Senin, 21 Maret 2011

Teknik Hibridisasi Buatan

LAPORAN PRAKTIKUM
DASAR PEMULIAAN TANAMAN (AGH 211)

Teknik Hibridisasi Buatan

Ismawati  (A34080080)
Kelompok  20




Copy of Logo IPB blue.jpg




Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2011





PENDAHULUAN

Latar belakang
            Hibridisasi (persilangan) adalah penyerbukan silang antara tetua yang berbeda susunan genetiknya. Pada tanaman menyerbuk sendiri hibridisasi merupakan langkah awal pada program pemuliaan setelah dilakukan pemilihan tetua. Umumnya program pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri dimulai dengan menyilangkan dua tetua homozigot yang berbeda genotipenya. Pada tanaman menyerbuk silang, hibridisasi biasanya digunakan untuk menguji potensi tetua atau pengujian ketegaran hibrida dalam rangka pembentukan varietas hibrida. Selain itu, hibridisasi juga dimaksugkan untuk memperluas keragaman.
            Tujuan utama melakukan persilangan adalah (1) Menggabungkan semua sifat baik ke dalam satu genotipe baru; (2) Memperluas keragaman genetik; (3). Memanfaatkan vigor hibrida; atau (4) Menguji potensi tetua (uji turunan). Dari keempat tujuan utama ini dapat disimpulkan bahwa hibridisasi memiliki peranan penting dalam pemuliaan tanaman, terutama dalam hal memperluas keragaman dan mendapatkan varietas unggul yang diinginkan. Seleksi akan efektif apabila populasi yang diseleksi mempunyai keragaman genetik yang luas.
            Varietas unggul baru dari tanaman menyerbuk sendiri biasanya merupakan hasil seleksi pada populasi keturunan hasil persilangan. Sebaliknya, pembentukan hibrida unggul pada tanaman menyerbuk silang harus diawali dengan menyerbuk sendiri secara buatan. Keberhasilan penyerbukan buatan sangat tergantung pada faktor internal (tanaman) dan faktor eksternal (cuaca). Faktor internal yang terpenting adalah saat masaknya kelamin. Penyerbukan buatan sebaiknya dilakukan pada saat serbuk sari (pollen) sudah masak tetapi belum mati dan putik siap untuk dibuahi (reseptif). Cuaca yang cerah dan tidak ada angin akan mendukung keberhasilan penyerbukan.

Tujuan
            Praktikum kali ini bertujuan mempelajari proses, tahap-tahap hibridisasi buatan pada tanaman serta mendapatkan varietas unggu baru yang sesuai dengan keinginan.


BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat
            Praktikum dilakukan pada 11 Maret 2011 di kebun percobaan Leuwikopo Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

Teknik Hibridisasi Buatan
            Pada garis besarnya persilangan mencakup kegiatan (1) persiapan, (2) kastrasi, (3) emaskulasi, (4) Isolasi, (5) pengumpulan serbuk sari, (6) penyerbukan dan (7) pelabelan.

Persiapan
            Persiapan untuk melakukan kastrasi dan penyerbukan silang meliputi penyediaan alat-alat antara lain : pisau kecil yang tajam, gunting kecil, pinset dengan ujung yang runcing, jarum yang panjang dan lurus, alkohol (75-85%) atau spiritus dalam botol kecil untuk mensterilkan alat-alat tersebut, wadah untuk tempat benang sari, sikat kecil untuk mengeluarkan serbuk sari dari benang sari, kuas untuk meletakkan serbuk sari di atas kepala putik dan kaca pembesar untuk memeriksa kebersihan kepala putik.
            Penutupan bunga sebelum dan sesudah  penyerbukan dapat menggunakan kantong dari kain, kelambu, kantong plastik yang telah diberi lubang-lubang kecil untuk pernafasan (peredaran udara) atau isolatif, sesuai dengan ukuran bunga.
            Perlengkapan lain yang perlu disediakan yakni label dari kertas yang tahan air, selanjutnya label tersebut diberi nomor urut. Untuk keperluan penyerbukan silang antara jenis-jenis tertentu sebaiknya kertas label mempunyai warna tertentu, misalnya untuk persilangan A X B warna labelnya merah, untuk A X C warna labelnya putih, untuk D X B warnanya hijau dan seterusnya dengan warna lain.

Kastrasi
            Kastrasi adalah kegiatan membersihkan bagian tanaman yang ada di sekitar bunga yang akan diemaskulasi dari kotoran, serangga, kuncup-kuncup bunga yang tidak dipakai serta organ tanaman lain yang mengganggu kegiatan persilangan. Membuang mahkota dan kelopak juga termasuk kegiatan kastrasi. Kastrasi umumnya menggunakan gunting, pisau atau pinset.

Emaskulasi
            Emaskulasi adalah kegiatan membuang alat kelamin jantan (stamen) pada tetua betina, sebelum bunga mekar atau sebelum terjadi penyerbukan sendiri. Emaskulasi terutama dilakukan pada tanaman berumah satu yang hermaprodit dan fertil. Cara emaskulasi tergantung pada morfologi bunganya. Beberapa metode emaskulasi yang umum digunakan adalah :
1. Metode Kliping atau Pinset
            Pada umumnya kuncup bunga dibuka dengan pinset atau dipotong dengan gunting, kemudian anter atau stamen dibuang dengan pinset. Cara ini mudah dilakukan pada tanaman yang bunganya relatif besar, misalnya cabai, kedelai, tomat dan tembakau. Cara emaskulasi ini praktis, murah dan mudah dilakukan, namun kemungkinan rusaknya putik dan pecahnya anter sangat besar, sehingga terjadinya penyerbukan sendiri sangat besar.
            Adapun cara melakukan emaskulasi menggunakan metode ini adalah sebagai berikut :
a. Setelah dipilih bunga yang akan digunakan sebagai betina, bagian ujung kuncup   bunga dipotong dengan pisau silet atau gunting, sehingga kepala putiknya kelihatan jelas dari atas. Pekerjaan ini harus dilakukan dengan hati-hati jangan sampai putiknya turut terpotong atau rusak.
b. Mahkota dari kuncup bunga dibuka perlahan-lahan satu per satu dengan menggunakan pinset sampai semua benang sari terlihat jelas dari luar. Bila perlu semua mahkota dibuang.
c. Benang sari dapat dibuang satu per satu sampai habis dengan sebuah pinset.
d. Baik pinset, maupun gunting kecil dan alat lain yang dipakai untuk emaskulasi bunga harus steril. Setiap kali hendak di pakai, alat tersebut perlu dicelupkan ke dalam spiritus atau alkohol 75-85% dan kemudian dilap sampai kering dan bersih.
e. Setelah melakukan emaskulasi, pada tangkai bunga segera digantungkan sebuah label yang telah diberi nomor.
2. Metode Pompa Isap (Sucking Method)
            Teknik ini mudah dilakukan pada padi. Pada tahap awal metode ini relatif mahal, karena diperlukan biaya untuk pengadaan alat. Keuntungan menggunakan metode ono adalah kemungkinan rusaknya kepala putik (stigma) dan pecahnya anter dan penyerbukan sendiri sangat kecil. Teknik pengerjaannya adalah ujung bunga dibuka dengan gunting, kemudian anter dihisap keluar dengan alat pompa hisap.
3. Metode Pencelupan dengan Air Panas, Air Dingin atau Alkohol
            Untuk tanaman yang bunganya kecil-kecil, seperti sorghum, rumput-rumputan dan pakan, pembuangan stamen dengan menggunakan pinset atau gunting sangat sulit. Cara emaskulasi untuk jenis bunga ini adalah dengan mencelupkan bunga ke dalam air hangat yang mempunyai temperatur tertentu, biasanya antara 43-53 0C selama 1-10 menit. Cara ini mahal dan tidak praktis. Hal yang sama bisa dilakukan pada air dingin atau alkohol.
4. Metode Kimia
            Beberapa bahan kimia dapat mendorong terbentuknya mandul jantan (male sterile) pada tanaman. Bahan kimia tersebut diantaranya adalah GA3, sodium dichloroasetat, ethrel, GA4/7, 2,4 D, NAA. Caranya bahan tersebut disemprotkan pada bunga yang sedang kuncup dengan konsentrasi tertentu.
5. Metode Jantan Mandul
            Pada beberapa tanaman menyerbuk sendiri seperti barley, sorghum, atau padi pelaksanaan emaskulasinya sukar, maka bisa memanfaatkan tanaman mandul jantan yaitu yang anternya steril dan tidak menghasilkan polen yang viabel. Sifat mandul jantan ini bisa dikendalikan secara genetik maupun sitoplasmik.
           
Isolasi
            Isolasi dilakukan agar bunga yang telah diemaskulasi tidak terserbuki oleh serbuk sari asing. Dengan demikian baik bunga jantan maupun betina harus dikerudungi dengan kantung. Kantung bisa terbuat dari kertas tahan air, kain, plastik, selotipe dan lain-lain. Ukuran kantung disesuaikan dengan ukuran bunga tanaman yang bersangkutan. Kantong tersebut harus memenuhi syarat-syarat berikut :
1. Kuat dan tahan hujan lebat dan panas terik matahari.
2. Tidak mengganggu pernafasan bunga yang dibungkus
3. Bila terkena air hujan dapat lekas kering, airnya dapat lekas menguap
4. Bahan yang dipakai untuk kantong tidak enak rasanya, agar tidak dimakan oleh serangga atau binatang-binatang lainnya.
5. Kantongnya cukup besar, sehingga bila ada hujan turun, bunganya tidak akan menempel pada kantong. Kantong tersebut dapat berbentuk silinder, yang diperkuat dengan kerangka dari kawat atau bambu. Bila bunga yang dibungkus itu kecil, cukuplah bunga itu ditutup dengan sebuah tudung plastik berukuran kecil.

Pengumpulan Serbuk Sari
            Pengumpulan serbuk sari dari pohon tetua jantan dapat dimulai beberapa jam sebelum kuncup-kuncup bunga itu mekar. Bila letak pohon tetua betina jauh dari pohon tetua jantan, maka pengangkutan kuncup-kuncup bunga dari tetua jantan ke tetua betina akan memakan waktu yang lama. Agar kuncup bunga itu tidak lekas layu dan tahan lama dalam keadaan segar, hendaknya kuncup bunga itu dipetik dan diangkut pada pagi hari sebelum matahari terbit atau pada sore hari setelah matahari terbenam.
            Serbuk sari adalah mahluk hidup, yang mempunyai umur terbatas dan kemudian mati. Mutu serbuk sari dapat dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain :
1. Kelembaban udara, pada kelembaban udara relatif yang tinggi serbuk sari tidak tahan disimpan lama. Penyimpanan serbuk sari di tempat lembab akan berakibat buruk, karena berpeluang berjangkit cendawan dan bakteri yang dapat menyebabkan serbuk sari lekas mati.
2. Umur serbuk sari, makin tua umur serbuk sari, makin lamban akan perkecambahannya dan tabung sari yang terbentuk akan lebih pendek. Selain itu persentase butir-butir serbuk sari yang hidup akan terus menurun sampai pada suatu saat tidak ada serbuk sari lagi yang dapat berkecambah.
3. Suhu udara, pada tempat yang udaranya kering dan pada suhu rendah, serbuk sari dapat disimpan sampai beberapa minggu dalam keadaan tertutup.
            Di laboratorium, serbuk sari biasanya disimpan pada suhu antara 2-8 0C dan pada kelembaban udara antara 10% sampai 50%. Penyimpanannya dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: terlebih dahulu serbuk sarinya dimasukkan ke dalam
tabung gelas. Kemudian tabungnya diletakkan dalam exsicator (desiccator) yang telah diisi dengan CaCl2 atau dengan larutan H2SO4 pada konsentrasi tertentu, misalnya antara 10-70%. Maksudnya agar dapat menyerap uap air dari udara cukup banyak. Untuk menyimpan serbuk sari bunga karet dari jenis No. PR 107 biasanya dipakai konsentrasi 27% H2SO4 dan untuk serbuk sari dari jenis karet No. AV 157 dipakai konsentrasi 35% H2SO4.

Penyerbukan
            Penyerbukan buatan dilakukan antara tanaman yang berbeda genetiknya. Pelaksanaannya terdiri dari pengumpulan polen (serbuk sari) yang viabel atau anter dari tanaman tetua jantan yang sehat, kemudian menyerbukannya ke stigma tetua betina yang telah dilakukan emaskulasi. Cara melakukan penyerbukan :
1. Menggunakan kuas, pinset, tusuk gigi yang steril, yaitu dengan mencelupkan alat-alat tersebut ke alkohol pekat, biarkan kering kemudian celupkan ke polen dan oleskan ke stigma.
2. Mengguncangkan bunga jantan di atas bunga betina, sehingga polen jantan jatuh ke stigma bunga tetua betina yang telah diemaskulasi. Cara ini biasanya digunakan untuk persilangan padi dan jagung.


Pelabelan
            Ukuran dan bentuk label berbeda-beda. Pada dasarnya label terbuat dari kertas keras tahan air, atau plastik. Pada label antara lain tertulis informasi tentang: (1) Nomor yang berhubungan dengan lapangan, (2) Waktu emaskulasi, (3) waktu penyerbukan, (4) Nama tetua jantan dan betina, (5) Kode pemulia/penyilang.

Pendeteksian Keberhasilan Persilangan Buatan
            Keberhasilan suatu persilangan buatan dapat dilihat kira-kira satu minggu setelah dilakukan penyerbukan (Gambar 6). Jika calon buah mulai membesar dan tidak rontok maka kemungkinan telah terjadi pembuahan. Sebaliknya, jika calon buah tidak membesar atau rontok maka kemungkinan telah terjadi kegagalan pembuahan. Keberhasilan penyerbukan buatan yang kemudian diikuti oleh pembuahan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah kompatibilitas tetua, ketepatan waktu reseptif betina dan antesis jantan, kesuburan tanaman serta faktor lingkungan.       Kompatibilitas tetua terkait dengan gen-gen yang terkandung pada tetua jantan dan betina. Waktu reseptif betina dan antesis jantan dapat dilihat ciri morfologi bunga. Bunga yang terbaik adalah bunga yang akan mekar pada hari tersebut. Sementara itu, faktor lingkungan yang berpengaruh pada keberhasilan persilangan buatan adalah curah hujan, cahaya mahatari, kelembaban dan suhu. Curah hujan dan suhu tinggi akan menyebabkan rendahnya keberhasilan persilangan buatan.
            Pada persilangan buatan tanaman hermaprodit atau juga tanaman lainnya, biji yang dihasilkan belum tentu merupakan hasil persilangan buatan. Bisa jadi biji tersebut merupakan hasil selfing (untuk bunga hermaprodit) atau hasil persilangan tanaman lain (karena proses isolasi yang tidak sempurna). Hal tersebut dapat dideteksi dengan bantuan penanda, baik berupa penanda morfologi maupun penanda molekuler.
            Sifat kualitatif tanaman dapat digunakan sebagai penanda morfologi. Sebagai contoh buah muda cabai ada yang berwana hijau tua, hijau muda, kuning atau atau ungu. Buah muda cabai dapat digunakan sebagai penanda morfologi. Jika cabai dengan buah berwarna hijau tua disilangkan dengan cabai dengan buah berwarna ungu maka akan menghasilkan F1 dengan buah berwarna ungu. Jika buah F1 yang dihasilkan tidak berwarna ungu maka kemungkinan terjadi selfing atau penyerbukan dari serbuk sari cabai lain. Hal yang sama dapat digunakan untuk penanda molekuler.
            Pada biji tanaman yang ada pengaruh metaxenia seperti jagung, keberhasilan persilangan buatan sudah dapat dideteksi tanpa menanam F1. Jagung yang seharusnya mempunyai warna biji putih jika diserbuki dengan serbuk sari jagung dengan warna biji kuning akan berwarna kuning. Contoh lain adalah jagung manis jika diserbuki oleh jagung tidak manis akan menghasilkan biji-biji yang tidak manis.


DAFTAR PUSTAKA
Sujiprihati, S., M. Syukur, dan R. Yunianti. 2010. Teknik Persilangan Buatan.       http:// muhsyukur.staff.ipb.ac.id/files/2010/12/TEKNIK-ERSILANGAN-            BUATAN.pdf  [27 Februari 2011]
[Anonim]. 2011. http://www.scribd.com/doc/45675663/Acara-3x [27 Februari       2001]

1 komentar: