genetik drift and seleksi
TRANSCRIPT
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 1/15
Tugas Mata Kuliah Pemuliaan Pohon Medan, Februari 2010
PRODUKSI BUAH DAN BENIH ACACIA HIBRID DI KEBUN
PERSILANGAN Acacia mangium X Acacia auriculiformis
(Pod production and hybrid seed yield observed in breeding garden of Acacia mangium x Acacia auriculiformis)
Dosen Pembimbing :
Kansih Sri Hartini, S.Hut., M.P
Oleh :
Erikson Simarmata
071202014
Budidaya Hutan
PROGRAM STUDI BUDIDAYA HUTAN
DEPARTEMEN KEHUTANANFAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 2/15
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI............................................................................... i
PENDAHULUAN....................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 2
ISI................................ ................................ ................................ ................ 5
KESIMPULAN ................................ ................................ ........................... 12
DAFTAR PUSTAKA................................ ................................ .................. 13
i
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 3/15
PENDAHULUAN
Pemuliaan pohon ( tree improvement ) merupakan aplikasi pengetahuan
variasi genetik dalam suatu jenis pohon hutan, untuk menghasilkan kualitas pohon
yang lebih baik. Pemuliaan pohon merupakan penerapan azas-azas genetika pada
penanaman hutan untuk memperoleh pohon yang memiliki sifat/karakter/fenotip
dan hasil yang lebih tinggi nilainya.
Tree improvement berbeda dengan istilah forest genetic ataupun forest
tree breeding . Forest genetics adalah kegiatan-kegiatan yang terbatas pada studi
genetika pohon hutan. Forest tree breeding merupakan kegiatan yang dilakukan
untuk menghasilkan suatu produk khusus seperti pohon dengan sifat kayu tertentu
(tahan hama, batang lurus). Sedangkan tree improvement merupakan kegiatan
untuk meningkatkan produktivitas hutan (kuantitas dan qualitas) dengan
mengendalikan asal-usul pohon, dipadukan dengan kegiatan pengelolaan hutan
(silvikultur ).
Pada level populasi breeding, pemilihan karakter unggul dipengruhi oleh
pemgaturan variasi yang mungkin terjadi pada suatu individu. Salah satu kunci
keberhasilannya adalah kegiatan seleksi yang tepat. Seleksi dapat dilakukan pada
taraf populasi dasar, atau pada taraf populasi pemuliaan (breeding population).
Pada taraf pouolasi dasar misalnya kegiatan seleksi pohon induk ( superior tree)
untuk tujuan uji keturunan atau pembangunan kebun benih. Pada taraf poplasi
pemuliaan misalnya seleksi famili dan seleksi individu.
Agar dapat menentukan seleksi dengan benar maka diperlukan
pemahaman metode-metode dalam seleksi. Macam-macam metode seleksi yang
lazim dilakukan adalah :
1. seleksi masa (mass selction),
2. seleksi banyak sifat/karakter (multy traits selection) ,
3. seleksi dini (early selestion) ,
4. seleksi keturunan ( predigree selection) ,
5. seleksi langsung (recurent selection) , dan
6. seleksi tidak langsung (indirect selection).
1
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 4/15
TINJAUAN PUSTAKA
Semua variasi di dalam tapak hutan terbentuk sebagai hasil kekuatan
alami. Hal itu tersedia untuk digunakan rimbawan jika dapat dikenali dan dikemas
ke dalam individu pohon dalam wujud peningkatan genotip. Sumber terakhir
dari semua variabilitas adalah mutasi, tetapi kekuatan lain yang kuat yang bekerja
untuk lain peningkatan maupun pengurangan variasi di dalam suatu tapak.
Sebagai tambahan variabilitas yang ditemukan pada tapak alami, manusia
dapat menghilangkan dan menciptakan baik variabilitas baru maupun membentuk
bersama-sama genotypes untuk menciptakan kombinasi Genetik baru dan
bermanfaat.
Di dalam terminologi yang paling disederhanakan, variabilitas di dalam
tapak alami disebabkan oleh empat kekuatan utama, dua yang meningkatkan
variasi dan dua yang mengurangi. Kekuatan secara alami aktip untuk
meningkatkan variasi adalah mutasi dan gen flow; yang menguranginya adalah
seleksi alami dan Genetik drift.
Gambar 1. Kekuatan yang bekerja secara alami
2
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 5/15
Seleksi
Seleksi alami adalah suatu kekuatan kuat yang pada umumnya mengurangi
variabilitas. Sebab menentukan pohon yang akan tumbuh dan bereproduksi,
mempunyai suatu directional (nonrandom) mempengaruhi perbaikan genetik
pohon dalam suatu populasi. Seleksi alami menyokong fittest, kombinasi gen
membuat lebih cocok untuk tumbuh dan bereproduksi pada lingkungan yang
ditentukan.
Seleksi alami memelihara dan mengakibatkan suatu peningkatan dibanyak
genotypes yang paling cocok untuk suatu lingkungan spesifik. Walaupun seperti
umumnya proses yang mengurangi variabilitas, seleksi alami dapat benar-benar
memelihara atau meningkatkan variasi jika seleksi menyokong heterozygotes.
Sering sukar untuk menilai efek seleksi sebab sangat banyak faktor terlibatdalam penentuan pohon yang terbaik dicoba untuk tumbuh dan bereproduksi.
Masing-Masing karakteristik baik mempunyai nilai seleksi sendiri, dan adaptasi
yang diciptakan oleh satu faktor positif lain atau dengan mengurangi pengaruh
yang lain. Secara umum, seleksi alami dianggap sebagai suatu kekuatan kuat
untuk mengurangi variabilitas di dalam suatu populasi dalam arah yang
ditentukan.
Genetik Drift
Genetik drift adalah suatu mekanisme kompleks yang beroperasi melalui
fluktuasi kesempatan (maupun fluktuasi yang disebabkan tekanan seleksi) dalam
frekwensi allele di dalam suatu populasi. Sangat penting suatu peristiwa sampling
dimana frekwensi gen populasi keturunan kebetulan menyimpang dari yang
ditemukan pada populasi parental.
Dengan demikian populasi hampir selalu kecil dan mempunyai suatu
kecenderungan ke arah maksud mendalam atau hilangnya suatu allele yang
mempengaruhi suatu karakteristik. Seperti Genetik drift cenderung mengurangi
variasi dengan perbaikan atau kehilangan alleles.
Genetik drift adalah bukanlah arah dan cenderung menciptakan
"kekacauan" gen atau alleles diperbaiki atau hilang dengan cepat pada suatu
kesempatan. Walaupun teori Genetik drift adalah masuk akal, operasinya sukar
untuk membuktikan dengan pohon berumur panjang dan banyak pertimbangan
3
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 6/15
dapat dikutip mengapa tidak bisa menjadi suatu faktor di dalam variasi pohon
hutan yang alami. Tetapi di samping keberatan ini, beberapa tapak alami
menunjukkan bentuk variasi yang bisa menjadi hasil genetik drift jika terlaksana.
Genetik drift pada umumnya sangat penting dalam breeding populasi kecil
barangkali 25 atau lebih sedikit individu, suatu situasi yang sering terjadi dalam
kehutanan dalam kaitan catastrophies alami atau pengaruh manusia.
4
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 7/15
PRODUKSI BUAH DAN BENIH ACACIA HIBRID DI
KEBUN PERSILANGAN Acacia mangium X Acacia
auriculiformis (Pod production and hybrid seed yield observed in breeding garden of Acacia mangium
x Acacia auriculiformis)
Hibridisasi antara Acacia mangium dan A. auriculiformis dapat terjadi
secara alami (natural hybrid ) ataupun secara buatan (artificial hybrid ). Beberapa
kelebihan tanaman hibrid ini antara lain adalah lebih tahan terhadap berbagai
kondisi lingkungan tempat tumbuh, pertumbuhan dan bentuk batang yang lebih
baik serta pulp yang dihasilkan mempunyai kualitas lebih baik dibandingkan
dengan kedua induknya (Kijkar, 1992; Ibrahim, 1993; Nikles, 1998; Kha, 2001).
Penelitian lebih lanjut tentang upaya untuk menghasilkan tanaman Acacia
hibrid ini telah banyak dilakukan (Rufelds, 1988; Sedgely et . al ., 1991; Gan dan
Sim, 1991). Wickneswari dan Norwati (1991) telah melaporkan hasil penelitian
tentang produksi benih hibrid melalui penyerbukan secara alami dari berbagai
periode pembuahan, yaitu rata-rata sebesar 0,7 ± 21,7%. Beberapa kendala dalam
memperoleh benih Acacia hibrid secara alami, antara lain berkaitan dengan
sinkronisasi waktu pembungaan dan adanya inkompatibilitas putik dan serbuk
sari. Upaya untuk memperoleh benih hibrid Acacia secara buatan juga telah
dilakukan, namun demikian masih terdapat kendala dalam proses emaskulasi,
karena ukuran kuntum bunga relatif sangat kecil (Sedgely et . al ., 1991).
Berkaitan dengan hal tersebut di atas, penelitian ini dilakukan untuk
mendapatkan informasi tentang efektifitas alternatif penyerbukan buatan tanpa
emaskulasi (metode anther ) dalam menghasilkan buah dan benih Acacia hibrid.
Persilangan dilaksanakan menggunakan pohon induk terpilih A. mangium dan A.
auriculiformis hasil uji keturunan generasi pertama (F-1) yang ditanam melalui
sistem cangkok di kebun persilangan (breeding garden).
A. Fenologi Pembungaan
Hasil observasi fenologi pembungaan melalui pengamatan kelimpahan
bunga siap mekar pada fase pembungaan pertama menunjukkan bahwa semua
klon A. mangium telah berbunga dengan variasi periodisitas antara bulan Mei ±
September. Sedangkan pada klon A. auriculiformis hanya terdapat 4 klon yang
telah berbunga dengan variasi periodisitas yang sama dengan A. mangium.
5
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 8/15
Periodisitas pembungaan ini hampir sama dengan yang dilaporkan oleh Ibrahim
(1991) di Malaysia, yaitu terjadi pada bulan Juni-September pada tahun 1989-
1990.
Dari 18 klon tanaman induk, hanya terdapat 6 klon yang menunjukkan
sinkronisasi pembungaan yang ditandai dengan kesamaan waktu munculnya
bunga siap mekar, yaitu Am-28, Am-46, Ar-10, Ar-11, Ar-12, dan Ar-13.
Besarnya perbedaan waktu pembungaan dan kelimpahan jumlah bunga pada klon
A. mangium maupun A. auriculiformis ini disebabkan karena fase reproduktif
masing-masing klon tidak sama. Fase reproduktif ini sangat dipengaruhi oleh
faktor lingkungan disamping faktor tanaman itu sendiri. Faktor lingkungan yang
sangat berpengaruh antara lain adalah suhu, cahaya, kelembaban dan ketersediaan
unsur hara sedangkan faktor dari tanaman sendiri adalah fitohormon dan gen.Klon-klon yang belum berbunga sebagian besar merupakan klonklon yang
mendapatkan sinar matahari dengan intensitas kecil karena ternaungi oleh tegakan
pohon lain yang tumbuh berdekatan. Kecilnya intensitas cahaya yang diterima
daun menyebabkan terhambatnya proses inisiasi pembungaan berkaitan dengan
rendahnya tingkat fotosintesis yang terjadi (Sedgley,1985).
Pada umumnya tanaman A. mangium maupun A. auriculiformis berbunga
pertama pada umur 18-20 bulan serta bervariasi sesuai dengan iklim di daerah
tempat tumbuhnya (Ibrahim,1993). Klon-klon di kebun persilangan ini berbunga
13 bulan lebih cepat dibanding tanaman yang berasal dari semai. Hal ini karena
materi genetik yang digunakan secara fisiologis telah dewasa (mature), yaitu dari
hasil perbanyakan melalui cangkok dari pohon induk yang telah berumur 11
tahun.
B. Produksi Buah dan Benih Hibrid
Berdasarkan data fenologi tersebut diatas selanjutnya telah dilakukan 6
kombinasi persilangan dengan menggunakan A. mangium sebagai tanaman induk
betina. Produksi buah dan benih hibrid hasil persilangan ini disajikan pada
Tabel 1
6
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 9/15
Tabel 1. Produksi buah dan benih hibrid A. mangium x A. auriculiformis di kebun
persilangan pada fase pembungaan tahun pertama.
Produksi buah hibrid pada fase tahun pertama ini masih sedikit, yaitu rata-
rata sebanyak 1,87 polong per malai. Selain produksinya masih sedikit, benih
yang dihasilkan juga tidak semuanya bernas, yaitu rata-rata hanya 2,05 biji bernas
per polong, dan sisanya rata-rata sebanyak 1,54 benih (28,75%) adalah benih yangkosong atau tidak berkembang. Biji kosong ditandai dengan bentuk morfologi biji
yang pipih (tidak berisi), kulit biji kusam, kasar dan biasanya bentuknya tidak
beraturan (Gambar 2).
Gambar 2.Variasi morfologi benih hibrid A. mangium x A. auriculiformis
dalam 1 polong hasil persilangan antara pohon induk betina A.
mangium dengan nomor famili 78p (klon 28) dengan pohon induk
jantan A. auriculiformis dengan nomor famili 8 (klon 11).
Disilangkan pada tanggal 2 Agustus 2007 dan dipanen pada
tanggal 28 Februari tahun 2008.
Rendahnya produksi buah dan benih hibrid ini disebabkan antara lain
karena masih rendahnya kelimpahan malai bunga A. mangium dan sedikitnya
jumlah kuntum bunga ( floret ) betina pada setiap malai. Rata-rata jumlah kuntum
bunga yang mempunyai putik per malai adalah sebesar 36,11%, dan sisanya
merupakan kuntum bunga yang hanya mempunyai benang sari/stamen yang
disebut staminate flower (Tabel 2). Dengan terbatasnya jumlah putik, maka
7
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 10/15
terbatas pula putik yang dapat diserbuki sehingga biji yang dihasilkan juga relatif
tidak banyak. Disamping itu, diduga adanya inkompatibilitas dan perbedaan
tingkat reseptifitas antara putik A. mangium dan serbuk sari A. auriculiformis
menyebabkan proses pembuahan tidak sempurna atau terhambat, sehingga
menghasilkan biji kosong. Kondisi seperti ini biasanya terjadi pada penyerbukan
silang antar jenis atau inter-spesific hybridisation (Chaudary,1984) . Hal ini
kemungkinan juga berhubungan dengan tipe serbuk sari yang merupakan serbuk
sari majemuk ( polyads) (Chaudary,1984). Karena bentuk serbuk sari majemuk
berbentuk bikonvek dengan bagian tengah menebal, maka posisi serbuk sari pada
saat menempel pada permukaan putik yang berbentuk mangkuk juga menentukan
jumlah butiran serbuk sari yang mampu berkecambah. Apabila posisi serbuk sari
adalah horisontal, maka butiran-butiran serbuk sari ( pollen grain) yang menempel pada permukaan putik dan berkesempatan berkecambah adalah setengah dari
seluruh butiran serbuk sari (Kenrick dan Knox, 1982). Serbuk sari akan
berkecambah apabila serbuksari menempel pada permukaan kepala putik yang
telah mengeluarkan exudate, tanpa adanya exudate ini serbuk sari tidak akan
berkecambah.
Tabel 2. Jumlah benang sari dan putik kuntum bunga A. mangium per malai pada fase pembungaan tahun pertama.
Keterangan : *) jumlah kuntum bunga yang tidak memiliki putik ( staminate flower )
**) jumlah kuntum bunga yang memiliki putik
8
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 11/15
C. Identifikasi Benih Hibrid
Sebanyak 129 dari 176 benih yang dihasilkan dikecambahkan untuk
identifikasi benih hibrid, sedangkan sisanya untuk disimpan. Benih yang
disemaikan menghasilkan persen kecambah yang masih relatif rendah, yaitu
sebesar 57,36% atau hanya 74 benih yang berkecambah. Rendahnya persen
kecambah menunjukkan bahwa viabilitas benih yang dihasilkan dari persilangan
ini rendah. Rendahnya viabilitas ini kemungkinan disebabkan karena adanya sifat
inkompatibilitas antara putik dan serbuk sari. Faktor ini antara lain menyebabkan
tidak sempurnanya proses fertilisasi sehingga benih yang dihasilkan tidak mampu
berkecambah. Kondisi seperti ini biasanya terjadi pada penyerbukan silang antar
jenis atau inter-spesific hybridisation (Chaudary,1984) .
Sebanyak 70 semai dari 74 benih yang berkecambah telah dilakukanidentifikasi secara morfologis dan hasilnya menunjukkan seluruh semai masuk ke
dalam kategori sebagai hibrid A. mangium x A. auriculiformis. Salah satu contoh
semai hibrid berdasarkan taksonomi daunnya, yaitu once-pinnate, bi -pinnate, bi-
pinnate, bi-pinnate, filodia + bi-pinnate, filodia sebagaimana pada Gambar 3.
Gambar 3. Contoh semai hibrid A. mangium x A. auriculiformis umur 9
minggu.
10
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 12/15
Tingginya benih hibrid yang dihasilkan pada penelitian ini menunjukkan
bahwa metode penyerbukan buatan tanpa emaskulasi pada persilangan A.
mangium x A. auriculiformis adalah cukup efektif untuk menghasilkan tanaman
hibrid.
11
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 13/15
KESIMPULAN
1. Sinkronisasi waktu pembungaan antara klon A. mangium dan A. auriculiformis
pada fase pertama pembungaan (umur 1 tahun) di kebun persilangan masih
relatif cukup rendah. Hanya terdapat 6 klon (dari total 18 klon) yang memiliki
fase waktu pembungaan yang sama, yaitu terdiri dari 2 klon A. mangium (Am-
28, Am-46), dan 4 klon A. auriculiformis (Ar10, Ar-11, Ar-12, dan Ar-13).
2. Dari 23 persilangan yang telah dilakukan dengan A. mangium sebagai induk
betina, menunjukkan bahwa produksi buah dan benih hibrid masih rendah,
yaitu rata-rata sebanyak 1,87 polong per malai dan 2,05 biji bernas per polong.
3. Beberapa kondisi yang menyebabkan rendahnya produksi buah dan benih
hibrid antara lain rendahnya kelimpahan malai bunga A. mangium dan
sedikitnya jumlah kuntum bunga ( floret ) betina pada setiap malai, serta adanya
inkompatibilitas dan perbedaan tingkat reseptifitas antara putik A. mangium
dan serbuk sari A. auriculiformis.
4. Verifikasi secara morfologis pada tingkat semai terhadap semua benih hibrid
yang disemaikan semuanya menunjukkan penampakan morfologis sebagai
tanaman hibrid A. mangium x A. auriculiformis.
5. Metode penyerbukan buatan tanpa emaskulasi pada persilangan A. mangium x
A. auriculiformis adalah cukup efektif untuk menghasilkan tanaman hibrid.
12
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 14/15
DAFTAR PUSTAKA
Chaudary,R.C. 1984. Introduction to plant breeding. Oxford & IBH Publishing
Co. New Delhi. Bombay. Calcuta. pp 40-41.
Gan, E. and Sim,B.L. 1991. Nursery identification of hybrid seedlings in open plots. I n: Breeding technologies for tropical Acacias. Carron,L.T and
Aken,K.M. (eds). ACIAR Proceeding. No. 37. Canberra.pp. 76-85.
Ibrahim, Z. 1991. dan Awang,K. Flowering and fruiting phenology of Acacia
mangium and Acacia auriculiformis in Peninsular Malaysia. I n: Breeding
technologies for tropical Acacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds) ACIAR Proceeding No. 37. Canberra. pp.45.
Ibrahim, Z. 1993. Reproductive Biology. I n: Acacia mangium. Growing and
utilization. Awang,K. and Taylor,D. (eds). Winrock International and theFood and Agriculture Organization of the United Nations.
Bangkok.Thailand.pp. 21-30.
Kha,L.D. 2001. Studies on the use of natural hybrids between Acacia mangium
and Acacia auriculiformis in Vietnam. Agriculture Publising House. Hanoi.
pp. 5-10.
Kenrick,J and Knox,R.B.1982. Function of the Polyad in Reproduction of
Acacia.Annals of Botany. No. 50. Australia. pp. 721-727.
Nikles,D.G, C.E. Hardwood,K.J. Robson, P.C. Pomroy. and R.J. Keenan. 1998.
Management and use of ex situ genetic resources of some tropical Acacias
species in Queensland. I n: Developments in Acacias planting. J.W.
Turnbull, H.R. Cropton dan K. Pinyopusarerk (eds) ACIAR Proceedings.
No. 82. Canberra. Australia. pp. 184-196.
Rufeld, C.W. 1988. Acacia mangium and Acacia auriculiformis and hybrid A.
mangium x A. auriculiformis. Seedling Morphology study. Forest ResearchCentre Publication. No. 41. Sabah. Malaysia.
Sedgley,M. Et al.1991. Development of Hybridisation Techniques for Acacia
mangium x Acacia auriculiformis I n: Breeding technologies for tropicalAcacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds.). Proceeding ACIAR. No.37.
Canberra. pp.63-69.
Sunarti,Sri. 2007. Identifikasi Benih dan Semai Hibrid Acacia mangium x Acacia
auriculiformis, Acacia auriculiformis x Acacia mangium Menggunakan
Penanda Morfologi dan Penanda Molekuler SCAR. Thesis pada sekolah
pasca sarjana Universitas Gadjah Mada,Yogyakarta.
Wickneswari,R dan Norwati,M. 1991. Pod Production and Hybrid Seed Yield in
Acacia mangium x Acacia auriculiformis I n: Breeding technologies for
13
5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 15/15
tropical Acacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds.). ACIAR Proceeding.
No. 37. Canberra. pp.57-60.
14