Metode Pemuliaan Tanaman

Presentasi berjudul: "Metode Pemuliaan Tanaman"— Transcript presentasi:

1 Metode Pemuliaan Tanaman
Lembaga/badan yang menjalankan pekerjaan pemuliaan tanaman di Indonesia, hampir semuanya ditangani pemerintah. Badan swasta masih sangat terbatas. Bbrp lembaga penelitian: Padi – Sukamandi Jagung, sorghum – Maros Sayuran – Lembang Kopi dan Kakao – Jember

2 Sasaran Pemuliaan Lembaga penelitian CIMMYT di Meksiko, IRRI di Filipina, berhasil merakit varietas gandum dan padi yg produksi tinggi, tanaman agak pendek (semi dwarf), respon baik terhdp pemupukan. Dikenal dg green revolution. Dg varietas unggul tsb, th , produksi naik sampai 25%. Keberhasilan green revolution, ada dampak negatifnya: pencemaran lingkungan oleh pupuk, pestisida, degradasi kondisi lahan, erosi, kerusakan biodiversitas.

3 Sasaran pemuliaan di masa mendatang :
↑ kuantitas dan kualitas hasil Mengembangkan varietas yg mampu beradaptasi luas, varietas tahan stres lingkungan dan efisien dlm penggunaan input Varietas yg tahan hama dan penyakit, tidak tergantung pestisida Varietas dengan manfaat ganda, mis. padi dan jagung berproduksi ↑, dan dpt digunakan untuk makanan ternak

4 Dlm membuat program pemuliaan tanaman, para pemulia dituntut untuk dapat memprediksi kemungkinan perubahan selera konsumen. Komponen yg mempengaruhi hasil yang dimanfaatkan tergantung jenis tanaman yg dimuliakan. Misal :Komponen yg mempengaruhi produksi padi : jml anakan produktif / rumpun, jml biji / malai, berat biji, panjang malai. Komponen produksi jagung : jml baris/ tongkol, panjang tongkol, berat biji, jml tongkol/ tan.

5 Tahapan Pemuliaan Tanaman. Meliputi faktor-faktor
a. Pengenalan Tanaman : cara perkembangbiakan, penyerbukan, sifat morfologi, fisiologi, pola pewarisan sifat b. Pemilihan Breeding material Variasi tanaman yg akan digunakan dapat diperoleh dari berbagai sumber, mis. koleksi milik lembaga penelitian, keragaman yg diperoleh dari habitat alaminya (pusat gen), dari wilayah tertentu (var lokal), sumber lain (mutasi, poliploidisasi, segregasi, dll) c. pola/metode pemuliaan yg dipilih d. pengelolaan

6 Pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri
1. Cara pemilihan Tanaman a. Seleksi massa (mass selection) Bentuk paling sederhana dari cara seleksi. Populasi ditanam pd suatu areal luas. 1. Seleksi massa positif : dipilih tan yg sesuai dg tujuan pemuliaan. Saat panen, dilakukan pemilihan, kemudian dicampur sbg bhn tan di musim berikutnya. Dst sampai tujuan yg diinginkan tercapai. 2. Seleksi massa negatif : tan dg sifat2 menyimpang disingkirkan. Tan lain dicampur utk musim tanam berikutnya. Dlm praktek, kedua cara ini dilakukan bersama2. Isolasi – utk mencegah persilangan dari luar

7

8 Kerugian inbreeding b. Seleksi tanaman individual
Tanaman yg terpilih secara individual dipanen terpisah, diberi nomor, utk ditanam musim berikutnya. Seleksi individual tan menyerbuk sendiri = seleksi galur murni (pure line adalah sekelompok individu yang memiliki komposisi genetik yang serupa sebagai akibat perkawinan sekerabat.). Menghasilkan tan. Homozygote setelah beberapa generasi. Kerugian inbreeding Terjadi inbreeding depression akibat munculnya double recessives (mis. rr). Varietas galur murni memiliki variasi genetik yg sempit (narrow). Hal ini dpt mengakibatkan var tsb kurang stabil, terutama jika lingkungan berubah, dan mudah terserang hama atau penyakit tertentu.

9 Hal ini menunjukkan bahwa pemilihan biji ukuran besar dari populasi yg heterogen pd setiap generasi dlm suatu proses seleksi akan sangat efektif dan menguntungkan.

10 2. Seleksi Kombinasi/persilangan/hibridisasi
Usaha utk menggabungkan gen-gen pengendali sifat yg dikehendaki dan mengeliminir gen2 yg tdk dikehendaki. a. Pemilihan secara Pedigree - Pemilihan pada F2 b. Pemilihan secara bulk - Keturunan F2 sampai F5 tidak mengalami seleksi. Baru pd F6 dilakukan seleksi. - Pemilihan secara bulk lebih sederhana, mudah, tidak mahal. - Perlu areal yg luas c. Metode Persilangan Kembali (Back Cross Method) - Dilakukan persilangan antara F1 dg salah satu tetuanya d. Metode single seed descent e. Persilangan kompleks (Multiple Crossing)

11 Pemuliaan Tanaman Penyerbuk Bersilang
Seleksi masa (mass selection) Seleksi tanaman secara individual. Banyak variasinya: a. Seleksi satu tongkol satu baris (Ear-to-row selection) b. Modifikasi a c. Seleksi saudara kandung (Full-Sib family selection) d. Seleksi Keturunan S-1 (S-1 Progeny Selection) e. Seleksi berulang untuk daya gabung umum (recurrent selection for general combining ability) f. Seleksi berulang untuk daya gabung khusus g. Seleksi berulang timbal balik (reciprocal recurrent selection – RRS)

12 Varietas hibrida Dlm suatu persilangan antara 2 tetua, jika keturunan F1 merupakan rata-rata dari penampilan tetuanya, penampilan bersifat aditif. Heterosis : jika penampilan lebih baik dari kedua tetuanya. 2 teori yg menerangkan timbulnya heterosis: 1.Teori dominansi (dominance) 2.Teori dominan lebih overdominance Pd tan menyerbuk silang, seleksi kombinasi umum dilakukan dg cara persilangan antarvarietas/interspesies atau antarspesies. Bertujuan untuk mengumpulkan gen2 pengendali sifat baik.

13 Langkah-langkah pembuatan varietas hibrida. Co. Jagung
Memilih tan yg baik dari suatu populasi, lalu dilakukan selfing. Pd saat panen, tongkol hsl selfing dipanen secara terpisah dan diberi nomor-nomor. Pd musim berikutnya, nomor2 terpilih ditanam kembali secara terpisah, dilakukan selfing. Dst sampai generasi ke-7 atau ke-8 (S7 atau S8). Setelah diperoleh galur inbred, dilakukan hibridisasi Single cross inbred A x inbred B Three way cross (inbred A x inbred B) x inbred C Double cross (inbred A x inbred B) x (inbred C x inbred D).

14 Jenis-jenis varietas hibrida
Dilihat dari silsilahnya, varietas hibrida dapat dibedakan menjadi beberapa jenis: Silang tunggal atau single cross Hibrida silang tunggal adalah hibrida dari persilangan antara dua galur murni yang tidak berhubungan satu sama lain. Silang tiga-jalur atau three-way cross Hibrida silang tiga adalah hibrida dari persilangan antara silang tunggal dengan satu galur murni. Silang ganda atau double cross Hibrida silang ganda adalah progeni hibrida dari persilangan antara dua silang tunggal. Silang ganda melibatkan empat galur murni yang tidak berhubungan satu sama lain. Silang puncak atau top cross Top cross adalah progeni hibrida yang dihasilkan melalui penyerbukan suatu galur murni dengan suatu populasi yang menghasilkan pollen yang tercampur secara genetik.

15 Benih hibrida Benih jagung hibrida dihasilkan dengan cara persilangan galur-galur murni yang telah dikembangkan dengan carainbreeding dan seleksi selama sedikitnya 5 generasi. Cara inbreeding akan mengakibatkan: 1.penekan vigor (Inbreeding depression) 2.peningkatan keseragaman pertumbuhan (munculnya dominasi homozigot) 3.penampakan gen-gen resesif yang tidak diinginkan, tetapi dapat dihilangkan dari populasi. Produksi benih jagung hibrida dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya yaitu : 1.Produksi hibrida persilangan tunggal jagung 2.Produksi hibrida persilangan ganda dan tiga jagung 3.Produksi hibrida jagung menggunakan faktor pemulih sterilitas (Restorer)

16 Produksi benih bertujuan untuk menghasilkan benih dengan mutu yang memenuhi syarat sertifikasi benih. Dalam produksi benih diperlukan prinsip-prinsip berikut: 1.persyaratan lahan produksi Ada 2 persyaratan utama lahan produksi benih, yaitu: lahan subur dan cukup tersedia air, untuk memproduksi benih umumnya dilakukan diluar musim tanam karena untuk memeneuhi kebutuhan benih pada musim berikutnya, air harus tersedia baik secara teknos melalui irigasi atau secara alami sebagai lahan tadah hujan lahan bersih dan bebas dari varietas lain, untuk menghindari pencampuran varietas sebaiknya dicaritahu jenis dan varietas tanaman apa saja yang pernah ditanam sebelumnya benih sumber

17 Benih sumber yang akan digunkan haruslah bermutu tinggi dan jelas asal usulnya.
1.Isolasi waktu dan jarak Isolasi waktu dan jarak merupakan perlindungan terhadap penyerbukan silang oleh varietas lain, baik dari dalam maupun dari sekitar lahan produksi 1.Teknik budidaya dan produksi benih Teknik produksi benih berbeda dengan produksi non benih yang terletak pada prinsip genetiknya, dimana aspek ekmurnian genetiknya menentukan kelulusan dalam sertifikasi. Teknik budidaya secara internal dilakkukan oleh penangkar benih dalam bentuk roguing dan secara eksternal dilaksanakan oleh balai pengawas dan sertifikasi benih (BPSB) dalam bentuk pengawasan di lapang. Teknik budidaya mulai dari pengolahan tanah sampai panen antara teknik budidaya produksi benih dan non benih relatif sama.

18 Jagung merupakan tanaman menyerbuk silang, oleh karena itu isolasi jarak atau pun waktu merupakan hal yang sangat penting dalam memproduksi benih jagung bersertifikat. Isolasi jarak seluas 200meter sedangkan isolasi waktu minimal 3 minggu. Teknik budidaya produksi jagung hibrida sehingga menghasilkan benih hibrida adalah: Persiapan lahan 1. Persiapan lahan meliputi pemilihan lahan tanam dan pengolahan lahan tanam, serta penentuan jarak tanam. Lahan yang akan ditanami harus memenuhi isolasi jarak dan waktu. Hal ini dimaksudkan agar antar tanaman jagung tidak terjadi penyerbukan silang. Isolasi jarak yang diperbolehkan adalah tidak kurang dari 200 meter, sedangkan isolasi waktu yang diperbolehkan adalah 3 minggu. Jarak tanam antara antan adalah 15 cm dan jarak tanam antara betina adalah 20 cm. pengolahan lahan dilakukan supaya lahan yang akan ditanami menjadi gembur.

19 1.Persiapan benih sumber
Persiapan benih sumber ini meliputi pemilihan benih dan menghitung kebutuhan benih. Benih yang dipakai pada praktikum adalah berasal dari perusahaan penangkar benih Sang Hyang Sri yang tidak perlu dipertanyakan lagi kualitasnya. 2 . Penanaman dan perawatan Sebelum dilakukan penanaman, tanah dilubangi sedalam 2-5 cm terlebih dahulu. Masing-masing lubang di tanami 2-3 benih. Dalam pembuatan benih hibrida ini, di gunakan tiga tetua, 2 betina dan satu jantan. Waktu tanam antara benih jantan dan betina berbeda dikarenakan benih betina lebih cepat tumbuh daripada benih jantan. Jarak antara jantan dan betina adalah 30 cm. hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi penyerbukan silang . Benih yang telah ditanam perlu dirawat supaya perkembangannya lebih baik. Perawatannya berupa pemberian pupuk, penyiangan dan pembumbunan. Penyiangan dilakukan seperlunya, yaitu apabila ada gulma yang tumbuh. Pembumbunan dilakukan supaya tanaman yang telah tinggi tidak rebah. Pembumbunan biasanya dilakuakn 15 hari setelah tanam.

20 1.Pengamanan kemurnian genetis
Untuk menjaga kemurnian genetis, produksi benih hibrida dilakuiakn dengan cara: 1.Isolasi 2.Roguing Roguing dilakukan dengan cara membuang tanaman yang diragukan. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari penyerbukan tanaman tetua betina oleh tanaman yang tidak dikehendaki, damn pembentukan benih bukan dari tanaman tetua yang diinginkan. 1.Penggunaan tanaman induk steril Tanaman induk steril merupakan tanaman tetua betina yang steril bunga jantannya, baik secara alamiah maupun buatan. Tanaman tetua yang steril jantan, maka tidak akan terjadi persilangan sendiri.

21 Steril jantan merujuk kepada suatu bunga atau tanaman yang tidak menyebarkan serbuk sari hidup. Sterilitas sitoplasmik ditentukan oleh kondisi sitoplasma tetua betina. Sitoplasma steril  menghasilkan keturunan steril jantan. Tanaman yang bersitoplasma normal menghasilkan serbuk sari yang normal tetapi tidak memulihkan kembali fertilitas dari tanaman Cms. Sterilisasi jenetik sitoplasmik, faktor pemulih (restorer) yang dikendalikan secara genetis, akan memulihkan kembali fertilitas kepada keturunannya . Semua tanaman yang RfRf dan Rfrf akan fertil jantan tanpa memandang kondisi sitoplasmanya. Galur-galur fertil jantan yang tidak memulihkan fertilitas disebut galur pemelihara (maintaner lines). Karena galur-galur steril jantan dan pemelihara sama secara genetis, kecuali untuk sifat steril jantan benih yang dihasilkan bukanlah hibrida.

22 1.Emaskulasi/Detaseling
Yaitu pembuangan bunga jantan dari tanaman tetua betina yang belum dewasa. 2.Menutup bunga betina Bunga betina tanaman tetua ditutup agar tidak diserbuki oelh serbuk sari lain yang tidak dikehendaki. 3.Penataan letak tanaman induk Tata letak pertanaman induk disesuaikan dengan jenis hibrida yang akan dihasilkan. Untuk menghasilkan hibrida jagung persilangan tunggal, tat letakl pertanaman mengikuti pola 2:1, yaitu setiap dua baris tanaman tetua betina jagung  berselang dengan 1 tetua jantan jagung.

23 1.Panen Ciri tanaman jagung sudah waktunya dipanen adalah kelobotnya sudah berwarna putih kecoklatan dan tidak meninggalkan bekas apabila bijnya ditekan menggunakan kuku. Benih hibrida yang diharapkan jika ternyata hanya sedikit. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah terlambatnya pemotongan bunga jantan pada tetua betina (detaseling) sehingga terjadi penyerbukan sendiri.

24 Detaseling seharusnya dilakukan ketika bunga jantan baru muncul sebagian supaya tidak terjadi penyerbukan yang tidak diinginkan. Pada saat detaseling harus teliti memeriksa perbaris tanaman agar tidak ada satu pun bunga jantan yang terlewati. Selain itu, pada saat musim muncul bunga jantan, harus mengecek tiap saat, karena pemunculan bunga jantan tidak serentak. Detaseling bisa dilakukan dalam kurun waktu 5-10 hari. Detaseling biasanya dilakukan secara mekanis dengan mesin pertanian,  sedangkan dengan cara pencabutan biasanya dilakukan dengan tangan. Praktek di lapangan, pencabutan dilakukan terhadap sisa bunga jantan yang tidak terpotong mesin pertanian karena ketidakseragaman waktu pemunculan bunga.

25 Cara memproduksi benih varietas hibrida
Penyerbukan harus benar2 dijaga. Beberapa cara penyerbukan yg digunakan: Cara manual Inbred A dan B ditanam pd barisan secara berselang seling. Karena hanya galur inbred B yg diharapkan menyerbuki, maka sebelum bunga inbred A muncul hrs dipotong (detasseled). Isolasi waktu dan tempat hrs dilakukan utk menghindari kontaminasi Perlu tempat yg luas, biaya operasional tinggi

26 Penggunaan mandul jantan (male sterility)
Male sterility: tidak berfungsinya gamet jantan karena faktor genetik. Tan tidak menghasilkan serbuk sari, sehingga tidak perlu melakukan detasseled. Self-incompatibility (SI) = ketakserasian sendiri Mis. pembuatan hibrida tomat. Sangat bermanfaat, karena tomat menyerbuk sendiri.