PEMULIAAN DAN PERBANYAKAN TANAMAN

I. PEMULIAAN TANAMAN

Dalam arti luas,

Pemuliaan Tanaman adalah perbaikan sifat tanaman dengan menciptakan varietas baru suatu tanaman yang lebih baik dari tanaman yang telah ada dalam segala aspekDalam arti sempit,

Pemuliaan adalah hibridisasi yang direncanakanKegunaan dari pemuliaan tanaman adalah :Membuat varietas baru yang lebih baik dari varietas sebelumnya produksi, kualitas, resistensi terhadap hama dan penyakit, sifat fisik, waktu panen yang lebih singkat

Ilmu yang menunjang dalam kegiatan pemuliaan tanaman :

botani, genetika dan sitogenetik ,fisiologi tumbuhan

patologi tanaman

entomologi biokimia

statistika

AgronomiSeleksi : memilih tanaman-tanaman sebagai tetua dan mencegah tanaman-tanaman lain bertindak sebagai tetuaStrategi perbaikan tanaman terdiri dari 2 pekerjaan yang berlawanan :

1. Pengumpulan atau mempertahankan keragaman dalam populasi2. Seleksi yang mengarah pada pengurangan keragamanHal yang harus dipahami oleh seorang pemulia tanaman :1. Mekanisme reproduksi tanaman seksual/aseksual, menyerbuk sendiri/otogami (biseksual, homogami, kleistogami), silang (alogami), fertil/steril

2. Pewarisan sifat tanaman bagaimana suatu sifat diwariskan pada keturunannya genetika

Macam-macam model reproduksi tanaman :

a. Otogami (menyerbuk sendiri) pollen berasal dari anther yang menyerbuki stigma (kepala putik) dari bunga yang sama dijumpai pada tanaman biseksual seperti padi, gandum, kedelai

Kondisi yang memungkinkan terjadinya penyerbukan sendiri : Biseksual organ reproduksi anther dan stigma terdapat pada bunga yang sama Homogami anther dan stigma pada bunga biseksual matang bersamaan Kleistogami bunga biseksual tidak pernah membuka. Contoh : anggrek (Phaius trankervile), vanilib. Alogami (Menyerbuk silang)Pollen dari satu bunga berasal dari satu tanaman, menyerbuki stigma bunga tanaman lain yang sejenis

Terjadi pada tanaman biseksual atau uniseksual (bunga yang memiliki bunga jantan dan betina terpisah)

Perantara penyerbukan silang : udara (angin), air, serangga, hewan, manusia. Contoh : Jagung

c. GeitonogamiPollen yang berasal dari anther suatu bunga menyerbuki stigma bunga yang lain pada tanaman yang sama

Contoh : mangga, kakao

METODE PEMULIAAN TANAMAN

Ada 6 metode1. Inventarisasi2. Introduksi3. Seleksi4. Rekombinasi5. Evaluasi6. Varietas baruMetode Pemuliaan Tanaman :1. Inventarisasi

mendata dan mengumpulkan plasma nutfah (sumber variasi genetik).

Plasma nutfah substansi yang terdapat dalam setiap kelompok mahluk hidup dan merupakan sumber sifat keturunan yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan untuk menciptakan jenis unggul atau kultivar baru.Komisi Pelestarian Plasma Nutfah (SK Mentri Pertanian N0. 738/kpts/OP/II/1976)2. Introduksi Proses pengenalan tanaman baru ke suatu lokasi atau pengenalan tanaman dari tempat tumbuhnya ke lokasi baru yang iklimnya berbeda

Proses penyesuaian tanaman ke perubahan iklim di lokasi yang baru disebut Aklimatisasi3. Seleksi memilih individu tertentu yang akan dijadikan tetua

antar populasi & dalam populasi

Seleksi ada 2 macam :

Seleksi alam tanaman yang sesuai dengan lingkungannya akan tetap hidup dan tanaman yang tidak sesuai akan musnah

Dari hasil seleksi alam, diperoleh dasar seleksi buatan dan hibridisasi Contoh tanaman hasil seleksi alam : varietas lokalSeleksi buatan

memilih individu tanaman tertentu dari suatu populasi yang anggota-anggotanya mempunyai sifat yang berbeda-beda dengan tujuan memperoleh tanaman yang lebih baik

Seleksi buatan ada 3 macam :

Seleksi Massa

Seleksi massa positifmenyeleksi tanaman yang mempunyai penampilan terbaik dari suati populasi tanaman dengan varietas yang berbeda.Biji dari tanaman terpilih kemudian dicampur dan ditanam pada musim tanam berikutnyaDemikian dilakukan terus menerus sampai diperoleh tanaman yang seragam Seleksi massa negatifmemilih tanaman yang mempunyai penampilan terjelek dari populasi tersebut kemudian dibuang Seleksi Galur Murni

untuk menyeleksi suatu tanaman yang akan menjadi suatu varietas dari galur murni

Galur Murni galur yang telah mempunyai genotif yang homozigot

Diperoleh dalam suatu populasi campuran dari tanaman yang menyerbuk sendiri

Seleksi Klon seleksi untuk mengembangkan suatu varietas dari klon-klon

Klon suatu kelompok tanaman yang dikembangkan secara vegetatif dengan sifat genetis yang sama

Dilakukan terhadap tanaman yang dikembangkan secara vegetatif

Contoh : tebu, pisang, kentang, ubi jalar, bawang, karet dsb

4. Rekombinasisuatu proses pembentukan kombinasi baru dari gen

Dari rekombinan-rekombinan yang terbentuk inilah dapat diarahkan pembentukan suatu varietas yang lebih unggul baik dalam satu atau beberapa sifat

5. Evaluasipengujian untuk menduga penampilan varietas tersebut di lapangan

Diuji pada lokasi dan musim yang berbeda-beda

Penggunaan varietas baru perlu disertai dengan kebijaksanaan untuk memperbanyaknya sebagai benih yang tersedia di pasaran

Syarat pemulia dalam mengembangkan stok suatu varietas baru untuk perbenyakan komersil : Murni Kualitas Tinggi Sehat

Seragam

6. Varietas BaruHasil evaluasi Memenuhi persyaratan yang diinginkan

Dapat diusulkan untuk dilepas sebagai varietas baru

Silsilah asal, cara mendapatkannya dan metode pemuliaan yang digunakanII. PERBANYAKAN TANAMAN

Tujuan perbanyakan tanaman :

Melindungi genotip tertentu / kombinasi genotip yang ada agar tidak punah / hilang

Ada 2 cara perbanyakan tanaman :

1. Perbanyakan seksual / generatif

2. Perbanyakan aseksual / vegetatif

1. Perbanyakan SeksualPertumbuhan dan perkembangan tanaman dari kecambah ada beberapa fase : Fase Embrio dimulai dari fusi antara gamet jantan dan betina untuk membentuk zigot

Fase Juvenil dimulai dengan perkecambahan biji dan embrio tumbuh menjadi tanaman muda

Fase Transisi pada saat ini, tanaman secara bertahap kehilangan sifat juvenilitasnya dan memasuki tahap dewasa

Fase Dewasa Tanaman mencapai ukuran maksimal dan memasuki stadia yang didominasi oleh pembentukan bunga, buah dan biji

Siklus hidup aseksual melalui 2 fase :1. Fase vegetatif

fase pertumbuhan tanaman dengan pemanjangan akar dan batang, peningkatan volume tanaman dan perluasan daun

2. Fase reproduktif (pembungaan)

pemanjangan batang berakhir dan beberapa titik tumbuh berubah menjadi kuncup bunga dan akhirnya membentuk buah dan biji

Proses perkecambahan benih :1. Imbibisi air melunakkan kulit biji air masuk ke dalam biji enzim aktif (amilase, protease, lipase)2. Pencernaan cadangan makanan oleh enzim3. Translokasi substrat menuju embrio4. Respirasi perombakan substrat menjadi energi untuk aktivitas embrio5. Pembelahan, pemanjangan dan diferensiasi sel pada titik tumbuh embrio6. Terbentuk plumula dan radikula

Faktor faktor yang mempengaruhi perkecambahan :

1. Ketersediaan airBerbeda antar species2. SuhuSetiap species mempunyai batas suhu maksimum dan minimum untuk perkecambahannya3. Pertukaran gasantara embrio dengan atmosfir(O2, CO2, etilen)4. CahayaApabila biji disimpan di ruang simpan bersuhu dingin, cahaya diatasi dengan pendinginanPerlakuan pada biji untuk merangsang perkecambahan :1. Skarifikasi

pemecahan dormansi fisik

pencucian, pengikisan, perendaman

2. Stratifikasi

pemecahan dormansi fisiologis

pemberian suhu rendah dan tinggi secara bergantian

Kelemahan perbanyakan secara seksual :1. Menghasilkan tanaman atau keturunan yang mempunyai sifat-sifat genetis yang berbeda dengan pohon induknya

2. Tanaman yang terus menerus diperbanyak dengan bijinya dapat mengalami degenerasi/kemunduran

3. Tanaman asal biji memerlukan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan buah

Namun demikian perakaran tanaman yang berasal dari biji biasanya lebih kuat.2. Perbanyakan Aseksual (Vegetatif)Alasan melakukan perbanyakan aseksual :1. Mempertahankan sifat sama dengan induknya2. Tanaman tidak memproduksi biji / biji steril3. Lebih cepat menghasilkan4. Pelaksanaan lebih mudah, murah dan cepat5. Menghindari sifat morfologis yang tidak diinginkanAda 2 cara perbanyakan aseksual :1. Secara alami penggunaan biji apomiktik (sel diploid yg terjadi dr sel-sel induk megaspora yg blm mengalami meiosis sempurna atau dr sel-sel jaringan ovaries). penggunaan bagian tanaman (umbi, rhizome, stolon, anakan)

2. Secara buatan setek, okulasi, sambung, mencangkok, kultur jaringan

Setek

Menumbuhkan akar adventif dari bagian tanaman

Proses perkembangan akar adventif :

1. Diferensiasi sel diikuti oleh inisiasi sel meristem

2. Diferensiasi sel- sel primordia akar

3. Pertumbuhan dan keluarnya akar- akar barukalus

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan setek adalah :1. Bahan Setek Pucuk lateral/terminal, fase berbunga atau vegetative2. Waktu Pengambilan Menentukan inisiasi akar3. Perlakuan pada setek ZPT 2,4 D, NAA, IBA, IAA4. Kondisi Lingkungan Air, suhu, cahaya, mediaMacam-macam setek :1. Setek Batangbagian batang yang memiliki kuncup lateral dan terminal dipotong lalu ditanam agar tumbuh menjadi tanaman sempurna. Contoh : singkong2. Setek Daun

helai daun dan petiole yang digunakan sebagai bahan setek, Contoh : cocor bebek, begonia

3. Setek daun pucukterdiri dari helai daun, petiole dan potongan pendek dari batang, Contoh : tanaman lada

4. Setek akarakar yang digunakan sebagai bahan setek harus diambil pada saat tanaman tidak sedang aktif membuat pucuk-pucuk baru. pada kondisi tsb bahan makanan dalam akar relatif lebih banyak sehingga keberhasilan setek untuk tumbuh akan lebih baik

Contoh : tanaman sukun dan jambu bijiPenyambungan dan Okulasi

Menyambungkan atau menempelkan batang atas atau mata tunas dengan batang bawah

Keuntungan cara ini adalah :

1. Memperbanyak klon yang tidak bisa diperbanyak dengan cara lain

2. Mengambil kebaikan sifat batang atas dan batang bawah

3. Pertumbuhan bibit lebih cepat

4. Memperoleh bentuk khusus

Proses keberhasilan sambungan/okulasi :

1. Pembentukan jaringan kalus (sel parenkim) di daerah kambium

2. Jaringan kalus saling menyatu

3. Pembentukan kambium baru

4. Pembentukan berkas pengangkut baru dari kambium baru

Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan sambungan dan okulasi :

1. Inkompatibilitas Terjadi pada tanaman yang berkerabat jauh2. Macam Tanaman Ada beberapa tanaman yang sulit disambung3. Suhu, Kelembaban dan O2 Berpengaruh terhadap produksi dan perkembangan kalus4. Aktivitas Pertumbuhan Tanaman Kambium aktif membelah5. ZPT Jarang digunakanBeberapa cara penyambungan

Sambung Samping (Side Grafting)

Sambung Belah (cleft grafting) Sambung Kulit (Bark grafting)

Sambung Intim (approach grafting)

Penyambungan

Sambung Samping(Side Grafting)

Sambung Belah (cleft grafting)

Sambung Kulit (Bark grafting)

Sambung Intim (approach grafting)

Okulasi

T budding

Patch budding

Okulasi T - budding Patch buddingPencangkokan/LayeringMenumbuhkan akar adventif pada batang, sementara batang tetap melekat pada induknya

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan:

1. Perlakuan yang menghambat translokasi bahan organik dari pucuk ke bawah

2. Hindari bagian yang diakarkan dari cahaya3. ZPT (auksin)

KULTUR JARINGANMetoda untuk mengisolasi bagian dari tanaman (protoplasma, sel, jaringan, organ), dan menumbuhkannya dalam kondisi aseptik sehingga bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap

Kultur jaringingan diterapkan untuk beberapa tujuan agronomi yaitu :

1. Perbanyakan vegetatif

2. Pemuliaan tanaman

3. Penyimpanan plasma nutfah

4. Produksi metabolit skunder (bahan obat- obatan)

5. Eliminasi patogen

Manfaat perbanyakan vegetatif secara kultur jaringan :

a. Tanaman yang persentase perkecambahan bijinya rendah

b. Tanaman berasal dari tetua yang tidak menunjukkan sterilitas jantan

c. Hibrida-hibrida yang unik

d. Perbanyakan pohon-pohon elite

e. Pohon untuk batang bawah

f. Tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif

Kegiatan Kultur Jaringan Persiapan

Kegiatannya : mempersiapkan media, bahan tanaman, alat-alat gelas, mencuci dan menimbang

Isolasi dan penanaman Kegiatannya : mempersiapkan kultur

Inkubasi dan penyimpanan kultur

Kultur dimpan di ruang kultur yang terdiri dari rak-rak penyimpanan dan lampu penyinaran