BAHAN AJAR GENETIKA DASAR SEMESTER GANJIL (TENGAH SEMESTER) Oleh DR. Ir. Etti Swasti, MS PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN JURUSAN BUDIDAYA PERTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS ANDALAS 2005

PENENTUAN JENIS KELAMIN (PADA TANAMAN) Genetika Dasar utk Pemuliaan Tanaman PENENTUAN JENIS KELAMIN (PADA TANAMAN) SISTEM KROMOSOM SEK 1. X --- O : pd serangga XO individu jantan XX individu betina 2. X --- Y : pd drosopila, manusia, tanaman XY individu jantan 3. Z --- W ; pd kupu-kupu, ngengat ZZ individu jantan ZW individu betina 4. Z---O : pd unggas ZO individu betina

ISTILAH KROMOSOM KELAMIN Heterogametik: Jenis kelamin yg hslkan gamet dgn dua tipe kromosom Homogametik: Jenis kelamin yg hslkan gamet dgn tipe kromosom yg sama Tipe-tipe tanaman berbunga uniseksual : Dioecious, satu individu tanaman hanya memiliki organ reproduksi jantan atau betina saja : mis asparagus, salak 2. Biseksual :monoecious,hermaprodit; satu individu tanaman memiliki organ reproduksi jantan dan betina baik pada satu bunga ataupun terpisah: mis jagung, padi, tomat dll

TANAMAN JANTAN DAN BETINA PADA JAGUNG Siklus hidup pd kebanyakan tanaman berganti-ganti antara fase gametofit (haploid) dan fase sporofit (diploid). Proses-proses meiosis dan fertilisasi terkait pada dua fase tsb selama siklus hidup. Jumlah wkt yg dihabiskan pada dua fase tsb bervariasi antara tanaman Tan non biji fase gametofit lebih dominan (lama) dan sebaliknya pada tan berbiji Tan jagung merupakan tan monoecious yang membawa struktur jantan dan betina pada fase sporofit

Mekanisme penentuan kelamin dan perbedaan dlm satu tan monoecious spt jagung dimana jaringan yg membentuk gamet jantan dan betina tersusun dr genetik yg sama shg pd awalnya sulit dipahami Namun penemuan sejumlah besar gen-gen mutan yg mengganggu pembentukan tassel dan pistil normal mensupport konsep bhw gen memainkan suatu peran penting dlm penentuan dan perbedaan kelamin

Terdpt 11 mutan yg menggambarkan gen-gen terpisah pd sejumlah kromosom jagung SK = terbtk rambut tongkol, tan normal sk = mutant, tak terbtk rambut tongkol, tan jantan TS2= terbtk malai, tan normal ts2 = mutant; malai berbiji, terbtk bunga betina danbiji pd malai; tan betina Mutant lainnya pd Tabel 1

Tabel 1. Mutan-mutan pd jagung yang mempengaruhi perkembangan tassel dan pistil Kromosom lokus mutant nama mutant fenotip 1 24 ts2 tasel berbiji betina 1 119 ts3 tasel berbiji betina 1 156 ts6 tasel berbiji betina 2 56 sk tongkol tak berambut jantan 3 55 ts4 idem betina 3 72 ba2 jantan 4 56 ts8 tasel berbiji betina 6 4 po1 polymitotik tasel – mandul 6 17 ms1 mandul jantan anther - layu 8 14 ms8 mandul tidak ada jantan anter 9 67 ms2 mandul jantan tdk ada- anter

selfing Persilangan antara tan tak berambut tongkol (jantan) Dengan tan malai berbiji (betina) : Betina: Sk Sk ts2 ts2 X Jantan: sk sk Ts2 Ts2 F1 Sk sk Ts2 ts2 tan normal, monoecious selfing F2 9 Sk - Ts2 - tan normal 3 sk sk Ts2 - tongkol tak berambut, tan jantan 3 Sk - ts2 ts2 malai berbiji, tan betina 1 sk sk ts2 ts2 tongkol tak b erambut, malai berbiji tan betina

Dgn memanipulasi mutant-mutant tsb ke dlm strain- strain jagung tertentu, maka ahli genetika dpt menghsl kan tan jagung dioecious (berumah dua atau tan uni- seksual Kelamin jantan dan betina ditentukan oleh segregasi Ts2 dan ts1 sk sk ts2 ts2 X sk sk Ts2 ts2 betina jantan F1: sk sk ts2 ts2 sk sk Ts2 ts2 Jadi: jika tan jagung berumah dua disilangkan akan tetap menghasilkan tan berumah dua

PENENTUAN KELAMIN PADA TAN Melandrium merupakan tan dioecious Thn 1953 komposisi kromosom bervariasi antara tan jantan dan tan betina Satu set kromosom dicirikan oleh X dan Y menen- tukan jantan atau betina Jantan mengandung 4 psg autosom plus Kromosom X dan Y Kromosom Y lebih besar dr kromosom X Tan betina jg mengandung 4 psg autosom naum me- miliki 2 kromosom X Thn 1953, Morgens Westergaard mengaitkan ketdk- normalan komposisi kromosom tan dgn kelamin tan. Westergaard menympulkan bhw kromosom Y mrpkan penentu yg sangat kuat thdp kelamin jantan, mis XXY dan XXXY adalah jantan walaupun ada 2 atau 3 kromosom X

Tabel 2. Perbandingan Komposisi Kromosom dan Jenis Kelamin pada Melandrium Komposisi Kromosom Kelamin Jumlah Kromosom Setiap autosom Kelamin 2 XX Betina, normal 2 XY jantan, normal 2 XXX Betina 3 XX Betina 4 XXXX Betina 2 XYY Jantan 2 XXY Jantan 3 XY Jantan 3 XXXY Jantan 4 XXXY Jantan

I II V III IV IV Krom X Y Kromosom X dan Y pd Melandrium Wilayah I dan IV menekan perKembangan betina Wilayah II memicu perkbngan Jantan Wilayah III jantan fertil Wilayah V memicu perkmbngan Betina

Persilangan tan betina homozigot berdaun lebar dengan tan jantan berdaun sempit pd melandrium B = tan dgn bentuk daun lebar b = tan dgn bentuk daun sempit Tetua: XBXB (betina) X XbY (jantan) Keturunan: XBY = jantan berdaun lebar XBXb = tdk tbtk zigot (Xb mati) Persilangan tan betina heterozigot berdaun lebar Dgn tan jantan berdaun sempit: Tetua: XBXb (betina) X XbY (jantan) 1 XBY : XbY 1 jantan bdaun lbr : 1 jantan bdaun sempit

Persilangan tan betina heterozigot bdaun lbr dgn tan jantan bdaun lbr : Tetua : XBXb (betina) X XBY (jantan) Keturunan : 1 XBXB = Betina bdaun lebar 1 XBY = Jantan bdaun lebar 1 XBXb = Betina bdaun lebar 1 XbY = Jantan bdaun sempit

The influence of the ratio of sex chromosomes to autosomes in Melandrium album and Drosophila melanogaster (M. WESTERGAARD, 1953) Number of Combination Karyotype Melandrium Drosophila 1 2 A + XX female 2 2 A + XXX superfemale 3 3 A + X ? male / sterile 4. 3 A + XX hermaphrodite 5 3 A + XXX 6 4 A + XX male 7 4 A + XXX 8 4 A + XXXX 9 4 A + XXXXX 10 2 A + XY 11 2 A + XYY 12 2 A + XXY 13 2 A + XXYY 14 3 A + XY supermale 15 3 A + XXY 16 3 A + XXXY 17 4 A + XY 18 4 A + XXY 19 4 A + XXYY 20 4 A + XXXY 21 4 A + XXXYY 22 4 A + XXXXY 23 4 A + XXXXYY

THANK YOU