Download - PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
1/37
Peningkatan Keragaman Genetik
• Hibridisasi
• Mutasi• Ploidisasi
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
2/37
Hibridisasi
Hibridisasi adalah penyerbukan silang antara
tetua yang berbeda susunan genetiknya.
Tujuan utama hibridisasi:
1. Menggabungkan semua karakter baik ke dalamsatu genotipe baru;
2. Memperluas keragaman genetik;
3. Memanaatkan !igor hibrida
". Menguji potensi tetua #uji turunan$
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
3/37
Hibridisasi
Hibridisasi pada tanaman menyerbuk silang
biasanya untuk menghasilkan tanaman
inbreeding #perka%inan antar kerabat dekat$
atau untuk menguji potensi hasil suatu tetua. Hibridisasi pada tanaman menyerbuk sendiri
merupakan langkah pertama program
pemuliaan& karena umumnya pemuliaantanaman dimulai dengan menyilangkan dua
tetua homo'igot yang berbeda genotipenya.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
4/37
Hibridisasi
Hibridisasi dibagi ke dalam beberapa
kategori& yaitu:
1. Hibridisasi intra!arietas.
2. Hibridisasi inter!arietas3. Hibridisasi interspesiik.
". Hibridisasi intergenerik.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
5/37
Hibridisasi
Hibridisasi intravarietas.
Persilangan dilakukan antara tanaman yang
!arietasnya sama
Hibridisasi intervarietas.
Persilangan dilakukan antara tanaman yang
!arietasnya berbeda dari spesies yang sama&
disebut juga Hibridisasi intraspesifik.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
6/37
Hibridisasi
Hibridisasi interspesifik.
Tanaman dari dua spesies yang berbeda& dengan
genus yang sama disilangkan& disebut juga
hibridisasi intragenerik. Persilangan ini pada umumnya dilakukan untuk
memindahkan gen ketahanan penyakit& hama dan
kekeringan pada !arietas tanaman gandum&
tomat& tebu& dan lain(lain.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
7/37
Hibridisasi
Hibridisasi intergenerik. Persilangan dilakukan antar tanaman dari
genus yang berbeda.
)eberapa *ontoh tanaman hasil persilanganini& yaitu Raphanobrassica& Rabbage& Maize-
teosinte& sugar*ane(sorghum& dan lain(lain.
+uga biasa digunakan untuk memindahkan
karakter ketahanan penyakit& hama dankekeringan dari genus tanaman liar ke
tanaman budi daya.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
8/37
Mutasi
,rti mutasi:
-MP/T : perubahan pada pasangan(
pasangan basa dna # point mutation 0 mutasi
titik 0 mutasi noktah$ ,- : termasuk perubahan jumlah dan
struktur kromosom
Perubahan siat akibat mutasi akan menurun
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
9/37
Mutasi
Mutasi ⇒ sumber penyebab keragaman
genetik
Tanpa mutasi :
en(gen pengendali siat tertentu akan
seragam
,lel(alel tidak terbentuk tidak dapat
dilakukan analisis genetik 4rganisme tidak mampu bertahan dan
beradaptasi terhadap perubahan lingkungan
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
10/37
Mutasi
Penyebab mutasi :
1. -pontan Terjadi di alam& laju mutasi lambat : 15(6 ( 15(7
pasangan nukleotida termutasi per generasi. Penyebabnya tidak diketahui pasti
2. /nduksi #mutasi buatan$ terjadi karena perlakuan bahan penyebab mutasi
#mutagen$ Meningkatkan laju mutasi #15(8(15(9$
Hanya meniru # sama dengan $ mutasi alami
,lel(alel yang terbentuk tidak dapat diramalkan
#random& untung(untungan$
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
11/37
Mutasi
Ma*am mutasi :
1. Mutasi kromosom
Perubahan benang kromosom yang dapatberakibat perubahan susunan atau letak
beberapa gen
Translokasi& in!ersi& delesi& duplikasi.
Tanaman menjadi steril akibat matinya tepung
sari.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
12/37
Mutasi
2. Mutasi gen apat terjadi dua arah& yaitu dari dominan ke
resesi atau sebaliknya
Mutasi gen resisi lebih sering terjadi dibanding
mutasi gen dominan.
-ering terjadi pada siat kualitati tanaman
serealia pada siat tinggi tanaman& panjang dan
lebar daun& ketahanan terhadap penyakit&
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
13/37
Mutasi
3. Mutasi genom
Menyebabkan perubahan banyak gen& terkait
dengan siat kuantitati& seperti produksi. Perubahan yang terjadi sering sulit teramati
dan baru terlihat melalui analisis statistik
Menimbulkan keragaman pada populasi
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
14/37
Mutasi
4byek mutasi :
radiasi
4byek bagian tanaman yang digunakan biji&
tepungsari& stek& tunas
Tiap bagian tanaman memiliki radiosensiti!itas
berbeda
eaksinya tergantung pada kondisi isiologistanaman dan kondisi pra dan pas*a perlakuan
)iji paling mudah digunakan karena mudah
ditreatment.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
15/37
Mutasi
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
16/37
Mutasi
Pengaruh mutagen pada obyek mutasi
#generasi M1$ dapat berujud:
1.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
17/37
MutasiKerusakan tanaman dan letalitas
,.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
18/37
MutasiKerusakan tanaman dan letalitas
Pada generasi M1 dan =1 -ulit memisahkan perubahan penampilan tanaman
akibat pengaruh isiologis atau pengaruh genetis
Mutasi belum dapat teramati pada generasi M1 dan=1& ke*uali ada penduga khusus atau yang dimutasi
gamet haploid.
,danya mutasi baru dapat teramati pada generasi
m2 dst.
ntuk kepentingan pemuliaan diharapkan
perlakuan mutagenik dapat menghasilkan eek
isiologis yang ke*il namun eek genetis yang
besar atau kuat.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
19/37
Mutasi
). ek sitologis ek sitologis dapat teramati dengan mikroskop
kromosom yang termutasi terlihat lebih lengket
dan bergerombol lebih banyak pada sel(sel yangsedang bermitosis dan bermiosis yang teramati
adalah tipe mutasi kromosom& bukan tipe mutasi
gen atau mutasi sitoplasma.
Pada le!el molekuler& mutasi terjadi karenamodiikasi pasangan nukleotida dalam dna.
Mutasi gen biasanya berhubungan dengan
sterilitas dan letalitas segregasi mutasi gen
biasanya mengikuti rasio tipe monogenik 3 : 1.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
20/37
Mutasi
>. -terilitas
Penggunaan mutagen dosis tinggi dapat
mengakibatkan sterilitas yang tinggi
tanaman M1 menghasilkan jumlah tanamanM2 yang tereduksi.
-terilitas terjadi karena abrasi kromosom&
mutasi gen& mutasi sitoplasma dan eekisiologis abrasi kromosom merupakan
penyebab utama sterilitas.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
21/37
Mutasi
. Titik(titk dan garis(garis.
Mun*ulnya titik(titk dan garis(garis pada daun
berhubungan dengan reaksi mutagenik padamutasi khloroil tanaman M2 berupa
albinia& ?antha& khlorina dan !iridis.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
22/37
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
23/37
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
24/37
Ploidisasi
Genom jumlah kromosom dasar
Jumlah kromosom dasar setiapgenom = “x”
“x” = Jumlah kromosom dasarsetiap genom.
“n” = informasi yang menyatakanbahwa sel tersebut berasal darihasil pembelahan miosis (gamet)
2n = informasi yang menyatakanbahwa sel tersebut berasal dari
gabungan dua buah gamet (zigot)
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
25/37
Ploidisasi
Polyploidi -uatu keadaan sel atau indi!idu dengan
tambahan satu atau lebih genom dari jumlah
kromosom dasar # ? $. Tanaman polyploid tersebar luas di alam
,ngiospermae : 35 @
raminae : 65 @
>ru*ierae : "2 @
eguminosae : 23 @
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
26/37
Ploidisasi
Populasi polyploidi memiliki kemampuan
kompetisi yang lebih baik dibanding
moyangnya yang diploid⇒ ditunjukkan
dengan daerah penyebaran yang lebih luas⇒ memiliki toleransi yang lebih tinggi
terhadap lingkungan ekstrim.
)anyak tanaman budidaya berupa polyploid
alami : pisang& gandum& kapas& tembakau&
tebu& ubi jalar dll.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
27/37
Ploidisasi
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
28/37
Ploidisasi
Ma*am tanaman polyploid :
,utopolyploid :
4rganisme yang memiliki lebih dari satu pasang kromosom&
dimana pasangan benang kromosomnya homolog. >ontoh : genom a haploid #?$ ; aa diploid #2?$; aaa triploid
#3?$; aaaa tetraploid #"?$ dst. idapat dari penggandaan
kromosom langsung suatu tanaman.
,llopolyploid : 4rganisme yang memiliki lebih dari satu pasang kromosom&
dimana pasangan benang kromosomnya tidak homolog.
>ontoh : allotetraploid : aabb #"?$ . didapat dari
penggandaan kromosom hasil persilangan interspesiik.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
29/37
Ploidisasi
Polyploidi mengakibatkan inti sel lebih besar dan
!olume bertambah⇒ tanaman akan lebih rimbun&
daun lebih besar dan tebal& bunga lebih besar&
buah& sel dan inti lebih besar.⇒
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
30/37
Ploidisasi
-iat(siat khas tanaman polyploid banyak
disukai ⇒ tantangannya : bagaimana *ara
memperbaiki gangguan keseimbangan
isiologis serta dalam %aktu yang bersamaandapat memelihara siat polyploid yang
diharapkan.
>ontoh gangguan keseimbangan isiologis :
siat buruk pada tanaman poliploid mudadalam menyimpan dan menggunakan air&
karena stomata yang besar dan kadang(
kadang perkembangannya lambat.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
31/37
Ploidisasi
Tanaman poliploid dapat terjadi se*ara
spontan dan melalui induksi
-P4BT,B: kegagalan mitosis selama
megasporogenesis& kegagalan kromosom untukmemisah pada anaase #non(disjun*tion$ ( mutasi
somatik alami
/B
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
32/37
Ploidisasi
Problem fertilitas pada tanaman
autopolyploid Problem ertilitas #sterilitas$ disebabkan oleh:
1. ,danya ketidak teraturan pasangan kromosompada pembelahan meiosis & yaitu kromosom yang
berpisah # e?. : 3 ( 1 pada autotetraploid$
menyebabkan gamet(gamet tidak mampu hidup
dan semi steril. +ika kromosom pada anaase iterpisah 2 ( 2 mengakibatkan terbentuknya
gamet(gamet diploid yang stabil.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
33/37
Ploidisasi
Problem ertilitas #sterilitas$ disebabkan
oleh:
2.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
34/37
Ploidisasi
Prospek dan penggunaan autopolyploid +umlah kromosom bahan asal relati lebih
sedikit. +umlah kromosom gandanya tidak
melebihi jumlah optimum. )ahan asal harus berupa populasi menyerbuk
silang sehingga kombinasi pada tingkatan
ploidinya mudah terlihat dan eek
hetero'igositasnya dapat dimanaatkan. -pesies tanaman penghasil daun& bukan biji
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
35/37
Ploidisasi
,lloploid bila genom dari spesies yang
berbeda #interspesiik hibrid$ bergabung ⇒
susunan genetiknya disebut.
Tanaman C1 steril⇒ tidak ada atau hanyabeberapa khromosom yang homolog.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
36/37
Ploidisasi
Hambatan dan prospek keberhasilan
induksi allopolyploid Penggandaan jumlah kromosom hibrida tidak
selamanya berhasil dengan mudah⇒
karenasetelah berhasil mendapatkan hibrida yang
jumlahnya sedikit ⇒ dihadapkan pada kesulitan
perlakuan terhadap tanaman untuk mendapatkan
sektor tetraploid yang mampu membentuk
tetraploid. alam praktek⇒ terlebih dahulu dilakukan
penggandaan kromosom pada tetuanya ⇒
dilakukan persilangan.
-
8/17/2019 PT 5. Peningkatan Keragaman Genetik
37/37
Ploidisasi