KULIAH II

DASAR GENETIKA DALAM PEMULIAAN TERNAK

Pada tahun 1908, seorang akhli matematik dari Inggris, G.H. Hardy dan akhli fisika dari German, W. Weinberg secara terpisah telah menemukan prinsip-prinsip frekuensi gena didalam suatu populasi. Teori mereka terkenal dengan Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg. Hukum ini menyatakan bahwa frekuensi genotip akan konstan dari generasi ke generasi jika :

(1) Perkawinan terjadi secara acak (random)(2) Tidak ada mutasi(3) Tidak ada migrasi, (4) Tidak terjadi seleksi(5) Drift

Ilustrasi Hukum kekekalan Hardy-Weinberg

Asas Hardy-Weinberg untuk dua alel : sumbu horizontal menunjukkan frekuensi alel p dan q, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan frekuensi genotipe. Tiap-tiap kurva menampilkan satu dari tiga genotipe yang memungkinkan.

Dalam suatu populasi gena atau genotip biasanya diungkapkan dalam frekuensi. Frekuensi genotip adalah proporsi dari genotip tertentu terhadap jumlah seluruh genotip didalam populasi, sedangkan frekuensi gena adalah proporsi suatu alel tertentu terhadap seluruh alel yang diamati dalam populasi.

Catatan : (1) frekuensi gena, (2) frekuensi genotip dan (3) frekuensi fenotip

Untuk memperjelas tentang frekuensi gena dan frekuensi genotip, perhatikan contoh berikut.

Contoh 1 (Legates dan Warwick, 1990)

Dalam suatu populasi terdapat 100 ekor sapi Shorthorn, yang terdiri dari 47 ekor warna merah, 44 ekor warna roan dan 9 ekor warna putih. Merah (M) dominan tidak sempurna terhadap putih (mm).

(1) berapa frekuensi gena M dan m?(2) berapa frekuensi genotip MM, Mm, dan mm?

Jawab:

Dasar Genetik Page 1

Seekor individu mempunyai 1 pasang alel, jadi 100 ekor=2x100=200 alel.

(1) frekuensi gena M=

frekuensi gena m=

(2) frekuensi genotip Merah : Roan : Putih = (M+m)2= M2 +2Mm + m2

a. Merah = (0.69) 2 = 0.4761b. Roan = 2(0.69)(0.31) =0.4278c. Putih = (0.31) 2 =0.0961

p+q =1(p +q) 2 =1

p2 +2pq + q2 =1

Contoh 2 (Willis, 1991)

Pada suatu bangsa sapi, hitam (H) dominan sempurna terhadap merah (h). Pada suatu pupulasi, terdiri dari 1% warna putih. Hitung frekuensi gena dan frekuensi genotip?

a. frekuensi gena merah (hh) = h 2 =0.01 h = 0.1 frekuensi gena H= 1-0.1=0.9

b. frekuensi genotip: HH = (0.9) 2 =0.81 Hh = 2(0.9)(0.1) =0.18 hh = (0.1) 2 =0.01

Rumus di atas bisa juga diterapkan pada alel ganda seperti golongan darah ataupun warna bulu pada kelinci. Dibawah ini adalah suatu contoh penggunaan rumus frekuensi gena pada alel ganda (golongan darah pada manusia) (Falconer, 1993).

Misal : A=p, B=q, O=r.Frekuensi gena/genotip ditentukan dengan (p+q+r) 2=

dimana: p+q+r = 1

Klasifikasi berdasarkan genotip/fenotip

Grup darah Genotip Frekuensi genotipA AA + AO p2 +2prB BB + BO q2 +2qrO OO r2

AB AB 2pq

Dasar Genetik Page 2

Faktor-faktor yang Menpengaruhi Frekuensi Gena

Ada 4 faktor penting yang akan dibahas yang mempengaruhi perubahan frekuensi gena: (1) seleksi, (2) mutasi, (3) migrasi, dan (4) genetik drift.

Seleksi

Frekuensi gena atau genotip bisa berubah baik dengan seleksi alam maupun seleksi buatan. Disini hanya akan dibahas seleksi buatan, yang merupakan salah satu cara yang banyak dipakai untuk memperbaiki mutu genetik ternak. Pada dasarnya seleksi tidak menciptakan gena-gena baru tapi hanya memberi peluang munculnya gena-gena yang disukai.

Kembali ke contoh terdahulu. Apabila kita menginginkan ternak merah dan roan saja dengan menyingkirkan ternak-ternak putih, frekuensi gena dan frekuensi genotip akan berubah menjadi: Jumlah ternak menjadi 91 ekor atau banyaknya alel=2x91=182.

Frekuensi gena M=

Frekuensi gena m=

Frekuensi genotip: MM = Merah = (0.76)2 = 0.5776 Mm = Roan = 2(0.76)(0.24) = 0.3648 mm = putih = (0.24) 2 = 0.0576

Pada dasarnya seleksi tidak menciptakan gena baru tapi memberi peluang munculnya gena-gena yang disukai

Mutasi

Mutasi merupakan perubahan material genetik, misalnya berubahan alel A menjadi a atau sebaliknya dari a menjadi A. Mutasi pada umumnya sedikit mendapat perhatikan dalam program pemuliaan ternak karena sangat jarang terjadi dan bila terjadi biasanya

Dasar Genetik Page 3

dalam waktu yang lama. Tingkat mutasi dalam suatu populasi sangat kecil berkisar antara 10-4 sampai 10-8. Misal A bermutasi menjasi a dengan tingkat u dan sebaliknya a bermutasi menjadi A dengan tingkat v, maka keseimbangan Hardy-Weinberg terjadi :

up=qv

Migrasi

Migrasi adalah suatu perpindahan suatu individu/kelompok individu dari suatu populasi ke populasi lain. Perubahan frekuensi gena yang disebabkan oleh migrasi lebih cepat dibandingkan dengan mutasi, dan tingkatnya tergantung pada banyaknya migran dan perbedaan frekuensi gena migran dengan frekuensi gena pada populasi awal. Migrasi banyak dilakukan dalam pemuliaan ternak, misalnya memasukan ternak-ternak unggul dari luar negri dan mengawinkan dengan ternak-ternak lokal setempat.

Genetik Drift

Telah dibahas bahwa dalam populasi besar yang tanpa mutasi, migrasi, seleksi dan perkawinan terjadi secara acak, frekuensi gena akan tetap dari generasi ke generasi mengikuti keseimbangan hukum Hardy-Weinberg. Tetapi dalam populasi yang kecil mungkin terjadi fluktuasi frekuensi yang disebabkan oleh pemilihan alel. Proses ini disebut Genetik Drift.

Genetik drift adalah suatu fluktuasi perubahan frekuensi gena dalam populasi kecil, yang disebabkan oleh pemilihan alel. Genetik drift tidak bisa ditentukan arahnya tapi bisa dihitung perubahannya.

Misal dalam suatu populasi yang terdiri hanya 10 individu, frekuensi gena awal p=q=0.5. Gamet yang terbentuk adalah 2x10=20 yang terdiri 10 A dan 10 a. Pada generasi berikutnya mungkin berubah menjadi 12 A dan 8 a, atau sebaliknya. Fluktuasi semacam ini disebut Drift.

Dasar Genetik Page 4