LAPORAN PEMULIAAN BAB V "EFEK XENIA PADA JAGUNG"

MATERI V

EFEK XENIA PADA JAGUNG

5.1      Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah mempelajari dan memahami peristiwa xenia pada tanaman jagung.

5.2      Pendahuluan

Jagung di Indonesia merupakan bahan pangan penting sumber karbohidrat kedua setelah beras. Disamping itu jagung juga digunakan sebagai bahan pakan ternak dan bahan baku indusrti. Kebutuhan jagung di Indonesia untuk konsumsi meningkat  5,16% per tahun, sedangkan untuk kebutuhan pakan ternak dan industri naik 10,87% per tahun.

Jagung yang berkembang di Indonesia saat ini memiliki kelemahan dari segi nutrisi. Perbaikan kandungan protein pada jagung sangatlah penting untuk daerah-daerah yang mengkonsumsi jagung sebagai makanan pokok dan bahan baku untuk ternak. Varietas jagung yang ada di Indonesia memiliki sifat biji yang keras karena dikembangkan dalam rangka proteksi terhadap serangan hama penyakit. Varietas sejenis ini memiliki karakteristik kandungan protein yang rendah karena tidak memiliki gen opaque-2 yang mengendalikan kadar protein. Salah satu upaya untuk meningkatkan kadar protein biji jagung adalah dengan memanfaatkan efek xenia, dimana efek xenia dapat diartikan efek polen dari persilangan jantan dengan betina yang berkembang pada biji.

Xenia merupakan gejala genetik berupa pengaruh langsung dari serbuk sari (pollen) pada fenotipe biji dan buah yang dihasilkan tetua betina. Pada kajian pewarisan sifat, ekspresi dari gen yang dibawa dari tetua jantan dan tetua betina diasumsikan baru diekspresikan pada generasi berikutnya. Dengan adanya xenia, ekspresi gen yang dibawa tetua jantan secara dini sudah diekpresikan pada organ tetua betina (buah) atau generasi berikut selagi masih belum mandiri (embrio dan/atau endospermia). Xenia yang mempengaruhi fenotipe buah jagung disebut metaxenia.

Xenia bukanlah penyimpangan dari hukum pewarisan dari mendel, melainkan konsekuensi langsung dari pembuahan berganda (double fertilisation) yang terjadi pada tumbuhan berbunga dan proses perkembangan embrio tumbuhan hingga biji masak. Embrio dan endospermia merupakan hasil penyatuan dua gamet (jantan dan betina) dan pada tahap perkembangan embrio sejumlah gen pada embrio dan endospermia berekspresi dan mempengaruhi penampilan biji, bulir, atau buah. Beberapa alasan diajukan untuk menjelaskan mekanisme gejala ini, antara lain:

1.    Teori dosis alel;

2.    Imprinting, sebuah mekanisme yang mengatur ekspresi gen;

3.    Transposon, urutan DNA yang dapat bergerak keposisi yang berbeda dalam genom dari satu sel ke sel lain yang menyebabkan terjadinya mutasi; dan

4.    Paramutasi

Xenia telah dimanfaatkan sebagai teknologi untuk menghasilakn butir jagung dengan kadar minyak tinggi. Selain itu, efek xenia ini juga dapat digunakan untuk meningkatkan kadar protein dalam biji jagung. Efek xenia dapat diartika sebagai efek pollen dari tetua jantan dari persilangan jantan dengan betina yang berkembang pada biji.

5.3      Bahan dan Metode

Bahan dan alat yang dibutuhkan antara lain populasi tanaman jagung manis A; populasi jagung manis B; dan perlengkapan polinasi (kantong kertas, gunting, label, paper clip, kuas dll). Persilangan yang dilakukan:

a.          ♀     jagung            A         x          ♂         jagung            A

b.          ♀     jagung            B         x          ♂         jagung            B

c.           ♀     jagung            A         x          ♂         jagung            B

d.            ♀    jagung            B         x          ♂         jagung            A

Metode yang digunakan dalam praktikum ini adalah Tassel bag methode. Dimana dalam metode ini, baik bunga jantan maupun bunga betina dibungkus sebelum mekar menggunakan kantong kertas minyak. Malai bunga jantatn yang keluar dari pucuk tanaman dikerodong menggunakan kantong kertas. Untuk bunga betian (tongkol), dikerodong sebelum kepala putik (rambut jagung keluar). Hari berikutnya, tongkol diperiksa untuk melihat laju keluarnya rambut jagung. Rambut jagung yang sudah keluar 1-2 cm diatas permukann ujung kelobot dipotong menggunakan gunting. Pemotongan ini dimaksudkan untuk mencegah rambut tongkol keluar dari kantong sehingga terjadi penyerbukan dengan pollen yang tidak dikehendaki. Pemotongan dapat dilakukan 2-3 kali sampai seluruh rambut tongkol telah keluar. Tongkol yang seluruh rambutnya telah keluar dari kelobot menunjukan telah siap diserbuki. Malai bunga jantan yang telah dikerodong dikumpulkan serbuk sarinya untuk digunakan sebagai tetua jantan.

Penyerbukan buatan dilakukan dengan cara menaburkan serbuk sari/pollen yang telah terkumpul tersebut di atas permukaan potongan rambut jagung. Prosedur ini dapat diulang sebanyak 2-3 kali untuk meyakinkan seluruh putik telah tersebuki. Tanda-tanda bunga jantan siap menyerbuki adalah adanya serbuk sari yang melekat pada kantong pembungkus.

Hasil dan Pembahasan

	Jumlah Biji A	Jumlah biji B	Total
J A X J A	237	0	237
J B X J B	0	222	222
J A X J B	130	25	155
J B X JA	199	6	205

Persilangan tanaman merupakan salah satu cara yang digunakan untuk memperoleh keturunan yang bervariasi. Persilangan tanaman bisa dibedakan menjadi persilangan sendiri (selfing) dan pembastaran (crossing). Selfing adalah persilangan yang dilakukan terhadap tanaman itu sendiri. Artinya, tidak ada perbedaan antara genotipe kedua tanaman yang disilangkan. Sedangkan crossing atau pembastaran adalah persilangan antara dua individu yang berbeda karakter atau genotipnya. Tujuan melakukan persilangan adalah untuk menggabungkan semua sifat baik ke dalam satu genotipe baru, memperluas keragaman genetic, dan menguji potensi tetua (uji turunan). Pada praktikum ini dilakukan persilangan pada tanaman jagung (Zea mays). Tanaman jagung dipilih karena penyerbukan buatan yang dapat dilakukan relative mudah. Selain itu periode tumbuh atau masa tanam jagung juga tidak terlalu lama, sekitar dua bulan.

Ketika menyilangkan tanaman ada beberapa hal yang harus diperhatikan seperti pemilihan tetua dalam hubungannya dengan tujuan dilakukannya persilangan, pengetahuan tentang morfologi dan metode reproduksi tanaman, waktu tanaman bunga (waktu bunga mekar/tanaman berbunga), dan keadaan cuaca saat penyerbukan. Tetua dipilih sesuai dengan persilangan yang akan dilakukan. Pemilihan bunga dalam persilangan tanaman juga penting. Bunga yang akan berperan sebagai betina maupun jantan harus sudah mencapai tahap siap kawin (siap dilakukan penyerbukan) pada saat yang bersamaan. Bunga betina yang akan diserbuki harus belum terkontaminasi oleh serbuk sari yang lain (masih steril). Pada tanaman jagung yang akan digunakan untuk persilangan, bunga betina si bungkus menggunakan kantong kertas untuk mencegah tongkol terkontaminasi (terserbuki) oleh serbuk sari malai lain. Begitu juga dengan malai atau bunga jantan yang belum pecah dibungkus menggunakan kantong kertas agar nantinya ketika malai sudah siap menyerbuki, serbuk sarinya dapat tertampung di kantong kertas tersebut. Keadaan cuaca saat penyerbukan juga penting, apabila penyerbukan dilakukan pada saat kecepatan angin cukup kencang maka dimungkinkan akan banyak serbuk sari yang hilang terbawa angin, sehingga penyerbukan tidak terjadi secara maksimal.

Berdasarkan  praktikum ini hasil yang diperoleh adalah  pada persilangan Selfing JA x JA dihasilkan biji A sebanyak 237. Persilangan Crossing JA x JB dan dihasilkan jumlah JB  sebanyak 6 dan biji JA sebanyak 199. Pada persilangan Selfing JB x JB dihasilkan biji JB 222  dan JA 0. Pada persilangan Crossing JB x JA dihasilkan biji JB 25 dan biji JA 130.

Pada persilangan jagung Selfing JA x JA didapat hasil 100% biji A. Hasil persilangan ini menunjukkan bahwa persilangan tersebut berhasil karena betina tidak terbuahi oleh serbuk sari dari jagung lain. Persilangan ini sesuai dengan teori Mendel yaitu Complete Dominance, dimana keturunan 100% seperti induk.

Dari hasil persilangan crossing didapatkan hasil yang hampir sama, dimana biji warna merah lebih mendominasi daripada warna biji warna putih dan kuning . Pada persilangan persilangan Crossing JB x JA , hasilnya telah sesuai dengan teori, dimana tetua jantan (A) memberikan pengaruh lebih dominan daripada tetua betina (B), sehingga menghasilkan biji A lebih banyak dibandingkan biji B. Persilangan Crossing JA x JB hasil yang didapat lebih banyak biji JA, tetapi  hasil didapat pada persilangan crossing terdapat biji dengan warna yang setengah B dan setengah A  atau warna kuning, hal ini diakibatkan selama waktu berlangsungnya praktikum, terlalu sering berganti-ganti sungkup/kantong kertas sehingga dapat mengakibatkan adanya kontaminasi dari jagung JB. Hal tersebut juga terjadi pada persilangan Selfing JB x JB.

Pada percobaan ini dilakukan penyerbukan jagung yang dilakukan oleh manusia, di alam pada umumnya dibantu oleh angin. Jagung termasuk tanaman berputik tunggal, dimana benang sari dan putik berada dalam satu tanaman namun berbeda bunga. Faktor utama yang berpengaruh terhadap keberhasilan persilangan adalah waktu dan proses penyerbukan yang dilakukan. Waktu yang optimal untuk melakukan proses penyerbukan pada tanaman jagung adalah pada pagi hari yaitu antara pukul 07.00 hingga pukul 09.00 WIB. Faktor lainnya adalah proses penyerbukan, setelah serbuk sari jagung A diserbukkan ke jagung B harus segera ditutup rapat dengan sungkup untuk melindungi jagung betina agar serbuk sari dari tanaman jagung lain tidak dapat mengenai putik jagung betina tersebut. Selain itu untuk menghindari adanya kemungkinan pencucian Faktor biji kerut selain disebabkan oleh faktor genetik, kemungkinan besar bisa saja terjadi bila jagung terlalu lama dipanen.adapun beberapa gangguan dari faktor luar seperti adanya serangga vektor penyakit, ulat yang memakan biji jagung sehingga tongkol kosong.

Dalam praktikum ini, hasil yang didapat menunjukkan keberhasilan. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya prosentase jumlah biji jagung yang dihasilkan. Keberhasilan ini dapat ditunjang dengan adanya cuaca yang tidak banyak hujan, walau ditengah-tengah masa setelah penyerbukan terjadi hujan lebat, tetapi hasil yang didapat dapat sesuai dengan harapan. Dan apabila terjadi kegagalan, hal ini dapat diakibatkan adanya hujan yang terlalu lebat yang mengakibatkan suasana menjadi lembab dan seringnya terserang hama dan penyakit sehingga mudah busuk. Selain itu, pada saat penyerbukan tanpa diketahui praktikan, tongkol yang akan diserbuki sudah diserbuki terdahulu oleh serbuk sari dari jantan lain melalui perantara angin. Dan juga adanya kematangan yang tidak bersamaan antara malai dan tongkol pada satu pohon jagung, sehingga waktu penyerbukan menjadi lama tertunda.

KESIMPULAN

1.    Peristiwa xenia merupakan gejala genetik berupa pengaruh langsung serbuk sari (pollen) pada fenotipe biji dan buah yang dihasilkan tetua betina.

2.    Peristiwa xenia pada jagung dalam praktikum ini terjadi pada persilangan antara ♀ B x ♂ A..

LAPORAN PEMULIAAN TANAMAN BAB IV "KONTROL POLINASI"

MATERI IV

KONTROL POLINASI

1.1                   TUJUAN

            Mahasiswa dapat melakukan kontrol polinasi pada tanaman jagung, timun, pare, dan kacang panjang.

1.2                   PENDAHULUAN

            Perkawinan antar species merupakan salah satu cara yang digunakan dalam meningkatkan keragaman genetik bahan pemuliaan. Keragaman tersebut nantinya akan diseleksi untuk mendapatkan varietas yang meiliki sifat unggul. Varietas bersifat unggul tersebut yang nantinya dapat dilepas sebagai varietas unggul.

            Perkawinan silang antar species dan dalam species memiliki beberapa perbedaan dalam tingkat keragaman genetik nantinya. Jenis perkawinan tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor. Sehingga dalam proses perkawinan dalam tanaman atau sering disebut dengan penyerbukan diperlukan pengetahuan khusus mengenai morfologi dan sifat-sifat pada bunga.

            Pembungaan merupakan suatu pertanda bahwa suatu tanaman sedang berada dalam kondisi generatif. Dalam botani bunga merupakan salah satu cara penglompokan tanaman dalam taxonomi. Tanaman yang sedang berbunga memiliki aktivitas metabolisme yang berbeda dengan tanaman yang berada pada vase vegetatifnya. Fase generatif tanaman tersebut lebih memfokuskan penggunaan karbohidrat dan senyawa-senyawa lain bagi pembentukan biji. Kemampuan masing-masing makanan untuk melakukan pembungaan berbeda baik dalam waktu pembungaan maupun waktu masaknya benang sari dan kepala putik.

            Proses penyebrukan ditandai dengan menempelnya serbuk sari ke kepala putik. Setiap jenis-jenis tanaman memiliki cara tersendiri dalam proses tersebut secara alami. Penyerbukan tanaman oleh manusia baik untuk memperoleh varietas baru maupun untuk mendapatkan produk dari tanaman tersebut harus memperhatikan proses penyerbukan tanaman secara alami itu sendiri.

1.3                   BAHAN DAN METODE

a)             Alat dan bahan

              -Pinset               -cutter                  -petridish             -alkohol 95%

              -kuas                  -benang                -spidol                  -kertas label

              -kertas roti dan klip

b)                 Prosedur kerja

a.         Pengumpulan tepung sari

                   Tepung sari dapat dikumpulkan dengan cara mengambil kotak sari yang belum pecah dengan pinset, dikumpulkan dalam suatu tempat (petridish), kemudian digerus sampai halus dan diberi air steril. Setelah itu tepung sari siap digunakan untuk persilangan dengan mengoleskan gerusan tersebut kebunga betina yang telah dipilih.

b.        Kastrasi

                   Kastrasi adalah pengambilan kotak sari (bunga jantan) dengan sengaja agar tidak terjadi persilangan sendiri. Kastrasi dilakukan pada saat bunga jnatan mulai muncul tetapi belum pecah. Kotak sari yang belum pecah biasanya telah menyembul di dua sisi bunga betina dan berwarna putih, sedangkan kotak sari yang telah pecah berwarna krem coklat kehitaman. Kastrasi dilakuakn setiap hari sesuai dengan kemuculan bunga jantan tersebut. Ada beberapa cara melakukan kastrasi, yaitu; 1. Menggunakan pompa hisap, 2. Perlakuan dengan alkohol, 3. Secara manual dengan pinset.

c.         Cara penyerbukan

                   Saat ini yang paling baik untuk melakukan persilangan buatan adalah pada saat bunga betina telah mekar ½ sampai ¾ bagian dan kepala putik berwarna putih. Pada saat itu, bunga jantan (serbuk sari) pada tandan tersebut belum pecah atau masak. Beberapa cara persilangan buatan yang dapat dilakukan adalah:

a)    Tandan bunga yang telah dikastrasi diserbuki dengan tepung sari menggunakan kuas. Tepung sari bisa dalam keadaan kering atau basah (dilarutkan dalam ± 2 ml air steril), kemudian dioleskan kekepala putik. Persilangan dilakukan 2-3 kali sampai bunga betina tidak reseptif lagi.

b)   Tandan bunga betina yang reseptif ditempelkan pada tandan bunga jantan yang telah mekar dan kotak sarinya telah pecah.

c)    Tandan bunga betina yang masih reseptif tetapi belum pecah kotak sarinya diolesi dengan bunga jantan yang kotak sarinya telah pecah. Persilangan diulang 2-3 kali pada hari berikutnya.

              Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan cara ketiga, karena cara ini dianggap lebih baik daripada cara-yang lainnya. Setelah disilangkan, tandan bunga dikerudungi dengan kantong kertas roti dengan ukuran lebar 11 cm dan panjang 17 cm (atau disesuaikan dengan kebutuhan dilapangan). Hal ini dimaksudkan agar tidak terkontaminasi oleh pollen yang tidak diinginkan. Kastrasi dilakukan setiap hari sampai bunga jantan pada tandan bunga habis.

              Selanjutnya kerudung dilepas dan diganti dengan label untuk membedakan tandan hasil persilangan dan tandan yang belum disilangkan. Pada label ditulis tetua betina dan diikuti dengan tetua jantan serta tanggal persilangan. Pada waktu panen label dibiarkan beserta tandan. Etiket lengkap ditempel pada amplop atau wadah plastik tertutup yang berisi biji-bijian tersebut, kemudian disemaikan.

1.4              PERTANYAAN

1.    Apa tujuan kita memberi label pada tanaman yang telah disilangkan?

2.    Berapa umur tanaman yang anda silangkan?

3.    Sebutkan ciri-ciri bunga jantan yang belum matang?

4.    Kenapa kita harus melakukan kastrasi?

5.    Apa yang dimaksud dengan kontrol polinasi?

1.5            JAWAB

1.  Untuk membedakan tandan hasil persilangan dan tandan yang belum dihasilkan.

2.  Yaitu pada saat bunga betina telah mekar ½ sampai ¾ bagian dan kepala putik berwarna putih. Pada saat itu, bunga jantan (serbuk sari) pada tandan tersebut belum pecah atau masak.

3.  Bunga jantan yang belum matang itu belum pecah biasanya menyembul di dua sisi bunga betina dan berwarna putih,

4. Agar tidak terjadi persilangan sendiri.

5. Kontrol polinasi adalah proses jatuhnya serbuk sari ( pollen ) ke kepala putik (stigma) sehingga terjadi proses pembuahan.

DAFTAR PUSTAKA

Poepodarsono, S. 1998. Dasar- Dasar Ilmu Pengetahuan. Pau- Ipb. Bogor. Hal 45- 49.

Moeljopawiro, S, dan Bustaman M, 1993. Pemuliaan dan Biologi Molekuler. Bandung: PT.Citra Aditya Bakti.

Sitepoe M, 2001. Rekayasa Genetika. Jakarta: Grasindo.