BAB I 1

PEMULIAAN TANAMAN TERAPAN

A.Pengertian Pemuliaan Tanaman (Plant Breeding)

B.Tujuan dan Peran Pemuliaan Tanaman

C.Prosedur dan Perkembangan Teknik-2 Pemuliaan

D.Pembelajaran Pemulian Tanaman

BAG I: PENDAHULUAN

BAB I 2

Apakah Pengertian Pertanian?

A. Pengertian Pemuliaan Tanaman

TANAMAN

HAMAPENYAKIT

GULMA

FAKTORPENGGANGGU

ENERGI-SINARUNSUR-HARA

AIR

FAKTORESENSIAL

TINDAKANMANUSIA

(TEKNOLOGI)

PRODUKTANAMAN

Y=f(G,E)

(FAKTORGENETIK)

Pertanian: pengelolaan tanaman dan lingkungan tumbuhnya untuk mendapatkan manfaat/ hasil sebesar-besarnya bagi manusia

Gb1. Hasil Tanaman dipengaruhi oleh faktor GENETIK dan LINGKUNGAN, Y = f(G, E)

pengertian• Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan

untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya mencakup tindakan :

1.penangkaran

2.Persilangan

3.Seleksi

• Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya mencakup tindakan :

1.penangkaran

2.Persilangan

3.Seleksi

BAB I 4

Pemuliaan Tanaman (Plant Breeding): ilmu dan seni tentang perbaikan sifat-sifat (genetik)

tanaman agar lebih bermanfaat bagi manusia.

Pemuliaan Tanaman: perbaikan sifat-sifat tanaman melalui perbaikan

genetik (faktor-faktor keturunan).

Apakah Pemuliaan Tanaman?

(Tanaman-2 yg dibudidayakan saat ini mrpk hasil Pemuliaan, mempunyai sifat-2 lebih baik dibanding tetuanya)

BAB I 5

B. Tujuan dan Peran Pemuliaan Tanaman:

1. Daya hasil tinggi (hasil/ha tinggi)2. Kualitas hasil baik (contoh: kandungan protein tinggi)3. Tahan stress lingkungan (contoh: tahan hama, penyakit, kekeringan, dsb)

PT bertujuan membentuk tanaman/varietas unggul (mempunyai sifat-2 baik atau superior), yakni:

1. APAKAH TUJUAN PEMULIAAN TAN.?

Contoh-2 Varietas Unggul: Padi: IR-26, C4, Cisadane Jagung: Arjuna, Hibrida C7 Mangga: Manalagi

Tujuan pemuliaan tanaman• peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi • perbaikan kualitas produk yang dihasilkan.• Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya

diarahkan pada:1. Peningkatan daya hasil2. Ketahanan terhadap gangguan dari organisme lain

atau lingkungan yang kurang mendukung 3. Daya tumbuh tanaman yang kuat4. Kesesuaian terhadap teknologi pertanian yang

lain.

SASARAN PEMULIAAN TANAMAN:

1. MENGHASILKAN JENIS BARU YANG BERPRODUKSI TINGGI

2. MENDAPATKAN JENIS UNGGUL TAHAN HAMA, PENYAKIT DAN TOLERAN THD LINGKUNGAN

3. MENDAPATKAN JENIS BARU YANG KUALITASNYA TINGGIYANG MAMPU BERSAING DI PASARAN

4. MENDAPATKAN JENIS BARU MASAK AWAL

CONTOH :JAGUNG VARIETAS UNGGUL DAN PRODUKSI TINGGIPADI BERUMUR PENDEKPADI YANG TRESPON THD PEMUPUKANTEBU YANG MEMILKI RENDEMEN TINGGI, DLL

BAB I 8

2. PERAN/MANFAAT PEMULIAN TANAMAN (PT)

a) PT Meningkatkan hasil/produksi Tan.

PT membentuk varietas unggul berdaya-hasil tinggi yg berperan mening-katkan hasil.

Apa peran PT dlm pengusahaan tanaman?

TANAMAN

HAMAPENYAKIT

GULMA

FAKTORPENGGANGGU

ENERGI-SINARUNSUR-HARA

AIR

FAKTORESENSIAL

TINDAKANMANUSIA

(TEKNOLOGI)

PRODUKTANAMAN

Y=f(G,E)

(FAKTORGENETIK)

Gb1. Hasil Tanaman dipengaruhi oleh faktor GENETIK dan LINGKUNGAN, Y = f(G, E)

BAB I 9

PT berperan Meningkatan produktivitas tanaman

Gb. 1.2. Peningkatan rata-2 hasil per-ha beberapa tanaman penting di dunia dari tahun 1961-1997

Manfaat Pemulian Tanaman (Lanjutan)

PT meningkatkan produksi untuk memenuhi kebutuhan yg selalu meningkat

PT meningkatkan pendapatan

BAB I 10

Manfaat Pemulian Tanaman (Lanjutan)

c). PT Berkontribusi MENJAGA LINGKUNGAN dan PRAKTIK PERTANIAN BERKELANJUTAN: PT membentuk varietas unggul tahan

hama/penyakit, shg berperan mengurangi penggunaan pestisida

PT membentuk varietas unggul efisien unsur hara, shg berperan mengurangi penggunaan pupuk kimia.

b). PT meningkatkan kualitas hasil tanaman. Contoh: Bhn pangan kandungan gizi tinggi (mis. protein) Bhn pangan bebas pestisida

BAB I 11

3. Contoh Pemecahan Masalah Budidaya Tanaman Melalui Pemuliaan Tanaman

a) Budidaya Padi Masalah:

Kegagalan panen padi akibat serangan hama wereng ( th 1970-an dan tahun 2011)

Pemecahan masalah melalui PEMULIAAN: Pembentukan tanaman padi tahan hama wereng

(VUTW): varietas IR 26; IR 36 Perakitan varietas baru misal varietas rawa,

varietsa tahan kadar garam, dll Perakitan varietas super TOI dll

12

BAB I 13

Contoh Pemecahan Masalah Melalui PT (Lanjutan)

b). Budidaya Buah Semangka Masalah:

Jumlah biji dalam buah semangka sangat banyak shg kurang disukai konsumen.

Pemecahan masalah melalui PEMULIAAN:Pembentukan buah semangka TANPA BIJI

Pemuliaan Poliploidi (penggandaan jumlah kromosom) menghasilkan semangka tanpa biji TRIPLOID, 3n=33)

BAB I 14

Contoh Pemecahan Masalah Melalui PT (Lanjutan)

c). Budidaya Buah Srikaya Masalah:

JUMLAH BIJI dalam buah SRIKAYA sangat banyak shg kurang disukai konsumen.

Pemecahan Masalah:

Pembentukan buah SRIKAYA TANPA BIJI atau BERBIJI SEDIKIT melalui Pemuliaan seleksi/pemilihan melalui Pemuliaan Poliploidisasi

PADA DASARNYA SUATU VARIETAS UNGGUL HRS MEMENUHI BEBERAPA PERSYARATAN SBB:-MEMPUNYAI KEMAMPUAN BERPRODUKSI YANG TINGGI-MEMPUNYAI HASIL KUALITAS PANEN YANG BAIK-MEMPUNYAI KEPASTIAN HASIL PANEN

VARIETAS UNGGUL MERUPAKAN FAKTOR UTAMA YANG MENETUKAN TINGGINYA PRODUKSI YANG DIPEROLEH BILA PERSYARATAN LAIN TERPENUHI

PADA DASARNYA SUATU VARIETAS UNGGUL HRS MEMENUHI BEBERAPA PERSYARATAN SBB:-MEMPUNYAI KEMAMPUAN BERPRODUKSI YANG TINGGI-MEMPUNYAI HASIL KUALITAS PANEN YANG BAIK-MEMPUNYAI KEPASTIAN HASIL PANEN

VARIETAS UNGGUL MERUPAKAN FAKTOR UTAMA YANG MENETUKAN TINGGINYA PRODUKSI YANG DIPEROLEH BILA PERSYARATAN LAIN TERPENUHI

19

DURIAN

20

Jambu mawar Lumok berbulu

rukem terap

VARIETAS UNGGUL HASIL PEMULIAAN

BAB I 24

4. PEMULIA TANAMAN (PLANT BREEDER) sbg FAKTOR KUNCI INDUSTRI BENIH

VARIETAS BARU

Pemasaran

Perbanyakan Benih

Dlm industri benih, PEMULIA menghasilkan VARIETAS-2 UNGGUL BARU untuk:

1. memenuhi permintaan konsumen yg selalu berkembang

2. mengatasi kendala-2 budidaya yg muncul

KEGIATAN PEMULIA TANAMAN

Gb 1.2. Bagan Industri BenihContoh Perusahaan Industri Benih:CARGIL; SANG HYANG SRI

Benih komponen utama pertanian modern

BAB I 25

C. PROSEDUR & PERKEMBANGAN TEKNIK PEMULIAAN TANAMAN

(1) PENETAPAN TUJUAN (berdasar permasalahan yg dihadapi atau kebutuhan

konsumen),

(2) PENYEDIAAN MATERI PEMULIAAN (berupa tanaman-tanaman yg mempunyai sifat-2

tertentu dan beragam; mengandung ragam genetik),

(3) PENILAIAN DAN SELEKSI (memilih tanaman/genotipe unggul),

(4) PENGUJIAN/EVALUASI (dilanjutkan dengan seleksi) (tanaman/genotipe terpilih dievaluasi untuk dilepas

sbg varietas unggul baru).

1. Prosedur PT:

BAB I 26

2. Perkembangan Teknik Pemuliaan Tanaman

Teknik/metode pemuliaan berkembang dari teknik paling sederhana (domestikasi-seleksi) sampai paling mutahir (teknologi DNA rekombinan).

Beberapa Teknik/Metode Pemuliaan:

1) Domestikasi dan seleksi thd populasi alam

2) Persilangan buatan dilanjutkan seleksi

3) Mutasi buatan

4) Rekayasa kromosom (Tanaman Poliploid)

5) Teknik kultur in vitro (kultur jaringan) untuk PT

6) Teknologi tanaman transgenik (DNA rekombinan)

BAB I 27

D. PEMBELAJARAN PEMULIAAN TANAMAN(Untuk Menjadi Pemulia atau Plant Breeder)

Jawabnya: ILMU TANAMAN, yg mencakup: Mekanisme Reproduksi Tanaman Genetika Tanaman Teknik Budidaya Tanaman (Agronomi) Hama dan Penyakit Tanaman Biokimia dan Fisiologi Tanaman

ILMU-2 LAIN yg terkait: Bioteknologi Statistika dan komputer

Apa yg perlu dipelajari untuk menjadi PEMULIA TAN.?

BAB I 28

Hubungan Pemuliaan Tanaman dg ILMU-2 lain

PEMULIAAN TANAMAN DAN PERANANNYA

Peran Nyata jenis-jenis unggulJenis unggul ialah jenis –jenis superior

dengan sifat:1. Jenisnya murni 2. Resisten terhadap H,P,&K3. Respon terhadap pupuk4. Mempunyai sifat agronomis disukai5. Daya adaptasi luas6. Kemampuan menghasilkan tinggi7. Kualitas baik8. Memberikan kepastian hasil

CONTOH HASIL PEMULIAAN TANAMAN:

HASIL GULA DI INDONESIA MENINGKAT 25 % DENGAN DIKETEMUKAN JENIS POJ 2878, POJ 3016

PRODUKSI TANAMAN KARET MENINGHKAT 3 X DARI TANAMAN INDUKNYA

TANAMAN SINGKONG MENINGKAT HASILNYA SAAT DITEMUKAN SINGKONG MUKIBAT

JAGUNG JENIS METRO DAN HARAPAN YANG MEMILKI PRODUKSI TINGGI

KEDELAI UNGGUL JENIS DAVROS DAN ORBAKACANG TANAH JENIS GAJAH, MACAN & KIDANG

YANG MEMILKI PRODUKSI HASIL TINGGI CENGKEH SANSIBAR DENGAN PRODUKSI TINGGI

Status kegiatan pemuliaan tanamanPemerintah ,Swasta dan Perguruan tinggi

Peluang pemuliaan tanaman

Pemberlakuan UU No. 29 tahun 2000, tentang Perlindungan Varietas Tanaman (PVT), yang memberikan perlindungan dan hak khusus bagi pelaku riset pemuliaan.

Sektor swasta, dalam hal ini perusahaan perbenihan yang berbasis riset pemuliaan tanaman akan tumbuh dan berkembang pesat.

Otonomi daerah membuka peluang upaya yang seluas-luasnya untuk merakit kultivar unggul dengan memanfaatkan sumberdaya genetik lokal untuk keunggulan spesifik daerah.

Untuk peningkatan kualitas dan daya saing, teknik pemuliaan molekuler memiliki peluang untuk dikembangkan.

Tantangan pemuliaan tanaman

• adanya kesepakatan multilateral dalam perdagangan internasional seperti TRIPS (Trade Related Intellectual Property Rights), yang menghendaki suatu negara tidak dapat membatasi impor produk (termasuk produk pertanian) tanpa justifikasi yang dapat diterima oleh negara-negara WTO lainnya.

Kendala yang dihadapi (part 1)

• Jumlah pemulia tanaman yang ada relatif sedikit (± 600 orang) bila dibandingkan dengan komoditas yang harus ditangani

• Peralatan dan mesin pertanian untuk mendukung upaya pemuliaan, produksi, prosesing (pengeringan, seed treatment, quality control dll), serta distribusi benih/bibit masih sangat terbatas dan umumnya dibawah standard

• Dukungan dana yang tidak stabil dan tidak sinambung, umumnya masih tergantung dari proyek, bukan dana rutin

Kendala yang dihadapi (part 2)

• Akses terhadap pustaka mutakhir yang masih minim di Indonesia

• Pemuliaan molekuler masih sangat terbatas dilakukan

• Sosialisasi UU No. 29 tahun 2000 tentang PVT, belum berjalan seperti yang diharapkan

• Kebijakan pemerintah dalam hal perbenihan tidak selalu sejalan dengan keinginan pihak swasta

I.

PEMULIAAN TANAMAN

HASIL OPTIMAL

PENINGKATAN SIFAT TANAMAN

USAHA MERUBAH SIFAT TANAMAN AGAR DIPEROLEH TANAMAN YANG LEBIH UNGGUL DARIPADA YANG SUDAH ADA

.

TEKNIK BERCOCOK TANAM

USAHA MENCIPTAKAN LINGKUNGAN SEKITAR TANAMAN (LINGKUNGAN MIKRO) AGAR TUMBUH BAIK

DIPERLUKAN:

1.Keragaman genetik

2.Sistem logis dalam pemindahan dan fiksasi gen

3.Konsepsi dan tujuan/sasaran yang jelas.

4.Mekanisme penyebarluasan hasilnya kepada masyarakat

SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN

1. Peningkatan produktivitas: High Yielding Varieties2. Perluasan daerah produksi: mengubah adaptasi,

umur tanaman (genjah).3. Varietas hibrida: daya hasil tinggi, jagung hibrida4. Resistensi tan. Terhadap penyakit: Tebu POJ 2878

terhadap peny. Sereh, mengatasi kerugian besar.5. Resistensi terhadap hama: padi tahan wereng

(IR. 36)6. Kualitas: dapat memenuhi persyaratan kualitas utk

industri7. Kesesuaian dgn pemanenan secara mesinal8. Dapat berpengaruh terhadap kemajuan segi

pertanian lain: perbaikan teknik budidaya mengimbangi varietas unggul yang ada.

DAFTAR TANAMAN PANGAN YANG DIKONSUMSI

CEREALIA GULA AKAR-AKARAN

KACANG2AN POHON

Padi Tebu Cassava Bean Kelapa

Gandum Bit Kentang Kedelai Pisang

Jagung Ketela rambat Kacang tanah

Sorgum

SUMBANGAN HYV PADA PRODUKSI PANGAN DUNIA

-Penemuan / pengembangan HYV dengan paket teknologi:

-pupuk, pengairan, pengendalian hama penyakit tanaman

-mampu menaikkan produksi tanaman serealia.-REVOLUSI HIJAU diciptakan oleh: CIMMYT, IRRI.

TAHAPAN PROGRAM PEMULIAAN TANAMAN

KOLEKSI PLASMA NUTFAHKOLEKSI PLASMA NUTFAH

SELEKSISELEKSI

PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:

HIBRIDISASI

MUTASI

TRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)

PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:

HIBRIDISASI

MUTASI

TRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)

SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN

SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN

EVALUASI DAN PENGUJIAN

EVALUASI DAN PENGUJIAN

PELEPASAN VARIETAS

PELEPASAN VARIETAS

• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.

• Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian.

• Varietas yang dihasilkan merupakan varietas lokal.

Metode seleksinya: seleksi massa dan seleksi galur murni.

• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi. Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.

• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.

• Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian.

• Varietas yang dihasilkan merupakan varietas lokal.

Metode seleksinya: seleksi massa dan seleksi galur murni.

• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi. Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.

• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik:

Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree, single seed descent, dialel selective mating system dan back cross. Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.

Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.

• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik:

Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree, single seed descent, dialel selective mating system dan back cross. Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.

Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.

• Evaluasi dan Pengujian: Pengujian dilakukan untuk analisis adaptasi dan stabilitas calon varietas.

• Pengujian di beberapa lokasi dan musim (uji multilokasi) dilakukan sebelum calon varietas dilepas sebagai varietas.

• Syarat pengujian mengikuti pedoman Departemen Pertanian.

• Hasil uji merkomendasikan kestabilan suatu calon varietas atau lokasi spesifik calon varietas.

• Pelepasan varietas: Persyaratan pelepasan varietas menurut DepTan:

• 1)silsilah jelas,

• 2) deskripsi lengkap,

• 3) unggul, unik, seragam dan stabil DUS (distinct, uniform, and stable),

• 4) benih penjenis tersedia dengan proses produksi sesuai prosedur baku.

LANGKAH-LANGKAH PEMULIAAN TANAMAN

1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM

PEMULIAAN

1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM

PEMULIAAN2. PENYEDIAAN

MATERI PEMULIAAN

3. PENILAIAN SIFATGENOTIPA/POPULASI MELALUI SELEKSI 4.PENGUJIAN

(EVALUASI)

4.PENGUJIAN

(EVALUASI)

Ad. 1.TUJUAN: PERLU MEMPERHATIKAN KEINGINAN KONSUMEN/ PRODUSEN

Ad.2. MATERI PEMULIAAN: PERLU ADA KERAGAMAN GENETIK Ad.3.PENILAIAN SIFAT GENOTIPA: TERGANTUNG SISTEM PEMBIAKAN,

TUJUAN, DAN FASILITAS Ad.4.PENGUJIAN: UNTUK MEMPEROLEH INFORMASI

TENTANG STABILITAS DAN DAYA ADAPTASI VARIETAS UNGGUL TERHADAP PERBEDAAN LINGKUNGAN.

PUSTAKA1. Allard. 1960. Principles of Plant Breeding.

John Wiley & Sons. London.2. Halloran et.al 1979. A Course Manual in Plant

Breeding. Australian Vice-Chancellors Commite.

3. Chahal G.S. And Gosal, S.S. 2002. Principles and Procedures of Plant Breeding. Alpha Science International. Harrow, UK.

4. Lamkey,K.R. And Michael Lee. 2006. Plant Breeding:The Arnel R HallowerInternational Symposium. Blackwell. Publ.State Avenue. Iowa.

5. Puspodarsono, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman.

6. JURNAL-JURNAL PEMULIAAN TANAMAN.