MAKALAH DASAR- DASAR PEMULIAAN TANAMANREKOMBINASI (HIBRIDISASI)

Disusun Oleh :1. Falikhatul Ibriza(13125)2. Sunyi Rahastiningrum(13155)3. Deborah Gita Sakinah(13356)4. Ari Murti Ahmadi(13388)5. Linda Kartika Dewi (13393)6. Fathiya Suryaning R.(13507)

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS GADJAH MADAYOGYAKARTA2015

BAB IPENDAHULUANRekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA dari sumber yangberbeda. Tujuannyaadalahuntuk menyambungkan genyang adadidalamnya.Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen. Rekombinasi DNAdapat dilakukan karena alasan struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama dan DNA dapat disambungkan. Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan tersebut, muncullah ilmu yang mempelajari mengenai pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang yang dikenal sebagai teknologi DNA rekombinan atau biasa disebut rekayasa genetika. Teknologi ini memungkinkan diperolehnya suatu produk dengan sifat tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksi secara konvensional serta memadukan sifat dari dua jenis organisme yang berbeda (organisme transgenik) dan lain-lain. Hibridisasi merupakan suatu perkawinan silang antara berbagai jenis spesies pada setiap tanaman. Yang mempunyai tujuan untuk memperoleh organisme dengan sifat-sifat yang diinginkan dan dapat bervariasi jenisnya. Pada peristiwa hibridisasi akan memperoleh kombinasi genetik yang diperoleh melalui persilangan dua atau lebih tetua yang berbeda genotipnya. Emaskulasi atau sering disebut kastrasi merupakan pengambilan tepung sari pada kelamin jantan agar tidak terjadi penyerbukan sendiri. Dalam proses pengambilan tepung sari tersebut dilakukan pada saat sebelum kepala putik masak agar lebih menjaga dan memperkecil kemungkinan terjadinya penyerbukan. Dalam dunia pertanian dan dalam sub ilmu pemuliaan tanaman khususnya ada yang di namakan dengan kastrasi dan hibridisasi tanaman, kastrasi dan hibridisasi adalah teknik yang digunakan oleh para pemulia yaitu orang yang berusaha untuk memperbanyak tanaman dalam lingkup pemuliaan tanaman untuk meningkatkan produktifitas dari tanaman yang dimuliakan, kastrasi disini merupakan proses untuk menghilangkan kelamin jantan dari suatu bunga pada tanaman untuk menghindari atau mencegah terjadinya penyerbukkan sendiri. Kastrasi digunakan agar tanaman itu tidak menyerbuk sendiri, jika suatu tanaman menyerbuk sendiri secara terus menerus mungkin dari filal juga tidak bisa optimal dalam hal produksinya.

BAB IIPEMBAHASAN2. 1 Pengertian rekombinasi genetikRekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadiantara untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletakdalam satu untaian DNA (intrastrand). Dalam pengertian yang lebih sederhana, rekombinasi genetik didefinisikan menjadi penggabungan gen dari satu atau lebih sel ke sel target. Sel yang disisipi atau dimasuki gen dari luar atau dari sel lain disebut biakan rekombinan. Penyusunan kembali informasi genetik dalam dan antara molekul DNA yang meliputiberbagai macam prosesyang terletak secara kolektifdibawah rekombinasi genetik(Warianto, 2011). Fungsi dari rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanismenya. Beberapafungsi rekombinasi genetikadalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNAkhusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogramselama perkembangan.

2.1.1 Tipe rekombinasi genetikSecara garis besar ada tiga tipe rekombinasi genetik yang sudah banyak diketahui, yaitu (1) rekombinasi homolog/ umum, (2) rekombinasi khusus (site-specific rekombination), dan (3) rekombinasi transposisi/ replikatif. Rekombinasi homolog menyebabkan terjadinyapertukaran antarmolekul DNA yang merupakan homologi urutan nukleotida cukup besar. Ciri khusus rekombinasi homolog adalah bahwa proses tersebut dapat terjadi setiap titik di daerah homologi. Rekombinasi terjadi melalui tahap pemotongan untaian DNA yang kemudian diikuti dengan proses penggabungan kembali. Rekombinasi antar kromosom melibatkanprosespertukaransecarafisikantarabagian-bagiankromosom.Prosesrekombinasiterjadi secara akurat sehingga tidak ada satupun pasangan basa nukleotida yang hilang atau ditambahkan ke dalam kromosom rekombinan. Proses pertukaran tersebut menyebabkan terbentuknya struktur yang dapat terlihat sebagai kiasma (chiasma) pada waktu meiosis. Kiasma merupakan tempat pemotongan dan penggabungan kembali untai DNA, yaitu ketika dua kromatid yang berbeda (non-sister chromatids) terpotong dan tergabungkan satu sama lain. Rekombinasi homolog dimulai ketika dua kromosom homolog terletak berdekatan satu sama lain sehingga urutan nukleotida yang homolog dapat dipertukarkan. Kontak antara dua pasang kromosom tersebut, disebutsebagaiprosessinapsis,terjadipadaawalmeiosisyaitupada profase. Contohnya adalah organisme transgenik. Organisme transgenik adalah oraganisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain. Gen yang ditransfer dapat berasal dari jenis (spesies) lain seperti bakteri, virus, hewan, dan tanaman lain. Tujuan memindahkan gen tersebut mendapatkan orgnisme baru yang memiliki sifat lebih baik (Warianto, 2011).Rekombinasi genetik homolog melibatkan pertukaran genetik antara dua molekul DNA (atau segmen molekul yang sama) yang mendiami wilayah yang luas dengan susunan homolog. Susunan basa yang sebenarnya pada DNA tidak sesuai sepanjang susunan dua DNA yang sama. Daerah rekombinasi khusus berbeda dalam hal pertukaran yang hanyaterjadi pada susunan DNA yang terdefinisi. Perubahan DNA adalah berbeda dalam hal perubahan ini melibatkan segment pendek DNA dengan kapasitas yang luar biasa untukberpindahdarisatulokasikromosomkelokasiyanglain.Pembahasandarimekanisme rekombinasi harus selalu menyertakan stuktur DNA yang luar biasa. Pada rekombinasi genetik homolog, dua molekul DNA berinteraksi dan meluruskan susunannya yang samapada beberapatahapan reaksi. Proses pelurusaninibisamelibatkan formasiDNA menengahbaru limatiga ataubahkanempatstranddilepaskan.CabangstrukturDNAjugaditemukan sebagai rekombinan menengah. Pertukaran informasi antara dua makromolekul helix besar sering melibatkan jalinan strand kompleks (Warianto, 2011).

2.1.2 Fungsi rekombinasi genetikFungsi dari rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanismenya. Beberapa fungsi rekombinasi genetik adalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram selama perkembangan.

2.1.3 Teknik DNA rekombinanTeknik DNA rekombinan adalah gabungan beberapa teknik yang sangat berguna dalam bioteknologi khususnya untuk menggabungkan suatu potongan DNA dari suatu organisme pada DNA organisma lain. Beberapa teknik yang sangat penting dalam teknik DNA rekombinan adalah: 1) teknik memotong DNA pada posisi tertentu dengan bantuan enzim endonuklease restriksi 2) teknik menyambung DNA dengan bantuan enzim ligase DNA3) Teknik mengurut basa DNA secara cepat4) teknik hibridisasi asam nukleat5) teknik kloning DNA 6) rekayasa genetik Enzim DNAse restriksi atau lebih sering disebut dengan enzim restriksi adalah suatu enzim yang memotong DNA untai ganda pada urutan basa tertentu yang dikenali. Saat ini sudah ratusan enzim restriksi berhasil diisolasi. Hasil potongan suatu enzim ristriksi bisa tidak rata atau rata. Di dalam sel enzim ini berfungsi menghancurkan DNA asing yang masuk pada suatu organisme. Perbedaan enzim ini dengan enzim DNAse adalah potongan hasil enzim restriksi merupakan potongan DNA sedangkan hasil kerja DNAse adalah mononukleotida dan potongan-potongan DNA hasil enzim restriksi masih mungkin bergabung kembali dengan bantuan enzim ligase, sedangkan hasil potongan DNAse tridak bisa bergabung kembali walau dibantu dengan enzim ligase.

2.2. Pengertian hibridisasiHibridisasi adalah perkawinan antara berbagai sepesies, suku, ras atau varietas tumbuhan yang bertujuan memperoleh organisme yang diinginkan (Tanto, 2002).hibridisasi adalah proses penyilangan untuk menghasilkan varietas baru. Persilangan dilakukan dengan cara menyilangkan tetua terpilih sebagai tetua jantan atau betina, secara acak maupun resiprok, dan persilangan dilakukan interspesific maupun intergenerik. Tujuan hibridisasi memperoleh kombinasi genetik yang diinginkan melalui persilangan dua atau lebih tetua yang berbeda genotipenya.

2.2.1 Tahap yang dilakukan saat hibridisasiPersiapan yang dilakukan untuk hibridasi yang pertama adalah penentuan induk/tetua jantan dan betina. Pemilihan tetua tergantung pada sifat unggul yang diinginkan, kualitatif atau kuantitatif.Sifat kualitatif lebih mudah diseleksi, gen sederhana (monogenik). Perbedaan phenotipa adalah perbedaan gen pengendali,pengaruh lingkungan kecil, contohnya warna bunga. Sifat kuantitatif adalah seleksi tidak mudah dilakukan, gen kompleks (poligenik),pengaruh lingkungan besar. Contoh : hasil tanaman. Diperlukan lebih banyak tetua sebagai sumber gen.Emanskulasi adalah pengambilan kepala sari dari tetua betina untuk mencegah masuknya polen sendiri atau polen asing. Sehingga perlu mengetahui biologi bunga (morfologi dan saat anthesis). Isolasi dimaksudkan untuk mencegah terjadinya penyerbukan dari bunga lain yang bukan kita harapkan, sehingga bunga betina dan bunga jantan tidak akan melakukan polinasi sampai kita yang melakukannya, karena kondisinya yang terkurang. Polinasi adalah pemindahan polen keatas putik.2.2.2. Faktor yang Mempengaruhi HibridisasiTanaman atau tetua yang sehat untuk dilakukan hibridisasi merupakan faktor yang sangat mempengaruhi tingkat keberhasilan suatu hibridisasi. Jika tanaman yang terserang penyakit maka akan berdampak pada hasil yang kurang baik. Tanaman yang sangat cocok digunakan adalah tanaman yang bebas dari penyakit serta kontaminasi hama serta sesuai dengan tingkat keunggulan lainnya dari breeder. Pengetahuan tentang morfologi dan metode reproduksi tanaman, waktu tanaman berbunga (waktu bunga mekar), dan keadaan cuaca saat penyerbukan juga penting karena lingkungan yang kurang sesuai dan tidak terkontrol berdampak pada hasil yang kurang baik, jika tanaman yang digunakan dalam hibridisasi adalah tanaman dataran tinggi maka lingkungan yang cocok adalah dingin sehingga apabila diletakkan di daerah panas maka tanaman tersebut akan mati/tidak cocok dan sebaliknya. Selain itu, pada saat persiapan jantan maupun tetua betina harus melihat serta melakukan penyerbukan keadaan waktu yang cocok antara pagi atau sore hari.Sebaiknya sebelum kita melakukan hibridisasi kita harus memiliki kemampuan dalam proses hibridisasi setidaknya kita memiliki pengetahuan tenatang hal tersebut. Selain itu seorang breeder harus memiliki seni dan kesabaran yang tinggi, sehingga apabila seorang breeder tidak memiliki seni maka tidak akan memiliki kekreatifan untuk menciptakan bentuk baru suatu tanaman/hasil hibridisasi. Dan yang terakhir harus memiliki sifat sabar, karena karena apabila tidak memiliki kesabarna maka tidak akan memberikan hasil hibridisasi yang diinginkan. Hibridisasi adalah proses penyilangan untuk menghasilkan varietas baru. Persilangan dilakukan dengan cara menyilangkan tetua terpilih sebagai tetua jantan atau betina, secara acak maupun resiprok, dan persilangan dilakukan interspesifik maupun intergenerik(Lukianisa,2011).

BAB IIIPENUTUPKESIMPULAN1. Rekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam satu untaian DNA (intrastrand). Ada tiga tipe rekombinasi genetik yang sudah banyak diketahui, yaitu (1) rekombinasi homolog/ umum, (2) rekombinasi khusus (site-specific rekombination), dan (3) rekombinasi transposisi/replikatif. Fungsi rekombinasi genetik adalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram selama perkembangan.2. Hibridisasi adalah perkawinan antara berbagai sepesies, suku, ras atau varietas tumbuhan yang bertujuan memperoleh organisme yang diinginkan. Tahapan proses hibridisasi adalah penentuan induk/tetua jantan dan betina dan emaskulasi, yaitu isolasi, pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari pada induk jantan, polinasi, dan penutupan bunga.Tanaman atau tetua yang sehat untuk dilakukan hibridisasi, pengetahuan tentang morfologi dan metode reproduksi tanaman, waktu tanaman berbunga (waktu bunga mekar), dan keadaan cuaca saat penyerbukanmerupakan faktor yang sangat mempengaruhi tingkat keberhasilan suatu hibridisasi.

DAFTAR PUSTAKACraig, N.L. (1988) The mechanism of conservativi site-specific reaombination. Annu. Rev, Genet. 22 77-105.

Kucherlapati, R. & Smith, G.R. (eds) (1988) Ge-netic Recombination, American Society of Microbiology, Washington, DC.

Prasetyo, Muhlas, 2009, Hibridisasi. Universitas Jember. Jember.Tanto. 2002. Pemuliaan Tanaman dengan Hibridisasi (Allogam). Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.Warianto, Chaidar. 2011. Rekombinasi Genetik.