GENETIKA TANAMAN

GENETIKA TANAMAN

GENETIKA TANAMAN

 

GENETIKA TANAMAN

 

Budidaya Tanaman

Sejak manusia mulai membudidayakan tanaman selalu diharapkan hasil terbaik dan tanamannya, baik melalui pemeliharaan maupun pemilihan benih untuk ditanam pada generasi berikutnya. Hasil baik akan menguntungkan penanamannya baik untuk kepentingan sendiri maupun untuk kepentingan lain. Sedang semua manusia tidak dapat terlepas dari produksi tanaman. Secara langsung menggunakan sebagai makanan, pakaian dan keindahan sedang secara tidak langsung melalui produksi ternak atau lainnya yang juga tergan­tung dari tanaman.

Mengingat pentingnya tanaman bagi manusia maka orang selalu mencari cara untuk memperoleh hasil semaksimal mungkin dari tanaman yang diusaha­kan. Cara ini dapat ditempuh dengan teknik bercocok tanam yang baik dan dengan cara peningkatan kemampuan berproduksi sesuai dengan harapan manusia. Perbaikan bercocok tanam dapat diartikan sebagai usaha untuk men­ciptakan lingkungan disekitar tanaman agar dapat tumbuh dengan baik sehingga diperoleh hasil optimal. Sedang peningkatan kemampuan tanaman dapat diartikan suatu usaha untuk merubah sifat tanaman agar diperoleh tanaman yang lebih unggul daripada jenis atau varietas yang sudah ada dan usaha ini disebut pemuliaan tanaman.

Pemuliaan tanaman dapat didefinisikan sebagai ilmu tentang perubahan­perubahan susunan genetik sehingga diperoleh tanaman yang menguntungkan manusia. Dengan demikian tujuan pemuliaan pada dasarnya adalah ekonomis. Hayes, Immer dan Smith (1955) menyimpulkan bahwa tujuan pemuliaan tanaman adalah untuk memperoleh atau mengembangkan varietas atau hibrida agar lebih efisien dalam penggunaan unsur hara sehingga memberi hasil tertinggi per satuan dan menguntungkan bagi penanam serta pemakai. Selanjutnya dikatakan bahwa varietas yang diperoleh diharapkan tahan pada lingkungan ekstrim seperti kekeringan, serangan hama serta penyakit dan lain-lain.

Pada mulanya pemuliaan tanaman dititikberatkan pada pemilihan atau seleksi, karenanya yang memegang peranan adalah kemampuan pemulia untuk menilai atau meramalkan tanaman yang dapat menjadi varietas yang lebih unggul. Kemampuan ini terutama didasarkan atas pengalaman dan bakat. Namun perkembangan selanjutnya menunjukkan bahwa teori yang mendasari amat diperlukan baik dalam memperhitungkan maupun menganalisa tanaman agar perkiraan dan peramalan lebih tepat, walaupun pengalaman masih tetap diperlukan.

Ilmu yang mendasari adalah llmu genetika dan genetika sel. Manipulasi gen serta genotipa merupakan proses dalam memperoleh varietas tanaman yang diharapkan. Demikian juga mekanisme menurunnya sifat dari generasi ke generesi merupakan hal penting bagi seleksi tanaman. Ilmu lain yang menunjang adalah ilmu botani, fisiologi, taksonomi penyakit, hama, statistik, mekanisasi dan lain-lain. Dengan berkembangnya ilmu-ilmu ini membawa ilmu Pemuliaan tanaman lebih berkembang.

Pada program pemuliaan, pemuliaan perlu memiliki pengetahuan dasar yang amat diperlukan program itu. Pengetahuan ini terutama berkaitan dengan genetika dan genetika sel, sifat tanaman yang akan ditingkatkan, kebutuhan penanaman dan pemakai serta perhitungan statistik untuk menganalisis baik hasil seleksi maupun uji galur atau populasi.

 

Untuk memuliakan suatu tanaman perlu ditempuh suatu proses yang terdiri dari :

  1. Penentuan tujuan program pemuliaan. Untuk menentukannya pemulia perlu mengetahui masalah serta harapan produsen dan konsumen serta gagasan pemulia sendiri.
  2. Penyediaan materi pemuliaan. Suatu tanaman dapat ditingkatkan bila ada perbedaan genetik pada materi pemuliaan. Oleh karena itu perlu adanya keragaman genetik pada materi pemuliaan yang dipunyai pemulia.
  1. Penilaian genotipe atau populasi dijadikan varietas baru. Penilaian ini 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.
  2. Pengujian. Sebelum suatu galur atau populasi harapan dilepas menjadi suatu varietas lebih dahulu diadakan pengujian atau adaptasi berbagai lokasi, musim atau tahun. Maksud pengujian ini untuk melihat kemampuan tanaman terhadap lingkungan dibanding dengan varietas unggul yang sudah ada.

Tujuan pemuliaan erat kaitannya dengan cara seleksi yang akan dilaksanakan, agar seleksi dapat berjalan secara efektif. Penyediaan materi pemuliaan berkaitan dengan tersedianya keseragaman genetik, yang selanjutnya akan diuraikan secara lebih mendalam melalui : sumber genetik pembudidayaan tanaman, jenis liar, introduksi, koleksi, hibridisasi, poliploidi, persilangan antar species, mutasi, kotipa. Sedangkan penilaian genotipa atau populasi dilaksanakan melalui yang caranya tergantung dari tujuan pemuliaan, cara berkembang biak tanaman, serta tersedianya fasilitas dan dana.

Dalam buku ini akan disinggung pengetahuan dasar, terutama yang berkaitan dengan sumber dan penyebab keragaman genetik. Dengan pengetahuan dasar ini akan merupakan pegangan penting dalam memanipulasi genetik untuk tujuan pemuliaan, berdasarkan peristiwa-peristiwa yang terjadi di alam. Analisis statistik kaitannya dengan rancangan percobaan tidak banyak disinggung dalam buku ini dengan anggapan bahwa telah didalami pada ilmu statistika sedangkan genetika kuantitatif hanya disinggung dasar-dasarnya saja.

 

PERKEMBANGBIAKAN TANAMAN

Pengetahuan tentang cara perkembangbiakan tanaman penting artinya bagi pemuliaan tanaman, karena menentukan metode seleksi yang dipergunakan. Perkembangbiakan tanaman dibagi menjadi dua kelompok yakni :

Aseksual    :  Untuk mengembangkan tanaman digunakan bagian vegetatif tanaman.

Seksual       :  Pengembangan tanaman dari biji yang berisi embrio dari penyatuan gamet.

 

Kelompok Aseksual

Yang termasuk kelompok ini terutama adalah tebu, ketela rambat, kentang dan banyak tanaman buah-buahan serta tanaman perkebunan. Perkembang biakan tanaman ini biasanya melalui stek batang, umbi atau mata tunas yang okulasikan atau disambungkan. Sebagai bahan induk yang merupakan sumber genotipe. Dengan demikian klon adalah semua individu tanaman yang diturunkan melalui perkembangan vegetatif berasal dari suatu individu asli.

Dengan perkembangbiakan ini semua keturunan mempunyai keseragaman genotipe. Namun demikian dapat pula terjadi perbedaan akibat adanya mutasi baik mutasi gen maupun kromoson. Varietas tanaman ini pada umumnya heterozigot sehingga akan mengalami agregasi bila dikembangbiakkan dengan biji yang tentunya tidak diharapkan oleh penanam, terutama untuk tujuan komersial. Perkembangbiakan melalui biji baru dilaksanakan bila ditujukan untuk meningkatkan keunggulannya yakni dengan mengadakan persilangan antara dua induk untuk memperoleh genotipe unggul baru.

 

Kelompok Seksual

Cara perkembangbiakan tanaman secara seksual dibagi menjadi dua yakni melalui penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang. Perbedaan penyerbukan ini penting artinya bagi proses untuk memperoleh varietas baru pada program pemuliaan.

 

 Spesies Tanaman Menyerbuk Sendiri.

Penyerbukan sendiri adalah penyatuan sel telur dan sel sperma yang berasal dari satu tanaman. Dengan penyerbukan ini akan dapat mempertahankan homosigositas tanaman yang sudah homosigot atau dapat diperoleh proporsi homosigot yang makin tinggi bila dilakukan penyerbukan sendiri terus menerus. Memang pada pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri tujuan akhir umumnya adalah untuk memperoleh tanaman homosigot yang unggul.

Penyerbukan sendiri terjadi karena sifat genetik dna susunan morfologi bunga. Sifat genetik yang dimaksud adalah kemampuan sel kelamin tanaman untuk dapat tergabung sendiri. Sedang susunan morfologi bunga dikaitkan dengan susunan bunga sedemikian, sehingga dapat menghalangi masuknya tepung sari tanaman lain ke sel telur.

 

Beberapa mekanisme bunga yang dapat menghalangi tepung sari lain adalah :

  1. Bunga tidak membuka
  2. Butir tepung sari luruh sebelum bunga membuka
  3. Benang sari dan putik ditutup oleh bagian bunga sesudah bunga membuka.
  4. Putik memanjang segera setelah tepung sari masak.

Contoh : pada sorgum, sekam bagian terluar tetap tertutup sampai anthesis selesai. Pada tanaman kedele,mahkota tetap sampai antheis selesai. Pada tomat, tangkai putik tersembunyi dan dikelilingi benang sari.

Spesies tanaman menyerbuk sendiri kadang-kadang dapat mengadakan penyerbukan silang. Persentase terjadinya penyerbukan silang tergantung dari spesies, varietas dan pengharuh lingkungan. Pada tanaman sorgum dna kapas misalnya, terjadinya penyerbukan silang sampai 5% bahkan pada keadaan lingkungan yang ekstrim dapat mencapai 50%. Sedang pada tomat kurang dari 1 %.

Spesies tanaman yang termasuk kelompok tanaman yang menyerbuk sendiri antara lain: padi, sorgum, gandum, kacang tanah, dan beberapa kacang-kacangan lain, kedele, clotaris junea, jeruk,aprikot, kapas, terung, serat, lada, tembakau, tomat.

 

Spesies Tanaman Menyerbuk Silang

Penyerbukan silang adalah penyerbukan yang terjadi oleh penyatuan sel sperma tanaman lain dengan sel telur suatu tanaman. Penyerbukan ini terjadi karena terhalangnya tepung sarinya sendiri untuk dapat mebuahi sel telur. Jadi ciri bunga yang menyebabkan penyerbukan silang adalah :

  1. Secara morfologi penyerbukan sendiri terhalang.
  2. Berbeda masaknya tepung sari dan sel telur
  3. Inkompatibilitas atau ketidak sesuaian alat kelamin.
  4. Adanya bunga monoeceous atau deoeceaous.

Contoh : jagung merupakan tanaman monoeceous yang mempunyai bunga jantan diujung batang dan bunga betina pada batang. Tepung sari terbesar melalui angin. Walaupun termasuk penyerbuk silang, namun masih dapat terjadi penyerbukan sendiri sampai 5%. Sedang tanaman papaya adalah tanaman deoeceaous. Dimana bunga jantan dan betina terletak pada tanaman terpisah, sehingga selalu terjadi penyerbukan silang. Tanaman deoeceaous kadang-kadang mendapat perhatian khusus dalam arti pemuliaannya. Penyerbukan umumnya terjadi karena bantuan angin atau serangga. Oleh karena terjadi pencampuran sel kelamin dari tanaman berbeda maka zygot merupakan bakal individu yang genotipenya heterosigot.

Spesies tanaman yang penting yang termasuk tanaman menyerbuk silang antara lain : jagung, rye, apel, apokat, pisang, ceri, anggur, mangga, papaya, beberapa kacang-kacangan, asparagus, bit, kubis, wortel, seledri, sawi, bawang, brambang, bunga matahari, ketela pohon, ketela rambat dan semangka.

PUSAT PENYEBARAN TANAMAN

Pusat penyebaran tanaman dapat dikatakan merupakan asal dari tanaman budidaya. Pusat ini merupakan satu atau lebih daerah yang didalamnya terdapat banyak variasi suatu spesies tanaman termasuk jenism liarnya. Oleh karena itu, bila pemulia ingin memperoleh macam tanaman suatu spesies maka perlu mengetahui dimana pusat penyebarannya.

Penyebaran yang tinggi disuatu daerah tertentu mungkin disebabkan oleh adanya kisaran besar dari lingkungan pada tempat yang jaraknya tidak berjauhan, misalnya tanah pegunungan dengan banyak lembah-lembah cukup dalam dan lebar sehingga membedakan lingkungannya. Jadi perbedaan spesies terjadi akibat pengaruh lingkungan berbeda terus menerus. Ditambah dengan adanya segregasi dari hasil persilangan diantara kelompok tanaman disuatu bagian daerah itu akan memperbesar perbedaan yang ada dan sekaligus memperbesar variasinya.

Seorang ahli botani Rusia bernama Vavilov melakukan ekspedisi keliling dunia dari tahun 1920-1940 dan berhasil membuat koleksi ribuan tanaman dari seluruh dunia. Dari hasil ekspedisinya ia membuat peta penyebaran genetik dan membaginya ke dalam 8 pusat penyebaran genetik. Peta ini disajikan olehnya melalui publikasi pada tahun 1951.

 

Sumber : https://carabudidaya.co.id/