Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman 4 Botani Reproduksi Pengantar 2012(1)

Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman

Pengantar

botani reproduksi

Pendahuluan Pengertian pemuliaan (tanaman) Pusat-pusat keanekaragaman tanaman Sejarah pemuliaan tanaman Ilmu-ilmu dasar dan pendukung untuk pemuliaan Prinsip-prinsip dasar pemuliaan: rekayasa populasi Prinsip-prinsip dasar pemuliaan: pengayaan variabilitas UJIAN TENGAH SEMESTER Metode-metode konvensional pemuliaan tanaman Rekayasa gen dan pemuliaan berbantuan penanda Produk-produk pemuliaan tanaman dan perbenihan Pemuliaan padi, jagung, cabai, kopi, kelapa sawit Pemuliaan tanaman dan isu-isu global UJIAN AKHIR

2 Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman 3rd session

Jadwal


Biologi reproduksi dalam pemuliaan tanaman

Aspek • moda reproduksi • anatomi dan morfologi • pertumbuhan dan perkembangan organ • (eko-)fisiologi pembungaan dan pembentukan buah & biji • rekayasa pembungaan

Tujuan memperoleh keturunan (bahan seleksi) metode pemuliaan ditentukan moda reproduksi menghasilkan produk (panen)


Biologi reproduksi

Sistem reproduksi Seksual

melalui gametogenesis dan pembuahan (penyatuan gamet)

* biji (tumbuhan berbiji)

* spora seksual (alga, fungi, tumb. lumut, tumb. paku)

Aseksual melalui jaringan somatik (non-gamet)

* batang, daun, akar; termasuk modifikasinya * talus (alga)

* konidia (fungi)


Biologi reproduksi tanaman

Sistem reproduksi

Alat perbanyakan

Organ penghasil

Kelompok tanaman

Seksual

Spora (poorly defined)

Sporofor Alga

Askus/basidium Fungi

Sporogonium/ sporangium

Tumbuhan darat berspora

Biji Strobilus Gymnospermae

Bunga Tumb. berbunga


Biologi reproduksi tanaman

Sistem reproduksi

Alat perbanyakan Organ penghasil Kelompok tanaman

Aseksual

Konidia Konidiofor Fungi

Jaringan vegetatif

Talus Alga

Tunas adventif,anakan T. pembuluh

Tuber, rizoma, bulbus T. pembuluh

Daun T. berbiji

Batang & tunas T. berbiji

Jar. generatif aseksual Buah & biji ( > apomiksis)

T. berbiji

... lanjutan

Komoditi pertanian didominasi tumb. berbunga > sistem reproduksi Anthophyta


Moda reproduksi tanaman berbunga

Tanaman dengan perbanyakan berbasis biji berpenyerbukan sendiri (self-pollinated) berpenyerbukan silang (cross-pollinated) berpenyerbukan sendiri atau silang sekaligus Tanaman dengan perbanyakan berbasis non-biji perbanyakan tanpa penyatuan jaringan perbanyakan dengan penyatuan jaringan embriogenesis somatik (kultur jaringan) fusi protoplas

Pemulia tanaman mengendalikan moda reproduksi untuk merancang program pemuliaan yang layak dan efisien


Moda reproduksi tanaman berbunga

Moda reproduksi dapat diduga dari anatomi-morfologi Fisiologi & perkembangan mengubah moda reproduksi

Manusia dapat ‘menukangi’ moda reproduksi > penyerbukan/persilangan buatan Rekayasa fitohormon / kimiawi


Anatomi dan morfologi bunga

Susunan perbungaan • Bunga tunggal • Bunga majemuk

Bunga (flos) organ reproduksi pada tanaman berbunga (Anthophyta) pembentukan melibatkan banyak gen dan pengaturan oleh

RNA dan fitohormon perangsang: = suhu udara = fotoperiode = pupuk, fitohormon = ketersediaan air tanah


Teori pembentukan bunga

Teori “ABC” pembentukan bunga

Sistem A mengatur pembentukan sepal

(kelopak bunga dan petal (mahkota bunga)

Sistem B mengatur pembentukan petal

dan stamen (benang sari)

Sistem C mengatur pembentukan stamen

dan karpel (daun buah) + ovarium (bakal buah)



Kelengkapan bagian bunga • Bunga lengkap • Bunga sempurna

Bagian-bagian bunga 1. Bunga dewasa 2. Stigma (kepala putik) 3. Stylus (tangkai putik) 4. Filamentum (tangkai sari) 5. Axis (poros bunga) 6. Articulatio (pangkal bunga) 7. Pedicellus (tangkai bunga) 8. Nectar (kelenjar nektar) 9. Stamen (benang sari) 10. Ovarium (bakal buah) 11. Ovuli (bakal biji) 12. Connectivum 13. Pollen (serbuk sari) 14. Anther (kepala sari) 15. Perianthium (perhiasan bunga) 16. Petal:corolla (mahkota bunga) 17. Sepal:calyx (kelopak bunga)

Kelamin bunga • Bunga banci (hermaphrodite) • Bunga betina (pistillate) • Bunga jantan (staminate)



Kelamin bunga dan komoditi • Sempurna kebanyakan Poaceae & Faboideae, Solanaceae

= protandri, protogini durian

= kepala sari sejajar putik tomat, cabai

= kleistogami kc. tanah, kedelai

= inkompatibilitas sendiri kopi non-arabika

• Ada yang tidak sempurna

= berumah dua (dioecious) pala, salak bali

!! androdioecious rambutan

!! trioecious pepaya

= berumah satu (monoecious)

!! protandri, protogini jagung, kelapa, talas

!! andromonoecious mentimun


Kelompok penyerbukan

Tanaman berpenyerbukan sendiri

95% lebih keturunan hasil penyerbukan sendiri (selfing)

Petunjuk-petunjuk

Bunga selalu menutup (kleistogami)

Alat kelamin terlindung perhiasan bunga (tidak keluar)

Kepala sari sejajar atau lebih tinggi daripada kepala putik

Perhiasan bunga tidak menarik organisme penyerbuk

Apabila berumah satu, antesis bersamaan dan letak dekat

Untuk persilangan, perlu emaskulasi (pembuangan kepala sari)

Untuk selfing buatan, cukup dibungkus dengan pelindung



Tanaman berpenyerbukan silang

95% lebih keturunan hasil penyerbukan silang

Petunjuk-petunjuk

Berumah dua

Salah satu organ reproduksi mencuat

Letak kepala putik jauh lebih tinggi daripada kepala sari

Diserbuki oleh hewan yang aktif berpindah

Bunga memiliki aksesori pemikat hewan penyerbuk

Masaknya kepala sari tidak bersamaan dengan kepala putik

Ada inkompatibilitas sendiri atau kemandulan jantan/betina

Tanaman berpenyerbukan silang dan sendiri

kurang dari 95% hasil penyerbukan silang atau sendiri



Kelamin bunga dan penyerbukan • Sempurna penyerbukan sendiri mungkin

= protandri, protogini meningkatkan peny. silang

= kepala sari sejajar mendorong peny. sendiri

= kleistogami memastikan peny. sendiri

= inkompatibilitas sendiri mencegah peny. sendiri

• Ada yang tidak sempurna mendorong peny. silang

= berumah dua (dioecious) peny. silang/terbuka

!! androdioecious peny. sendiri mungkin

!! trioecious peny. sendiri mungkin

= berumah satu (monoecious) peny. sendiri mungkin

!! protandri, protogini peny. silang meningkat

!! andromonoecious peny. sendiri mungkin




Fisiologi dan perkembangan bunga



Penyerbukan dan pembuahan berganda

Referensi/mmc2.mov




Perkembangan buah dan biji

Buah > perkembangan lanjutan

dari bakal buah



Buah perkembangan lanjutan dari bunga menyusul penyerbukan

Fungsi biologi : melindungi biji dan menjaga dormansi

Fungsi antropologi : benda ekonomi



Biji alat perkembangbiakan tumbuhan berbiji, berupa tumbuhan

kecil (embrio) yang akan tumbuh pada lingkungan yang sesuai

Biji merupakan alat perbanyakan tanaman yang penting sebagai alat

perbanyakan disebut benih, tetapi benih ≠ biji

Perkembangan embrio dan endospermia memiliki banyak kemiripan pada

semua tumbuhan berbunga (ontogeni)



Apa yang terjadi dalam perkembangan menuju biji matang?



Biji merupakan bagian buah



Dura

(inti besar,

terpisah dari

mesokarp) Tenera

Pisifera

(inti kecil,

mesokarp

tebal



Durian: endokarp dan mesokarp

menyatu, biji terselubungi salut biji yang

dapat dimakan

Nangka: Buah majemuk, bagian yang dimakan

adalah perkembangan tenda bunga (tepal)

Pepaya: bagian yang dimakan adalah endokarp, biji

tertutupi oleh salut biji

Documents

Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman 4 Botani Reproduksi Pengantar 2012(1)