• METODE PEMULIAAN TANAMAN PENYERBUK SILANG

    Date: 2012.05.15 | Category: Uncategorized | Tags:

    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.

     

       Individu-individu baik yang terpilih

    Persalinan à secara acak di antara individu-individu terpilih à dipanen à bijinya dicampur

    Metode :

       Biji dicampur à jumlah biji dari setiap individu terpilih sama

    dst

    Individu-individu baik yang terpilih à diadakan persilangan secara acak diantara individu-individu terpilih

     

    Dipanen

     

    Dicampur

     

    dst

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    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

    - Heritabilitasnya

     

    Efektiv meningkatkan frekuensi gen

     

     

     

     

     

     

     

     

    Karakter yang mudah diukur dan diamati

     

    Pada jagung :

     

       Warna biji

    Tinggi tanaman

    Ukuran tongkol

    Letak tongkol pada batang

    % minyak dan protein

    Umur masak / panen

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Seleksi massa banyak digunakan :

    19.   Pengembangan varietas dengan tujuan khusus

    20.  Merubah adaptasi varietas untuk dapat dikembangkan di wilayah pengembangan baru.

    Tanaman superior à dipilih à biji dipanen à dicampur untuk ditanam pada generasi berikutnya

     

    BIJI TANAMAN TERPILIH

     

    Dilakukan hal yang sama seperti pada generasi pertama

     

    Dan seterusnya

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    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)