Makalah 6B Genetika Kuantitatif [PDF]

Citation preview

MAKALAH GENETIKA GENETIKA KUANTITATIF



Disusun oleh: Kelompok VIB Nila Anjali Nabila Suryaningsih Rizky Widiyastuti Mukharomah M. Bayu Cahyono Erika Salsabila Putri Rahayan Tri Astiagati M. Ikhwan Nur Rasyiddin



23020219120004 23020219130040 23020219130043 23020219130078 23020219140037 23020219140112 23020219140136



PROGRAM STUDI S-1 AGROEKOTEKNOLOGI JURUSAN PERTANIAN FAKULTAS PETERNAKAN DAN PERTANIAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2020



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas Makalah Genetika dengan baik dan lancar. Pada kesempatan ini, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1)



Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya.



2)



Prof. Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Si. selaku dosen pengampu Mata Kuliah Genetika.



Semoga segala bantuan dan dorongan yang diberikan kepada kami dibalas oleh Allah SWT. Kami sadar bahwa dalam pembuatan makalah ini masih banyak kekurangan. Kami sangat mengharapkan kritik dan saran agar Makalah selanjutnya dapat lebih baik. Sekian yang dapat kami sampaikan semoga tugas Makalah ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.



Semarang, 23 November 2020



(Penulis)



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...................................................................................................2 DAFTAR ISI.................................................................................................................3 BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................4 1.1. Latar Belakang..............................................................................................4 1.2. Rumusan Masalah.........................................................................................4 1.3. Tujuan...........................................................................................................4 BAB II PEMBAHASAN...............................................................................................5 2.1. Pengertian Genetika Kuantitatif....................................................................5 2.2. Pola Segregasi dan Aksi Gen........................................................................5 2.3. Mother Effect dan Keanekaragaman.............................................................6 2.4. Hereditas atau Daya Waris............................................................................7 2.5. Contoh Kasus pada Genetika Kuantitatif......................................................9 BAB III PENUTUP.....................................................................................................13 3.1. Kesimpulan.................................................................................................13 3.2. Saran............................................................................................................13 DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................14



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang  Genetika



berasal dari bahasa Yunani genno yang berarti “melahirkan” yang



merupakan cabang biologi. Ilmu ini mempelajari berbagai aspek yang menyangkut tentang pewarisan sifat dan variasi sifat pada organisme maupun suborganisme. Genetika kuantitatif adalah cabang genetika yang membahas pewarisan sifat-sifat terukur (kuantitatif atau metrik), yang tidak bisa dijelaskan secara langsung melalui hukum pewarisan Mendel. Sifat-sifat yang tergolong sifat kuantitatif misalnya tinggi atau berat, hasil panen atau produksi tanaman. Genetika kuantitatif menerapkan hukum pewarisan Mendel untuk gen dengan pengaruh yang kecil/lemah (minor gene). Selain itu, diasumsikan pula bahwa tidak hanya sedikit gen yang mengendalikan suatu sifat melainkan banyak gen. Karena itu, sifat kuantitatif sering dasamakan dengan sifat poligenik atau polimeri. Polimeri adalah gejala adanya banyak gen bukan alel tetapi mempengaruhi karakter yang sama. 1.2. Rumusan Masalah 1.



Apa pengertian genetika kuantitatif?



2.



Apa yang dimaksud dengan pola segregasi dan aksi gen?



3.



Apa yang dimaksud dengan mother effect dan keanekaragaman?



4.



Apa yang dimaksud dengan hereditas atau daya waris?



5.



Apa saja contoh kasus pada genetika kuantitatif?



1.3. Tujuan 1.



Dapat mengetahui pengertian genetika kuantitatif.



2.



Dapat mengetahui pola segregasi dan aksi gen.



3.



Dapat mengetahui mother effect dan keanekaragaman.



4.



Dapat mengetahui hereditas atau daya waris.



5.



Dapat mengetahui contoh kasus pada genetika kuantitatif.



BAB II PEMBAHASAN 2.1. Genetika Kuantitatif Genetika berasal dari bahasa Yunani genno yang berarti “melahirkan” yang merupakan cabang biologi. Ilmu ini mempelajari berbagai aspek yang menyangkut tentang pewarisan sifat dan variasi sifat pada organisme maupun suborganisme. Genetika kuantitatif adalah cabang genetika yang membahas pewarisan sifat-sifat terukur (kuantitatif atau metrik) yang tidak bisa dijelaskan secara langsung melalui hukum pewarisan Mendel. Genetika kuantitatif menerapkan hukum pewarisan Mendel untuk gen dengan pengaruh yang kecil atau lemah (minor gene). Selain itu, diasumsikan pula bahwa tidak hanya sedikit gen yang mengendalikan suatu sifat melainkan banyak gen. Karena itu, sifat kuantitatif sering disamakan dengan sifat poligenik atau polimeri. Ilmu ini banyak diterapkan dalam ilmu pemuliaan di bidang perikanan dan pertanian. Genetika kuantitatif memiliki ciri-ciri dari derajat, variasi bersifatv kontinu (pengukuran fenotip merupakan suatu spektrum), pengendalian poligenik (pengaruh gen-gen tunggal terlalu kecil untuk dapat dideteksi), mempersoalkan suatu populasi organisme yang terdiri dari segala macam perkaiwnan yang dapat terjadi, serta analisis statistik memberikan estimasi (perkiraan) parameter-parameter seperti rata-rata dan deviasi standar. 2.2. Pola Segregasi dan Aksi Gen Pola segregasi suatu karakter adalah salah satu parameter genetik yang perlu diketahui dalam hubungan dengan proses seleksi. Karakter kuantitatif digambarkan oleh sebaran fenotipenya kontinu dan dikendalikan banyak gen yang masing-masing gen memiliki pengaruh pada ekspresi suatu gen (Nugroho et al., 2013). Interaksi alel pada locus gen yang berbeda pasti akan menimbulkan aksi gen atau fenotipe yang berbeda. Aksi gen dikategorikan menjadi tiga jenis utama yaitu aksi gen aditif, aksi gen dominasi atau aksi gen non aditif dan epistasis. Penjumlahan dari masing-masing



alel tanpa adanya interaksi dengan interaksi alelik maupun non alelik menyebabkan fenotipe pada aksi gen aditif, sedangkan fenotip pada aksi gen apistasis disebabkan oleh adanya interaksi dengan interaksi alel-alel lainnya (Sihaloho et al., 2015). Efektifitas seleksi bergantung pada aksi gen yang mengendalikan karakter seleksi tersebut. Aksi gen yang ada memiliki peranan dan sebab fenotipenya masingmasing, salah satunya aksi gen epitasis memiliki peranan penting dalam adaptasi tanaman terhadap cekaman abiotik (Sihaloho et al., 2015). Seleksi karakter yang diinginkan akan lebih efektif apabila karakter itu mudah untuk diwariskan, maka dibutuhkan parameter seperti pola segresi dan aksi gen. Parameter yang dapat digunakan untuk seleksi efektif seperti besaran nilai keragaman genetik, heritabilitan, pola segresi, jumlah gen, dan aksi gen (Oktaviyanti dan Andy, 2019). Pola pewarisan sifat ketahanan terhadap CPMMV suatu hal yang penting. untuk mengembangkan kultivar dengan persilangan-persilangan. Pola pewarisan dan pendugaan jumlah gen yang ada dapat berasal dari sebaran genotipe pada generasi F 2 dan terjadi segregasi dan rekombinasi yang luas (Nugroho et al., 2013). Segregasi mengartikan bahwa adanya keragaman genetik yang diseleksi dan dievaluasi berdasarkan tujuan pemuliaan, pentingnya pola segregasi dilakukan untuk dapat diketahuinya penyebaran sifat kedua tetua. Salah satu contohnya pada tanaman kenaf melalui Persilangan tetua HC48 dan SM004 didapat kenaf F 1 yang mengalami segregasi di generasi F2. (Oktaviyanti dan Andy, 2019). 2.3. Mother Effect dan Keanekaragaman Mother effect adalah situasi dimana fenotipe pada organisme tidak hanya ditentukan oleh genotipe dan lingkungannya, tetapi juga oleh lingkungan dan genotipe dari induknya. Mother effect terjadi apabila genotipe nukleair dari tetua betina menentukan fenotipe keturunannya (Pamandungan dan Ogie, 2018). Di dalam konteks genetika, mother effect terjadi ketika suatu organisme memiliki fenotipe yang diturunkan dari genotipe induk, karena induk menyediakan RNA pembawa pesan atau protein ke dalam telur. Mother effect juga dapat disebabkan oleh lingkungan induk dan tidak bergantung pada genotipe, yang mengatur jenis kelamin, atau perilaku keturunannya. Adanya tetua betina (mother effect) merupakan indikasi bahwa suatu karakter tersebut dikendalikan oleh gen-gen diluar inti yang diwariskan secara sitoplasmik (Napitupulu dan Damanhuri, 2019).



Pengaruh dari ukuran, umur, dan kondisi induk betina yang berpengaruh terhadap telur dan pertumbuhan serta karakteristik embrio setelah pembuahan disebut mother effect. Mother effect sebagai pengaruh induk betina terhadap karakter fenotip keturunannya. Mother effect menjadi berpengaruh karena gamet jantan lebih kecil daripada gamet betina. Pada ikan, mother effect lebih berpotensi penting terhadap fase awal kehidupan (larva sampai dengan benih) (Ath-thar et al., 2011). Bunga pukul empat merupakan salah satu contoh mother effect pada tanaman. Penemuan Carl Correns pada bunga pukul empat menunjukkan adanya transmisi kloroplas untuk karakter daun, yakni daun berwarna hijau, putih, maupun bervariasi pada cabangnya. Penelitian Correns memperlihatkan bahwa warna daun batang pada Mirabilis jalapa dipengaruhi oleh warna daun batang induk maternalnya. Pada tanaman ini, dapat dibedakan tiga macam cabang yaitu cabang berdaun hijau, cabang berdaun belang hijau putih dan cabang berdaun putih. Penelitian Correns memperlihatkan bahwa warna daun batang pada Mirabilis jalapa dipengaruhi oleh warna daun batang induk maternalnya. Meskipun jantan memiliki daun batang putih atau bervariasi, jika ovulumnya memiliki daun cabang yang hijau, maka semua anakannya akan memiliki daun cabang yang berwarna hijau. 2.4. Hereditas atau Daya Waris Hereditas merupakan pewarisan watak dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui gen (DNA) atau secara sosial melalui pewarisan gelar, atau status sosial. Hereditas ialah genotif yang diwariskan dari induk pada keturunannya dan akan membuat keturunan memiliki karakter seperti induknya yang diantaranya warna kulit, tinggi badan, warna rambut, bentuk hidung bahkan “penyakit warisan” merupakan dampak dari penurunan sifat (Meilinda, 2017). Hereditas juga dapat diartikan sebagai totalitas karakteristik individu yang diwariskan oleh orangtua kepada anak, atau segala potensi, baik fisik maupun psikis yang dimiliki individu sejak masa konsepsi (pembuahan ovum oleh sperma) sebagai pewarisan dari orangtua melalui gen-gen (Amini dan Naimah, 2020). Teori hereditas paling awal yang paling berpengaruh adalah teori Preformation yang menyatakan bahwa organisme yang diwariskan akan mempertahankan bentuknya dari satu generasi ke generasi berikutnya, organisme tersebut merupakan miniatur dari organisme dewasadan telah terbentuk jauh sebelumnya (Meilinda, 2017).



Hukum pewarisan Mendel adalah hukum yang mengatur pewarisan sifat secara genetik dari satuorganisme kepada keturunannya. Orang yang pertama kali menemukan hukum tentang pewarisan sifat adalah Gregor Johann Mendel. Teori ini diajukan berdasarkan penelitian persilangan berbagai varietas kacang kapri (Pisum sativum) yahng asil percobaannya, ditulis dalam makalah yang berjudul Experiment in Plant Hybridization, dalam makalah tersebut, Mendel mengemukakan beberapa hipotesis mengenai pewarisan material genetik dari tetua kepada anaknya, yang kemudian dikenal dengan Hukum Mendel diantaranya adalah Hukum Segregasi dan Hukum Perpaduan Bebas (Huda, 2015). Darwin dalam On the Origin of Species (1859) menyatakan dua hal penting dalam teori evolusi yaitu: a) Spesies-spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies nenek moyangnya di masa lalu; b) perkembangan spesies dipengaruhi oleh seleksi alam dan variasi antar populasi (Darwin, 2015). Teori evolusi Darwin berhasil meyakinkan sebagian besar ahli biologi bahwa variasi telah mengarah pada evolusi hereditas, tetapi kurang berhasil menyakinkan mereka bahwa seleksi alam merupakan mekanisme utamanya (Meilinda, 2017).



2.5. Contoh Kasus pada Genetika Kuantitatif  Kasus 1



Keterangan : F1 (Flint × Dent) ; F1R (Dent × Flint) ;



tn



= tidak berbeda nyata,



*



=



berbeda nyata Hasil uji t menunjukkan bahwa terdapat pengaruh tetua betina terhadap sifat jumlah biji tipe flint, sedangkan sifat yang lain tidak terdapat pengaruh tetua betina. Pengaruh mother effect disebabkan karena uji t menunjukkan hasil yang berbeda pada sifat jumlah biji flint. Rata-rata populasi F1 berbeda nyata dengan populasi F1R sehingga tampak bahwa tetua betina memberi sumbangan genetik lebih besar kepada keturunan dari pada tetua jantan. Hal ini menunjukkan bahwa pewarisan sifat biji flint



pada jagung Manado Kuning terjadi karena adanya efek maternal. Efek maternal terjadi apabila genotipe nukleair dari tetua betina menentukan fenotipe keturunannya. Faktor-faktor keturunan berupa gengen nukleair yang dipindahkan oleh kedua jenis kelamin dan dalam persilangan-persilangan tertentu sifat-sifat keturunan itu mengalami segregasi mengikuti pola Mendel.



 Kasus 2 KERAGAMAN GENETIKA POPULASI PELAHLAR (Dipterocarpus Littoralis (Bl.) Kurz) DIPULAU NUSAKAMBANGANBERDASARKAN PROFIL ENHANCED RANDOM AMPLIFIEDPOLYMORPHIC DNA1 [Population Genetic Diversity Of Pelahlar (Dipterocarpus Littoralis (Bl.) Kurz)In Nusakambangan Island Based On Enhanced Random Amplified Polymorphic DNA] Kusumadewi Sri Yulita dan Tukirin PartomihardjoBidang Botani, Pusat Penelitian Biologi - LIPICibinong Science Centre Jl. RayaJakarta-Bogor Km.46 Cibinong 16911* e-mail: [email protected] ABSTRAK Dipterocarpus littoralis (pelahlar) merupakan salah satu jenis kayu komersial endemik di Pulau Nusakambangan. Keberadaan jenisini sedang terancam kepunahan akibat alih lahan dan penebangan liar. Penelitian ini bertujuan untuk memperkirakan keragamangenetika populasi pelahlar menggunakan tiga buah primer Random Amplified Polymorfie DNA (RAPD) yang telah dimodifikasi dengan penambahan dua nukleotida salah satu ujungnya yang terletak pada arah 5'. Amplifikasi PCR dilakukan dengan menggunakanketiga primer tersebut dan menghasilkan 45 pita RAPD. Beberapa pita RAPD (OPA 9E ukuran 200 dan 850 bp) hanya dijumpaidi populasi 2, dengan demikian pita ini merupakan penanda diagnostik untuk populasi ini. Keragaman genetik dalam populasi(0.1540) lebih tinggi daripada antar populasi (0.0418). Sedangkan nilai diferensiasi genetik (Gst) menunjukkan bahwa 21.35%keragaman genetik total pada D. littoralis disebabkan oleh diferensiasi antar populasi. Keragaman genetik tertinggi dijumpai padapopulasi 2 (He:0.1923; 1:0.3158), sedangkan keragaman yang terendah tcrcatat pada populasi 1 (He: 0.0828; I: 0.1209). Keragamangenetik total pada seluruh populasi (Ht) sebesar 0.1958, dengan keragaman genetic rata-rata dalam populasi (Hs) sebesar 0.1540.Hal ini menunjukkan tingginya keragaman genetik pada populasi relik ini. Kata Kunci: keragaman genetik, populasi, pelahlar, Dipterocarpus littoralis, RAPD.



Diperoleh 46 fragmen DNA yang dihasilkan dariproses amplifikasi menggunakan tiga primer E-RAPD, yang berukuran dari 200 hingga 1300 pb dimanaseluruhnya merupakan pita polimorfik (Tabel 2). Primer OPB 10E menghasilkan pita terbanyak (18) sedangkan primer OPN 18E menghasilkan pita tersedikit (12). Variasi genetika yang ditemui pada penelitianini berdasarkan perbedaan pola pita E-RAPD yangdijumpai pada individu pelahlar. Secara umum, 46 pitaE-RAPD ini menyebar rata di seluruh individu pelahlar(Tabel 2). Namun ada pitapita tertentu yang dijumpaidi seluruh individu dan pita unik yang hanya dijumpaidi populasi tertentu atau bahkan di individu tertentu. Hanya ada satu pita yang dijumpai di seluruh populasi, yaitu OPN 18E-250 pb. Pita umum lainnyayang dijumpai pada lima populasi adalah OPA9E ukuran600,650 dan lOOOpb; OPB10E ukuran 400,500,550,800,900,1000, dan 1100 pb; OPN 18E ukuran 250,400,600, dan 1100 pb. Sedangkan pita unik hanya ditemukandari primer OPA9E, yaitu pada ukuran 200 dan 850 pb yang seluruhnya dijumpai di populasi 2 (Gambar 2). Keragaman genetika : jumlah individu yang dicuplik untuk sampel bervariasi antara 2 hingga 18 (Tabel 3). Keragaman genetika tertinggi berdasarkan parameter He (0.1923)dan / (0.3158) dijumpai pada populasi 2. Sedangkanberdasarkan parameter jumlah lokus polimorflk (37),PLP (82.22%) dan na (1.8222) ditemukan pada populasi 4 (Tabel 3). Keragaman genetika terendah berdasarkan seluruh parameter kecuali parameter ne, dijumpai pada populasi 1 (Tabel 3).



BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil yaitu genetika kuantitatif merupakan cabang genetika yang membahas pewarisan sifat-sifat terukur (kuantitatif atau metrik) yang tidak bisa dijelaskan secara langsung melalui hukum pewarisan Mendel. Genetika kuantitatif menerapkan hukum pewarisan Mendel untuk gen dengan pengaruh yang kecil atau lemah (minor gene). 3.2. Saran Saran yang dapat diberikan yaitu setelah mengetahui hal-hal yang berkaitan tentang genetika kuantitatif, diharapkan dapat menambah ilmu pengetahuan bagi pembaca.



DAFTAR PUSTAKA Amini, N., dan Naimah, N. 2020. Faktor Hereditas Dalam Mempengaruhi Perkembangan Intelligensi Anak Usia Dini. Jurnal Buah Hati, 7 (2) : 108 – 124. Ath-thar, M. H. F., V. A. Prakoso, E. Nugroho, dan R. Gustiano. 2011. Heterosis, maternal, dan individual effect pada hibrida antara ikan mas rajadanu, majalaya, subang, dan kuningan. J. Riset Akuakultur, 6 (3) : 407 – 412. Dr. Elya Nusantari, M.Pd. 2015. GENETIKA Belajar Genetika dengan Mudah & Komprehensif. Sleman : Deepublish. Huda, D. N. 2015. Aplikasi Pembelajaran Persilangan Berdasarkan Hukum Mendel. Jurnal Bangkit Indonesia, 4 (2) : 45 – 45. Meilinda. 2017. Teori Hereditas Mendel : Evolusi Atau Revolusi ( Kajian Filsafat Sains ).Jurnal Pembelajaran Biologi, 4 (1) : 62 – 70. Napitupulu, M., dan D. Damanhuri. 2019. Keragaman genetik, fenotipe dan heritabilitas pada generasi F2 hasil persilangan tanaman padi (Oryza Sativa L.). J. Produksi Tanaman, 6 (8) : 1844 – 1850. Nugroho, P. W., Maimun, B., dan Nyimas, S. 2013. Pola segregasi karakter agronomi tanaman kedelai (Glycine max (L.) Merrill) generatif F2 hasil persilangan yellow bean dan taichung. J. Agrotek Tropika, 1 (1) : 38 – 44. Oktaviyanti, N. R., dan Andy, S. 2019. Pola segregasi pada beberapa karakter tanaman kenaf (Hibiscus cannabinus L.) generasi F2 hasil persilangan HC48 dan SM004. J. Produksi Tanaman, 7 (8) : 1398 – 1400. Pamandungan, Y. dan T. B. Ogie. 2018. Pewarisan sifat warna dan tipe biji jagung manado kuning. J. Eugenia, 24 (1) : 1 – 8. Pamandungan, Y., dan T. B. Ogie. 2018. Pewarisan sifat, warna, dan tipe biji jagung manado kuning. J. Eugenia, 24 (1) : 1 – 8. Sihaloho, N. A., Trikoesoemaningtyas., Didy, S., dan Desta, W. 2015. Identifikasi aksi gen epitasi pada toleransi kedelai terhadap cekaman aluminium. J. Agron Indonesia, 43 (1) : 30 – 35. Yulita, K. S. dan T. Partomihardjo. 2011. Keragaman genetika populasi pelahlar (Dipterocarpus littoralis (bl.) kurz) di Pulau Nusakambangan berdasarkan profil enhanced random amplified polymorphic dna. J. Berita Biologi, 10 (4) : 541 – 548.