pt 4. sterilitas, inkompatibilas, mandul jantan

8/17/2019 PT 4. Sterilitas, Inkompatibilas, Mandul Jantan

1/35

Pemuliaan Tanaman Sterilitas Inkompatibilitas

Mandul jantan


2/35

Sterilitas

Sterilitas yaitu ketidak mampuansuatu tanaman membentuk biji,biasanya sebagai akibat daripersilangan antar spesies atau antargenus (genera).

Sterilitas disebabkan oleh perbedaankromosom antar kedua spesies atau

genera cukup besar sehingga tidakdapat berpasangan dan tidak dapatberfungsi secara normal.


3/35

Sterilitas

ika hubungan agak dekat, maka biji danembrio dapat berkembang, tetapi tanamanyang tumbuh menjadi steril (tidakmenghasilkan biji).

ika embrio tidak dapat berkembangsempurna maka dapat ditolong denganteknik kultur jaringan yang dikenal sebagaiembryo rescue

Sterilitas dapat diatasi denganpenggandaan jumlah kromosom (ploidisasi).

!ingkungan" suhu tinggi, kimia


4/35

Incompatibility/Inkompatibilitas

Inkompatibilitas yaitu kegagalantanaman dengan serbuk sari danbakal buah yang normal untukmembentuk biji disebabkanhambatan #siologis sehinggapembuahan gagal.

$iasanya disebabkan oleh kegagalan

pollen tube untuk tumbuh ke ba%ahdalam tangkai putik sehinggapembuahan tidak terjadi.


5/35


Penyebab inkompatibilitas"

&. kegagalan polen tube untukmenembus stigma,

'. jika polen tube berhasil menembusstigma, pollen tube gagal untukmemanjang di dalam style,

. jika pemanjangan polen berhasil,

perkembangannya sangat pelansehingga tidak pernah sampai ke oul,

*. jika sampai ke oul, akan tetapi oultelah diserbuki oleh polen yang

kompatibel atau oul telah layu+mati


6/35


Sistem inkompatibilitas" emampuan pollen tumbuh dikendalikan

oleh suatu seri alel" S&, S', S, -.

ika serbuk sari mempunyai alel yang sama

dengan bakal buah maka pollen tube tidakdapat berkembang

enis sistem inkompatibilitas

&. Inkompatibilitas gameto#tik

Inkompatibilitas polen ditentukan olehgenotip mikrospora

'. Inkompatibilitas spro#tik

Inkompatibilitas polen ditentukan oleh polen

yang dihasilkan tetua


7/35


Inkompatibilitas gameto#tik

Prinsip kerja&. lel/alel yang sama dikendalikan oleh faktor/

faktor yang diduga bekerja pada polen danstigma

'. 0aktor/faktor tersebut bekerja secara mandiripada stigma diploid dan pada butir polenhaploid polen dari induk jantan diploid yangsama dapat memperlihatkan dua tipe reaksipada stigma tunggal (half comtability+semi/

serasi). etika butir polen dan stigma memba%a faktor

yang sama maka akan terjadi inkompatibilitas

*. 0aktor/faktor yang diduga diturunkan memilikibeberapa alel pada lokus yang sama (s lokus)

dan alelnya dicirikan dengan S&, S', S, ....Sn


8/35



•

tanaman S&S' diserbukitanaman S&S', polen akan

memba%a alel S& dan S'.

• $iji tidak terbentuk karena

alel polen (S&S') samadengan alel pistil (S&S')

sehingga semua polenterhambat pertumbuhannya.

• Situasi ini dinamakaninkompatibel.


9/35



•tanaman S&S menyerbuki tanamandengan genotipe S&S' maka hanya alel S

yang kompatibel.

• Tanaman dengan genotip S&S akan

membentuk polen dengan alel S& dan S.

• lel S& pada polen akan inkompatibel

dengan S& pada pistil, sedangkan alel S

pada polen akan kompatibel karena pistil

tidak mempunyai S.

• oleh karena itu tanaman akanmembentuk biji karena 123 polen akanterhambat dan 123 akan tumbuh

normal..


10/35



•

tanaman dengan genotipe SS* menyerbuki tanaman dengan genotipS&S' maka polen akan memba%a alel S

dan S* yang compatibel dengan alel

pistil (S&S').• 4leh karena itu polen akan tumbuh

normal dan membentuk biji. Situasi inidinamakan fully compatible.


11/35


Inkompatibilitas Sporo#tik

Prinsip kerja

&. Semua butir polen dari tetua jantanakan menunjukkan perilaku yang sama

dengan yang diberikan oleh tetua

betina.

'. endali perilaku butir polen berasal dari

dari anter diploid, dominansi biasanyaterekspresikan. Pada tetua jantan jika

S& dominan terhadap S', maka polenS' akan mempunyai fenotip S&

. onsekuensinya homosigot terjadipada

S lokus


12/35



eterangan"• ketiga haplotipe S kodominan membuat

persilangan inkompatibel pada kedua arah


13/35



eterangan"

• haplotipe S& dominan terhadap S' dalam polen tetapi

kodominan dalam stigma.

• Indiidu S&S' kompatibel dengan indiidu S'S ketikasebagai polen tetua (kiri) tetapi inkompatibel sebagaistigma tetua (kanan).

• Perbedaan resiprokal yang sama dalam perilaku

inkompatiilitas terjadi ketika S& dominan terhadap S'


14/35



eterangan"

• haplotipe S& dominan terhadap S' pada polen dan

stigma sehingga persilangan inkompatibel secara

resiprokal


15/35

Incompatibility/Inkompatibi

litas Manfaat inkompatibilitas dalampemuliaan tanaman

&. merakit dan menghasilkan hibrida

'. Penyerbukan silang pada klon yangdiperbanyak secara egetatif


16/35


merakit dan menghasilkanhibrida

Sistem ini dikembangkan pada $rassicas(cabbage, kale, s%edes) yang memiliki sisteminkompatibilitas sporo#tik.

$entuk dominan sistem ini memungkinkan untukmemproduksi genotip homosigot untuk alel S(S&S', S'S').

$enih untuk mempertahankan genotiphomosigot diproduksi dengan penyerbukantunas.

Sistem persilangan ganda membutuhkan duaself incompatible, inbred persilangankompatibel yang masing masing homosigot

untul alel S.


17/35



Silang Tunggal


18/35



Silang 5anda


19/35



Silang Tiga


20/35

Penyerbukan silang pada klonyang diperbanyak secara

egetatif produksi bahiagrass hibrida 6Tifhi7.

8ua klon self incompatibility hasil persilanganyang kompatibel diperbanyak secara egetatif.

9

asil perbanyakan egetatif ditanam dalambarisan dalam lahan.

$enih diproduksi dari penyerbukan silangdiantara klon.

Sistem ini digunakan pada spesies menyerbuksilang yang memiliki tipe inkompatibilitasgameto#tik.


21/35

Mandul jantan

Tanaman mandul jantan adalahtanaman yang bunga jantannya

tidak mampu menghasilkan serbuk

sari atau tidak mampu membuahibunga betina.

Sifat mandul jantan dikontrol oleh

gen dalam inti maupun di luar inti(sitoplasma).


22/35

Mandul jantan

Penyebab terjadinya mandul jantan"&. $enang sari tidak ada atau tidak

tumbuh

'. egagalan memproduksi polendisebabkan oleh terganggunya

beberapa fase pertumbuhan

. Polen terbentuk namun gagal dalam

proses pematangan karena adanya

penyimpanangan susunan kepala sari


23/35

Mandul jantan

Tipe mandul jantan

&. Mandul jantan genik

'. Mandul jantan sitoplasmik

(Cytoplasmik male sterility )

. Mandul jantan sitoplasmik/genik


24/35

Mandul jantan

Mandul jantan genik

8ikendalikan oleh gen yang berada diinti yang menghambat perkembangan

normal dari anther+pollen.

5en ini terutama dikodisikan olehsepasang alel resesif (msms).

lel dominan (MsMs atau Msms)

menghasilkan produksi anther danpollen yang normal.


25/35

Mandul jantan

Mandul jantan genik

eturunan yang dihasilkan dariberbagai kombinasi persilangan

pada mandul jantan genikNo Persilangan Keturunan

(F1)&. ms ms : Ms

MsMs ms fertil

'. Ms Ms : msms

tidak ada 0& yang dihasilkan

. ms ms : Msms

Ms ms

fertilms ms steril

*. Ms ms : msms

tidak ada 0& yang dihasilkan


26/35

Mandul jantan

Mandul jantan sitoplasmik

8ikendalikan oleh adanya sitoplasmasteril

9ampir sepenuhnya dikendalikan

oleh kegiatan sitoplasma Sama sekali tidak menyangkut faktor

genetik kecuali bila suatu gen

mempunyai pengaruh padaperubahan sitoplasma

8isebabkan karena persilangan antar

spesies, atau antara sub spesies


27/35

Mandul jantan

Mandul jantan sitoplasmik/genik

8ikendalikan oleh interaksi antarasitoplasma dan gen dalam inti

Pada mandul jantan sitoplasmik/genik"

Terdapat dua tipe sitoplasma

&. 0ertil (;)

'. antan steril (S)

Pada inti terdapat gen Ms (fertil) yang dominan

terhadap gen ms (steril)

Sitoplasma di%ariskan hanya dari tetua betina

5en Ms dominan terhadap gen S pada

sitoplasma

d l j


28/35

Mandul jantan

Mandul jantan sitoplasmik/genik

Mandul jantan pada tanaman ba%ang

msms

S

Msms

S

MsMs

S

(S, msms) (S, Msms) (S, MsMs)

antan Mandul antan Tidak Mandul(antan 0ertil)

(F MsMs)

(F Msms)

(F msms)

antan tidak mandul (jantan

fertil)

M d l j t


29/35

Mandul jantan

plikasi Mandul antan Pada Pemuliaan Tanaman

&. Sebagai penghasil sterilitas genetik'. Sebagai penghasil sterilitas sitoplasma

. Meningkatkan penyerbukan silang alami

*. Sebagai penghasil benih hibrida

M d l j t


30/35

Mandul jantan


Sebagai penghasil sterilitas genetik 5en pengendali sterilitas dalam kondisi

homosigot resesif dapat diperolehdengan metode silang balik (back cross)

Mempertahankan polen sterildisilangkan dengan indiidu heterosigotMsms

M d l j t


31/35

Mandul jantan


msms < MsMs

0& Msms

MSMS'13

MSmS123

msms'13 < msms

8aur silang balik selanjutnya

Sebagai penghasil sterilitas genetik

M d l j t


32/35

Mandul jantan


Sebagai penghasil sterilitas sitoplasma 8igunakan untuk tujuan komersial karena

jauh lebih mudah mempertahankan

ketersediaan polen

5alur polen fertil dapat dipertahankan dengan

penyerbukan sendiri

5alur polen steril dipertahankan dengan

persilangan antara tetua betina steril (S,

msms) dengan tetua jantan fertil (;, msms)

Mandul jantan


33/35

Mandul jantan


Sebagai penghasil sterilitas sitoplasma

eterangan" rf = ms

Mandul jantan


34/35

Mandul jantan


Meningkatkan penyerbukan silang alami 5en mandul jantan menyediakan

mekanisme untuk meningkatkan

penyerbukan silang dalam tanaman

menyerbuk sendiri.

5en mandul jantan berpotensi untuk

memperoleh kombinasi persilangan yang

meningkat, terutama pada persilanganacak diantara generasi yang

bersegregasi.

Mandul jantan


35/35

Mandul jantan


Sebagai penghasil benih hibrida . $enih hibrida dihasilkan dari dari

perka%inan tetua jantan dan tetua betina.

Polen fungsional betina harus dihilangkanuntuk mencegah penyerbukan sendiri.

Pada tanaman budidaya ini sulit dilakukan

karena secara normal merupakan

tanaman biseksual alamiah.

Mandul jantan dapat digunakan sebagai

tetua betina.

pt 4. sterilitas, inkompatibilas, mandul jantan

Documents