Laporan Metode Pemuliaan Tanaman

LAPORAN PRAKTIKUM METODE PEMULIAAN TANAMAN ACARA I METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG

Disusun oleh : Nama

: Bagus Herwibawa

NIM

: 07/253617/PN/11143

Gol/Kel

: C1/4

Hari/tanggal

: Rabu, 18 November 2009

Asisten

: Sayid Ibrahim

LABORATORIUM GENETIKA DAN PEMULIAAN TANAMAN JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2009 ACARA I

METODE PEMULIAAN TANAMAN MNYERBUK SILANG I. INTISARI Praktikum acara I yang berjudul “Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Silang” dilaksanakan pada hari Rabu, 18 November 2009, bertempat di Kebun Percobaan Tri Dharma,

Fakultas

Pertanian,

Universitas

Gadjah

Mada

Yogyakarta.

Tujuan

dilaksanakannya praktikum ini adalah untuk mengetahui mengetahui dan membandingkan metode-metode pemuliaan yang diterapkan pada tanaman menyerbuk silang, serta mengetahui pengaruh seleksi terhadap keragaman dan membandingkan keragaman yang ada dalam masing-masing populasi hasil seleksi. Bahan yang digunakan adalah 50 tongkol jagung (Zea mays) dari koleksi tongkol yang ada. Alat yang digunakan yaitu perlengkapan standar budidaya, alat ukur panjang dan alat tulis. Berdasarkan hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada seleksi massa memberikan kemajuan seleksi bernilai positif atau berpengaruh baik terhadap tongkol panjang. Sedangkan, pada tongkol pendek seleksi ear to row yang memberikan kemajuan seleksi bernilai positif atau berpengatuh baik. Dari hasil pengujian terhadap rerata 2 populasi (uji t) didapatkan perbedaan yang nyata antara rerata populasi seleksi massa dengan seleksi ear to row untuk tongkol panjang, sedangkan untuk tongkol pendek tidak terdapat beda nyata antar dua metode seleksi tersebut.

II. PENDAHULUAN A. Tujuan 1. Mengetahui dan membandingkan metode-metode pemuliaan yang diterapkan pada tanaman menyerbuk silang. 2. Mengetahui pengaruh seleksi terhadap keragaman dan membandingkan keragaman yang ada dalam masing-masing populasi hasil seleksi. A. Latar Belakang Keragaman dalam populasi dapat terjadi secara alami dan buatan. Hal ini akan menimbulkan ciri populasi tertentu, sebagai akibat dari komposisi genotipe-genotipe

penyusunnya,

banyaknya

bentuk

genotipe

dan

frekuensinya, serta nilai dari masing-masing genotipe. Banyak bentuk genotipe yang dihasilkan dipengaruhi oleh status genotipe individu-individu

anggota populasi semula dan mekanisme yang terjadi akibat cara perkembangbiakan seksual. Metode pemuliaan tanaman yang tepat diterapkan pada suatu jenis tanaman bergantung pada sistem reproduksinya. Oleh karena itu metode pemuliaan tanaman dapat dipisahkan menjadi metode pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri dan metode pemuliaan tanaman menyerbuk silang. Salah satu metode pemuliaan tanaman yang banyak digunkan adalah metode seleksi. Seleksi bekerja berdasarkan penilaian karakteristik tanaman yang dapat dilihat berdasarkan kenampakan fenotipenya. Nilai seleksi sangat dipengaruhi oleh pengetahuan mengenai hubungan genotipe dan fenotipe, atau hubungan gen dengan faktor lingkungan yang bekerja bersama dan berpengaruh pada penampilan yang nampak dari suatu sifat. B. Landasan Teori Biji yang diperoleh dari penyerbukan silang antara tanaman berbeda akan mempunyai susunan genetik yang berbeda. Program genetik adalah suatu susunan untaian genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase atau keseluruhan fase pertumbuhan yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman (Sitompul dan Guritno, 1995). Adanya keragaman genetik, yang berarti tingkat perbandingan nilai antara individu genotipe dalam populasi merupakan syarat keberhasilan seleksi terhadap sifat yang diinginkan. Keberhasilan program pemuliaan tanaman sangat tergantung pada keragaman genetik dari karakter yang dapat diwariskan dan kemampuan memilih genotipe-genotipe unggul dalam proses seleksi (Rosmini, 1998). Sebelum menetapkan metode seleksi yang akan digunakan dan kapan seleksi akan dimulai perlu diketahui berapa besar variabilitas genetik, karena variabilitas genetik sangat mempengaruhi keberhasilan sutau proses seleksi dalam program pemuliaan tanaman. Selain melihat variabilitas genetik perlu juga diketahui nilai heritabilitas karena heritabilitas merupakan parameter genetik yang memilih sistem seleksi yang efektif (Pinaria et al., 1995).

Nilai duga heritabilitas juga sangat penting artinya dalam menentukan efektivitas metode seleksi. Seleksi akan efektif bila nilai duga heritabilitas dan kemajuan genetik harapan tinggi (Johnson et al., 1995). Untuk memperkecil

kekeliruan

seleksi

berdasarkan

fenotipe

tanaman

perlu

memperhatikan: (1) korelasi genotipe dan fenotipe antar sifat, (2) lingkungan yang cocok untuk seleksi sifat yang diinginkan, (3) ciri genetik sifat yang diseleksi, (4) cara seleksi (langsung atau tidak langsung) dan keragaman genetic (Vela dan Frey, 1972). Pelaksanaan seleksi massa secara visual yaitu dengan memilih fenotipe yang baik dalam memberikan hasil memuaskan tanpa berpedoman pada nilai parameter genetik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa parameter yang mempunyai heritabilitas tinggi dan variasi genetik tinggi pada umumnya akan mempunyai kegunaan tinggi untuk masing-masing karakter tertentu (Anonim, 1998). Pada seleksi massa variabilitas genetik dan heritabilitas merupakan parameter genetik dalam program seleksi yang sangat menetunkan keberhasilan program pemuliaan. Dalam program seleksi untuk memperbesar peluang mendapatkan genotipe unggul perlu diuji galur sebanyak mungkin (Pinaria et al,. 1995). Seleksi ear to row merupakan modifikasi dari seleksi massa. Pada seleksi massa tanaman yang terpilih (tongkol) langsung dicampur dan digunakan untuk pertanaman seleksi musim berikutnya. Padahal tongkol terpilih tersebut merupakan hasil persilangan secara acak sehingga sulit diduga susunan genotipenya. Untuk memperbaiki kelemahan ini tongkol – tongkol tersebut diuji terlebih dahulu sebelum diuji. Cara pengujian tersebut disebut pengujian keturunan (progeny test). Perbedaan seleksi ear to row dengan seleksi saudara tiri dan saudara kandung adalah material seleksi yang digunakan. Pada seleksi saudara tiri, meterial yang digunakan adalah tongkol – tongkol jagung satu ayah sedangkan pada seleksi saudara kandung dilakukan persilangan secara sepasang –sepasang sehingga diperoleh meterial seleksi berupa tongkol – tongkol satu ayah dan satu ibu (Borojevic, 1990). Setiap genotipe tanaman memiliki kemapuan berkompetisi dengan tanaman lain yang berbeda-beda genotipe yang mampu mengatasi kompetisi

ditunjang antara lain oleh penampilan karakter-karakternya yang ungul atau kecilnya penyimpangan keunggulan karkter-karakternya yang unggul (Meddy et al., 1996).

I. METODOLOGI Praktikum acara I yang berjudul “Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Silang” ini dilakukan pada hari Rabu, 18 November 2009, bertempat di Kebun Percobaan Tri Dharma, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bahan yang dipergunakan pada praktikum ini adalah 50 tongkol jagung (Zea mays) dari koleksi tongkol yang ada. Alat yang digunakan yaitu perlengkapan standar budidaya, alat ukur panjang dan alat tulis. Cara kerja dalam praktikum ini adalah praktikan dalam satu golongan, dibagi menjadi empat kelompok dengan tugas kelompok I : metode seleksi massa dengan kriteria seleksi tongkol panjang, kelompok II : metode seleksi massa dengan seleksi tongkol pendek, kelompok III : metode seleksi ear to row dengan kriteria seleksi tongkol panjang, kelompok IV : metode seleksi ear to row dengan kriteria tongkol pedek. Kemudian, dari ke-50 puluh tongkol jagung yang tersedia diukur panjang tongkolnya, nilai rerata dan variannya dihitung, dan data awal disimpan untuk dibandingkan dengan data hasil pengamatan. Langkah selanjutnya, dipilih 10 tongkol jagung dengan ukuran panjang tongkol terpendek (Kel. II dan Kel. IV) dan dipilih 10 tongkol jagung dengan ukuran panjang tongkol terpanjang (Kel. I dan Kel. III). Lalu, seluruh biji pada tongkol jagung dipipil dan dipisahkan dalam kantung per tongkol (10 kantung tongkol panjang dan 10 kantung tongkol pendek). Kemudian, lahan pertanaman diolah sesuai standar pengolahan tanag dan dibuat lubang tanam dengan jarak 75cm X 40cm, sebanyak 10 baris dengan 10 lubang tanamn per baris (total ada 100 lubang tanam) (Langkah ini dikerjakan masing-masing kelompok). Khusus untuk kelompok seleksi massa (Kel. I dan II), dari masing-masing kantung tongkol diambil 20 biji dan ditanaman secara acak (2 biji per lubang tanam). Khusus untuk kelompok seleksi ear to row (Kel. III dan IV), dari masing-masing kantung

tongkol diambil 20 biji dan ditanam per baris (1 tongkol ditanam dalam 1 baris, dan 2 biji per lubang tanam). Langkah selanjutnya, dipelihara sesuai dengan cara budidaya jagung yang sering dilakukan dan tongkol yang telah tua dipanen untuk pengamatan. Kemudian, dihitung nilai rerata dan variannya. Sealanjutnya dibandingkan rerata dan variannya dari masing-masing populasi hasil seleksi juga populasi tetuanya, berikut dibandingkan pula kelemahan dan kelebihan metode seleksi yang digunakan.

II. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengamatan a. Tabel Rerata daan Simpangan Baku Jenis Seleksi Tetua Seleksi Massa Tongkol Panjang Seleksi Massa Tongkol Pendek Seleksi Ear to Row Tongkol

Rerata ± Simpangan Baku (µ ± δ) 12,1 ± 1,41 10,69 ± 4,23 9,59 ± 3,88

12,88 ± 3,46 Panjang Seleksi Ear to Row Tongkol Pendek 9,26 ± 3,82 b. Tabel Kemajuan Seleksi Jenis Seleksi Seleksi Massa Tongkol Panjang Seleksi Massa Tongkol Pendek Seleksi Ear to Row Tongkol

Selisih Rerata (µ0 - µ1) 1,41 2.52

-0,78 Panjang Seleksi Ear to Row Tongkol Pendek 2,48 Keterangan : µ

= rerata populasi

δ

= simpangan baku

µ0

= rerata tetua

µ1

= rerata seleksi

Uji Rerata 2 Populasi (Uji t) a. Uji t Tongkol Jagung Panjang t hitung

= 2,84

t tabel

=2

Kesimpulan : t hitung > t tabel , maka ada beda nyata antara seleksi ear to row dengan seleksi massa. b. Uji t Tongkol Jagung Pendek t hitung

= 0,45

t tabel

= 1,95

Kesimpulan : t hitung < t tabel , maka tidak ada beda nyata antara seleksi ear to row dengan seleksi massa. A. Pembahasan Syarat utama yang diperlukan untuk merakit varietas unggul baru adalah tersedianya genotipe-genotipe yang memilki variabilitas genetik yang luas. Pada tanaman menyerbuk silang, terdapat istilah kawin acak (random mating). Random mating adalah suatu perkawinan di mana setiap individu dalam populasi memiliki kesempatan yang sama untuk kawin dengan individu lain dalam populasi tersebut. Struktur populasi yang terjadi setelah mengalami random mating, akan mengikuti hukum Hardey-Weinberg. Hukum Hardey-Weinberg menyatakan bahwa, bila tidak ada faktorfaktor yang berpengaruh pada suatu populasi dan populasi tersebut mengalami random mating secara terus menerus dari generasi ke generasi berikutnya, maka frekuensi gen dan genotipenya tidak mengalami perubahan setelah satu kali random mating. Namun random mating yang diikuti seleksi, mutasi dan migrasi dapat mengubah frekuensi gen. Proses seleksi pada tanaman menyerbuk silang, bertujuan untuk memperbaiki keragaman populasi hasil random mating. Seleksi pada tanaman menyerbuk silang terbagi menjadi beberapa metode, yaitu seleksi massa (mass selection) dan seleksi tanaman secara individual yang meliputi seleksi satu

tongkol satu baris (ear to row selection), modifikasi seleksi satu tongkol satu baris (modified ear to row selection), seleksi saudara kandung (full sib family selection), seleksi keturunan S-1 (S-1 progeny selection), seleksi berualang untuk daya gabung umum (recurrent selection for general combining ability), seleksi berulang untuk daya gabung khusus (recurrent selection for specific combining ability), dan seleksi berulang timbal balik (reciprocal recurrent selection-RRS). Pada praktikum ini, metode seleksi yang digunakan adalah seleksi massa dan seleksi ear to row. Seleksi massa pada tanaman menyerbuk silang adalah pemilihan individu tanaman yang berdasarkan pada fenotipe dari populasi hasil random mating. Pemilihan hanya didasarkan pada kenampakan individu tanaman induk (female) karena tanaman jantan (male) yang menyerbuki tidak diketahui secara pasti. Pelaksanaan seleksi massa ini, mula-mula dari populasi tanaman dipilih individu-individu tanaman hasil panen dari tanaman terpilih dicampur untuk dipakai sebagai bahan pertanaman musim berikutnya. Pada pertanaman musim berikutnya akan terjadi random mating dari tanaman terpilih tersebut. Kemudian proses pemilihan dilakukan kembali sampai beberapa generasi atau sampai tujuan seleksi yang diinginkan tercapai. Areal pertanaman dengan kondisi lahan yang tidak homogen dapat menimbulkan kesulitan dalam pengamatan pemilihan karena keragaan heterogen. Suatu individu tanaman yang secara genetik kurang baik dapat memberikan penampilan baik bila tumbuh pada lahan yang subur, dan sebaliknya. Sedangkan seleksi ear to row merupakan modifikasi dari seleksi massa. Pengujian seleksi ini dilakukan pada sejumlah tanaman (tongkol) sesuai dengan kriteria seleksi yang diinginkan. Tongkol yang terpilih kemudian dipipil, kemudian diberi nomor sendiri untuk setiap tongkolnya. Pada tahun (tahun kedua seleksi), dilakukan evaluasi terhadap tongkol-tongkol terpilih tersebut dengan cara menanam sebagian biji dari nomor terpilih dengan menggunakan rancangan yang baik. Evaluasi dilakukan terutama terhadap kemampuan berproduksi dan sifat-sifat lainnya, sesuai dengan tujuan yang telah ditentukan sebelumnya.

Pada praktikum ini, yang menggunakan tanaman jagung sebagai contoh, guna menerapkan metode seleksi untuk tanaman menyerbuk silang. Keefektifan daripada metode seleksi yang digunakan, dapat dianalisis dengan uji rerata 2 populasi dengan data tidak berpasangan (uji t). Berdasarkan uji t tersebut, didapatkan hasil yang menyatakan bahwa antara populasi seleksi massa dengan populasi seleksi ear to row terhadap tongkol jagung panjang didapatkan hasil yang berbeda nyata (t hitung > t tabel). Hal ini menunjukkan bahwa untuk seleksi terhadap tongkol jagung panjang menunjukkan adanya perbedaan nilai yang dihasilkan pada populasi seleksi massa dan seleksi ear to row tersebut. Pada seleksi ear to row, nilai rerata populasi lebih besar (12,88) dibandingkan dengan rerata populasi seleksi massa (10,69). Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk menyeleksi tanaman terhadap tongkol jagung panjang, yang lebih efektif adalah menggunakan seleksi ear to row, selain itu pada seleksi ini, tetua yang digunakan lebih jelas bila dibandingkan dengan seleksi massa yang merupakan hasil persilangan secara acak sehingga sulit diduga susunan genotipenya. Dari uji t untuk tongkol jagung pendek, tidak menunjukkan beda nyata (t hitung < t tabel) antara metode seleksi massa dan ear to row, sehingga dapat dikatakan bahwa antara kedua metode tersebut dapat memberikan tingkat keefektifan yang tidak jauh berbeda atau hampir sama. Hal ini ditunjukkan pada rerata dari kedua populasi dengan nilai yang tidak berbeda nyata, yaitu sebesar 9,59 untuk metode seleksi massa dan 9,26 untuk metode ear to row terhadap tongkol pendek. Seleksi dilakukan terhadap suatu populasi tanaman, dengan harapan tanaman yang dipilih akan memberikan hasil yang lebih baik daripada populasi sebelumnya. Besarnya kenaikan hasil yang akan diperoleh dapat diperkirakan

dengan

menghitung

kemajuan

genetiknya

secara

teoritis.Kemajuan genetik secara praktis, dapat diartikan sebagai kemajuan seleksi yang dilakukan. Kemajuan seleksi (Δµ = R) merupakan selisih rerata populasi awal dengan rerata populasi seleksi (µ0- µ1 = R), dimana µ0 merupakan rerata populasi awal (tetua) dan µ1 merupakan rerata populasi seleksi.

Berdasarkan data pengamatan, dapat dihitung kemajuan seleksi untuk metode seleksi massa pada tongkol panjang maupun pendek, masingmasing bernilai positif sebesar 1,41 dan 2,52. Nilai positif menunjukkan adanya kemajuan seleksi atau memberikan pengaruh yang baik, sehingga dapat dikatakan bahwa seleksi massa yang dilakukan pada praktikum kali ini menunjukkan kemajuan terhadap populasi awal. Secara teoritis, dapat dijelaskan bahwa hasil dari seleksi massa terhadap tetuanya memberikan bentuk adaptasi yang lebih luas terhadap lingkungan pada keturunannya. Seleksi massa diharapkan memberikan suatu bentuk populasi anakan yang memiliki fenotipe yang lebih baik dari indukan dengan menggabungkan antara genotipe dan lingkungan. Hal ini dbuktikan bahwa dengan adanya seleksi massa, akan terbentuk suatu populasi anakan yang memiliki genotipe yang baik dan memiliki sifat adaptasi, kestabilan dan ketahanan yang tinggi terhadap lingkungan. Sedangkan pada seleksi ear to row terdapat perbedaan kemajuan seleksi untuk tongkol panjang dan pendek. Seleksi memberikan pengaruh baik pada populasi tongkol pendek yang ditandai dengan nilai positif, yaitu sebesar 2,84. Sedangkan pada populasi tongkol panjang, seleksi ear to row kurang memberikan pengaruh yang baik atau bernilai negatif, yaitu sebesar -0,78. Hal ini terjadi, besar kemungkinannya dipengaruhi oleh genotipe tetua, karena pada seleksi ear to row penanaman anakan dilakukan per baris sesuai dengan masing-masing tetuanya, sehingga memberikan bentuk adaptasi lingkungan yang berbeda-beda, menyebabkan hasil yang didapatkan pada seleksi ear to row tidak seutuhnya baik. Seleksi adalah hal yang penting untuk membentuk suatu populasi yang memiliki fenotipe yang baik berdasarkan genotipe dan pengaruh lingkungan yang baik pula. Metode seleksi yang digunakan sangat bergantung pada jenis tanaman serta tujuan seleksi. Pada praktikum ini, tanaman yang digunakan adalah tanaman jagung, yang merupakan contoh tanaman menyerbuk silang. Sedangkan tujuan dari seleksinya ialah mendapatkan populasi tanaman yang memiliki ukuran tongkol berfenotipe baik. Metode

pemuliaan tanaman yang digunakan adalah metode seleksi massa dan seleksi ear to row. Hasil seleksi massa banyak memberikan keuntungan seperti, memiliki daya adaptasi luas karena lebih dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan yang beragam, memberikan kestabilan yang cukup stabil pada kondisi lingkungan yang beragam, lebih tahan terhadap kerusakan secara menyeluruh terhadap serangan suatu penyakit, namun memiliki kelemahan karena tidak diketahui secara pasti tetuanya. Sedangkan seleksi ear to row memiliki keuntungan untuk dapat menduga susunan genotipenya karena diketahui tetuanya, dan memilki kelemahan dalam hal adaptasi terhadap lingkungan karena sangat dipengaruhi oleh penurunan sifat tetuanya terhadap lingkungan sehingga dalam pertanamannya perlu diperhatikan kondisi fisik lingkungannya untuk mendapatkan suatu populasi yang seragam.

I. KESIMPULAN 1. Berdasarkan uji t, populasi untuk tongkol panjang pada tanaman jagung menunjukkan beda nyata antara metode seleksi massa dan ear to row, sedangkan untuk tongkol pendek tidak menunjukkan adanya beda nyata. 2. Kemajuan seleksi bernilai positif untuk seleksi massa tongkol panjang dan pendek serta seleksi ear to row tongkol pendek, sedangkan seleksi ear to row tongkol panjang bernilai negatif. 3. Metode seleksi yang paling baik digunakan untuk tongkol panjang adalah seleksi massa, sedangkan untuk tongkol pendek adalah seleksi ear to row.

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1998. Simposium Pemuliaan Tanaman . Diakses 16 Februari 2010

I.

Borojevic, S. 1990. Principles and Metods of Plant Breeding. Elsevier Sci. Pub. Co. Amsterdam. Johnson, H. W., H. F. Robinson,and R. E. Comstock. 1995. Estimate of genetic and environmental variability in soybeans. Agronomy Journal. 47: 314318 Meddy, R., Ahmad Baihaki, Ridwan Setiamihardja dan Sulya Djaka Sutami. 1996. Seleksi beberapa genotipe kedelai untuk lingkungan tercekam tumpang sari dengan singkong. Zuriat 7(2): 68-75

Pinaria, A., A. Baihaki, R. Setia Mihardja dan a.a. Daradjat. 1995. Variabilitas genetik dan heritabilitas karakter dan biomassa 53 genotip kedelai. Zuriat 6(2): 88-92 Rosmini, H. 1998. Seleksi galur-galur padi pada lahan pasang surut aktual dan semi potensial. Kalimantan Agricultura 5(1): 67-71 Sitompul, S.M. dan B. Guritno. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Vela, C.M. dan K.J. Frey. 1972. Optimum environment for maximizing heritability and genetic gain from selection. Iowa State J.Sci. 46 : 381-394

LAMPIRAN