PEMULIAAN TANAMAN

ILMU TENTANG PERUBAHAN- PERUBAHAN SUSUNAN GENETIK SEHINGGA DIPEROLEH TANAMAN YANG MENGUNTUNGKAN MANUSIA.

SUATU METODE YANG SECARA SISTEMATIK MERAKIT KERAGAMAN GENETIK TAN. MENJADI SUATU BENTUK YANG BERMANFAAT BAGI KEHIDUPAN MANUSIA

pengertian• Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan untuk

mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya mencakup tindakan :

1. penangkaran2. Persilangan3. Seleksi

Tujuan pemuliaan tanaman

• peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi • perbaikan kualitas produk yang dihasilkan.• Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya

diarahkan pada:1. Peningkatan daya hasil2. Ketahanan terhadap gangguan dari organisme lain

atau lingkungan yang kurang mendukung 3. Daya tumbuh tanaman yang kuat4. Kesesuaian terhadap teknologi pertanian yang lain.

SASARAN PEMULIAAN TANAMAN:

1. MENGHASILKAN JENIS BARU YANG BERPRODUKSI TINGGI2. MENDAPATKAN JENIS UNGGUL TAHAN HAMA, PENYAKIT

DAN TOLERAN THD LINGKUNGAN3. MENDAPATKAN JENIS BARU YANG KUALITASNYA TINGGI

YANG MAMPU BERSAING DI PASARAN4. MENDAPATKAN JENIS BARU MASAK AWAL

CONTOH :JAGUNG VARIETAS UNGGUL DAN PRODUKSI TINGGIPADI BERUMUR PENDEKPADI YANG TRESPON THD PEMUPUKANTEBU YANG MEMILKI RENDEMEN TINGGI, DLL

PADA DASARNYA SUATU VARIETAS UNGGUL HRS MEMENUHI BEBERAPA PERSYARATAN SBB:- MEMPUNYAI KEMAMPUAN

BERPRODUKSI YANG TINGGI- MEMPUNYAI HASIL KUALITAS

PANEN YANG BAIK- MEMPUNYAI KEPASTIAN HASIL

PANEN

VARIETAS UNGGUL MERUPAKAN FAKTOR UTAMA YANG MENETUKAN TINGGINYA PRODUKSI YANG DIPEROLEH BILA PERSYARATAN LAIN TERPENUHI

PEMULIAAN TANAMAN DAN PERANANNYA

Peran Nyata jenis-jenis unggulJenis unggul ialah jenis –jenis superior dengan sifat:

1. Jenisnya murni 2. Resisten terhadap H,P,&K3. Respon terhadap pupuk4. Mempunyai sifat agronomis disukai5. Daya adaptasi luas6. Kemampuan menghasilkan tinggi7. Kualitas baik8. Memberikan kepastian hasil

CONTOH HASIL PEMULIAAN TANAMAN:

HASIL GULA DI INDONESIA MENINGKAT 25 % DENGAN DIKETEMUKAN JENIS POJ 2878, POJ 3016

PRODUKSI TANAMAN KARET MENINGHKAT 3 X DARI TANAMAN INDUKNYA

TANAMAN SINGKONG MENINGKAT HASILNYA SAAT DITEMUKAN SINGKONG MUKIBAT

JAGUNG JENIS METRO DAN HARAPAN YANG MEMILKI PRODUKSI TINGGI

KEDELAI UNGGUL JENIS DAVROS DAN ORBAKACANG TANAH JENIS GAJAH, MACAN & KIDANG

YANG MEMILKI PRODUKSI HASIL TINGGI CENGKEH SANSIBAR DENGAN PRODUKSI TINGGI

Status kegiatan pemuliaan tanamanPemerintah ,Swasta dan Perguruan tinggi

Peluang pemuliaan tanamanPemberlakuan UU No. 29 tahun 2000, tentang Perlindungan

Varietas Tanaman (PVT), yang memberikan perlindungan dan hak khusus bagi pelaku riset pemuliaan.

Sektor swasta, dalam hal ini perusahaan perbenihan yang berbasis riset pemuliaan tanaman akan tumbuh dan berkembang pesat.

Otonomi daerah membuka peluang upaya yang seluas-luasnya untuk merakit kultivar unggul dengan memanfaatkan sumberdaya genetik lokal untuk keunggulan spesifik daerah.

Untuk peningkatan kualitas dan daya saing, teknik pemuliaan molekuler memiliki peluang untuk dikembangkan.

Tantangan pemuliaan tanaman

• adanya kesepakatan multilateral dalam perdagangan internasional seperti TRIPS (Trade Related Intellectual Property Rights), yang menghendaki suatu negara tidak dapat membatasi impor produk (termasuk produk pertanian) tanpa justifikasi yang dapat diterima oleh negara-negara WTO lainnya.

Kendala yang dihadapi (part 1)

• Jumlah pemulia tanaman yang ada relatif sedikit (± 600 orang) bila dibandingkan dengan komoditas yang harus ditangani

• Peralatan dan mesin pertanian untuk mendukung upaya pemuliaan, produksi, prosesing (pengeringan, seed treatment, quality control dll), serta distribusi benih/bibit masih sangat terbatas dan umumnya dibawah standard

• Dukungan dana yang tidak stabil dan tidak sinambung, umumnya masih tergantung dari proyek, bukan dana rutin

Kendala yang dihadapi (part 2)

• Akses terhadap pustaka mutakhir yang masih minim di Indonesia

• Pemuliaan molekuler masih sangat terbatas dilakukan

• Sosialisasi UU No. 29 tahun 2000 tentang PVT, belum berjalan seperti yang diharapkan

• Kebijakan pemerintah dalam hal perbenihan tidak selalu sejalan dengan keinginan pihak swasta

I.

I. PEMULIAAN TANAMAN

HASIL OPTIMAL

PENINGKATAN SIFAT TANAMAN

USAHA MERUBAH SIFAT TANAMAN AGAR DIPEROLEH TANAMAN YANG LEBIH UNGGUL DARIPADA YANG SUDAH ADA.

TEKNIK BERCOCOK TANAM

USAHA MENCIPTAKAN LINGKUNGAN SEKITAR TANAMAN (LINGKUNGAN MIKRO) AGAR TUMBUH BAIK

DIPERLUKAN:1. Keragaman genetik2. Sistem logis dalam pemindahan dan fiksasi gen3. Konsepsi dan tujuan/sasaran yang jelas.4. Mekanisme penyebarluasan hasilnya kepada masyarakat

SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN

1. Peningkatan produktivitas: High Yielding Varieties2. Perluasan daerah produksi: mengubah adaptasi, umur

tanaman (genjah).3. Varietas hibrida: daya hasil tinggi, jagung hibrida4. Resistensi tan. Terhadap penyakit: Tebu POJ 2878 terhadap

peny. Sereh, mengatasi kerugian besar.5. Resistensi terhadap hama: padi tahan wereng (IR. 36)6. Kualitas: dapat memenuhi persyaratan kualitas utk industri7. Kesesuaian dgn pemanenan secara mesinal8. Dapat berpengaruh terhadap kemajuan segi pertanian lain:

perbaikan teknik budidaya mengimbangi varietas unggul yang ada.

VARIETAS UNGGUL HASIL PEMULIAAN

DAFTAR TANAMAN PANGAN YANG DIKONSUMSI

CEREALIA GULA AKAR-AKARAN KACANG2AN POHON

Padi Tebu Cassava Bean Kelapa

Gandum Bit Kentang Kedelai Pisang

Jagung Ketela rambat Kacang tanah

Sorgum

SUMBANGAN HYV PADA PRODUKSI PANGAN DUNIA-Penemuan / pengembangan HYV dengan paket teknologi: -pupuk, pengairan, pengendalian hama penyakit tanaman -mampu menaikkan produksi tanaman serealia.-REVOLUSI HIJAU diciptakan oleh: CIMMYT, IRRI.

TAHAPAN PROGRAM PEMULIAAN TANAMANKOLEKSI PLASMA NUTFAH

SELEKSI

PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:HIBRIDISASIMUTASITRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)

SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN

EVALUASI DAN PENGUJIAN

PELEPASAN VARIETAS

• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.

• Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian.

• Varietas yang dihasilkan merupakan varietas lokal.

Metode seleksinya:seleksi massa dan seleksi galur murni.• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan

sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi. Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.

• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik: Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree, single seed descent, dialel selective mating system dan back cross. Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.

Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.

• Evaluasi dan Pengujian: Pengujian dilakukan untuk analisis adaptasi dan stabilitas calon varietas.

• Pengujian di beberapa lokasi dan musim (uji multilokasi) dilakukan sebelum calon varietas dilepas sebagai varietas.

• Syarat pengujian mengikuti pedoman Departemen Pertanian.

• Hasil uji merkomendasikan kestabilan suatu calon varietas atau lokasi spesifik calon varietas.

• Pelepasan varietas: Persyaratan pelepasan varietas menurut DepTan:

• 1)silsilah jelas,• 2) deskripsi lengkap, • 3) unggul, unik, seragam dan stabil DUS

(distinct, uniform, and stable),• 4) benih penjenis tersedia dengan proses

produksi sesuai prosedur baku.

LANGKAH-LANGKAH PEMULIAAN TANAMAN

1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM

PEMULIAAN 2. PENYEDIAAN MATERI PEMULIAAN

3. PENILAIAN SIFATGENOTIPA/POPULASI MELALUI SELEKSI

4.PENGUJIAN(EVALUASI)

Ad. 1.TUJUAN: PERLU MEMPERHATIKAN KEINGINAN KONSUMEN/ PRODUSEN

Ad.2. MATERI PEMULIAAN: PERLU ADA KERAGAMAN GENETIK Ad.3.PENILAIAN SIFAT GENOTIPA: TERGANTUNG SISTEM PEMBIAKAN, TUJUAN, DAN

FASILITAS Ad.4.PENGUJIAN: UNTUK MEMPEROLEH INFORMASI TENTANG

STABILITAS DAN DAYA ADAPTASI VARIETAS UNGGUL TERHADAP PERBEDAAN LINGKUNGAN.

PUSTAKA1. Allard. 1960. Principles of Plant Breeding. John

Wiley & Sons. London.2. Halloran et.al 1979. A Course Manual in Plant

Breeding. Australian Vice-Chancellors Commite. 3. Chahal G.S. And Gosal, S.S. 2002. Principles and

Procedures of Plant Breeding. Alpha Science International. Harrow, UK.

4. Lamkey,K.R. And Michael Lee. 2006. Plant Breeding:The Arnel R HallowerInternational Symposium. Blackwell. Publ.State Avenue. Iowa.

5. Puspodarsono, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman.

6. JURNAL-JURNAL PEMULIAAN TANAMAN.

II.DASAR GENETIKA DLM PEMULIAAN• GENETIKA:Ilmu yang mempelajari tentang gen beserta

sifat dan pewarisan dari tetua ke keturunannanya (progeni / zuriat /anak/filial)

• GEN:unit keturunan yang diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya

• Unit fungsional yang menghasilkan suatu fenotipe• aspek fungsional yang menyebabkan duplikasi sendiri

(self duplication)

Gen tersusun atas apa dan Bagaimana gen-gen itu mengatur

dan Menampakkan pengaruh yang kita lihat?

BEBERAPA ISTILAH DALAM PEMULIAAN

GEN: segmen DNA spesifik yang tersusun linier pada setiap kromosom

= Suatu unit pewarisan sifat yang secara sebagian atau keseluruhan bertanggung jawab terhadap pengendalian genetik suatu karakter.

Genotip= susunan genetik suatu individu Genom= Rangkaian dasar kromosom Gamet= sel reproduktif (serbuk sari, sel telur) Alela= variasi gen pada satu lokus Lokus= tempat kedudukan gen pada kromosom

Kromosom = struktur pewarisan sifat di dalam nukleusKromosom homolog= kromosom 2 mempunyai urutan

gen yang miripHomogen= populasi dari genotip-genotip yang identik

Heterogen= populasi dari genotip-genotip yang berbedaHomosigot= alela-alela identik dalam suatu lokusHeterosigot= alela-alela non identik dalam suatu lokus.

Heritabilitas= proporsi variasi total dalam pengendalian genetik.

1. Gen – Alel – Lokus Gen : Faktor genetik pengatur suatu sifat

misal: gen A, gen B, gen C

Alel : Bentuk alternatif suatu gen misal: gen A alel A & alel a

gen B alel B & alel b

Lokus : Lokasi gen pd kromosom

misal : lokus gen A, lokus gen B

2. Genotipe - Fenotipe- Genotipe (G) : susunan genetik organisme contoh: AA Bb Cc dd ee ff

- Fenotipe (F) : sifat tampak organisme Fenotipe (F) : Genotipe (G) + Lingkungan (E) => F = G + E

• 3. Perbaikan genetik Pemuliaan tanaman: memperbaiki sifat-sifat tanaman

melalui perbaikan susunan genetik. perbaikan susunan genetik: meningkatkan jumlah/proporsi

gen-gen baik (menguntungkan)– contoh: – AA Bb Cc dd ee ff AA BB CC DD ee FF

• TEORI KROMOSOM TENTANG PEWARISAN• Secara formal dikemukakan oleh • - Walter Sutton (mahasiswa PPS AS) seorang pakar genetika• - Theodore Boveri pakar biologi Jerman • Tahun 1902 : mengenali tingkah laku partikel Mendel selama menghasilkan gamet pada

ercis paralel dengan tingkah laku kromosom pada meiosis

• FAKTOR MENDEL KROMOSOM• Gen Berpasangan Kromosom berpasangan• A • BERPASANGAN• a• Sepasang gen memisah• menjadi gamet sepasang kromosom homolog • A juga memisah• SEGREGASI • a • A B A b• atau• a b a B• BERPADU BEBAS• Pasangan gen yg berpasangan demikian juga pada pasangan kromosom• berpadu bebas

TEORI MENDEL

• PERCOBAAN MENDEL pada tanaman kacang kapri /ercis (pisum sativum)

• P : Bunga Ungu X Bunga Putih• (jantan) (betina)• • Penyerbukan silang buatan

• F1: Bunga Ungu (biji ditanam)

• F2:

• 705 : 235 = 3 : 1• Menurut teori blending warna ungu di F1 adalah ungu muda,

padahal pada percobaan Mendel • warna Ungu pada F1 sama dengan tetuanya• Warna Ungu dominan terhadap warna putih• Warna putih resesif terhadap warna ungu

• PERSILANGAN DGN SATU SIFAT BEDA (satu pasang sifat beda) disebut MONOHIBRID

• MODEL MENDEL UNTUK PERSILANGAN SATU SIFAT BEDA (MONOHIBRID)• P : AA X aa (1 & 2)• Gamet : A a (4)• F1 Aa (zigot)

• Gamet : Sel Telur (3)• A a• Tepung A AA Aa (5)• sari a Aa aa

• F2 1AA : 2 Aa : 1 aa

• Keterangan• AA, Aa dan aa disebut genotipe suatu sifat• Gen A dominan terhadap gen a• Gen a resesif terhadap gen A• Gen A disebut alel dari gen a• Untuk gen dominan biasanya digunakan huruf kapital dari huruf pertama

sifat (fenotipe) • yang dominan, Sedangkan alelnya digunakan huruf kecilnya•

• P : Kuning (KK) X Hijau (kk)• Gamet : K k• F1 : Kuning (Kk)

• Genotipe KK dan kk disebut Homozigot• Genotipe Kk disebut Heterozigot• Genotipe KK dan Kk merupakan fenotipe kuning• Untuk menguji Model Mendel dan Teori Pewarisan terpisah (partikulat), bukan bercampur • (blending), maka Mendel melakukan UJI SILANG (“Test-Cross”)• P : Kuning (Kk) X Hijau (kk)• Gamet : K dan k k• k• F1 K Kk (kuning)• k kk (hijau)• Perbandingan Kk : kk = 1 : 1• Pengujian menunjukkan bahwa gen resesif k yang tidak nampak fenotipnya pada F1, tidak bercampur • dengan gen K , tetapi tetap terpisah dan pada waktu pembentukkan gamet bersegregasi secara merata (3)• Hasil Persilangan Monohibrid dikenal sebagai HUKUM MENDEL I (Hukum Segregasi) yaitu ;• “Pada waktu pembentukan gamet, gen-gen dari sepasang gen suatu sifat bersegregasi”

• Sepasang Gen A• Heterozigot a Gamet A

• a

4. Hibridisasi: persilangan dua individu berbeda

M

M

MM

x

mm

m

m

M

m

F1: Mm

(M dg m alelik) (M dominan

thd m)

F1 : keturunan pertama hsl. persil. F2 : keturunan kedua hsl persilang. (hasil selfing antara individu F1) Homosigot: individu dg. 2 alel sama, MM / mm Heterosigot: indv. dg 2 alel berbeda, Mm

5. VARIETAS / KULTIVAR : ?

• PENGERTIAN VARIETAS dlm PERTANIAN : sekelompok individu atau populasi tan. yg

mempunyai sifat-2 khusus dan serupa, dan dpt dibedakan scr jelas thd populasi tan. (varietas) lain dlm spesies yg sama.

• VARIETAS PERTANIAN lazim disebut VARIETAS atau CULTIVAR.

• Contoh: padi (Oryza sativa) Famili : Gramineae

Genus : Oryza Spesies : Oryza sativa (padi) Varietas/cultivar padi: IR.36; IR.64,

Rojolele, dsb

KERAGAMAN(VARIASI) DLM PEMULIAAN

• RAGAM GENETIK: RAGAM YANG DISEBABKAN OLEH SIFAT-SIFAT YANG DIWARISKAN. CARA MENGUJI DENGAN MENANAM BEBERAPA VARIETAS PADA SATULINGKUNGAN YANG SAMA. = VARIASI DISKONTINU= HERITABLE VARIATION

• RAGAM LINGKUNGAN: RAGAM YANG DITIMBULKAN OLEH PERBEDAAN LINGKUNGAN,CARA MENGUJI DENGAN MENANAM SATU VARIETAS PADA LINGKUNGAN YANG BERBEDA-BEDA

• = VARIASI KONTINU= NON HERITABLE VARIATION.

PENYEBAB RAGAM GENETIK1. ADANYA REKOMBINASI GENETIK KARENA

HIBRIDISASI2. MUTASI3. POLIPLOIDIMUTASI: TERJADINYA PERUBAHAN GENETIK SECARA

SPONTAN YANG BUKAN KARENA HIBRIDISASI (PERSILANGAN)

POLIPLOIDI: PENGGANDAAN KROMOSOM ( JUMLAH/STRUKTUR) MENYEBABKAN

TERJADINYA VARIASIPADA TANAMAN

KARAKTER –KARAKTERISTIK TANAMAN• KARAKTER: DITENTUKAN OLEH AKSI GEN (SIFAT

GENETIK) DAN PENGARUH LINGKUNGAN,P = G + E1. Karakter sederhana= karakter yang dikendalikan oleh

1,2 gen dominan atau resesif. Pengaruhlingkungan sangat kecil atau tidak ada.

• = karakter kualitatif: warna, ketahanan penyakit2. Karakter yang dikendalikan oleh banyak gen, faktor

lingkungan banyak berperan. = karakter kuantitatif: daya hasil dipengaruhi oleh banyak gen pengendali: panjang tongkol, diameter banyak butir, besar butirpada jagung.

PEWARISAN KARAKTER KUALITATIF DAN KUANTITATIFKARAKTER KUALITATIF KUANTITATIF

1. Cara membedakan Ada tidaknya gejala: tahan, peka, hitam/putih

Dapat diukur (cm, gram)Perbedan gradual (dapat di skala)

2. Pengaruh lingkungan Tidak dipengaruhi/sedikit Besar

3. Sebaran Diskrit; diuji dg Chi square (X2)

Kontinyu, diuji dg statistik (varians, simpangan baku

4. Seleksi

5. Jumlah gen yg mengendalikan

Dg Observasi

Sederhana: 1,2 gen

Statistik

Komplek: banyak gen

5.METODE BACK CROSS (SILANG BALIK)• SUATU METODE PEMULIAAN DENGAN CARA MENYILANGKAN KEMBALI HIBRIDA

PADA SALAH SATU GENOTIPE PARENTAL UNTUK SATU GENERASI ATAU LEBIH.KEGUNAAN METODE INI ADALAH

UNTUK MEMASUKKAN SATU ATAU BEBERAPA SIFAT YANG PEWARISANNYA SEDERHANA KE DALAM SATU VARIETAS YANG DISUKAI.DALAM UJI SILANG UNTUK MENENTUKAN PERBANDINGAN GENETIK (GENETIK RATIO), LINKAGE (KAITAN) DAN PERSENTASE PINDAH SILANG (CROSS OVER).

TUJUAN:UNTUK MENDAPATKAN KEMBALI GENOTIPE SEPERTI TETUA RECURRENTNYA DENGAN TAMBAHAN GEN-GEN SIFAT YANG DIINGINKAN DARI TETUA DONOR.

TIGA SYARAT POKOK KEBERHASILAN PEMULIAAN BACK CROSS (BRIGS & ALLARD, 1953) :

1. ADANYA RECURRENT PARENT YANG BAIK.2. KEMAMPUAN MEMPERTAHANKAN SIFAT YANG DIPINDAHKAN MELALUI

BEBERAPA SILANG BALIK.3. GENOTIPE DARI RECURRENT PARENT HARUS DIPEROLEH KEMBALI DALAM

BEBERAPA KALI SILANG BALIK DENGAN POPULASI KECIL.

PENENTUAN DONOR DAN RECURRENT

• RECURRENT PARENT: • SATU DARI KEDUA TETUA YANG DIPILIH UNTUK PERSILANGAN

PERMULAAN BIASANYA VARIETAS LOKAL YANG SUDAH BERADAPTASI DENGAN VARIETAS YANG DISUKAI.

• DONOR: HARUS PUNYA SIFAT YANG AKAN DIPINDAHKAN.PENGGUNAAN METODE BACK CROSS:1. VARIETAS UNGGUL YANG ADA KEKURANGAN SATU/LEBIH SIFAT

YANG DIHARAPKAN.2. TERSEDIA VARIETAS DONOR DENGAN SIFAT YANG DIINGINKAN,

BIASANYA SIFAT KETAHANAN.3. SIFAT YANG AKAN DIPINDAHKAN MEMPUNYAI NILAI HERITABILITAS

YANG TINGGI.

SUSUNAN GEN PADA KETURUNAN DONOR DAN RECURRENT• GALUR DONOR• ( D ) X VARIETAS RECURRENT • ( R )

• DRPERSILANGAN IF1 (DXR)

X R D ( 50 % )

R ( 50 % )

BACK CROSS IB1 (DXR2) x R 25 % 75 %

BACK CROSS IIB2 (DXR3)

X R

12,5 % 87,5 %

BACK CROSS IIIB3 (DXR4) X R 6,25 % 93,75 %

BACK CROSS IVB4 (DXR5) X R 3,125 % 96,875 %

I. BACK CROSS – GEN YANG DIPINDAHKAN DOMINAN • GALUR DONOR ( D ) X CULTIVAR LOKAL ( A )• RR rr• F1 Rr• BACK CROSS I F1 ( Rr ) X A ( rr )• • Hasil back cross I Rr ; rr Diuji ketahanan penyakit ( gen R )• Tanaman yang rentan dibuang ( rr)

• Back cross II Rr x rr Uji dengan cara yang sama dengan diatas• .• .• Back cross ke VI Rr x rr rr dieliminasi• Hasil back cross ke VI dilakukan penyerbukan sendiri • Rr x Rr• 1RR ; 2Rr ; 1rr rr dieliminasi

II. GEN YANG DIPINDAHKAN RESESIF• P. GALUR DONOR X KULTIVAR LOKAL (ADAPTED)• ( D ) rr ( A ) RR• Back cross I: F1 : Rr x A ( RR )• RR ; Rr • Tanaman hasil back cross I (Rr) diserbuki sendiri; • Selfing Rr x Rr• • RR ; Rr ; rr keturunannya diuji ketahanannya (rr)• Back Cross ke VI Rr x rr Rr ; rr• Selfing: Rr x Rr • RR ; Rr ; rr (RR dan Rr tereliminasi dalam uji ketahanan)• • • rr adalah kultivar unggul baru yang sudah • diperbaiki ketahanannya•

6. PERSILANGAN GANDA (COMPOSITE CROSS)• PERSILANGAN SEJUMLAH TETUA YANG BERBEDA SIFAT DAN SALING

DISILANGKAN BERPASANG-PASANGAN.MANFAAT:1. Untuk memindahkan sifat-sifat kuantitatif (spt hasil) dengan

menggabungkan sejumlah galur parental yang genetis berbeda raam dan meng evaluasi berdasarkan seleksi alami.

2. Untuk mendapatkan populasi yang dapa beradaptasi terhadap tekanan lingkungan khusus spt penyakit, hama dan toleransi terhadap cuaca dingin.

TUJUAN POKOK:Mengembangkan dan mempertahankan plasma nutfah yang berguna sebagai sumber genetik bagi pemulia tanaman dalam mengembangkan varietas superior baru.Menyediakan bahan untuk penelitian genetika dan evolusi di dalam populasi.

( A X B ) ( C X D ) ( E X F ) AB X CD X EF ABCDEF

7. METODE SINGLE SEED DESCENTMETODE SATU KETURUNAN SATU BIJI:

Menyeleksi tiap tanaman keturunan F2 di dalam populasi dengan satu biji satu keturunan (single seed descent).Pada generasi F2 dan generasi selanjutnya hanya satu biji tiap tanaman yang digunakan sebagai tetua untuk generasi selanjutnya. Apabila tingkat silang dalam yang diinginkan telah dicapai, tiap keturunan yang berasal dari F2 yang berbeda dipertahankan dalam keadaan tercampur (bulk).

Manfaat:sebagai cara yang efisien dalam menggunakan fasilitas yang ada di dalam evolusi keturunan yang superior dari hasil persilangan (kombinasi tetua ).

FREKWENSI GEN DAN GENOTIPE-HK HARDY-WEINBERG

• gen A a• frekwensi p q• Gen frekwensi • A p AA Aa• p2 pq• a q Aa aa• pq q2• Frekwensi genotipe:• AA Aa aa• p2AA 2pqAa q2aa

FREKWENSI GENOTIPE SETIAP GENERASI DITENTUKAN OLEH FREKWENSI ALEL

• Populasi (P) terdiri dari N individu, dengan alel A dan a.• IndividuD= homosigot dominan, H = heterosigot, R = homosigot

resesif.• Proporsi (frekwensi alel A :P = D + ½ H atau 2D + H

N 2N

• Frekwensi alel a : q = R + ½ H atau 2R + H • N 2N• Persilangan acak menghasilkan keturunan F1:• P’ = p2 ( D’ ) + 2pq ( H’ ) + q2 ( R’ )• Dimana D’, H’ dan R’ adalah proporsi homosigot dominan,

heterosigot dan homosigot resesif pada generasi yang baru (F1).• Equilibrium = keseimbangan dicapai pada saat :• D = D’ , H = H’ R = R’

Populasi : 1000 individu, terdiri dari 350 AA + 500 Aa + 150 aa.Frekwensi gen A, p = (35 + 25)/100 = 0,60 a, q = (25 + 15)/100 = 0,40Populasi baru hasil random mating (persilangan acak):

AA D’ = (O,6)2 = 0,36Aa H’ = 2 x 0,6 x 0,4 = 0,48aa R’ = (0,4) 2 = 0,16

Dimana 0,36 + 0,48 + 0,16 = 1

Genotipe POPULASI ASAL 1 SIKLUS RM 2 SIKLUS RM

AA D 35 D’ 36 D’’ 36

Aa H 50 H’ 48 H’‘ 48

aa R 15 R’ 16 R’’ 16

Status Disequilibrium Equilibrium Equilibrium

pq

0,600,40

0,600,40

0,600,40

Efek 1 generasi random mating pada populasi

Tipe persilangan

frekwensi Frekwensi keturunan setelah RandomMating AA Aa aa

AA XAA (0,35 X0,35)=0,1225 0,1225 0 0

AA X Aa 2(0,35 x 0,50)= 0,3500 0,1750 0,1750 0

AA X aa 2(0,35 x 0,15)= 0,1050 0 0,1050 0

Aa x Aa

Aa x aa

aa x aa

TOTALGenotipeAAAaaa

(0,50 X 0,50) = 0,2500

2(0,50 x 0,15) = 0,1500

(0,15 x 0,15) = 0,0225

1,0 P 0,35 0,50 0,15

0,0625

0

0

0,36

0,1250

0,0750

0

0,48P’0,360,480,16

0,0625

0,0750

0,0225

0,16

METODE SELEKSI 1. SELEKSI MASAa. Individu2 tanaman dipilih berdasarkan fenotipnya dari populasi

yang kawin secara acak. Setelah panen sejumlah biji yang sama dari tanaman terpilih dicampur tanpa uji keturunan untuk seleksi pada generasi berikutnya.

b. Seleksi berdasarkan atas induk betina, dianggap tetua betina bersilang secara acak (random) dengan gamet jantan dari seluruh populasi tanpa pengawasan penyerbukan.

Tujuan: menaikkan proporsi genotipe superior dalam populasi.

Keuntungan:1. Cara yang sederhana dan murah2. Taraf silang dalam rendah3. Populasi yang dihasilkan setelah satu siklus seleksi dapat

digunakan sebagai varietas bersari bebas (open pollinated variety)

BAGAN SELEKSI MASA• Pemilihan berdasar• Parent(P) Fenotipe, biji terbaik• dicampur (Bulk)

• Hasil seleksi pada generasi parental

• Filial1(F1)

• Varietas yang sudah seragam secara

fenotipe• Filial 2(F2) ...dst

X X X X X X X X X XX X X X X X X X X X XX X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

SELEKSI MASSA

2. MODIFIKASI SELEKSI MASA (SELEKSI MASA BERLAPIS)

• Prosedur (Gardner): Membuat batasan seleksi hanya pada hasil biji, dengan petak penanamanlebih kecil, terdiri dari 40 tan (4 baris a 10 tan).

P,40 Generasi parental 40 tanaman

F1- Hasil seleksi dari generasi parental

F2 ..... Dst

Varietas yang sudah

diperbaiki

X X X X X X X X X XX X X X X X X X X XX X X X X X X X X XX X X X X X X X X X

X X X X X X X X X XX X X X X X X X X XX X X X X X X X X XX X X X X X X X X X

X X X X X X XX X X X X X X X X X X X X XX X X X X X X

X X X X X X X X

3. SELEKSI TONGKOL KE BARIS (EAR-TO-ROW, HEAD-TO-ROW)

• Modifikasi seleksi masa dengan menggunakan uji keturunan dari tanaman terpilih(progeny test).

• F1• TH 1 Pilih tanaman superior dan hasilnya

berdasarkan fenotipe

• F2• Th 2 Baris-baris tanaman dari sebagian biji • dari tongkol terpilih, sisanya dicampur• untuk intercrossing.• F3• Th 3 Petak perbanyakan biji sisa tongkol

terpilih untuk siklus seleksi pada tahap berikutnya.

X X X X X XX X X X X XX X X X X X

X X X X X XX X X X X X

X X X X X XX X X X X XX X X X X X

4. MODIFIKASI SELEKSI TONGKOL KE BARIS• Lokasi: A B CTh1 200 tan. Dlm• famili• 40 famili• 5 tongkol• superior

• Th2 Bulk, intercrossing

• Th3

X X X X X XX X X X X XX X X X X X

Seleksi lanjutan

X X X XX X X XX X X X

X X X XX X X XX X X X

X X X XX X X XX X X X

PROSEDUR 1. Menanam 200 famili tanaman pada tiap lokasi2. Dipilih 40 famili terbaik berdasar fenotipe3. Dilakukan uji keturunan4. Dipilih 5 tongkol terbaik dari tiap lokasi5. Dilakukan seleksi lanjutan

VARIETAS SINTETIS (SYNTETIC VARIETY)

Varietas yang dihasilkan oleh kombinasi galur atau tanaman terseleksi dan dilanjutkan persilangan acak secara normal. Diperkenalkan I oleh Hayes dan Galbert th 1910 pada tanaman jagung.

Genotipa-genotipa pembentuk varietas sintetis dapat berupa galur silang dalam,klon, populasi hasil seleksi massa atau populasi lain.

Perbedaan dengan varietas silang-terbuka adalah genotipa-genotipa pembentuk varietas sintetis telah diuji kemampuan daya gabungnya.

Tujuan menguji genotipa adalah untuk memperoleh genotipa yang mempunyai kemampuan baik apabila dikombinasikan dalam membentuk varietas sintetis.

KEUNTUNGAN VARIETAS SINTETIS

a. Benih varietas ini dapat dihasilkan oleh petani sendiri untuk generasi shingga lebih cocok dibanding varietas hibrida bagi petani kurang mampu.

b. Keragaman yang lebih besar dalam varietas sintetis memungkinkan lebih tahan menghadapi tekanan lingkungan dibanding varietas hibrida.

c. Biasanya lebih unggul dibanding varietas silang terbuka, karena varietas sintetis merupakankombinasi galur terpilih dan teruji.

d. Pengembangan atau peningkatan varietas sintetis dapat diusahakan melalui seleksi berulang beberapa daur. Juga dapat digunakan sebagai sumber penghasil galur-galur silang-dalam yang baru.

VARIETAS KOMPOSIT (COMPOSITE VARIETY)

• Varietas komposit adalah campuran berbagai macam bahan pemuliaan yang telah diketahui potensi produksi, umur, ketahanan atau sifat lain, sehingga bahan pembentuknya lebih beraneka daripada bahan untuk varietas sintetis.

• Dalam pembentukannya,biji dari berbagai galur dan hibrida dicampur jadi satu dan ditanam beberapa generasi agar penyerbukan silang dapat terjadi dengan baik.

• Setelah 4-5 generasi seleksi dapat dilakukan untuk peningkatan sifat populasi tersebut yang disebabkan oleh peningkatan frekwensi gen yang dikehendaki.

• Di Indonesia pada th. 1967 telah dilepas varietas jagung Bogor composite-2(BC-2). Dibentuk dari beberapa varietas bersari bebas dan hibrida introduksi.

• Oleh karena terdiri dari campuran galur, varietas bersari bebas dan hibrida, maka melalui kawin acak akan terjadi banyak kombinasi baru sehingga varietas ini bertindak sebagai kumpulan gen (gene pool).

• Genepool bermanfaat bagi penyimpanan plasma nutfahyang diperlukan bagi program peningkatan sifat suatu varietas menyerbuk silang.

METODE PEMULIAAN TANAMAN MEMBIAK VEGETATIF

• PERMASALAHAN DLM PEMBENTUKAN BIJI:1. Sterilitas tinggi-kegagalan pembentukan biji2. Heterosigositas tinggi-segregasi gen besar dan depresi

inbreeding pada keturunan selfingnya3. Tingkat ploidi tinggi – membuka peluang terjadi gangguan

proses meiosis4. Viabilitas benih rendah – mempengaruhi ketersediaan benih5. Kondisi klimat dan kultur teknis yang tidak memungkinkan –

kegagalan pembentukan bunga dan biji.6. Lama waktu mencapai satu siklus pertumbuhan.KLON: keturunan dari satu tanaman tunggal atau sekelompok

tanaman hasil perbanyakan vegetatif.

KARAKTERISTIK KLON

1. Klon mempunyai susunan genetik identik, - klon bagian tanaman tunggal yang berdiferensiasi secara mitosis-genetik tidak berubah. Dalam satu klon tidak terjadi variasi.Variasi yang ada – variasi oleh lingkungan-tidak diwariskan.

2. Klon-susunan genetik heterosigot.