Iman Lukmanul Hakim

150510110144

Rekayasa Tanaman 2

Basis Genetik Dari Pemuliaan Tanaman

Prosedur pemuliaan tanaman yang digunakan untuk meningkatkan perbaikan

genetik tanaman ditentukan oleh model produksinya. Tentu saja hubungan ini akan

menjadi suatu hubungan yang jelas seperti apa metode pemuliaan yang akan digunakan

nantinya.

Pengertian tentang polinasi, fertilisasi dan pengembangan benih untuk budidaya

spesies tanaman dibutuhkan untuk mempelajari mekanisme pewarisan spesies-spesies

tersebut.

Tipe-tipe reproduksi

Reproduksi tanaman terbagi dua yaitu secara seksual dan aseksual. Secara

seksual melibatkan fusi gamet jantan dan gamet betina baik itu dari tetua yang sama

ataupun tetua yang berbeda. Sedangkan reproduksi aseksual tanaman baru dihasilkan

dari organ-organ khusus bagiab vegetatif tanaman.

Reproduksi Seksual

Pada prosedur pemuliaan tanaman secara konvensional mengidentifikasi

variabilitas genetik, meningkat dan mengeksploitasinya melalui reproduksi seksual, oleh

karena itu mengetahui proses reproduksi seksual sangat penting bagi pemulia.

Bagian-Bagian Bunga

Bunga mengandung berbagai struktur dari reproduksi seksual tanaman. Secara

umum terdiri dari empat organ bunga yaitu, sepal,petal,stamen,dan pistil. Petal biasanya

terang warnanya, sepal ukurannya kecil dan tidak menarik. Petal dan sepal tidak

dibutuhkan dalam reproduksi, maka hanya stamen dan pistil saja yang mempunyai

fungsi menghasilkan biji.

Macam-macam bunga

Bunga lengkap adalah yang mempunyai empat organ bunga

(sepal,petal,stamen,dan pistil) sedangkan yang tidak lengkap ialah bunga yang organnya

kurang dari empat organ bunga. Contoh bunga lengkap, tanaman kapas,tembakau,’rape’

kentang, ’cowpea ’kedelai, ’common bean’ ,tomat ,semanggi, ‘alfafa’, kubis dan banyak

pada tanaman pangan dan hortikultura.

Bunga sempurna adalah yang mempunyai organ stamet dan pistil pada struktur

bunga yang sama,oleh karena itu bila tidak mempunyai salah satu organ staminet atau

pistil disebut bunga tidak sempurna atau bunga uniseksual.

Polinasi dan fertilisasi

Terbentuknya biji tanaman melalui proses dalam siklus reproduksi. Dalam anter

yang belum masak terdapat empat kantung polen yang mengandung mikrospora atau

sel induk polen. Masing-masing mengalami pembelahan meiosis membentuk empat

mikrospora yang berpotensi menjadi empat polen yang matang.

Polinasi adalah pindahnya butir polen dari anter ke stigma, tranfernya bervariasi

tergantung perbedaan tiap tanaman. Beberapa butir polen menyerbuk dari tanaman

yang sama akan tetapi kebanyakan menyerbk dari tanaman sekitarnya,

Stigma adalah bagian dari pistil,sigma yang reseptif akan bercabang halus, bisa

menangkap butir polen atau mengeluarkan lendir agar butir polen bisa melekat.

Gamet betina bisa juga disebut telur diproduksi dalam ovul melalui proses yang

sama seperti pada pembentukan sperma. Dalam tiap-tiap ovul terdapat sel induk

megaspora yang mengalami meiosis menghasilkan tetrad dari empat megaspora,tiga

mengalami degenerasi dan hanya satu megaspora yang berfungsi.

Bunga yang memiliki leih dari satu tipe morfologi disebut dengan heteromorfi,

tentu saja hal tersebut berpengaruh terhadap pemuliaannya. Hambatan fisiologis atau

mekanis dapat menyebabkan kegagalan terjadinya penyerbukan sendiri, sama halnya

bila gamet jantan tidak berfungsi menyebabkan terjadinya penyerbukan silang pada

bunga hermafrodit.

Nuclear division dan kromosom

Tanaman terbentuk dari suatu struktur dan fungsi yang kecil yaitu sel. Dalam sel

terdapat nukleus, membran sel sitoplasma. Dalam sitoplasma terdapat organel-organel

sel seperti badan golgi, retikulum endoplasma, chloroplas,mitokondria, ribosom. Didalam

nukleus terdapat material genetik dan fungsi dalam bagian sel dan juga reproduksi.

Terdapat dua tipe pembelahan sel yaitu secara mitosis dan mieosis. Mitosis pembelahan

sel pada bagian somatis tanaman sedangkan meiosis pada bagian reproduksi tanaman.

Tanaman Menyerbuk Sendiri dan Silang

Penyerbukan sendiri yaitu perpindahan polen dari anter ke stigma pada bunga

yang sama atau bunga apada tanaman yanga sama. Penyerbukan diantara tanaman klon

yang sama contoh tanaman hasil dari perbanyakan secara aseksual yang asalnya dari

organ tanaman yang sama atau merupakan penyerbukan diantara tanaman galur murni,

yang mana genetiknya identik diperoleh akibat hal yang sama seperti pada penyerbukan

sendiri.

Persatuan sperm dan telur pada tanaman yang sama disebut ferilisasi sendiri

atau autogami sedangkan allogami adalah persatuan sperm dan telur yang berasal dari

tanaman yang berbeda.

Metode reproduksi seksual dikelompokkan berdasarkan tanaman menyerbuk

sendiri dan menyerbuk silang. Hal ini tidak eklusif begitu saja karena penyerbukan silang

bisa terjadi pada tanaman menyerbuk sendiri dan tanaman menyerbuk sendiri bisa

dikelompokkan pada sbagai tanaman menyerbuk silang.

Terjadinya penyerbukan silang dan sendiri secara alami tergantung pada 1

kultivar atau strin tanamannya, 2 lingkungan, 3 kecepatan dan arah angin waktu

penyerbukan,dan 4 populasi serangga yang ada

Beberapa mekanisme bunga hermaprodit yang menyebabkan penyerbukan

sendiri secara normal dan tidak menyebabkan terjadinya penyerbukan silang, yaitu

a) Bunga tidak mekar

b) Butir polen dilepas sebelum bunga mekar

c) Stigma dan stamen bersembunyi di dalam organ bunga sebelum bunga

mekar

d) Stigma memanjang menggeek anter sesudah anter masak

Reproduksi Pada Tanaman Budidaya

Kebanyakan tanaman diperbanyak melalui biji akan tetapi pada beberapa spesies

tanaman dperbanyak dengan organ vegetatifnya hal ini disebabkan biji yang dihasilkan

tanaman tersebut sedikit atau menampilkan variabilitas yang tidak dikehendaki

seandainya diperbanyak menggunakan biji.apomiksis yaitu apabila biji ynag dihasilkan

tidak melalui fertilisasi atau rangkain meiosis yang lengkap.

Perbanyakan Vegetatif

Perbanyakan vegetatif bisa dilakukan melaui organ tanaman, akar,rhizoma,

stolon, ‘tuber’,’sprig’,stem atau potong daun, atau dengan kultur jaringan. Tanaman

yang dperbanyak secara vegetatif disebut juga dengan ‘klon’.

Apomiksis

Apomiksis adalah reproduksi seksual sebagai pengganti reproduksi seksual pada

tanaman tertentu. Terdapat dua tipe dari tipe apomiksis yaitu vivipary dan

agamospermy. Vivipari adalah pembentukan planlet atau bulbil atau pragula dari

primordia bunga atau masih melekat pada bunga. Sedangkan agamospermi

pembentukan biji tanpa fertilisasi persatuan inti telur dan sperma. Tanaman

agamospermi dapat obligat atau fakultatif.

STUDY QUESTION

1) Apa saja esensi keutamaan meiosis dan apa peran mereka untuk meningkatkan tanaman

budidaya?

2) Terdiri dari apa saja gamet betina dan jantan yang sudah matang?

3) Bagaimana mitosis dan meiosis bisa berbeda?

4) Bagaimana cara anda menentukan apakah tanaman tersebut melakukan penyilangan atau

penyerbukan sendiri ?

5) Kenapa perbanyakan vegetatif berbeda dari apomiksis?

6) Tipe apomixes apa yang biasanya berguna untuk memperbaiki tanaman budidaya, fakultatif

atau obligat? Kenapa?

7) Mengapa penting bagi para pemulia tanaman untuk mengetahui struktur bunga?

Jawaban

1) Meiosis berguna dan mempunyai peran dalam pembelahan sel yaitu pada bagian reproduksi

dan esensi utama meiosis adalah reduksi kromosom yang asalnya diploid (2n) dalm sel induk

megaspora menjadi kromosom yang haploid. Meiosis juga sangat penting dalam memelihara

jumlah kromosom dalam suatu spesies

2) Gamet Betina memiliki Arkegonium. bentuknya mirip botol dengan bagian yang lebar

disebut perut, bagian yang sempit disebut leher, tiap-tiap dindingnya yang tersusun dari satu

lapis sel. Di atas perut terdapat saluran leher dan satu sel induk yang besar.kemudian sel ini

membelah lalu menghasilkan sel telur. Gamet Jantan memiliki Anteridium, bentuknya bulat

seperti gada. Dinding anteridium terdiri atas satu lapis sel yang mandul, di dalamnya

terdapat sejumlah besar sel induk spermatozoid – spermatozoid.

3) mitosis berperan dal perbanyakan sel untuk proses pertumbuhan, sedangkan meiosis

berperan dalam pembentuk sel gamet, Mitosis terjadi di jaringan meristematis sedangkan

meiosis terjadi di dalam organ reproduksi. Pada mitosis sel anak bersifat diploid ( 2n ),

sedangkan pada meiosis sel anak bersifat haploid ( n )

4) tergantung dari tanamannya apakah berumah satu atau berumah dua seandainya berumah

satu ada kemungkinan penyerbukan sendiri dan juga tanaman menyerbuk sendiri

tergantung faktor genetik dan morfologi bunga.

5) Sebab perbanyakan vegetatif diperbanyaknya dari selain bunga sedangkan apomiksis dalam

perbanyakan tanamannya dalam bunga dan tentu saja tanpa fertilisasi.

6) Apomiksis obligat sebab apomiksis obligat tidak hanya membuat benih pemulia secara utuh dan

kultivar agronomi yang stabil akan tetapi menghambat pemuliaan kultivar baru kecuali sex

kompatibal dari plasma nutfah ditemukan.

7) sebab bunga merupakan organ reproduksi tanaman. Penting bagi seorang pemulia tanaman

untuk mengetahui organ reproduksi tanaman yaitu bunga, baik itu secara struktur maupun

fungsi, sebab hal ini sangat penting dan dibutuhkan dalam perbanyakan tanaman termasuk

persilangan. Oleh karena itu mutlak bagi seorang pemulia tanaman untuk mengetahui dan

mempelajari tentang bunga