksi tanaman ketela pohon.Lembaga-lembaga penelitian juga terdapat di masing-masing negara. Lembaga penelitian ini mengkoleksi tanaman penting di negara itu. Di Indonesia misalnya terdapat kebun koleksi tebu, kopi, kelapa, dll.
PreservasiManusia wajib melestarikan plasma nutfah untuk kepentingan manusia sendiri. Pada dasarnya ada dua cara untuk melestarikan plasma nutfah tanaman yaitu secara in situ dan ex situ. Pelestarian in situ dilakukan di tempat tumbuh aslinya (pelestarian habitat alaminya). Contohnya adalah cagar alam, hutan lindung. Cagar alam merupakan cara pelestarian pasif dan dianggap ideal karena juga melestarikan lingkungan sekitar. Pelestarian ex situ merupakan pelestarian di luar habitat alaminya. Pelestarian ex situ dilakukan dengan memindahkan individu yang dilestarikan dari tempat alaminya ke tempat lain. Pelestarian ex situ merupakan cara pelestarian aktif. Contohnya:
Kebun Raya (KR) Indonesia : KR Bogor melestarikan tanaman dataran rendah dan basah; KR Purwodadi meleatarikan tanaman dataran rendah dan kering; KR Cibodas melestarikan tanaman dataran tinggi Indonesia bagian barat; KR Ekakarya Bedugul melestarikan tanaman dataran tingkat tinggi Indonesia bagian timur.
Kebun koleksi. Kebun koleksi merupakan kebun di lembaga-lembaga penelitian yang dikembangkan sesuai misi lembaga tersebut. Misalnya kebun koleksi tebu di Pasuruan (Balai Penelitian Tebu).
Bank biji
Test tube bank : melestarikan dalam bentuk kultur jaringan tanaman, kultur anther, kultur sel. Keuntungan melestarikan dalam bentuk kultur jaringan antara lain: tidak memerlukan tempat yang luas, plasma nutfah bebas dari hama dan penyakit, dapat diperbanyak dengan cepat. Tetapi kerugiannya adalah: biaya mahal, memerlukan keahlian, kestabilan plasma nutfah tidak terjamin.
Cryopreservation: pelestarian melalui proses pembekuan dengan menggunakan N2 cair (-196 derajat Celcius). Dengan N2 cair metabolisme terhenti tetapi sel-sel tidak mati.
Perkembangan genetika sebagi ilmu tidak lepas dari percobaan yang dilakukan Mendel pada Pisum sativum. Mendel berhasil menjelaskan bagaimana sifat diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman dengan sifat yang berbeda.
Pisum sativum memiliki keuntungan digunakan dalam percobaan genetika karena mudah didapat, mempunyai keragaman yang jelas bisa dibedakan meliputi warna biji, bentuk biji, warna bunga. Pisum sativum memiliki bunga cukup besar sehingga memudahkan pesilangan buatan.
Pada persilangan dengan satu sifat beda, mendel menyilangkan tanaman dengan bunga ungu dengan tanaman berbunga putih dan dihasilkan tanaman berbunga ungu (F1). Sifat bunga ungu ini disebut dominan. Jika F1 disilangkan dengan F1 maka dihasilkan bunga F2 dengan perbandingan ungu : putih = 3:1. Sifat yang diamati disebut fenotipe, sedangkan faktor yang mengendalikan disebut genotipe.
Pada persilangan dengan dua sifat beda, misalnya bulat kuning (RRYY) dengan hijau keriput (rryy), dihasilkan F1 bulat kuning (RrYy). Jika F1 diselangkan dengan F1, diperoleh perbandingan bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3: 3 : 1.Dari persilangan ini maka ditetapkan hukum mendel I atau hukum segregasi dan hukum mendel II atau hukum pisah bebas.
Konsep umum mengenai cara kerja gen atau ekspresi gen adalah berdasarkan kedominanan dan keresesifan. Artinya, alel terekspresi secara komplit pada fenotipe atau tidak terekspresi sama sekali. Prinsip ini merupakan prinsip Mendel. Tetapi penelitian membuktikan bahwa terdapat banyak macam aksi gen dan interaksi yang mempengaruhi pola segregasi. Tipe dari aksi gen dapat dibedakan menjadi dua katagori umum yaitu antar alel pada lokus yang sama (intralokus) dan antar alel pada lokus-lokus yang berbeda (interlokus).
Interaksi intralokusTerdapat tiga macam interaksi intralokus. Tipe pertama adalah dominan seperti yang disimpulkan oleh mendel dalam penelitiannya. Pada tipe dominan, rasio F2 dari dua tetua homozigot adalah 3:1. Tipe kedua adalah tidak dominan (no-dominance/incomplete dominance). Pada tipe ini fenotipe dari heterozigot berada di tengah-tengah di antara kedua tetua. Contohnya adalah pada persilangan bunga pukul empat merah dan putih dihasilkan bunga merah muda pada F1. F2nya menyebar dengan rasio 1 merah: 2 merah muda: 1 putih. Tipe ketiga adalah overdominance. Pada situasi ini heterozigot memiliki nilai fenotipe di luar kisaran antara kedua tetua.
Interaksi interlokusInteraksi interlokus menyebabkan distribusi F2 berubah. Ekspresi dari alel berubah karena kehadiran atau ketakhadiran alel atau alel-alel pada lokus yang berbeda. Gambar berikut menjelaskan rasio F2 untuk interaksi interlokus.
Tipe aksi gen lainnya yang tidak termasuk epistasis adalah additive gene action. Pada aditif tiap alel pada satu lokus akan menambah atau mengurangi derajat nilai fenotipe. Contohnya adalah pada warna bagian dalam biji gandum. Warna biji gandum ditentukan oleh 3 lokus R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap lokus. Warna biji bervariasi dari merah gelap ke putih dan intensitas warna tergantung pada jumlah dari alel yang menambah warna. Warna merah gelap adalah R1R1R2R2R3R3, sedangkan putih adalah r1r1r2r2r3r3. Jika disilangkan, maka F1nya adalah R1r1R2r2R3r3 menunjukkan warna intermediet diantara kedua tetuanya. Pada F2 akan muncul sebuah seri warna yang sebarannya seperti sebaran normal antara dua fenotipe yang ekstrim
Distribusi F2 pada warna aditif biji gandum dengan 3 lokus
Jika disilangkan R1R1R2R2r3r3 dengan r1r1r2r2R3R3, dimana satu tetua merah gelap dan satu tetua sedikit merah, maka F1nya akan menunjukkan warna intermediet. F2nya akan menyebar dari sangat gelap ke putih. Pada persilangan ini, keturunannya berada di luar batas fenotipe tetua merah gelap dan tetua sedikit merah. Hal ini disebut segregasi transgresive.
Pada aksi gen, kadang-kadang terjadi genotipe-genotipe yang sama tetapi tidak mengekspresikan fenotipe yang sama walaupun keadaan lingkungan seragam. Perbedaan ini disebut perbedaan dalam penetrasi. Penetrasi adalah presentase individu untuk genotype tertentu yang menampilkan fenotipe dari genotype tersebut. Contohnya, suatu organisme yang bergenotipe aa atau A_ tetapi tidak menunjukkan fenotipe yang sebagaimana normalnya bergenotipe aa atau A_ karena adanya gen-gen epistasis atau supresor, atau karena efek lingkungan. Istilah penetrasi dapat digunakan untuk menjelaskan efek tersebut jika penyebab pastinya tidak diketahui.
Peristiwa lain yang cenderung memperlihatkan hasil peristiwa genetika yang kurang jelas adalah ekspresivitas. Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat suatu genotype tertentu mengekspresikan fenotipenya pada suatu individu. Contohnya, genotype A_ yang seharusnya berfenotipe merah, tetapi yang tampak adalah derajat warna yang berbeda-beda, misalnya warna biru, merah tua, merah muda, putih. Ekspresivitas warna yang berbeda-beda ini karena adanya pengaruh gen-gen lainnya atau pengaruh lingkungan yang tidak diketahui dengan pasti.
Kondisi lingkungan yang pentingCahaya: Lamanya penyinaran atau lamanya periode gelap dapat menginduksi munculnya bunga pada beberapa species tanamanSuhu: Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh suhu. Lintasan reaksi biokimia melibatkan enzim yang peka terhadap suhu. Perubahan suhu dapat mengubah fenotipe.Nutrisi: Contohnya, efek beberapa genotype baru dapat dilihat hanya kalau tanaman dalam lingkungan stress.Perlakuan buatan: Ekspresi suatu sifat bisa tidak nampak karena pemberian senyawa kimia atau hormon.
Variasi/Keanekaragam genetikVariasi atau keanekaragaman genetik sangat penting karena jika tidak terdapat variasi genetik, maka apabila terjadi perubahan lingkungan yang cukup keras akan dapat mengakibatkan punahnya suatu spesies pada habitat alaminya.Keragaman genetik dalam bentuk variasi alelik disebabkan oleh mutasi. Mutasi terjadi secara spontan dengan frekuensi yang bervariasi tergantung pada lokus dan informasi genetic dari area sekitarnya pada kromosom. Mutasi menghasilkan perubahan DNA, yang akibatnya mengubah enzim-enzim dan menyebabkan variasi dalam mekanisme fisiologi yang nantinya dievaluasi melalui proses seleksi alam.
Migrasi tanaman dan evolusi yang diarahkan manusiaCampur tangan manusia mempunyai kontribusi yang sangat signifikan pada evolusi tanaman. Saat manusia memulai kultur dan mendomestikasi tanaman, mereka menyeleksi genotipe-genotipe yang paling baik yang memenuhi kebutuhan. Sifat seperti kestabilan produksi merupakan sifat yang sangat diinginkan. Karakter –karakter lain seperti warna, rasa juga merupakan contoh-contoh sifat yang diinginkan. Dengan berpindahnya manusia dari satu area ke area lainnya, tanaman atau benih juga dibawa dan diuji di daerah mereka yang baru. Proses ini disebut introduksi. Introduksi merupakan hal penting dalam pemuliaan tanaman, karena menawarkan potensi penggunaan genotipe berbeda untuk meningkatkan penampilan tanaman pada daerah tertentu.
Koleksi Plasma NutfahKeragaman genetik suatu spesies tanaman dapat menurun karena aktivitas manusia atau karena bencana alam. Aktivitas manusia dapat meliputi pembudidayaan tanaman, menanam atau memperluas jenis-jenis unggul baru sehingga jenis-jenis local yang amat beragam akan terdesak bahkan dapat lenyap, juga aktivitas pembangunan jalan dan gedung-gedung.
Untuk menghindari lenyapnya jenis-jenis yang ada maka perlu ada suatu lembaga yang mampu melakukan koleksi jenis-jenis tersebut. Pemerintah berbagai negara mensponsori kegiatan-kegiatan expedisi untuk tujuan koleksi plasma nutfah. Beberapa lembaga internasional telah melakukan koleksi secara intensif. Misalnya : IRRI (International Rice Research Institute) di Philipina mengkoleksi padi, CIMMYT (Centro International de Mejoramiento de Meizy Trigo) di Mexico mengkoleksi tanaman jagung dan wheat, CIAT (Central International Agricultural Tropical) di Kolumbia memiliki koleksi tanaman ketela pohon.Lembaga-lembaga penelitian juga terdapat di masing-masing negara. Lembaga penelitian ini mengkoleksi tanaman penting di negara itu. Di Indonesia misalnya terdapat kebun koleksi tebu, kopi, kelapa, dll.
PreservasiManusia wajib melestarikan plasma nutfah untuk kepentingan manusia sendiri. Pada dasarnya ada dua cara untuk melestarikan plasma nutfah tanaman yaitu secara in situ dan ex situ. Pelestarian in situ dilakukan di tempat tumbuh aslinya (pelestarian habitat alaminya). Contohnya adalah cagar alam, hutan lindung. Cagar alam merupakan cara pelestarian pasif dan dianggap ideal karena juga melestarikan lingkungan sekitar. Pelestarian ex situ merupakan pelestarian di luar habitat alaminya. Pelestarian ex situ dilakukan dengan memindahkan individu yang dilestarikan dari tempat alaminya ke tempat lain. Pelestarian ex situ merupakan cara pelestarian aktif. Contohnya:
Kebun Raya (KR) Indonesia : KR Bogor melestarikan tanaman dataran rendah dan basah; KR Purwodadi meleatarikan tanaman dataran rendah dan kering; KR Cibodas melestarikan tanaman dataran tinggi Indonesia bagian barat; KR Ekakarya Bedugul melestarikan tanaman dataran tingkat tinggi Indonesia bagian timur.
Kebun koleksi. Kebun koleksi merupakan kebun di lembaga-lembaga penelitian yang dikembangkan sesuai misi lembaga tersebut. Misalnya kebun koleksi tebu di Pasuruan (Balai Penelitian Tebu).
Bank biji
Test tube bank : melestarikan dalam bentuk kultur jaringan tanaman, kultur anther, kultur sel. Keuntungan melestarikan dalam bentuk kultur jaringan antara lain: tidak memerlukan tempat yang luas, plasma nutfah bebas dari hama dan penyakit, dapat diperbanyak dengan cepat. Tetapi kerugiannya adalah: biaya mahal, memerlukan keahlian, kestabilan plasma nutfah tidak terjamin.
Cryopreservation: pelestarian melalui proses pembekuan dengan menggunakan N2 cair (-196 derajat Celcius). Dengan N2 cair metabolisme terhenti tetapi sel-sel tidak mati.
KASTRASI DAN HIBRIDISASI
KASTRASI DAN HIBRIDISASI
Tujuan:Menghilangkan kepala sari sebelum bunga membuka dengan maksud untuk mencegah penyerbukan sendiri. Menyerbuki bunga-bunga yang telah dikastrasi dengan tepung sari dari jenis tanaman yang kita kehendaki sebagai induk jantan.
Teori:Di alam penyerbukan silang terjadi secara spontan. Penyerbukan tersebut terjadi dengan bantuan angin, serangga pollination dan binatang lainnya. Pada penyerbukan alami tidak diketahui sifat-sifat dari pohon induk apakah sifat dari pohon induk baik atau buruk sehingga tidak dapat dilakukan pengontrolan akibatnya hasilnya seringkali mengecewakan. Oleh karena itu agar persilangan dapat dikontrol dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan, maka manusia melakukan penyerbukan silang buatan (Wels, 1981). Untuk mendapatkan varietas unggul dapat ditempuh melalui beberapa metode. Metode pemulian tanaman ini sangat ditentukan oleh sistem penyerbukan ataupun cara perkembangbiakan tanaman. Metode untuk tanaman menyerbuk sendiri berbeda dengan untuk tanaman yang menyerbuk silang. Metode untuk tanaman yang dikembangbiakan sacara seksual berbeda dengan yang dikembangbiakan secara aseksual (Sunarto, 1997).Tanaman menyerbuk sendiri dapat dimuliakan antara lain melalui hibridisasi. Hibridisasi atau persilangan bertujuan menggabungkan sifat-sifat baik dari kedua tetua atau induknya sedemikian rupa sehingga sifat-sifat baik tersebut dimiliki keturunannya. Sebagai hasil dari hibridisasi adalah timbulnya keragaman genetik yang tinggi pada keturunannya. Dari keragaman yang tinggi inilah pemulia tanaman akan memilih tanaman yang mempunyai sifat-sifat sesuai dengan yang diinginkan (Sunarto, 1997). Pemuliaan tanaman yang dikembangbiakan secara vegetatif dapat ditempuh melalui hibridisasi. Oleh karena kita perlu membuat variasi, maka dilakukan . Dengan jalan ini akan diperoleh sumber variabilitas atau klon-klon baru yang sangat luas variabilitasnya dan menjadi sumber penyeleksian klon baru. Berbeda dengan tanaman yang menyerbuk sendiri, dalam tanaman yang diperbanyak dengan jalan aseksual karena sifatnya heterozigot maka segregasi terjadi pada F1. Jadi tiap tanaman dalam F1 adalah sumber potensi dari klon baru, menghasilkan F2 jarang dilakukan. Selfing dapat menurunkan vigor (Sunarto, 1997). Langkah pertama hibridisasi pada tanaman yang menyerbuk sendiri yaitu memilih tetua yang berpotensi. Pemilihan tetua ini tergantung pada sifat yang akan dimuliakan apakah sifat kualitatif atau sifat kuantitatif. Pemilihan tetua kualitatif lebih mudah karena perbedaan penampakan tetua menunjukkan pula perbedaan gen pengendali sifat itu. Pemilihan tetua untuk sifat kuantitatif lebih sulit karena adanya perbedaan fenotipe yang belum tentu. Oleh karena itu, pemilihan tetua perlu dipertimbangkan dari segi lain, yaitu sifat fisiologi, adaptasi dan susunan genetic.
BAHAN DAN ALAT
a. Gunting
b. Jarum
c. Kantong kertas
d. Benang berwarna dan label
e. Petridis
f. Kuas
g. Padi varietas IR-72
h. Padi varietas Mentik Wangi
PROSEDUR KERJA
a. Untuk mengadakan kastrasi, maka pada pagi hari sebelum pukul 06.00 menyiapkan bunga-bunga yang akan dipakai sebagai induk, bunga-bunga yang sudah mekar dan kira-kira belum mekar pada hari itu dibuang. Cara mengastrasi ini dengan memotong pucuk palea dan lemma dengan gunting kira-kira ½ dari panjangnya (boleh miring atau datar) lalu buang benang-benang sarinya dengan jarum.
b. Pada siang harinya kira-kira pukul 10.00 sampai 12.00, serbuki bunga-bunga yang sudah dikastrasi dengan tepung sari yang sudah dipilih sebagai induk jantan. Caranya dengan menggosok-gosokkan kuas yang sudah ada tepung sarinya pada kepala putik yang sudah dikastrasi tersebut serata mungkin.
c. Bunga-bunga yang sudah diserbuki, tangkainya diikat dengan benang berwarna dan label untuk menjaga kekeliruan.
d. Dilakukan pembungkusan dengan kantong kertas untuk mencegah terjadinya penyerbukan silang yang tidak dikehendaki dan gangguan lain.
HASIL PENGAMATAN
Tanggal kastrasi dan hibridisasi : 17 Mei 2003
Waktu kastrasi : 05.30
Waktu hibridisasi : 10.30
Varietas betina : Mentik Wangi
Varietas jantan : IR-72
Jumlah bunga yang dikastrasi : 50
Jumlah bunga yang berhasil : 15
Persentase keberhasilan : S yang berhasil
S kastrasi : 30 %
PEMBAHASAN
Pada praktikum ‘kastrasi dan hibridisasi’ ini dilakukan pada padi varietas Mentik Wangi (♀) dan IR 72 (♂). Bunga padi adalah bunga panjang dan berkelamin dua (hermaphrodit). Bunga-bunga mekar pada tiap malai dari bawah keatas, atau dari luar kedalam, yaitu kearah poros. Lamanya pembungaan dari tiap malai berkisar antara 5 sampai 10 hari (Darjanto dan Satifah, 1984).
Kastrasi dilakukan pada pagi hari pukul 05.30 karena bunga padi dapat lekas mekar pada cuaca yang terang dan banyak mendapat sinar matahari. Bunga yang akan dikastrasi dipilih bunga yang belum mekar atau hampir mekar sehubungan dengan itu maka pertumbuhan kuncup bunga perlu diamati dengan seksama. Kastrasi dapat dilakukan pada pagi hari hingga pukul 08.00 yaitu pada suhu rendah dengan udara yang cukup lembab, maka kepala sari itu biasanya masih tertutup rapat, sehingga dengan mudah benang sari dapat dibuang dalam keadaan utuh. Kastrasi dilakukan dengan cara menggunting sepertiga bagian bulir padi Mentik Wangi kemudian dikumpulkan benang sarinya. Selanjutnya untuk menghindari jatuhnya serbuk sari yang tidak diinginkan sebaiknya bunga diisolasi dengan menggunakan kantong kertas, baik sebelum atau sesudah persilangan dilakukan. Pengerudungan (cover off) pada bunga tersebut harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak mengganggu pembuahan dan perkembangan embrio.
Hibridisasi dilakukan pada siang hari, sekitar pukul 10.30. Dilakukan dengan cara menaburkan benang sari varietas IR-72 sebagai induk jantan ke kepala putik varietas Mentik Wangi sebagai induk betina dengan menggunakan kuas. Tujuan dari hibridisasi adalah menggabungkan dua sifat dari dua varietas tanaman ke dalam satu tubuh tanaman. Oleh karena itu, sifat tanaman hasil persilangan (F1) merupakan gabungan sifat diantara kedua tetuanya. Faktor lain yang harus diperhatikan dalam melakukan hibridisasi adalah lamanya daya hidup (viabilitas) serbuk sari. Untuk tanaman serealia, viabilitas serbuk sari relatif sangat singkat biasanya hanya bertahan dalam beberapa menit saja. Sedangkan untuk tanaman tahunan dan buah-buahan serbuk sari masih bisa bertahan hidup normal meskipun telah disimpan selama beberapa bulan bahkan beberapa tahun lamanya (Nasir, 2001).
Menurut Welsh (1981), kombinasi sifat dari kedua tetua pada F1 terjadi secara acak, jadi bisa saja kombinasi sifat yang ada pada F1 bersifat lebih menguntungkan dari kedua tetuanya. Karena sifat kedua tetua berbeda satu dengan yang lainnya, maka keturunan yang diperoleh dapat mempunyai sifat-sifat baru yang berbeda dengan sifat yang ada pada kedua induknya. Keturunan F1 bersifat heterozigot dan mengalami pemisahan pada generasi berikutnya.
Hibribridisasi Mentik wangi dan IR 72 menghasilkan 15 bulir padi yang mengalami pembuahan, sedangkan 35 bulir padi yang lainnya mengalami kegagalan. Persentase keberhasilan hibridisasi sebesar 30%. Hibridisasi ini dianggap tidak berhasil karena persentase keberhasilan kurang dari 50 %. Hal ini disebabkan karena dalam melakukan hibridisasi serbuk sari yang tersedia tidak cukup banyak sehingga ada beberapa bunga yang tidak diserbuki dan pada waktu penyerbukan yang dilakukan dengan kuas tidak semua masuk ke putik, sehingga tidak semua bunga terjadi pembuahan. Ketidak berhasilan hibridisasi juga dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan, yaitu pada waktu memotong putiknya ikut terpotong sehingga tidak mungkin terjadi pembuahan.
Hibridisasi yang dilakukan pada tanaman menyerbuk sendiri agar berhasil sesuai dengan yang diharapkan maka perlu dilakukan pemilihan tetua yang memiliki potensi genetik yang diinginkan. Pemilihan tetua ini sangat tergaantung 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 tetua yang terpilih (Nasir, 2001). Karakter kualitatif menunjukkan fenotip yang berbeda akibat adanya genotip yang berbeda pula. Sedangkan pemilihan tetua untuk karakter kuantitatif jauh lebih sulit karena perbedaan fenotif belum tentu disebabkan oleh genotif yang berbeda. Karena faktor lingkungan juga mempengaruhi terhadap penampilan dari fenotif yang ada.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
a. Persilangan dimulai dengan mengemaskulasi bunga yaitu pengambilan serbuk sari pada bagian bunga.
b. Teknik hibridisasi sangat tergantung pada sifat bunga dan tingkat pemasakan sel-sel kelamin.
c. Keberhasilan hibridisasi disebabkan karena pemilihan tetua yang tepat.
B. Saran
Sebaiknya dalam praktikum ‘kastrasi dan hibridisasi’ ini praktikan disediakan peralatan tambahan seperti loupe untuk memastikan agar serbuk sari benar-benar jatuh pada kepala putik.
DAFTAR PUSTAKA
Darjanto dan Satifah, S. 1984. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik Penyerbukan Silang Buatan. Jakarta. PT. Gramedia.
Nasir, M. 2001. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Jakarta. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Soenarto. 1997. Pemuliaan Tanaman. IKIP Semarang Press. Semarang.
Wels, James R. 1981. Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Erlangga. Jakarta.
Tujuan:Menghilangkan kepala sari sebelum bunga membuka dengan maksud untuk mencegah penyerbukan sendiri. Menyerbuki bunga-bunga yang telah dikastrasi dengan tepung sari dari jenis tanaman yang kita kehendaki sebagai induk jantan.
Teori:Di alam penyerbukan silang terjadi secara spontan. Penyerbukan tersebut terjadi dengan bantuan angin, serangga pollination dan binatang lainnya. Pada penyerbukan alami tidak diketahui sifat-sifat dari pohon induk apakah sifat dari pohon induk baik atau buruk sehingga tidak dapat dilakukan pengontrolan akibatnya hasilnya seringkali mengecewakan. Oleh karena itu agar persilangan dapat dikontrol dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan, maka manusia melakukan penyerbukan silang buatan (Wels, 1981). Untuk mendapatkan varietas unggul dapat ditempuh melalui beberapa metode. Metode pemulian tanaman ini sangat ditentukan oleh sistem penyerbukan ataupun cara perkembangbiakan tanaman. Metode untuk tanaman menyerbuk sendiri berbeda dengan untuk tanaman yang menyerbuk silang. Metode untuk tanaman yang dikembangbiakan sacara seksual berbeda dengan yang dikembangbiakan secara aseksual (Sunarto, 1997).Tanaman menyerbuk sendiri dapat dimuliakan antara lain melalui hibridisasi. Hibridisasi atau persilangan bertujuan menggabungkan sifat-sifat baik dari kedua tetua atau induknya sedemikian rupa sehingga sifat-sifat baik tersebut dimiliki keturunannya. Sebagai hasil dari hibridisasi adalah timbulnya keragaman genetik yang tinggi pada keturunannya. Dari keragaman yang tinggi inilah pemulia tanaman akan memilih tanaman yang mempunyai sifat-sifat sesuai dengan yang diinginkan (Sunarto, 1997). Pemuliaan tanaman yang dikembangbiakan secara vegetatif dapat ditempuh melalui hibridisasi. Oleh karena kita perlu membuat variasi, maka dilakukan . Dengan jalan ini akan diperoleh sumber variabilitas atau klon-klon baru yang sangat luas variabilitasnya dan menjadi sumber penyeleksian klon baru. Berbeda dengan tanaman yang menyerbuk sendiri, dalam tanaman yang diperbanyak dengan jalan aseksual karena sifatnya heterozigot maka segregasi terjadi pada F1. Jadi tiap tanaman dalam F1 adalah sumber potensi dari klon baru, menghasilkan F2 jarang dilakukan. Selfing dapat menurunkan vigor (Sunarto, 1997). Langkah pertama hibridisasi pada tanaman yang menyerbuk sendiri yaitu memilih tetua yang berpotensi. Pemilihan tetua ini tergantung pada sifat yang akan dimuliakan apakah sifat kualitatif atau sifat kuantitatif. Pemilihan tetua kualitatif lebih mudah karena perbedaan penampakan tetua menunjukkan pula perbedaan gen pengendali sifat itu. Pemilihan tetua untuk sifat kuantitatif lebih sulit karena adanya perbedaan fenotipe yang belum tentu. Oleh karena itu, pemilihan tetua perlu dipertimbangkan dari segi lain, yaitu sifat fisiologi, adaptasi dan susunan genetic.
BAHAN DAN ALAT
a. Gunting
b. Jarum
c. Kantong kertas
d. Benang berwarna dan label
e. Petridis
f. Kuas
g. Padi varietas IR-72
h. Padi varietas Mentik Wangi
PROSEDUR KERJA
a. Untuk mengadakan kastrasi, maka pada pagi hari sebelum pukul 06.00 menyiapkan bunga-bunga yang akan dipakai sebagai induk, bunga-bunga yang sudah mekar dan kira-kira belum mekar pada hari itu dibuang. Cara mengastrasi ini dengan memotong pucuk palea dan lemma dengan gunting kira-kira ½ dari panjangnya (boleh miring atau datar) lalu buang benang-benang sarinya dengan jarum.
b. Pada siang harinya kira-kira pukul 10.00 sampai 12.00, serbuki bunga-bunga yang sudah dikastrasi dengan tepung sari yang sudah dipilih sebagai induk jantan. Caranya dengan menggosok-gosokkan kuas yang sudah ada tepung sarinya pada kepala putik yang sudah dikastrasi tersebut serata mungkin.
c. Bunga-bunga yang sudah diserbuki, tangkainya diikat dengan benang berwarna dan label untuk menjaga kekeliruan.
d. Dilakukan pembungkusan dengan kantong kertas untuk mencegah terjadinya penyerbukan silang yang tidak dikehendaki dan gangguan lain.
HASIL PENGAMATAN
Tanggal kastrasi dan hibridisasi : 17 Mei 2003
Waktu kastrasi : 05.30
Waktu hibridisasi : 10.30
Varietas betina : Mentik Wangi
Varietas jantan : IR-72
Jumlah bunga yang dikastrasi : 50
Jumlah bunga yang berhasil : 15
Persentase keberhasilan : S yang berhasil
S kastrasi : 30 %
PEMBAHASAN
Pada praktikum ‘kastrasi dan hibridisasi’ ini dilakukan pada padi varietas Mentik Wangi (♀) dan IR 72 (♂). Bunga padi adalah bunga panjang dan berkelamin dua (hermaphrodit). Bunga-bunga mekar pada tiap malai dari bawah keatas, atau dari luar kedalam, yaitu kearah poros. Lamanya pembungaan dari tiap malai berkisar antara 5 sampai 10 hari (Darjanto dan Satifah, 1984).
Kastrasi dilakukan pada pagi hari pukul 05.30 karena bunga padi dapat lekas mekar pada cuaca yang terang dan banyak mendapat sinar matahari. Bunga yang akan dikastrasi dipilih bunga yang belum mekar atau hampir mekar sehubungan dengan itu maka pertumbuhan kuncup bunga perlu diamati dengan seksama. Kastrasi dapat dilakukan pada pagi hari hingga pukul 08.00 yaitu pada suhu rendah dengan udara yang cukup lembab, maka kepala sari itu biasanya masih tertutup rapat, sehingga dengan mudah benang sari dapat dibuang dalam keadaan utuh. Kastrasi dilakukan dengan cara menggunting sepertiga bagian bulir padi Mentik Wangi kemudian dikumpulkan benang sarinya. Selanjutnya untuk menghindari jatuhnya serbuk sari yang tidak diinginkan sebaiknya bunga diisolasi dengan menggunakan kantong kertas, baik sebelum atau sesudah persilangan dilakukan. Pengerudungan (cover off) pada bunga tersebut harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak mengganggu pembuahan dan perkembangan embrio.
Hibridisasi dilakukan pada siang hari, sekitar pukul 10.30. Dilakukan dengan cara menaburkan benang sari varietas IR-72 sebagai induk jantan ke kepala putik varietas Mentik Wangi sebagai induk betina dengan menggunakan kuas. Tujuan dari hibridisasi adalah menggabungkan dua sifat dari dua varietas tanaman ke dalam satu tubuh tanaman. Oleh karena itu, sifat tanaman hasil persilangan (F1) merupakan gabungan sifat diantara kedua tetuanya. Faktor lain yang harus diperhatikan dalam melakukan hibridisasi adalah lamanya daya hidup (viabilitas) serbuk sari. Untuk tanaman serealia, viabilitas serbuk sari relatif sangat singkat biasanya hanya bertahan dalam beberapa menit saja. Sedangkan untuk tanaman tahunan dan buah-buahan serbuk sari masih bisa bertahan hidup normal meskipun telah disimpan selama beberapa bulan bahkan beberapa tahun lamanya (Nasir, 2001).
Menurut Welsh (1981), kombinasi sifat dari kedua tetua pada F1 terjadi secara acak, jadi bisa saja kombinasi sifat yang ada pada F1 bersifat lebih menguntungkan dari kedua tetuanya. Karena sifat kedua tetua berbeda satu dengan yang lainnya, maka keturunan yang diperoleh dapat mempunyai sifat-sifat baru yang berbeda dengan sifat yang ada pada kedua induknya. Keturunan F1 bersifat heterozigot dan mengalami pemisahan pada generasi berikutnya.
Hibribridisasi Mentik wangi dan IR 72 menghasilkan 15 bulir padi yang mengalami pembuahan, sedangkan 35 bulir padi yang lainnya mengalami kegagalan. Persentase keberhasilan hibridisasi sebesar 30%. Hibridisasi ini dianggap tidak berhasil karena persentase keberhasilan kurang dari 50 %. Hal ini disebabkan karena dalam melakukan hibridisasi serbuk sari yang tersedia tidak cukup banyak sehingga ada beberapa bunga yang tidak diserbuki dan pada waktu penyerbukan yang dilakukan dengan kuas tidak semua masuk ke putik, sehingga tidak semua bunga terjadi pembuahan. Ketidak berhasilan hibridisasi juga dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan, yaitu pada waktu memotong putiknya ikut terpotong sehingga tidak mungkin terjadi pembuahan.
Hibridisasi yang dilakukan pada tanaman menyerbuk sendiri agar berhasil sesuai dengan yang diharapkan maka perlu dilakukan pemilihan tetua yang memiliki potensi genetik yang diinginkan. Pemilihan tetua ini sangat tergaantung 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 tetua yang terpilih (Nasir, 2001). Karakter kualitatif menunjukkan fenotip yang berbeda akibat adanya genotip yang berbeda pula. Sedangkan pemilihan tetua untuk karakter kuantitatif jauh lebih sulit karena perbedaan fenotif belum tentu disebabkan oleh genotif yang berbeda. Karena faktor lingkungan juga mempengaruhi terhadap penampilan dari fenotif yang ada.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
a. Persilangan dimulai dengan mengemaskulasi bunga yaitu pengambilan serbuk sari pada bagian bunga.
b. Teknik hibridisasi sangat tergantung pada sifat bunga dan tingkat pemasakan sel-sel kelamin.
c. Keberhasilan hibridisasi disebabkan karena pemilihan tetua yang tepat.
B. Saran
Sebaiknya dalam praktikum ‘kastrasi dan hibridisasi’ ini praktikan disediakan peralatan tambahan seperti loupe untuk memastikan agar serbuk sari benar-benar jatuh pada kepala putik.
DAFTAR PUSTAKA
Darjanto dan Satifah, S. 1984. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik Penyerbukan Silang Buatan. Jakarta. PT. Gramedia.
Nasir, M. 2001. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Jakarta. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Soenarto. 1997. Pemuliaan Tanaman. IKIP Semarang Press. Semarang.
Wels, James R. 1981. Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Erlangga. Jakarta.
PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG (ALLOGAM)
METODE PEMULIAAN TANAMAN PENYERBUK SILANG
1. DASAR GENETIK
Pada dasarnya tanaman penyerbuk silang adalah heterozigot dan heterogenus. Satu individu dan individu lainnya genetis berbeda. Karena keragaman genetis yang umumnya cukup besar dibanding dengan tanaman penyerbuk sendiri dalam menentukan kriteria seleksi diutamakan pada sifat ekonomis yang terpenting dulu, tanpa dicampur aduk dengan sifat – sifat lain yang kurang urgensinya. Pengertian yang bertalian dengan keseimbangan Hardy-Weinberg pengertian mengenai silang dalam, macam – macam gen dan sebagainya sangat membantu memahami sifat – sifat tanaman penyerbuk silang dan metode – metode seleksinya.
Keseimbangan Hardy-Weinberg
Banyaknya genotipe suatu keturunan hasil perkawinan bisa diduga dan diperhitungkan, hanya ketepatan peramalan sangat tergantung pada beberapa faktor misalnya jumlah lokus serta allele yang dimiliki, genotipe orang tua serta banyaknya gamet yang dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Keturunan – keturunan tersebut semakin banyak, akan merupakan suatu populasi genetis yang semakin berkembang karena adanya persilangan antara individu – individunya. Dalam perkembangannya, mungkin suatu populasi akan menjadi lebih baik atau sebaliknya, sesuai dengan perubahan komposisi gen yang dimilikinya.
Dalam populasi kita hanya bisa mengerti genotipe dan menduga genotipenya. Dari sini bisa dihitung frekuensi gen dalam populasi tersebut.
Frekuensi gen A = P + ½ H = 0,25 + ½ (0,10) = 0,30 = p
Frekuensi gen a = a + ½ H = 0,65 + ½ (0,10) = 0,70 = q
Apabila dalam populasi terjadi kawin acak maka perbandingan genotipe pada generasi berikutnya yaitu :
AA = p2 = (0,3)2 = 0,09
Aa = 2pq = 2(0,7)(0,3) = 0,42
Aa = q2 = (0,7)2 = 0,49
Frekuensi gen A = 0,09 + ½ (0,42) = 0,30
Frekuensi gen a = 0,49 + ½ (0,42) = 0,70
Dari contoh di atas ternyata frekuensi genotipe berubah sedangkan frekuensi gennya tetap. Ini disebabkan populasi tersebut belum ada dalam keseimbangan (equilibrium), tetapi pada generasi selanjutnya frekuensi gen dan genotipenya akan selalu konstan.
Frekuensi gen pada generasi keturunan tidak tergantung dari frekuensi genotipe orang tuanya tetapi tergantung dari frekuensi gen orang tuanya.
Perubahan Frekuensi Gen
Pada uraian di atas populasi bisa mencapai equilibrium bila tak ada gaya – gaya yang dapat mengubah frekuensi gen. Faktor – faktor yang penting yang mengubah equilibrium adalah seleksi, mutasi dan migrasi.
Bagi pemulia tanaman faktor seleksi adalah penting. Seleksi ini dapat terjadi secara alamiah maupun buatan (dilakukan oleh manusia). Secara alam, misalnya, suatu individu mempunyai keturunan yang lebih sedikit dibandingkan rata–rata individu yang lain sehingga frekuensinya semakin berkurang atau keadaan lingkungan mempengaruhi individu–individu yang akan disidangkan atau dibuang. Kecepatan perubahan gen ini tergantung dari :
1. Intensitas seleksi (banyaknya individu yang diseleksi)
2. Frekuensi gen yang diseleksi
3. Sifat gen yang diseleksi, dominan atau resesif
Seleksi dengan intensitas tertentu akan lebih efektif bila sifat yang diseleksi banyak terdapat dalam populasi dan tidak efektif bila sifat tersebut jarang. Sering dikatakan bahwa kemajuan seleksi mula – mula tepat tetapi kemudian menurun pada generasi yang lebih lanjut. Ternyata hal ini tidak demikian. Apabila suatu sikap yang disukai jarang terdapat dalam populasi (frekuensi rendah), kemudian diseleksi dengan intensitas yang tetap dari generasi ke generasi maka generasi permulaan kemajuan seleksi amat lambat. Tetapi pada generasi yang lebih lanjut frekuensi gen yang diseleksi dalam populasi bertambah sehingga kemajuan seleksi dalam populasi bertambah sehingga kemajuan seleksi makin cepat sampai mencapai maksimum kemudian menurun lagi.
2. SILANG DALAM DAN HETEROSIS
Silang dalam adalah hasil persilangan antara individu yang ada hubungan keluarga atau pembuahan sendiri dan mengarah ke peningkatan homozigot.
Silang dalam memberikan akibat buruk dari individu – individu dalam suatu populasi. Efek silang dalam lebih dikenal dengan istilah depresi silang dalam.
Pada tanaman penyerbuk silang : seperti jagung maka akibat silang dalam (yakni dipresi = tekanan silang-dalam) sangat nyata sekali. Tanaman menjadi lebih rendah, ketegapan fekunditas yang menjadi turun serta bertambahnya sifat – sifat yang mengakibatkan kelemahan tanaman secara keseluruhan. Dengan demikian silang dalam sebaiknya dihindari, kecuali kalau prosesnya terkontrol dengan tujuan penciptaan hibrida, dengan memanfaatkan heterosis sebesar – besarnya.
Silang dalam yang paling tepat adalah dari proses silang diri. Setiap kali proses silang diri berjalan maka 50% dari heterozigot akan terhambur, sehingga pada generasi silang diri ke 7 dan ke 8, maka populasi tanaman praktis akan mewakili oleh individu – individu homosigous pada sesuatu lokal.
Besar kecilnya dipresi silang dalam pada berbagai tanaman tidak sama besarnya. Contoh, bawang mengalami silang dalam yang lebih ringan dibanding jagung. Pada tanaman penyerbuk sendiri dipresi silang dalam tidak ada artinya.
Heterosis atau ketegapan (vigor) hibrida biasanya diukur sebagai superioritas (keunggulan) hibrida di atas rata – rata tetuanya. Ini telah dilaporkan pada banyak tanaman, baik pada species penyerbuk sendiri maupun penyerbuk silang.
Ada 3 hipotesis genetik untuk heterosis.
1. Heterosis Dominan, heterosis disebabkan oleh pengaruh kumulatif allele dominan pada banyak loci yang mempengaruhi sifat.
2. Heterosis Overdominan, genotipe yang superior adalah menguntungkan pada kondisi heterozigot.
3. Heterosis Epistasi, terutama yang menyangkut pengaruh gen dominan, dapat juga menimbulkan heterosis.
3. METODE SELEKSI PADA TANAMAN MENYERBUK SILANG
Dibedakan atas dasar :
a. Cara Pemotongan Populasi Dasar
4. Fenotipe Individu Tanaman
5. Keturunan dari Tanaman
b. Kontrol Terhadap Persilangan
6. Tanpa Kontrol terhadap Persilangan
7. Sebagian Kontrol terhadap Persilangan
8. Kontrol Penuh terhadap Persilangan
c. Model Peran Gen dalam Populasi ® Menentukan Cara Pemotongan Populasi Dasar
9. Additif
10. Dominan
11. Epistasis
d. Tipe Uji Keturunan
12. Tanpa Uji Keturunan
13. Uji Daya Gabung Umum
14. Uji Daya Gabung Khusus
e. Macam Varietas Komersiil yang Akan Dibentuk
15. Varietas Menyerbuk Bebas/Terbuka
16. Varietas Sintetik dsb
17. Hibrida Tunggal/Ganda
18. Perbaikan Hibrida
Seleksi Berulang Fenotipis
Tujuan : Mencari individu–individu yang baik pada setiap siklus seleksi dan dengan perkawinan acak di dalam
individu–individu baik tersebut.
Persyaratan :
a. Cara pemotongan populasi dasar ® berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Terdapat kontrol penuh terhadap persilangan
c. Model peran gen dalam populasi ® aditif
d. Tipe uji keturunan ® tanpa uji keturunan
e. Varietas komersiil yang akan dibentuk ® varietas menyerbuk terbuka.
SELEKSI MASSA
Individu yang dipilih dipanen ® biji dicampur tanpa uji keturunan ® untuk generasi berikutnya.
· Seleksi hanya berdasarkan pada tetua betina ® tanpa ada kontrol persilangan ® suatu bentuk populasi kawin acak dengan seleksi
· Tujuan dari seleksi massa :
Meningkatkan genotip superior dalam populasi
· Efektivitasnya tergantung pada :
banyaknya gen dan hertabilitasnya
Seleksi massa kurang efektif untuk karakter :
Hasil ® banyak gen ® kurang tepat ® didasarkan individu – individu tanaman.
® Disebabkan :
- Ketidakmampuan mengidentifikasi genotipe superior berdasarkan penampilan fenotipik individu – individu tanaman
· Penyerbukan yang tidak terkendali
® Tanaman terpilih diserbuki oleh tanaman superior & inferior
· Seleksi yang ketat ® mengurangi ukuran populasi ® inbreeding depression.
Metode seleksi keturunan dan pemuliaan galur ® mengatasi kekurangan no. 1 dan 3.
Metode seleksi berulang ® dapat mengatasi kekurangan 1, 2 dan 3.
METODE SELEKSI TANAMAN MENYERBUK SILANG
Dasar–dasar yang dapat membedakan diantara metode :
a. Cara pemotongan populasi dasar
b. Ada tidaknya kontrol terhadap persilangan
c. Model perangen pada populasi bersangkutan
d. Tipe uji keturunan
e. Macam dari varietas komersiil yang akan dibentuk.
1. Seleksi Massa
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Tanpa kontrol persilangan atau sebagian
c. Peran gen aditif
d. Tanpa uji keturunan
e. Varietas berserbuk bebas
2. Seleksi Berulang Fenotopik
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Kontrol penuh atas persilangannya
c. Peran gen aditif
d. Tanpa uji keturunan
e. Varietas berserbuk terbuka
3. Seleksi Tongkol ke Baris
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Tanpa atau sebagian kontrol
c. Peran gen aditif
d. Uji keturunan berserbuk terbuka
e. Varietas berserbuk terbuka
4. Seleksi Berulang untuk Daya Gabung Umum
a. Berdasarkan keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh terhadap persilangan
c. Terutama aditif
d. Uji daya gabung umum
e. Varietas sintetik, dsb
5. Seleksi Berulang untuk Daya Gabung Khusus
a. Berdasarkan keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh terhadap persilangannya
c. Dominan dan aditif
d. Uji daya gabung khusus
e. Hibrida tunggal/ganda
6. Seleksi Berulang Timbal Balik
a. Keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh atas persilangan
c. Lewat dominan, dominan, aditif
d. Uji daya gabung umum, daya gabung khusus
e. Perbaikan hibrida (populasi hasil persilangan)
1. DASAR GENETIK
Pada dasarnya tanaman penyerbuk silang adalah heterozigot dan heterogenus. Satu individu dan individu lainnya genetis berbeda. Karena keragaman genetis yang umumnya cukup besar dibanding dengan tanaman penyerbuk sendiri dalam menentukan kriteria seleksi diutamakan pada sifat ekonomis yang terpenting dulu, tanpa dicampur aduk dengan sifat – sifat lain yang kurang urgensinya. Pengertian yang bertalian dengan keseimbangan Hardy-Weinberg pengertian mengenai silang dalam, macam – macam gen dan sebagainya sangat membantu memahami sifat – sifat tanaman penyerbuk silang dan metode – metode seleksinya.
Keseimbangan Hardy-Weinberg
Banyaknya genotipe suatu keturunan hasil perkawinan bisa diduga dan diperhitungkan, hanya ketepatan peramalan sangat tergantung pada beberapa faktor misalnya jumlah lokus serta allele yang dimiliki, genotipe orang tua serta banyaknya gamet yang dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Keturunan – keturunan tersebut semakin banyak, akan merupakan suatu populasi genetis yang semakin berkembang karena adanya persilangan antara individu – individunya. Dalam perkembangannya, mungkin suatu populasi akan menjadi lebih baik atau sebaliknya, sesuai dengan perubahan komposisi gen yang dimilikinya.
Dalam populasi kita hanya bisa mengerti genotipe dan menduga genotipenya. Dari sini bisa dihitung frekuensi gen dalam populasi tersebut.
Frekuensi gen A = P + ½ H = 0,25 + ½ (0,10) = 0,30 = p
Frekuensi gen a = a + ½ H = 0,65 + ½ (0,10) = 0,70 = q
Apabila dalam populasi terjadi kawin acak maka perbandingan genotipe pada generasi berikutnya yaitu :
AA = p2 = (0,3)2 = 0,09
Aa = 2pq = 2(0,7)(0,3) = 0,42
Aa = q2 = (0,7)2 = 0,49
Frekuensi gen A = 0,09 + ½ (0,42) = 0,30
Frekuensi gen a = 0,49 + ½ (0,42) = 0,70
Dari contoh di atas ternyata frekuensi genotipe berubah sedangkan frekuensi gennya tetap. Ini disebabkan populasi tersebut belum ada dalam keseimbangan (equilibrium), tetapi pada generasi selanjutnya frekuensi gen dan genotipenya akan selalu konstan.
Frekuensi gen pada generasi keturunan tidak tergantung dari frekuensi genotipe orang tuanya tetapi tergantung dari frekuensi gen orang tuanya.
Perubahan Frekuensi Gen
Pada uraian di atas populasi bisa mencapai equilibrium bila tak ada gaya – gaya yang dapat mengubah frekuensi gen. Faktor – faktor yang penting yang mengubah equilibrium adalah seleksi, mutasi dan migrasi.
Bagi pemulia tanaman faktor seleksi adalah penting. Seleksi ini dapat terjadi secara alamiah maupun buatan (dilakukan oleh manusia). Secara alam, misalnya, suatu individu mempunyai keturunan yang lebih sedikit dibandingkan rata–rata individu yang lain sehingga frekuensinya semakin berkurang atau keadaan lingkungan mempengaruhi individu–individu yang akan disidangkan atau dibuang. Kecepatan perubahan gen ini tergantung dari :
1. Intensitas seleksi (banyaknya individu yang diseleksi)
2. Frekuensi gen yang diseleksi
3. Sifat gen yang diseleksi, dominan atau resesif
Seleksi dengan intensitas tertentu akan lebih efektif bila sifat yang diseleksi banyak terdapat dalam populasi dan tidak efektif bila sifat tersebut jarang. Sering dikatakan bahwa kemajuan seleksi mula – mula tepat tetapi kemudian menurun pada generasi yang lebih lanjut. Ternyata hal ini tidak demikian. Apabila suatu sikap yang disukai jarang terdapat dalam populasi (frekuensi rendah), kemudian diseleksi dengan intensitas yang tetap dari generasi ke generasi maka generasi permulaan kemajuan seleksi amat lambat. Tetapi pada generasi yang lebih lanjut frekuensi gen yang diseleksi dalam populasi bertambah sehingga kemajuan seleksi dalam populasi bertambah sehingga kemajuan seleksi makin cepat sampai mencapai maksimum kemudian menurun lagi.
2. SILANG DALAM DAN HETEROSIS
Silang dalam adalah hasil persilangan antara individu yang ada hubungan keluarga atau pembuahan sendiri dan mengarah ke peningkatan homozigot.
Silang dalam memberikan akibat buruk dari individu – individu dalam suatu populasi. Efek silang dalam lebih dikenal dengan istilah depresi silang dalam.
Pada tanaman penyerbuk silang : seperti jagung maka akibat silang dalam (yakni dipresi = tekanan silang-dalam) sangat nyata sekali. Tanaman menjadi lebih rendah, ketegapan fekunditas yang menjadi turun serta bertambahnya sifat – sifat yang mengakibatkan kelemahan tanaman secara keseluruhan. Dengan demikian silang dalam sebaiknya dihindari, kecuali kalau prosesnya terkontrol dengan tujuan penciptaan hibrida, dengan memanfaatkan heterosis sebesar – besarnya.
Silang dalam yang paling tepat adalah dari proses silang diri. Setiap kali proses silang diri berjalan maka 50% dari heterozigot akan terhambur, sehingga pada generasi silang diri ke 7 dan ke 8, maka populasi tanaman praktis akan mewakili oleh individu – individu homosigous pada sesuatu lokal.
Besar kecilnya dipresi silang dalam pada berbagai tanaman tidak sama besarnya. Contoh, bawang mengalami silang dalam yang lebih ringan dibanding jagung. Pada tanaman penyerbuk sendiri dipresi silang dalam tidak ada artinya.
Heterosis atau ketegapan (vigor) hibrida biasanya diukur sebagai superioritas (keunggulan) hibrida di atas rata – rata tetuanya. Ini telah dilaporkan pada banyak tanaman, baik pada species penyerbuk sendiri maupun penyerbuk silang.
Ada 3 hipotesis genetik untuk heterosis.
1. Heterosis Dominan, heterosis disebabkan oleh pengaruh kumulatif allele dominan pada banyak loci yang mempengaruhi sifat.
2. Heterosis Overdominan, genotipe yang superior adalah menguntungkan pada kondisi heterozigot.
3. Heterosis Epistasi, terutama yang menyangkut pengaruh gen dominan, dapat juga menimbulkan heterosis.
3. METODE SELEKSI PADA TANAMAN MENYERBUK SILANG
Dibedakan atas dasar :
a. Cara Pemotongan Populasi Dasar
4. Fenotipe Individu Tanaman
5. Keturunan dari Tanaman
b. Kontrol Terhadap Persilangan
6. Tanpa Kontrol terhadap Persilangan
7. Sebagian Kontrol terhadap Persilangan
8. Kontrol Penuh terhadap Persilangan
c. Model Peran Gen dalam Populasi ® Menentukan Cara Pemotongan Populasi Dasar
9. Additif
10. Dominan
11. Epistasis
d. Tipe Uji Keturunan
12. Tanpa Uji Keturunan
13. Uji Daya Gabung Umum
14. Uji Daya Gabung Khusus
e. Macam Varietas Komersiil yang Akan Dibentuk
15. Varietas Menyerbuk Bebas/Terbuka
16. Varietas Sintetik dsb
17. Hibrida Tunggal/Ganda
18. Perbaikan Hibrida
Seleksi Berulang Fenotipis
Tujuan : Mencari individu–individu yang baik pada setiap siklus seleksi dan dengan perkawinan acak di dalam
individu–individu baik tersebut.
Persyaratan :
a. Cara pemotongan populasi dasar ® berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Terdapat kontrol penuh terhadap persilangan
c. Model peran gen dalam populasi ® aditif
d. Tipe uji keturunan ® tanpa uji keturunan
e. Varietas komersiil yang akan dibentuk ® varietas menyerbuk terbuka.
SELEKSI MASSA
Individu yang dipilih dipanen ® biji dicampur tanpa uji keturunan ® untuk generasi berikutnya.
· Seleksi hanya berdasarkan pada tetua betina ® tanpa ada kontrol persilangan ® suatu bentuk populasi kawin acak dengan seleksi
· Tujuan dari seleksi massa :
Meningkatkan genotip superior dalam populasi
· Efektivitasnya tergantung pada :
banyaknya gen dan hertabilitasnya
Seleksi massa kurang efektif untuk karakter :
Hasil ® banyak gen ® kurang tepat ® didasarkan individu – individu tanaman.
® Disebabkan :
- Ketidakmampuan mengidentifikasi genotipe superior berdasarkan penampilan fenotipik individu – individu tanaman
· Penyerbukan yang tidak terkendali
® Tanaman terpilih diserbuki oleh tanaman superior & inferior
· Seleksi yang ketat ® mengurangi ukuran populasi ® inbreeding depression.
Metode seleksi keturunan dan pemuliaan galur ® mengatasi kekurangan no. 1 dan 3.
Metode seleksi berulang ® dapat mengatasi kekurangan 1, 2 dan 3.
METODE SELEKSI TANAMAN MENYERBUK SILANG
Dasar–dasar yang dapat membedakan diantara metode :
a. Cara pemotongan populasi dasar
b. Ada tidaknya kontrol terhadap persilangan
c. Model perangen pada populasi bersangkutan
d. Tipe uji keturunan
e. Macam dari varietas komersiil yang akan dibentuk.
1. Seleksi Massa
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Tanpa kontrol persilangan atau sebagian
c. Peran gen aditif
d. Tanpa uji keturunan
e. Varietas berserbuk bebas
2. Seleksi Berulang Fenotopik
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Kontrol penuh atas persilangannya
c. Peran gen aditif
d. Tanpa uji keturunan
e. Varietas berserbuk terbuka
3. Seleksi Tongkol ke Baris
a. Berdasarkan fenotipe individu tanaman
b. Tanpa atau sebagian kontrol
c. Peran gen aditif
d. Uji keturunan berserbuk terbuka
e. Varietas berserbuk terbuka
4. Seleksi Berulang untuk Daya Gabung Umum
a. Berdasarkan keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh terhadap persilangan
c. Terutama aditif
d. Uji daya gabung umum
e. Varietas sintetik, dsb
5. Seleksi Berulang untuk Daya Gabung Khusus
a. Berdasarkan keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh terhadap persilangannya
c. Dominan dan aditif
d. Uji daya gabung khusus
e. Hibrida tunggal/ganda
6. Seleksi Berulang Timbal Balik
a. Keturunan dari tanaman
b. Kontrol penuh atas persilangan
c. Lewat dominan, dominan, aditif
d. Uji daya gabung umum, daya gabung khusus
e. Perbaikan hibrida (populasi hasil persilangan)
PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI (AUTOGAM)
PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
A. PENDAHULUAN
Sasaran yang hendak dicapai : sifat unggul pada homosigot.
Ciri khusus varietas tanaman menyerbuk sendiri yang dikembangkan melalui biji adalah susunan genetiknya homosigot, kecuali varietas hibrida. Untuk memperoleh tanaman homosigot dari hasil hibridisasi stau dari populasi heterogen , peranan seleksi amat penting artinya.
Hibridisasi : Penyerbukan antara tanaman homosigot
Crossing : Penyerbukan antara tanaman homosigot dengan heterosigot atau heterosigot dengan hetreosiigot
Selfing : penyerbukan pada tanaman berumah satu.
AUTOGAMI
Butuh pengujian dibanyak lingkungan
Pada tranaman homosigot (peka terhadap kondisi lingkungan dibanding heterosigot). Makin heterosigot makin bagus, selfing seringkali menyebabkan degenerasi.
DASAR GENETIK
Tanaman menyerbuk sendiri yang disilangkan heterosigot makin kurang keragaman genetiknya terjadi penyerbukan sendiri terus menerus, perubahan susunan genetika pada masing–masing pasangan. Alel mengarah ke homosigositas, sehingga susunan genetik dalam tanaman semua / sebagian besar homosigot.
METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
Pasangan gen homosigot akan tetap homosigot dengan adanya penyerbukan sendiri.
Pasangan gen – gen heterosigot akan terjadi segresi apabila diserbuki sendiri dan menghasilkan genotipe homosigot dan heterosigot dengan perbandingan yang sama.
Apabila terjadi penyerbukan sendiri secara terus menerus maka genotipe yang terbentuk adalah cenderung homosigot atau genotip homosigot makin lama makin besar proporsinya.
4 MACAM VARIETAS MENYERBUK SENDIRI :
1. Bersari bebas
Hasil seleksi massa, cirinya :
Tidak selalu diketahui induk jantan dan betinanya. Jika ingin meningkatkan hasil harus tahu peranan gen aditif sehingga perlu tahu salah satu tetuanya.
2. Komposit
Populasi dasar merupakan : campuran varietas unggul, hibrida dan galur (untuk galur boleh ada boleh tidak)
Setiap dicampur terjadi persilangan terbuka kemudian diseleksi melalui seleksi massa.
3. Hibrida
Masalah : persilangan dan saat mencari galur penghasil benihnya.
Benih yang dihasilkan sedikit, usaha – usaha persilangan galur dengan varietas.
4. Sintetis (Ideal Type)
Sama dengan campuran galur merupakan peluang dengan melakukan penyerbukan silang galur dicampur terjadi persilangan biji berubah seleksi massa varietas sintetis.
B. PROSEDUR PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
1. INTRODUKSI
2. SELEKSI
3. HIBRIDISASI yang dilanjutkan dengan seleksi
1. INTRODUKSI
Masalah yang dihadapi pada tanaman introduksi baik sebagai sumber keragaman maupun sebagai calon varietas baru adalah penanganan dalam mempertahankan sebagai koleksi dan evaluasinya.
Koleksi tanaman introduksi dibagi 3 kelompok :
a. tanaman yang telah dimuliakan.
b. Tanaman asli.
c. Tanaman liar.
Masing – masing kelompok mempunyai manfaat khusus pada program pemuliaan.
Tanaman introduksi dibutuhkan untuk memperbaiki sifat varietas unggul yang ada dengan melengkapi sifat yang dianggap kurang melalui hibridisasi / silang baik.
2. SELEKSI
a. seleksi galur murni
b. seleksi massa
SELEKSI GALUR MURNI
Untuk memperoleh individu homosigot.
Bahan seleksi adalah populasi yang mempunyai tanaman homosigot
Sehingga pekerjaan seleksi memilih individu yang homosigot tadi.
Pemilihan berdasar Fenotipe tanaman.
Kekurangan dari seleksi lini murni.
1. Seleksi lini murni dapat untuk mendapatkan varietas baru untuk tanaman SPC dan tidak CPC sebab :
Untuk tanaman CPC perlu banyak tenaga dalam pelaksanaan penyerbukan sendiri.
Menghasilkan lini – lini murni bersifat inbred yaitu bersifat lemah antara lain tanaman albino, kerdil, produksi rendah.
2. Tak ada kemungkinan memperbaharui sifat karakteristik yang baru secara genetis.
3. Varietas yang dihasilkan bersifat homosigot, oleh karena itu kurang beradaptasi diberbagai macam kondisi ( sifat adaptasinya tak begitu luas ).
GALUR MURNI
Populasi campuran sebagai bahan seleksi berupa :
a. Varietas lokal / land race : varietas yang telah beradaptasi baik pada suatu daerah dan merupakan campuran berbagai galur.
b. Populasi tanaman bersegregasi : keturunan dari persilangan yang melakukan penyerbukan sendiri beberapa generasi.
Keuntungan / kebaikan campuran berbagai galur :
1. > Adaptasi pada lingkungan beragam / perubahan lingkungan yang cukup besar sehingga produksi > baik.
2. Produksi > stabil bila lingkungan berubah / beragam.
3. Ketahanan > baik terutama penyakit.
Kekurangan campuran berbagai galur :
1. Kurang menarik, pertumbuhan tanaman tak seragam.
2. > sulit diidentifikasi benih dalam pembuatan sertifikasi benih.
3. Produksi > rendah dibanding produksi galur terbaik dari campuran tersebut.
Tidak seseragam varietas hasil seleksi galur murni.
Mempunyai ketahanan terhadap perubahan lingkungan / lingkungan ekstrim perubahan genotipe.
TUJUAN SELEKSI MASSA :
Memperbaiki populasi secara umum dengan memilih dan mencampur genotipe – genotipe superior.
Kelemahan :
1. Tanaman yang dipilih mungkin tidak homosigot dan akan segregrasi pada generasi berikutnya.
2. Hanya berguna untuk sifat – sifat dengan hertabilitas tinggi. Umumnya tidak efisien apabila “ ALELE “ yang akan dihilangkan frekuensinya rendah.
3. Lebih efektif untuk sifat – sifat yang terlihat sebelum pembuangan dari sifat – sifat yang terlihat setelah pembuangan.
Contoh tanaman kedelai, gandum, tembakau telah berhasil dengan menggunakan seleksi massa.
Kebaikan Seleksi Massa :
1. Sederhana, mudah pelaksanaannya dan cepat untuk memperbaiki mutu tanaman, oleh karena :
Tanpa ada pengujian untuk generasi berikutnya.
Tanpa ada pengawasan persilangan untuk produksi keturunan selanjutnya.
Lebih bersifat ART dari pada SCIENC
2. Merupakan cara untuk memperbaiki mutu varietas lokal dengan cepat untuk memenuhi kebutuhan petani dan merupakan langkah pertama dalam memperbaiki mutu tanaman.
“ SELEKSI MASSA SERING DIGUNAKAN UNTUK MEMURNIKAN SUATU VARIETAS CAMPURAN. ”
SELEKSI MASSA dapat dibedakan menjadi 2 :
1. Seleksi Massa Positip
2. Seleksi Massa Negatip
1. Seleksi Massa Positip
Dilakukan dengan jalan memilih tanaman yang baik fenotipenya dari suatu populasi tanaman yang ada. Biji tanaman terpilih untuk ditanam pada generasi / tahun berikutnya. Tanaman yang tidak terpilih biasanya dipanen untuk konsumsi.
2. Seleksi Massa Negatip
Dilakukan dengan menghilangkan semua tanaman yang tipenya menyimpang dari tujuan seleksi.
Misal : - tanaman sakit
- tanaman rebah
Apabila Seleksi Massa digunakan sebagai metode seleksi untuk tanaman penyerbuk sendiri maka mempunyai kelemahan antara lain :
1. Tidak meungkin dapat mengetahui apakah tanaman yang dikelompokkan homosigot / heterosigot untuk suatu karakter dominan tertentu, jadi seleksi fenotipe harus dilanjutkan untuk generasi berikut.
2. Lingkungan luar mempengaruhi penampilan tanaman sehingga sulit untuk mengetahui apakah tanaman yang superior menurut fenotipenya disebabkan faktor genetik atau lingkungan.
HIBRIDISASI DAN SELEKSI SETELAH HIBRIDISASI
Setelah dilakukan persilangan (hibridisasi) maka hibrid yang diperoleh yang diperkirakan memiliki sifat–sifat superior (unggul) dari tetua yang dipersilangkan diuji keturunannya sehingga diperoleh keturunan yang mantap.
Pengujian dapat dilakukan dengan cara PEDIGREE atau BULK.
1. Seleksi PEDIGREE
2. Seleksi BULK
3. Seleksi BACK CROSS
A. PENDAHULUAN
Sasaran yang hendak dicapai : sifat unggul pada homosigot.
Ciri khusus varietas tanaman menyerbuk sendiri yang dikembangkan melalui biji adalah susunan genetiknya homosigot, kecuali varietas hibrida. Untuk memperoleh tanaman homosigot dari hasil hibridisasi stau dari populasi heterogen , peranan seleksi amat penting artinya.
Hibridisasi : Penyerbukan antara tanaman homosigot
Crossing : Penyerbukan antara tanaman homosigot dengan heterosigot atau heterosigot dengan hetreosiigot
Selfing : penyerbukan pada tanaman berumah satu.
AUTOGAMI
Butuh pengujian dibanyak lingkungan
Pada tranaman homosigot (peka terhadap kondisi lingkungan dibanding heterosigot). Makin heterosigot makin bagus, selfing seringkali menyebabkan degenerasi.
DASAR GENETIK
Tanaman menyerbuk sendiri yang disilangkan heterosigot makin kurang keragaman genetiknya terjadi penyerbukan sendiri terus menerus, perubahan susunan genetika pada masing–masing pasangan. Alel mengarah ke homosigositas, sehingga susunan genetik dalam tanaman semua / sebagian besar homosigot.
METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
Pasangan gen homosigot akan tetap homosigot dengan adanya penyerbukan sendiri.
Pasangan gen – gen heterosigot akan terjadi segresi apabila diserbuki sendiri dan menghasilkan genotipe homosigot dan heterosigot dengan perbandingan yang sama.
Apabila terjadi penyerbukan sendiri secara terus menerus maka genotipe yang terbentuk adalah cenderung homosigot atau genotip homosigot makin lama makin besar proporsinya.
4 MACAM VARIETAS MENYERBUK SENDIRI :
1. Bersari bebas
Hasil seleksi massa, cirinya :
Tidak selalu diketahui induk jantan dan betinanya. Jika ingin meningkatkan hasil harus tahu peranan gen aditif sehingga perlu tahu salah satu tetuanya.
2. Komposit
Populasi dasar merupakan : campuran varietas unggul, hibrida dan galur (untuk galur boleh ada boleh tidak)
Setiap dicampur terjadi persilangan terbuka kemudian diseleksi melalui seleksi massa.
3. Hibrida
Masalah : persilangan dan saat mencari galur penghasil benihnya.
Benih yang dihasilkan sedikit, usaha – usaha persilangan galur dengan varietas.
4. Sintetis (Ideal Type)
Sama dengan campuran galur merupakan peluang dengan melakukan penyerbukan silang galur dicampur terjadi persilangan biji berubah seleksi massa varietas sintetis.
B. PROSEDUR PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SENDIRI
1. INTRODUKSI
2. SELEKSI
3. HIBRIDISASI yang dilanjutkan dengan seleksi
1. INTRODUKSI
Masalah yang dihadapi pada tanaman introduksi baik sebagai sumber keragaman maupun sebagai calon varietas baru adalah penanganan dalam mempertahankan sebagai koleksi dan evaluasinya.
Koleksi tanaman introduksi dibagi 3 kelompok :
a. tanaman yang telah dimuliakan.
b. Tanaman asli.
c. Tanaman liar.
Masing – masing kelompok mempunyai manfaat khusus pada program pemuliaan.
Tanaman introduksi dibutuhkan untuk memperbaiki sifat varietas unggul yang ada dengan melengkapi sifat yang dianggap kurang melalui hibridisasi / silang baik.
2. SELEKSI
a. seleksi galur murni
b. seleksi massa
SELEKSI GALUR MURNI
Untuk memperoleh individu homosigot.
Bahan seleksi adalah populasi yang mempunyai tanaman homosigot
Sehingga pekerjaan seleksi memilih individu yang homosigot tadi.
Pemilihan berdasar Fenotipe tanaman.
Kekurangan dari seleksi lini murni.
1. Seleksi lini murni dapat untuk mendapatkan varietas baru untuk tanaman SPC dan tidak CPC sebab :
Untuk tanaman CPC perlu banyak tenaga dalam pelaksanaan penyerbukan sendiri.
Menghasilkan lini – lini murni bersifat inbred yaitu bersifat lemah antara lain tanaman albino, kerdil, produksi rendah.
2. Tak ada kemungkinan memperbaharui sifat karakteristik yang baru secara genetis.
3. Varietas yang dihasilkan bersifat homosigot, oleh karena itu kurang beradaptasi diberbagai macam kondisi ( sifat adaptasinya tak begitu luas ).
GALUR MURNI
Populasi campuran sebagai bahan seleksi berupa :
a. Varietas lokal / land race : varietas yang telah beradaptasi baik pada suatu daerah dan merupakan campuran berbagai galur.
b. Populasi tanaman bersegregasi : keturunan dari persilangan yang melakukan penyerbukan sendiri beberapa generasi.
Keuntungan / kebaikan campuran berbagai galur :
1. > Adaptasi pada lingkungan beragam / perubahan lingkungan yang cukup besar sehingga produksi > baik.
2. Produksi > stabil bila lingkungan berubah / beragam.
3. Ketahanan > baik terutama penyakit.
Kekurangan campuran berbagai galur :
1. Kurang menarik, pertumbuhan tanaman tak seragam.
2. > sulit diidentifikasi benih dalam pembuatan sertifikasi benih.
3. Produksi > rendah dibanding produksi galur terbaik dari campuran tersebut.
Tidak seseragam varietas hasil seleksi galur murni.
Mempunyai ketahanan terhadap perubahan lingkungan / lingkungan ekstrim perubahan genotipe.
TUJUAN SELEKSI MASSA :
Memperbaiki populasi secara umum dengan memilih dan mencampur genotipe – genotipe superior.
Kelemahan :
1. Tanaman yang dipilih mungkin tidak homosigot dan akan segregrasi pada generasi berikutnya.
2. Hanya berguna untuk sifat – sifat dengan hertabilitas tinggi. Umumnya tidak efisien apabila “ ALELE “ yang akan dihilangkan frekuensinya rendah.
3. Lebih efektif untuk sifat – sifat yang terlihat sebelum pembuangan dari sifat – sifat yang terlihat setelah pembuangan.
Contoh tanaman kedelai, gandum, tembakau telah berhasil dengan menggunakan seleksi massa.
Kebaikan Seleksi Massa :
1. Sederhana, mudah pelaksanaannya dan cepat untuk memperbaiki mutu tanaman, oleh karena :
Tanpa ada pengujian untuk generasi berikutnya.
Tanpa ada pengawasan persilangan untuk produksi keturunan selanjutnya.
Lebih bersifat ART dari pada SCIENC
2. Merupakan cara untuk memperbaiki mutu varietas lokal dengan cepat untuk memenuhi kebutuhan petani dan merupakan langkah pertama dalam memperbaiki mutu tanaman.
“ SELEKSI MASSA SERING DIGUNAKAN UNTUK MEMURNIKAN SUATU VARIETAS CAMPURAN. ”
SELEKSI MASSA dapat dibedakan menjadi 2 :
1. Seleksi Massa Positip
2. Seleksi Massa Negatip
1. Seleksi Massa Positip
Dilakukan dengan jalan memilih tanaman yang baik fenotipenya dari suatu populasi tanaman yang ada. Biji tanaman terpilih untuk ditanam pada generasi / tahun berikutnya. Tanaman yang tidak terpilih biasanya dipanen untuk konsumsi.
2. Seleksi Massa Negatip
Dilakukan dengan menghilangkan semua tanaman yang tipenya menyimpang dari tujuan seleksi.
Misal : - tanaman sakit
- tanaman rebah
Apabila Seleksi Massa digunakan sebagai metode seleksi untuk tanaman penyerbuk sendiri maka mempunyai kelemahan antara lain :
1. Tidak meungkin dapat mengetahui apakah tanaman yang dikelompokkan homosigot / heterosigot untuk suatu karakter dominan tertentu, jadi seleksi fenotipe harus dilanjutkan untuk generasi berikut.
2. Lingkungan luar mempengaruhi penampilan tanaman sehingga sulit untuk mengetahui apakah tanaman yang superior menurut fenotipenya disebabkan faktor genetik atau lingkungan.
HIBRIDISASI DAN SELEKSI SETELAH HIBRIDISASI
Setelah dilakukan persilangan (hibridisasi) maka hibrid yang diperoleh yang diperkirakan memiliki sifat–sifat superior (unggul) dari tetua yang dipersilangkan diuji keturunannya sehingga diperoleh keturunan yang mantap.
Pengujian dapat dilakukan dengan cara PEDIGREE atau BULK.
1. Seleksi PEDIGREE
2. Seleksi BULK
3. Seleksi BACK CROSS
TEKNIK MIKROPROPAGASI
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kultur jaringan tanaman adalah suatu metode atau teknik mengisolasi bagian tanaman (protoplasma, sel, jaringan, dan organ) dan menumbuhkannya pada media buatan dalam kondisi aseptik di dalam ruang yang terkontrol sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman lengkap. Penggunaan teknik kultur jaringan pada awalnya hanya untuk membuktikan teori “totipotensi” (“total genetic potential”) yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann (1838) yang menyatakan bahwa sel tanaman sebagai unit terkecil dapat tumbuh dan berkembang apabila dipelihara dalam kondisi yang sesuai. Saat ini teknik kultur jaringan digunakan bukan hanya sebagai sarana untuk mempelajari aspek-aspek fisiologi dan biokimia tanaman saja, tetapi sudah berkembang menjadi metoda untuk berbagai tujuan seperti mikropropagasi (perbanyakan tanaman secara mikro).
Teknik kultur jaringan telah digunakan dalam membantu produksi tanaman dalam skala besar melalui mikropropagasi atau perbanyakan klonal dari berbagai jenis tanaman. Jaringan tanaman dalam jumlah yang sedikit dapat menghasilkan ratusan atau ribuan tanaman secara terus menerus. Teknik ini telah digunakan dalam skala industri di berbagai negara untuk memproduksi secara komersial berbagai jenis tanaman seperti tanaman hias (anggrek, bunga potong, dll.), tanaman buah-buahan (seperti pisang), tanaman industri dan kehutanan (kopi, jati, dll). Dengan menggunakan metoda kultur jaringan, jutaan tanaman dengan sifat genetis yang sama dapat diperoleh hanya dengan berasal dari satu mata tunas. Oleh karena itu metoda ini menjadi salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman secara vegetatif.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana tahapan-tahapan teknik mikropropagasi?
2. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui tunas aksilar?
3. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui tunas adventif?
4. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui embrio somatic?
1.3 Tujuan dan Manfaat
1.3.1 Tujuan
1. Dapat mengetahui tahapan-tahapan teknik mikropropagasi.
2. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui tunas aksilar.
3. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui tunas adventif.
4. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui embrio somatic.
1.3.2 Manfaat
1. Memberikan pengetahuan dan literatur kepada mahasiswa.
2. Memberikan bahan bacaan kepada para petani sebagai acuan untuk mengembangkan pengatahuan dan skill mengenai teknik mikropropagasi.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsip Mikropropagasi
Mikropropagasi atau perbanyakan mikro melalui teknik kultur jaringan atau kultur in vitro (kultur dalam tabung atau botol) merupakan bagian yang sangat penting dalam penyediaan bibit tanaman. Pada prinsipnya teknik perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan lebih ditujukan pada tanaman yang mempunyai kendala seperti:
1. Persentase daya berkecambah benihnya rendah
2. Tanaman hibrida unik
3. Selalu diperbanyak secara vegetatif
4. Secara konvensional sulit diperbanyak dan/atau laju perbanyakannya rendah
5. Biji tanaman tidak dapat ditumbuhkan secara alami (contoh; tanaman anggrek)
2.2 Keuntungan Teknik Mikropropagasi
Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dalam perbanyakan tanaman dengan penggunaan teknik kultur jaringan antara lain:
1. Bibit dapat dihasilkan dalam jumlah yang banyak dan seragam
2. Bibit yang dihasilkan bebas patogen seperti nematoda, cendawan, bakteri bahkan virus
3. Perbanyakan bibit dapat dilakukan setiap saat tanpa tergantung pada musim
4. Tidak memerlukan bahan tanaman yang banyak sehingga tidak merusak tanaman induknya
5. Dengan metoda tertentu menghasilkan bibit yang mempunyai stabilitas genetik yang sama dengan induknya
2.3 Tahapan Mikropropagasi
Beberapa tahapan harus dilalui dalam proses perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan dan hal ini tergantung pada jenis tanaman dan tujuan perbanyakan. Secara umum tahapan tersebut adalah:
1. Tahap 1: Seleksi tanaman induk
Sebelum perbanyakan perlu dilakukan seleksi tanaman induk dengan memperhatikan kualitas produksi dan kesehatan tanaman untuk mendapatkan bahan tanaman yang steril.
2. Tahap 2: Pemantapan kultur aseptik
Pada tahap ini bertujuan untuk mendapatkan bahan tanaman (eksplan) yang steril. Tahap ini merupakan tahap yang sulit karena harus mendapatkan bahan tanaman yang bebas dari patogen.
3. Tahap 3: Produksi propagula (multiplikasi)
Tahap ini bertujuan untuk mendapatkan jaringan atau organ yang dapat digandakan untuk menjadi bahan perbanyakan selanjutnya. Bahan perbanyakan tersebut dapat berupa tunas aksilar, tunas adventif atau embrio.
4. Tahap 4: Persiapan plantlet untuk aklimatisasi
Pada tahap ini biakan harus menjadi tanaman lengkap (plantlet) yang siap untuk diaklimatisasi.
5. Tahap 5: Aklimatisasi
Tahap ini merupakan tahap adaptasi dari plantlet yang berasal dari kondisi steril ke kondisi semi steril sebelum dipindahkan ke lapangan. Diperlukan kondisi khusus agar tanaman tidak mengalami “shock”, antara lain kelembaban dijaga agar tetap tinggi, suhu dan intensitas cahaya yang tidak terlalu tinggi.
BAB 3. PEMBAHASAN
Mikropropagasi merupakan perbanyakan dari galur tanaman yang terpilih melalui teknik kultur jaringan. Teknologi ini sudah banyak digunakan dalam industri perbanyakan tanaman hias dan tanaman lainnya di seluruh dunia. Teknik kultur in vitro untuk perbanyakan tanaman aseksual secara massal merupakan aplikasi kultur jaringan yang paling banyak gunakan. Metoda multiplikasi aseksual dalam teknik kultur jaringan dapat ditempuh dengan cara (i) multiplikasi tunas aksiler, (ii) produksi tunas adventif, dan (iii) embriogenesis somatik.
3.1 Mikropropagasi Melalui Tunas Aksilar
Salah satu aspek terpenting dalam kultur jaringan adalah kemampuan untuk beregenerasi dan memperbanyak tanaman (mikropropagasi). Teknik yang paling mudah dalam perbanyakan tanaman secara in vitro adalah menstimulasi perkembangan tunas aksiler. Tunas aksiler diberi perlakuan hormon pertumbuhan untuk memecahkan dormansi dan akan menghasilkan cabang-cabang tunas. Tunas-tunas tersebut kemudian dipisahkan dan diakarkan untuk menghasilkan tanaman lengkap. Alternatif lain tunas-tunas tersebut digunakan sebagai bahan tanaman untuk perbanyakan selanjutnya. Berbagai tanaman hias dan jenis tanaman berkayu banyak yang sudah diperbanyak secara komersial melalui proliferasi tunas aksiler. Proliferasi tunas aksiler menghasilkan peningkatan jumlah tunas yang berlipat per periode kulturnya. Dalam periode enam bulan dimungkinkan dapat dihasilkan satu juta bahan tanaman dari satu eksplan bahan tanaman asal (Phillips & Hubstenberger, 1996).
Sebagian besar jenis tanaman mempunyai kemampuan untuk beregenerasi melalui organogenesis atau embriogenesis somatik, tetapi sedikit jenis tanaman yang bisa keduanya. Beberapa spesies ada yang mudah beregenerasi melalui kultur kalus atau sel, sementara spesies lain hanya dapat beregenerasi melalui proses adventif. Pemilihan jenis tanaman dan tujuan dari suatu penelitian akan menentukan prosedur regenerasi dan perbanyakan tanaman. Apabila pendekatan proses regenerasi yang berbeda dari spesies tanaman yang sama akan menghasilkan laju perbanyakan yang berbeda. Proliferasi tunas aksiler dan kultur batang satu buku adalah teknik yang paling banyak digunakan dalam perbanyakan secara komersial dan menunjukkan variasi yang paling sedikit diantara hasil tanaman yang telah diperbanyak (Chu, 1992).
Sementara itu, organogenesis tunas adventif dan regenerasi tanaman dari kalus baik melalui organogenesis maupun embriogenesis somatik akan menghasilkan variasi yang lebih besar meskipun laju perbanyakannya lebih tinggi. Embriogenesis somatik secara langsung (tanpa melalui fase kalus) menunjukkan keseimbangan antara laju perbanyakan yang tinggi dengan sedikit penyimpangan tanaman yang dihasilkan.
3.2 Mikropropagasi melalui tunas adventif
Regenerasi tanaman melalui kultur jaringan dapat pula ditempuh melalui penanaman potongan jaringan yang tidak meristematis (jaringan adventif) atau dari kultur kalus dan sel. Tunas aksiler dibentuk oleh jaringan meristem, sebaliknya regenerasi adventif terjadi pada lokasi yang tidak biasa (bukan daerah yang meristematis) seperti bagian diantara buku, daun, kotiledon atau daerah pemanjangan akar. Regenerasi tanaman secara adventif sering tergantung pada jaringan eksplan yang sudah terorganisir, tetapi regenerasi dapat pula terjadi dari kultur kalus dan sel yang bukan merupakan jaringan eksplan yang terorganisir.
Pembentukan tunas atau akar adventif dapat diinduksi dari jaringan yang secara normal tidak untuk menghasilkan organ-organ tesebut. Proses pembentukan tunas adventif lebih umum digunakan dibandingkan dengan embriogenesis somatik dan potensi laju multiplikasi tanamannya lebih besar dibandingkan melalui tunas aksiler. Tunas atau akar adventif dapat dihasilkan secara langsung dari eksplan atau melalui tahap kalus terlebih dahulu (tidak langsung).
Pembentukan tunas adventif ditentukan oleh beberapa faktor yang saling mempengaruhi yaitu antara sumber eksplan, media dan kondisi kultur. Untuk mencapai proses organogenesis yang optimum masing-masing komponen tersebut mempunyai nilai kritis. Secara umum proses pembentukan plantlet melalui organogenesis memerlukan empat tahap yang harus dilalui yaitu: (i) induksi tunas; (ii) perkembangan dan multiplikasi tunas; (iii) perakaran dari tunas; dan (iv) “hardening” dari plantlet. Kebutuhan optimum dari setiap tahap tersebut harus ditentukan melalui rangkaian percobaan.
3.3 Mikropropagasi melalui embrio somatik
Regenerasi tanaman dapat melalui satu dari dua proses, organogenesis dan embriogenesis. Organogenesis adalah pembentukan organ secara individu seperti tunas dan akar. Embriogenesis somatik adalah pembentukan embrio dari sel-sel aseksual (sel-sel somatik). Pembentukan embrio somatik bisa secara langsung maupun tidak langsung. Embriogenesis somatik langsung adalah pembentukan embrio somatik atau jaringan embriogenik secara langsung dari eksplan tanpa melalui pembentukan fase kalus. Sedangkan embriogenesis somatik tidak langsung proses pembentukannya melalui fase kalus.
Pada embriogenesis somatik terjadi pembentukan struktur bipolar yang mengandung meristem tunas dan akar, dan mengalami perkembangan yang sama dengan embrio zigotik. Wortel merupakan salah satu contoh tanaman yang sering digunakan untuk mempelajari sistem embriogenesis secara in vitro (Gambar 5). Akan tetapi pada sebagian besar tanaman pembentukan embriogenesis somatik masih sulit.
Eksplan yang paling sering digunakan untuk mempelajari dan menginduksi embriogenesis secara langsung adalah embrio zigotik muda (“immature zygotic embryo”). Jaringan pada embrio zigotik muda secara alami merupakan jaringan yang embriogenik dan dibandingkan dengan eksplan lain lebih respon dalam menginduksi embrio somatik. Umur embrio setelah penyerbukan harus dievaluasi untuk menentukan tahap induksi yang paling optimal.
BAB 4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Mikropropagasi merupakan perbanyakan dari galur tanaman yang terpilih melalui teknik kultur jaringan. Teknik yang paling mudah dalam perbanyakan tanaman secara in vitro adalah menstimulasi perkembangan tunas aksiler. Regenerasi tanaman secara adventif sering tergantung pada jaringan eksplan yang sudah terorganisir, tetapi regenerasi dapat pula terjadi dari kultur kalus dan sel yang bukan merupakan jaringan eksplan yang terorganisir. Pada embriogenesis somatik terjadi pembentukan struktur bipolar yang mengandung meristem tunas dan akar, dan mengalami perkembangan yang sama dengan embrio zigotik.
4.2 Saran
Pada teknik mikropropagasi perlu adanya ketelitian pada setiap tahapannya. Perlunya pangembangan budidaya tanaman melalui teknik mikropropagasi, hal ini ditujukan untuk proses pemuliaan tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
Amris Makmur. 1988. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara. Jakarta.
Sukmajaya Deden. 2008. Pemuliaan Tanaman Secara Kultur Jaringan.
PPPPTK Pertanian. Cianjur.
Anonim. 2007. Kunci Sukses Memeperbanyak Tanaman. Agromedia Pustaka.
Jakarta.
Crowder, LV. 1990. Genetika Tumbuhan (Diterjemahkan oleh Lilik Kusdiarti).
Gadjah Mada University Press. Yoyakarta.
Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-dasar Pemuliaaan Tanaman. Kanisius.
Yogyakarta.
Daryanto dan Siti Satifah. 1990. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik
Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia. Jakarta.
PC Raharja dan Wahyu Wiryanta. 2003. Aneka Cara Memperbanyak
Tanaman. AgroMedia Pustaka. Jakarta.
Suryo. 1992. Genetika. Gadjah Mada University Press. Jakarta.
1.1 Latar Belakang
Kultur jaringan tanaman adalah suatu metode atau teknik mengisolasi bagian tanaman (protoplasma, sel, jaringan, dan organ) dan menumbuhkannya pada media buatan dalam kondisi aseptik di dalam ruang yang terkontrol sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman lengkap. Penggunaan teknik kultur jaringan pada awalnya hanya untuk membuktikan teori “totipotensi” (“total genetic potential”) yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann (1838) yang menyatakan bahwa sel tanaman sebagai unit terkecil dapat tumbuh dan berkembang apabila dipelihara dalam kondisi yang sesuai. Saat ini teknik kultur jaringan digunakan bukan hanya sebagai sarana untuk mempelajari aspek-aspek fisiologi dan biokimia tanaman saja, tetapi sudah berkembang menjadi metoda untuk berbagai tujuan seperti mikropropagasi (perbanyakan tanaman secara mikro).
Teknik kultur jaringan telah digunakan dalam membantu produksi tanaman dalam skala besar melalui mikropropagasi atau perbanyakan klonal dari berbagai jenis tanaman. Jaringan tanaman dalam jumlah yang sedikit dapat menghasilkan ratusan atau ribuan tanaman secara terus menerus. Teknik ini telah digunakan dalam skala industri di berbagai negara untuk memproduksi secara komersial berbagai jenis tanaman seperti tanaman hias (anggrek, bunga potong, dll.), tanaman buah-buahan (seperti pisang), tanaman industri dan kehutanan (kopi, jati, dll). Dengan menggunakan metoda kultur jaringan, jutaan tanaman dengan sifat genetis yang sama dapat diperoleh hanya dengan berasal dari satu mata tunas. Oleh karena itu metoda ini menjadi salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman secara vegetatif.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana tahapan-tahapan teknik mikropropagasi?
2. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui tunas aksilar?
3. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui tunas adventif?
4. Bagaimana teknik mikropropagasi melalui embrio somatic?
1.3 Tujuan dan Manfaat
1.3.1 Tujuan
1. Dapat mengetahui tahapan-tahapan teknik mikropropagasi.
2. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui tunas aksilar.
3. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui tunas adventif.
4. Dapat mengetahui teknik mikropropagasi melalui embrio somatic.
1.3.2 Manfaat
1. Memberikan pengetahuan dan literatur kepada mahasiswa.
2. Memberikan bahan bacaan kepada para petani sebagai acuan untuk mengembangkan pengatahuan dan skill mengenai teknik mikropropagasi.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsip Mikropropagasi
Mikropropagasi atau perbanyakan mikro melalui teknik kultur jaringan atau kultur in vitro (kultur dalam tabung atau botol) merupakan bagian yang sangat penting dalam penyediaan bibit tanaman. Pada prinsipnya teknik perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan lebih ditujukan pada tanaman yang mempunyai kendala seperti:
1. Persentase daya berkecambah benihnya rendah
2. Tanaman hibrida unik
3. Selalu diperbanyak secara vegetatif
4. Secara konvensional sulit diperbanyak dan/atau laju perbanyakannya rendah
5. Biji tanaman tidak dapat ditumbuhkan secara alami (contoh; tanaman anggrek)
2.2 Keuntungan Teknik Mikropropagasi
Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dalam perbanyakan tanaman dengan penggunaan teknik kultur jaringan antara lain:
1. Bibit dapat dihasilkan dalam jumlah yang banyak dan seragam
2. Bibit yang dihasilkan bebas patogen seperti nematoda, cendawan, bakteri bahkan virus
3. Perbanyakan bibit dapat dilakukan setiap saat tanpa tergantung pada musim
4. Tidak memerlukan bahan tanaman yang banyak sehingga tidak merusak tanaman induknya
5. Dengan metoda tertentu menghasilkan bibit yang mempunyai stabilitas genetik yang sama dengan induknya
2.3 Tahapan Mikropropagasi
Beberapa tahapan harus dilalui dalam proses perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan dan hal ini tergantung pada jenis tanaman dan tujuan perbanyakan. Secara umum tahapan tersebut adalah:
1. Tahap 1: Seleksi tanaman induk
Sebelum perbanyakan perlu dilakukan seleksi tanaman induk dengan memperhatikan kualitas produksi dan kesehatan tanaman untuk mendapatkan bahan tanaman yang steril.
2. Tahap 2: Pemantapan kultur aseptik
Pada tahap ini bertujuan untuk mendapatkan bahan tanaman (eksplan) yang steril. Tahap ini merupakan tahap yang sulit karena harus mendapatkan bahan tanaman yang bebas dari patogen.
3. Tahap 3: Produksi propagula (multiplikasi)
Tahap ini bertujuan untuk mendapatkan jaringan atau organ yang dapat digandakan untuk menjadi bahan perbanyakan selanjutnya. Bahan perbanyakan tersebut dapat berupa tunas aksilar, tunas adventif atau embrio.
4. Tahap 4: Persiapan plantlet untuk aklimatisasi
Pada tahap ini biakan harus menjadi tanaman lengkap (plantlet) yang siap untuk diaklimatisasi.
5. Tahap 5: Aklimatisasi
Tahap ini merupakan tahap adaptasi dari plantlet yang berasal dari kondisi steril ke kondisi semi steril sebelum dipindahkan ke lapangan. Diperlukan kondisi khusus agar tanaman tidak mengalami “shock”, antara lain kelembaban dijaga agar tetap tinggi, suhu dan intensitas cahaya yang tidak terlalu tinggi.
BAB 3. PEMBAHASAN
Mikropropagasi merupakan perbanyakan dari galur tanaman yang terpilih melalui teknik kultur jaringan. Teknologi ini sudah banyak digunakan dalam industri perbanyakan tanaman hias dan tanaman lainnya di seluruh dunia. Teknik kultur in vitro untuk perbanyakan tanaman aseksual secara massal merupakan aplikasi kultur jaringan yang paling banyak gunakan. Metoda multiplikasi aseksual dalam teknik kultur jaringan dapat ditempuh dengan cara (i) multiplikasi tunas aksiler, (ii) produksi tunas adventif, dan (iii) embriogenesis somatik.
3.1 Mikropropagasi Melalui Tunas Aksilar
Salah satu aspek terpenting dalam kultur jaringan adalah kemampuan untuk beregenerasi dan memperbanyak tanaman (mikropropagasi). Teknik yang paling mudah dalam perbanyakan tanaman secara in vitro adalah menstimulasi perkembangan tunas aksiler. Tunas aksiler diberi perlakuan hormon pertumbuhan untuk memecahkan dormansi dan akan menghasilkan cabang-cabang tunas. Tunas-tunas tersebut kemudian dipisahkan dan diakarkan untuk menghasilkan tanaman lengkap. Alternatif lain tunas-tunas tersebut digunakan sebagai bahan tanaman untuk perbanyakan selanjutnya. Berbagai tanaman hias dan jenis tanaman berkayu banyak yang sudah diperbanyak secara komersial melalui proliferasi tunas aksiler. Proliferasi tunas aksiler menghasilkan peningkatan jumlah tunas yang berlipat per periode kulturnya. Dalam periode enam bulan dimungkinkan dapat dihasilkan satu juta bahan tanaman dari satu eksplan bahan tanaman asal (Phillips & Hubstenberger, 1996).
Sebagian besar jenis tanaman mempunyai kemampuan untuk beregenerasi melalui organogenesis atau embriogenesis somatik, tetapi sedikit jenis tanaman yang bisa keduanya. Beberapa spesies ada yang mudah beregenerasi melalui kultur kalus atau sel, sementara spesies lain hanya dapat beregenerasi melalui proses adventif. Pemilihan jenis tanaman dan tujuan dari suatu penelitian akan menentukan prosedur regenerasi dan perbanyakan tanaman. Apabila pendekatan proses regenerasi yang berbeda dari spesies tanaman yang sama akan menghasilkan laju perbanyakan yang berbeda. Proliferasi tunas aksiler dan kultur batang satu buku adalah teknik yang paling banyak digunakan dalam perbanyakan secara komersial dan menunjukkan variasi yang paling sedikit diantara hasil tanaman yang telah diperbanyak (Chu, 1992).
Sementara itu, organogenesis tunas adventif dan regenerasi tanaman dari kalus baik melalui organogenesis maupun embriogenesis somatik akan menghasilkan variasi yang lebih besar meskipun laju perbanyakannya lebih tinggi. Embriogenesis somatik secara langsung (tanpa melalui fase kalus) menunjukkan keseimbangan antara laju perbanyakan yang tinggi dengan sedikit penyimpangan tanaman yang dihasilkan.
3.2 Mikropropagasi melalui tunas adventif
Regenerasi tanaman melalui kultur jaringan dapat pula ditempuh melalui penanaman potongan jaringan yang tidak meristematis (jaringan adventif) atau dari kultur kalus dan sel. Tunas aksiler dibentuk oleh jaringan meristem, sebaliknya regenerasi adventif terjadi pada lokasi yang tidak biasa (bukan daerah yang meristematis) seperti bagian diantara buku, daun, kotiledon atau daerah pemanjangan akar. Regenerasi tanaman secara adventif sering tergantung pada jaringan eksplan yang sudah terorganisir, tetapi regenerasi dapat pula terjadi dari kultur kalus dan sel yang bukan merupakan jaringan eksplan yang terorganisir.
Pembentukan tunas atau akar adventif dapat diinduksi dari jaringan yang secara normal tidak untuk menghasilkan organ-organ tesebut. Proses pembentukan tunas adventif lebih umum digunakan dibandingkan dengan embriogenesis somatik dan potensi laju multiplikasi tanamannya lebih besar dibandingkan melalui tunas aksiler. Tunas atau akar adventif dapat dihasilkan secara langsung dari eksplan atau melalui tahap kalus terlebih dahulu (tidak langsung).
Pembentukan tunas adventif ditentukan oleh beberapa faktor yang saling mempengaruhi yaitu antara sumber eksplan, media dan kondisi kultur. Untuk mencapai proses organogenesis yang optimum masing-masing komponen tersebut mempunyai nilai kritis. Secara umum proses pembentukan plantlet melalui organogenesis memerlukan empat tahap yang harus dilalui yaitu: (i) induksi tunas; (ii) perkembangan dan multiplikasi tunas; (iii) perakaran dari tunas; dan (iv) “hardening” dari plantlet. Kebutuhan optimum dari setiap tahap tersebut harus ditentukan melalui rangkaian percobaan.
3.3 Mikropropagasi melalui embrio somatik
Regenerasi tanaman dapat melalui satu dari dua proses, organogenesis dan embriogenesis. Organogenesis adalah pembentukan organ secara individu seperti tunas dan akar. Embriogenesis somatik adalah pembentukan embrio dari sel-sel aseksual (sel-sel somatik). Pembentukan embrio somatik bisa secara langsung maupun tidak langsung. Embriogenesis somatik langsung adalah pembentukan embrio somatik atau jaringan embriogenik secara langsung dari eksplan tanpa melalui pembentukan fase kalus. Sedangkan embriogenesis somatik tidak langsung proses pembentukannya melalui fase kalus.
Pada embriogenesis somatik terjadi pembentukan struktur bipolar yang mengandung meristem tunas dan akar, dan mengalami perkembangan yang sama dengan embrio zigotik. Wortel merupakan salah satu contoh tanaman yang sering digunakan untuk mempelajari sistem embriogenesis secara in vitro (Gambar 5). Akan tetapi pada sebagian besar tanaman pembentukan embriogenesis somatik masih sulit.
Eksplan yang paling sering digunakan untuk mempelajari dan menginduksi embriogenesis secara langsung adalah embrio zigotik muda (“immature zygotic embryo”). Jaringan pada embrio zigotik muda secara alami merupakan jaringan yang embriogenik dan dibandingkan dengan eksplan lain lebih respon dalam menginduksi embrio somatik. Umur embrio setelah penyerbukan harus dievaluasi untuk menentukan tahap induksi yang paling optimal.
BAB 4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Mikropropagasi merupakan perbanyakan dari galur tanaman yang terpilih melalui teknik kultur jaringan. Teknik yang paling mudah dalam perbanyakan tanaman secara in vitro adalah menstimulasi perkembangan tunas aksiler. Regenerasi tanaman secara adventif sering tergantung pada jaringan eksplan yang sudah terorganisir, tetapi regenerasi dapat pula terjadi dari kultur kalus dan sel yang bukan merupakan jaringan eksplan yang terorganisir. Pada embriogenesis somatik terjadi pembentukan struktur bipolar yang mengandung meristem tunas dan akar, dan mengalami perkembangan yang sama dengan embrio zigotik.
4.2 Saran
Pada teknik mikropropagasi perlu adanya ketelitian pada setiap tahapannya. Perlunya pangembangan budidaya tanaman melalui teknik mikropropagasi, hal ini ditujukan untuk proses pemuliaan tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
Amris Makmur. 1988. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara. Jakarta.
Sukmajaya Deden. 2008. Pemuliaan Tanaman Secara Kultur Jaringan.
PPPPTK Pertanian. Cianjur.
Anonim. 2007. Kunci Sukses Memeperbanyak Tanaman. Agromedia Pustaka.
Jakarta.
Crowder, LV. 1990. Genetika Tumbuhan (Diterjemahkan oleh Lilik Kusdiarti).
Gadjah Mada University Press. Yoyakarta.
Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-dasar Pemuliaaan Tanaman. Kanisius.
Yogyakarta.
Daryanto dan Siti Satifah. 1990. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik
Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia. Jakarta.
PC Raharja dan Wahyu Wiryanta. 2003. Aneka Cara Memperbanyak
Tanaman. AgroMedia Pustaka. Jakarta.
Suryo. 1992. Genetika. Gadjah Mada University Press. Jakarta.
PLASMA NUTFAH
BAB V. SUMBER DAYA GENETIK (PLASMA NUTFAH)
1. PEMBUDIDAYAAN TANAMAN
Fungsi utama dari pusat–pusat sumber daya genetika adalah termasuk dalam pemanfaatan :
1. Eksplorasi 2. Karantina 3. Konservasi 4. Dalam pemakaiannya 5. Dokumentasi dan 6. Komunikasi dan Pertukaran Bahan. Apabila kita lihat bahwa biji–biji tanaman dan bagian–bagian vegetatif tanaman kemungkinannya akan dikumpulkan, dievaluasi, dimanfaatkan, disimpan dan dibuang atau hilang perorangan atau oleh lembaga. Dengan melihat fungsi utama dari pusat–pusat sumber daya maka dapat diketahui bahwa bahan–bahan tersebut sangat berharga untuk menjelaskan bahan genetik yang tersedia.
Dalam mengembangkan program pemuliaan, pemulia tanaman harus dapat menggunakan sumber-sumber plasma nutfah yang beraneka ragam. Suplai stok pemuliaan yang kontinyu dapat dijamin dengan melakukan survai secara luas dari bahan genetik pada tujuan program, adanya persediaan atau mengetahui cara mendapatkan plasma nutfah merupakan bagian terbesar untuk menentukan keberhasilan dalam usaha untuk pelepasan suatu varietas unggul. Pemulia tanaman yang bekerja pada program yang sudah berkembang, biasanya memelihara stok biji bahan genetik dari hasil penelitiannya sendiri dan mendapatkan bahan dari pemulia tanaman yang lain, dari pusat–pusat sumber daya genetik dan dari berbagai badan – badan yang menyimpan stok–stok genetik. Akumulasi atau pengumpulan plasma nutfah secara luas merupakan salah satu langkah pertama dalam pengembangan program pemuliaan.
2. KOLEKSI PLASMA NUTFAH
Bank plasma nutfah stasiun–stasiun introduksi tanaman, memelihara bahan genetik dari tanaman dengan spektrum luas tetapi pada saat ini berbagai lembaga hanya memusatkan pada koleksi dan pelestarian plasma nutfah dari tanaman spesifik yang disediakan untuk pemulia–pemulia tanaman yang memerlukan.
a. Koleksi padi
Pada saat IRRI didirikan sekitar tahun 1960, lembaga tersebut mulai mengumpulkan koleksi varietas sebagai salah satu jalan yang sangat berguna untuk memberikan pelayanan kepada pemulia–pemulia tanaman padi yang membutuhkan untuk tujuan pemuliaan. Dilaporkan bahwa koleksi plasma nutfah padi di IRRI terdiri dari lebih 50.000 accession jenis Oryza sativa, 1.500 accession dari Oryza glaberrina (ras Afrika), 900 populasi dari type liar dan 650 tester–tester genetik dan mutan–mutan.
b. Koleksi jagung
Pertanaman jagung pada petani biasanya terdiri dari varietas hibrida dan varietas unggul adalah merupakan pengganti dari varietas lokal atau strain asli, hal tersebut menyebabkan banyak varietas lokal atau strain asli yang merupakan sumber utama dapat terciptanya varietas unggul tidak ada lagi pada perladangan petani. Tetapi ada bank–bank plasma nutfah dari tanaman jagung tersebut, yang merupakan koleksi dari ras–ras atau starin asli. Pelaksanaan koleksi – koleksi secara luas dari ras–ras asli telah dikerjakan di Meksiko, Amerika Tengah dan Selatan, beberapa pulau dari Karibia, di bagian timur dari Himalaya termasuk Bhutan, Assam, Sikkim dari India, Nepal dan China barat daya. Kebanyakan dari accession tersebut disimpan dalam 3 bank plasma nutfah yaitu :
1. CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center) di Meksiko
2. ICA (National Agriculture Research Institute) di Colombia
3. INIA (National Agriculture Research Institute) di Meksiko
Disamping 3 tempat tersebut masih ada tempat penyimpanan dari banyak accession atau duplikatnya dengan fasilitas penyimpanan yang permanen yaitu pada National Seed Storage Laboratory di Fort Collins, Colorado.
Di Indonesia diduga masih banyak ras–ras lokal, sehingga perlu segera adanya penanganan guna di evaluasi, dicandra, dibuat katalognya dan disimpan.
c. Koleksi Biji Legume
Perhatian terhadap biji – biji legume agak kurang daripada tanaman serealia. Bank – bank plasma nutfah untuk beberapa legume adalah sebagai berikut :
1. Kedele
- INTSOY (International Soybean Institute) di Urbana, Illinois.
- IITA (International Institute of Tropical Agriculture) di Ibadan, Nigeria.
- AVRDC (Asian Vegetable Research and Development Center), Shanghwa, Taiwan.
2. Kacang Tanah
- ICRISAT (International Crops Research Institute for The Semi Arid Tropics), Hyderabad, India.
- Plant Introduction Station, Beltville, Maryland.
3. Gudhe dan bermacam – macam tanaman berpolong
- ICRISAT (International Crops Research Institute for The Semi Arid Tropics), Hyderabad, India.
4. Ketela Pohon
- CIAT (International Center of Tropical Agriculture) di Cali, Colombia.
Sedangkan untuk pelestarian plasma nutfah sebetulnya ada 2 cara yaitu :
1. Cara Pelestarian IN SITU
Cara pelestarian ini berupa koleksi tanaman hidup dan sifatnya pasif. Maksudnya hanya menangani koleksi jangka panjang. Yang perlu dilakukan hanya pengawasan dan pengelolaan plasma nutfah yang belum diusahakan. Pelestarian IN SITU dapat dilaksanakan di dalam hutan, savanna, stepa atau biota lainnya, oleh karena itu cocok untuk jenis – jenis liar, sebab pelestarian jenis – jenis liar sering menimbulkan kesulitan sebab :
- Faktor adaptasi terhadap daerah dan daur hidup
- Faktor hama dan penyakit di daerah baru
- Ukuran perawakan tumbuh dan daur hidupnya.
Contoh : Bentuk pelestarian secara IN SITU adalah cagar alam atau daerah terlindung.
2. Cara Pelestarian EX SITU
Cara pelestarian ini sifatnya aktif, maksudnya ialah aktif dalam kegiatan memperbanyak, evaluasi, pelayanan material untuk pemulia, peneliti dan pemakai yang lain, apabila perlu juga melayani pembaharuan koleksi. Ada beberapa bentuk pelestarian EX SITU yaitu :
a. Bentuk tumbuhan hidup contohnya : kebun raya, kebun buah–buahan, arboreta, kebun tanaman introduksi, kebun pemuliaan dan kebun–kebun yang lain.
b. Pelestarian dalam bentuk penyimpanan biji
Contoh dari pelestarian ini sudah disebut di atas antara lain di IRRI koleksi padi, CIMMYT untuk biji jagung dan sebagainya.
c. Pelestarian dalam bentuk penyimpanan tepung sari
d. Penyimpanan dalam bentuk Meristem.
Cara pelestarian b, c dan d adalah dengan perlakuan tertentu antara lain dengan penurunan suhu penyimpanan, memperkecil tekanan O2, memperkecil kadar air dan juga perlu sterilisasi.
3. BANK PLASMA NUTFAH
Pelestarian sifat–sifat unggul budidaya merupakan salah satu tujuan para pemulia tanaman. Di samping itu pelestarian variabilitas tanaman perlu dilakukan. Mungkin dengan tidak kita sadari telah banyak varietas tanaman yang semula tumbuh subur di sekitar kita semakin jarang kita temui dewasa ini. Sebagai contoh kini sangat langka kita temukan buah mundu, buah bala dijual di pasaran. Padahal kedua jenis buah ini cukup sedap cita rasanya. Oleh karena itu dewasa ini para ahli botani, seleksionis dan para ilmuan lain sudah menyadari akan pentingnya memelihara kelestarian sumber genetis yang berguna untuk maksud–maksud tertentu. Maka diadakan tempat tertentu yang bertugas memelihara, mengembangkan serta menjamin kelestarian hidup jenis–jenis tanaman tertentu. Tempat–tempat tersebut terkenal Germ Plasm Bank atau Bank Plasma Nutfah. Masing–masing bank memelihara koleksi tanaman tertentu. Ada beberapa bank Plasma Nutfah yang perlu diketahui, yaitu :
1. IRRI : International Rice Institute berlokasi di Los Banos, Philipina dengan koleksi tanaman padi
2. AVRDC : Asian Vegetable Research Development Center
Lokasi : Taiwan
Koleksi : kacang hijau, kedele, kacang tanah, kara
3. ICRISAT : International Crop Research Institute for Semi Arid Tropic
Lokasi : Haiderabad, India
Koleksi : Kacang - kacang
4. ITTA : International Institute of Tropical Agriculture
Lokasi : Ibadan, Nigeria
5. CYMMIT : International Maize and Wheat Improvement Center
Lokasi : Meksiko
Koleksi : jagung, sorghum, wheat
6. USDA : Departemen Pertanian USA
Koleksi : barley dan wheat
7. CIP : International Potato Center
Lokasi : Lima, Peru
Koleksi : tanaman kentang
8. CIAT : Centro International de Agriculture Tropical
Lokasi : Kolombia
Koleksi : tanaman hortikultura.
4. PUSAT – PUSAT GENE
Sudah kita ketahui bahwa di dalam menambah variabilitas tanaman secara introduksi kita harus teliti dan hati–hati. Pengetahuan tentang dimana forma–forma tanaman yang dibudidayakan orang paling banyak didapat sangatlah diperlukan. Dalam hal ini NIKOLAI IVANOVICH VAVILOV, seorang ahli botani Rusia berpendapat bahwa ada hubungan antara letak geografis, iklim dengan forma–forma tanaman yang mempunyai genotipe tertentu.
Dari hasil penelitian pengamatan serta ekspedisinya keliling dunia VAVILOV berkesimpulan bahwa ada aturan dan ketentuan tentang penyebaran geografis dari tanaman. Maka lahirlah teori VAVILOV tentang pusat–pusat gene atau pusat asal tanaman atau center of origin. Ia mengatakan bahwa yang disebut dengan pusat gene ialah daerah dimana suatu species tanaman terdapat dalam kelompok–kelompok yang besar yang terdapat persamaan di dalam penimbunan gen–gennya. Selanjutnya VAVILOV berpendapat bahwa pusat gen terdapat sifat–sifat yang dominan yang selalu terlihat sedang semakin jauh dari pusat tersebut sifat dominan makin berkurang dan semakin nampak sifat resesif. Di pusat gene keanekaragaman tanaman juga sangat tinggi. Dari satu jenis tanaman didapati banyak jenis yang serupa, hanya karenanya VAVILOV beranggapan bahwa center of origin ya center of diversity. Tetapi pendapat ini bertolak belakang dengan pendapat murid VAVILOV sendiri HARLAND dan ANDERSON yang mengatakan bahwa center of origin memang merupakan center of diversity, tetapi center of diversity belum tentu merupakan center of origin.
Pendapat HARLAND dan ANDERSON ini muncul setelah mereka melakukan ekspedisi ke daerah Turki, dimana mereka menemukan tempat–tempat yang penuh variabilitas tanaman (diversitasnya tinggi) tetapi ternyata tempat itu bukanlah tempat asal tanaman tersebut. Selanjutnya mereka menemukan tempat–tempat yang dinamai microcenter–microcenter di daerah pusat–pusat gen. Microcenter yaitu daerah–daerah sempit di dalam wilayah pusat gen dimana tanaman yang berkembang di tempat ini ternyata mempunyai perkembangan ekologi yang lebih lanjut daripada tanaman–tanaman di sekitarnya.
HARLAND dan ANDERSON berpendapat bahwa di center of origin terdapat variabilitas tanaman yang begitu tinggi disebabkan oleh adanya populasi hybrid sebagai hasil persilangan species–species yang ada di situ.
Menurut VAVILOV di dunia ada delapan pusat gen. Masing–masing pusat gen dipisahkan oleh gunung–gunung yang tinggi, lautan yang luas, benua dan padang pasir. Jadi secara praktis masing–masing pusat gen merupakan pusat perkembangan tanaman yang tidak saling mempengaruhi. Kedelapan pusat gen tersebut adalah :
1. Pusat gen Tiongkok Tengah dan Barat
Daerah ini merupakan pusat gen yang terluas dan merupakan tempat asal tanaman
- Panicum Itclicum
- Panicum frumentaceum
- Sorghum
- Jagung
- Kedele
- Kara
- Tebu
- Ketela rambat
- Sawi
- Rami
- Camphor
- Opium
- Ginseng
- Kayu manis
- Wijen
- Barambang
- Kobis
- Terong
- Timun
- Labu
- Waluh
- Sla
- Asparagus
Buah – buahan seperti : buah pear, apricot, apel, jeruk peakh
2. Pusat gen Asia Tenggara
Pusat gen kedua disebut pusat gen Hindustan yang meliputi daerah : kepulauan Malaysia, Jawa, Sumatra, Philipina, Burma, Muangthai dan Indonesia. Daerah ini merupakan tempat asal tanaman – tanaman :
- Kacang Hijau
- Kacang panjang
- Terong
- Tebu
- Kapas
- Serat Nanas
- Merica
- Gom Arab
- Indigo
- Pace
- Mangga
- Berbagai Macam Jeruk
- Padi
- Kelapa
- Wijen
- Anggrek
- Lobak
- Pisang
VAVILOV berkomentar untuk pusat gen yang kedua ini bahwa daerah India merupakan tempat lahir tanaman padi, tebu, berbagai tanaman legume dan buah–buahan dari daerah tropika.
3. Pusat gen Asia Tengah
Pusat yang ketiga ini meliputi daerah India barat laut yang disebut Punjab, Kashmir, Afganistan, Republik Soviet, Tajikistan dan Usbekistan. Tian Shian bagian barat. Daerah ini tempat asal tanaman gandum, kapri, buncis, kacang hijau, wortel, mentimun, sawi, lobak, brambang, bawang, bayam, buah – buahan optical, pear, anggur.
VAVILOV mengatakan bahwa pusat gen ketiga ini kurang dibandingkan dengan pusat gen pertama dan kedua dipandang dari segi asal tanaman yang dibudidayakan orang.
4. Pusat gen Timur dekat
Pusat gen keempat ini disebut pusat gen Asia Minor. Daerahnya meliputi daerah Trancaucasia, Iran dan dataran tinggi Turkinennistan. Di daerah ini paling sedikit ada sembilan species Triticum (gandum) yang tumbuh menyebar di pusat gen ini. Tanaman makanan ternak alfalfa, wijen, delima, anggur, buah pear dan beberapa jenis keluarga kobis seperti daun sla, rape, mustard, calc, tursitip, brambang, bawang tumbuh di daerah ini pula.
5. Pusat gen Mediterania
VAVILOV menyatakan bahwa pusat gen kelima ini merupakan pusat asal tanaman makanan ternak yang utama. Daerah ini juga sepadan kekayaannya akan tanaman sayur – sayuran dengan pusat gen yang pertama. Banyak tanaman budidaya di negeri daerah Mediterania seperti tanaman barley, buncis, kacang – kacangan ternyata merupakan pusat asal tanaman : lavender, mentol, papermint, rasemery, asparagus, brambang, buncis dan anggur.
6. Pusat gen Abyssinin
Daerah pusat gen keenam Abyssinin meliputi daerah Ethiopia dan Eritrea. Daerah ini merupakan pusat asal tanaman gandum (wheat) yang utama, juga bermacam – macam jenis barley. Disamping itu tanaman – tanaman lain yang berasal dari daerah ini ialah : kapri, wijen, safflower, jarak, kopi Arabica, brambang dan bawang.
7. Pusat gen Meksiko Selatan dan Amerika Tengah
Daerah ini merupakan asal tanaman jagung. Selain itu tanaman penting lain yang berasal dari daerah ini ialah: kacang–kacangan, lombok, kapas, buncis, semangka, waluh, jipang, merica, sisal, agare, coklat, pepaya, avokadu. Diperkirakan di pusat gen inilah mula pertama tanaman coklat dibudidayakan. VAVILOV mengatakan disinilah rumah tanaman kacang–kacangan, ketela rambat dan lombok.
8. Pusat gen Amerika Selatan
Pusat gen kedelapan meliputi Peru, Bolivia, Equador dan Columbia, merupakan tempat asal tanaman – tanaman yang berumbi termasuk beberapa jenis kentang. VAVILOV membagi gen ke delapan ini menjadi dua:
- Ialah pusat gen Chili dengan tanaman kentangnya
- Ialah pusat gen Brazilia-Paraguay dengan tanaman ubi kayu, kacang tanah, cacao, karet, nanas, tembakau dan kina. Peru adalah tempat asal tanaman tomat, jagung dan phaseolus lunatus.
Dalam penelitian sifat–sifat tanaman atau species tanaman VAVILOV diilhami oleh pendapat DARWIN yang meneliti sifat–sifat hewan, dibawah pengaruh proses domestikasi. DARWIN menyatakan : sifat–sifat yang sejenis atau serupa kadang–kadang muncul di beberapa varietas atau ras yang berasal dari species yang sama dan lebih jarang pada keturunan tanaman yang speciesnya sangat berbeda.
Oleh VAVILOV pernyataan DARWIN tersebut diatas ternyata dinyatakan berlaku pula di dunia flora sehingga munculah hokum : “Law of Homologous Aeries in Variation” yang kurang lebih berbunyi : bila suatu sifat kedapatan bervariasi pada suatu species maka akan muncul pula suatu kecenderungan adanya variasi sifat pula pada species – species yang masih sekeluarga dan bila suatu sifat berupa sifat konstant yang dimiliki suatu species, akan cenderung bersifat konstant pula pada species – species yang masih sekeluarga.
1. PEMBUDIDAYAAN TANAMAN
Fungsi utama dari pusat–pusat sumber daya genetika adalah termasuk dalam pemanfaatan :
1. Eksplorasi 2. Karantina 3. Konservasi 4. Dalam pemakaiannya 5. Dokumentasi dan 6. Komunikasi dan Pertukaran Bahan. Apabila kita lihat bahwa biji–biji tanaman dan bagian–bagian vegetatif tanaman kemungkinannya akan dikumpulkan, dievaluasi, dimanfaatkan, disimpan dan dibuang atau hilang perorangan atau oleh lembaga. Dengan melihat fungsi utama dari pusat–pusat sumber daya maka dapat diketahui bahwa bahan–bahan tersebut sangat berharga untuk menjelaskan bahan genetik yang tersedia.
Dalam mengembangkan program pemuliaan, pemulia tanaman harus dapat menggunakan sumber-sumber plasma nutfah yang beraneka ragam. Suplai stok pemuliaan yang kontinyu dapat dijamin dengan melakukan survai secara luas dari bahan genetik pada tujuan program, adanya persediaan atau mengetahui cara mendapatkan plasma nutfah merupakan bagian terbesar untuk menentukan keberhasilan dalam usaha untuk pelepasan suatu varietas unggul. Pemulia tanaman yang bekerja pada program yang sudah berkembang, biasanya memelihara stok biji bahan genetik dari hasil penelitiannya sendiri dan mendapatkan bahan dari pemulia tanaman yang lain, dari pusat–pusat sumber daya genetik dan dari berbagai badan – badan yang menyimpan stok–stok genetik. Akumulasi atau pengumpulan plasma nutfah secara luas merupakan salah satu langkah pertama dalam pengembangan program pemuliaan.
2. KOLEKSI PLASMA NUTFAH
Bank plasma nutfah stasiun–stasiun introduksi tanaman, memelihara bahan genetik dari tanaman dengan spektrum luas tetapi pada saat ini berbagai lembaga hanya memusatkan pada koleksi dan pelestarian plasma nutfah dari tanaman spesifik yang disediakan untuk pemulia–pemulia tanaman yang memerlukan.
a. Koleksi padi
Pada saat IRRI didirikan sekitar tahun 1960, lembaga tersebut mulai mengumpulkan koleksi varietas sebagai salah satu jalan yang sangat berguna untuk memberikan pelayanan kepada pemulia–pemulia tanaman padi yang membutuhkan untuk tujuan pemuliaan. Dilaporkan bahwa koleksi plasma nutfah padi di IRRI terdiri dari lebih 50.000 accession jenis Oryza sativa, 1.500 accession dari Oryza glaberrina (ras Afrika), 900 populasi dari type liar dan 650 tester–tester genetik dan mutan–mutan.
b. Koleksi jagung
Pertanaman jagung pada petani biasanya terdiri dari varietas hibrida dan varietas unggul adalah merupakan pengganti dari varietas lokal atau strain asli, hal tersebut menyebabkan banyak varietas lokal atau strain asli yang merupakan sumber utama dapat terciptanya varietas unggul tidak ada lagi pada perladangan petani. Tetapi ada bank–bank plasma nutfah dari tanaman jagung tersebut, yang merupakan koleksi dari ras–ras atau starin asli. Pelaksanaan koleksi – koleksi secara luas dari ras–ras asli telah dikerjakan di Meksiko, Amerika Tengah dan Selatan, beberapa pulau dari Karibia, di bagian timur dari Himalaya termasuk Bhutan, Assam, Sikkim dari India, Nepal dan China barat daya. Kebanyakan dari accession tersebut disimpan dalam 3 bank plasma nutfah yaitu :
1. CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center) di Meksiko
2. ICA (National Agriculture Research Institute) di Colombia
3. INIA (National Agriculture Research Institute) di Meksiko
Disamping 3 tempat tersebut masih ada tempat penyimpanan dari banyak accession atau duplikatnya dengan fasilitas penyimpanan yang permanen yaitu pada National Seed Storage Laboratory di Fort Collins, Colorado.
Di Indonesia diduga masih banyak ras–ras lokal, sehingga perlu segera adanya penanganan guna di evaluasi, dicandra, dibuat katalognya dan disimpan.
c. Koleksi Biji Legume
Perhatian terhadap biji – biji legume agak kurang daripada tanaman serealia. Bank – bank plasma nutfah untuk beberapa legume adalah sebagai berikut :
1. Kedele
- INTSOY (International Soybean Institute) di Urbana, Illinois.
- IITA (International Institute of Tropical Agriculture) di Ibadan, Nigeria.
- AVRDC (Asian Vegetable Research and Development Center), Shanghwa, Taiwan.
2. Kacang Tanah
- ICRISAT (International Crops Research Institute for The Semi Arid Tropics), Hyderabad, India.
- Plant Introduction Station, Beltville, Maryland.
3. Gudhe dan bermacam – macam tanaman berpolong
- ICRISAT (International Crops Research Institute for The Semi Arid Tropics), Hyderabad, India.
4. Ketela Pohon
- CIAT (International Center of Tropical Agriculture) di Cali, Colombia.
Sedangkan untuk pelestarian plasma nutfah sebetulnya ada 2 cara yaitu :
1. Cara Pelestarian IN SITU
Cara pelestarian ini berupa koleksi tanaman hidup dan sifatnya pasif. Maksudnya hanya menangani koleksi jangka panjang. Yang perlu dilakukan hanya pengawasan dan pengelolaan plasma nutfah yang belum diusahakan. Pelestarian IN SITU dapat dilaksanakan di dalam hutan, savanna, stepa atau biota lainnya, oleh karena itu cocok untuk jenis – jenis liar, sebab pelestarian jenis – jenis liar sering menimbulkan kesulitan sebab :
- Faktor adaptasi terhadap daerah dan daur hidup
- Faktor hama dan penyakit di daerah baru
- Ukuran perawakan tumbuh dan daur hidupnya.
Contoh : Bentuk pelestarian secara IN SITU adalah cagar alam atau daerah terlindung.
2. Cara Pelestarian EX SITU
Cara pelestarian ini sifatnya aktif, maksudnya ialah aktif dalam kegiatan memperbanyak, evaluasi, pelayanan material untuk pemulia, peneliti dan pemakai yang lain, apabila perlu juga melayani pembaharuan koleksi. Ada beberapa bentuk pelestarian EX SITU yaitu :
a. Bentuk tumbuhan hidup contohnya : kebun raya, kebun buah–buahan, arboreta, kebun tanaman introduksi, kebun pemuliaan dan kebun–kebun yang lain.
b. Pelestarian dalam bentuk penyimpanan biji
Contoh dari pelestarian ini sudah disebut di atas antara lain di IRRI koleksi padi, CIMMYT untuk biji jagung dan sebagainya.
c. Pelestarian dalam bentuk penyimpanan tepung sari
d. Penyimpanan dalam bentuk Meristem.
Cara pelestarian b, c dan d adalah dengan perlakuan tertentu antara lain dengan penurunan suhu penyimpanan, memperkecil tekanan O2, memperkecil kadar air dan juga perlu sterilisasi.
3. BANK PLASMA NUTFAH
Pelestarian sifat–sifat unggul budidaya merupakan salah satu tujuan para pemulia tanaman. Di samping itu pelestarian variabilitas tanaman perlu dilakukan. Mungkin dengan tidak kita sadari telah banyak varietas tanaman yang semula tumbuh subur di sekitar kita semakin jarang kita temui dewasa ini. Sebagai contoh kini sangat langka kita temukan buah mundu, buah bala dijual di pasaran. Padahal kedua jenis buah ini cukup sedap cita rasanya. Oleh karena itu dewasa ini para ahli botani, seleksionis dan para ilmuan lain sudah menyadari akan pentingnya memelihara kelestarian sumber genetis yang berguna untuk maksud–maksud tertentu. Maka diadakan tempat tertentu yang bertugas memelihara, mengembangkan serta menjamin kelestarian hidup jenis–jenis tanaman tertentu. Tempat–tempat tersebut terkenal Germ Plasm Bank atau Bank Plasma Nutfah. Masing–masing bank memelihara koleksi tanaman tertentu. Ada beberapa bank Plasma Nutfah yang perlu diketahui, yaitu :
1. IRRI : International Rice Institute berlokasi di Los Banos, Philipina dengan koleksi tanaman padi
2. AVRDC : Asian Vegetable Research Development Center
Lokasi : Taiwan
Koleksi : kacang hijau, kedele, kacang tanah, kara
3. ICRISAT : International Crop Research Institute for Semi Arid Tropic
Lokasi : Haiderabad, India
Koleksi : Kacang - kacang
4. ITTA : International Institute of Tropical Agriculture
Lokasi : Ibadan, Nigeria
5. CYMMIT : International Maize and Wheat Improvement Center
Lokasi : Meksiko
Koleksi : jagung, sorghum, wheat
6. USDA : Departemen Pertanian USA
Koleksi : barley dan wheat
7. CIP : International Potato Center
Lokasi : Lima, Peru
Koleksi : tanaman kentang
8. CIAT : Centro International de Agriculture Tropical
Lokasi : Kolombia
Koleksi : tanaman hortikultura.
4. PUSAT – PUSAT GENE
Sudah kita ketahui bahwa di dalam menambah variabilitas tanaman secara introduksi kita harus teliti dan hati–hati. Pengetahuan tentang dimana forma–forma tanaman yang dibudidayakan orang paling banyak didapat sangatlah diperlukan. Dalam hal ini NIKOLAI IVANOVICH VAVILOV, seorang ahli botani Rusia berpendapat bahwa ada hubungan antara letak geografis, iklim dengan forma–forma tanaman yang mempunyai genotipe tertentu.
Dari hasil penelitian pengamatan serta ekspedisinya keliling dunia VAVILOV berkesimpulan bahwa ada aturan dan ketentuan tentang penyebaran geografis dari tanaman. Maka lahirlah teori VAVILOV tentang pusat–pusat gene atau pusat asal tanaman atau center of origin. Ia mengatakan bahwa yang disebut dengan pusat gene ialah daerah dimana suatu species tanaman terdapat dalam kelompok–kelompok yang besar yang terdapat persamaan di dalam penimbunan gen–gennya. Selanjutnya VAVILOV berpendapat bahwa pusat gen terdapat sifat–sifat yang dominan yang selalu terlihat sedang semakin jauh dari pusat tersebut sifat dominan makin berkurang dan semakin nampak sifat resesif. Di pusat gene keanekaragaman tanaman juga sangat tinggi. Dari satu jenis tanaman didapati banyak jenis yang serupa, hanya karenanya VAVILOV beranggapan bahwa center of origin ya center of diversity. Tetapi pendapat ini bertolak belakang dengan pendapat murid VAVILOV sendiri HARLAND dan ANDERSON yang mengatakan bahwa center of origin memang merupakan center of diversity, tetapi center of diversity belum tentu merupakan center of origin.
Pendapat HARLAND dan ANDERSON ini muncul setelah mereka melakukan ekspedisi ke daerah Turki, dimana mereka menemukan tempat–tempat yang penuh variabilitas tanaman (diversitasnya tinggi) tetapi ternyata tempat itu bukanlah tempat asal tanaman tersebut. Selanjutnya mereka menemukan tempat–tempat yang dinamai microcenter–microcenter di daerah pusat–pusat gen. Microcenter yaitu daerah–daerah sempit di dalam wilayah pusat gen dimana tanaman yang berkembang di tempat ini ternyata mempunyai perkembangan ekologi yang lebih lanjut daripada tanaman–tanaman di sekitarnya.
HARLAND dan ANDERSON berpendapat bahwa di center of origin terdapat variabilitas tanaman yang begitu tinggi disebabkan oleh adanya populasi hybrid sebagai hasil persilangan species–species yang ada di situ.
Menurut VAVILOV di dunia ada delapan pusat gen. Masing–masing pusat gen dipisahkan oleh gunung–gunung yang tinggi, lautan yang luas, benua dan padang pasir. Jadi secara praktis masing–masing pusat gen merupakan pusat perkembangan tanaman yang tidak saling mempengaruhi. Kedelapan pusat gen tersebut adalah :
1. Pusat gen Tiongkok Tengah dan Barat
Daerah ini merupakan pusat gen yang terluas dan merupakan tempat asal tanaman
- Panicum Itclicum
- Panicum frumentaceum
- Sorghum
- Jagung
- Kedele
- Kara
- Tebu
- Ketela rambat
- Sawi
- Rami
- Camphor
- Opium
- Ginseng
- Kayu manis
- Wijen
- Barambang
- Kobis
- Terong
- Timun
- Labu
- Waluh
- Sla
- Asparagus
Buah – buahan seperti : buah pear, apricot, apel, jeruk peakh
2. Pusat gen Asia Tenggara
Pusat gen kedua disebut pusat gen Hindustan yang meliputi daerah : kepulauan Malaysia, Jawa, Sumatra, Philipina, Burma, Muangthai dan Indonesia. Daerah ini merupakan tempat asal tanaman – tanaman :
- Kacang Hijau
- Kacang panjang
- Terong
- Tebu
- Kapas
- Serat Nanas
- Merica
- Gom Arab
- Indigo
- Pace
- Mangga
- Berbagai Macam Jeruk
- Padi
- Kelapa
- Wijen
- Anggrek
- Lobak
- Pisang
VAVILOV berkomentar untuk pusat gen yang kedua ini bahwa daerah India merupakan tempat lahir tanaman padi, tebu, berbagai tanaman legume dan buah–buahan dari daerah tropika.
3. Pusat gen Asia Tengah
Pusat yang ketiga ini meliputi daerah India barat laut yang disebut Punjab, Kashmir, Afganistan, Republik Soviet, Tajikistan dan Usbekistan. Tian Shian bagian barat. Daerah ini tempat asal tanaman gandum, kapri, buncis, kacang hijau, wortel, mentimun, sawi, lobak, brambang, bawang, bayam, buah – buahan optical, pear, anggur.
VAVILOV mengatakan bahwa pusat gen ketiga ini kurang dibandingkan dengan pusat gen pertama dan kedua dipandang dari segi asal tanaman yang dibudidayakan orang.
4. Pusat gen Timur dekat
Pusat gen keempat ini disebut pusat gen Asia Minor. Daerahnya meliputi daerah Trancaucasia, Iran dan dataran tinggi Turkinennistan. Di daerah ini paling sedikit ada sembilan species Triticum (gandum) yang tumbuh menyebar di pusat gen ini. Tanaman makanan ternak alfalfa, wijen, delima, anggur, buah pear dan beberapa jenis keluarga kobis seperti daun sla, rape, mustard, calc, tursitip, brambang, bawang tumbuh di daerah ini pula.
5. Pusat gen Mediterania
VAVILOV menyatakan bahwa pusat gen kelima ini merupakan pusat asal tanaman makanan ternak yang utama. Daerah ini juga sepadan kekayaannya akan tanaman sayur – sayuran dengan pusat gen yang pertama. Banyak tanaman budidaya di negeri daerah Mediterania seperti tanaman barley, buncis, kacang – kacangan ternyata merupakan pusat asal tanaman : lavender, mentol, papermint, rasemery, asparagus, brambang, buncis dan anggur.
6. Pusat gen Abyssinin
Daerah pusat gen keenam Abyssinin meliputi daerah Ethiopia dan Eritrea. Daerah ini merupakan pusat asal tanaman gandum (wheat) yang utama, juga bermacam – macam jenis barley. Disamping itu tanaman – tanaman lain yang berasal dari daerah ini ialah : kapri, wijen, safflower, jarak, kopi Arabica, brambang dan bawang.
7. Pusat gen Meksiko Selatan dan Amerika Tengah
Daerah ini merupakan asal tanaman jagung. Selain itu tanaman penting lain yang berasal dari daerah ini ialah: kacang–kacangan, lombok, kapas, buncis, semangka, waluh, jipang, merica, sisal, agare, coklat, pepaya, avokadu. Diperkirakan di pusat gen inilah mula pertama tanaman coklat dibudidayakan. VAVILOV mengatakan disinilah rumah tanaman kacang–kacangan, ketela rambat dan lombok.
8. Pusat gen Amerika Selatan
Pusat gen kedelapan meliputi Peru, Bolivia, Equador dan Columbia, merupakan tempat asal tanaman – tanaman yang berumbi termasuk beberapa jenis kentang. VAVILOV membagi gen ke delapan ini menjadi dua:
- Ialah pusat gen Chili dengan tanaman kentangnya
- Ialah pusat gen Brazilia-Paraguay dengan tanaman ubi kayu, kacang tanah, cacao, karet, nanas, tembakau dan kina. Peru adalah tempat asal tanaman tomat, jagung dan phaseolus lunatus.
Dalam penelitian sifat–sifat tanaman atau species tanaman VAVILOV diilhami oleh pendapat DARWIN yang meneliti sifat–sifat hewan, dibawah pengaruh proses domestikasi. DARWIN menyatakan : sifat–sifat yang sejenis atau serupa kadang–kadang muncul di beberapa varietas atau ras yang berasal dari species yang sama dan lebih jarang pada keturunan tanaman yang speciesnya sangat berbeda.
Oleh VAVILOV pernyataan DARWIN tersebut diatas ternyata dinyatakan berlaku pula di dunia flora sehingga munculah hokum : “Law of Homologous Aeries in Variation” yang kurang lebih berbunyi : bila suatu sifat kedapatan bervariasi pada suatu species maka akan muncul pula suatu kecenderungan adanya variasi sifat pula pada species – species yang masih sekeluarga dan bila suatu sifat berupa sifat konstant yang dimiliki suatu species, akan cenderung bersifat konstant pula pada species – species yang masih sekeluarga.
Langganan:
Postingan (Atom)