MUTASI dalam Program Pemuliaan Tanaman

MUTASI meningkatkan keragaman genetik

Penyediaan Sumber GenPenyediaan sumber gen merupakan hal mendasar bagi pemenuhan kebutuhan manusia dan bagi program pemuliaan tanaman. Keragaman yang tinggi dari plasma nutfah sebagai sumber gen akan mendukung pemenuhan kebutuhan manusia yang semakin berkembang dan keberhasilan program pemuliaan yang dilakukan. Mutasi

Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable).Mutasi merupakan perubahan pewarisan sifat secara tiba-tiba pada suatu makhluk hidup, yang memberikan pengaruh besar terhadap fenotipe (De Vries, 1901). Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan dapat juga terjadi melalui induksi (induced mutation). SPONTANterjadi di alam, laju mutasi lambat : 10-7 - 10-9 pasangan nukleotida termutasi per generasi. penyebabnya tidak diketahui pastiINDUKSI (MUTASI BUATAN)terjadi karena perlakuan bahan penyebab mutasi (mutagen)meningkatkan laju mutasi (10-6-10-5)hanya meniru ( sama dengan ) mutasi alamialel-alel yang terbentuk tidak dapat diramalkan (random, untung-untungan)Secara mendasar tidak terdapat perbedaan antara mutasi yang terjadi secara alami dan mutasi hasil induksi. Keduanya dapat menimbulkan variasi genetik untuk dijadikan dasar seleksi tanaman, baik seleksi secara alami (evolusi) maupun seleksi secara buatan (pemuliaan).

Mutan : Makhluk hidup yang mengalami mutasiMutagen: Bahan yang digunakan /dapat menyebabkan mutasiMutagenik: Bersifat menyebabkan mutasiBahan yang digunakan /dapat menyebabkan mutasi

Bahan mutagen yang sering digunakan dalam penelitian pemuliaan tanaman digolongkan menjadi dua kelompok yaitu mutagen kimia (chemical mutagen) dan mutagen fisika (physical mutagen). Mutagen kimia pada umumnya berasal dari senyawa alkyl (alkylating agents) misalnya seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES), methyl methane sulphonate (MMS), hydroxylamine, nitrous acids, acridines dan sebagainya (IAEA, 1977). Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation) dan termasuk diantaranya adalah sinar-X, radiasi Gamma, radiasi beta, neutrons, dan partikel dari aselerators.

Mutageninduksi mutasidilakukan dengan cara menginduksi materi tanaman menggunakan berbagai mutagen (radiasi sinar, bahan kimia) menghasilkan mutan.Mutasi dapat dilakukan dengan menggunakan perlakuan energi dan kimia (Sunarto, 1997). a. Penggunaan radiasi sinar/partikel Perlu dosis dan waktu yang tepat untuk setiap jenis radiasi dalam menghasilkan mutan.Bahan yang diradiasi dapat berupa biji maupun bagian tanaman yang lain, terutama yang bersifat meristematik.

Jenis sinar/partikel yang dapat dimanfaatkan untuk menginduksi mutasi :

- sinar X- sinar (gamma)- sinar (beta)- partikel elektron - penembakan neutron lambat atau cepat- sinar ultra violetb. Penggunaan bahan mutagenik (mutagen) Dilakukan dengan perendaman, penetesan bahan kimia mutagenik dengan dosis, frekuensi, dan waktu tertentu. Jenis bahan kimia yang dapat digunakan untuk menginduksi mutasi : - EMS (Ethyl-methanosulfonat) - ethylenimin - diepoksibutan - oksida etilen - garam NitrogenJenis MutasiMutasi Gen

Normal AbnormalMutasi Kromosom

Mutasi GenGen merupakan sekuens dari untai DNA yang mengkode pembentukan protein tertentu. Hanya satu untai DNA yang terlibat dalam pembentukan protein melalui transkripsi mRNA. Perubahan dalam penerjemahan/translasi untai DNA template akan mengakibatkan perbedaan dalam sintesis protein. Kesalahan atau perubahan pada tahap tersebut yang menyebabkan terjadinya mutasi gen.Beberapa tipe mutasi gen yang dapat terjadi antara lain :

SubstitusiAda penggantian nukleotida dengan nukleotida yang bukan semestinya.

InsersiAda penambahan/sisipan nukleotida baru pada bagian tertentu, sehingga jumlah nukleotida bertambah dari jumlah semula

DelesiAda pengurangan jumlah nukleotida, sehingga jumlah nukleotida berkurang dari jumlah semula. Jumlah nukleotida yang hilang bisa satu atau lebih.

InversiAda pembalikan urutan nukleotida, baik sebagian maupun keseluruhan.

DNAmRNAAsam AminoEST, PER, MDH, dll.ProteinTinggi tanaman, warna bunga, ketahanan terhadap penyakit, toleran tanah masam, dll.Fenotipe TanamanMutasi Kromosom

Delesiperubahan yang diakibatkan hilangnya satu atau beberapa gen pada kromosomInversiperubahan yang diakibatkan berubahnya urutan beberapa gen pada kromosom menjadi berkebalikan dengan urutan semulaTranslokasiperubahan yang diakibatkan berpindahnya satu atau beberapa gen pada suatu kromosom ke kromosom yang lainDuplikasiperubahan yang diakibatkan copy ganda beberapa gen pada kromosom