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) yang mempelajari tentang perubahan susunan genetik (genotip/sifat-sifat) tanaman sehingga diperoleh tanaman baru yang bermanfaat bagi manusia

Seni (art) yaitu kemampuan dalam merakit tanaman baru yang memiliki sifat-sifat atau penampilan (fenotip) sesuai dengan tujuan yang diinginkan pemulianya (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 tanaman2. Penyediaan materi pemuliaan (membuat

keragaman)3. Seleksi melalui penilaian genotip atau

populasi untuk dijadikan varietas harapan4. 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

Galur Harapan

Varietas yg sudah Ada

Mutan

Hasil Persilangan

1. TUJUAN PEMULIAAN TANAMAN TUJUAN JANGKA PANJANG

Mengantisipasi perubahan iklim (global warming), misalnya :○ varietas toleran cekaman genangan ○ Varietas toleran cekaman kekeringan

Mengembangkan pertanian berkelanjutan (sustainable 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 kecilWarna → semangka kuning, anggrekkandungan bahan tertentu → golden riceketahanan simpan → bunga potongkeindahan & keunikan → tan. hias: mawar, dahlia, anggrek,

dllMemenuhi kebutuhan petani/produsen

○ Peningkatan hasil panen (kuantitas)○ Umur genjah, tahan hama dan penyakit dll

Memenuhi kebutuhan industri○ Meningkatkan kandungan curcumin pada temulawak○ pembuangan sifat2 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 (2N).• Kelipatan n euploid : monoploid (N), triploid (3N),

tetraploid (4N) pentaploid (5N) dst • Bukan kelipatan n uneuploid : nullisomic (2n-2),

monosomic (2n-1), doublesonic (2n-1-1), trisomic (2n+1), double trisomis (2n+1+1), tetrasomic (2n+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)

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-regional3.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

Sidang Pelepasan Varietas

• UJI BUSS (Beda Unik, Seragam dan Stabil) = DUS (Different, Unique, Stable)

Pendaftaran varietas

• HAK PERILINDUNGAN VARIETAS TANAMAN

Khusus hortikultura

Sumbangan pemuliaan tanaman terhadap kemajuan pertanian

Menghasilkan varietas baru dengan sifat unggul:Hasil tinggi hibridaTahan hama atau penyakitRasa enakUmur pendekSpesifik lokasiEstetika tinggiKandungan nutrisi tertentu

Pelestarian plasma nutfah (koleksi)

Kacang panjang ungu UB (sumber:www.kuswanto.lecture.ub.ac.id)

D'Baltro (durian Balitbu Tropika)(sumber: www. debaltro.blogspot.com)

Jagung Hibrida (sumber: puslittan.bogor.net)

Padi Hibrida (sumber: catatanpertanian.blogspot.com)

Tomat Hibrida(Sumber: saranaagri.wordpress.com)

Tanaman Jeruk: A: Tidak tahan virus CVPD, B: Tahan virus CVPD

(Sumber: fp.unud.ac.id)

Varietas-varietas mawar hibrida ( Hybrid Tea ) 

(Sumber: yanx-berwarna.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 LtdDaryanto dan Siti,S.1982. Biologi Bunga dan Teknik Penyerbukan Silang Buatan.GramediaHagedoorn, L. 2008. Plant Breeding. Fournier PressMangoenendidjojo, W. 2003. Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman. Kanisius. JogjakartaPoehlman, 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