Upload
vocong
View
275
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Peningkatan kualitas (daya hasil) Ketahanan terhadap cekaman biotik (penyakit)
/abiotik (kekeringan, lahan masam, kandungan garam tinggi,
Suhu tinggi, suhu rendah) Kualitas ( umur panen, tinggi tanaman, warna,
ukuran, bentuk , aroma dll)
Tujuan pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman
Introduksi Seleksi Hibridisasi Mutasi Bioteknologi
Pemuliaan tanaman: kegiatan memperbaiki mutu genetik agar diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat dan kualitasnya lebih baik dengan cara mengubah susunan genetik tanaman
Peningkatan
variasi genetik
Mengapa harus mempelajari MUTASI?
Mutasi merupakan sumber keragaman yang penting bagi
Pemuliaan Tanaman. (Sumber dari seluruh materi
pemuliaan berasal dari mutasi, baik yang terjadi pada
cultivar modern, landrace, maupun tanaman liar dan pada
spesies liar).
Untuk memahami cara kerja dari suatu gen. Efek suatu
gen diketahui bila terjadi mutasi yang menyebabkan gen
tersebut tidak aktif.
Mutasi didefenisikan sebagai perubahan mewaris dalam bahan genetik yang tidak disebabkan oleh rekombinasi atau segregasi.
Perubahan bisa pada level DNA, kromosom atau set kromosom.
Mutasi: Perubahan materi genetik pada sel yang
dapat diwariskan.
Mutan: Suatu variasi fenotipik yang disebabkan
oleh suatu mutasi
MUTASI
Mutasi : perubahan pada
materi genetik suatu makluk
hidup yang terjadi secara tiba-
tiba dan secara acak, serta
diwariskan
Mutasi : Genetik (diturunkan)
Epigenetik (perubahan pada
fenotipe) sehingga dapat
kembali normal )
Negara Asia, Eropa dan Amerika:
menghasilkan varietas baru paling
banyak, diikuti India, Rusia, Belanda,
Amerika dan Jepang
Pemuliaan melalui mutasi:
telah menghasilkan berbagai
varietas unggul komersial
MUTASISecara alami sangat lambat
Mutasi buatan
MUTAGEN
Kimia: Golongan alkyl:
Kolkisin, Ethylamine, EMS, dan d ES
Fisika: sinar x, sinar
gamma, sinar beta (ion beam), neutron dll
Pemicu terjadinya mutasi
Dosis radiasi: dosis radiasi di ukur dalam
satuan Gray (Gy),
1 Gy = 0,10 krad yakni 1 J energi per kilo
gram iradiasi yang dihasilkan.
LD 50: dosis yang menyebabkan kematian 50% dari populasi yang di radiasi
LD50
LD-50Nilai LD50 : salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur tingkat sensivitas suatu jaringan terhadap radiasi, atau dikenal dengan istilah radiosensivitas.
meningkatkan keragaman genetik yang tinggi
Peluang besar untuk melakukan seleksi sesuai karakter yg diinginkan dari populasi yang dihasilkan
Dapat menimbulkan sifat-sifat baruKeuntungan
Perlakuan
Mutasi
Dapat menimbulkan sifat-sifat baru
Lebih efektif untuk perbaikan
beberapa sifat baru saja
Dapat memisahkan gen linkage
Perubahan gen bersifat acak
Perubahan sifat bukan yang
dikehendaki
Tidak dapat digunakan untuk
memperbaiki karakter agronomi
yang kompleks
Kelemahan
Perlakuan
Mutasi
Eksplan/bahan
yang dapat
digunakan
Benih/biji, stek pucuk,
kalus, supensi sel,
protoplas
KALUS PROTOPLAS
Sifat dasar mutasi
Mutasi genom: perubahan jumlah
kromosom (polyploid, haploid, dan
euploid)
Mutasi di luar inti sel: mutasi yang
terjadi di luar sitoplasma
Mutasi kromosom: tidak merubah jumlah
- struktur arrangement ( translokasi,
inversi, duplikasi, defisiensi)- gene mutation
Penggandaan Kromosom terjadi
akibat kegagalan pembelahan
MITOSIS
Mutasi struktur kromosom
a. Delesi : a b c d e f a c d e f
b. Duplikasi : a b c d e f a b b c d e f
c. Inversi : a b c d e f a e d c b f
d. Translokasi : a b c d e f a b c d j k
g h I j k g h I e f
Kromosom Bawang Merah Setelah Perlakuan Kolkisin. Setelah Terjadi Penggandaan Kromosom (A); Kromosom Belum Mengganda (B)
A
B
BUNGA MUTAN
ANYELIR
24.1, 20, M1V1-1
24.1, 20, M1V2.2-1
24.1 ASLI
24.1,20,M1V2.2-9
24.1, 50, M1V2.2-10
Perubahan jumlah kromosom (Poliploid):
1. Polyploidi Euploid :
Simbol Euploids Somatic (2n)
x monoploid (ABC)
2x diploid (ABC) (ABC)
3x triploid (ABC) (ABC) (ABC)
4x autotetraploid (ABC) (ABC) (ABC) (ABC)
2x + 2x’ allotetraploid (ABC) (ABC) (DEF)(DEF
2x vs 4x
2. Polyploidi Aneuploidy (terjadi selama pembelahan)
Simbol Aneuploid Somatic (2n)
2x – 2 (nullisomic) (AB)(AB)
2x – 1 (monosomic) (ABC)(AB)
2x + 1 (trisomic) (ABC)(ABC)(A)
2x + 1 + 1 (double trisomic) (AB)(AC)
2x + 2 (tetrasomic) (ABC)(ABC)(A)(A)
2x +1 -1 (trisomic-monosomic) (ABC)(AB)(A)
Nullisomic kehilangan sepasang kromosom
Monosomic kehilangan sebuah kromosom
Trisomic penambahan sebuah kromosom
Perubahan jumlah kromosom:
Contoh Autopolilpoid Dan Triploid Pada Pembentukan Semangka Tanpa Biji
Galur murni diploid
2X
Selanjutnya digunakan sebagai sumber TETUA betina
Selanjutnya digunakan sebagai sumber POLEN jantan
Galur murni tetraploid hasil perlakuan
kolkisin4X
3X 2X 3X
Cara penanaman
4X X 2X
benih triploid (3X)
2X X 4X
steril
•Selfing untuk pemeliharaan
•Selfing untuk pemeliharaan
Semangka Tetraploid (AAAA) 4x= 44
Semangka Diploid (AA) 2x= 22
Semangka Triploid (AAA) 3x= 33 (Tidak berbiji)
x
Penggandaan Kromosom
Contoh poliploid yang didomestikasi
Triploid: pisang, semangka dan apel.
Tetraploid: kapas, brassica, gandum durum,
kentang dan tembakau.
Hexaploid: gandum roti, oat, triticale dan
krisantemum
Oktaploid: dahlia dan strawberry.
CROP Karakter baru yang dihasilkan
Apel Masak lebih awal, warna buah menjadi lebih merah,
ukuran tanaman menjadi lebih pendek
Pisang Toleran Fusarium oxysporum F.sp.cubense ras 4,
ukuran buah lebih besar
Jeruk Tanpa biji, warna buah menjadi merah dan lebih berair,
resisten terhadap Xanthomonas ctril , resisten terhadap
Tristeza virus hitam
Nenas Duri berkurang, toleran kekeringan
Plum Berbunga lebih awal
Pepaya Tanaman menjadi lebih pendek
Kurma Resisten terhadap penyakit
Jambu biji Biji berkurang, bentuk buah berubah
Strawbery Daun menjadi lebih kecil, buah lebih panjang dan
resistant terhadap Phytophthora cactorum
Perubahan sifat karena pengaruh mutasi
antara lain:
Perubahan
karakter
Jumlah mutan
Warna bunga 417
Bentuk bunga 31
Bentuk tanaman 25
Warna daun 13
Daun varigata 9
Tipe ornamen 9
Bentuk daun 7
Masak lebih awal 6
Tumbuh lebih
cepat
5
Lebih pendek 4
Tipe bunga 3
Karakter lain 27
Karakter baru
pada mutan
tanaman hias
Induksi mutasi kombinasi dengan
kultur in vitro
Keragaman somaklonal: keragaman genetik
yang terjadi di dalam tanaman yang dihasilkan
dari sel somatik (daun, akar, kalus, meristem)
maupun sel gamet.
Perubahan genetik : (1) penggandaan jumlah
kromosom, (2) perubahan struktur kromosom, (3)
pindah silang somatik atau perubahan sister
kromatid, (4) amplifikasi dan delesi gen, (5)
partikel loncat, dan (6) perubahan kariotip.
Faktor yang mempengaruhi
Sumber eksplan, komposisi medium dan lamanya
periode kultur
Zat pengatur tumbuh auksin seperti 2,4-D ( 2,4 D
merupakan ZPT paling banyak menimbulkan
perubahan genetik)
serta faktor lain seperti umur eksplan, jumlah sub
kultur, lingkungan kultur, senyawa kimia yang
ditambahkan
Seleksi IN VITRO
Aplikasi dalam kultur in vitro telah dikembangkan teknik
seleksi in vitro untuk meningkatkan keragaman genetik
tanaman
Untuk kekeringan Poly Etilen Glicol (PEG)
Untuk lahan masam Al dan PH rendah
Untuk penyakit layu asam fusarat atau filtrat
Ketahanan Jenis tanaman
Keracunan aluminium Kedelai, tomat, carnation
Fusarium spp Pisang, panili, abaka,
kacang tanah
Klorosulfuran dan
Imidazilinone
Jagung
Helminthosporium
sativum
Gandum dan barley
Skema umum pemuliaan melalui mutasi
Generasi Karakterisasi
M0 Biji, polen, organ vegetatif, kalus atau meristem yang
telah diberi perlakuan mutagenfisika (radiasi) atau
kimia
M1 (M1V1) Tanaman ditumbuhkan dari biji (M1) atau propagul
vegetatif (M1V1)
M2 (M1V2) Populasi tanaman yang ditumbuhkan dari biji (M2)
atau organ vegetatif (M1V2) yang dipanen dari M1
atau masing-masing M1V1.
Seleksi dari mutan yang diinginkan dimulai dari
generasi ini atau kemudian
(M3-M8)
(M1V3-M1V8)
Seleksi lanjutan, konfirmasi genetik, multiplikasi dan
uji stabilitas hasil di lapangan dari galur mutan
2-3 Generasi
berikutnya
Analisa komparatif dari galur mutan pada tahun-
tahun yang berbeda dan pada lokasi yang berbeda
2-3 Generasi
berikutnya
Uji multilokasi sebelum dilepas sebagai varietas baru
Berbagai perubahan sifat akibat variasi
somaklonal
Jenis tanaman Sifat baru yang dihasilkan
Pisang tahan Fusarium
Kentang Resisten terhadap Fusarium oxysporum dan
Phytophtora infestans
Jagung Resisten terhadap Helmintosporium maydis
Gandum Resisten terhadap Helmintosporium
Toleran panas/kekeringan
Padi Tahan penyakit Blas
Menjadi lebih pendek, resisten terhadap
genangan, produksi lebih tinggi dan toleran
garam tinggi
Sorgum Toleran lahan masam
Sukses Variasi Somaklonal
Padi toleran kadargaram tinggi
Pisang tahan Fusarium kanan, dari mutasitetua rentan
Tanaman hasil variasi somaklonal yang
telah dilepas
Tanamaan Sifat baru Nama Kutivar
Barley Produksi meningkat dan resisten Downey
mildew
AC Malone
Wheat Perbaikan karakter agronomi dan produksi Hezu 8
Kentang Menghambat pencoklatan White baron
Tomat Resisten terhadap Fusarium DNAP 17
Padi Resisten terhadap Picularia (blas) dan rasa
lebih enak
DAMA
Tebu Resisten terhadap penyakit dan rendemen
gula lebih tinggi dan umur genjah
ONO Co 94012
Pisang Resiten Fusarium dan produksi buah lebih
tinggi
Tai-Chiao No-1
Formusa
Amarilis Warna merah dan kuning dalam satu bunga Surya kiran
(IARI)