PENDAHULUAN TUJUAN Mahasiswa dapat mengerti serta dapat menguraikan

PENDAHULUAN

TUJUAN • Mahasiswa dapat mengerti serta dapat menguraikan secara jelas tentang pemuliaan tanaman dan perkembangannya, ruang lingkup kajian dan sumbangan pemuliaan tanaman terhadap kemajuan pertanian • Mahasiswa mampu menguasai dengan benar dasar genetik dan teknik dasar perbaikan sifat tanaman, serta menyusun program pemuliaan tanaman dengan saling mengaitkan antara cara perkembanganbiakan tanaman dengan metode pemuliaan yang sesuai.

WHAT IS PLANT BREEDING? PLANT BREEDING IS THE ART AND SCIENCE OF CHANGING AND IMPROVING THE HEREDITY OF PLANTS

ILMU PEMULIAAN TANAMAN �Ilmu (science) science yang mempelajari tentang perubahan susunan genetik (genotip/sifat) tanaman sehingga diperoleh tanaman baru yang bermanfaat bagi manusia �Seni (art) art yaitu kemampuan dalam merakit tanaman baru yang memiliki sifat-sifat atau penampilan (fenotip) sesuai dengan tujuan yang diinginkan pemulianya (breeder) breeder

ILMU-ILMU PENUNJANG � GENETIKA : MEMPELAJARI PEWARISAN SUATU SIFAT � BOTANI : MEMPELAJARI SIFAT MORFOLOGI, FISIOLOGI TANAMAN � STATISTIKA : UNTUK PERHITUNGAN DAN EVALUASI SIFAT TANAMAN � ILMU HAMA DAN PENYAKIT : MEMPELAJARI KETAHANAN TERHADAP FAKTOR BIOTIK � AGRONOMI DAN HORTIKULTURA : MEMPELAJARI PRODUKSI TANAMAN

PROGRAM BAKU PEMULIAAN TANAMAN 1. Penentuan tujuan pemuliaan tanaman 2. Penyediaan materi pemuliaan (membuat keragaman) 3. Seleksi melalui penilaian genotip atau populasi untuk dijadikan varietas harapan 4. Pengujian genotip atau varietas harapan (uji pendahuluan, uji lanjutan) 5. Pelepasan Varietas harapan menjadi varietas baru (uji ( multilokasi)

Proses umum Plasma Nutfah Bahan Pemuliaan Varietas Baru

Plasma Nutfah Jenis Liar Jenis Lokal Mutan Galur Harapan Hasil Persilangan Varietas yg sudah Ada

1. TUJUAN PEMULIAAN TANAMAN �TUJUAN JANGKA PANJANG �Mengantisipasi perubahan iklim (global warming), warming misalnya : ○ varietas toleran cekaman genangan ○ Varietas toleran cekaman kekeringan �Mengembangkan pertanian berkelanjutan (sustainable agriculture), agriculture misalnya : ○ Varietas yang respon terhadap pertanian organik

1. TUJUAN PEMULIAAN TANAMAN � TUJUAN JANGKA PENDEK �Memenuhi keinginan konsumen ○ perbaikan kualitas produk yang dihasilkan : �perbaikan ukuran → semangka, pepaya kecil �Warna → semangka kuning, anggrek �kandungan bahan tertentu → golden rice �ketahanan simpan → bunga potong �keindahan & keunikan → tan. hias: mawar, dahlia, anggrek, dll �Memenuhi kebutuhan petani/produsen ○ Peningkatan hasil panen (kuantitas) ○ Umur genjah, tahan hama dan penyakit dll �Memenuhi kebutuhan industri ○ Meningkatkan kandungan curcumin pada temulawak ○ pembuangan sifat 2 yg tdk disukai → oleic acid pada canola ○ dll

2. Penyediaan materi pemuliaan • Materi pemuliaan harus mempunyai keragaman genetik yang tinggi • Peningkatan keragaman genetik dapat dihasilkan melalui – Domestikasi – Introduksi – Hibridisasi (persilangan buatan) – Mutasi – Poliploidi – Bioteknologi (rekayasa genetik)

Penyediaan materi pemuliaan • Domestikasi ialah proses pemilihan tanaman yang dikehendaki dari populasi tanaman yang tumbuh liar untuk dibudidayakan secara menetap dan berlanjut • Introduksi ialah proses mendatangkan suatu kultivar tanaman ke suatu wilayah yang baru • Hibridisasi ialah penggabungan beberapa sifat dengan cara menyilangkan antar tanaman yang berbeda , bisa antar varietas dalam satu spesies atau antar spesies dalam satu genus

Proses kegiatan persilangan buatan atau hibridisasi meliputi: • Emaskulasi pembuangan benang sari pada tetua betina untuk mencegah penyerbukan sendiri. • Pencegahan kontaminasi dengan cara membungkus bunga yang telah diemaskulasi • Polinasi meletakkan polen tetua jantan keatas kepala putik tetua betina. • Pelabelan Proses Emaskulasi (sumber: www. hellebores. org)

Poliploidi • Poliploidi ialah organisma yang memiliki kromosom lebih dari dua set (2 N). • Kelipatan n euploid : monoploid (N), triploid (3 N), tetraploid (4 N) pentaploid (5 N) dst • Bukan kelipatan n uneuploid : nullisomic (2 n-2), monosomic (2 n-1), doublesonic (2 n-1 -1), trisomic (2 n+1), double trisomis (2 n+1+1), tetrasomic (2 n+2) dst Poliploidi dapat terjadi secara alami dan buatan. • Autopolyploidi : penggandaan kromosom secara langsung (buatan dengan cholcisine) • Allopolyploidi: hasil persilangan antar tanaman dengan genom berbeda dapat steril atau fertil

Contoh tanaman poliploidi: semangka tanpa biji (sumber: www. ar-kusuma. blogspot. com)

Mutasi • Mutasi ialah suatu kegiatan merubah susunan genetic pada suatu tanaman dengan cara pemberian perlakuan menggunakan mutagen Mutasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu : • 1. Mutasi somatis yaitu mutasi yang terjadi pada jaringan tubuh menyebabkan terjadinya perubahan pada bagian tertentu dari tanaman yang dapat dilihat tetapi perubahan ini tidak diwariskan dan • 2. Mutasi sel generatif yaitu mutasi yang menyebabkan perubahan menyeluruh pada tanaman dan merupakan perubahan genetic, artinya perubahan ini diwariskan. Penyebab mutasi yaitu: • Radiasi : sinar X, gamma, beta, neutron • Non radiasi : ultra violet • Kimia : EMS, NMU, NTG

jeruk tanpa biji hasil mutasi (kiri), jeruk berbiji (kanan) (sumber : lindsayjpatterson. com)

Bioteknologi • Kendala pada persilangan secara konvensional yaitu jika tidak ada sumber keragaman genetik dari tanaman sejenis atau persilangan dilakukan apabila bahan merupakan kerabat jauh maka persilangan tidak dapat dilakukan. Kendala tersebut dapat diatasi dengan metode pemuliaan secara bioteknologi. Metode-metode yang dapat digunakan yaitu: • Transformasi Genetik • Variasi Somaklonal • Fusi Sel

Golden Rice hasil rekayasa genetika (sumber: www. goldenrice. org)

3. Seleksi �Proses memilih genotip unggul dari populasi yang memiliki keragaman genetik tinggi �Metode seleksi yang diterapkan tergantung pada cara perkembangbiakan tanaman (generatif (sendiri/silang) dan vegetatif) �Metode seleksi tanaman menyerbuk sendiri, yaitu : massa, galur murni, pedigree, bulk, SSD, backcross �Metode seleksi tanaman menyerbuk silang yaitu : galur murni, massa, ear to row, recurrent selection

4. Pengujian genotip harapan �Genotip unggul merupakan calon varietas yang diharapkan (varietas harapan) harapan �Calon varietas perlu diuji lapang untuk mengetahui keunggulannya �Pengujian dilakukan secara bertahap (uji pendahuluan dan uji lanjut) �Uji pendahuluan dilakukan di satu lokasi dan uji lanjutan dilakukan di beberapa lokasi

Uji multilokasi (sumber : www. shs-regional 3. com)

5. Pelepasan Varietas �Pelepasan varietas dilakukan melalui sidang pelepasan varietas. �Varietas harapan yang terbukti unggul berdasarkan hasil uji multilokasi dan memenuhi persyaratan dapat dilepas menjadi varietas baru �Calon varietas yang lulus dalam sidang pelepasan dapat dilepas menjadi varietas baru melalui SK Menteri Pertanian.

Calon Varietas Penyusunan Deskripsi Uji Daya Hasil , Uji Multilokasi Khusus hortikultura Sidang Pelepasan Varietas Pendaftaran varietas • UJI BUSS (Beda Unik, Seragam dan Stabil) = DUS (Different, Unique, Stable) • HAK PERILINDUNGAN VARIETAS TANAMAN

Sumbangan pemuliaan tanaman terhadap kemajuan pertanian � Menghasilkan varietas baru dengan sifat unggul: �Hasil tinggi hibrida �Tahan hama atau penyakit �Rasa enak �Umur pendek �Spesifik lokasi �Estetika tinggi �Kandungan nutrisi tertentu � Pelestarian plasma nutfah (koleksi)

Kacang panjang ungu UB D'Baltro (durian Balitbu Tropika) (sumber: www. kuswanto. lecture. ub. ac. id) (sumber: www. debaltro. blogspot. com)

Padi Hibrida (sumber: catatanpertanian. blogspot. com) Jagung Hibrida (sumber: puslittan. bogor. net)

Tanaman Jeruk: A: Tidak tahan virus CVPD, B: Tahan virus CVPD (Sumber: fp. unud. ac. id) Tomat Hibrida Sumber: saranaagri. wordpress. com) Varietas-varietas mawar hibrida ( Hybrid Tea ) (Sumber: yanxberwarna. blogspot. com)

REFERENSI Allard, R, W. 1999. Principle of Plant Breeding : Second Edition. John Wiley and Sons. Inc. USA Brown, J and Peter, C. 2008. An Introduction to Plant Breeding. Blackwell Publishing Ltd Daryanto dan Siti, S. 1982. Biologi Bunga dan Teknik Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia Hagedoorn, L. 2008. Plant Breeding. Fournier Press Mangoenendidjojo, W. 2003. Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman. Kanisius. Jogjakarta Poehlman, and Borthakur. 1977. Asian Breeding Field Crop: With Special Reference to Crops of India. Oxford & IBH Pub. Co. Michigan University Stansfield, W and Susan, E. 2000. Genetic: Fourth Edition. Schaum Outline