Pemuliaan Tanaman 1 2

8/20/2019 Pemuliaan Tanaman 1 2

1/23

1

PEMULIAAN TANAMAN

Oleh:

Ir. Wayan Sudarka, M.P.

Ir. Sang Made Sarwadana, M.Si.

Dr. Ir. I Gde Wijana, M.S.

Ir. Ni Made Pradnyawati, M.P.

Edisi Revisi

PROGRAM STUDI AGRONOMI

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANATAHUN 2009


2/23

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa (Sang Hyang

Widhi Wasa), sehingga buku ajar ini dapat penulis wujudkan. Buku ajar ini disusun berdasarkan saduran dari beberapa pustaka yang berkaitan dengan Pemuliaan Tanaman.

Tujuan penulisan Buku Ajar “Pemuliaan Tanaman” ini sebagai pegangan mahasiswa

untuk menambah wawasan dan pengetahuan dalam bidang pemuliaan tanaman.

Penulis menyadari bahwa buku ajar ini masih jauh dari sempurna, karena

terbatasnya pengetahuan penulis dan terbatasnya pustaka pendukung, tetapi sudah

direvisi. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan keritik yang bersifat

membangun demi lebih sempurnanya buku ajar ini. Akhirnya penulis berharap semoga

buku ajar ini bermanfaat bagi pembaca, khususnya untuk menambah pengetahuan dalam

bidang pemuliaan tanaman.

Terima kasih penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu

penyusunan tulisan ini.

Denpasar, 5 Februari 2009

Penulis,


3/23

3

DATAR ISI

Halaman

JUDUL………………………………………………………………….. i

KATA PENGANTAR…………………………………………………… ii

DAFTAR ISI……………………………………………………………… iii

I. SEJARAH, PENGERTIAN DAN TUJUAN PEMULIAAN

TANAMAN, PERKEMBANGBIAKAN DAN PUSAT

GENETIK TANAMAN…………………………………………… 1

II. METODE PEMULIAAN TANAMAN …………………………… 20

III. METODE SELEKSI PEMULIAAN TANAMAN

MENYERBUK SENDIRI ………………………………………. 29

IV. METODE SELEKSI PEMULIAAN TANAMANMEYERBUK SILANG …………………………………………… 43

V. METODE PEMULIAAN TANAMAN MEMBIAK VEGETATIF .. 71

VI. PEMULIAAN TANAMAN SECARA IN VITRO…………………. 73

.

VII. PEMULIAAN KETAHANAN TANAMAN TERHADAPCEKAMAN LINGKUNGAN ….…………………………………... 87

VIII. PEMULIAAN KETAHANAN TANAMAN TERHADAPTERHADAP HAMA DAN PENYAKIT …………………………. 101

IX.PEMULIAAN KELAINAN GENETIK DAN SITOGENETIK ......….. 122

X PENGGUNAAN METODE STATISTIKA DALAM

PEMULIAAN ………………………………………………………. 157

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………….. 168


4/23

4

I. SEJARAH, PENGERTIAN DAN TUJUAN PEMULIAAN TANAMAN,

PERKEMBANGBIAKAN DAN PUSAT GENETIK TANAMAN

Ir. Wayan Sudarka, M.P.

1. Pendahuluan

Dalam Bab ini dijelaskan tentang sejarah perkembangan pemuliaan tanaman

sebelum dan sesudah Mendel. Pekembangan pesat pemuliaan tanaman setelah tahun

1900, serta berkembangnya revolusi hijau sekitar tahun 1960, dengan diketemukannya

varietas unggul baru terutama pada jenis seralia dan hortikultura. Dijelaskan pula tentang

pengetian dan tujuan pemuliaan tanaman.

Pada mulanya kegiatan pemuliaan tanaman merupakan perpaduan seni dan ilmu

pengetahuan yang mempelajari bagaimana memperbaiki genotipe tanaman dalam

populasi sehingga lebih bermanfaat bagi manusia. Pemuliaan tanaman pada mulanya

hanya didasarkan pada seni saja, yaitu pemilihan dalam populasi tanaman didasarkan

atas perasaan, keterampilan, kemampuan serta petunjuk yang terlihat pada tanaman.

Tanaman yang terpilih selanjutnya dikembangbiakkan untuk dapat memenuhi kebutuhan

petani. Pemuliaan tanaman pada akhirnya dikembangkan sebagai suatu teknologi yang

merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang lebih bermanfaat bagi manusia.

Seleksi yang artinya memilih dilakukan pada setiap tahap program pemuliaan, seperti:

memilih plasma nutfah yang akan dijadikan tetua, memilih metode pemuliaan yang tepat,

memilih genotipe yang akan diuji, memilih metode pengujian yang tepat, dan memilih

galur yang akan dilepas sebagai varietas.

Dijelaskan pula tentang tujuan pemuliaan tanaman, yang pada perinsipnya adalah:

merakit jenis baru yang berdaya hasil tinggi, mengembangkan varietas yang lebih baik

untuk lahan pertanian baru (seperti lahan marginal), mengembangkan varietas baru yang

tahan terhadap hama dan penyakit, perbaikan kharakter agronomik dan hortikulturik

tanaman, dan peningkatan kualitas hasil tanaman

Dalam Bab ini juga dijelaskan perkembangbiakan tanaman, pusat genetika

tanaman dan pusat penelitian tanaman budidaya. Pembiakan tanaman dibedakan menjadi

pembiakan generatif dan vegetatif. Lebih lanjut dijelaskan pusat genetika tanaman


5/23

5

didasarkan pada hasil penelitian ahli botani Rusia Vavilop (1920-1940), dimana

diketemukan aturan atau ketentuan tetentu mengenai penyebaran geografis tanaman di

dunia.

2. Sejarah Perkembangan Pemuliaan Tanaman

Manusia kebanyakan tergantung kepada tanaman untuk memenuhi kebutuhan

hidupnya. Bahan makanan dari ternak berupa daging, susu, telor dan lain-lain, untuk

memproduksinya juga memerlukan pakan yang sebagian besar berasal dari tanaman.

Dalam membudidayakan tanaman petani selalu memerlukan bahan tanam berupa benih.

Hasil tanaman yang diusahakan petani akan tergantung pada benih yang ditanam dan

cara membudidayakannya. Dari benih yang baik akan memungkinkan petani

mendapatkan hasil yang baik pula. Dari sejak jaman dahulu disadari atau tidak, petani

telah memilih benih yang baik sebagai bahan tanam, untuk mendapatkan pertumbuhan

yang baik serta hasil sebanyak mungkin. Usaha tersebut sebenarnya merupakan kegiatan

pemuliaan tanaman, oleh karena itu perkembangannya tidak terlepas dari sejarah

perkembangan pertanian. Di samping itu pula sejarah perkembangan pemuliaan tanaman

juga sangat terkait dengan sejarah perkembangan genetika dan sitologi.

Bangsa Assyrians dan Babylonian pada permulaan tahun 700 sebelum masehi,

telah melakukan persilangan buatan pada tanaman sejenis palem. Bangsa Indian Amerika

telah melakukan kegiatan pemuliaan tanaman jagung, jauh sebelum Bangsa Kulit Putih

datang ke Amerika. Hooke (1635-1703), Grew (1641-1712) dan Malpighi (1628-1694)

merupakan pengguna mikrokup untuk pertama kali, dan merupakan pelopor penelitian

permulaan dari sel. Millington (1676) mengemukakan fungsi tepung sari, sebagai organ

kelamin jantan.

Camerarius (1694) untuk pertama kali mendemontrasikan organ seks pada

tanaman. Cotton Mather (1716) menemukan persilangan alami pada tanaman jagung.

Sejak itu orang mulai melakukan persilangan pada tanaman untuk memperoleh jenis

hibrida yang dipelopori oleh: Fairchild (1717), Joseph Koelreuter (1760-1766) dan

Andrew Knight (1757-1835). Brown (1831) menemukan inti sel. Schleiden dan

Schwann (1838-1839), mengemukakan teori sel. Remak dan Vircow (1858),


6/23

6

memberikan ketegasan bahwa semua sel itu terjadi karena adanya pembelahan dari sel

sebelumnya.

Schweigger-Seidel (1865), La Vallette St. George (1865), menyatakan bahwa sel

kelamin (gamet) merupakan sebuah sel. Newport (1854), Pringsheim (1856), dan Thuret

(1857) mengemukankan pertama kalinya istilah fertilisasi yaitu bersatunya gamet-gamet.

Charles Darwin (1858) mengemukakan teori Seleksi Alam dan Evolusi.

Gregor Mendel (1822-1884), mengumumkan hasil penelitian dengan kacang polong,

yaitu berupa penurunan sifat dari induk ( parents) kepada anak-anaknya ( filials), dan

dikenal sebagai Hukum Mendel. Tetapi hasil penelitian tersebut belum diakui oleh para

ilmuan pada saat tersebut. Strasburger (1875) melaporkan gambaran inti sel secara

lengkap. Hertwig (1875), menegaskan bahwa gamet-gamet yang bersatu itu berasal dari

induknya masing-masing.

Hertwig (1875) dan Strasburger (1877), menegaskan bahwa inti sel (nucleus)

mempunyai peranan penting pada fertilisasi maupun pembelahan sel. Dengan demikian

terciptalah konsep epigenesis yang menegaskan bahwa setiap organisme baru itu

merupakan kreasi baru yang dihasilkan oleh pertumbuhan zigot. Waldeyer (1877),

mengemukakan istilah gamet dan kromosom. Fleming (1882), pertama kali memberikan

nama kromatin untuk bagian kromosom yang mudah mengisap zat warna.

Hjalman Nilson (1890), mengembangkan varietas baru yang berasal dari seleksi turunan

tanaman menyerbuk sendiri, dengan cara tersebut pemulia tanaman mulai menggunakan

dasar ilmiah untuk pertama kali.

Hugo de Vries, Carl Correns dan Tschermak (1900) melakukan kembali

penelitian sama dengan yang dilakukan oleh GregorMendel, tetapi pada lokasi yang

berbeda. Hasil penelitian ketiga ilmuan tersebut, menunjukkan prinsip yang sama

dengan yang dihasilkan oleh Gregor Mendel. Sejak itu Hukum Mendel baru diakui

kebenarannya, dan sejak itu pula penelitian Genetika, Sitologi, dan Pemuliaan Tanaman

berkembang dengan pesat. Bateson (1900), mengemukakan istilah allerlomorf,

homosigot, dan filial. Punnet dan Bateson (1902) menunjukkan adanya peristiwa linkage

pada organisme. Shull (1904) mengembangkan galur inbrida pada tanaman jagung. dan

mengusulkan istilah heterosis untuk ketegaran hibrida. Haris (1912) mengusulkan

penggunaan.Chi-square. Winkler (1912), mengusulkan nama genoom untuk sepasang


7/23

7

kromosom. Edward East`dan Donald F. Jones (1918) mengembangkan varietas hibrida

untuk kepentingan para petani. T.J. Jenkin (1919), mengembangkan varietas sintetis pada

jagung.

Mishiyama (1929), meneliti lebih mendalam tentang sitogenetik tanaman avena.

Dustin (1934) menemukan senyawa alkaloid Colchisin. Love (1934), menerangkan

rancangan percobaan dan sidik ragam. Crik dan Watson (1953) menemukan molekul

DNA sebagai penentu pewariasan sifat pada organisme, dan dari sejak itu pula genetika

moderen/ rekayasa genetika berkembang dengan pesat.

IRRI (1965) telah melepas varietas unggul padi dengan nama PB5 (IR5) dan IR8

(PB8). Varietas ini berumur genjah, berdaun tegak, respon terhadap pemupukan dan

potensi produksi tinggi, dan mempunyai andil besar dalam revolusi hijau (green

revolution).

Walaupun Genetika dan Sitogenetika merupakan ilmu dasar terpenting dalam

pemuliaan tanaman, namun masih diperlukan bantuan ilmu lain, seperti: Botani,

Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Sistimatik, Hama dan Penyakit, Statistik, Biokimia dan

lain-lain.

2. Pengertian dan Tujuan Pemuliaan Tanaman

2.1. Pengertian pemuliaan TanamanPemuliaan tanaman didifinisikan sebagai perpaduan seni dan ilmu pengetahuan

yang mempelajari bagaimana memperbaiki genotipe tanaman dalam populasi sehingga

lebih bermanfaat bagi manusia. Pada awal perkembangan pemuliaan tanaman hanya

didasarkan pada seni saja. Pemuliaan tanaman telah lahir sejak dikenalnya bahan

pertanian, yaitu sejak manusia hidup dengan cara mengumpulkan bahan makanan dari

alam, berpidah-pindah menjadi menetap sambil bertanam dan beternak. Pada waktu itu

orang memilih jernis tanaman atau variasi antar tanaman yang lebih berguna. Pemilihan

dalam populasi tanaman didasarkan atas perasaan, keterampilan, kemampuan serta

petunjuk yang terlihat pada tanaman. Tanaman yang terpilih selanjutnya

dikembangbiakkan untuk dapat memenuhi kebutuhan petani.

Jadi memilih (seleksi) dan memelihara (domestikasi) merupakan metode

pemuliaan tanaman yang lahir pertama kali. Walaupun didasarkan atas seni, namun hasil


8/23

8

pemuliaan tanaman di jaman dahulu cukup menakjubkan. Sejak lahirnya teori Seleksi

Alam dan Evolusi yang dikemukakan oleh Darwin (1858), dan diketemukannya prinsip-

prinsip penurunan sifat pada organisme oleh Gregor Mendel (1866), para ahli banyak

melakukan penelitian untuk mendapatkan varietas baru, berdasarkan atas seleksi

keturunan. Dengaan dukungan ilmu-ilmu lain seperti: Botani, Fisiologi, Morfologi,

Taksonomi, Sistimatik, Hama dam Penyakit, Statistik, Biokimia dan lain-lain, pemuliaan

tanaman senbagai ilmu berkembang dengan pesat.

Mulai abad ke XX telah banyak dibangun pusat-pusat/ lembaga penelitian

pemuliaan tanaman, banyaknya terbit majalah tenang pemuliaan tanaman, dan ilmu

pemuliaan tanaman banyak diajarkan di Perguruan tinggi. Pemuliaan tanaman sebagai

ilmu telah berkembang berdasarkan teori-teori dan hasil riset yang disusun dengan baik.

Akhirnya pemuliaan tanaman didifinisikan sebagai suatu metode yang secara

sistematik merakit keragaman genetic menjadi suatu bentuk yang lebih bermanfaat bagi

manusia. Seleksi yang artinya memilih dilakukan pada setiap tahap program pemuliaan ,

seperti: memilih plasma nutfah yang akan dijadikan tetua, memilih metode pemuliaan

yang tepat, memilih genotipe yang akan diuji, memilih metode pengujian yang tepat, dan

memilih galur yang akan dilepas sebagai varietas.

Seleksi dapat dilakukan secara efektif pada populasi tergantung pada tempat dan

waktu. Perbaikan tanaman pada dasarnya tergantung dari penyusun suatu populasi yang

terdiri dari individu-individu dengan genetik berbeda. Seleksi pada umumnya dilakukan

untuk memilih tanaman sebagai tetua/ parental, dan mencegah tanaman lain yang

berpenampilan kurang baik sebagai tetua. Strategi perbaikan populasi ini terdiri dari dua

pekerjaan yang berlawanan, yaitu: a). pengumpulan atau mempertahankan keragaman di

dalam populasi, dan b). seleksi yang mengarah pada pengurangan keragaman.

Selama beberapa tahun terakhir, seterategi pemuliaan telah berubah dari

pendekatan genetika klasik ke pendekatan baru. Pendekatan klasik dimaksudkan sebagai

usaha memindahkan gen-gen pengatur sifat tertentu dari beberapa plasma nutfah, ke

dalan galur/varietas yang ingin diperbaiki. Pendekatan baru dimaksudkan sebagai

pemuliaan populasi, dimana seluruh populasi tanaman dipandang sebagai satuan

pemuliaan, dan bukan individu-individu tanaman. Varietas unggul baru dihasilkan dari


9/23

9

komponen populasi asal yang beraneka. Perndekatan baru merupakan evolusi terarah,

yang tidak hanya memanfaatkan pengaruh gen major saja, tetapi juga gen minor.

Dengan pendekatan populasi, pemuliaan tanaman didifinisikan sebagai pengurangan

frekuensi gen jelek dan peningkatan prekuensi gen baik.

Suatu keputusan penting yang pertama diambil dalam setiap program pemuliaan

adalah pemilihan plasma nutfah. Plasma nutfah dimaksudkan sebagai suatu substansi

yang terdapat dalam setiap kelompok mahluk hidup dan merupakan sifat keturunan yang

dapat dimanfaatkan dan dikembangkan atau dirakit untuk menciptakan jenis unggul atau

kultivar baru. Plasma nutfah meliputi segala kultivar unggul masa kini atau masa

lampau, kultivar primitive, jenis yang sudah dimanfaatkan tetapi belum dibudidayakan,

kerabat liar, jenis budidaya atau jenis piaraan.

Apabila program pemuliaan tanaman mempunyai tujuan yang luas, maka plasma

nutfah yang diinginkan mempunyai keragaman genetik, adaptasi luas, relative tahan

terhadap hama dan penyakit tertentu. Tetapi bila program pemuliaan tanaman

mempunyai tujuan khusus, informasi yang diperlukan adalah potensi hasil relative dari

masing-masing plasma nutfah. Pemilihan yang bijaksana terhadap plasma nutfah

permulaan merupakan faktor penting untuk keberhasilan program itu.

Pemilihan metode pemuliaan juga merupakan tanggung jawab penting dari

pemulia tanaman. Suatu metode telah diketahui efisien baik dengan percobaan atau

teoritis untuk tanaman tertentu, mngkin tidak berlaku untuk semua situasi. Effisiensi

suatu metode dapat di pengaruhi oleh linkage, intensitas seleksi, besarnya populasi,

heritabilitas, dan peran gen ( gen action). Waktu yang dibutuhkan untuk setiap siklus

pemuliaan harus diperhitungkan. Misalnya di daerah tropika, mungkin diperoleh dua

atau tiga generasi setiap tahun, sedang di daerah beriklim sedang mungkin hanya satu kali

setahun.

Pemulia perlu memiliki pengetahuan dasar yang amat penting untuk

melaksanakan program pemuliaan tanaman, yaitu genetika dan sitogenetika. sifat

tanaman yang akan diperbaiki, konsumen, perhitungan statistik untuk menganalisis hasil

seleksi, uji galur atau populasi.

2.2. Tujuan Pemuliaan Tanaman


10/23

10

Memuliakan suatu jenis tanaman perlu ditempuh suatu proses, yang terdiri dari:

a. Menentukan tujuan program pemulian.

Pemulia perlu mengetahui permasalahan yang ada, harapan produsen dan

konsumen, dan gagasan pemulia sendiri.

b. Penyediaan materi pemuliaan.

Tanaman tertentu dapat ditingkatkan penampilannya (seperti daya hasil), harus ada

perbedaan/ keragaman genetik di antara materi pemuliaan.

c. Penilaian genotipe atau populasi untuk dijadikan varietas baru.

Melalui seleksi penggunaan metode seleksi yang efektif tergantung dari macam

pembiakan, tanaman dan tujuan serta fasilitas tersedia. Pada sektor ini juga

diperhatikan kemampuan tanaman terhadap lingkungan ekstrim.

d.

Pengujian.

Suatu galur atau populasi harapan dilepas menjadi suatu varietas baru, terlebih

dahulu harus diadakan pengujian atau adaptasi diberbagai lokasi, musim atau

tahun. Maksud pengujian ini untuk melihat kemampuan tanaman terhadap

lingkungan di banding dengan varietas unggul yang sudah ada.

Menurut Allard (1960), tujuan pemuliaan tanaman secara umum dapat dirinci

menjadi lima yaitu:

1. Merakit jenis baru yang berdaya hasil tinggi

2. Mengembangkan varietas yang lebih baik untuk lahan pertanian baru (seperti

lahan marginal)

3. Mengembangkan varietas baru yang tahan terhadap hama dan penyakit.

4. Perbaikan kharakter agronomik dan hortikulturik tanaman.

5. Peningkatan kualitas hasil tanaman.

Sumbangan pemuliaan tanaman terhadap kemajuan pertanian, antara lain:

1. Peningkatan produktivitas

Dengan diciptaknya varietas genjah dan berdaya hasil tinggi, maka produktivitas

pertanian dapat ditingkatkan perkesatuan luas (ha) dan perkesatuan waktu (tahun).

2. Perluasan daerah produksi.

Dengan merubah sifat tertentu tanaman, maka daerah produksinya dapat

diperluas, seperti: pada lahan marginal.


11/23

11

3. Penggunaan varietas hibrida (hybrid vigor ).

Dengan diketemukannya varietas hibrida produksi pertanian dapat ditingkatkan,

seperti pada tanaman pangan (terutama jagung), hortikultura (cabai besar, tomat,

melon, semangka)

4. Tahan terhadap hama dan penyakit

Varietas unggul baru yang dihasilkan diharapkan toleran/ tahan terhadap hama

dan penyakit, seperti diketemukannya tanaman padi varietas IR-36, IR-64, IR-66,

IR-72 toleran terhadap hama wereng dan penyakit virus.

5. Peningkatan kualitas.

Varietas unggul yang dihasilkan diharapkan memiliki kualitas hasil tinggi, untuk

dapat memenuhi kebutuhan industri dan masyarakat yang makin maju. Misalnya

varietas semangka (tanpa biji, rasa manis, warna daging buah menarik), durian

bangkok varietas Cane dan Montong (daging buah tebal, aroma tidak terlalu

tajam, rasa anak dan manis).

6. Kesesuaian terhadap mesin pemanenan

Varietas-varietas yang dihasilkan sebaiknya berbatang pendek, sehingga sesuai

dengan mesin pemanenan.

7. Menggalakkan teknologi pertanian modern.

Dengan diketemukannya varietas berdaya hasil tinggi, maka akan merubah dari

pertanian tradisional ke pertanian moderen.

4. Perkembangbiakan, Pusat Genetik Tanaman, dan Pusat Penelitian Pemuliaan

Tanaman Dunia

4.1. Perkembangbiakan Tanaman

Pengetahuan tentang perkembang biakan tanaman mempunyai arti penting dan

akan sangat membantu para pemuliaan tanaman dalam menentukan alternatif, teknik-

teknik, dan analisis yang diperlukan untuk mengevaluasi proses pelaksanaan program

pemuliaan tanaman. Pengetahuan tetang perkembang biakan tanaman penting sekali,

sebagai dasar pengertian dari mekanisme penurunan sifat tanaman tesebut.

Perkembangbiakan tanaman dibagi menjadi dua kelompok, yakni: a seksual , yaitu


12/23

12

perkembangbiakan tanaman dengan menggunakan bagian-bagian vegetatif tanaman, dan

seksual , yaitu perkembangbiakan tanaman dengan menggunakan biji. Kelestarian sifat

yang dimiliki tanaman atau kelompok tanaman dari generasi ke generasi berikutnya

sangat tergantung pada kombinasi gen yang terdapat dalam kromosom sel tanaman.

Kombinasi atau kumpulan gen pada suatu individu tanaman disebut genotipe.

Perwujudan genotipe yang tampak disebut fenotipe, yakni menampilanm genotipe

tertentu pada suatu lingkungan tempat tumbuh tanaman, dalam pemuliaan tanaman hal

demikian dikenal sebagai interaksi genotipe dan lingkungan. Jadi fungsi perkembang

biakan tanaman adalah pelestarian genotipe atau kombinasi genotipe tertentu pada

keturunan.

a. Kelompok Aseksual

Yang termasuk kelompok ini antara lain: 1) jenis tanaman buah-buahan, seperti:

pisang, mangga, jambu air, jambu biji, jeruk, durian, rambutan, sukun, lengkeng, leci,

apel, nenas, anggur. 2) Jenis tanaman hias seperti: puring-puringan, kembang kertas,

mawar, kamboja, pakis, padan, leli, tulip, beberapa jenis palem, soka, handoang, bintaro,

dadap. 3). Jenis tanaman umbi-umbian, seperti : ketela pohon, ketela rambat, kentang,

talas, gadung, suweg , ubi sikep, ubiaung, sabrang . 3) tanaman industri, seperti: tebu,

panili, kopi, karet, kakao. Perkembangbiakan tanaman secara vegetatif dapat dibedakan

menjadi:

1). Pembiakan vegetatif secara alami.

(a). Modifikasi batang, terdiri dari:

- Umbi lapis (bulbus), merupakan pertumbuhan calon batang yang memendek,

menebal, dan membentuk lapisan-lapisan. Umbi lapis yang berkembangn penuh

disebut offset. Bulbus dijumpai pada keluarga Liliaceae seperti brambang, lili,

bakung dan lain-lain.

- Umbi batang (cormus), merupakan pertumbuhan calon batang yang memendek

dan menebal, tertapi tidak diikuti oleh lapisan-lapisan. Dijumpai pada bunga

gladiul, bawang putih, talas, dan lain-lain.

- Rimpang (rhizome), merupakan batang yang tumbuh di bawah permukaan

tanah. Rhizome dibedakan menjadi dua yaitu: a). Rhizome tidak berdaging di


13/23

13

jumpai pada alang-alang, b) Rhizome berdaging dijumpai pada tanaman temu-

temuan, jahe, kunir, bangle, laos, cana dan lain-lain.

- Sulur / stolon/ runner, adalah suatu organ batang yang tumbuh menggantung

dari mata tunas dan menjulur di atas permukaan tanah. Sulur beruas-ruas dan

bila dipotong-potong akan mudah tumbuh akar dari bukunya. Sulur jumpai

pada stroberi, tapak liman dan lain-lain.

- Umbi batang (tuber ), adalah bagian batang di bawah tanah yang menjulur dan

membesar sebagai tempat penyimpanan makanan cadangan, pada bagian kulit

banyak di jumpai tunas. Tuber dijumpai pada tanaman kentang.

- Tunas pucuk (crown) dan tunas lateral (offshoots) dijumpai pada tanaman

nenas. Tunas air ( sucker ) dijumpai pada tanaman pisang.

(b). Modifikasi akar/ umbi akar, adalah akar yang membesar dan berfungsi

sebagai tempat penyimpanan makanan cadangan dan mengandung mata tunas.

Umbi akar dijumpai pada ubi jalar, gadung, ubi sikep, ubiaung dan lain-lain.

(c). Biji apomiksis, merupakan pembiakan vegetattif yang ditandai dengan

terjadinya proses reproduksi seksual yang tidak normal. Tanaman yang

dihasilkan dari priristiwa apomiksis disebut apomicts. Tanaman yang

tumbuh hanya dari embrio apomicts disebut obligate apomict, sedangkan

tanaman yang tumbuh dari biji dengan embrio apomicts dan embrio seksual

normal sekaligus isebut facultative apomicts. Peristiwa apomiksis dapat

terjadi karena adanya peristiwa partenogenesis dan apogami. Patenogenesis

merupakan peristiwa dimana embrio tumbuh dari sel telur yang tidak buahi.

Bila sel telur tersebut tidak mengalami pembelahan miosis, maka embrio

yang tumbuh bersifat diploid. Tetapi bila embrio tumbuh dari sel telur yang

telah mengalami miosis, maka embrio yang tumbuh bersifat haploid.

Pristiwa ini banyak dijumpai pada tanaman bawang merah dan apel.

Makrosporogenesis merupakan peristiwa pembelahan reduksi dari sel induk

megaspora, yang disamping menghasilkan sel telur juga menghasilkan sel

antipoda dan sel sinergid. Bila embrio tumbuh berasal dari sel sinergid atau

antipoda maka disebut apogami.


14/23

14

2). Pembiakan vegetatif secara buatan dibedakan menjadi:

(a) Layerage , yaitu mengakarkan bagian tanaman yang masih berhubungan dengan

tanaman induk.

Layerage dibedakan:

- Merunduk, yaitu merundukan cabang tanaman di dalam tanah, dan bila sudah

tumbuh akar dapat disapih. Contoh pada mawar, anggur, melati dan lain-lain.

- Mencangkok (air layerage), mengakarkan bagian tanaman yang telah

dihilangkan kambiumnya dan ditambahkan media tumbuh seperti tanah

humus. Bila telah tumbuh akar dapat disapih. Contoh pada Jambu air,

mangga, sawo dan lain-lain.

(b). Setek (cuttage), perbanyakan sengan memotong organ tanaman.

Setek dibedakan menjadi:

- setek akar, pada jambu biji, sukun, costal batu .

- stek daun, pada wijaya kusuma, cocor bebek.

- stek batang, pada ketela pohon, panili, dadap, gamal dan lain-lain.

(c). Menempel (okulasi), mata tunas batang atas yang ditempelkan pada batang

bawah tanpa kayu (kulit dengan mata saja). Okulasi banyak dilakukan pada

tanaman buah-buahan , seperti: mangga, rambutan, durian, jeruk.

(d). Menyambung (grafting ), yaitu mata tunas dari batang atas yang

disambungkan pada batang bawah masih mengandung kulit dan kayu.

Grating banyak diterapkan pada: kopi, kakao, sawo, melinjo, duku, kembang

kertas, dan lain-lain.

Semua individu yang berasal dari perbanyakan vegetatif satu individu tanaman,

disebut klon Semua keturunan hasil perbanyakan vegetatif mempunyai keseragaman

genotipe. Keragaman genotipe dalam populasi tanaman klonal dapat pula terjadi karena

kemungkinan adanya mutasi gen, mutasi kromosom atau mutasi genom. Perbaikan

tanaman dapat dilakukan dengan melakukan hibiridisasi antar tanaman klonal,

selanjutnya dilakukan seleksi pada turunan. Bila didapatkan turunan yang memiliki

karakter agronomi/ hortikulturik baik, dapat diperbanyak kembali secara vegetatif.


15/23

15

b. Kelompok Seksual

Perbanyakan secara seksual/ generatif adalah perbanyakan tanaman dengan

menggunakan biji yang dihasilkan dari persatuan gamet betina dan gamet jantan.

Perbanyakan secara generatif didahului dengan proses pembentukan gamet atau

gametagenesis. Gametagenesis dibedakan menjadi dua, yaitu: macrosporogenesis dan

microsporogenesis. Makrosporogenesis adalah proses pembentukan gamet betina

(n kromosom) dari sel induk megaspor (2n kromosom). Macrosporogenesis terdiri dari:

pembelahan miosis sel induk megasprora (2n) menjadi 4 buah sel anak (n), tiga dari sel

anak tersebut mengalami degenerasi/ susut sehingga tinggal hanya satu sel anak (n) yang

berkembang menjadi bakal biji (ovule). Sel anak yang tersisa mengalami pembelahan

inti tiga kali sehinga menjadi sel berinti 8 (delapan). Delapan inti sel tersebut

selanjutnya berkembang menjadi antipoda (3 inti), inti kandung lembaga sekuder (2 inti

= 2n), synergid (2 inti), dan sel telur (1 inti = 1n).

Mikrosporogenesis terdiri dari: pembelahan miosis sel induk microsprora (2n)

menjadi 4 buah sel anak (n) dan disebut tepung sari ( pollen). Inti dari masing-masing sel

tepung sari tersebut membelah satu kali menghasilkan sel berinti dua yaitu inti generatif

(n) dan inti vegetatif (n). Inti generatif (n) membelah sekali lagi sehingga menjadi 2 inti

generatif masing-masing n kromosom. Bila terjadi penyerbukan yaitu tepung sari jatuh

pada kepala putik maka tepungasi akan berkecambah disebut spermatozoid . Bila terjadi

pembuahan maka satu inti generatif (n) membuahi sel terlur (n) menjadi zigote (2n) dan

satu ini generatif lagi (n) akan membuahi inti kandung lembaga sekunder (2n) menjadi

endosperm (3n). Peristiwa pembuahan ini disebut pembuahan ganda (double

fertilization) Untuk lebih jelasnya proses macrosporogenesis dan microsporogenesis

disajikan pada Gambar berikut.

Kelompok tanaman yang melakukan perbanyakan secara seksual, dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu: kelompok tanaman menyerbuk sendiri dan kelompok

tanaman menyerbuk silang/ bersari bebas. Perbedaan cara penyerbukan ini akan

membedakan metode pemuliaan yang diterapkan.


16/23

16

1). Tanaman menyerbuk sendiri (self -poll inated plants ).

Penyerbukan sendiri ( self pollination) adalah bersatunya tepung sari dengan putik

yang masing-masing berasal dari tanaman itu sendiri. Penyerbukan sendiri hanya terjadi

pada tanaman berumah satu (monoecious), yaitu bunga jantan dan betina terdapat dalam

satu tanaman. Bunga tanaman menyerbuk sendiri dapat berupa bunga lengkap atau

bunga sempurna. Bunga lengkap adalah munga yang mempunyai empat organ bunga

yaitu kelopak bunga (calyx), mahkota bunga (corolla), benang sari ( stament ) dan

putik.( pistilum). Sedangkan bunga sempurna adalah bunga yang memiliki dua organ

kelamin jantan dan betina.

Kharakteristik tanaman menyerbuk sendiri, adalah setiap lokus gen tanaman

dalam populasi adala…………….h homosigot. Hal itu terjadi karena: tanaman yang

homosigot bila diserbuk sendiri maka turunannya juga akan homsigot. Sedangakan

tanaman yang heterosigot bila disebuk sendiri secara terus-menerus akan mendapatkan

proporsi tanaman homosigot semakin besar pada keturunan, dan akhirnya akan menjadi

homosigot (resesif dan dominant) pada seluruh populasi.

Beberapa mekanisme bunga melakukan penyerbukan sendiri adalah: bunga tidak

membuka (kleistogamie), tepung sari luruh sebelum bunga membuka, benang sari dan

putik ditutup oleh bagian bunga sesudah bunga membuka, dan putik memanjang segera

setelah tepung sari masak.

Spesies tanaman menyerbuk sendiri kadang-kadang dapat melalukan penyerbukan

silang. Persentase terjadinya penyerbukan silang tergantung dari spesies/ varietas dan

pengaruh lingkungan. Misalnya kapas umumnya 5-25 % dalam keadaan tertentu dapat

mencapai 50 %, padi 0-3% rata-rata 0,5 %, sogum rata-rata 6 %, kedelai rata-rata 1 %,

tomat kurang dari 1 %.

2). Tanaman Menyerbuk Silang (cross poll inated plant ).

Penyerbukan silang (cross pollination) adalah bersatunya tepung sari dengan

putik, dimana tepung sari berasal dari tanaman lain yang sifatnya berbeda. Ciri-ciri


17/23

17

tanaman menyerbuk silang adalah: a). Secara morfologi/ fisik kedudukan putik ( pistilum)

dan benang sari ( stament ) sedemikian rupa sehingga mencegah penyerbukan sendiri

(herkogamie), seperi pada tanaman panili. b). Tepung sari dan sel telur berbeda

masaknya (dichogamie). Protandris yaitu bila bungan jantan masak lebih dahulu dari

bunga betina, dan protoginis bila bunga betina masak (putik) lebih dahulu dari bunga

jantan. c). Adanya sifat inkompatibilitas yaitu terjadinya penyerbukan pada bunga tetapi

tidak dilanjutkan pembuahan, karena adanya hambatan fisiologis. Hambatan fisiologis

dapat berupa inaktifnya zat tumbuh ( phytohormon) sehingga buluh serbuk sari tidak

terbentuk, seperti pada kakao. d). Self-sterility, adalah tidak terjadinya penyerbukan

bungan karena bunga jantan tidak berfungsi (mandul) secara genetik. e). Tanaman

berumah satu (monoecious), adalah tanaman dimana bunga jantan dan betina tumbuh

pada satu tanaman, tetapi letaknya berbeda, seperti pada tanaman jagung. f).Tanaman

berumah dua (dioecious) adalah tanaman dimana bunga jantan dan betina masing-

masing tumbuh pada tanaman berbeda, seperti pada tanaman pepaya.

Populasi alami tanaman menyerbuk silang, terdiri atas individu-indidu yang

secara genetik heterosigot untuk kebanyakan lokus. Secara genotipik pula berbeda dari

satu individu ke individu lainnya, sehingga keragaman genetik dalam populasi sangatlah

besar.

Jenis tanaman menyerbuk silang antara lain: jagung, rye, apel, apokat, pisang,

ceri, anggur, mangga, papaya, durian, beberapa kacang-kacangan, asparagus, bit, kubis,

wortel, seledri, sawi, bawang, berambang, bunga matahari, ketela pohon, ketela rambat

dan semangka, kelapa dalam, kakao, kopi robusta dan lain-lain. Penyerbukan silang

secara alami dapat terjadi karena bantuan: angin (anemophily), serangga (entomophily),

air (hydrophily), dan hewan ( zoophily).

4.2. Pusat Genetik Tanaman

Spesies liar asal tanaman budidaya dijumpai di beberapa negara di dunia, seperti

spesies tanaman pisang di duga berasal dari di Indonesia, tanaman jagung bersasal dari

Amerika Tengah, padi dari India, gandum dari Israel, Irak dan Iran. Pengetahuan tentang

asal mula tanaman budidaya diteliti oleh akhli botani Rusia Vavilop (1920-1940),

dimana diketemukan aturan atau ketentuan tetentu mengenai penyebaran geografis


18/23

18

tanaman. Vavilop mengkoleksi ribuan tanaman dari seluruh dunia, tempat koleksi

disebut sebagai pusat asal tanaman atau pusat gen yang ditunjukkan dalam peta, seperti

pada Gambar 1. Hal menarik dalam penyebaran tanaman di dunia, yaitu:

1). Terdapat kemiripan iklim dam tanah antara daerah asal tanaman tadi dengan daerah

barunya.

2). Tanaman yang di introduksikan memiliki peluang yang lebih besar untuk berhasil

apabila mempunyai daya penyesuaian yang besar pada lingkungan dimana tanaman

tersebut ditumbuhkan.

Menurut Vavilov didunia ada delapan asal tanaman, yaitu:

1). Berpusat di Cina, terdiri dari: Naked oat ( Avena nuda), kacang kedelai (Glycine

hispida), Adzuki bean ( Phaseolus angularis), kacang buncis ( Phaseolus vulgaris),

bambu kecil (Phyllostachys sp), Leaf mustard ( Brassica junsea), Aprikot (Prunus

armeniaca), Pear ( Prunus persica), Orange (Cytrus sinensis), Wijen (Sesamum

indicum), the Cina (Camellia (Thea) sinensis).

2). Berpusat di India, terdiri dari: padi (Oryza sativa ), African millet ( Eleusine

coracana), Chik pea (Cicer arietinum), Math bean ( Phaseolus aconitifolius), Rice

bean ( Phaseolus calcaratus ), Horse gram ( Dolichos biflorus), Terong (Solanum

melongena), kacang panjang (Vigna sinensis), lobak ( Raphanus caudatus), Taro yam

(Colocasia antiquorum), mentimun (Cucumis sativus), Kapas pohon (Gossypium

arboreum), jute (Corchorus olitorius), lada ( Piper nigrum), Indigo ( Indigofera

tinctoria).

2a). Berpusat di Indo-Malayan, terdiri dari: yam ( Diocorea sp.), jeruk besar (Citus

maxima), pisang ( Mussa sp), kelapa (Cocos nucifera), tebu (Saccharum

officinarum).

3). Berpusat di Asia Tengah, terdiri dari: gandum roti (Triticum aestivum), Club

wheat (Triticum compactum), Shot wheat (Triticum sphaerococum), Rye (Secale

cereale), kacang ercis ( Pisum sativum), Lentil ( Lens esculenta), Chick pea (Cicer

arietinum), wijen (Sesamum indicum), Flax ( Linum usitatissimum), bunga matahari

(Carthamus tinctirius), wortel ( Daucus carota), lobak ( Raphanus sativus), pear

( Pyrus coimunis), apel ( Pyrus malus), Walnut ( Juglans regia).

4). Berpusat di Timur Tengah, terdiri dari: Einkon wheat (Triticum monococcum),


19/23

19

Durun wheat (Triticum durum), Pulard wheat (Triticum turgidum), gandum roti

(Triticum aestivum), barle ( Hordeum vulgare), Rye (Secale cereale), Red oat ( Avena

byzantina), Chick pea (Cicer arietinum), Lentil ( Lens esculenta), kacang ercis ( Pisum

sativum), Blue alfalfa ( Medicago sativa), wijen (Sesamum indicum), Flax ( Linum

usitatissimum), melon (Cucumis melo), Almond ( Amygdalus comunis), Fig ( Ficus

carica), Pomergranate ( Punica granatum), anggur (Vitis vinifera), Apricot ( Prunus

armeniaca), Pistachio ( Pistacia vera).

5). Berpusat di Meditrania, terdiri dari: Durum wheat (Triticum durum), Hulled oat

( Avena strigosa), Broad bean (Vicia faba), kubis ( Brassica olerace), Olive (Olea

europea), Lettuce (Lactuca sativa).

6). Berpusat di Abesinea, terdiri dari: Durun wheat (Triticum durum), Pulard wheat

(Triticum turgidum), Emmer (Triticum dicoccum), barle ( Hordeum vulgare), Chick

pea (Cicer arietinum), Lentil ( Lens esculenta), Teff ( Eragrostis abyssinica), African

millet ( Eleusine coracana), kacang ercis ( Pisum sativum), Flax ( Linum

usitatissimum), wijen (Sesamum indicum), Castor bean ( Ricinus communis), kopi

(Coffea arabica), sorgum (Sorghum vulgare).

7). Berpusat di Meksiko Selatan dan AmerikaTengah, terdiri dari: jagung ( Zea mays),

kacang buncis ( Phaseolus vulgaris), cabai (Capsicum annum), kapas (Gossypium

hirsutum), Sisal hemp ( Agave sisalana), Waluh/Squash/Gourd (Cucurbita sp.).

8). Berpusat di Amerika Selatan (Peru, Equador, dan Bolivia), terdiri dari: ketela

rambat ( Ipomoea batatas), ketang (Solanum tuberosum), kacang lima ( Phaseolus

lunatus), tomat ( Lycopersicum esculentum), Kapas/ Sea Island cotton (Gossypium

barbadense), papaya (Carica papaya), tembakau ( Nicotiana tabacum).

8a). Berpusat di Chili. Terdiri dari: kentang (Solanum tuberosum)

8b). Berpusat di Brasilia dan Paraguae, terdiri dari: ketela pohon/cassava ( Manihot

utilissima), kacang tanah ( Arachis hypogaea), kakao (Theobroma cacao), karet

( Hevea brasiliensis), nenas ( Ananas comosus), Purple granadilla ( Passiflora edulis).

4.3. Pusat Penelitian Pemuliaan Tanaman di dunia

1). Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz Y Trigo (CYMMYT) atau

International Maize and Wheat Improvement Centre (IMWIC), berlokasi


20/23

20

di Meksiko. Lembaga riset ini meneliti jagung dan gandum, didanai oleh

Rockefeller dan Ford Foundations Amerika Serikat.

2). International Rice Research Institute (IRRI), berlokasi di Los Banos Philippina.

Lembaga ini melakukan penelitian tentang padi, yang juga didanai oleh Rockefeller

dan Ford Foundations Amerika Serikat.

3). Centro International Agricultura Tropical (CIAT), berlokasi di Kolumbia

Amerika Selatan. Meneliti tanaman dan ternak

4). International Institute for Tropical Agriculture (IITA), berlokasi di Nigeria,

Afrika. Lembaga ini meneliti tentang tanaman perkebunan, tanaman pangan dan

tanah tropika.

5). International Center for Research for in Sub-Arid Tropics (ICRISAT), berlokasi

di Hyderabad, India. Lembaga ini meneliti tanaman sorghum, millet dan leguminosa.


21/23

21

Gambar 1. Ada delapan pusat genetika tanaman diseluruh dunia (Vavilov, 1920-1940

dalam Halloran, 1974).


22/23

22

DAFTAR PUSTAKA

Allard, R.W. 1960. Principles of Plant Breeding. JohnWilley & Sons Inc. New York,London, Sydney.

Crowder, L.V. 1981. Pemuliaan Tanaman. Fakultas Pertanian UGM.

Halloran, G.M.; R. Knight; K.S.Mc. Whirter and D. H.B. Sparrow 1974. Plant

Breeding. A Course Manual in Plant Breeding. Autralian Vice-Chancellors’

Committee. A.A.U.C.S. p. 193-209.

Knight, R. 1994. Plant Breeding Vol. I. Agriculture-Short Course, Universitas

Mataram. Lombok. Indonesia Australia, Eastern Universities Project.

Mangoendijdojo, W. 2003. Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman. Penerbit Kanisius

(Anggota IKAPI), Yogyakarta. 182 h.

Poehlman, J.M. 1977. Breeding Field Crops. University of Missouri. The Avi

Publishing Company, Inc.Westport, Conecticut.

Poespodarsono, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. Diperbanyak oleh PusatAntar Universitas, IPB bekerja sama dengan Lembaga sumberdaya Informasi IPB

Soetarso 1991. Ilmu Pemuliaan Tanaman. Jurusan Budidaya Pertanian FakultasPertanian Universitas Gajah Mada Yogyakarta. H. 1-22.

Welsh, J.R. 1991. Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Alih bahasa J.P.

Mogea. Penerbit Erlangga. Jakarta.


23/23

Gambar Proses macrospogenesis dan microsporogenesis pada tanamanSpermatophyta (Poehlman, 1977 )

Documents

Pemuliaan Tanaman 1 2