Sebutkan Salah Satu Dasar Pemanfaatan Marka Molekuler Dibandingkan Dengan Pemuliaan Tanaman Konvensional.docx

1. Sebutkan salah satu dasar pemanfaatan marka molekuler dibandingkan dengan pemuliaan tanaman konvensional ! Jawab : - Manfaat marka molekular sebagai alat bantu seleksi Marker Assisted Selection (MAS) memiliki banyak keuntungan jika dibandingkan dengan menggunakan seleksi secara fenotipik yang merupakan produk kumulatif dari genotip dan lingkungan. Seleksi dengan cara menggunakan penanda molekular didasarkan pada sifat genetik saja yang tidak dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Rekayasa yang dilakukan dapat jauh lebih terarah sehingga hasil yang diperoleh dapat lebih atau sepenuhnya dikendalikan, Marka molekuler ditentukan secara langsung pada materi genetik yaitu DNA itu sendiri. Dengan demikian hasil yang diperoleh dari teknik marka molekuler secara total independen dari pengaruh lingkungan dimana materi tersebut ditanam. Pada akhir dua dekade ini beberapa teknik marka molekuler telah dikembangkan yang mampu mengkarakterisasi materi genetik, menghasilkan variasi yang luas dari marka-marka baru yang menunjukkan keragaman pada berbagai level perbedaan. - Sedangkan Pemuliaan Konvensional dimana Penentuan karakteristik merupakan hal yang krusial dalam deskripsi tanaman. Karakteristik yang paling tua dan paling umum digunakan adalah sifat morfologi dan fisiologi seperti bentuk batang dan daun, ada atau tidak ada bulu, waktu berbunga, ketahanan penyakit dan lain-lain. Sifat-sifat ini sekarang digunakan untuk registrasi varietas. Kerugian menggunakan tipe ini adalah ekspresinya sangat bervariasi terhadap kondisi lingkungan.

2. Apakah alasan utama dibalik pemanfaatan Marker Assisted Breeding ? Jawab : Alasannya adalah, karena teknologi pemuliaan konvensional telah terbukti

memiliki

keterbatasan, terutama dalam hal waktu yang diperlukan untuk mengintrogresikan gen-gen yang diinginkan. Selain itu, jumlah genotipe yang harus ditangani, terutama pada saat awal seleksi sangat besar sehingga tenaga kerja yang dibutuhkan juga banyak. Teknologi maju diperlukan untuk mengatasi keterbatasan penerapan teknik pemuliaan konvensional dan mempercepat pencapaian tujuan akhir suatu program pemuliaan. Hal ini sangat penting dan mendesak dilakukan untuk mengatasi permasalahan-permasalahan pangan di masa yang akan datang. Pemecahan kendala dalam pemuliaan konvensional mulai mendapat titik terang dengan ditemukannya markah molekuler. Markah molekuler yang pertama kali dikenal adalah markah protein yang secara genetik dikenal sebagai markah isozim).

Meskipun markah ini telah banyak digunakan dalam analisis genetik tanaman, namun dalam perkembangannya, markah isozim masih sangat terbatas jumlahnya. Selain itu, beberapa sistem enzim ter-tentu dipengaruhi oleh regulasi perkembangan jaringan, yaitu hanya mengekspresikan suatu sifat pada jaringan tertentu. Kedua faktor tersebut merupakan kendala utama penggunaan markah isozim dalam mengeksploitasi potensi genetik tanaman.

3. Diskusikan mengenai kunci utama keberhasilan pengembangan marka molekuler sehingga bisa dilakukan Marker Assisted Selection ! Jawab : Kunci utama keberhasilan marka molekuler sehingga dapat dilakukan Marker Assisted Selection adalah hasil pencampuran lingkungan sekitar dengan faktor genetik tanaman. Dengan adanya hasil pencampuran tersebut, marka molekuler menjadi penting adanya karena dapat mengetahui karakter dan gen penyusun suatu tanaman.

4. Komponen apa saja yang dibutuhkan agar MAS dapat dilakukan lebih efisien ? Jawab : Dalam konteks MAS, markah berbasis DNA dapat menjadi efektif jika 3 komponen terlaksana, yaitu (1) galur-galur tetua yang tepat untuk perbaikan suatu karakter untuk tujuan khusus, (2) alel-alel yang sesuai (favorable) dominan atau resesif pada tiap generasi persilangan, dan (3) individu-individu sasaran sesuai dengan karakter yang diinginkan di antara turunan yang bersegregasi, berdasarkan pada komposi.

5. Apa saja hal-hal yang perlu diperhatikan dan perlu dipenuhi untuk marka DNA dalam MAS? Jawab : Keberhasilan penggunaan suatu markah penyeleksi dalam kegiatan pemuliaan bergantung pada tiga syarat utama yang harus dipenuhi, yaitu (1) peta genetik dengan jumlah markah polimorfik yang cukup memadai, sehingga dapat mengidentifikasi QTL atau gen-gen mayor sasaran dengan akurat, (2) markah terkait erat antara QTL atau gen mayor target pada peta genetik yang sudah dikonstruksi, dan (3) kemampuan menganalisis sejumlah besar tanaman dalam waktu dan biaya secara efektif.

6. Apa yang dimaksud dengan marka dominan dan ko-dominan ? Jawab : 

Marka dominan (dominant marker) adalah penanda yang dapat menandai adanya lokus target, tetapi tidak bisa membedakan homozigot dengan heterozigot.



Marka ko-dominan (co-dominant marker) penanda yang dapat menandai adanya lokus target homozigot atau lokus target heterozigot.

7. Kemukakan alasan mengapa dibutuhkan peta molekuler dengan kerapatan tinggi pada MAS! Jawab : Ketersediaan peta molekuler dengan tingkat resolusi tinggi akan mempermudah penentuan lokus suatu gen dalam kromosom, jumlah gen, dan kekuatan gen yang bertanggung jawab terhadap karakter tertentu. Gen yang bertanggung jawab terhadap karakter kualitatif maupun kuantitatif (QTLs). Makin banyak marka DNA yang digunakan dalam analisis segregasi, peluang untuk mendapatkan peta genetik yang lebih lengkap akan makkin tinggi. Kontruksi peta genetik terdiri dari sejumlah marka molekuler pada populasi tertentu. Tersedianya marka DNA dalam jumlah besar dan tersebar pada seluruh kromosom suatu tanaman akan sangat membantu kesuksesan kontruksi peta genetik dengan kerapatan tinggi.

8. Mengapa perlu mengetahui Polymorphism information content (PIC) value dalam MAS? Jawab : Dengan mengetahui nilai Polymorphism information content (PIC) kita dapat mengetahui tingkat polimorfisme marker. Nilai PIC berfungsi untuk menentukan marker-marker yang tersedia untuk digunakan dalam analisis tingkat keragaman/jarak genetik/clustering antar genotipe-genotipe yang digunakan.

9. Sebutkan apa saja keuntungan yang bisa didapat dengan menggunakan MAS! Jawab : -

-

Lebih sederhana dibandingkan seleksi fenotipik 

Terutama untuk sifat yang membutuhkan banyak tenaga dan langkahnya rumit



Dapat menghemat waktu dan sumberdaya

Dapat dilakukan pada fase awal perkembangan

-



Penting untuk sifat kualitas hasil



Dapat dilakukan seleksi pada tahap bibit

Meningkatkan akurasi 

Tidak dipengaruhi lingkungan



Dapat memisahkan homozigot dan heterozigot

10. Diskusikan mengenai studi kasus berikut! Seorang mahasiswa ingin melakukan seleksi untuk karakter ketahanan tanaman padi terhadap wereng coklat. Mahasiswa tersebut telah memiliki bahan tanaman dan serangga wereng untuk pengujian. Kemudian ia melakukan pengujian ketahanan dengan melakukan ekstraksi DNA, amplifikasi PCR, marker genotyping dan melakukan analisis statistik. Apakah langkah yang dilakukan mahasiswa tersebut sudah benar ? Jawab : sudah benar

11. Apa alasan yang mendasari seorang pemulia untuk melakukan tandem selection (dapat mengambil contoh kasus dari literatur pengembangan populasi mentimun dengan dengan pemanfaatan tandem selection) Jawab : Seleksi tandem dilakukan untuk memperoleh keunggulan sifat atas dasar pencapaian taget seleksi (batas seleksi standar yang harus dipenuhi). Seleksi dikerjakan terhadap satu sifat yang paling penting. Seleskinya dilaksanakan dari generasi ke generasi berikutnya secara kontinu sampai sifat tersebut mencapai performans yang maksimal. Efektif apabila dilihat dari segi progres masing-masing sifat yang dikehendaki.

12. Sebutkan keuntungan yang bisa didapat dengan penggunaan tandem selection! Jawab : -

Menghasilkan sifat-sifat yang unggul pada generasi pertama

-

Menghasilkan sifat yang unggul dalam jumlah yang banyak dengan waktu yang lebih cepat

13. Diskusikan mengenai prosedur yang dilakukan dalam tandem selection untuk menyeleksi karakter yang diinginkan! Jawab : Sifat yang diinginkan diseleksi hingga memperoleh keunggulan sifat atas dasar pencapaian taget seleksi. Kemudian menyeleksi sifat lain selanjutnya. Seleksi dilakukan secara kontinu dari generasi ke generasi selanjutnya.

14. Sebutkan faktor apa saja yang menjadi pertimbangan pemilihan marka yang akan digunakan dalam tandem selection ! Jawab : -

Marka molekuler harus berkolerasi kuat dengan karakter yang akan diseleksi

-

Pemilihan gen target

-

Pemilihan jenis marka molekuler yang akan digunakan harus dipertimbangkan

15. Jawab dengan singkat apa saja hal-hal yang dilakukan dalam seleksi fenotipik pada tandem selection ! Jawab : -

Seleksi pertama dilakukan untuk sifat yang paling penting

-

Setelah tujuan untuk sifat pertama telah dicapai, upaya seleksi ditargetkan sifat yang paling penting berikutnya dan dilakukan untuk jumlah generasi tertentu.

Benar Salah 1. Penggunaan DNA Marker untuk seleksi tidak langsung memberikan manfaat terbaik untuk karakter kuantitative dengan heritabilitas rendah (benar, penggunaan DNA marker pada Marker Assisted Selection lebih bermanfaat untuk karakter kuantitative) 2. Seleksi dengan MAS tidak tergantung pada marka molekuler yang digunakan karena tidak berhubungan dengan proses pengkarakterisasian (salah, seleksi MAS berhubungan dengan marka molekuler yang digunakan)

3. Marka kodominan tidak lebih penting dibanding marka dominan dalam MAS untuk tanaman hibrida (salah, karena marka kodominan dapat menandai adanya lokus target hetertozigot untuk tanaman hibrida) 4. Sebaik apa marka dapat terkait dengan karakter target menjadikan faktor besar yang mempengaruhi efisiensi dalam MAS (benar, marka molekuer yang digunakan harus berkolerasi yang kuat dengan karakter yang menjadi target seleksi) 5. Karakterisasi

dengan

marka

molekuler

tidak

terlalu

berperan

penting

dalam

mengidentifikasi marka yang dekat dengan gen dari karakter yang dibutuhkan (salah, karena karakterisasi marka molekuler berperan dalam identifikasi marka yang dekat denngan gen yang dibutuhkan ) 6. Semakin sedikit alel yang terdapat dalam lokus, semakin sedikit pula keragaman yang dimiliki (benar) 7. Penggunaan MAS belum dapat memungkinkan untuk menyeleksi pada seluruh tingkat genome (benar) 8. Tandem selection merupakan panggabungan prosedur seleksi pada pemuliaan tanaman antara seleksi fenotipik dan seleksi berbasis marka molekuler (salah, panggabungan prosedur seleksi seleksi fenotipik dan seleksi berbasis marka molekuler merupakan seleksi index) 9. Pada tandem selection, karakter yang diseleksi terus ditingkatkan hingga memenuhi indikator yang diinginkan atau memenuhi nilai kritis genotipe (benar, karena pada seleksi tandem memilih satu sifat sampai pada tingkat perbaikan yang diinginkan, kemudian baru memilih sifat yang selanjutnya ) 10. Genotyping dan selection adalah bagian dari prosedur MAS yang dilakukan dalam tandem selection (salah, karena genotyping digunakan untuk melihat perbedaan individu pada tingkat DNA)