BAB I. PENDAHULUAN ILMU PEMULIAAN TANAMAN/ILMU PENJENISAN/ILMU SELEKSI - Ilmu terpakai yang bertujuan untuk mendapatkan jenis–jenis baru yang bersifat unggul yang mempunyai sifat ekonomis yang lebih berharga. - Bertugas memelihara jenis–jenis unggul yang telah ada serta mempertahankan sifat–sifat keunggulan yang dimiliki Tujuan akhir setiap program pemuliaan tanaman adalah untuk mendapatkan tanaman dengan sifat yang lebih baik (lebih unggul) dalam hal ini adalah sifat – sifat tertentu yang diinginkan. TUJUAN , SASARAN, DAN SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN 1.Tujuan : a. Produksi b. Kualitas c. Ketuhanan d. Umur a. Produksi a. Poligenik(dikendalikan banyak gen) b. Amat dipengaruhi oleh lingkungan c. Adaptasi d. Stabilitas
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I. PENDAHULUAN
ILMU PEMULIAAN TANAMAN/ILMU PENJENISAN/ILMU SELEKSI
- Ilmu terpakai yang bertujuan untuk mendapatkan jenis–jenis baru yang bersifat
unggul yang mempunyai sifat ekonomis yang lebih berharga.
- Bertugas memelihara jenis–jenis unggul yang telah ada serta mempertahankan
sifat–sifat keunggulan yang dimiliki
Tujuan akhir setiap program pemuliaan tanaman adalah untuk mendapatkan tanaman
dengan sifat yang lebih baik (lebih unggul) dalam hal ini adalah sifat – sifat tertentu yang
diinginkan.
TUJUAN , SASARAN, DAN SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN
1.Tujuan : a. Produksi
b. Kualitas
c. Ketuhanan
d. Umur
a. Produksi
a. Poligenik(dikendalikan banyak gen)
b. Amat dipengaruhi oleh lingkungan
c. Adaptasi
d. Stabilitas
e. Pengaruh morfologis
f. Pengaruh fisiologis
g. Perlakuan agronomis(lingkungan mikro)
b. Kualitas
a. Poligenik/monogenik
b. Holtikultura beda dengan tanaman pangan
c. Selera konsuman
d. Lingkungan khusus
c. Ketahanan/resistensi
a. Poligenik/monogenik
b. Memperkecil kehilangan hasil
c. Gangguan biotik : H, P
d. Gangguan abiotik : fisik, kimia
d. Umur tanaman
a. Persatuan luas
b. Persatuan waktu
c. Penghindaran cekaman
d. Frekuensi panen
e. Pola tanam
2. Sasaran Pemuliaan Tanaman
1. Menghasilkan jenis–jenis baru yang berproduksi lebih tinggi dari jenis–jenis yang
sudah ada.
2. Mendapatkan jenis–jenis unggul tahan hama penyakit serta kekeringan.
3. Mendapatkan jenis–jenis baru yang kualitasnya tinggi sehingga mampu bersaing di
pasaran dunia.
4. Jenis unggul masak awal
3 Sumbangan Pemuliaan Tanaman Terhadap Kemajuan Pertanian
1. Penigkatan produktifitas
2. Perluasan daerah produksi
3. Varietas–varietas hibrida
4. Resistansi terhadap penyakit
5. Resitensi terhadap hama
6. Kualitas
Rambu-rambu Tahap-tahap Pemuliaan Tanaman
2.2.1 Pembentukan Populasi
Populasi dapat dibentuk melalui :koleksi, introduksi, persilangan, mutasi atau fusi; disini
perlu konsepsi (loko perlu bahan bakar)
Dalam mengetahui populasi perlu parameter populasi (x, s2, α3 (skewness), α4(kurtosis),
sebaran normal), sehingga kita punya keyakinan kuat populasi ini akan menghasilkan
varietas unggul
seperti didefinsikan.
Rancangan percobaan yang dapat digunakan dalam membentuk populasi ini
membutuhkan asumsi, α, contoh : galat (εi) ~ NID (0, σ2), resiko-bias. Dalam hal ini, α =
taraf nyata, 1- α = peluang (selang kepercayaan). Dalam biologi, * = 5 %, berbeda nyata
dan ** = 1 %, berbeda sangat nyata. Skema rancangan percobaan yang dapat
digunakan adalah sebagai berikut :
Kadang “populasi” yang kita miliki tidak cukup besar dengan kata lain kita hanya punya
contoh yang ukurannya kecil sehingga tidak bisa mewakili populasi. Hal ini hanya bisa
diatasi dengan memperbesar ukuran contoh sehingga memadai. Terkecuali memang
masih sedang dalam proses dan
kita ingin mengevaluasinya
Sifat yang diamati dalam populasi dahulu dilakukan pada sifat-sifat yang kasat mata
seperti tinggi tanaman banyak anakan, panjang malai dan seterusnya. Saat kini lebih ke
pengamatan mikro seperti kandungan protein, kandungan gula, kandungan minyak, dan
seterusnya.
Sistem perkembangbiakan tanaman akan menentukan arah macam varietas yang akan
dihasilkan :
Pengertian genetic quantitative model, dimana ada beberapa konsepsi dimulai dari
adanya hubungan kekerabatan baik regresi korelasi, maupun inbreeding, konsep nilai,
ragam dan peragam, adanya sifat aditif dan dominan dimana dari tetua hanya
diturunkan sifat aditif pada anak-anaknya, konsepsi persilangan yang didasari dari
hubungan saudara sekandung (Full Sib) dan saudara tiri (Half Sib) yang kesemuanya
mengandung besaran ragam aditif dan dominan.
Sewaktu menyusun skenario awal lebih baik dibentuk lebih dari satu populasiPemuliaan
tanaman untuk mendapatkan varietas unggul sebenarnya didasari dari pengertian
genetika Mendel yang bisa dikembangkan lewat labolatorium atau di lapangan yang
masing-masaing memerlukan ilmu-ilmu dasar yang berkembang sangat berbeda, dari
labolatorium akan dihasilkan plantlet sedang dari lapangan akan dihasilkan populasi,
keduanya sebelum dilepas menjadi varietas harus melalui uji adaptabilitas dan stabilitas,
yang akhir-akhir ini oleh pemulia lebih dipersoalkan mana uji yang
memiliki repeatabilitas yang tinggi.
2.2.2 Melakukan Seleksi
Seleksi dalam hal ini mencakup seleksi untuk memilih tetua atau galur pada populasi
bersegregasi
Rancangan percobaan yang digunakan, bisa RAL, RKLT, RBSL, RPT, Rancangan Kisi
mapun Rancangan Augmented, sesuai dengan situasi dan kondisi
Mungkin diperlukan kehadiran pakar lain yang membantu meningkatkan penelitian.
Jangan sampai dicari yang tahan penyakit X, sewaktu ditemukan genotipanya penyakit
X-nya sendiri di alam sudah berubah ras-nya
Gunakan selalu kontrol sehingga yang dipilih memang lebih baik. Pada saat awal
sebaiknya seleksi jangan terlalu ketat karena masalah interaksi genotipe x lingkungan
bisa sangat mengganggu. Bisakah seleksi dilakukan diluar lingkungan tujuan misalkan
tahan asam bisakah dillakukan di lahan normal atau kita harus pergi jauh ke lahan asam
Gunakan kriteria seleksi sesuai dengan tujuan dan metode yang digunakan
Bila digunakan seleksi dengan beberapa peubah, apakah dilakukan simultan atau
bertahap?
Bila dilakukan dilahan yang cukup luas, apakah data lapangan bisa langsung digunakan
atau dikoreksi lebih dahulu ?
Sering dalam seleksi kita mengambil jumlah yang kalau dihitung dengan persen
membentuk angka yang tidak umum misalkan 7 % atau 16 %, disini untuk menghitung
kemajuan seleksi, diferensial seleksinya (k) harus dihitung terlebih dahulu , atau kalau
“populasinya” lebih kecil dari 100 harus digunakan k pada populasi kecil.
2.2.3 Melakukan Pengujian
Pengerian a = taraf nyata, yang dalam bidang Biologi biasa digunakan 5 %, berbeda
nyata,ditandai dengan * dan ** = 1 %, berbeda sangat nyata, dalam kenyataan misalkan
kita menemukan 5.1 % apakah akan dibuang karena tidak nyata ?. Dalam kasus seperti
ini biasanya yang disampakan adalah besarnya a dalam melakukan tindakan
selanjutnya bukan berpedoman pada 1 dan 5 %
Pengertian galat (ei) ~ NID (0, s2), sebaran normal dalam kemajuan seleksi asumsi ini
digunakan sehingga realitas bisa berbias karena tidak dipenuhinya asumsi dan
penggunaan diferensial seleksi yang salah.
Dalam menentukan hasil akhir biasanya melalui beberapa tahapan, misalnya uji daya
hasil pendahuluan, uji multi lokasi dan sebagainya.
Yang jadi masalah adalah seberapa jauh kita bisa membedakan nilai genetic dari nilai
fenotipik yang ada karena yang dipilih adalah nilai genetic dan memerlukan pengujian
yang tepat
Contoh Lahan Uji Daya Hasil Pendahuluan dan Uji Multilokasi
Sub Pokok
Bahasan 3.1
Konstitusi Genetik Populasi dan Penyebab Perubahannya
Populasi adalah kumpulan individu sejenis yang menempati habitat tertentu. Dalam
konteks genetika, populasi adalah kumpulan individu yang membentuk kumpulan gen (gene
pool) yang merupakan kumpulan gamet reproduktif dari suatu generasi dan dapat digunakan
untuk membentuk generasi selanjutnya. Gene pool adalah total seluruh gen yang ada dalam
gamet dari suatu pupulasi tertentu. Individu-individu dalam
populasi datang dan pergi, tetapi gen-gennya tetap ada sepanjang waktu.
3.1.1 Frekuensi Genotipe dan Frekuensi Alel
Frekuensi genotipe dan frekuensi alel (atau frekuensi gen) merupakan karakteristik
genetik suatu populasi. Frekuensi genotipe adalah nisbah individu bergenotipe tertentu
terhadap keseluruhan individu dalam populasi. Frekuensi alel adalah nisbah alel tertentu
terhadap keseluruhan alel dalam populasi. Dengan mengambil model diploid, frekuensi
genotipe homozigot dominan dan homozigot resesif serta heterozigot berturut-turut dapat
dilambangkan dengan P, Q, dan H. Frekuensi suatu alel dengan model diploid tersebut
dilambangkan sebagai p, sedangkan frekuensi alel pasangannya dilambangkan sebagai q.
Dalam hal ini P+H+Q = 1 dan p+q = 1
Penghitungan frekuensi alel selain menggunakan cara sebelumnya, dapat dilakukan
dengan memanfaatkan
informasi frekuensi genotipe yang sudah diketahui menggunakan formulasi berikut:
p = P + ½ H
q = Q + ½ H
3.1.2 Keseimbangan Hardy-Weinberg
Dalam populasi besar alami yang tiap individunya memiliki peluang yang sama untuk
kawin antar individu dalam populasi tersebut (suatu kondisi yang disebut kawin acak) dan tidak
ada faktor-faktor yang dapat mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi genotipe ataupun
frekuensi alelnya, maka frekuensi genotipe dan frekuensi alel populasi tersebut akan tetap
sepanjang generasi. Populasi dalam keadaan tersebut dinamakan dalam keseimbangan Hardy-
Weinberg (dilambangkan sebagai populasi HWeq).
Dalam populasi HWeq, kawin acak berjalan sempurna, sehingga sesuai dengan teori
peluang, maka frekuensi genotipe pada generasi berikutnya akan merupakan hasil
penggandaan frekuensi alel yang membentuknya. Oleh karena itu bila diketahui frekuensi alel
suatu populasi dengan model diploid adalah p dan q, maka frekuensi genotipe homozigot
dominan (P), homozigot resesif (Q) dan heterozigot (H) pada generasi berikutnya adalah : P’ =
p2, Q’ = q2, H’ = 2pq, di mana P’+Q’+H’ = 1. Bila tidak ada keterpautan (linkage), kondisi HWeq
akan tercapai setelah satu kali kawin acak. Konstitusi genetik populasi setelah HWeq tercapai
tidak akan berubah sepanjang generasi selama faktor-faktor pengubah frekuensi alel tidak
bekerja, atau tidak ada migrasi, mutasi, dan seleksi.
Perlu diperhatikan bahwa yang menentukan konstitusi genetik populasi HWeq adalah frekuensi
alelnya, bukan frekuensi genotipe tetua.
Gambar Prinsip Hardy-Weinberg
3.1.3 Perubahan Frekuensi Alel
3.1.3.1 Mutasi
Mutasi yang dimaksudkan dalam konteks ini adalah mutasi gen yang mengakibatkan
suatu alel berubah menjadi alel ‘baru’. Mutasi biasanya dari alel dominan menjadi alel resesif,
yang mengakibatkan frekuensi alel dominan dalam populasi berkurang sedikit demi sedikit dan
sebaliknya frekuensi alel resesif bertambah. Meskipun pengaruh mutasi terhadap perubahan
frekuensi alel dalam proses evolusi sangat kecil, peran pentingnya adalah menyediakan sumber
keragaman yang terus-menerus.
Gambar. Aglonema Gading Mas, Hasil Mutasi.
Sumber:www.surabaya.indonetwork.co.id
3.1.3.2 Seleksi
Seleksi, yaitu kondisi atau tindakan yang mengakibatkan genotipe tertentu bertahan
dalam populasi sedangkan genotipe lainnya tersingkirkan. Seleksi merupakan kekuatan utama
yang dapat menimbulkan perubahan frekuensi alel dalam populasi. Pengaruh seleksi dapat
diukur dengan membandingkan jumlah individu sebelum dan sesudah seleksi, dan hal tersebut
merupakan ukuran fitness, atau daya hidup,
dari suatu genotipe dalam populasi. Adapun koefisien seleksi (s) adalah ukuran kekuatan yang
bekerja pada masing-masing genotipe untuk menurunkan nilai adaptifnya. Koefisien ini
merupakan ukuran tingkat kegagalan suatu genotipe untuk hidup atau berkembangbiak.
Hubungan koefisien seleksi dengan fitness (fitness relatif) suatu individu dalam populasi
ditunjukkan dalam formulasi berikut : s = 1 – W.
Seleksi melawan individu homozigot resesif tidak dapat menghilangkan alel resesif dari
suatu populasi, karena individu heterozigot akan bersilang dan menghasilkan individu
homozigot resesif pada generasi berikutnya. Walaupun demikian, seleksi dapat menurunkan
frekuensi alel resesif dalam populasi.
Populasi yang frekuensi genotipe resesifnya rendah tidak berarti bahwa alel resesifnya
sedikit, karena sebagian besar alel resesif tersebut terdapat dalam genotipe karier (heterozigot)
bukan dalam genotipe homozigot resesif. Dalam keadaan ini, sangat sukar untuk menurunkan
frekuensi alel resesif dengan membuang genotipe homozigot resesif, atau dengan mencegah
persilangan antar individu homozigot
resesif.
3.1.3.3 Migrasi
Migrasi merupakan perpindahan individu baru ke dalam suatu populasi atau keluarnya
individu dari suatu populasi. Dengan kata lain merupakan aliran gen (gene flow) dari suatu
populasi ke populasi lain. Migrasi yang besar dapat menimbulkan perubahan dalam populasi
resipien secara evolusioner. Perubahan frekuensi alel akibat migrasi ditentukan oleh proporsi
migran yang masuk ke dalam populasi asli dan perbedaan frekuensi alel dari kedua populasi itu
Arti penting migrasi adalah dapat memasukkan ragam genetik ke dalam populasi
sehingga dapat dilakukan seleksi, mencegah isolasi sempurna dari kedua populasi,
perpindahan migran terus menerus dapat mengubah arah evolusi, dan dapat meniadakan
pengaruh penghanyutan genetik dengan introduksi alel baru ke dalam populasi.
Sub Pokok Bahasan 3.2
Konsep, Nilai, Ragam, dan Hubungannya
Suatu populasi akan memiliki ciri tertentu yang akan membedakannya dengan populasi
lain. Hal-hal yang dapat menimbulkan ciri populasi antara lain adalah komposisi genotipe-
genotipe penyusunnya, dalam hal ini tercakup pengertian tentang banyak bentuk genotipe dan
frekuensinya masing-masing, serta nilai dari masing-masing genotipe. Dengan demikian, ciri
genetik populasi secara umum perlu diketahui agar berbagai pilihan cara seleksinya dapat
disusun.
Seleksi sendiri pada dasarnya adalah melakukan penilaian terhadap fenotipe, sehingga
sangat bergantung kepada pengetahuan tentang hubungan antara fenotipe dan genotipe atau
hubungan gen dengan gen, serta pengaruh faktor lingkungan.
Pada hubungan gen dengan gen, pengetahuan tentang segregasi, rekombinasi, kaitan,
dan bentuk peran gen perlu diketahui. Dikenal ada tiga bentuk peran gen, yaitu aditif, dominan,
dan epistasis. Peran gen ini akan sangat berpengaruh dalam proses seleksi dan menjadi dasar
pemilihan metode seleksi yang efektif dan efisien.
Berikut ini adalah contoh nilai genotipe sesuai dengan aksi gennya.