ACARA - Hibridisasi Tanaman Menyerbuk Silang

LAPORAN PRAKTIKUM

DASAR-DASAR PEMULIAAN TANAMAN

ACARA IV

HIBRIDISASI TANAMAN MENYERBUK SILANG

Semester

Gasal 2013/2014

Oleh

Nama : Priyambada Yudha Baskara

NIM : A1L012121

Rombongan : C1

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI

PURWOKERTO

2013

ACARA V. MENENTUKAN BOBOT 1000 BIJI

Tanggal Praktikum : 3 Oktober 2013

Nama : Priyambada Yudha Baskara

NIM : A1L012121

Nama Partner : 1. Abraham Kevin

2. Agri Rozak Y

3. M. Shodiqqurifqi

Rombongan : C1

Asisten :

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Salah satu upaya yang perlu kita lakukan untuk meningkatkan

hasil pertanian adalah dengan penggunaan bibit unggul. Sifat

bibit unggul pada tanaman dapat timbul secara alami karena

adanya seleksi alam dan dapat juga timbul karena adanya campur

tangan manusia. Persilangan merupakan salah satu cara untuk

menghasilkan rekombinasi gen. Secara teknis, persilangan

dilakukan dengan cara memindahklan tepung sari kekepala putik

pada tanaman yang diinginkan sebagai tetua, baik pada tanaman

yang menyerbuk sendiri (self polination crop) maupun pada

tanaman yang menmyerbuk silang (cross polination crop).

Varietas unggul didapat melalui beberapa metode pemuliaan

tanaman. Metode pemuliaan ini sangat ditentukan oleh sistem

penyerbukan ataupun cara perkembang biakan tanman. Metode untuk

tanaman menyerbuk sendiri berbeda dengan metode untuk tanaman

menyerbuk silang. Metode yang dikembangkan secara seksual

berbeda dengan yang dikembangkan secara aseksual. Beberapa

metode pemuliaan tanaman yang diketahui yaitu introduksi,

seleksi dan hibridisasi dilanjutkan seleksi.

Varietas hibrida merupakan generasi pertama hasil

persilangan antara tetua berupa galur inbrida. Varietas hibrida

dapat dibentuk pada tanaman menyerbuk sendiri maupun menyerbuk

silang. Jagung merupakan tanaman pertama yang dibentuk

menghasilkan varietas hibrida secara komersial.

Tanaman jagung mempunyai komposisi genetik yang sangat

dinamis karena cara penyerbukan bunganya menyilang. Fiksasi gen-

gen unggul (favorable genes) pada genotipe yang homozigot justru

akan berakibat depresi inbreeding yang menghasilkan tanaman

kerdil dan daya hasilnya rendah. Tanaman yang vigor, tumbuh

cepat, subur, dan hasilnya tinggi justru diperoleh dari tanaman

yang komposisi genetiknya heterozigot.

B. Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk menghasilkan biji F1 dengan

kombinasi sifat tetua dari persilangan jagung, sebagai salah

satu tahap dalam upaya perakitan varietas baru untuk tanaman

menyerbuk silang.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Reproduksi merupakan kemampuan mahluk hidup untuk

memperbanyak diri. Reproduksi dapat dibedakan menjadi dua macam,

yaitu reproduksi seksual (reproduksi melalui peleburan gamet

tetua) dan reproduksi aseksual (reproduksi tanpa peleburan gamet

tetua). Penyerbukan adalah jatuhnya serbuk sari ke kepala putik.

Sedangkan pembuahan adalah bergabungnya gamet jantan dan gamet

betina. Kriteria klasifikasi yang dipergunakan hanya berdasarkan

tingkat penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang. Polonasi

sendiri tentu hanya merupakan salah satu sistem perbanyakan

tanaman dan hanya sebagai salah satu jalan dimana populasi dapat

dikawinkan. Didalam group penyerbukan silang, jumlah persilangan

dari luar sangat penting karena ia mempengaruhi kontaminasi stok

pemuliaan. Ada perbedaan yang besar antara jumlah persilangan

luar dengan dalam spesies dari suatu kelompok. Jumlah

persilangan dari varietas yang diberikan juga dipengaruhi oleh

keadaan lingkungan yang berubah (R.W. Allard, 1992).

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 (Syukur, dkk. 2009)

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 (Azrai dan Kasim, 2003).

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 (Azrai dan Kasim, 2003).

Faktor terpenting dalam pembentukan hibrida adalah

pemilihan plasma nutfah pembentuk populasi dasar yang akan

menentukan tersedianya tetua unggul. Tetua yang berasal dari

plasma nutfah superior dengan karakter agronomi ideal akan

menghasilkan galur yang memiliki daya gabung umum dan daya

gabung khusus yang tinggi. Dalam proses perakitan hibrida

dibutuhkan sedikitnya dua populasi yang memiliki latar belakang

plasma nutfah dengan keragaman genetik yang luas, penampilan

persilangan menonjol, dan menunjukkan tingkat heterosis tinggi.

Pembentukan hibrida diutamakan persilangan-persilangan antara

bahan genetik atau populasi yang kontras atau berbeda sumber

plasma nutfahnya (Syukur, dkk. 2009).

Di alam penyerbukan silang terjadi secara spontan.

Penyerbukan tersebut terjadi dengan bantuan angin, serangga

pollination dan binatang lainnya. Pada penyerbukan alami tidak

diketahui sifat-sifat dari pohon induk apakah baik atau buruk

sehingga tidak dapat dilakukan pengontrolan. Akibatnya hasilnya

seringkali mengecewakan. Oleh karena itu agar persilangan dapat

dikontrol dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan, maka

manusia melakukan penyerbukan silang buatan (Wels, 1981).

Pada dasarnya teknik persilangan tanaman menyerbuk silang

hampir sama dengan teknik persilangan menyerbuk silang.

Perbedaan teknik persilangan menyerbuk silang dengan menyerbuk

sendiri ialah pada proses emaskulasi. 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. Proses lainnya

(persiapan,

isolasi, pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari, polinasi,

penutupan bunga dan pelabelan) sama seperti pada tanaman

menyerbuk sendiri. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan

hibridisasi:

a) Pemilihan tetua.

b) Pengetahuan tentang morfologi dan metode reproduksi tanaman

(menyerbuk

sendiri dan menyerbuk silang).

c) Waktu tanaman bunga (waktu bunga mekar/tanaman berbunga)

d) Keadaan cuaca saat penyerbukan.

e) Pelaksana (Sunarto, 1997).

III. METODE PRAKTIKUM

A. Alat

1. Kantong kertas besar

2. Kantong kertas sedang

3. Strapler dan isinya

4. Label

5. Pensil

B. Bahan

1. Tongkol tetua betina

2. Malai tetua jantan

C. Prosedur kerja

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Kelompok : 4

Rombongan : C1

Tetua : Jantan dari jagung manis, dan betina dari

jagung manis

Tanggal penyerbukan : 3 Oktober 2013

Jumlah biji jagung : 413 biji

Tanggal pengambilan : 22 Oktober 2013

B. Pembahasan

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 (Syukur, dkk. 2009).

Pada umumnya maksud dan tujuan daripada penyelenggaraan

hibridisasi adalah untuk memperoleh jenis-jenis tanaman baru yang

memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

1. Tumbuhnya tanaman lebih cepat, dapat lekas menjadi besar dan

lebih kuat.

2. Hasilnya dapat dipungut dalam waktu yang lebih pendek.

3. Produksinya setiap tahun tetap baik atau lebih tinggi.

4. Kualitas hasil yang diperoleh lebih baik.

5. Bentuk dan warna bunga lebih menarik dan lebih indah.

6. Tanamannya lebih tahan terhadap serangan hama dan jangkitan

penyakit.

7. Tanamannya lebih tahan terhadap iklim yang buruk, musum kering

yang panjang, hujan lebat dan tidak memilih jenis tanah

tertentu, sehingga dapat tumbuh baik di berbagai daerah.

(Syukur,

dkk. 2009).

Teknik Penyerbukan Silang Buatan adalah sebagai berikut :

1. Persiapan – Pengamatan bunga : pembungaan, benang sari,

putik. Mengumpulkan informasi mengenai : asal usul dan sifat

tanaman, waktu penyerbukan yang baik. Pemilihan induk jantan

dan betina. Pemilihan bunga-bunga yang akan disilangkan.

2. Isolasi kuncup terpilih

3. Kastrasi / emaskulasi : Membuang semua benang sari dari

sebuah kuncup bunga yang akan dijadikan induk betina dalam

penyerbukan silang. Dimaksudkan untuk menghindarkan

penyerbukan sendiri. Dilakukan sebelum bunga mekar (putik dan

benang sari belum masak).

4. Pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari. Hal-hal yang harus

diperhatikan : serbuk sari tidak dapat disimpan terlalu lama

pada kelembaban relatif tinggi, makin tua umur serbuk sari

makin rendah kemampuan kecambahnya untuk membentuk tabung

serbuk sari, serbuk sari membutuhkan penyimpanan dengan

kelembaban rendah (10-50%) dan suhu rendah (2-8ºC). Biasanya

serbuk sari disimpan dalam desiccator yang diisi CaCl2 atau

H2SO4 dengan konsentrasi tertentu.

5. Melakukan penyerbukan silang. Pada bunga hermafrodit,

kastrasi harus dilakukan. Pada tanaman yang hanya

menghasilkan bunga betina (femineus), putik dapat langsung

diserbuki (tanpa kastrasi terlebih dahulu) saat bunga mekar.

Waktu terbaik untuk melakukan penyerbukan adalah pada saat

tanaman berbunga lebat. Suhu yang baik untuk melakukan

penyerbukan adalah 20-25 ºC. Hindarkan kompetisi nutrisi

antar putik yang diserbuki (dalam satu cabang, sebaiknya

jumlah putik yang diserbuki tidak terlalu banyak). Kepala

putik harus sudah mencapai masa reseptif, dan serbuk sari

sudah benar-benar masak. Materi penyerbukan dan pembuahan

pada bunga ini merupakan materi yang patut diperhatikan dan

dipelajari dikarenakan tanpa penyerbukan dan pembuahan tidak

akan ada regenerasi dari suatu makhluk hidup.

(A

shari, 1998)

Dalam melakukan persilangan harus diperhatikan hal-hal

berikut ini, yaitu :

1. Faktor Internal

a. Pemilihan Tetua

Ada lima kelompok sumber plasma nutfah yang dapat dijadikan

tetua persilangan yaitu: (a) varietas komersial, (b) galur-

galur elit pemuliaan, (c) galur-galur pemuliaan dengan satu

atau beberapa sifat superior, (d) spesies introduksi tanaman

dan (e) 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.

b. 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, (2) waktu emaskulasi dan penyerbukan.

Pada tetua betina waktu emaskulasi harus diperhatikan,

seperti pada bunga kacang tanah, padi harus pagi hari, bila

melalui waktu tersebut polen telah jatuh ke stigma. Juga

waktu penyerbukan harus tepat ketika stigma reseptif. Jika

antara waktu antesis 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

bersamaan. Untuk tujuan sinkronisasi ini diperlukan informasi

tentang umur tanaman berbunga (Syukur, 2009).

2. Faktor Eksternal

a. 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. Tanaman menyerbuk silang dicirikan oleh struktur

bunga sebagai berikut :

secara morfologi, bunganya mempunyai struktur tertentu.

waktu antesis dan reseptif berbeda.

inkompatibilitas atau ketidaksesuaian alat kelamin.

adanya bunga monoecious dan dioecious.

b. Cuaca Saat Penyerbukan

Cuaca sangat besar peranannya dalam menentukan keberhasilan

persilangan buatan. Kondisi panas dengan suhu tinggi dan

kelembaban udara terlalu rendah menyebabkan bunga rontok.

Demikian pula jika ada angin kencang dan hujan yang terlalu

lebat.

c. Pelaksana

Pemulia yang melaksanakan hibridisasi harus dengan serius dan

bersungguh-sungguh dalam melakukan hibridisasi, karena jika

pemulia ceroboh maka hibridisasi akan gagal  

(Syukur,

2009)

Tanaman Menyerbuk silang dicirikan oleh strutur bunga sebagai

berikut :

a. Secara morfologi, bunganya mempunyai struktur tertentu.

b. Waktu antesis dan reseptif berbeda.

c. Inkompatibilitas atau ketidaksesuaian alat kelamin.

d. Adanya bunga monoecious dan dioecious

Pemilihan tetua sebagai induk dapat dilakukan dengan

menggunakan dua cara, yaitu :

1. Pemilihan tetua untuk karakter kualitatif

Karakter kualitatif menunjukkan fenotif yang berbeda akibat

adanya genotif yang berbeda.

2. Pemilihan tetua untuk karakter kuantitatif

Pemilihan karakter kuantitatif lebih sulit karena perbedaan

fenotif belum tentu disebabkan oleh genotif yang berbeda.

Hal ini dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pemilihan tetua

untuk karakter ini perlu dipertimbangkan dari segi aspek

fisiologi, aspek adaptasi, dan susunan genotif.

(Nasir,

2001)

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 dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah

kompatibilitas tetua, ketepatan waktu reseptif betina dan

antesis jantan, kesuburan tanaman serta faktor lingkungan.

Kompatibilitas tetua terkait dengan gen-gen yang terkandung pada

tetua jantan dan betina. Waktu reseptif betina dan antesis

jantan dapat dilihat ciri morfologi bunga. Bunga yang terbaik

adalah bunga yang akan mekar pada hari tersebut.Sementara itu,

faktor lingkungan yang berpengaruh pada keberhasilan persilangan

buatan adalah curah hujan, cahaya mahatari, kelembaban dan suhu.

Curah hujan dan suhu tinggi akan menyebabkan rendahnya

keberhasilan persilangan buatan. Pada persilangan buatan tanaman

hermaprodit atau juga tanaman lainnya, biji yang dihasilkan

belum tentu merupakan hasil persilangan buatan. Bisa jadi biji

tersebut merupakan hasil selfing (untuk bunga hermaprodit) atau

hasil persilangan tanaman lain (karena prosesisolasi yang tidak

sempurna). Hal tersebut dapat dideteksi dengan bantuan penanda,

baik berupa penanda morfologi maupun penanda molekuler. Sifat

kualitatif tanaman dapat digunakan sebagai penanda morfologi

(Sunarto, 1997).

Praktikum Dasar Pemuliaan Tanaman acara Hibridisasi Tanaman

Menyerbuk Silang ni dilakukan pada tanaman jagung. Hibridisasi

dilakukan dengan memasukkan kantong penutup kepada malai lalu

menggoyang-goyangkan malai sampai serbuk sarinya terkumpul.

Kantong yang berisi serbuk sari dilepaskan perlahan dengan hati-

hati, agar serbuk sari tidak keluar dan tidak terjadi

kontaminasi. Kemudian serbuk sari didekatkan pada ujung rambut

tongkol bunga betina. Serbuk sari ditaburkan pada ujung rambut

tongkol dengan cepat untuk menghindari kontaminasi. Setelah

penyerbukan selesai, tongkol ditutup kembali dengan kantong

malai, dan dikuatkan pada batang dengan menggunakan tali.

Kemudian dipelihara dan amati perkembangan bakal biji pada

tongkol setelah dilakukanya persilangan.

Varietas jagung yang digunakan dalam praktikum hibridisasi

buatan kali ini adalah varietas jagung manis sebagai tetua

betina dan tetua jantan. Emaskulasi dilakukan pada hari Jumat

tanggal 03 Oktober 2013. Hasil hibridisasi diperoleh pada

tanggal 22 Oktober 2013. Jumlah biji yang dihasilkan dari

persilangan berjumlah 413 biji. Dari hasil pengamatan,

hibridisasi yang dilakukan ini termasuk sudah berhasil, sebab

bunga betina yang diamati menunjukkan tanda-tanda keberhasilan

hibridisasi yaitu bulu-bulu benang tongkol berubah warna menjadi

kecoklatan dan tongkol membesar. Keberhasilan suatu persilangan

buatan dapat dilihat kira-kira satu sampai dua 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.

(Syuk

ur, 2009)

V. SIMPULAN

1. Hibridisasi (persilangan) adalah penyerbukan silang antara

tetua yang berbeda susunan genetiknya. Penyerbukan tersebut

terjadi dengan bantuan angin, serangga pollination dan

binatang lainnya.

2. Teknik penyerbukan silang buatan meliputi Pengumpulan dan

penyimpanan serbuk sari, Persiapan – Pengamatan bunga,

Isolasi kuncup terpilih, Kastrasi / emaskulasi, kemudian

melakukan penyerbukan silang.

3. Varietas jagung yang digunakan adalah varietas jagung manis

sebagai tetua betina dan tetua jantan. Dan menghasilkan biji

dengan jumlah 343 biji.

DAFTAR PUSTAKA

Allard, R.W. 1988. Pemuliaan Tanaman. Bina Aksara - Jakarta.

Ashari, S. 1998. Pengantar Biologi Reproduksi Tanaman. Penerbit Rineka

Cipta – Jakarta.

Azrai, M., dan F. Kasim. 2003. Analisis varians dan heritabilitas ketahanan

galur jagung rekombinan terhadap penyakit bulai. Jurnal Penelitian

Pertanian Tanaman Pangan. 22 (1): 31-35.

Nasir, M. 2001. Pengantar Pemuliaan Tanaman. Direktorat Jenderal

Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional - Jakarta.

Sunarto. 1997. Pemuliaan Tanaman. IKIP Semarang Press, Semarang.

Syukur, M., S. Sujiprihati, dan R. Yunianti. 2009. Teknik Pemuliaan

Tanaman. Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Departemen

Agronomi dan Hotikultura IPB – Bogor.

Wels, James R. 1981. Dasar-dasar Denetika dan Pemuliaan Tanaman.

Erlangga - Jakarta.

LAMPIRAN

FOTO JAGUNG HASIL PENYERBUKAN SILANG