MUTASI MUTASI meningkatkan meningkatkan

keragaman genetikkeragaman genetik

Penyediaan Sumber GenPenyediaan Sumber Gen

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

SUMBER GENETIK DAPAT DIPEROLEH DARI :

TANAMAN KOMERSIAL LAMA/BARUMATERI PEMULIAAN LAMA YANG BELUM DIUJI/DIREGISTRASI TAPI MENGANDUNG GEN PENTINGMATERI PEMULIAAN YANG MEMILIKI GEN-GEN SPESIFIK (RESISTENSI spesifik, PROTEIN spesifik, dll.)POPULASI LOKALMATERI GENETIK KHUSUS (MUTAN, dll.)POLYPLOID DAN ANEUPLOIDHIBRIDA SINTETIK SPESIES LIAR DAN GULMANYA

Jika dari plasma nutfah yang ada tidak Jika dari plasma nutfah yang ada tidak tersedia keragaman yang diperlukan, maka tersedia keragaman yang diperlukan, maka peningkatan keragaman genetik dapat peningkatan keragaman genetik dapat diupayakan melalui :diupayakan melalui :- - introduksiintroduksi

dilakukan dengan mendatangkan dilakukan dengan mendatangkan materi genetik dari luar negeri, materi genetik dari luar negeri,

menghasilkan menghasilkan tambahan materi yang tambahan materi yang spesifik sesuai spesifik sesuai kebutuhankebutuhan- - persilangan antar speciespersilangan antar species

dilakukan untuk menggabungkan dilakukan untuk menggabungkan sifat-sifat sifat-sifat dari tetua dengan kisaran sifat dari tetua dengan kisaran sifat yang berbeda, yang berbeda, menghasilkan kisaran menghasilkan kisaran keragaman yang lebih keragaman yang lebih luasluas

- MutasiMutasi

Mutasi adalah perubahan pada materi Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (bersifat terwariskan (heritableheritable).).

Mutasi merupakan perubahan pewarisan Mutasi merupakan perubahan pewarisan sifat secara tiba-tiba pada suatu makhluk sifat secara tiba-tiba pada suatu makhluk hidup, yang memberikan pengaruh besar hidup, yang memberikan pengaruh besar terhadap fenotipe (De Vries, 1901). terhadap fenotipe (De Vries, 1901).

Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam ((spontaneous mutationspontaneous mutation) dan dapat juga ) dan dapat juga terjadi melalui induksi (terjadi melalui induksi (induced mutationinduced mutation). ).

Secara mendasar tidak terdapat Secara mendasar tidak terdapat perbedaan antara mutasi yang terjadi perbedaan antara mutasi yang terjadi secara alami dan mutasi hasil induksi. secara alami dan mutasi hasil induksi. Keduanya dapat menimbulkan variasi Keduanya dapat menimbulkan variasi genetik untuk dijadikan dasar seleksi genetik untuk dijadikan dasar seleksi tanaman, baik seleksi secara alami tanaman, baik seleksi secara alami (evolusi) maupun seleksi secara (evolusi) maupun seleksi secara buatan (pemuliaan).buatan (pemuliaan).

Mutan

Makhluk hidup yang mengalami mutasi

Mutagenik

Bersifat menyebabkan mutasi

Bahan yang digunakan /dapat menyebabkan mutasiBahan yang digunakan /dapat menyebabkan mutasi

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

MutagenMutagen

induksi mutasiinduksi mutasi dilakukan dengan cara menginduksi dilakukan dengan cara menginduksi

materi tanaman menggunakan materi tanaman menggunakan berbagai berbagai mutagen (radiasi mutagen (radiasi sinar, bahan kimia) sinar, bahan kimia) menghasilkan menghasilkan mutan.mutan.

Mutasi dapat dilakukan dengan Mutasi dapat dilakukan dengan menggunakan perlakuan energi dan kimia menggunakan perlakuan energi dan kimia (Sunarto, 1997). (Sunarto, 1997). a. a. Penggunaan radiasi sinar/partikel Penggunaan radiasi sinar/partikel

Perlu dosis dan waktu yang tepat untuk Perlu dosis dan waktu yang tepat untuk setiap setiap jenis jenis radiasi dalam radiasi dalam menghasilkan mutan.menghasilkan mutan.

Bahan yang diradiasi dapat berupa biji Bahan yang diradiasi dapat berupa biji maupun maupun bagian tanaman yang lain, bagian tanaman yang lain, terutama yang bersifat terutama yang bersifat meristematik.meristematik.

Jenis sinar/partikel yang dapat Jenis sinar/partikel yang dapat dimanfaatkan untuk menginduksi dimanfaatkan untuk menginduksi mutasi :mutasi :

- sinar X- sinar X

- sinar (gamma)- sinar (gamma)

- sinar (beta)- sinar (beta)

- partikel elektron - partikel elektron

- penembakan neutron lambat atau - penembakan neutron lambat atau cepatcepat

- sinar ultra violet- sinar ultra violet

b.b. Penggunaan bahan mutagenik (mutagen) Penggunaan bahan mutagenik (mutagen) Dilakukan dengan perendaman, Dilakukan dengan perendaman, penetesan bahan kimia mutagenik penetesan bahan kimia mutagenik dengan dosis, frekuensi, dan waktu dengan dosis, frekuensi, dan waktu tertentu.tertentu. Jenis bahan kimia yang dapat digunakan Jenis bahan kimia yang dapat digunakan untuk menginduksi mutasi :untuk menginduksi mutasi : - EMS (Ethyl-methanosulfonat)- EMS (Ethyl-methanosulfonat) - ethylenimin- ethylenimin - diepoksibutan- diepoksibutan - oksida etilen- oksida etilen - garam Nitrogen- garam Nitrogen

Jenis MutasiJenis Mutasi Mutasi GenMutasi Gen

NormalNormal Abnormal Abnormal Mutasi KromosomMutasi Kromosom

Mutasi GenMutasi Gen

Gen merupakan sekuens dari untai DNA yang Gen merupakan sekuens dari untai DNA yang mengkode pembentukan protein tertentu. Hanya mengkode pembentukan protein tertentu. Hanya satu untai DNA yang terlibat dalam pembentukan satu untai DNA yang terlibat dalam pembentukan protein melalui transkripsi mRNA. Perubahan dalam protein melalui transkripsi mRNA. Perubahan dalam penerjemahan/translasi untai DNA template akan penerjemahan/translasi untai DNA template akan mengakibatkan perbedaan dalam sintesis protein. mengakibatkan perbedaan dalam sintesis protein. Kesalahan atau perubahan pada tahap tersebut yang Kesalahan atau perubahan pada tahap tersebut yang menyebabkan terjadinya mutasi gen.menyebabkan terjadinya mutasi gen.

Beberapa tipe mutasi gen yang dapat terjadi antara Beberapa tipe mutasi gen yang dapat terjadi antara lain :lain :

SubstitusiSubstitusi Ada penggantian nukleotida dengan nukleotida yang Ada penggantian nukleotida dengan nukleotida yang

bukan semestinya. bukan semestinya.

InsersiInsersi Ada penambahan/sisipan nukleotida baru pada Ada penambahan/sisipan nukleotida baru pada

bagian tertentu, sehingga jumlah nukleotida bagian tertentu, sehingga jumlah nukleotida bertambah dari jumlah semulabertambah dari jumlah semula

DelesiDelesi Ada pengurangan jumlah nukleotida, sehingga jumlah Ada pengurangan jumlah nukleotida, sehingga jumlah

nukleotida berkurang dari jumlah semula. Jumlah nukleotida berkurang dari jumlah semula. Jumlah nukleotida yang hilang bisa satu atau lebih.nukleotida yang hilang bisa satu atau lebih.

InversiInversiAda pembalikan urutan nukleotida, baik sebagian Ada pembalikan urutan nukleotida, baik sebagian

maupun keseluruhan.maupun keseluruhan.

DNA

mRNAAsam Amino

EST, PER, MDH, dll.

Protein

Tinggi tanaman, warna bunga, ketahanan terhadap penyakit, toleran tanah masam, dll.

Fenotipe Tanaman

Mutasi KromosomMutasi Kromosom

DelesiDelesi

perubahan yang diakibatkan hilangnya satu perubahan yang diakibatkan hilangnya satu atau beberapa gen pada kromosomatau beberapa gen pada kromosom

InversiInversi

perubahan yang diakibatkan berubahnya perubahan yang diakibatkan berubahnya urutan beberapa gen pada kromosom urutan beberapa gen pada kromosom menjadi berkebalikan dengan urutan semulamenjadi berkebalikan dengan urutan semula

TranslokasiTranslokasi

perubahan yang diakibatkan berpindahnya perubahan yang diakibatkan berpindahnya satu atau beberapa gen pada suatu satu atau beberapa gen pada suatu kromosom ke kromosom yang lainkromosom ke kromosom yang lain

DuplikasiDuplikasi

perubahan yang diakibatkan perubahan yang diakibatkan copycopy ganda ganda beberapa gen pada kromosombeberapa gen pada kromosom