PEMULIAAN TANAMAN
Oleh: Fanita Widyah Alviana NIM:115040200111044 KELAS O
AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2012
1. PEMULIAAN TANAMAN (PPT 1) Cari tau! -
Pengertian pemuliaan tanaman Pemuliaan tanaman adalah usaha-usaha yang dilakukan untuk mengubah susunan genetic tanaman, baik individu maupun secara bersama-sama (populasi) dengan tujuan tertentu.
-
Contoh keberhasilan pemuliaan tanaman
-
Program baku pemuliaan Tanaman
2. PERKEMBANGBIAKAN TANAMAN (PPT 2) Bagaimana susunan genetik tanaman menyerbuk sendiri?
Susunan genotip adalah homosigot
Yang sudah homosigot, semakin homosigot
Dapat mempertahankan homosigositas
Target akhir pemuliaan tanaman tanaman homosigot unggul (Varietas unggul) 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.
Bagaimana pula susunan genetik tanaman menyerbuk silang? Susunan genotip keturunan tanaman menyerbuk silang (monoceous dan dioceous) adalah heterozigot, karena terjadi percampuran sel kelamin Contoh : jagung, apel, apokat, pisang, salak,kubis, wortel, seledri, bawang merah, ketela pohon, ubi jalar, semangka, bunga matahari 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. Mengapa susunan genetiknya berbeda? Susunan genetiknya berbeda karena tanaman yang me n y e r b u k s e n d i r i melakukan penyerbukan pada satu bunga saja sehingga susunan genetik akans e m a k i n h o m o z i g o s i t a s . S e d a n g k a n p a d a t a n a m a n y a n g m e n y e r b u k s i l a n g seperti tanaman pepaya, dan salak yang melakukan proses penyerbukan dengandua bunga. Hal ini akan memungkinan susunan genetik pada tanaman yangmenyerbuk silang akan heterozigot karena terdapat pencampuran sel kelamin.
Mengapa suatu tanaman terjadi penyerbukan sendiri?
Sifat genetik Tanaman menyerbuk sendiri karena:
Kemampuan sel kelamin tanaman untuk dapat bergabung sendiri Polen dapat tumbuh di kepala putik, memanjang dan akhirnya membuahi sel telur
Susunan morfologi
Susunan bunga memungkinkan polen bersatu dengan stigma Terhalangnya polen dari tanaman lain ke sel telur
Mengapa pula suatu tanaman terjadi penyerbukan silang? karena terhalangnya polen membuahi sel telur pada tanaman atau bunga yg sama namun masih bisa terjadi penyerbukan sendiri, diantaranya adalah polen dan sel telur berbeda waktu
masak, inkompatibilitas alat kelamin dan bunga monoeceous (berumahsatu) atau dioeceous (berumah dua). Cari pengertian dan contoh tipe bunga: Cleistogamy, protogyni, protandri, chasmogami, heterogamy, homogami #Cleistogamy : Penyerbukan sebelum bunga mekar. Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat disebabkan oleh : • Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar) • Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae #Protogeni : putik lebih dahulu masak daripada benang sari.Contoh:bunga kentang #Protandri: Serbuk sari lebih daahulu masak daripada putiknya. Contoh: seledri, bawang Bombay, dan jagung
#Chasmogami Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar) Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :
Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis
Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka (kastogami) : a). Dikogami Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.
Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari
b). Herkogami Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum). c). Heterostili Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya
tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek
# Heterogami : morfologi gamet jantan dan betina berbeda. Peleburan dua gamet disebut fertilisasi (pembuahan). Pada tanaman sebelum pembuahan terjadi penyerbukan, dan terdapat dua pembuahan (pembuahan ganda). #Homogami : morfologi gamet jantan dan betina sama. Peleburan dua gamet disebut fertilisasi (pembuahan) matang dalam waktu yang bersamaan. Contoh:alpukat dan belimbing
3.Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Sendiri dan Hibridisasi ( PPT 3) TUGAS 1 : 1. Cari 10 tanaman menyerbuk sendiri a. Padi
b. Gandum c. Kacang tanah d. Kedelai e. Jeruk f. Kapas g. Terong h. Tomat i. Kakao j. Kentang 2. Cari tujuan pemuliaan pada tanaman menyerbuk sendiri (5 tanaman) a. Padi Padi local dan disilangkan dengan padi unggul untuk mencapai tujuan yang sama juga merupakan salah satu tipe pemuliaan tanaman padi tipe baru.Padi local memiliki kecenderungan untuk beradaptasi baik di wilayahnya, tahan hama penyakit, beberapa bermalai panjang, berbatang kokoh, dan daunnya berwarna hijau. Padi tipe baru memiliki sifat untuk menutupi kelemahan padi local seperti tanaman pendek, genjah, ukuran padi besar dan adaptasi luas. Jadi, tujuan dari pemuliaan tanaman padi ini adalah untuk menghasilkan varietas baru yang lebih unggul. b. Kacang tanah Bertujuan untuk memperoleh genotip kacang tanah (Arachis hypoge) yang tahan terhadap penyakit bercak daunmelalui persilangan intraspesifik dan penyaringan plasma nutfah. c. Kakao Bertujuan untuk teknik molekuler dan pemuliaan tanaman untuk percepatan perakitan kultivar unggul kakao (Theobroma cacao L.) agar resisten terhadap penyakit busuk buah (Phytophtora Palmivora Butl,) d. Kedelai Untuk meningkatkan potensi hasil secara genetic, memperpendek umur tanaman, memperoleh ketahanan terhadap hama daan penyakit penting, memperbaiki toleransi terhadap cekaman lingkungan fisik. e. Kapas Untuk memperbaiki toleransi terhadap serangga tanaman kapas.
TUGAS 2 1. Pada sepasang alel heterosigot Aa, berapa proporsi tanaman homosigot AA setelah 1,2,3,4,5,6 generasi selfing? Diketahui Ditanya Jawab
: m=1,2,3,4,5,6 generasi selfing n= 1 pasang alel : Proporsi tanaman homozigot AA setelah 1,2,3,4,5,6 generasi selfing :
a) 1 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot ={1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)1}1 = 50% -Proporsi homozigot AA = 25%
f) 4 Generasi selfing - Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1 {1-(1/2)4}1 = 93,75% - Proporsi homozigot aa = 46,875%
b) 2 Generasi selfing - Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n - Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/22}1 = 75% - Proporsi homozigot aa = 37,5%
f) 5 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)5}1 = 96,875% -Proporsi homozigot aa = 48,4%
c) 3 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)3}1 = 87,5% -Proporsi homozigot aa = 43,75%
f) 6 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)6}1 = 98% - Proporsi homozigot aa = 49%
2. Pada 5 pasang alel heterosigot AaBbCcDdEe, berapa proporsi ke 5 pasang alel homosigot setelah 1,2,3,4,5,6 generasi selfing Diketahui Ditanya Jawab
: m= 1,2,3,4,5,6 generasi selfing n= 5 pasang alel : Proporsi tanaman homozigot setelah 1,2,3,4,5,6 generasi selfing :
a) 1 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot ={1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)1}5 = 3%
f) 4 Generasi selfing - Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1 {1-(1/2)4}5 = 73%
b) 2 Generasi selfing - Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n - Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/22}5 = 23% - Proporsi homozigot aa = 11,5%
f) 5 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)5}5 = 86%
c) 3 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)3}5 =51 %
f) 6 Generasi selfing -Proporsi tanaman homozigot = {1-(1/2)m}n -Proporsi homozigot (AA:aa = 1:1) {1-(1/2)6}5 = 90%
TUGAS 3 Cari pusat keragaman (origin of diversity, Vavilov) tanaman menyerbuk sendiri (10 tanaman) a. b. c. d. e. f. g. h. i. j.
Kacang tanah Kedelai Jeruk Padi Lada Mangga Kedelai Gandum Wortel Kapas
: Tanaman ini berasal dari Amerika selatan tepatnya adalah Brazilia. : Tanaman ini dibudidayakan sejak 3500 tahun yang lalu di Asia Timur : Asal Jeruk adalah Asia Timur dan Asia Tenggara. :india :india :india :cina :cina :asia tengah :meksiko selatan dan amerika tengah
k. l. m. n. o. p.
Tomat Tembakau Terong Mentimun Kacang-kacangan Karet
:amerika selatan :amerika selatan :india :india :abisinia :paraguai
Daerah penyebaran di Indonesia (5 tanaman) Kedelai Di Indonesia, saat ini kedelai banyak ditanam di dataran rendah yang tidak banyak mengandung air, seperti di pesisir Utara Jawa Timur, Jawa Tengah, Jawa Barat, Sulawesi Utara (Gorontalo), Lampung, Sumatera Selatan , Bali, DI Aceh, Jambi, Papua, dan Kalimantan Barat. Lada Daerah – daerah penghasil lada, antara lain DI Aceh, Jambi, Kalimantan Barat, Kalimantan Timu, Lampung, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sumatera Selatan, Sumatera Utara, dan DI Yogyakarta. Cengkeh cengkeh dan pala mulai ditanam di luar Maluku. Daerah penghasil cengkeh banyak terdapat di daerah Jambi, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Kalimantan Tengah, Kalimantan Timur, Maluku, NTT, Papua, Riau, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara, Sumatera Selatan, dan DI Yogyakarta. Cokelat Daerah penghasil cokelat terbanyak terdapat di daerah Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Lampung, Maluku, NTT, Papua, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara, dan DI.Yogyakarta. Daerah penghasil cokelat yang utama adalah Salatiga (Jawa Tengah). Kacang hijau Kacang hijau banyak terdapat di daerah Bali, Bengkulu,Lampung, dan Papua. Karet Daerah – daerah penghasil karet adalah : Alas : DI Aceh, Asahan : Sumatera Utara, Banyumas : Jawa Tengah, Batang : Jawa Tengah, Deli Serdang : Sumatera Utara, Gunung Kawi : Jawa Timur, Gunung Kelud : Jawa Timur, Indragiri : Riau, Kampar : Riau, Labuhan Batu : Sumatera Utara, Langkat : Sumatera Utara, Pegunungan Meratus : Kalimantan Selatan, Priangan : Jawa Barat, Simalungun : Sumatera Utara, Sukabumi : Jawa Barat, Tanah Gayo : DI Aceh, Tanah Kerinci : Jambi, Rejang dan Lebong : Sumatera Selatan, Tapanuli Selatan : Sumatera Utara.
Kapas Daerah – daerah penghasil kapas, antara lain: Asembagus(Jawa Timur), Banten(Banten), Bima(NTB), Bogor(Jawa Barat), Cirebon(Jawa Barat), Pati(Jawa Tengah), Pekalongan(Jawa Tengah), Priangan(Jawa Barat), Kediri(Jawa Timur), Pulau Lombok(NTB), Semarang(Jawa Tengah) Kacang tanah Daerah penghasil kacang tanah meliputi daerah DI.Aceh, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, NTT, dan DI.Yogyakarta. Cokelat Daerah penghasil cokelat terbanyak terdapat di daerah Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Lampung, Maluku, NTT, Papua, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara, dan DI.Yogyakarta. Daerah penghasil cokelat yang utama adalah Salatiga (Jawa Tengah). Kacang mede Jambu mete tersebar di seluruh Nusantara dengan nama berbeda-beda (di Sumatera Barat: jambu erang/jambu monye, di Lampung dijuluki gayu, di daerah Jawa Barat dijuluki jambu mede, di Jawa Tengah dan Jawa Timur diberi nama jambu monyet, di Bali jambu jipang atau jambu dwipa, dan di Sulawesi Utara disebut buah yakin. TUGAS 4 Cari lembaga-lembaga (dalam atau luar negeri) yang berhubungan dengan koleksi tanaman menyerbuk sendiri (10 tanaman) Komisi Nasional Plasma Nutfah IRRI (the International Rice Research Institue), berkedudukan di Los Banos, Filipina. Lembaga ini mengoleksi dan mengkonservasi tanaman padi. IPC (The International potato center), berkedudukan di peru. Lembaga ini mengoleksi dan mengkonservasi tanaman kentang. PIS (Plant Introduction Station), berkedudukan di Beltsville Maryland, USA. Lembaga ini mengoleksi tanaman kacang tanah CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maize y Trigo- the international maize and wheat improvement center), berkedudukan di El Batan Meksiko. Lembaga ini mengoleksi dan mengkonservasi tanaman jagung dan gandum. INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agricolas) di Mexico city. IITA (International Institute of Tropical Agriculture), berkedudukan di Ibadan, Nigeria. Lembaga ini mengoleksi dan mengkonservasi tanaman Hortikultura. INTSOI (International Soybean Institute), berkedudukan di Urban, Illinois. Lembaga ini mengoleksi dan mengkonservasi tanaman kedelai. AVRDC (Asian Vegetable Research and Development Center) berkedudukan di Shanghwa, Taiwan. Lembaga ini merupakan bank plasma nutfah untuk tanaman sayuran termasuk kedelai. ICRISAT (International crops research Institute for the semi-arid tropics), berkedudukan diHyderabad India. Lembaga ini mempunyai koleksi tanaman kacang tanah, sorghum, dan pearl millet.
CIAT (Centro Internacional de Agricolas Tropical – the iinternational center of tropical agriculture) berkedudukan di cali, Columbia. Lembaga ini mempunyai koleksi tanaman ketela pohon dan dry-bean (Phaseolus vulgaris). Bentuk koleksi Koleksi Tanaman, koleksi ini terbagi dalam dua koleksi, yaitu : koleksi kebun dan koleksi green house. Koleksi Biji atau Bank Biji adalah tempat pengiriman dan peneriman biji baik dari hasil seed exchange maupun hasil dari kebun. Keberadaan biji dalam jumlah sedikit dan terbatas dengan mempertimbangkan pentingnya keberadaan tanaman tersebut. Kolesi Herbarium. Herbarium adalah tempat penyimpanan contoh koloeksi spesimen tanaman/tumbuhan yang telah diawetkan dengan cara – cara khusus. Ada dua jenis herbarium, yaitu herbarium kering dan herbarium basah. Herbarium yang baik selalu disertai identitas pengumpul (nama pengumpul atau kolektor dan nomor koleksi) serta dilengkapi keterangan lokasi asal material dan keterangan tumbuhan tersebut dari lapangan. Plasma Nutfah Padi (Oryza sativa). Padi digunakan sebagai bahan makanan pokok (sumber karbohidrat), tepung untuk kue, mie, dan bahan makanan bayi (beras merah). Kadar amilosa berkisar antara 4-30%. Kadar amilosa yang rendah di bawah 15%, menunjukkan bahwa padi tersebut adalah tipe ketan. Sedangkan kadar amilosa antara 20-22% termasuk ke dalam padi yang mempunyai rasa pulen. Padi juga mengandung protein, dan beberapa mineral, termasuk Fe (zat besi), dan Zn (zinc). Pada saat ini BB-Biogen menyimpan sekitar 3.500 nomor aksesi padi, yang meliputi padi sawah, padi gogo, dan padi sawah pasang-surut. Plasma Nutfah Kacang Tanah (Arachis hypogea) Kacang tanah (Arachis hypogea (L.) Merr.) berasal dari Brasilia. Dibawa pedagang Portugis tahun 1529 ke Maluku. Jawa merupakan sentra produksi kacang tanah di Indonesia (83%). Kacang tanah mengandung anti oksidan, yaitu senyawa tokoferol, selain itu mengandung arakhidonat, dan mineral (Kalsium, Magnesium, Phosphor, dan Sulfur), serta vitamin (riboflavin, thianin, asam nikotinik, vitamin E, dan vitamin A). Jumlah koleksi plasma nutfah kacang tanah yang dimiliki BB-Biogen sebanyak 1192 nomor aksesi. Plasma Nutfah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.) Kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) mempunyai nama lain, yaitu mungo, mungbean, greengrain, golden grawn. Tanaman ini berasal dari India yang menyebar ke Indonesia dan dapat tumbuh dengan baik di Jawa, Madura, Nusa Tenggara, Maluku, dan Sulawesi Selatan. Kacang hijau mempunyai nilai gizi yang cukup baik, mengandung vitamin B1 cukup tinggi dan vitamin A. Kacang hijau yang sudah menjadi kecambah kaya kandungan vitamin E yang penting sebagai anti oksidan, dalam mencegah penuaan dini, dan anti sterilitas. Jumlah aksesi plasma nutfah kacang hijau di BB-Biogen adalah 1.024 aksesi. Sedangkan varietas unggul kacang hijau yang telah dilepas sebanyak 11 varietas. Plasma Nutfah Kedelai (Glycine max) Tanaman kedelai termasuk famili Leguminosae, SUD famili Papilonideae. Kedelai berasal dari China, kemudian dikembangkan di berbagai negara seperti Amerika Serikat, Amerika Latin dan negara-negara Asia. Di Indonesia pertanaman kedelai terpusat di Jawa, Lampung, Nusa Tenggara Barat dan Bali. Kedelai merupakan sumber protein nabati. Kedelai hitam umumnya dipergunakan sebagai bahan pembuat kecap, sedangkan kedelai putih dipergunakan untuk bahan pembuat tempe, tahu, tauco, dan susu kedelai. Susu kedelai bernilai gizi tinggi, sehingga pada zaman sebelum perang dunia kedua dianjurkan sebagai makanan utama balita khususnya bayi. Susu kedelai dapat diminum bersama kopi, teh, atau coklat. Jumlah aksesi plasma nutfah kedelai yang dimiliki BB-Biogen sebanyak 700 nomor aksesi.
TUGAS 5 1. Cari gambar morfologi bunga tanaman menyerbuk sendiri (5 tanaman) a. Saat anthesis (pecahnya kepala sari) dan masaknya polen dari setiap tanaman (5 tanaman) b. Receptivitas kepala putik dari setiap tanaman (5 tanaman)
a. Tanaman Padi
b. Tanaman Gandum Anthesis
c. Kakao
d. Tanaman Kapas
Receptivitas Kepala putik
e.
Tanaman kedelai
3. kompatibilitas polen-stigma Kompatibilitas adalah kesesuaian antara organ jantan dan betina sehingga penyerbukan yang terjadi dapat diikuti dengan proses pembuahan. Tanaman dikatakan bersifat kompatibel jika terjadi pembuahan setelah penyerbukan. Ketidaksesuaian antara organ jantan dan betina disebut inkompatibilitas. Ketidaksesuaian dikendalikan oleh faktor lingkungan, genetik dan fisiologis. (Poespodarsono, 1998).
TUGAS 6:Pelajari perbedaan antara seleksi masa dan seleksi galur ! Perbedaan tujuan: a). Seleksi Massa Seleksi massa adalah seleksi yang digunakan untuk mengembangkan varietas bergalur banyak yang populasi dasarnya mempunyai keragaman genetik tinggi yang diperoleh dari persilangan antara sejumlah varietas b). Seleksi Galur Murni Seleksi galur murni adalah seleksi yang digunakan untuk memperoleh individu yang homosigot yang populasi dasarnya sudah homosigot.
TUGAS 7: 1.Apa persamaan metode seleksi pedigree dan bulk? Persamaan ada pada tujuannya, yaitu untuk menguji keturunan unggul yang diperoleh dari hasil hibridisasi. 2.Apa perbedaan antara seleksi pedigree dan bulk?
Perbedaan ada pada tahapannya mulai dari penetapan tetua hingga uji multilokasi. a.
Seleksi pedigree
b.
Seleksi Bulk
