ＢAB VIII PEMBIAKAN TANAMAN
1
Lingkup dan TIK
Lingkup
Reproduksi, pembiakan sexual dan asexual, sertifikasi benih dan bibit tanaman, penanaman benih
TIK Mahasiswa mampu menjelaskan pembiakan tanaman secara sexual dan asexual Mahasiswa menjelaskan produksi bahan tanaman (benih dan bibit)
2
REPRODUKSI Rangkaian proses pengabadian dan pelipatgandaan dari sel dan organisme Tujuan utama: Mempertahankan keberadaan jenis Melalui pertambahan jumlah untuk memelihara sifat-sifat penting tanaman Penggunaannya merupakan dasar pertanian
SEXUAL
ASEXUAL 3
Reproduksi adalah duplikasi diri yang dikendalikan oleh suatu mekanisme pengendalian kehidupan pada tingkat sel perbanyakan (duplikasi) DNA (Deoxyribonucleic acid) Penyusun DNA, ada 3 macam : 1. basa nitrogen 2. gula-C5 (deoxyribose) 3. phosphate 4
Komponen DNA dan RNA Gula C-5
Ribose
Deoxyribose
Phosphate
DNA
Thymine Guanine Adenine
Cytosine
ADENOSINE
RNA Uracil
Basa Nitrogen
5
Saling berpasangan dengan ikatan Hidrogen: A–T G–C Akibat: Struktur DNA pita-pilinganda (doubel helix)
6
Struktur DNA (kanan) dan RNA (kiri). DNA pita ganda, RNA pita tunggal. DNA Thymine RNA Uracil
7
Ilustrasi Perbanyakan DNA
8
Sistem ekspresi gen
Inti sel
DNA Transcription Penyaduran
RNA Asam amino
mRNA Translation Penterjemahan
Ribosom Protein
Ekspresi Sifat
9
Ilustrasi Sinthesis Protein Asam amino
tRNA
Asam-2 amino Ribosom
Protein jadi
Proteim sedang diisusun
10
Gen dan Kromosom Kode DNA membentuk untaian ganda tetapi hanya satu untai yang mengkode sifat
CGTATATCGATTGCTAC GCATATAGCTAAGGATG Tidak semua untai berfungsi sebagai gen
Gen 1
Gen 2
Gen 3
Dari keseluruhan gen tanaman hanya10% yang aktif terus menerus (disebut house keeping gene), yang lainnya akan aktif bila ada rangsangan 11
Untai DNA yang mencapai panjang tertentu membentuk gugus yang disebut Kromosom Set kromosom yang menyimpan kode lengkap suatu tanaman disebut Genom Jumlah kromosom dalam sel tanaman dikenal sebagai 2n, atau disebut jumlah diploid
Jumlah kromosom dalam sel reproduktif dikenal sebagai n, atau disebut jumlah haploid Setiap jenis tanaman memiliki Jumlah DNA yang berbeda 12
Ukuran Genom Tanaman Nama Latin
Nama umum
Ukuran genom (MBp)
Lycopersicon esculentum
Tomat
953
Malus x domestica
Apel
769
Manihot esculenta
Singkong
760
Musa sp
Pisang
873
Nicotiana tabacum
Tembakau
4434
Oryza sativa sspp sspp.. indica & japonica
Padi
431
Phaseolus vulgaris
Buncis
637
Saccharum sp sp..
Tebu
3000
Sorghum bicolor
Sorgum
760
Triticum aestivum
Gandum
15966
Zea mays
Jagung
2504
MBp: Mega Base pair (Juta pasang basa)
13
Ukuran Genom Tanaman Nama Latin
Nama umum
Ukuran genom (MBp)
Allium cepa
Bawang Merah
1592
Arabidopsis thaliana
Arabidopsis
135
Avena sativa
Oats
Beta vulgaris ssp esculenta
Bit Gula
758
Brassica napus
Canola
1182
Capsicum annuum
Cabai
2702
Citrus sinensis
Jeruk
382
Glycine max
Kedelai
1115
Gossypium hirsutum
Kapas
2246
Hordeum vulgare
Barley
4873
Lactuca sativa
Selada
2639
MBp: Mega Base pair (Juta pasang basa)
11315
14
Reproduksi Sistem penggandaan informasi genetik untuk pengabadian suatu organisme/tanaman Untai DNA digandakan secara semikonservatif
Pembelahan Sel Mitosis
Meosis
15
Pengendalian sifat Tipe pengendalian sifat 1. Dikendalikan satu gen (sifat monogenik) misalnya warna bunga,
2. Dikendalikan banyak gen (sifat poligenik) misalnya hasil panen Alel: beberapa alternatif pembentuk sifat yang berada pada lokus (posisi) yang sama dalam kromosom Gen C = merah, Gen c = ungu C dan c adalah allel
CC = merah (homozigot) Cc = merah (heterozigot) cc =ungu (homozigot) C=dominan, c=resesif 16
Lingkaran hidup tanaman Tanaman Dewasa Pembelahan meosis Gamet (jantan, betina) Penyerbukan Pembuahan Zygot Biji Kecambah Tanaman Dewasa 17
Lingkaran Hidup Tanaman
18
Tipe Perbanyakan Tanaman Induk Penyerbukan -Sendiri -Silang
Pembuahan Biji Tanaman Baru SEXUAL
Jaringan vegetatif -Stek -Sambung -Kultur jaringan -Biji -dll
Tanaman Baru yang sama secara genetik dengan tanaman induknya
ASEXUAL 19
Teknik Pembiakan Aseksual 3.
4. 5.
Induksi akar dan pucuk adventif
Cangkok induksi akar
Stek induksi akar, tunas (tgt jenis stek)
Merunduk bentuk sederhana cangkok
Penyambungan: grafting dan budding Kultur Jaringan 20
Teknik Pembiakan Aseksual 1.
Biji non sigotik: a. biji apomiktik (Manggis) b. biji nuselar (biji poliembrioni: pada 1 biji terdapat banyak tunas atau embrio. Kemungkinan 1 berupa embrio sigotik, lainnya berasal dari jaringan nuselus yang idendik dengan induk; jeruk, mangga, apokad) 21
Teknik Pembiakan Vegetatif 2.
Struktur Vegetatif Khusus (ingat Bab V)
Runner (Stroberi, pegagan)
Umbi lapis (Bawang merah)
Umbi sisik (Bunga Lili)
Rhizome (Alang(Alang-alang); Rimpang : Jahe
Carang batang (Pisang)
Umbi batang (Kentang)
Umbi akar (Ubi jalar)
Struktur khusus biasanya untuk bertahan hidup pada kondisi sub optimum; dormansi merupakan nilai ekonominya (umbi-umbian)
22
Beberapa contoh
23
Pembiakan Aseksual Pembiakan tanaman aseksual bertujuan: meregenerasikan jaringan atau bagianbagianbagian tanaman yang belum/tidak ada pada propagula Dapat terjadi 100% alami (tinggal tanam) Dengan tujuan efisiensi dan efektvitas, dilakukan secara buatan (artifisial) Mempercepat laju perbanyakan!
24
Pembiakan Aseksual
Dasar: totipotensi setiap sel hidup memiliki informasi lengkap sebagai individu sempurna
Basis: pembelahan mitosis genotipe hasil pembiakan = tanaman induk
Contoh regenerasi adventif: stek batang membentuk akar (teh, tebu) stek akar membentuk tunas (ubi jalar) stek daun membentuk akar & tunas (cocor bebek, violces)
25
Beberapa Contoh Manfaat/Keuntungan Pembiakan Aseksual
Tanaman seragam identik dengan induk
Dapat mempercepat masa produktif
Lebih mudah dilakukan (stek, struktur khusus)
Dapat digabungkan dengan teknik kultur jaringan untuk pembiakan masal; membantu proses seleksi dalam pemuliaan)
Menggabungkan dua atau lebih genotipe dalam 1 individu tanaman (penyambungan)
Melestarikan “mutasi” yang menguntungkan (apel manalagi dari apel malang) 26
Manajemen Pembibitan berbasis Pembiakan Aseksual Pengembangan Nuclear Stock
Analisis awal Inspeksi visual Uji virus Uji progeny
Step 1. Pengembangan Step 2. Pemeliharaan
Step 3. Perbanyakan dan distribusi bibit Source Block
Foundation or Mother Block
Propagation
Increase Block
Commercial Plants 27
Teknologi Benih Benih biji untuk perbanyakan tanaman faktor penting dalam siklus pertanian
Benih bermutu
Teknologi Benih
-Viabilitas tinggi -Bebas penyakit -Bebas kotoran -Murni -Benar sesuai nama -Penanaman khusus -Pemanenan -Pembersihan -Pengeringan -Perlakuan khusus -Pengepakan -Penyimpangan 28
Pemuliaan dan Sertifikasi Pemuliaan : Upaya perbaikan sifat-sifat tanaman agar mempunyai nilai yang lebih baik (produksi lebih tinggi, mutu hasil lebih baik)
Untuk menjaga dan menjamin sifat unggul hasil pemuliaan dilakukan sertifikasi Breeder Seed
Benih Penjenis
Foundation Seed
Benih Dasar
Stock Seed
Benih Pokok
Extension/Certified Seed
Benih Sebar/ Bersertifikat 29
Penanaman Benih
Serangkaian proses yang terjadi sejak tanaman dorman menjadi bibit yang vigor
Tergantung :
Tipe perkecambahan
Hipogeal : jagung, padi
Epigeal : kacangan
Penanaman benih dan bibit
Viabilitas benih, kondisi lingkungan, dormansi benih
Jarak Tanam Kedalaman Tanam
Teknik penanaman
direct seeding transplanting 30
