Usaha dan Prinsip Dasar Produksi Pertanian

A. Pemuliaan Tanaman

• Kegiatan dan Tujuan Pemuliaan Tanaman• Berbagai Metode Pemuliaan Tanaman• Reproduksi dan Pembiakan Tanaman• Benih Unggul• Mendapatkan Buah Tanpa Biji• Proses Lain Secara Ilmiah• Tetraploid Artificial

Kegiatan dan Tujuan Pemuliaan Tanaman

• Pemuliaan tanaman adalah usaha-usaha yang dilakukan untuk mengubah susunan genetik tanaman, baik individu maupun secara bersama-sama (populasi) dengan tujuan tertentu.

• Pemuliaan tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran tanaman, kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian; pada kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan.

Kegiatan dan Tujuan Pemuliaan Tanaman

• Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat.

Kegiatan dan Tujuan Pemuliaan Tanaman

• Introduksi Varietas baru• Pemindahan hasil persilangan• Mutasi buatan• Poliploidi• Pemindahan hasil persilangan antar spesies

Kegiatan dan Tujuan Pemuliaan Tanaman

Apa itu Pemuliaan Tanaman / Plant Breeding ?

• Kegiatan untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya.

• Pelaku kegiatan ini disebut pemulia tanaman (plant breeder).

• Pemuliaan tanaman umumnya mencakup tindakan– Penangkaran – Persilangan– Seleksi

Tujuan pemuliaan tanaman ?

• Menghasilkan varietas unggul. Secara umum diarahkan pada 2 hal: – peningkatan hasil panen (kuantitas)– perbaikan kualitas produk yang dihasilkan

• Usaha perbaikan kualitas produk– perbaikan ukuran → semangka, pepaya kecil– Warna → semangka kuning, tulip– kandungan bahan tertentu → golden rice– pembuangan sifat2 yg tdk disukai → oleic acid pada canola – ketahanan simpan → bunga potong– keindahan & keunikan → tan. hias: tulip tumpuk, dahlia, dll.

Strategi pemuliaan• Dengan peningkatan variasi genetik, lalu diikuti dengan seleksi

pada keturunannya. Peningkatan variasi genetik dapat dilakukan dg cara:– Introduksi – Persilangan – Manipulasi genom – Manipulasi gen atau bagian kromosom – Transfer gen

• 3 cara yg pertama dikenal sebagai "pemuliaan klasik" / "konvensional" dan 2 cara yang terakhir merupakan cara pemuliaan "molekular" serta dianggap sebagai bagian dari bioteknologi.

Introduksi• Cara paling sederhana untuk meningkatkan

keragaman genetik: mendatangkan bahan tanaman dari tempat lain (introduksi).

• Seleksi penyaringan (screening) dilakukan terhadap koleksi plasma nutfah yang didatangkan dari berbagai tempat dengan kondisi lingkungan yang berbeda-beda. Pengetahuan tentang pusat keanekaragaman tumbuhan penting untuk penerapan cara ini.

• Keanekaragaman genetik untuk suatu spesies tidaklah seragam di semua tempat di dunia. N.I. Vavilov, ahli botani dari Rusia, memperkenalkan teori "pusat keanekaragaman" (centers of origin) bagi keanekaragaman tumbuhan.

• Contoh introduksi: pemuliaan padi PB-5 dan PB-8. Kedua varietas itu dihasilkan oleh badan IRRI di Philipines. Introduksi dapat dikombinasi dg persilangan.

1 China 2 India 2a Indochina 3 Central Asia (N. India, Afghanistan, Turkmenistan) 4 The Near East 5 Mediterranean Sea, coastal and adjacent regions 6 Ethiopia 7 Southern Mexico and Middle America 8 Northeastern South America, Bolivia, Ecudor, Peru 8a Isle of Chile

Persilangan

• Cara yang paling populer untuk meningkatkan variasi genetik, karena murah, efektif dan relatif mudah dilakukan.

• Persilangan adalah manipulasi komposisi gen dalam populasi. Keberhasilan persilangan memerlukan prasyarat pemahaman akan proses reproduksi tanaman yang bersangkutan.

• Semua varietas unggul padi, jagung, dan kedelai yang ditanam di Indonesia saat ini dirakit melalui persilangan yang diikuti dengan seleksi.

• Perkembangan dalam biologi molekular memunculkan metode-metode pemuliaan baru yang dibantu dengan marker molekular dan dikenal sebagai pemuliaan berbantuan marker.

Manipulasi genom Yang termasuk dalam cara ini: manipulasi ploidi,

baik penggandaan genom (set kromosom) maupun perubahan jumlah kromosom.

Gandum roti dikembangkan dari penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda.

Semangka tanpa biji dikembangkan dari persilangan semangka tetraploid dengan semangka diploid. Teknik pemuliaan ini sebenarnya juga mengandalkan persilangan dalam praktiknya.

Manipulasi gen dan ekspresinya

Metode-metode yang melibatkan penerapan genetika molekular.

Berbagai teknik yang tercakup di dalamnya, di antaranya TILLING, teknologi antisense, gene silencing, teknologi RNAi, rekayasa gen, dan overexpression. Meskipun teknik-teknik ini telah diketahui berhasil diterapkan dalam skala percobaan, belum ada varietas komersial yang dirilis dengan cara ini.

Tilling

• TILLING (Targeting Induced Local Lesions in Genomes) is a method in molecular biology that allows directed identification of mutations in a specific gene.

Transfer gen Cara ini dikenal pula sebagai transformasi DNA.

Gen dari organisme lain disisipkan ke dalam DNA tanaman untuk tujuan tertentu. Strategi pemuliaan ini banyak mendapat penentangan dari kelompok-kelompok lingkungan karena kultivar yang dihasilkan dianggap membahayakan lingkungan jika dibudidayakan.

• Produk yang dihasilkan dengan cara ini sudah cukup banyak, seperti berbagai kultivar padi, kedelai, jagung, kapas, tomat, dan kentang.

Transfer gen

Kaitan dengan ilmu lain• Usaha pemuliaan tanaman perlu bantuan ilmu-

ilmu lain seperti:– Botani: mengetahui hubungan kekerabatan dari

tanaman yang akan disilangkan (taksonomi), anatomi, morfologi, reproduksi

– Genetika: mempelajari pewarisan sifat– Statistika: perhitungan dan evaluasi di lapangan,

apakah suatu sifat lebih banyak dikendalikan oleh faktor keturunan atau lingkungan (G X E)

• Pemuliaan dan ilmu lain

Pemuliaan

Tanaman

Agronomi

Botany

Genetika tumbuhan

Fisiologi tumbuhanPatologi

tumbuhan

Entomologi

Biokimia

Statistik

Reproduksi dan Pembiakan Tanaman

Perkembangbiakan tanaman

• Perkembangbiakan tanaman, 2 cara:–Aseksual: bagian vegetatif – sifat tanaman tetap.–Seksual: melalui biji – variasi keturunan

yg dihasalkan tinggi.

Pembiakan aseksuala. Modifikasi batang :

1. Umbi lapis (bulb). mis: Liliaceae (bawang, bunga bakung, lili)

2. Umbi batang (cormus). mis: gladiol, talas, pisang3. Sulur (runner). mis: stroberi, pegagan.4. Batang akar (rhizome). mis: Canna, jahe, kunyit5. Umbi (tuber). mis: kentang

Pembiakan aseksual

b. Modifikasi akar 1. umbi akar. Mis: ubi jalar2. Bulbis : bawang putih, cocor bebek

Pembiakan vegetatif buatan yang bisa dilakukan

• Setek (cutting)• Layering• Tempelan (Okulasi)• Sambungan (Grafting)

Cormus

Bulb

Amaryllis Bulb

Runner

Rhizome

Rhizome

Cutting

Layering

Air layering

Okulasi

Grafting

Kopi sambungan

Kopi sambung pucuk

Kopi sambungan

Kopi okulasi pada tanaman dewasa

Kopi hasil okulasi pada tanaman dewasa

Pembiakan Seksual

Pollination

Pembiakan seksual = generatif, 2 tipe

1. Isogami : Secara morfologis, gamet sama dg gamet . ♂ ♀

Pada tan. golongan rendah, mis. Spirogyra.

2. Heterogami :– gamet berbeda dg gamet ♂ ♀

– Peleburan gamet – gamet ini : fertilisasi

Isogami

Heterogami

...tu bi kontinyuuuud…