1.    PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Hibridisasi (persilangan) adalah penyerbukan silang antara tetua yang berbeda susunan genetiknya. Pada tanaman menyerbuk sendiri hibridisasi merupakan langkah awal pada program pemuliaan setelah dilakukan pemilihan tetua. Umumnya program pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri dimulai dengan menyilangkan dua tetua homozigot yang berbeda genotipenya. Pada tanaman menyerbuk silang, hibridisasi biasanya digunakan untuk menguji potensi tetua atau pengujian ketegaran hibrida dalam rangka pembentukan varietas hibrida. Selain itu, hibridisasi juga dimaksudkan untuk memperluas keragaman.

Persilangan memiliki beberapa tujuan, yaitu: (1) Menggabungkan semua sifat baik ke dalam satu genotipe baru; (2) Memperluas keragaman genetik; (3) Memanfaatkan vigor hibrida; atau (4) Menguji potensi tetua (uji turunan). Dari keempat tujuan utama ini dapat disimpulkan bahwa hibridisasi memiliki peranan penting dalam pemuliaan tanaman, terutama dalam hal memperluas keragaman dan mendapatkan varietas unggul yang diinginkan. Seleksi akan efektif apabila populasi yang diseleksi mempunyai keragaman genetik yang luas.

Varietas unggul baru dari tanaman menyerbuk sendiri biasanya merupakan hasil seleksi pada populasi keturunan hasil persilangan. Sebaliknya, pembentukan hibrida unggul pada tanaman menyerbuk silang harus diawali dengan menyerbuk sendiri secara buatan. Keberhasilan penyerbukan buatan sangat tergantung pada faktor internal (tanaman) dan faktor eksternal (cuaca). Faktor internal yang terpenting adalah saat masaknya kelamin. Penyerbukan buatan sebaiknya dilakukan pada saat serbuk sari (pollen) sudah masak tetapi belum mati dan putik siap untuk dibuahi (reseptif). Cuaca yang cerah dan tidak ada angin akan mendukung keberhasilan penyerbukan.

Secara umum tujuan dari pemuliaan tanaman adalah mendapatkan varietas-varieats baru yang lebih baik atau lebih unggul. Salah satu cara untuk mendapatkan varietas baru tersebut adalah dengan cara hibridisasi atau persilangan. Persilangan tersebut ditujukan untuk menghasilkan varietas baru dari tanaman yang kita silangkan, seperti persilangan pada tanaman jagung, ubi jalar, dan pacar air. Pada tanaman jagung kami ingin mendapatkan varietas baru yang bersifat manis dan bertongkol besar. Pada tanaman ubi jalar diharakan varietas baru yang berbunga putih keunguan. Sedangkan pada tanaman pacar air diharapkan varietas baru hasil persilangan mempunyai bunga putih keunguan.

1.2  Tujuan

  1. Mendapatkan varietas baru dengan sifat lebih baik
  2. Menghasilkan varietas ubi jalar baru dengan bunga putih keunguan
  3. Menghasilkan varietas pacar air baru berwarna putih keunguan
  4. Menghasilkan varietas jagung manis bertongkol besar

2.      TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Hibridisasi

  • Hibridisasi merupakan suatu perkawinan silang antara berbagai jenis spesies pada setiap tanaman. Yang mempunyai tujuan untuk memperoleh organisme dengan sifat-sifat yang diinginkan dan dapat berfariasi jenisnya.

(Tanto, 2002)

  • Hybridisation is the process of combining different varieties or species of organisms to create a hybrid

“Hibridisasi adalah proses penggabungan varietas yang berbeda atau spesies organisme untuk menciptakan hibrida”.

(Schlegel, 2009)

  • When a plant or animal is bred with a plant or animal from different stock, the process is known as hybridization

“Ketika tanaman atau hewan dibiakkan dengan tanaman atau hewan dari keturunan yang berbeda, proses ini dikenal sebagai hibridisasi”

(McCouch, 2004)

2.2  Tahapan Hibridisasi

  1. Persiapan
  • Menyiapkan seluruh peralatan yang dibutuhkan untuk persilangan
  • Menentukan induk/tetua jantan dan betina
  • Mengidentifikasi bunga betina
  • Menentukan waktu penyerbukan
  1. Emaskulasi

Emaskulasi adalah kegiatan membuang alat kelamin jantan (stamen) pada tetua betina, sebelum bunga mekar atau sebelum terjadi penyerbukan sendiri. Emaskulasi terutamadilakukan pada tanaman berumah satu yang hermaprodit dan fertil. Cara emaskulasitergantung pada morfologi bunganya.

Pada tanaman menyerbuk silang proses emaskulasi tidak perlu dilakukan. Hal tersebut berhubungan dengan karakter organ reproduksi dari tanaman menyerbuk silang. Misalnya letak organ jantan dan organ betina yang terpisah, masaknya polen tidak sama dengan kepala putik. Sehingga kontrol persilangan menjadi semakin lebih mudah jika dibandingkan tanaman menyerbuk sendiri.

  1. Isolasi

Isolasi dilakukan agar bunga yang telah diemaskulasi tidak terserbuki oleh serbuk sari asing. Dengan demikian baik bunga jantan maupun betina harus dikerudungi dengan kantung.

  1. Pengumpulan Serbuk Sari

Pengumpulan serbuk sari dari pohon tetua jantan dapat dimulai beberapa jam sebelumkuncup-kuncup bunga itu mekar. Bila letak pohon tetua betina jauh dari pohon tetua jantan,maka pengangkutan kuncup-kuncup bunga dari tetua jantan ke tetua betina akan memakan waktu yang lama. Agar kuncup bunga itu tidak lekas layu dan tahan lama dalam keadaan segar, hendaknya kuncup bunga itu dipetik dan diangkut pada pagi hari sebelum matahari terbit atau pada sore hari setelah matahari terbenam.

  1. Penyerbukan

Penyerbukan buatan dilakukan antara tanaman yang berbeda genetiknya. Pelaksanaannya terdiri dari pengumpulan polen (serbuk sari) yang viabel atau anter dari tanaman tetua jantan yang sehat, kemudian menyerbukannya ke stigma tetua betina yang telah dilakukan emaskulasi dengan cara mengguncangkan bunga jantannya.

  1. Penutupan bunga

Penutupan ini agar tanaman jagung tidak diserbuki oleh serbuk sari tanaman jagung lainnya.

  1. Pelabelan

Ukuran dan bentuk label berbeda-beda. Pada dasarnya label harus tahan air dapat terbuat dari kertas atau plastik.

(Mangoendidjojo, 2003)

 

2.3  Faktor Yang Mempengaruhi Hibridisasi

2.3.1 Internal

  • Waktu Tanaman Berbunga

Dalam melakukan persilangan harus diperhatikan:

  1. Penyesuaian waktu berbunga.

Waktu tanam tetua  jantan  dan betina harus diperhatikan supaya saat anthesis dan reseptif waktunya bersamaan.

  1. Waktu emaskulasi dan penyerbukan

Pada tetua betina waktu emaskulasi harus diperhatikan. Juga waktu penyerbukan harus tepat ketika stigma reseptif. Jika antara waktu anthesis bunga jantan dan waktu reseptif bunga betina tidak bersamaan, maka perlu dilakukan singkronisasi. Caranya dengan membedakan waktu penanaman antara kedua tetua, sehingga nantinya kedua tetua akan siap dalam waktu yang bersamamaan.

(Sujiprihati dkk., 2008)

       2.3.2 Eksternal

  • Cuaca Saat Penyerbukan

Cuaca sangat besar peranannya dalam menentukan keberhasilan persilangan buatan. Kondisi panas dengan suhu tinggi dan kelembapan udara terlalu rendah menyebabkan bunga rontok. Demikian pula jika ada angin kencang dan hujan yang terlalu lebat.

  • Pemilihan Tetua

Ada lima kelompok sumber plasma nutfah yang dapat dijadikan tetua persilangan, yaitu varietas komersial, galur-galur elit pemuliaan, galu-galur pemuliaan dengan satu atau beberapa sifat superior, spesies intoduksi tanaman dan spesies liar. Peluang menghasilkan varietas unggul yang dituju akan menjadi besar bila tetua yang digunakan merupakan varietas-varietas komersial yang unggul yang sedang beredar, galur-galur murni tetua hibrida, dan tetua-tetua varietas sintetik.

  • Pengetahuan Tentang Organ Reproduksi dan Tipe Penyerbukan

Untuk dapat melakukan penyerbukan silang secara buatan, hal yang paling mendasar dan yang paling penting diketahui adalah organ reproduksi dan tipe penyerbukan. Dengan mengetahui organ reproduksi, kita dapat menduga tipe penyerbukannya, apakah tanaman tersebut menyerbuk silang atau menyerbuk sendiri.

(Sujiprihati dkk., 2008)

 

2.4  Tanda Keberhasilan Hibridisasi

Keberhasilan suatu persilangan buatan dapat dilihat kira-kira satu minggu setelah dilakukan penyerbukan. Jika calon buah mulai membesar dan tidak rontok maka kemungkinan telah terjadi pembuahan. Sebaliknya, jika calon buah tidak membesar atau rontok maka kemungkinan telah terjadi kegagalan pembuahan. Keberhasilan penyerbukan buatan yang kemudian diikuti oleh pembuahan.

(Subekti, 2008)

2.5 Morfologi Bunga dan Masa Anthesis, Reseptif Bunga pada Ubi Jalar

2.5.1 Ubi Jalar

  • Morfologi Bunga Ubi Jalar

Ipomoea batatas (ubi jalar) adalah salah satu anggota dari suku kangkung-kangkungan (Convolvulaceae) yang dapat dimakan oleh manusia dan memiliki banyak manfaat bagi manusia, misalnya: Ipomoea aquatica (kangkung air), Ipomoea reptansi (kangkung darat), dan Ipomoea batatas (ubi jalar). Suku ini ditandai oleh bentuk bunganya yang menyerupai terompet.

Morfologi bunga ubi jalar, antara lain :

  • Bunga tumbuh pada ketiak daun
  • Berbentuk menyerupai terompet/canvonulatus
  • Tersusun dari 5 helai daun mahkota, 5 helai daun bunga, dan 1 tangkai putik
  • Kuncup di bagian pangkal dan mekar di bagian ujungnya
  • Mahkota bunga berwarna putih atau putih keungu-unguan
  • Bagian tepi  bunga bergelombang
  • Pada bagian mahkota terlihat berbentuk bintang
  • Posisi kepala putik lebih tinggi daripada kepala benangsarinya
  • Pada umumnya, jumlah putik=1 dan benangsari sekitar 5
  • Panjang tangkai sari berbeda-beda antara 1,5-2 cm

  • Fase anthesis dan fase reseptif Bunga Ubi Jalar

Fase Anthesis

Fase anthesis pada bunga ubin jalar (Ipomoeabatatas) ditandai dengan terjadinya pemekaran yang sempurna dari kuncup bunga dimana petal membuka secara sempurna sementara putik mulai keluar dari dalam selubung petal. Benang sari yang melekat pada petal sudah mulai kelihatan dari luar. Setelah tercapai secara penuh, maka tidak terjadi lagi pertumbuhan pada beberapa bagian bunga terutama dari segi panjang. Tanaman ubi jalar hanya Anmembutuhkan waktu sekitar 25-30 hari dari saat penyerbukan sampai buah masak. Pemanenan sebaiknya dilakukan 30 HAS (hari setelah anthesis) untuk menunggu kadar air yang cukup rendah dan kulit benih yang lebih mengeras sehingga dapat mengurangi resiko kerusakan fisik benih. Perkembanagan komponen penyusun bunga ubi jalar dapat dikelompokkan kedalam 7 stadia dan secara berurutan adalah terbentuknya kelopak bunga, kotak sari dan tangkai bunga, mahkota bunga, kepala putik, ovarium dan ovulum, tangkai putik, benang sari dan jaringan penghasil nektar.

(Rukmana, 2007)

 

Fase Reseptif

Keberhasilan reproduksi pada bunga ubi jalar dipengaruhi oleh suhu dan RH. Suhu yang rendah dan RH yang tinggi akan meningkatkan jumlah benih yan diperoleh dari hasil penyerbukan. Pengaruh suhu tinggi pada bunga ubi jalar dapat dengan mudah  diamati, yaitu kelopak bunga menjadi layu dan menutup serta kepala putik warnanya menjadi kuning kecoklatan, jika hal tersebut terjadi berarti masa reseptif  bunga telah berakhir.

(Rukmana, 2007)

2.5.2 Pacar Air

  • Morfologi Bunga Pacar Air

Tanaman ini memiliki aneka macam warna bunga. Ada yang putih, merah, ungu, kuning, jingga, dll. Jika pacar air yang berbeda warna disilangkan, maka akan terbentuk keturunan yang beraneka ragam. Bunga zygomorph, berkelamin 2, di ketiak. Daun kelopak 3 atau 5, lepas atau sebagian melekat, bertaji. Daun kelopak samping berbentuk corong miring, berwarna, dan terdapat noda kuning di dalamnya. Sedikit di atas pangkal daun mahkota memanjang menjadi taji dengan panjang 0,2-2 cm. Daun mahkota 5, lepas. Daun mahkota samping berbentuk jantung terbalik dengan panjang 2-2,5 cm, yang 2 bersatu dengan kuku, yang lain lepas tidak berkuku dan lebih pendek. Ada 5 benangsari dengan tangkai sari yang pendek, lepas, agak bersatu. Kepala sarinya bersatu membentuk tudung putih.Bunga terkumpul 1-3. Setiap tangkai hanya berbunga 1 dan tangkainya tidak beruas. Memiliki 5 kepala putik.

(Rukmana, 2007)

2.5.3 Jagung

  • Ø Morfologi Bunga dan Masa Anthesis Jagung

Jagung disebut juga tanaman berumah satu (monoeciuos) karena bunga jantan dan betinanya terdapat dalam satu tanaman. Bunga betina, tongkol, muncul dari axillary apices tajuk. Bunga jantan (tassel) berkembang dari titik tumbuh apikal di ujung tanaman. Pada tahap awal, kedua bunga memiliki primordia bunga biseksual. Selama proses perkembangan, primordial stamen pada axillary bunga tidak berkembang dan menjadi bunga betina. Demikian pula halnya primordia ginaecium pada apikal bunga, tidak berkembang dan menjadi bunga jantan. Serbuk sari (pollen) adalah trinukleat. Pollen memiliki sel vegetatif, dua gamet jantan dan mengandung butiran-butiran pati. Dinding tebalnya terbentuk dari dua lapisan, exine dan intin, dan cukup keras. Karena adanya perbedaan perkembangan bunga pada spikelet jantan yang terletak di atas dan bawah dan ketidaksinkronan matangnya spike, maka pollen pecah secara kontinu dari tiap tassel dalam tempo seminggu atau lebih.

Rambut jagung (silk) adalah pemanjangan dari saluran stylar ovary yang matang pada tongkol. Rambut jagung tumbuh dengan panjang hingga 30,5 cm atau lebih sehingga keluar dari ujung kelobot. Panjang rambut jagung bergantung pada panjang tongkol dan kelobot Tanaman jagung adalah protandry, di mana pada sebagian besar varietas, bunga jantannya muncul (anthesis) 1-3 hari sebelum rambut bunga betina muncul (silking). Serbuk sari (pollen) terlepas mulai dari spikelet yang terletak pada spike yang di tengah, 2-3 cm dari ujung malai (tassel), kemudian turun ke bawah. Satu bulir anther melepas 15-30 juta serbuk sari. Serbuk sari sangat ringan dan jatuh karena gravitasi atau tertiup angin sehingga terjadi penyerbukan silang. Dalam keadaan tercekam (stress) karena kekurangan air, keluarnya rambut tongkol kemungkinan tertunda, sedangkan keluarnya malai tidak terpengaruh. Interval antara keluarnya bunga betina dan bunga jantan (anthesis silking interval, ASI) adalah hal yang sangat penting. ASI yang kecil menunjukkan terdapat sinkronisasi pembungaan, yang berarti peluang terjadinya penyerbukan sempurna sangat besar. Semakin besar nilai ASI semakin kecil sinkronisasi pembungaan dan penyerbukan terhambat sehingga menurunkan hasil. Cekaman abiotis umumnya mempengaruhi nilai ASI, seperti pada cekaman kekeringan dan temperatur tinggi.

Penyerbukan pada jagung terjadi bila serbuk sari dari bunga jantan menempel pada rambut tongkol. Hampir 95% dari persarian tersebut berasal dari serbuk sari tanaman lain, dan hanya 5% yang berasal dari serbuk sari tanaman sendiri. Oleh karena itu, tanaman jagung disebut tanaman bersari silang (cross pollinated crop), di mana sebagian besar dari serbuk sari berasal dari tanaman lain. Terlepasnya serbuk sari berlangsung 3-6 hari, bergantung pada varietas, suhu, dan kelembaban. Rambut tongkol tetap reseptif dalam 3-8 hari. Serbuk sari masih tetap hidup (viable) dalam 4-16 jam sesudah terlepas  shedding). Penyerbukan selesai dalam 24-36 jam dan biji mulai terbentuk sesudah 10-15 hari. Setelah penyerbukan, warna rambut tongkol berubah menjadi coklat dan kemudian kering.

(Allard, 1988)

 

  • Ø Reseptif Bunga Jagung

Perbungaan jantan berbentuk malai (tassel), yang terdiri dari bulir polos tengah dan cabang lateral. Poros tengah biasanya memiliki empat baris pasangan bunga (spikelet) atau lebih. Cabang lateral biasanya terdiri dari dua baris. Setiap pasanganbunga terdiri dari satu bunga duduk (tidak bertangkai) dan satu bunga bertangkai. Perbungaan betina tumbuh pada ujung tongkol samping batang yang berasal dari ketiak daun, biasanya pada sekitar pertengahan panjang batang utama. Batang lateral sangat pendek karena ruasnya yang pendek. Pada setiap buku batang lateral, tumbuh sehelai daun. Karena dekatnya jarak antar buku, daun-daun tersebut saling menutup membentuk kelobot yang membungkus tongkol yang sedang berkembang. Bunga betina terbentuk sebagai spikelet yang berpasangan pada poros tengah pada batang lateral, yang dikenal sebagai tongkol.

(Rubatzky, 1998).

DAFTAR PUSTAKA

Allard, R.W. 1988. Pemuliaan Tanaman. Jakarta: Bina Aksara. 336 halaman

Departemen Agronomi dan Hotikultura IPB. Bogor. 356 hal.

Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman. Yogyakarta: Kanisius.

McCouch, S. 2004. Diversifying Selection in Plant Breeding. PLoS Biol 2(10): e347.

Rubatzky, V.E and M. Yamaguchi. 1998. World Vegetable . Bandung: ITB

Rukmana, Rahmat. 2007. Ubi Jalar Budidaya dan Pasca Panen. Yogyakarta: Kanisius.

Schlegel,Rolf. 2009. Encyclopedic Dictionary of Plant Breeding 2nd ed. (ISBN 9781439802427). USA: CRC Press, Boca Raton, FL. pp 584.

Subekti, N. A., Syafruddin., Roy Efendi dan Sri Sunarti. 2008. Morfologi Tanaman dan Fase Pertumbuhan Jagung. Balai Penelitian Tanaman serealia. Maros.

Sujiprihati dkk. 2008. Pemuliaan tanaman. Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanama.

Tanto. 2002. Pemuliaan Tanaman dengan Hibridisasi (Allogam).Jakarta: Raja Grafindo Persada.

Warsono dan Sukirman. 2010. Teknik Penyilangan Galur Mandul jantan dan Pelestarian Galur Pemulih Kesuburan untuk Menghasilkan Padi hibrida.  Bogor: Balai Besar Penelitian Tanaman Padi.