“PENGERTIAN, CONTOH KEBERHASILAN, DAN PROGAM BAKU PEMULIAAN TANAMAN”

TUGAS INDIVIDU PEMULIAAN TANAMAN

“PENGERTIAN, CONTOH KEBERHASILAN, DAN PROGAM BAKU PEMULIAAN TANAMAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OLEH :
HENI MELSANDI
NIM : 115040213111029
KELAS : H

 

 

 

 

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2012

PENGERTIAN PEMULIAAN TANAMAN

Pemuliaan tanaman dapat didefinisikan sebagai gabungan dari ilmu pengetahuan, teknologi dan seni agar diperoleh tanaman yang menguntungkan bagi manusia dengan cara merekayasa gen/kromosom dan lingkungan.Jadi tujuan pemuliaan tanaman ialah untuk memperoleh atau mengembangkan suatu tanaman sehingga menjadi lebih baik dan menguntungkan bagi kehidupan manusia. ( Tim Dosen Budidaya Tanaman. 2011. Panduan Praktikum Pemuliaan Tanaman. Fakultas Pertanian  Universitas Brawijaya Malang.)

Pemuliaan tanaman adalah kegiatan mengubah susunan genetik individu maupun populasi tanaman untuk suatu tujuan. Pemuliaan tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran tanaman, kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian; pada kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat.

Pengetahuan mengenai perilaku biologi tanaman dan pengalaman dalam budidaya tanaman merupakan hal yang paling menentukan keberhasilan usaha pemuliaan, sehingga buku-buku teks seringkali menyebut pemuliaan tanaman sebagai seni dan ilmu memperbaiki keturunan tanaman demi kemaslahatan manusia. Di perguruan tinggi, pemuliaan tanaman biasa dianggap sebagai cabang agronomi (ilmu produksi tanaman) atau genetika terapan, karena sifat multidisiplinernya.

Pelaku pemuliaan tanaman disebut pemulia tanaman. Karena pengetahuannya, seorang pemulia tanaman biasanya juga menguasai agronomi dan genetika. Tugas pokok seorang pemulia tanaman adalah merakit kultivar yang lebih baik, memiliki ciri-ciri yang khas dan lebih bermanfaat bagi penanamnya. (Annonymous, 2012. Pemuliaan Tanaman. Online [http://id.wikipedia.org/wiki/Pemuliaan_tanaman] diakses tanggal 23 Februari 2012).

Pemuliaan tanaman adalah ilmu tentang perubahan susunan genetic sehingga memperoleh tanaman yang menguntungkan manusia (Poespodarsono Sumardjo. 1988. Dasar-dasar ilmu oemuliaan tanaman. PAU IPB-Lembaga sumberdaya informasi IPB).

Pemuliaan tanaman adalah rangkaian kegiatan penelitian dan pengujian atau kegiatan penemuan dan pengembangan suatu varietas, sesuai dengan metode baku untuk menghasilkan varietas baru dan mempertahankan kemurnian benih varietas yang dihasilkan. (Undang-undang Republik Indonesia nomor 29 tahun 2000 tentang perlindungan varietas tanaman).

Pemuliaan tanaman banyak ditekankan pada saha mempertinggi produktivitas hasil pertanian. Kenaikan hasil merupakan tujuan utama bagi pemuliaan tanaman. Kadang-kadang hal ini dilakukan dengan menyediakan varietas lebih produktif, karena adanya perbaikan seperti ketahanan terhadap penyakit tetapi sebagai hasil dari sistem fisiologi yang lebih efisien. (Allard, R.W. 1988. Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara: Jakarta.)

Plant breeding is the science, art, and business of improving plants for human benefit. (Bernardo, R. 2002. Breeding for quantitative traits. Stemma Press, Minneapolis,MN)

Plant breeding is technical components, for example, applied science, multidisciplinary approaches based on genetic principles, improved germplasm, new cultivars suited to human needs and transfer of few to many genes controlling simple to complex traits resulting in economically important phenotypes.

 

CONTOH KEBERHASILAN PEMULIAAN TANAMAN

  1. 1.      Pemuliaan Tanaman Padi Di Patir

Didasari dari keberhasilan BATAN dalam melepaskan varietas-varietas padi baru, telah mendorong Pemerintah Daerah Kalimantan Selatan untuk memperbaiki varietas padi lokal mereka yaitu Siam Datu, yang memiliki sifat yaitu berumur dalam, tanaman tinggi dan produksi  rendah. Tinggi dan umur varietas padi sangat mungkin diubah dengan teknik mutasi. Berdasarkan laporan Maluszynski dkk (1995), dari 322 varietas padi mutan yang dilepas secara resmi, 128 varietas dilepas karena batangnya menjadi lebih pendek (semi dwarfness), dabn 111 varietas karena umurnya menjadi lebih genjah. Oleh karena itu, permintaan dari Pemda Kalimantan Selatan tersebut sangat mungkin diwujudkan oleh BATAN. Kegiatan Uspen ini telah dimulai pada tahun 2005. Benih padi dari Kalimantan Selatan diiradiasi pada dosis 0,2 dan 0,3 kGy dan ditanam di Kebun  Percobaan Pasar Jum’at.

Dalam perakitan varietas unggul nasional ada beberapa pendekatan yang lazim digunakan, diantaranya pendekatan secara inbred lines, mutasi buatan, bioteknologi dan hibrida. Perakitan varietas secara inbred lines dan secara mutasi buatan sudah banyak menghasilkan varietas unggul dan telah ditanam di hampir semua areal pertanaman padi di dunia, secara bioteknologi yang dikenal dengan varietas trans-genic belum begitu lazim sedangkan varietas unggul hibrida lebih populer di daratan China dengan luas pertanaman pada tahun 1995 lebih dari 18 juta hektar atau sekitar 58 % dari areal pertanaman padinya. Pada penelitian ini dilakukan perakitan varietas melalui tiga pendekatan sekaligus, yaitu pendekatan secara inbred lines, mutasi buatan dan hibrida. Ketiga pendekatan ini dilakukan secara simultan dan saling mendukung.

Selain peningkatan produksi padi, juga ditujukan untuk perbaikan kualitas seperti peningkatan kandungan Fe, Zn dan menurunkan kandungan phytic acid yang merupakan anti  nutrisi bagi tubuh. Dari berbagai penelitian yang dilakukan, penurunan phytic acid ini baru bisa dengan menggunakan pemuliaan dengan teknik mutasi. Rendahnya kandungan phytic Acid dalam biji padi, akan menyebabkan peningkatan penyerapan unsur-unsur essensial yang dibutuhkan tubuh seperti Fe, Zn, dan vitamin-vitamin.

Sejumlah galur mutan tanaman sorgum dengan sifat-sifat agronomi unggul  seperti tahan rebah, genjah, produksi tinggi, kualitas biji baik, dan lebih tahan terhadap kekeringan telah dihasilkan dan dikoleksi sebagai plasma nutfah di PATIR-BATAN. Bekerjasama dengan Departemen Pertanian, penelitian dilanjutkan untuk pengujian secara multi lokasi dan multi musim, sebelum akhirnya galur-galur mutan diusulkan untuk dilepas menjadi varietas sorgum baru. Pengujian dilakukan di beberapa Propinsi termasuk Jabar, Jateng, DIY, Jatim, NTB, NTT, Sultra, Sulut, and Gorontalo.

(Anonymous, 2012. Online:  [http://www.batan.go.id/patir/_berita/pert/
padi/padi.html
] diakses tanggal 23 Februari 2012)

2.      Pemuliaan Mutasi Tanaman Jeruk Keprok
(Mutation Breeding Of Citrus Reticulata Blanco)

Karakterisasi merupakan salah satu cara yang biasa digunakan dalam kegiatan pemuliaan untuk mendeteksi perubahan sifat yang terjadi pada tanaman termasuk setelah perlakuan mutasi. Penelitian ini bertujuan untuk melihat karakter morfologi tanaman jeruk keprok yang telah mendapat perlakuan radiasi sinar gamma. tanaman yang diamati dalam penelitian ini adalah tanaman jeruk keprok (Batu 55, SoE, dan Garut) yang telah mendapat perlakuan sinar gamma (20 Gray, 40 Gray dan 60 Gray) dan berumur tiga tahun.

Pengamatan karakterisasi morfologi tanaman dilakukan pada fase vegetatif dan generatif dengan menggunakan descriptor list dari IPGRI yang telah disesuaikan terhadap setiap individu tanaman yang mengalami perlakuan. Jumlah dihitung untuk mandapatkan kandidat tanaman yang seedless. Hasil pengamatan terhadap morfologi daun menunjukkan adanya karakter yang berbeda yaitu pada jeruk keprok Batu 55 yang telah diradiasi dengan sinar gamma 20 gray terdapat sayap daun yang sempit dengan obovate yaitu bagian atas lebar kamudian semakin ke pangkal semakin menyempit. Sementara pengamatan terhadap jumlah biji menunjukkan bahwa dari 36 tanaman Keprok SoE terdapat 3 tanaman (8.3 %) memiliki biji nol (0) atau seedless. Kata kunci : mutan, Batu55, SoE, Garut, sinar gamma, karakterisasi.
(Martasari, C.; Agisimanto, D.; Yusuf, H.M. [Balai Penelitian Tanaman Jeruk Dan Buah Subtropika] 2005. 2006. , HAL 140 – 151. ISBN : 978-979-98489-5-6.).

3.      Modifikasi Sorghum

Contoh yang baik adalah modifikasi sorghum sejak keberhasilannya introduksi di Amerika Serikat sekitar 100 tahun yang lampau. Jenis ini, suatu sorghum tropis, yang pertama ditunjukkan untuk daerah panas di bagian tenggara dan selatan. Secara berangsur-angsur, varietas yang genyah telah dikembangkan sampai sorghum sekarang merupakan krop penting di daerah Shouth Dahkota. (Allard, R.W. 1988. Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara: Jakarta.)

 

 

 

PROGRAM BAKU PEMULIAAN TANAMAN

Ruang lingkup pemuliaan tanaman dibagi menjadi empat kegiatan besar, yaitu

pembentukan keragaman genetik (sebagai populasi dasar/bahan dasar proses pemuliaan tanaman), seleksi (pemilihan yang didasarkan pada penilaian genetik dari populasi yang diseleksi), pengujian (menguji individu-individu yang terseleksi untuk dipastikan kualitas dan kuantitasnya sebelum akhirnya dilepas) dan pelepasan varietas.

 

Proses yang akan dilalui untuk memuliakan suatu tanaman adalah sebagai berikut:

 

  1. Penentuan tujuan pemuliaan tanaman
    Penentuan tujuan ialah proses yang wajib untuk dilakukan karena akan menentukan pada hasil yang akan diperoleh. Tujuan program pemuliaan biasanya diperoleh dari masalah – masalah yang ditemui dilapang, sehingga diharapkan hasil program pemuliaan tersebut dapat menjadi solusi permasalahan yang ada. Untuk menentukannya, para pemulia perlu mengetahui masalah serta harapan produsen dan konsumen, serta gagasan pemulia sendiri. Ada dua macam tujuan dalam pemuliaan tanaman, antaralain :
  1. Tujuan Jangka Pendek
    Dengan Ilmu Pemuliaan akan didapat hasil tanaman yang lebih bagus dan mempunyai jangka pendek sehingga dapat diproduksi secara Nasional atau dunia seperti penanaman padi atau gandum. Kita tahu bahwa tanaman padi semakin hari semakin baik dengan masa tanam kurang dari 4 bulan ,sehingga dalam satu tahun bisa 3 kali panen.
    Bahkan dengan pemulian tanaman padi bisa lebih singkat dan lebih banyak hasilnya pada suatu kelak,sehingga akan sangat bermanfaat. (Sumber:http://id.shvoong.com/exact-sciences/agronomy-agriculture/2254506-pemuliaan-tanaman/#ixzz1nNaIvsXI)Jadi, tujuan jangka pendek pemuliaan tanaman antaralain :
    a. Memenuhi keinginan konsumen dengan memperbaiki kualitas produk yang dihasilkan, seperti halnya:

    • perbaikan ukuran pada buah pepaya yang kecil-kecil menjadi lebih besar dan berbiji sedikit;
    • warna pada bunga anggrek yang bermacam-macam atau warna semangka merah menjadi kuning;kandungan bahan tertentu , misalnya pada golden rice yang mengandung  beta-karotena (pro-vitamin A) pada bagian endospermanya dimana pada padi tipe liar tidak terdapat bahan tersebut;
    • ketahanan simpan tanaman atau pangan, misalnya ketahanan bunga potong sedap malam dengan penambahan asam benzoat (pa) 100 ppm ke dalam larutan gula 4% dapat mempertahankan lama peragaan (masa simpan)bunga potong sedap malam. Larutan gula 4% dan sodiumbenzoat teknis 500 ppm dapat digunakan sebagai bahanpengawet alternatif yang murah untuk mempertahankan lamaperagaan bunga potong sedap malam dan meningkatkan jumlah kuntum mekar (Buletin Teknik Pertanian Vol. 10, Nomor 1, 2005);
    • keindahan dan keunikan tanaman atau pangan, misalnya tanaman hias mawar ‘Königin der Rosen’, salah satu contoh mawar Hybrid Tea, anggrek dan lain-lain.

 

 

 

 

 

 

‘Königin der Rosen’ (Anonymous,2012. Online:
[http://id.wikipedia.org/wiki/Mawar ] diakses tanggal 25
Februari 2012).
b. Memenuhi kebutuhan petani atau produsen, yaitu Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya diarahkan pada peningkatan daya hasil, cepat dipanen, ketahanan terhadap organisme pengganggu atau kondisi alam yang kurang baik bagi usaha tani, serta kesesuaian terhadap perkembangan teknologi pertanian yang lain. Hasil yang tinggi menjamin terjaganya persediaan bahan mentah untuk diolah lebih lanjut. Tanaman yang berumur singkat (genjah) akan memungkinkan efisiensi penggunaan lahan yang lebih tinggi. Ketahanan terhadap organisme pengganggu atau kondisi alam yang tidak mendukung akan membantu pelaku usaha tani menghindari kerugian besar akibat serangan hama, penyakit, serta bencana alam. (Annonymous, 2012. Pemuliaan Tanaman. Online [http://fp.uns.ac.id/~hamasains/bab1pemuliaan.htm] diakses tanggal 23 Februari 2012).

c. Memenuhi kebutuhan industri, misalnya dengan meningkatkan kandungan curcumin pada temulawak (Tidak semua temulawak mengandung banyak Curcumin. Curcumin dalam temulawak ini hanya dapat diperoleh dengan teknologi tinggi dan tidak bisa diperoleh dengan cara tradisional seperti di godok, karena Curcumin tidak larut di air. Selain dapat melindungi Hati dari kerusakan juga dapat berfungsi sebagai Antioksidan yang kuat (menangkap radikal-radikal bebas yang berbahaya bagi sel tubuh), mampu menahan pelipatgandaan sel kanker, dapat menurunkan kolesterol dan anti radang.)

2. Tujuan Jangka Panjang
Tujuan lainnya dalam program pemuliaan tanaman didasarkan pada strategi jangka panjang untuk mengantisipasi berbagai perubahan arah konsumen atau keadaan lingkungan. Pemuliaan padi misalnya, pernah diarahkan pada peningkatan hasil, tetapi sekarang titik berat diarahkan pada perakitan kultivar yang toleran terhadap kondisi ekstrem (tahan genangan, Tahan kekeringan, dan tahan lahan bergaram) karena proyeksi perubahan iklim dalam 20-50 tahun mendatang. Tujuan pemuliaan akan diterjemahkan menjadi program pemuliaan. (Annonymous, 2012. Pemuliaan Tanaman. Online [http://fp.uns.ac.id/~hamasains/bab1pemuliaan.htm] diakses tanggal 23 Februari 2012).

  1. Penyediaan Materi Pemuliaan (Pembentukan Keragaman Genetik)

Penyediaan materi pemuliaan (populasi dasar) yang memiliki keragaman genetik yang tinggi sangat penting untuk menunjuang proses pemuliaan tanaman. Karena suatu tanaman dapat ditingkatkan potensi genetiknya jika terdapat keragaman genetik dalam populasinya. Peningkatan keragaman (variabilitas) genetik apabila aksesi tidak ada satu pun yang memiliki suatu sifat yang diinginkan, pemulia tanaman melakukan beberapa cara untuk merakit individu yang memiliki sifat ini. Beberapa cara yang dapat dilakukan adalah introduksi bahan koleksi, persilangan, manipulasi kromosom, mutasi dengan paparan radioaktif atau bahan kimia tertentu, penggabungan (fusi) protoplas/inti sel, manipulasi urutan gen, transfer gen, dan manipulasi regulasi gen.

  1. Penilaian untuk dijadikan varietas baru (Seleksi)

Proses seleksi dapat dilakukan jika materi pemuliaan (populasi dasar) memiliki keragaman genetik yang tinggi. Pemilihan melalui penilaian genotip individu atau populasi didasarkan pada penampakan fenotip atau uji keturunan. Keefektifan seleksi tergantung pada tujuan program pemuliaan, tingkat keragaman genetik pada populasi dasar, jenis tanaman dan parameter genetik. Metode seleksi yang diterapkan tergantung pada cara perkembangbiakan tanaman (generatif dan vegetatif). Beberapa metodenya antaralain :

  • Metode seleksi tanaman menyerbuk sendiri, yaitu :

–          Seleksi massa : memilih bahan tanam yang lebih baik pada generasi berikut. Dalam program pemuliaan, seleksi ini juga merupakan yang paling sederhana dan banyak pemulia hanya mengandalkan nalurinya dalam menjalankan metode ini, meskipun dasar ilmiah untuk pelaksanaannya sudah tersedia. Dalam praktik sehari-hari, pemulia mengamati penampilan fenotipe setiap individu dalam suatu populasi lalu memilih individu yang akan dipelihara keturunannya kelak. Praktek yang demikian juga disebut seleksi massa positif. Seleksi massa negatif (disebut juga roguing) juga dapat dilakukan, terutama untuk memelihara kemurnian sifat suatu populasi: individu-individu yang menyimpang dari penampilan normal dibuang. Kalangan pemuliaan tanaman menamakan seleksi massa karena biasanya cara seleksi ini dilakukan terhadap ukuran populasi yang besar dalam pertanaman di ladang. Pemuliaan hewan mengistilahkan sebagai seleksi individu karena seleksi didasarkan atas dasar penampilan individu, bukan kerabat dari individu tersebut.

–          Seleksi galur murni : yaitu metode pemilihan dengan caramemisahkan individu-individu yang terdapat dalam populasi Varietas Asal kemudian digalurkan sehingga mencapai kondisi homozigot yaitu individu yang mempunyai dan atau lebih alel-alelyang sama.

–          Seleksi pedigree : yaitu metode pemilihan yang dilakukan sejak generasi kedua (F2) dengan mencatat asal usulnya sehingga diperoleh galur murni

–          Seleksi bulk yaitu metode pemilihan yang dilakukan pada generasi lanjut untuk mendapatkan galur murni.

–          SSD (Seleksi Single Seed Descent), yaitu satu keturunan satu biji. Pada prinsipnya, individu tanamanterpilih dari hasil suatu persilangan pada F2 dan selanjutnya ditanam cukup satu biji satu keturunan.. Cara ini dilakukan  sampai  generasi yang ke-5 atau ke-6 (F5 atau F6). Bila padagenerasi tersebut sudah diperoleh tingkat keseragaman yang diinginkan maka pada generasiberikutnya pertanaman tidak dilakukan satu biji satu keturunan tetapi ditingkatkan menjadisatu baris satu populasi keturunan, kemudian meningkat lagi menjadi satu plot satu populasiketurunan.

–          Backcross : Persilangan F1 dengan induknya (resesif/dominan)

(Sumber : PERATURAN MENTERI PERTANIAN NOMOR :
34/Permentan/OT.140/7/2008)

  • Metode seleksi tanaman menyerbuk silang yaitu :

–          Seleksi galur murni : yaitu metode pemilihan dengan caramemisahkan individu-individu yang terdapat dalam populasi Varietas Asal kemudian digalurkan sehingga mencapai kondisi homozigot yaitu individu yang mempunyai dan atau lebih alel-alelyang sama.

–          Seleksi massa : memilih bahan tanam yang lebih baik pada generasi berikut. Dalam program pemuliaan, seleksi ini juga merupakan yang paling sederhana dan banyak pemulia hanya mengandalkan nalurinya dalam menjalankan metode ini, meskipun dasar ilmiah untuk pelaksanaannya sudah tersedia.

–          Seleksi satu tongkol satu baris (ear to row) : cara ini modifikasi dari seleksi massa. Pada seleksi massa, tanaman yang terpilih (tongkol) langsung dicampur dan digunakan untuk pertanaman seleksi musim berikutnya.Padahal, tongkol yang terpilih tersebut merupakan hasil persilangan ecaa acak sehingga sulit diduga susunan genotipnya.Untuk memperbaiki kelemahan ini, tongkol-tongkol tersebut diuji terlebih dahulu sebelum dicampur.Cara pengujian tersebut disebut pengujian keturunan (progeny test). (Mangoendidjojo W. 2011. Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman. Kansisus )

–           recurrent selection : seleksi berulang.

 

  1. 4.      Pengujian genotip atau varietas harapan (uji pendahuluan, uji lanjutan)

 

Sebelum dilepas menjadi varietas baru, terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap individu atau populasi terseleksi. Pengujian tersebut berupa uji adaptasi dan uji daya hasil, sehingga dapat diketahui kemampuan individu atau populasi tersebut pada lingkungan jika dibandingkan dengan varietas unggul yang sudah ada. Bahan-bahan pemuliaan yang telah terpilih harus dievaluasi atau diuji terlebih dahulu dalam kondisi lapangan karena proses seleksi pada umumnya dilakukan pada lingkungan terbatas dan dengan ukuran populasi kecil. Evaluasi dilakukan untuk melihat apakah keunggulan yang ditunjukkan sewaktu seleksi juga dipertahankan dalam kondisi lahan pertanian terbuka dan dalam populasi besar. Selain itu, bahan pemuliaan terpilih juga akan dibandingkan dengan kultivar yang sudah lebih dahulu dirilis.  ( Tim Dosen Budidaya Tanaman. 2011. Panduan Praktikum Pemuliaan Tanaman. Fakultas Pertanian  Universitas Brawijaya Malang.)

 

  1. Pelepasan Varietas harapan menjadi varietas baru (uji  multilokasi)

Untuk varietas yang akan dilepas harus diadakan percobaan adaptasi, dibandingkan dengan varietas baku, di beberapa tempat yang mewakili daerah, di mana varietas tersebut akan dianjurkan. Percobaan adaptasi dilaksanakan sedemikian rupa sehingga data yang diperoleh dapat dipercaya. Sebelum pelepasan varietas harus melakukan prosedur pelepasannya dengan cara mengajukan Permohonan pelepasan varietas diajukan secara tertulis kepada Menteri Pertanian melalui Ketua Badan Benih Nasional dan beberapa tahap yang lainnya. Keputusan tentang pelepasan varietas ditetapkan oleh Menteri Pertanian dengan Surat Keputusan.