LAPORAN PRAKTIKUM

METODE PEMULIAAN TANAMAN

ACARA I

METODE PEMULIAAN TANAMAN MENYERBUK SILANG

Disusun oleh :

Nama : Bagus Herwibawa

NIM : 07/253617/PN/11143

Gol/Kel : C1/4

Hari/tanggal : Rabu, 18 November 2009

Asisten : Sayid Ibrahim

LABORATORIUM GENETIKA DAN PEMULIAAN TANAMAN

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2009

ACARA I

METODE PEMULIAAN TANAMAN MNYERBUK SILANG

I. INTISARI

Praktikum acara I yang berjudul “Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk Silang”

dilaksanakan pada hari Rabu, 18 November 2009, bertempat di Kebun Percobaan Tri

Dharma, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Tujuan

dilaksanakannya praktikum ini adalah untuk mengetahui mengetahui dan membandingkan

metode-metode pemuliaan yang diterapkan pada tanaman menyerbuk silang, serta

mengetahui pengaruh seleksi terhadap keragaman dan membandingkan keragaman yang

ada dalam masing-masing populasi hasil seleksi. Bahan yang digunakan adalah 50 tongkol

jagung (Zea mays) dari koleksi tongkol yang ada. Alat yang digunakan yaitu perlengkapan

standar budidaya, alat ukur panjang dan alat tulis. Berdasarkan hasil pengamatan dapat

diketahui bahwa pada seleksi massa memberikan kemajuan seleksi bernilai positif atau

berpengaruh baik terhadap tongkol panjang. Sedangkan, pada tongkol pendek seleksi ear to

row yang memberikan kemajuan seleksi bernilai positif atau berpengatuh baik. Dari hasil

pengujian terhadap rerata 2 populasi (uji t) didapatkan perbedaan yang nyata antara rerata

populasi seleksi massa dengan seleksi ear to row untuk tongkol panjang, sedangkan untuk

tongkol pendek tidak terdapat beda nyata antar dua metode seleksi tersebut.

II. PENDAHULUAN

A. Tujuan

1. Mengetahui dan membandingkan metode-metode pemuliaan yang

diterapkan pada tanaman menyerbuk silang.

2. Mengetahui pengaruh seleksi terhadap keragaman dan membandingkan

keragaman yang ada dalam masing-masing populasi hasil seleksi.

B. Latar Belakang

Keragaman dalam populasi dapat terjadi secara alami dan buatan. Hal

ini akan menimbulkan ciri populasi tertentu, sebagai akibat dari komposisi

genotipe-genotipe penyusunnya, banyaknya bentuk genotipe dan

frekuensinya, serta nilai dari masing-masing genotipe. Banyak bentuk

genotipe yang dihasilkan dipengaruhi oleh status genotipe individu-individu

anggota populasi semula dan mekanisme yang terjadi akibat cara

perkembangbiakan seksual.

Metode pemuliaan tanaman yang tepat diterapkan pada suatu jenis

tanaman bergantung pada sistem reproduksinya. Oleh karena itu metode

pemuliaan tanaman dapat dipisahkan menjadi metode pemuliaan tanaman

menyerbuk sendiri dan metode pemuliaan tanaman menyerbuk silang. Salah

satu metode pemuliaan tanaman yang banyak digunkan adalah metode seleksi.

Seleksi bekerja berdasarkan penilaian karakteristik tanaman yang

dapat dilihat berdasarkan kenampakan fenotipenya. Nilai seleksi sangat

dipengaruhi oleh pengetahuan mengenai hubungan genotipe dan fenotipe, atau

hubungan gen dengan faktor lingkungan yang bekerja bersama dan

berpengaruh pada penampilan yang nampak dari suatu sifat.

C. Landasan Teori

Biji yang diperoleh dari penyerbukan silang antara tanaman berbeda

akan mempunyai susunan genetik yang berbeda. Program genetik adalah suatu

susunan untaian genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase atau

keseluruhan fase pertumbuhan yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman

yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman (Sitompul dan Guritno,

1995).

Adanya keragaman genetik, yang berarti tingkat perbandingan nilai

antara individu genotipe dalam populasi merupakan syarat keberhasilan seleksi

terhadap sifat yang diinginkan. Keberhasilan program pemuliaan tanaman

sangat tergantung pada keragaman genetik dari karakter yang dapat diwariskan

dan kemampuan memilih genotipe-genotipe unggul dalam proses seleksi

(Rosmini, 1998).

Sebelum menetapkan metode seleksi yang akan digunakan dan

kapan seleksi akan dimulai perlu diketahui berapa besar variabilitas genetik,

karena variabilitas genetik sangat mempengaruhi keberhasilan sutau proses

seleksi dalam program pemuliaan tanaman. Selain melihat variabilitas genetik

perlu juga diketahui nilai heritabilitas karena heritabilitas merupakan parameter

genetik yang memilih sistem seleksi yang efektif (Pinaria et al., 1995).

Nilai duga heritabilitas juga sangat penting artinya dalam

menentukan efektivitas metode seleksi. Seleksi akan efektif bila nilai duga

heritabilitas dan kemajuan genetik harapan tinggi (Johnson et al., 1995). Untuk

memperkecil kekeliruan seleksi berdasarkan fenotipe tanaman perlu

memperhatikan: (1) korelasi genotipe dan fenotipe antar sifat, (2) lingkungan

yang cocok untuk seleksi sifat yang diinginkan, (3) ciri genetik sifat yang

diseleksi, (4) cara seleksi (langsung atau tidak langsung) dan keragaman

genetic (Vela dan Frey, 1972).

Pelaksanaan seleksi massa secara visual yaitu dengan memilih

fenotipe yang baik dalam memberikan hasil memuaskan tanpa berpedoman

pada nilai parameter genetik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa parameter

yang mempunyai heritabilitas tinggi dan variasi genetik tinggi pada umumnya

akan mempunyai kegunaan tinggi untuk masing-masing karakter tertentu

(Anonim, 1998). Pada seleksi massa variabilitas genetik dan heritabilitas

merupakan parameter genetik dalam program seleksi yang sangat menetunkan

keberhasilan program pemuliaan. Dalam program seleksi untuk memperbesar

peluang mendapatkan genotipe unggul perlu diuji galur sebanyak mungkin

(Pinaria et al,. 1995).

Seleksi ear to row merupakan modifikasi dari seleksi massa. Pada

seleksi massa tanaman yang terpilih (tongkol) langsung dicampur dan

digunakan untuk pertanaman seleksi musim berikutnya. Padahal tongkol

terpilih tersebut merupakan hasil persilangan secara acak sehingga sulit diduga

susunan genotipenya. Untuk memperbaiki kelemahan ini tongkol – tongkol

tersebut diuji terlebih dahulu sebelum diuji. Cara pengujian tersebut disebut

pengujian keturunan (progeny test). Perbedaan seleksi ear to row dengan

seleksi saudara tiri dan saudara kandung adalah material seleksi yang

digunakan. Pada seleksi saudara tiri, meterial yang digunakan adalah tongkol

– tongkol jagung satu ayah sedangkan pada seleksi saudara kandung dilakukan

persilangan secara sepasang –sepasang sehingga diperoleh meterial seleksi

berupa tongkol – tongkol satu ayah dan satu ibu (Borojevic, 1990).

Setiap genotipe tanaman memiliki kemapuan berkompetisi dengan

tanaman lain yang berbeda-beda genotipe yang mampu mengatasi kompetisi

ditunjang antara lain oleh penampilan karakter-karakternya yang ungul atau

kecilnya penyimpangan keunggulan karkter-karakternya yang unggul (Meddy

et al., 1996).

III. METODOLOGI

Praktikum acara I yang berjudul “Metode Pemuliaan Tanaman Menyerbuk

Silang” ini dilakukan pada hari Rabu, 18 November 2009, bertempat di Kebun

Percobaan Tri Dharma, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada,

Yogyakarta. Bahan yang dipergunakan pada praktikum ini adalah 50 tongkol

jagung (Zea mays) dari koleksi tongkol yang ada. Alat yang digunakan yaitu

perlengkapan standar budidaya, alat ukur panjang dan alat tulis.

Cara kerja dalam praktikum ini adalah praktikan dalam satu golongan,

dibagi menjadi empat kelompok dengan tugas kelompok I : metode seleksi massa

dengan kriteria seleksi tongkol panjang, kelompok II : metode seleksi massa

dengan seleksi tongkol pendek, kelompok III : metode seleksi ear to row dengan

kriteria seleksi tongkol panjang, kelompok IV : metode seleksi ear to row dengan

kriteria tongkol pedek. Kemudian, dari ke-50 puluh tongkol jagung yang tersedia

diukur panjang tongkolnya, nilai rerata dan variannya dihitung, dan data awal

disimpan untuk dibandingkan dengan data hasil pengamatan. Langkah

selanjutnya, dipilih 10 tongkol jagung dengan ukuran panjang tongkol terpendek

(Kel. II dan Kel. IV) dan dipilih 10 tongkol jagung dengan ukuran panjang

tongkol terpanjang (Kel. I dan Kel. III). Lalu, seluruh biji pada tongkol jagung

dipipil dan dipisahkan dalam kantung per tongkol (10 kantung tongkol panjang

dan 10 kantung tongkol pendek). Kemudian, lahan pertanaman diolah sesuai

standar pengolahan tanag dan dibuat lubang tanam dengan jarak 75cm X 40cm,

sebanyak 10 baris dengan 10 lubang tanamn per baris (total ada 100 lubang

tanam) (Langkah ini dikerjakan masing-masing kelompok). Khusus untuk

kelompok seleksi massa (Kel. I dan II), dari masing-masing kantung tongkol

diambil 20 biji dan ditanaman secara acak (2 biji per lubang tanam). Khusus untuk

kelompok seleksi ear to row (Kel. III dan IV), dari masing-masing kantung

tongkol diambil 20 biji dan ditanam per baris (1 tongkol ditanam dalam 1 baris,

dan 2 biji per lubang tanam). Langkah selanjutnya, dipelihara sesuai dengan cara

budidaya jagung yang sering dilakukan dan tongkol yang telah tua dipanen untuk

pengamatan. Kemudian, dihitung nilai rerata dan variannya. Sealanjutnya

dibandingkan rerata dan variannya dari masing-masing populasi hasil seleksi juga

populasi tetuanya, berikut dibandingkan pula kelemahan dan kelebihan metode

seleksi yang digunakan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

a. Tabel Rerata daan Simpangan Baku

Jenis Seleksi Rerata ± Simpangan Baku (µ ± δ)

Tetua 12,1 ± 1,41

Seleksi Massa Tongkol Panjang 10,69 ± 4,23

Seleksi Massa Tongkol Pendek 9,59 ± 3,88

Seleksi Ear to Row Tongkol

Panjang12,88 ± 3,46

Seleksi Ear to Row Tongkol Pendek 9,26 ± 3,82

b. Tabel Kemajuan Seleksi

Jenis Seleksi Selisih Rerata (µ0 - µ1)

Seleksi Massa Tongkol Panjang 1,41

Seleksi Massa Tongkol Pendek 2.52

Seleksi Ear to Row Tongkol

Panjang-0,78

Seleksi Ear to Row Tongkol Pendek 2,48

Keterangan :

µ = rerata populasi

δ = simpangan baku µ0 = rerata tetua

µ1 = rerata seleksi

Uji Rerata 2 Populasi (Uji t)

a. Uji t Tongkol Jagung Panjang

t hitung = 2,84

t tabel = 2

Kesimpulan : t hitung > t tabel , maka ada beda nyata antara seleksi ear to

row dengan seleksi massa.

b. Uji t Tongkol Jagung Pendek

t hitung = 0,45

t tabel = 1,95

Kesimpulan : t hitung < t tabel , maka tidak ada beda nyata antara seleksi

ear to row dengan seleksi massa.

B. Pembahasan

Syarat utama yang diperlukan untuk merakit varietas unggul baru

adalah tersedianya genotipe-genotipe yang memilki variabilitas genetik yang

luas. Pada tanaman menyerbuk silang, terdapat istilah kawin acak (random

mating). Random mating adalah suatu perkawinan di mana setiap individu

dalam populasi memiliki kesempatan yang sama untuk kawin dengan individu

lain dalam populasi tersebut. Struktur populasi yang terjadi setelah mengalami

random mating, akan mengikuti hukum Hardey-Weinberg.

Hukum Hardey-Weinberg menyatakan bahwa, bila tidak ada faktor-

faktor yang berpengaruh pada suatu populasi dan populasi tersebut mengalami

random mating secara terus menerus dari generasi ke generasi berikutnya,

maka frekuensi gen dan genotipenya tidak mengalami perubahan setelah satu

kali random mating. Namun random mating yang diikuti seleksi, mutasi dan

migrasi dapat mengubah frekuensi gen.

Proses seleksi pada tanaman menyerbuk silang, bertujuan untuk

memperbaiki keragaman populasi hasil random mating. Seleksi pada tanaman

menyerbuk silang terbagi menjadi beberapa metode, yaitu seleksi massa (mass

selection) dan seleksi tanaman secara individual yang meliputi seleksi satu

tongkol satu baris (ear to row selection), modifikasi seleksi satu tongkol satu

baris (modified ear to row selection), seleksi saudara kandung (full sib family

selection), seleksi keturunan S-1 (S-1 progeny selection), seleksi berualang

untuk daya gabung umum (recurrent selection for general combining ability),

seleksi berulang untuk daya gabung khusus (recurrent selection for specific

combining ability), dan seleksi berulang timbal balik (reciprocal recurrent

selection-RRS).

Pada praktikum ini, metode seleksi yang digunakan adalah seleksi

massa dan seleksi ear to row. Seleksi massa pada tanaman menyerbuk silang

adalah pemilihan individu tanaman yang berdasarkan pada fenotipe dari

populasi hasil random mating. Pemilihan hanya didasarkan pada kenampakan

individu tanaman induk (female) karena tanaman jantan (male) yang

menyerbuki tidak diketahui secara pasti.

Pelaksanaan seleksi massa ini, mula-mula dari populasi tanaman

dipilih individu-individu tanaman hasil panen dari tanaman terpilih dicampur

untuk dipakai sebagai bahan pertanaman musim berikutnya. Pada pertanaman

musim berikutnya akan terjadi random mating dari tanaman terpilih tersebut.

Kemudian proses pemilihan dilakukan kembali sampai beberapa generasi atau

sampai tujuan seleksi yang diinginkan tercapai. Areal pertanaman dengan

kondisi lahan yang tidak homogen dapat menimbulkan kesulitan dalam

pengamatan pemilihan karena keragaan heterogen. Suatu individu tanaman

yang secara genetik kurang baik dapat memberikan penampilan baik bila

tumbuh pada lahan yang subur, dan sebaliknya.

Sedangkan seleksi ear to row merupakan modifikasi dari seleksi

massa. Pengujian seleksi ini dilakukan pada sejumlah tanaman (tongkol)

sesuai dengan kriteria seleksi yang diinginkan. Tongkol yang terpilih

kemudian dipipil, kemudian diberi nomor sendiri untuk setiap tongkolnya.

Pada tahun (tahun kedua seleksi), dilakukan evaluasi terhadap tongkol-tongkol

terpilih tersebut dengan cara menanam sebagian biji dari nomor terpilih

dengan menggunakan rancangan yang baik. Evaluasi dilakukan terutama

terhadap kemampuan berproduksi dan sifat-sifat lainnya, sesuai dengan tujuan

yang telah ditentukan sebelumnya.

Pada praktikum ini, yang menggunakan tanaman jagung sebagai

contoh, guna menerapkan metode seleksi untuk tanaman menyerbuk silang.

Keefektifan daripada metode seleksi yang digunakan, dapat dianalisis dengan

uji rerata 2 populasi dengan data tidak berpasangan (uji t). Berdasarkan uji t

tersebut, didapatkan hasil yang menyatakan bahwa antara populasi seleksi

massa dengan populasi seleksi ear to row terhadap tongkol jagung panjang

didapatkan hasil yang berbeda nyata (t hitung > t tabel). Hal ini menunjukkan

bahwa untuk seleksi terhadap tongkol jagung panjang menunjukkan adanya

perbedaan nilai yang dihasilkan pada populasi seleksi massa dan seleksi ear to

row tersebut. Pada seleksi ear to row, nilai rerata populasi lebih besar (12,88)

dibandingkan dengan rerata populasi seleksi massa (10,69). Sehingga dapat

disimpulkan bahwa untuk menyeleksi tanaman terhadap tongkol jagung

panjang, yang lebih efektif adalah menggunakan seleksi ear to row, selain itu

pada seleksi ini, tetua yang digunakan lebih jelas bila dibandingkan dengan

seleksi massa yang merupakan hasil persilangan secara acak sehingga sulit

diduga susunan genotipenya.

Dari uji t untuk tongkol jagung pendek, tidak menunjukkan beda

nyata (t hitung < t tabel) antara metode seleksi massa dan ear to row, sehingga

dapat dikatakan bahwa antara kedua metode tersebut dapat memberikan

tingkat keefektifan yang tidak jauh berbeda atau hampir sama. Hal ini

ditunjukkan pada rerata dari kedua populasi dengan nilai yang tidak berbeda

nyata, yaitu sebesar 9,59 untuk metode seleksi massa dan 9,26 untuk metode

ear to row terhadap tongkol pendek.

Seleksi dilakukan terhadap suatu populasi tanaman, dengan harapan

tanaman yang dipilih akan memberikan hasil yang lebih baik daripada

populasi sebelumnya. Besarnya kenaikan hasil yang akan diperoleh dapat

diperkirakan dengan menghitung kemajuan genetiknya secara

teoritis.Kemajuan genetik secara praktis, dapat diartikan sebagai kemajuan

seleksi yang dilakukan. Kemajuan seleksi (Δµ = R) merupakan selisih rerata

populasi awal dengan rerata populasi seleksi (µ0- µ1 = R), dimana µ0

merupakan rerata populasi awal (tetua) dan µ1 merupakan rerata populasi

seleksi.

Berdasarkan data pengamatan, dapat dihitung kemajuan seleksi

untuk metode seleksi massa pada tongkol panjang maupun pendek, masing-

masing bernilai positif sebesar 1,41 dan 2,52. Nilai positif menunjukkan

adanya kemajuan seleksi atau memberikan pengaruh yang baik, sehingga

dapat dikatakan bahwa seleksi massa yang dilakukan pada praktikum kali ini

menunjukkan kemajuan terhadap populasi awal. Secara teoritis, dapat

dijelaskan bahwa hasil dari seleksi massa terhadap tetuanya memberikan

bentuk adaptasi yang lebih luas terhadap lingkungan pada keturunannya.

Seleksi massa diharapkan memberikan suatu bentuk populasi anakan yang

memiliki fenotipe yang lebih baik dari indukan dengan menggabungkan antara

genotipe dan lingkungan. Hal ini dbuktikan bahwa dengan adanya seleksi

massa, akan terbentuk suatu populasi anakan yang memiliki genotipe yang

baik dan memiliki sifat adaptasi, kestabilan dan ketahanan yang tinggi

terhadap lingkungan.

Sedangkan pada seleksi ear to row terdapat perbedaan kemajuan

seleksi untuk tongkol panjang dan pendek. Seleksi memberikan pengaruh baik

pada populasi tongkol pendek yang ditandai dengan nilai positif, yaitu sebesar

2,84. Sedangkan pada populasi tongkol panjang, seleksi ear to row kurang

memberikan pengaruh yang baik atau bernilai negatif, yaitu sebesar -0,78. Hal

ini terjadi, besar kemungkinannya dipengaruhi oleh genotipe tetua, karena

pada seleksi ear to row penanaman anakan dilakukan per baris sesuai dengan

masing-masing tetuanya, sehingga memberikan bentuk adaptasi lingkungan

yang berbeda-beda, menyebabkan hasil yang didapatkan pada seleksi ear to

row tidak seutuhnya baik.

Seleksi adalah hal yang penting untuk membentuk suatu populasi

yang memiliki fenotipe yang baik berdasarkan genotipe dan pengaruh

lingkungan yang baik pula. Metode seleksi yang digunakan sangat bergantung

pada jenis tanaman serta tujuan seleksi. Pada praktikum ini, tanaman yang

digunakan adalah tanaman jagung, yang merupakan contoh tanaman

menyerbuk silang. Sedangkan tujuan dari seleksinya ialah mendapatkan

populasi tanaman yang memiliki ukuran tongkol berfenotipe baik. Metode

pemuliaan tanaman yang digunakan adalah metode seleksi massa dan seleksi

ear to row.

Hasil seleksi massa banyak memberikan keuntungan seperti,

memiliki daya adaptasi luas karena lebih dapat menyesuaikan diri terhadap

lingkungan yang beragam, memberikan kestabilan yang cukup stabil pada

kondisi lingkungan yang beragam, lebih tahan terhadap kerusakan secara

menyeluruh terhadap serangan suatu penyakit, namun memiliki kelemahan

karena tidak diketahui secara pasti tetuanya. Sedangkan seleksi ear to row

memiliki keuntungan untuk dapat menduga susunan genotipenya karena

diketahui tetuanya, dan memilki kelemahan dalam hal adaptasi terhadap

lingkungan karena sangat dipengaruhi oleh penurunan sifat tetuanya terhadap

lingkungan sehingga dalam pertanamannya perlu diperhatikan kondisi fisik

lingkungannya untuk mendapatkan suatu populasi yang seragam.

V. KESIMPULAN

1. Berdasarkan uji t, populasi untuk tongkol panjang pada tanaman jagung

menunjukkan beda nyata antara metode seleksi massa dan ear to row,

sedangkan untuk tongkol pendek tidak menunjukkan adanya beda nyata.

2. Kemajuan seleksi bernilai positif untuk seleksi massa tongkol panjang dan

pendek serta seleksi ear to row tongkol pendek, sedangkan seleksi ear to row

tongkol panjang bernilai negatif.

3. Metode seleksi yang paling baik digunakan untuk tongkol panjang adalah

seleksi massa, sedangkan untuk tongkol pendek adalah seleksi ear to row.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1998. Simposium Pemuliaan Tanaman I. <http//:www.daunhijau.blogspot.com>. Diakses 16 Februari 2010

Borojevic, S. 1990. Principles and Metods of Plant Breeding. Elsevier Sci. Pub. Co. Amsterdam.

Johnson, H. W., H. F. Robinson,and R. E. Comstock. 1995. Estimate of genetic and environmental variability in soybeans. Agronomy Journal. 47: 314-318

Meddy, R., Ahmad Baihaki, Ridwan Setiamihardja dan Sulya Djaka Sutami. 1996. Seleksi beberapa genotipe kedelai untuk lingkungan tercekam tumpang sari dengan singkong. Zuriat 7(2): 68-75

Pinaria, A., A. Baihaki, R. Setia Mihardja dan a.a. Daradjat. 1995. Variabilitas genetik dan heritabilitas karakter dan biomassa 53 genotip kedelai. Zuriat 6(2): 88-92

Rosmini, H. 1998. Seleksi galur-galur padi pada lahan pasang surut aktual dan semi potensial. Kalimantan Agricultura 5(1): 67-71

Sitompul, S.M. dan B. Guritno. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Vela, C.M. dan K.J. Frey. 1972. Optimum environment for maximizing heritability and genetic gain from selection. Iowa State J.Sci. 46 : 381-394

LAMPIRAN