DASAR PEMULIAAN

TANAMAN

BAB VII. INDUKSI KERAGAMAN GENETIK

DENGAN MUTASI

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

ARTI MUTASI: SEMPIT : PERUBAHAN PADA PASANGAN-

PASANGAN BASA DNA ( POINT MUTATION / MUTASI TITIK / MUTASI NOKTAH)

LUAS : TERMASUK PERUBAHAN JUMLAH DAN STRUKTUR KROMOSOM

PERUBAHAN SIFAT AKIBAT MUTASI AKAN MENURUN

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

MUTASI SUMBER PENYEBAB KERAGAMAN GENETIK

TANPA MUTASI : GEN-GEN PENGENDALI SIFAT TERTENTU

AKAN SERAGAM ALEL-ALEL TIDAK TERBENTUK TIDAK

DAPAT DILAKUKAN ANALISIS GENETIK ORGANISME TIDAK MAMPU BERTAHAN

DAN BERADAPTASI TERHADAP PERUBAHAN LINGKUNGAN

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

PENYEBAB MUTASI :1. SPONTAN

TERJADI DI ALAM, LAJU MUTASI LAMBAT : 10-7 - 10-9 PASANGAN NUKLEOTIDA TERMUTASI PER GENERASI.

PENYEBABNYA TIDAK DIKETAHUI PASTI

2. INDUKSI (MUTASI BUATAN) TERJADI KARENA PERLAKUAN BAHAN

PENYEBAB MUTASI (MUTAGEN) MENINGKATKAN LAJU MUTASI (10-6-10-5) HANYA MENIRU ( SAMA DENGAN ) MUTASI

ALAMI ALEL-ALEL YANG TERBENTUK TIDAK DAPAT

DIRAMALKAN (RANDOM, UNTUNG-UNTUNGAN)

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

MACAM MUTASI :

1.  MUTASI KROMOSOM

PERUBAHAN BENANG KROMOSOM YANG

DAPAT BERAKIBAT PERUBAHAN SUSUNAN

ATAU LETAK BEBERAPA GEN

TRANSLOKASI, INVERSI, DELESI,

DUPLIKASI.

TANAMAN MENJADI STERIL AKIBAT

MATINYA TEPUNG SARI.

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

2. MUTASI GEN DAPAT TERJADI DUA ARAH, YAITU DARI

DOMINAN KE RESESIF ATAU SEBALIKNYA MUTASI GEN RESISIF LEBIH SERING

TERJADI DIBANDING MUTASI GEN DOMINAN.

SERING TERJADI PADA SIFAT KUALITATIF TANAMAN SEREALIA PADA SIFAT TINGGI TANAMAN, PANJANG DAN LEBAR DAUN, KETAHANAN TERHADAP PENYAKIT, KANDUNGAN PROTEIN DAN BEBERAPA SIFAT FISIOLOGIS

1. PERANAN INDUKSI MUTASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN

3. MUTASI GENOM

MENYEBABKAN PERUBAHAN BANYAK GEN,

TERKAIT DENGAN SIFAT KUANTITATIF,

SEPERTI PRODUKSI.

PERUBAHAN YANG TERJADI SERING SULIT

TER-AMATI DAN BARU TERLIHAT MELALUI

ANALISIS STATISTIK

MENIMBULKAN KERAGAMAN PADA

POPULASI

2. OBYEK DAN METODE PERLAKUAN

MUTAGEN BAHAN PENYEBAB MUTASI MUTANT ORGANISME DENGAN

SUSUNAN GENOTIPE BARU HASIL MUTASI MUTABLE ORGANISME YANG DAPAT

TERMUTASI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

RESPON SEL TERHADAP MUTAGEN : BIOLOGIS : VOLUME INTI, KANDUNGAN DNA

MAKIN BESAR VOLUME INTI, MAKIN PEKA GENETIS : TINGKAT KEPEKAAN ANTAR

VARIETAS DAN ANTAR SPESIES BERBEDA. KEPEKAAN ANTAR SPESIES > ANTAR VARIETAS.

LINGKUNGAN : KADAR AIR, OKSIGEN, TEMPAT PENYIMPANAN DAN SUHU.

2. OBYEK DAN METODE PERLAKUAN

OBYEK MUTASI :  RADIASI

OBYEK BAGIAN TANAMAN YANG DIGUNAKAN BIJI, TEPUNGSARI, STEK, TUNAS

TIAP BAGIAN TANAMAN MEMILIKI RADIOSENSITIVITAS BERBEDA

REAKSINYA TERGANTUNG PADA KONDISI FISIOLOGIS TANAMAN DAN KONDISI PRA DAN PASCA PERLAKUAN

BIJI PALING MUDAH DIGUNAKAN KARENA MUDAH DITREATMENT.

2. OBYEK DAN METODE PERLAKUAN

KIMIA OBYEK BAGIAN TANAMAN YANG DIGUNAKAN

BIJI, STEK DORMAN DIRENDAM DALAM KONSENTRASI MUTAGEN TERTENTU.

BATANG DIKERAT, DITEMPELI DENGAN KAPAS BASAH MUTAGEN, ATAU MUTAGEN DISUNTIKAN DALAM BATANG.

MUTAGEN DAPAT DIBERIKAN KE MEDIA TUMBUH.

POLEN DILETAKKAN DALAM RUANG TERTUTUP, DIUAPI DENGAN UAP MUTAGEN.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

GENERASI M1 DIMULAI DARI PERKECAMBAHAN BIJI YANG DIBERI MUTAGEN TANAMAN M1 AKAN HETERIZIGOUT PADA MUTAN-MUTAN DENGAN GEN-GEN BARU YANG TERINDUKSI DAN AKAN BERSEGREGASI KE DALAM FENOTIP MUTAN DAN NON MUTAN PADA GENERASI M2 DAN SELNJUTNYA M3..., M4 .. DST. MUTAN

RESESIF HASIL INDUKSI BARU AKAN NAMPAK DAN TERAMATI PADA GENERAI M2 SETELAH PENYERBUKAN SENDIRI TANAMAN M1.

ISTILAH V1, V2 .....VN DIGUNAKAN PADA GENERASI BAHAN PERBANYAKAN VEGETATIF.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

PENGARUH MUTAGEN PADA OBYEK

MUTASI (GENERASI M1) DAPAT

BERUJUD:

1. KERUSAKAN TANAMAN DAN LETALITAS

2. EFEK SITOLOGIS

3. STERILITAS

4. TITIK-TITIK DAN GARIS-GARIS PADA

DAUN

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

A. KERUSAKAN TANAMAN EMPAT GOLONGAN, YAITU :

KERUSAKAN FISIOLOGIS MUTASI GEN MUTASI KROMOSOM MUTASI SITOPLASMA

 MUTASI GEN DAN MUTASI KROMOSOM DAPAT DITURUNKAN DARI GENERASI M1 KE GENERASI SELANJUTNYA.

 EFEK FISIOLOGIS KARENA KERUSAKAN FISIOLOGIS HANYA TERJADI PADA GENERASI M1 BESARNYA KERUSAKAN TERGANTUNG PADA DOSIS MUTAGEN.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

PADA GENERASI M1 DAN V1 SULIT MEMISAHKAN PERUBAHAN

PENAMPILAN TANAMAN AKIBAT PENGARUH FISIOLOGIS ATAU PENGARUH GENETIS

MUTASI BELUM DAPAT TERAMATI PADA GENERASI M1 DAN V1, KECUALI ADA PENDUGA KHUSUS ATAU YANG DIMUTASI GAMET HAPLOID.

ADANYA MUTASI BARU DAPAT TERAMATI PADA GENERASI M2 dst.

 UNTUK KEPENTINGAN PEMULIAAN DIHARAPKAN PERLAKUAN MUTAGENIK DAPAT MENGHASILKAN EFEK FISIOLOGIS YANG KECIL NAMUN EFEK GENETIS YANG BESAR ATAU KUAT.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

B. EFEK SITOLOGIS EFEK SITOLOGIS DAPAT TERAMATI DENGAN

MIKROSKOP KROMOSOM YANG TERMUTASI TERLIHAT LEBIH LENGKET DAN BERGEROMBOL LEBIH BANYAK PADA SEL-SEL YANG SEDANG BERMITOSIS DAN BERMIOSIS YANG TERAMATI ADALAH TIPE MUTASI KROMOSOM, BUKAN TIPE MUTASI GEN ATAU MUTASI SITOPLASMA.

PADA LEVEL MOLEKULER, MUTASI TERJADI KARENA MODIFIKASI PASANGAN NUKLEOTIDA DALAM DNA.

MUTASI GEN BIASANYA BERHUBUNGAN DENGAN STERILITAS DAN LETALITAS SEGREGASI MUTASI GEN BIASANYA MENGIKUTI RASIO TIPE MONOGENIK 3 : 1.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

C. STERILITAS  PENGGUNAAN MUTAGEN DOSIS TINGGI

DAPAT MENGAKIBATKAN STERILITAS YANG TINGGI TANAMAN M1 MENGHASILKAN JUMLAH TANAMAN M2 YANG TEREDUKSI.

STERILITAS TERJADI KARENA ABRASI KROMOSOM, MUTASI GEN, MUTASI SITOPLASMA DAN EFEK FISIOLOGIS ABRASI KROMOSOM MERUPAKAN PENYEBAB UTAMA STERILITAS.

3. PENGARUH MUTAGEN PADA GENERASI PERTAMA (M1)

D. TITIK-TITK DAN GARIS-GARIS.

 MUNCULNYA TITIK-TITK DAN GARIS-

GARIS PADA DAUN BERHUBUNGAN

DENGAN REAKSI MUTAGENIK PADA

MUTASI KHLOROFIL TANAMAN M2

BERUPA ALBINIA, XANTHA, KHLORINA

DAN VIRIDIS.

1. PEMILIHAN TETUA : DILAKUKAN SETELAH MENENTUKAN TUJUAN DIPILIH KULTIVAR YANG BERADAPTASI BAIK

DAN BERDAYA HASIL TINGGI (JIKA HANYA KEKURANGAN SATU SIFAT TERTENTU: EX. KETAHANAN THD. HAMA / PENYAKIT, UMUR PENDEK DLL.

MUTAGEN BEKERJA SECARA RANDOM DAPAT BEKERJA PADA BEBERAPA GEN PERLU DIPERHATIKAN JUGA PADA SIFAT KUANTITATIF.

 MUTAN YANG DIDAPAT (DARI KULTIVAR YANG BERADAPTASI BAIK DAN BERDAYA HASIL TINGGI, NAMUN KEKURANGAN SATU SIFAT TERTENTU) DAPAT DISELEKSI MENJADI GENOTIP UNGGUL TANPA MELALUI HIBRIDISASI

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

JIKA MUTASI UNTUK MENINGKATKAN KERAGAMAN GENETIK TETUA TIDAK PERLU KULTIVAR YANG BERADAPTASI BAIK DAN BERDAYA HASIL TINGGI CUKUP MENGGUNAKAN GENOTIP YANG NANTINYA AKAN MEMUNCULKAN MUTAN YANG MUDAH TERIDENTIFIKASI ( EX. MUTAN GENOTIP PENDEK AKAN MUDAH TERDETEKSI DARI TETUA YANG TINGGI ).

PADA TANAMAN MENYERBUK SENDIRI, KEMURNIAN GENETIK BIJI-BIJI YANG DIBERI MUTAGEN SANGAT PENTING UNTUK MEMUDAHKAN IDENTIFIKASI GENOTIP MUTAN PERLU BIJI KATAGORI ELIT (BREEDER SEED).

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

2. PENENTUAN LEVEL DOSIS. PENENTUAN DOSIS PERLU

MEMPERTIMBANGKAN BERBAGAI PENGARUH FISIOLOGIS DAN SITOLOGIS.

JUMLAH MAKSIMUM MUTASI INDUKSI JIKA JUMLAH TANAMAN M1 YANG FERTIL MAKSIMAL UNTUK MENGHASILKAN GENERASI M2 YANG BESAR.

PEMILIHAN DOSIS OPTIMUM DIDASARKAN ATAS REDUKSI PERTUMBUHAN KECAMBAH DILIHAT DARI TINGGI KECAMBAHNYA.

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

PEMILIHAN DOSIS OPTIMUM DIDASARKAN ATAS REDUKSI PERTUMBUHAN KECAMBAH DILIHAT DARI TINGGI KECAMBAHNYA. SINAR X DAN GAMMA 30 – 50 % DARI TINGGI

KECAMBAH NORMAL. SINAR NEUTRON 11 – 15 % DARI TINGGI

KECAMBAH NORMAL KIMIA 10 – 30 % DARI TINGGI KECAMBAH

NORMAL  DOSIS PERLAKUAN :

D0 = TANPA PERLAKUAN MUTAGEN D1 = BERDASAR REDUKSI TINGGI KECAMBAH

DI LAPANGAN D2 = 10 – 20 % > D1 > 10 – 20 %

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

3. UKURAN POPULASI M1  JUMLAH BIJI YANG DIBERI PERLAKUAN

MUTAGEN EFEKTIVITAS MUTAGEN (JUMLAH MUTASI SETIAP UNIT DOSIS)

EFISIENSI MUTAGEN (JUMLAH MUTASI RELATIF TERHADAP STERILITAS ATAU EFEK MERUGIKAN LAINNYA)

 BOOK (1986) : UKURAN PROGENI M2 DAN POPULASI M1 YANG DIPERLUKAN SESUAI DENGAN RASIO SEGREGASI MUTAN DAN KEMUNGKINAN DIDAPATNYA MUTAN HOMOZIGOUS.

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

CONTOH : 50 % LETALITAS PADA M1 DARI 5000

TANAMAN 2500 TANAMAN HIDUP YANG AKAN DIUJI PADA GENERASI M2. GENERASI M2 DENGAN 20 INDIVIDU UNTUK SETIAP PROGENI = 50.000 TANAMAN.

FREKUENSI MUTASI RENDAH DIPERLUKAN POPULASI YANG LEBIH BANYAK MENAMBAH JUMLAH M2 YANG DIAMATI.

4. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN BIJI

TANAMAN PEMBIAK VEGETATIF MEMILIKI FASE VEGETATIF PANJANG SEBELUM FASE REPRODUKTIF. MUTASI INDUKSI PALING MEMBERI HARAPAN DALAM MERUBAH SIFAT JELEK TANPA MERUBAH SIFAT-SIFAT LAIN PADA GENOTIP ASALNYA.

 PADA TANAMAN STERIL DAN OBLIGAT APOMIKSIS PEMULIAAN MUTASI DAPAT :

1. MENINGKATKAN KERAGAMAN GENETIK

2. MEMECAH SIFAT APOMIKSIS DALAM MENGATASI STERILITAS DAN PENGHALANG PERSILANGAN.

5. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN ORGAN VEGETATIF

GENOTIP MUTAN YANG DIINGINKAN BELUM DAPAT SEGERA DIKENALI, KARENA SETELAH PERLAKUAN MUTAGEN AKAN TERBENTUK KHIMERA (TANAMAN YANG MEMILIKI DUA ATAU LEBIH JARINGAN SOMATIS YANG SECARA GENETIS BERBEDA) PADA MERISTEM YANG MULTISELULAR.

MUTASI ADALAH KEJADIAN PADA SATU SEL, SEDANGKAN APIKAL ADALAH MULTISELULAR YANG TERDIRI DARI SEJUMLAH SEL YANG OTONOM : L1 (EPIDERMIS), L2 (SUB-EPIDERMIS), L3 (LAPISAN SISANYA), YANG MASING-MASING MEMILIKI SEL-SEL YANG MERISTEMATIK.

5. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN ORGAN VEGETATIF

POSISI SEL MUTAN SANGAT MENENTUKAN JIKA MUTASI NON LETHAL DIINDUKSIKAN PADA SEL YANG MEMBELAH DI MERISTEM APIKAL AKAN DIHASILKAN SEL-SEL MUTAN DIMENSINYA TERGANTUNG PADA POSISI SEL YANG BERMUTASI, JUMLAH TOTAL SEL APIKAL YANG SEDANG MEMBELAH SERTA KEKUATAN SEL-SEL MUTAN.

TERJADI SELEKSI DIPLONTIK ( KOMPETISI DIANTARA SEL-SEL MUTAN DENGAN SEL-SEL NORMAL ).

5. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN ORGAN VEGETATIF

 DIPLONTIK DRIFT : KEHILANGAN KHIMERA YANG BERKAITAN DENGAN KEADAAN TANAMAN NORMAL.

 SEL-SEL DENGAN KERUSAKAN FISIOLOGIS DAN KERUSAKAN HORMONAL YANG BERAT (AKIBAT INDUKSI MUTAGEN), MEMILIKI KESEMPATAN LEBIH SEDIKIT DALAM MELEWATI MITOSIS DIBANDING SEL-SEL NORMAL.

5. TEKNIK MUTASI INDUKSI PADA SPESIES TANAMAN YANG DIPERBANYAK DENGAN ORGAN VEGETATIF

 SIFAT KUALITATIF : WAKTU BERBUNGA WAKTU MASAK ADAPTABILITAS TIPE TANAMAN KETAHANAN REBAH KERONTOKAN WARNA BUNGA TOLERANSI TERHADAP KEKERINGAN, SUHU RENDAH,

PANAS DAN SALINITAS. RESISTENSI TERHADAP HAMA / PENYAKIT KUALITAS HASIL.

 SIFAT KUANTITATIF : SIFAT DAYA HASIL SIFAT KUANTITATIF YANG

DIPENGARUHI FAKTOR LINGKUNGAN TIDAK DAPAT MENGIDENTIFIKASI MUTAN BERDASARKAN HANYA SATU TANAMAN.

6. SIFAT-SIFAT YANG DAPAT DIPERBAIKI MELALUI MUTASI

UNTUK MENDAPATKAN MUTAN BERDAYA HASIL TINGGI : MENYELEKSI DAN MENGISOLASI DAHULU

MUTAN BERDASARKAN SIFAT KUALITATIF DIUJI KEMAMPUAN DAYA HASILNYA BERHARAP ADANYA GEN MUTAN YANG MENGENDALAKIKAN SIFAT KUALITATIF DAN DAYA HASIL (PLEIOTROPI) ATAU LINKAGE ANTARA SIFAT KUALITATIF DENGAN DAYA HASIL. CONTOH : PADA TANAMAN BARLEY DENGAN SIFAT KETEGAKKAN BATANG YANG BERASOSIASI DENGAN SIFAT DAYA HASIL.

SELEKSI LANGSUNG TERHADAP SIFAT DAYA HASIL DIPERLUKAN BANYAK TANAMAN UNTUK MENDETEKSI SIFAT DAYA HASIL PADA MUTAN PADA TANAMAN MENYERBUK SENDIRI, TES KETURUNAN (PROGENI) DAPAT DIMULAI PADA GENERASI M3 SAMPAI M6/7.

6. SIFAT-SIFAT YANG DAPAT DIPERBAIKI MELALUI MUTASI