KERAGAMAN GENETIK

KARAKTER TANAMAN Karakter kualitatif: Karakter yang dikendalikan oleh gen sederhana (satu atau dua gen) dan tidak atau sangat sedikit dipengaruhi faktor lingkungan (warna bunga, bentuk polong, warna polong) Karakter kuantitatif: Karakter yang dikendalikan oleh banyak gen yang masing-masing memiliki pengaruh kecil pada karakter tersebut (produksi, kualitas hasil, kadar protein dll).

KERAGAMAN TANAMAN Berdasar penyebab keragaman: Keragaman genetik  keragaman yang disebabkan oleh faktor genetik (diwariskan). Keragaman fenotip (teramati)  keragaman yang disebabkan oleh faktor genetik dan lingkungan Keragaman lingkungan  keragaman yang disebabkan oleh faktor lingkungan  

KERAGAMAN TANAMAN Pemulia tanaman concern pada keragaman genetik karena merupakan modal dasar perakitan varitas baru. Ecologist/Agronomist lebih concern terhadap keragaman lingkungan.  

KERAGAMAN GENETIK SEBAGAI MODAL DASAR PEMBENTUKAN VARIETAS Keragaman antar jenis tanaman (padi, jagung, sorgum, kedelai, kacang panjang, kacang tanah, semangka, melon, dsb.) Keragaman antar populasi/kelompok dalam jenis sama (Padi: Rojolele, IR 36, C4, Ciherang dsb.) Keragaman antar invidu dalam populasi (Contoh: populasi keturunan hasil persilangan)

PUSAT KERAGAMAN GENETIK TANAMAN (CENTERS OF DIVERSITY) (VAVILOV) Pusat Mediteran Pusat Ethiopia Pusat Meksiko Selatan dan Amerika Tengah 8. Pusat Amerika Selatan 8A. Pusat Chili 8B. Pusat Brasilia-Paraguay Pusat Cina Pusat India 2A. Pusat Indo-Malaya Pusat Asia Tengah Pusat Asia Timur Dekat

JENIS TANAMAN PADA PUSAT KERAGAMAN Pusat Cina: kedelai, kara, gandum, jeruk, sorghum Pusat India: padi, sorgum, mangga 2A. Pusat Indo-Malaya: pisang, kelapa, tebu Pusat Asia Tengah: gandum, bawang merah, bawang putih Pusat Asia Timur Dekat: melon, barley, alfalfa Pusat Mediteran: asparagus, seledri, kobis Pusat Ethiopia: gandum, sorghum, kopi Pusat Meksiko Selatan dan Amerika Tengah: jagung, kapas, kakao 8. Pusat Amerika Selatan: tembakau, tomat, kentang 8A. Pusat Chili: kentang 8B. Pusat Brasilia-Paraguay: kakao, nanas, karet

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah Chinese-Japanese Prosomillet, Fox tail millet, Naked oat Soybean, Adzuki bean Leafy mustard Orange/Citrus, Peach, Apricot, Litchi Bamboo, Ramie, Tung oil tree, Tea Daerah Indochinese-Indonesian Rice Rice bean, Winged bean Cucurbits/Ash gourd Mango, Banana, Rambutan, Durian, Bread fruit, Citrus/Lime, Grapefruit Bamboos, Nutmeg, Clove, Sago-palm, Ginger, Taros and Yam, Betel Nut, Coconut

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah Australian Eucalyptus, Acacia, Macadamia nut Daerah Hindustan Rice, Little millet Black gram, Green gram, Moth bean, Rice bean, Dolichos bean, Pigeonpea, Cowpea, Chickpea, Horse gram, Jute Eegplant, Okra, Cucumber, Leafy mustard, Rat’s tail radish, Taris, Yams Citrus, Banana, Mango, Sunnhemp, Tree cotton Sesame, Ginger, Turmeric, Cardamon, Areanut, Sugarcane, Black pepper, Indigo

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah Central Asian Wheat (Bread/Club/Shot),Rye Allium/onion, Garlic, Spinach, Peas, Beetroot, Faba bean Lentil, Chickpea Apricot, Plum, Pear, Apple, Walnut, Almond, Pistachio, Melon, Grape, Carrot, Radish Hemp/Cannabis, Sesame, Flax, Safflower Daerah Near-Eastern Wheat (Einkorn, Durum, Poulard, Bread), Barley, Rye/Secale Faba bean, Chickpea, French bean, Lentil, Pea Brassica oleracea, Allium, Melon, Grape, Plum,Pear, Appel, Apricot, Pistachio, Fig, Pomegranate, Almond Safflower, Sesame, Flax Lupins, Medics

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah Mediterranean Wheat (Durum, Turgidum), Oats Brassica oleracea, Lettuce, Beetroot, Colza Faba bean, Radish Olive, Trifolium/Berseem, Lupin, Crocus, Grape, Fennel, Cumin, Celery, Linseed Daerah African Wheat (Durum, Emmer, Poulard, Bread) African rice, Sorghum, Pearl millet, Finger millet, Teff Cowpea, Bottle gourd, Okra, Yams, Cucumber Castor bean, Sesame, Niger, Oil palm, Safflower, Flax Cotton, Kenaf, Coffee Kola, Bambara groundnut, Date palm, Ensete, Melons

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah European-Siberian Peach, Pear, Plum, Apicot, Apple, Almond, Walnut, Pistachio, Cherry Cannabis, Mustard (black), Chicory, Hops, Lettuce Daerah South American Potato, Sweet potato, Xanthosoma Lima ban, Amaranth, Chenopodium, Cucurbita, Tomato, Tobacco, Lupin Papaya, Pineapple Groundnut, Sea Island cotton Cassava, Cacao, Rubber tree, Passion fruit

DAERAH KERAGAMAN TANAMAN BUDIDAYA (ZEVEN AND ZHUKOVSKY, 1975; DAN ZEVEN AND DE WET, 1982) Daerah Central American dan Mexican Maize, French bean, Potato, Cucurbita, Pepper/Chili, Amaranth, Chenopodium, Tobacco, Sisal hemp, Upland cotton Daerah North American Jerusalem artichoke, Sunflower, Plum, Raspberry, Strawberry

LEMBAGA KERJASAMA INTERNASIONAL PELESTARIAN SUMBERDAYA GENETIK TANAMAN Nama Lembaga Lokasi Tanaman Koleksi CIAT (International Center for Tropical Agriculture) Cali, Columbia padi, rumput pakan, leguminosa, ketela pohon CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center) El Batan, Meksiko jagung, gandum CIP (International Potato Center) Lima, Peru kentang, ubi jalar ICARDA (International Center for Agriculture in The Dry Area) Aleppo, Syria gandum, barley, faba bean, pakan, leguminosa

LEMBAGA KERJASAMA INTERNASIONAL PELESTARIAN SUMBERDAYA GENETIK TANAMAN Nama Lembaga Lokasi Tanaman Koleksi ICRISAT (International Crop Research Institute for Semi Arid) Hyderabad, India sorghum, millet, chickpea, kacang tanah IITA (International Institute for Tropical Agriculture) Ibadan, Nigeria padi, kentang, ubi jalar, kacang tanah, kedelai, jagung, ketela pohon IRRI (International Rice Research Institute) Los Banos, Filipina padi AVRDC (Asian Vegetable Research and Development Center) Shanhua, Taiwan sayuran

TAHAPAN KEGIATAN PEMULIAAN TANAMAN Koleksi Plasma Nutfah Karakterisasi Seleksi Perluasan keragaman genetik Seleksi setelah perluasan keragaman genetik Evaluasi dan Pengujian Pelepasan Varitas dan Perbanyakan

KOLEKSI PLASMA NUTFAH DAPAT BERUPA Species Budidaya Varietas komersial Landrace atau varietas lokal tradisional Breeding line Special genetic stock Spesies Liar Langsung digunakan Digunakan secara tidak langsung Punya potensi untuk dimanfaatkan Koleksi Plasma nutfah

KOLEKSI PLASMA NUTFAH DAPAT BERUPA Tanaman utuh Jaringan (dalam media kultur) Biji Pollen DNA Koleksi Plasma nutfah

https://www.crops.org www.treehugger.com

Deskripsi terutama untuk karakter yang diwariskan. KARAKTERISASI Kegiatan mendeskripsikan semua karakter yang dimiliki oleh sumber keragaman (koleksi). Deskripsi terutama untuk karakter yang diwariskan. Karakter yang dideskripsi meliputi karakter morfologis/agronomis, protein biji hingga molekuler. Dilakukan untuk menyediakan informasi yang berguna bagi pemanfaatan secara maksimal koleksi yang dimiliki. Koleksi Plasma nutfah                     

EVALUASI DAN SELEKSI Kegiatan menilai sumber keragaman yang ada serta memilih genotip yang dikehendaki. Seleksi dapat dilakukan sebelum atau setelah kegiatan hibridisasi (rekombinasi) Evaluasi : sudah memberi penilaian

PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK Perluasan keragaman genetik dilakukan apabila karakter/kombinasi karakter yang dikehendaki tidak tersedia. Perluasan keragaman genetik dapat dilakukan dengan cara: Introduksi Rekayasa Genetika Hibridisasi Fusi Protoplas Mutasi Variasi somaklonal Poliploidisasi Koleksi Plasma nutfah

Penanganan varietas introduksi : 1. Bahan tetua (sumber gen) Introduksi : mendatangkan tanaman dari tempat yang berbeda (antar kota, antar negara, antar lembaga) Penanganan varietas introduksi : 1. Bahan tetua (sumber gen) 2. Koleksi 3. Bahan seleksi 4. Langsung digunakan sebagai varietas baru Koleksi Plasma nutfah

INTRODUKSI INTRODUKSI Bahan Tetua Hibridisasi Pengujian Seleksi KOLEKSI PLASMA NUTFAH SELEKSI Bahan Tetua Hibridisasi Seleksi Varietas Baru Pengujian Langsung digunakan sebagai varitas baru Koleksi Plasma nutfah

HIBRIDISASI Hibridisasi : persilangan buatan yang dilakukan antar tanaman dalam satu spesies, antar spesies dalam satu genus, antar genus atau kerabat liarnya Tujuan : mendapatkan kombinasi genetik (sifat) yang diinginkan dari dua atau lebih tetua.

HIBRIDISASI Tahapan hibridisasi: Pemilihan tetua Emaskulasi Penyerbukan/polinasi dan pembungkusan bunga Pelabelan Ekstraksi (pemisahan biji dari buah)

Pemilihan tetua/jumlah tetua Tergantung pada sifat unggul yang diinginkan, kualitatif atau kuantitatif. Sifat kualitatif: Gen sederhana (monogenik), perbedaan fenotip = perbedaan gen pengendali, pengaruh lingkungan kecil sehingga lebih mudah diseleksi. Diperlukan cukup 1 tetua. Sifat kuantitatif: Gen kompleks (poligenik),pengaruh lingkungan besar sehingga seleksi tidak mudah dilakukan. Diperlukan lebih banyak tetua sebagai sumber gen.

Emaskulasi dan penyerbukan Emaskulasi : pengambilan kepala sari dari tetua betina untuk mencegah penyerbukan oleh polen sendiri atau polen asing yang tidak dikehendaki. Perlu mengetahui biologi bunga (morfologi dan saat anthesis) Cara emaskulasi : a. Mekanis b. Fisik c. Kimia

Emaskulasi dan penyerbukan a. pengumpulan polen perlu mengetahui fertilitas dan viabilitas polen b. kesiapan stigma (kepala putik) menerima polen (receptivitas stigma). perlu mengetahui kompatibilitas polen-stigma

Pembungkusan bunga betina Pembungkusan bunga betina dilakukan sebelum/setelah emaskulasi, menghindari polinator lain (serangga) Catatan : pembungkusan bunga kadang perlu dilakukan pada bunga jantan untuk menghindari tercemarnya polen dengan polen yang lain.

Pelabelan Label meliputi : nama tetua, tanda X yang melambangkan persilangan, tanggal persilangan

MUTASI Perubahan genetik yang terjadi pada gen (mutasi gen) atau kromosom (mutasi kromosom) Terjadi secara alami (spontan) atau buatan Mutagen: 1. Fisik : radiasi (sinar X, sinar gamma, sinar neutron) 2. Kimia : (ethylene amine, diethyl sulfate, dimethyl sulfate, N-nitrosoethyl urea, N-nitrosomethyl urea, methal sulfonate, diepoxy butane, ethyleneoxide)

Contoh tanaman hasil mutasi Sorghum hasil mutasi Sumber : www.batan.go.id

Contoh tanaman hasil mutasi Jeruk hasil mutasi Sumber : http://io9.com/5791035/mutation-breeding-creates-the-worlds-most-perfect-orange

POLIPLOIDISASI Perubahan pada jumlah kromosom (trisomik= 2n+1) atau penggandaan set kromosom (x) (triploid =3X, tetraploid =4X) Allopoliploidi : hasil persilangan antar tanaman berbeda genom, Contoh : Semangka 3X tanpa biji, berasal dari persilangan semangka 2X dengan 4X Autopoliploidi: Penggandaan langsung dengan menggunakan kolkhisin Contoh : semangka 2X  4X

Contoh tanaman hasil poliploidisasi Induksi poliploidi pisang secara in vitro telah menghasilkan  beberapa tanaman pisang tetraploid (Mas Madu)  dengan daun jatuh, berbeda dibanding yang diploid dengan daun ke atas.  Ploidi sudah dikonfirmasi dengan flow cytometer

Terima kasih

TUGAS PEKAN DEPAN Pelajari tentang ragam genetik, lingkungan dan fenotip serta cara mengukurnya! Pelajari apa yang disebut heritabilitas! Pelajari berbagai metode menghitung heritabilitas! Pelajari tentang kemajuan genetik dan cara menghitungnya! Akan ditunjuk 1 kelompok yang akan menerangkan salah satu tugas.