Makalah Pemuliaan Tanaman - Kelompok 3 - Seleksi Berulang [PDF]

Citation preview

MAKALAH PEMULIAAN TANAMAN “ METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG SELEKSI BERULANG”



KELOMPOK 3 : BAMA YANI ILHAM MUHAMMAD HANAFI



PRODI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA BARAT 2020



KATA PENGANTAR



Puji dan Syukur Alhamdulillah Penulis haturkan kepada Allah SWT yang telah memberikan Rahmat serta Nikmatnya, sehingga penulis bisa menyelesaikan Makalah



Pemuliaan



Tanaman



Prodi



Agroteknologi



Fakultas



Pertanian,



Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat, Payakumbuh. Selanjutnya Shalawat beriring salam tidak lupa Penulis sampaikan buat tokoh revolusi Agama Islam yaitu Nabi Muhammad SAW. Makalah ini disusun berdasarkan penyesuaian kurikulum dan materi perkuliahan yang dibahas untuk mata kuliah Pemuliaan Tanaman bagi mahasiswa Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat, Payakumbuh. Materi berkaitan dengan Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Silang Lanjutan Dengan Seleksi Berulang. Akhir kata penulis berharap makalah ini dapat menjadi sumber pengayaan pemahaman mahasiswa dan menambah kecintaan dan kepedulian pada ilmu pertanian terutama dalam Pemuliaan Tanaman tentang Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Silang Lanjutan. Kritik dan saran untuk perbaikan sangat diharapkan dari semua pihak yang peduli akan perkembangan ilmu Pertanian.



Payakumbuh, 02 Mei 2020



Penulis



2



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ............................................................................................2 DAFTAR ISI ...........................................................................................................3 BAB I PENDAHULUAN........................................................................................4 1.1 Latar Belakang ......................................................................................4 1.2 Tujuan ...................................................................................................5 BAB II METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG............6 2.1 Metode Penyerbukan Silang..................................................................6 2.2 Seleksi Berulang.....................................................................................7 2.2.1 SB Sederhana...................................................................................8 2.2.2 SB Daya Gabung Umum................................................................10 2.2.3 SB Daya Gabung Khusus...............................................................11 2.2.4 SB Timbal Balik.............................................................................12 BAB III KESIMPULAN........................................................................................14 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................15



3



BAB I



PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang



Kebutuhan masyarakat terhadap makanan akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Permintaan masyarakat terhadap hasil pertanian tidak hanya berkisar pada kuantitas, akan tetapi kualitas dari produk pertanian tersebut. Masyarakat semakin pintar, sehingga permintaan masyarakat akan produk dengan kualitas terbaik memiliki tempat tersendiri di pasar. Oleh sebab itu perlu adanya perbaikan sifat hasil pertanian agar permintaan masyarakat dapat terpenuhi, salah satunya dengan pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman pada dasarnya adalah kegiatan memilih atau menyeleksi dari suatu populasi untuk mendapatkan genotipe tanaman yang memiliki sifat-sifat unggul yang selanjutnya akan dikembangkan dan diperbanyak sebagai benih atau bibit unggul. Namun demikian, kegiatan seleksi tersebut seringkali tidak dapat langsung diterapkan, karena sifat-sifat keunggulan yang dimaksud tidak seluruhnya terdapat pada satu genotipe saja, melainkan terpisah pada genotipe yang lainnya. Misalnya, suatu genotipe mempunyai daya hasil yang tinggi tapi rentan terhadap penyakit, sedangkan genotipe lainnya memiliki sifatsifat lainnya (sebaliknya). Jika seleksi diterapkan secara langsung maka kedua sifat unggul tersebut akan selalu terpisah pada genotipe yang berbeda. Oleh sebab itu untuk mendapatkan genotipe yang baru yang memiliki kedua sifat unggul tersebut perlu dilakukan penggabungan melalui rekombinasi gen. 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 menyerbuk silang (cross polination crop).



4



Metode pemuliaan tanaman ini punya manfaat yang sangat penting bagi perakitan varietas untuk menciptakan varietas unggul. Varietas unggul didapat melalui beberapa metode pemuliaan tanaman. Metode pemuliaan ini sangat ditentukan oleh sistem penyerbukan ataupun cara perkembang biakan tanman. Metode untuk tanman 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. Pada makalah ini penulis akan membahas tentang metode seleksi dalam penyerbukan silang, yaitu seleksi berulang dalam seleksi berulang sederhana, SB Daya Gabung Umum, SB Daya Gabung Khusus, dan SB Timbal Balik.



1.2 Tujuan



Mahasiswa dapat mengetahui tentang teknik atau metode dalam pemulian tanaman menyerbuk silang dengan seleksi berulang yang terdiri dari seleksi berulang sederhana, seleksi berulang daya gabung umum dan khusus serta seleksi berulang timbal balik.



5



BAB II



METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG



2.1 Metode Penyerbukan Silang



Prosedur pemuliaan tanaman menyerbuk silang berbeda dengan tanaman menyerbuk sendiri. Tanaman menyerbuk sendiri bertijuan untuk mendapatkan individu tanaman homozigot. Sedangkan tanaman menyerbuk silang bertujuan untuk mendapatkan populasi yanag terdiri dari tanaman. Oleh sebab itu, metode yang digunakan berbeda, terutama pada prosedur seleksi. Varietas yang dibentuk dari tanaman menyerbuk silang adalah varietas hibrida dan bersari bebas. 1. Dasar Genetik Tanaman Menyerbuk Silang Populasi yang mempunyai frekuensi gen tertentu pada dasarnya merupakan suatu varietas tanaman menyerbuk silang. Karena mudah melakukan penyerbukan silang maka dalam satu varietas terdiri atas tanaman heterozigot (heterogen), kecuali varietas hibrida. Akan tetapi, secara fenotipe nampakny sama sehingga populasi tersebut memperlihatkan varietas tertentu. Keragaman genetic dapat dipertahankan dari generasi ke generasi karena ada kawin acak, sehingga baik frekuensi gen maupun genoyipe dapat tetap sama pada generasi berikutnya. Menurut hokum Hardy-Weinberg, frekuensi gen dan genotype akan konstan dari generasi ke generasi pada suatu populasi kawin acak jika tidak terjadi seleksi, mutasi, dan mitigasi. Upaya memperbaiki verietas suatu tanaman menyerbuk silang, berkaitan dengan merubah frekuensi gen yakni kea rah peningkatan frekuensi gen yang dikehendaki. Perubahan ini dapat dilakukan dengan melalui seleksi. Dengan definisi lain pemuliaan tanaman menyerbuk silang sebagai seleksi terhadap populasi yang bertujuan untuk memperoleh populasi dengan frekuensi gen yang baru dan unik.



6



Demikian yang menyebabkan program pemuliaan tanaman bergantung dari populasi asal dan metode seleksi yang dilakuakan. Populasi asl harus memiliki keseragaman dan ada gen yang diinginkan. Sedangkan seleksi diarahkan untuk memperbesar persentase gen yang diinginkan.



2.2



Seleksi berulang



Metode pemuliaan seleksi silang berulang (SSB) atau recurrent selection (RS), adalah metode seleksi dan penyilangan tanaman terpilih dari suatu populasi secara sistematik untuk membentuk populasi yang lebih baik. metode ini merupakan prosedur pengumpulan sifat-sifat yang diharapkan dari suatu kombinasi persilangan dengan menyilangkan antara segregan-segregan terpilih secara terus-menerus sehingga diperoleh populasi yang lebih baik dari populasi sebelumnya, karena terdiri dari tanaman-tanaman yang memiliki kombinasi sifatsifat yang diharapkan. Cara ini telah banyak dilakukan dan berhasil dengan baik dalam pemuliaan beberapa tanaman, seperti jagung dan tanaman pakan (Fehr 1987) dalam Rubiyo dan Sudarso (2011). Seleksi berulang dalam metode penyerbukan silang terdiri dari seleksi berulang sederhana, daya guna umum dan khusus, serta seleksi berulang timbal balik. Seleksi Reccurent adalah metode pemuliaan tanaman dengan tujuan meningkatkan frekuensi alel sehingga meningkatkan kualitas karakter kuantitatif pada tanaman. Penerapan pada seleksi reccurent yaitu pada musim pertama terjadi penyeleksian pada karakter fenotip populasi tanaman dan penyerbukan secara alami atau intercross, kemudian pada musim kedua mengulang musim pertama dan dilakukan seleksi kembali dan terjadi penyerbukan, pada musim ketiga terjadi penyerbukan silang pada bunga yang berbeda dan pada musim ke empat akan menghasilkan hasil penyerbukan.



7



Konsekuensi genetik pada seleksi reccurent adalah tingkat efektif dan manfaat yang sama baiknya dengan seleksi massa. Kelebihan dari seleksi reccurent adalah dapat digunakan pada tanaman monokotil dan dikotil dan kelemahannya dapat terciptanya persaingan antara tanaman monokotil dan tanaman dikotil sehingga menghambat proses penyilangan tanaman untuk mendapat kultivar baru yang unggul.



2.2.1



Seleksi Berulang Sederhana (Simple Recurrent Selection)







Seleksi didasarkan pada tetua jantan dan betina







Terdapat kontrol terhadap persilangan







Gen yang berperan adalah gen aditif







Tidak ada uji keturunan







Varietas yang dihasilkan adalah varietas berserbuk terbuka / bersari bebas yaitu varietas yang melakukan penyerbukan sendiri.



Prosedur seleksi 



Suatu populasi ditanam sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk diadakan seleksi secara individu.







Dipilih individu-individu superior untuk sifat yang diinginkan. Yang lain dihilangkan atau diemaskulasi.







Diadakan persilangan di antara individu-individu terpilih.







Hasil silangan dipanen dan bijinya dicampur.







Biji hasil silangan → ditanam → diadakan pemilihan individuindividu superior kembali.







Demikian seterusnya, sampai diperoleh sifat yang diperbaiki sesuai dengan kriteria seleksi.



Sejumlah tanaman yang diinginkan dipilih dan diserbuki sendiri. Baris progeni terpisah ditanam dari tanaman yang dipilih pada generasi berikutnya. Progeni disilangkan di semua kemungkinan kombinasi dengan tangan. Jumlah biji 8



yang sama dari setiap persilangan dicampur untuk meningkatkan generasi berikutnya. Ini melengkapi siklus seleksi asli. Dari ini, beberapa tanaman yang diinginkan dipilih dan diserbuki sendiri. Baris keturunan ditanam dan dibuat persilangan. Jumlah biji yang sama dikomposisikan untuk meningkatkan generasi berikutnya. Ini membentuk siklus seleksi berulang pertama. Tahapan dalam seleksi berulang sederhana yaitu : Tahun pertama : 1. Beberapa tanaman unggul dipilih. 2. Tanaman terpilih dipilih sendiri. 3. Memanen tanaman tunggal. 4. Bibit dievaluasi, tanaman unggul diidentifikasi. Tahun kedua: 1. Baris keturunan dinaikkan 2. Inter silang dibuat dalam semua kombinasi dengan tangan. 3. Jumlah benih yang sama berulang secara massal dari setiap siklus seleksi silang. Tahun ketiga: 1. Bibit gabungan dikumpul 2. Ulangi operasi pertama tahun Tahun keempat: Ulangi seperti pada tahun kedua. 1. Seleksi berulang efektif dalam meningkatkan frekuensi gen yang diinginkan dalam populasi 2. Paling cocok untuk karakter yang memiliki heritabilitas tinggi. 3. Inbreeding dijaga seminimal mungkin.



9



2.2.2



Seleksi berulang daya gabung umum (Recurrent selection for general combining ability)



Konsep daya gabung yang diperkenalkan oleh Sprague dan Tatum pada tahun 1941 (Hallauer dan Miranda, 1981) terbagi atas daya gabung umum (general combining ability) dan daya gabung khusus (specific combining ability). Daya gabung (combining ability) merupakan suatu ukuran kemampuan suatu tetua persilangan menghasilkan hibrida dengan penampilan tetuanya atau sebaliknya. Daya gabung umum (DGU) adalah nilai rata-rata dari suatu tetua yang disilangkan dengan tetua-tetua lain dibandingkan dengan rata-rata umum. DGU merupakan simpangan dari rata-rata seluruh persilangan sehingga dapat bernilai positif maupun negatif (Hallauer dan Miranda, 1981 dalam Tresnawati et al 2014). Dalam pemuliaan Daya gabung umum (DGU) adalah kemampuan individu tetua untuk menghasilkan keturunan yang unggul untuk suatu karakter tertentu yangdisilangkan dengan sejumlah tetua lainnya. atau rata-rata penampilan keturunan dari persilangan satu tetua dengan sejumlah tetua lainnya. Seleksi ini dimaksudkan untuk menilai daya gabung umum tanaman yang dipilih dari populasi dasar. Penilaian ini diarahkan kepada potensi genotipe tanaman terpilih, jadi bukan fenotipenya. Jadi ada uji progeni. Dengan adanya seleksi ini diharapkan dapat meningkatkan program seleksi untuk sifat yang heritabilitasnya rendah. Prosedur dasar, sama dengan seleksi berulang biasa, namun dengan adanya uji keturunan pekerjaan seleksi lebih rumit dan membutuhkan fasilitas dan waktu lebih banyak. Daur pertama : Seleksi pada populasi dasar, kemudian tanaman terseleksi dilakukan selfing. Kelompok tanaman terseleksi ini disebut S0. Keturunan dari hasil selfing



10



disebut S1. Selanjutnya galur S1 disilangkan dengan tanaman penguji (Tester). Dimana taster berasal dari : 1. Varietas bersari bebas yang tidak ada hubungannnya dengan tanaman yang diuji, yakni : pengujian silang puncak (top cross) 2. Varietas bersari bebas asal galur S1. 3. Suatu



populasi



yang



terdiri dari tanaman dengan



produksi



rendah dan dipilih dari varietas bersari bebas asal galur S1. 4. Keturunan dari suatu silang ganda. Berarti galur S1 sebagai betina. Keturunan dari persilangan ini digunakan untuk mengetahui daya gabung masing-masing tetua (galur S1 di atas). Akhirnya dapat diketahui galur-galur yang dianggap unggul (superior). Sisa benih galur-galur S1 yang dinilai unggul dipergunakan untuk membentuk populasi kawin acak. Lokasi kawin acak ini harus terisolasi dari sumber tepung sari lain. Dapat pula dilakukan silang dialel antar galur-galur S1 tersebut. Populasi ini sebagai bahan seleksi untuk daur berikutnya, yang prosesnya sama seperti tersebut di atas. Program ini dapat dilaksanakan beberapa daur sehingga hasil yang dicapai mendekati atau sesuai dengan harapan pemulia. Program ini dapat diarahkan untuk merakit varietas sintetis bagi tanaman menyerbuk silang atau sebagai perbaikan populasi yang akan dijadikan bahan pemuliaan untuk perakitan varietas hibrida.



2.2.3



Seleksi Berulang Daya Gabung Khusus



Daya gabung khusus (DGK) adalah penampilan kombinasi dari suatu pasangan persilangan tertentu. Bila nilai pasangan persilangan tertentu lebih baik daripada nilai rata-rata keseluruhan persilangan yang terlibat, dikatakan daya gabung khususnya baik (Poehlman dan Sleeper, 1995 dalam Rubiyo dan Sudarso 2011).



11



Langkah seleksi ini sama dengan seleksi untuk daya gabung umum. Perbedaannya terletak pada tanaman pengujinya (tester). Pada seleksi daya gabung khusus dipergunakan galur murni atau keturunan persilangan dua galur murni sebagai tester. Ciri seleksi ini adalah terjadi peningkatan produksi tanaman keturunan dari populasi dengan penguji. Hal ini merupakan hasil evaluasi daya gabung khusus antara galur S1 dengan pengujinya. Demikian, program ini bertujuan untuk meningkatkan tanaman keturunanmelalui uji daya gabung khusus atau untuk memperoleh suatu populasi yang lebih baik sebagai bahan seleksi galur-galur murni dengan daya gabung khusus tinggi. Oleh sebab itu, diharapkan seleksi ini lebih efektif dibandingkan seleksi daur ulang daya gabung umum dalam memperoleh tanggap selekswi mengenai produksi tanaman terseleksi. Namun, pada beberpa penelitian tanaman jagung menunjukkan bahwa apabila radam aditif dua kali lipat dari ragam dominan maka seleksi untuk daya gabung umum lebih efektif.



2.2.4



Seleksi Berulang Timbal Balik



Seleksi Berulang Timbal Balik (Reciprocal Recurrent Selection) Seleksi berulang timbal-balik: seleksi berdasarkan evaluasi hasil persilangan dua populasi, populasi yang satu digunakan sebagai tetua penguji populasi yang lain dan sebaliknya. Seleksi ini dilakukan berdasarkan uji keturunan untuk mengevaluasi galur mengenai kemampuan daya gabung umum dan khusus. Seleksi daur ulang daya gabung umum memanfaatkan adanya ragam aditif pada populasi, sedangkan . seleksi daur ulang daya gabung khusus memanfaatkan ragam dominan. Oleh sebab itu, seleksi daur ulang resiprok menyeleksi sekaligus daya gabug umum dan khusus guna mengurangi kelemahan dua macam seleksi tersebut. Metode ini sering digunakan pada tanaman kelapa sawit. Kelapa sawit tenera merupakan hasil persilangan antara Dura dengan Psifura. Dimana seleksi dilakukan pada populasi Dura dan Psifura sekaligus.



12



Seleksi daur ulang resiprok menggunakan dua populasi heterogen dan heterozigot, yang masing-masing digunakan baik sebagai populasi bahan seleksi maupun penguji. Ciri metode seleksi ini adalah pada mulanya kedua populasi penguji bertindak untuk biji keturunan bagi daya gabung umum. Namun, setelah aeleksi berlangsung terjadi pergeseran secara bertingkat bahwa kedua populasi tersebut diperuntukkan menguji kombinasi gendalam arti daya gabung khusus. Target terakhir yaitu persilangan dua populasi untuk memperoleh penampilan hibrida secara maksimal. Jadi, seleki berulang timbal balik merupakan suatu metode dengan : 



menggunakan dua macam populasi heterozygot-heterogenous yang sekaligus ingin diperbaiki. Misalnya populasi A dan populasi B.







Masing-masing populasi tanaman tersebut merupakan tester untuk populasi lainnya. Kedua populasi tersebut ingin diperbaiki. Untuk perbaikan populasi A, populasi B sebagai tester, demikian sebaliknya.







Seleksi ini ditujukan untuk perbaikan hibrida.







Metodenya merupakan gabungan dari Seleksi berulang untuk DGU dan DGK.



Persyaratan : 



Seleksi berdasarkan keturunan dari tanaman







Terdapat kontrol penuh terhadap persilangan







Peran gen over dominance, dominan, aditif







Terdapat uji keturunan dengan tipe Uji







keturunan daya gabung umum dan khusus







Varietas yang dibentuk adalah Varietas







Perbaikan Hibrida



13



BAB III



KESIMPULAN



3.1 Kesimpulan



Berdasarkan pembahasan tentang metode seleksi berulang dalam penyerbukan silang, pemakalah menyimpulkan bahwa : Prosedur pemuliaan tanaman menyerbuk silang berbeda dengan tanaman menyerbuk sendiri. Tanaman menyerbuk sendiri bertijuan untuk mendapatkan individu tanaman homozigot. Sedangkan tanaman menyerbuk silang bertujuan untuk mendapatkan populasi yanag terdiri dari tanaman. Oleh sebab itu, metode yang digunakan berbeda, terutama pada prosedur seleksi. Varietas yang dibentuk dari tanaman menyerbuk silang adalah varietas hibrida dan bersari bebas. Dalam pemuliaan tanaman terdapat beberapa metode dalam penyerbukan silang diantaranya yaitu : seleksi berulang, seleksi berulang sederhana, seleksi berulang daya gabung umum, daya gabung khusus, dan seleksi berulang timbal balik ( gabungan SB daya gabung umum dan khusus ).



14



DAFTAR PUSTAKA



Abdullah, B., Iswari, S., Dewi, Sularjo, Heni, S., dan A.P. Lestari. 2008. Perakitan Padi Tipe Baru Melalui Seleksi Silang Berulang dan Kultur Anter. Balai besar penelitian tanaman padi dan Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan Vol. 27 No. 1 Sumarno. 2003. Pemuliaan tanaman menembus platou potensi genetik. Makalah disampaikan pada Lokakarya Manajemen Mutu Penelitian Pemuliaan Tanaman. Pacet, 8-12 september 2003. Tresniawati, C., Dani, I.N.A. Wicaksono, dan Rubiyo. 2014. Pendugaan Daya Gabung Dan Heritabilitas Beberapa Karakter Agronomis Pada Populasi F1 Kakao (Theobroma Cacao L.) Estimation Of Combining Ability And Heritability For Some Agronomic Characters In F1 Population Of Cocoa (Theobroma Cacao L.) Balai Penelitian Tanaman Industri dan Penyegar. Sukabumi. Rubiyo, Trikoesoemaningtyas, & Sudarsono. (2011). Pendugaan daya gabung dan heterosis ketahanan tanaman kakao (Theobroma cacao L.) terhadap penyakit busuk buah (Phytophthora palmivora). Jurnal Littri, 17(3), 124131.



15