Kemandulan Sitoplasma Jantan pada Tumbuhan

Contoh lain dari pewarisan sifat sitoplasmik dihubungkan dengan kegagalan polen. Hal ini terjadi pada banyak tumbuhan yang dapat berbunga dan menghasilkan sterilitas jantan. Pada tanaman jagung, gandum, gula bit, bawang, dan tanaman pertanian lain. kemandulan dikontrol paling sedikit oleh faktor sitoplasmik. Akan tetapi pada tanaman lain kemandulan jantan dikontrol seluruhnya oleh gen nuklear. Penelitian dan tes penting harus dibuat dalam kasus individu untuk menentukan mekanisme dari pewarisan sifat. Kemandulan jantan memiliki kepentingan praktis ketika persilangan dibuat dalam skala yang besar untuk menghasilkan biji hybrid (bastar).

Kemandulan jantan pada persilangan tanaman

Contoh klasik dari mekanisme pewarisan sifat maternal yang membawa kemandulan jantan pada jagung telah diketahui dan dianalisis secara hati-hati oleh M.M. Rhoades. serbuk sari diaborsi di antera pada tanaman jagung tertentu, menyebabkan mereka menjadi jantan steril, tapi struktur dan fertilitas betina normal. Varietas jantan yang mandul terutama dihasilkan hanya oleh anakan jantan yang mandul ketika dibuahi oleh polen dari tanaman jagung yang normal. Gamet tanaman induk dari jantan yang mandul kemudian disilangkan kembali secara berulang-ulang dengan garis polen fertil (subur) sampai seluruh kromosom dari garis jantan yang mandul telah ditukar untuk garis keturunan jantan yang fertil (subur).

Secara genetik pengembalian garis steril, sterilitas jantan dipertahankan, menjelaskan bahwa pewarisan sifat adalah maternal dan tidak dikontrol oleh gen kromosomal. Sebagai kemajuan penelitian, sejumlah kecil dari polen telah diperoleh dari garis jantan steril, kemungkinan membuat persilangan resiprokal. Persilangan ini menghasilkan anakan dari garis tanaman biji jantan yang steril yaitu jantan fertil. Dengan demikian pewarisan sifat dari sterilitas jantan adalah maternal, tanpa memperhatikan arah masuk dimana persilangan dibuat. Sterilitas jantan pada contoh ini telah dihubungkan pada gen sitoplasmik (plasmagen) yang dibawa oleh gamet-gamet betina. Akan tetapi, efek sitoplasmik tidak hanya faktor dalam sterilitas jantan. Gen nuklear spesifik sekarang telah diketahui untuk menekan secara meternal pewarisan steril pada jagung. Contohnya, gen kromosomal dominan yang tunggal, dapat mengembalikan fertilitas polen pada kehadiran dari sitoplasma yang biasanya akan memastikan sterilitas.

Maternal inheritance sterilitas jantan pada jagung (Gardner, 1984).

Bahaya dari Keseragaman

Mutan baru dari jamur Helminthosporium maydis (Nisikado dan Miyake) menjadi virulen patogen jenis khusus dari jagung hybrid (bastar). Jamur tersebut secara khusus bersifat merusak pada jagung(T) dengan sitoplasma jantan yang steril. Pathologis dan pembudidaya tanaman telah menemukan wabah dengan pencarian varietas jagung yang resisten terhadap jamur.

Pada tahun 1971 produksi biji disempurnakan tanpa penggunaan sterlitas jantan dan sitoplasma T. Wabah dari ras T dari H. maydis tidak serius pada 1972. Masih ras yang lain dari H. maydis dapat muncul, penyakit jagung satu dari lainnya dapat menjadi ancaman pada bentukan jagung hybrid yang lebih tinggi dengan sitoplasma jantan steril T. beberapa varietas dari jagung yang resisten pada adanya ras T dari H. maydis sekarang telah diidentifikasi dan tersedia untuk produksi biji (Gardner, 1984).

Efek MaternalEmbrio dan telur dalam perkembangannya sangat dipengaruhi oleh lingkungan maternal. Sebelum keluar dari tubuh induk maka embrio dan telur akan mendaptkan suplai sitoplasma dan nutrisi dari tubuh induk. Dalam hal ini maka akan mengakibatkan berpengaruhnya gen ibu terhadap keturunannya. Namun efek maternal ini masih belum sepenuhnya dibenarkan. Jika efek maternal itu terjadi, maka hasil dari persilangan resiprokal akan selalu berbeda satu sama lain dengan sifat yang diekspresikan oleh ibu.

Maternal Effect pada Perputaran Cangkang

Contoh klasik dari pewarisan maternal adalah terjadi pada siput atau bekicot Limnea peregra yang merupakan pewarisan sifat dalam bentuk putaran cangkang yaitu sinistral atau putaran kiri dan dekstral atau putaran kanan. Efek maternal berpengaruh pada individu turunannya dan berlaku hanya satu generasi saja. Arah lingkaran rumah siput ini ditentukan oleh sepasang gen tunggal, yaitu oleh gen s+ untuk melingkar ke kanan (dominan) sedang alelnya s untuk melingkar ke kiri.

ketika persilangan dilakukan antara betina bergulung ke kanan dan jantan bergulung kiri, siput F1 semua melingkar ke kanan. yang biasa 3: 1 rasio tidak diperoleh di F2 karena fenotip ss tidak diekspresikan. sebaliknya, pola ditentukan oleh gen ibu (P) (s+s+) diekspresikan dalam F1 dan genotipe ibu F1 (s+s) diekspresikan dalam F2. Ketika gen ss maka semua keturunan bergulung kekiri, sedangkan jika s+s+ atau s+s semua keturunan bergulung kekanan.

Investigasi yang dilakukan pada pola penggulungan siput ini menerangkan bahwa orientasi benang spindel pada pembelahan pertama setelah fertilisasi menentukan pola penggulungan siput. Orientasi spindel ini dikontrol oleh gen maternal yang beraksi pada pematangan telur di ovarium. karakteristik fenotipik yang sebenarnya, dipengaruhi langsung oleh ibu, dengan tidak ada hubungannya langsung dengan gen dalam sel telur, sperma, atau keturunan. Namun, sebagian besar ciri-ciri siput lainnya tidak menunjukkan pola maternal-effect .

Efek Maternal pada Drosophila

Di University of Texas terdapat Drosophila melanogaster yang mengalami pertumbuhan tak normal pada daerah kepala yang muncul pada sampel populasi yang diambil di Acahuizotla, Mexico. Proporsi lalat yang mengekspresikan “trait” dengan nama “tumorous head” (tu-h) ini meningkat kira-kira 76% pada suhu 22°C ketika lalat dibesarkan pada media jagung dan molase. Ketika dilakukan penyilangan resiprokal maka efek maternal terlihat.

Tu-h betina dikawinkan secara terpisah dengan 3 jantan liar, dan 11 jantan dari laboratorium, dihasilkan 14-52% dari lalat abnormal pada generasi I. Dari persilangan resiprokal antara jantan Tu-H dan 3 type liar serta 11 betina dari laboratorium, didapatkan 0-1% yang mengalami abnormal. Penelitian lebih lanjut menunjukkan efek maternal. Gen dari ibu yang membawa pengaruh ke arah pertumbuhan abnormal pada kepala keturunan selama 22 jam pertama dari pertumbuhan. Dua gen utama yang ditemukan mengendalikan sifat tumor pada kepala yaitu : 1. Gen yang terpaut seks di 64,5 map unit pada kromosom X mengendalikan efek maternal. 2. gen struktural pada 58 map unit pada kromosom ketiga mengendalikan fenotip tumor pada kepala.

Pertanyaan

Dwi Junita Sari / 140342600431

1. Bagaimanakah susunan genom mitokondria pada ragi dan apakah menunjukkan susunan yang berbeda dengan mamalia?Jawab : Genom mitokondria dari ragi Saccharomycetes cerevisiae berukuran lima kali lebih besar (sekitar 84 kb) ketimbang mtDNA milik mamalia. Tetapi, genom mitokondria ragi menunjukkan susunan yang serupa dengan mtDNA milik mamalia. Dua gen mtDNA ragi, menyandikan sitokrom b dan sub unit 1 dari sitokrom oksidase, berukuran sangat besar – serupa dengan seluruh mtDNA pada mamalia.

2. Apa efek dari “maternal effect” jika hal itu terjadi?

Jawab: Jika efek maternal itu terjadi, maka hasil dari persilangan resiprokal akan selalu berbeda satu sama lain dengan sifat yang diekspresikan oleh ibu