03 - KERAGAMAN DAN KARAKTERISASI

I. Pendahuluana. Pengertian keragaman dan ruang lingkupnya

Keragaman sifat individu setiap populasi tanaman tersebut dinamakan variabilitas. Manfaat variabilitas dalam pemuliaan tanaman adalah akan menentukan keberhasilan program pemuliaan tanaman. Sebagai contoh bila kita hendak mengadakan pemuliaan tanaman untuk mendapatkan suatu varietas baru berproduksi tinggi, maka sebagai populasi dasar (populasi awal) haruslah mempunyai variabilitas besar dengan rata-rata produksi yang relatif tinggi pula. keragaman dapat juga diartikan sebagai perbedaan yang dimiliki oleh setiap tanaman berdasarkan sifat yang dimiliki tanaman tersebut.

b. Macam-macam keragaman berdasarkan faktor penyebabnyaKeragaman dalam spesies tanaman dapat dibedakan menjadi dua, yaitu

keragaman yang disebabkan faktor lingkungan dan keragaman yang disebabkan oleh faktor genetik. Ragam lingkungan dapat diketahui, dengan menumbuhkan tanaman yang memiliki genetik sama, pada lingkungan berbeda. Ragam genetik disebabkan karena diantara tanaman memiliki sifat genetik yang berbeda. Ragam genetik dapat diamati dengan menanam galur atau vaerietas berbeda pada lingkungan yang sama.

Keragaman genetik dari tanaman dapat disebabkan oleh rekombinasi gen setelah hibridisasi, mutasi dan poliploidi. Proses tersebut dapat berlangsung secara alami selama fase pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Peningkatan keragaman genetik pada populasi dasar disamping ditentukan oleh genotipe penyusunnya, juga ditentukan oleh sifat perkawinan setiap individu anggota populasi dasar itu.

Keragaman lingkungan sendiri merupakan keragaman yang diakibatkan oleh pengaruh lingkungan. Keragaman lingkungan merupakan non-heritable variation yang berarti keragaman ini tidak dapat diturunkan kepada keturunannya. Jadi perbedaan kondisi lingkungan dapat menyebabkan keragaman terhadap penampilan akhir suatu tanaman. Dengan demikian, pemuliaan tanaman haruslah mengetahui faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh dan cara mengendalikannya agar program pemuliaan tanaman dapat berjalan dengan lancar dan baik.

c. Ragam Genetik dan HeritabilitasRagam genetik disebabkan karena diantara tanaman memiliki sifat genetik

yang berbeda. Ragam genetik dapat diamati dengan menanam galur atau vaerietas berbeda pada lingkungan yang sama. Keragaman genetik dari tanaman dapat disebabkan oleh rekombinasi gen setelah hibridisasi, mutasi dan poliploidi. Proses tersebut dapat berlangsung secara alami selama fase pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Peningkatan keragaman genetik pada populasi dasar disamping ditentukan oleh genotipe penyusunnya, juga ditentukan oleh sifat perkawinan setiap individu anggota populasi dasar itu. Keragaman sifat juga dibedakan atas sifat kualitatif dan sifat kuantitatif.

Besar kecilnya peranan faktor genetik terhadap fenotipe dinyatakan dengan heritabilitas (heritability) atau sering disebut dengan daya waris. Heritabilitas merupakan perbandingan atau proporsi ragam genetik terhadap ragam total (varian fenotipe), yang biasanya dinyatakan dengan persen (%). Pendugaan heritabilitas dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : 1). perhitungan dengan ragam keturunan, dan 2). perhitungan dengan analisis ragam.

d. Cara-cara meningkatkan keragaman genetik1. Introduksi

Introduksi merupakan metode untuk mendatangkan spesies tanaman dari daerah tertentu dan merupakan salah satu usaha untuk mendapatkan varietas baru dan bahan bagi pemuliaan tanaman. Hasil introduksi dapat berfungsi lagsung sebagai varietas baru (contoh: tomat, terong, paria, dll), diseleksi dahulu dan hasilnya sebagai varietas baru (contoh: melon, semangka, cabai, dll), atau sebagai bahan persilangan dengan varietas yang telah beradaptasi (disilangkan dengan varietas lokal).

2. PersilanganPersilangan merupakan cara yang paling populer untuk meningkatkan

variabilitas genetik, bahkan sampai sekarang karena murah, efektif, dan relatif mudah dilakukan. Berbagai galur hasil rekayasa genetika pun biasanya masih memerlukan beberapa kali persilangan untuk memperbaiki penampilan sifat-sifat barunya. Pada dasarnya, persilangan adalah manipulasi komposisi gen dalam populasi. Keberhasilan persilangan memerlukan prasyarat pemahaman akan proses reproduksi tanaman yang bersangkutan (biologi bunga). Pada sejumlah tanaman, seperti jagung, Bawang Merah, dan Brassica napus (rapa), penggunaan teknologi mandul jantan dapat membantu mengurangi hambatan teknis karena persilangan dapat dilakukan tanpa bantuan manusia.

3. MutasiMutasi adalah perubahan genetik yang terjadi pada gen tunggal, sejumlah

gen atau kromosom. Mutasi dapat terjadi secara alami atau buatan. Penyebab mutasi antara lain adalah radiasi (sinar X, gamma, beta, neutron), Non radiasi (ultraviolet), kimia (EMS, NMU, NTG).

4. PoliploidiPoliploidi adalah kondisi pada suatu organisme yang memiliki set

kromosom (genom) lebih dari sepasang. Poliploidisasi merupakan salah satu metode penggandaan kromosom yang dilakukan oleh para pemulia tanaman untuk mendapatkan varietas baru yang lebih unggul.

e. Karakterisasi dalam keragamanKeragaman tanaman adalah perbedaan sifat atau ukuran sifat tanaman. Pada

setiap populasi tanaman terdapat keragaman, karena antar satu tanaman dengan tanaman lain mempunyai perbedan sifat atau ukuran sifat. Yang dimaksud perbedaan sifat misalnya adalah satu tanaman mempunyai warna buah hijau sedangkan tanaman yang lain berwarna ungu sedangkan perbedaan ukuran sifat misalnya gradasi dari warna hijau atau gradasi dari warna ungu yang ditunjukkan oleh skor tertentu. Pada program pemuliaan tanaman, keragaman dan

identifikasinya merupakan modal utama dalam kegiatan seleksi. Di lain pihak, keragaman juga akan menjadi masalah apabila dikehendaki keserempakan pertumbuhan dalam memanipulasi saat produksi dan panen. Keragaman akan menguntungkan apabila dilihat dari sisi perbaikan tanaman.

Keragaman tanaman dapat dibedakan menjadi 2 kategori yaitu keragaman yang disebabkan oleh lingkungan (keragaman lingkungan) dan keragaman yang disebabkan oleh pewarisan genetik (keragaman genetik). Keragaman lingkungan dapat diketahui apabila tanaman mempunyai sifat genetik sama (misalnya galur murni) ditanam pada lingkungan yang berbeda. Tanaman tersebut akan menghasilkan penampakan (fenotip) berbeda pada setiap lingkungan. Perbedaan penampakan tersebut akan mencerminkan tingkat perbedaan lingkungan. Sedangkan keragaman genetik tanaman dapat diketahui apabila beberapa varietas tanaman yang mempunyai sifat genetik berbeda ditanam pada lingkungan homogen. Perbedaan yang muncul dengan demikian merupakan representasi dari perbedaan genetik. Perlu diketahui bahwa sebenarnya lingkungan tidak mungkin homogen, namum dapat diupayakan semaksimal mungkin menjadi lebih kecil dengan manipulasi budidaya maupun pengurangan strata tempat tumbuh. Tanaman akan menghasilkan fenotip berbeda untuk masing-masing varietas.

Keragaman hasil pengamatan suatu sifat tanaman dinamakan keragaman fenotip. Fenotip adalah resultan antara genotip dan lingkungan yang berarti nilainya ditentukan oleh pengaruh genotip dan lingkungan. Sering terjadi adanya interaksi antara genotip dan lingkungan yang kemudian ikut memberikan nilai pada fenotip tanaman. Keragaman fenotipe yang tinggi disebabkan oleh adanya keragaman yang besar dari lingkungan dan keragaman genetik akibat segregasi.

Keteranganσ2P = Keragaman Fenotipeσ2g = Keragaman Genetikσ2L = Keragaman Lingkungan

Keragaman fenotip juga ditentukan oleh keragaman genetik dan keragaman lingkungan atau interkasi keragaman genetik dan lingkungan. Apabila fenotip hasil suatu pengamatan beragam maka tidak dapat diketahui secara proporsi penyebab keragaman tersebut, lebih disebabkan oleh keragaman lingkungan atau keragaman genetik. Proporsi masing-masing keragaman baru dapat diketahui setelah dilakukan analisis statistik terhadap keragaman genetik tanaman.

Keragaman pada suatu jenis tanaman dapat diketahui melalui kegiatan yang disebut karakterisasi. Karakterisasi ialah kegiatan yang dilakukan dalam rangka mengenali karakter-karakter yang dimiliki oleh suatu jenis tanaman. Melalui karakterisasi dapat diidentifikasi penciri dari suatu jenis tanaman. Kegiatan karakterisasi pada dasarnya dilakukan secara kesuluruhan pada karakter tanaman. Karakterisasi yang dilakukan untuk seluruh karakter tanaman (secara detail) bertujuan untuk kegiatan Perlindungan Varietas Tanaman (PVT). Dalam

σ2P = σ2g + σ2L

pemuliaan tanaman, karakterisasi cenderung dilakukan untuk mengetahui karakter-karakter penting yang bernilai ekonomi atau merupakan penciri dari varietas yang bersangkutan. Pendeskripsian suatu varietas akan lebih mudah jika sebelumnya telah dilakukan kegiatan karakterisasi. Kegiatan karakterisasi penting untuk menentukan nilai guna dari materi plasma nutfah yang ada. Kegiatan tersebut dilakukan secara bertahap dan sistematis untuk mempermudah upaya pemanfaatan plasma nutfah.

Karakterisasi dilakukan baik pada karakter kualitatif maupun karakter kuantitatif. Karakter kualitatif adalah karakter yang secara kualitatif berbeda sehingga mudah dikelompokkan dan biasanya dinyatakan dalam kategori (contohnya: warna bunga, warna daun, bentuk biji, ada atau tidaknya bulu pada batang dsb). Pengelompokan kategori karakter kualitatif dari hasil pengamatan berpedoman pada suatu deskriptor karakter tanaman yang dikeluarkan oleh Departemen Pertanian Republik Indonesia, yaitu PPI (Panduan Pengujian Individual) yang mengacu pada deskriptor tanaman secara Internasional yang dikeluarkan oleh UPOV (The International Union for the Protection of New Varieties of Plants).

Karakter kuantitatif ialah karakter yang variasinya dinyatakan dalam besaran kuantitatif sehingga untuk membedakannya diperlukan pendekatan analisis data (contohnya: tinggi tanaman, tingkat produksi, panjang malai dsb).Tabel 1. Perbedaan karakter kualitatif dan karakter kuantitatif

Kriteria Kualitatif KuantitatifPenilaian Pengamatan visual PengukuranBentuk sebaran Tegas (discrete) Berlanjut (continue)Gen pengendali Satu atau dua gen Banyak gen (polygenic)

Pengaruh lingkungan SedikitMudah terpengaruh lingkungan

Cara pemilihan Secara visual Berdasarkan analisa data

II. Tujuan praktikuma. Memahami konsep keragaman yang terjadi pada populasi tanaman (penyebab,

macam, arti penting bagi pemuliaan).b. Mampu mengidentifikasi karakter yang dimiliki suatu tanaman berdasar pada

standar karakterisasinya (terutama karakter yang berkaitan dengan kegiatan pemuliaan).

c. Mampu membedakan keragaman yang terjadi pada populasi tanaman.d. Mengetahui karakter tanaman yang keragamannya dipengaruhi oleh genetik

atau lingkungan.III.Pelaksanaan praktikum

a. Teknis praktikum- Satu kelompok praktikum dibagi menjadi 4 kelompok kecil masing-masing

kelompok terdiri dari 4-5 orang.

- Setiap 2 kelompok kecil melakukan pengamatan terhadap 1 komoditas yang sama tetapi berbeda varietas (1 kelompok praktikum terdapat 2 jenis komoditas masing-masing 2 varietas)

- Komoditas yang diamati sesuai pembagian yang telah ditentukan asisten (terlampir)

- Karakter yang diamati untuk tiap kelompok yaitu karakter kualitatif dan kuantitatif menggunakan panduan PPI

- Jumlah tanaman yang diamati untuk tiap populasi masing-masing 5 tanaman/bedengan (bedengan yang diamati minimal 2 bedengan/per kelompok kecil).

- Catat data hasil pengamatan- Penting: Laporan dilengkapi dengan dokumentasi untuk tiap-tiap komoditi

dan tiap-tiap karakter yang diamati.b. Alat dan bahan

- Populasi tanaman - Buku panduan karakterisasi PPI ( Panduan Pengujian Individula)- Alat ukur (meteran atau penggaris)- Alat tulis- Kamera

c. Parameter pengamatan- Parameter Kuantitatif yang Diamati

1) Tinggi tanaman2) Jumlah daun

- Parameter Kualitatif yang Diamati (Untuk semua tanaman karakter kualitatif yang diamati sesuai dengan PPI)

IV. Sistematika pengerjaan Laporan (Format Tugas)BAB I Pendahuluan1.1 Latar Belakang1.2 TujuanBAB II Tinjauan Pustaka2.1 Morfologi Umum Tanaman yang diamati2.2 Deskripsi Varietas Tanaman yang diamati ( 2 tanaman) 2.3 Macam-macam Keragaman dan Faktor PenyebabnyaBAB III Metodologi3.1 Alat dan Bahan (+ fungsi)3.2 Kondisi Umum Lokasi Pengamatan (+ gambar dokumentasi)3.3 Prosedur Pengamatan (diagram alur)BAB IV Hasil dan PembahasanIV.1 Tabel hasil pengamatan (Kualitatif dan Kuantitatif + analisa perhitungan

keragaman + dokumentasi)IV.2 Pembahasan (setiap point harus dibandingkan dengan literatur)

IV.2.1 Pembahasan Hasil PengamatanIV.2.2 Perbandingan hasil Karakterisasi Keragaman Antar Varietas yang diamati

IV.2.3 Pembahasan Mengenai faktor-faktor yang menyebabkan keragaman yang terjadi dalam populasi tanaman yang diamati

BAB V Pembahasan Umum dan KesimpulanLampiran Dokumentasi Kegiatan dan Pengamatan Tiap Tanaman yang diamati

Lampiran Pembagian Komoditas yang diamati

Kelas Kelompok Objek Garapan Kelas Kelompok Objek Garapan

A 1

I Jagung

I 1

I CabaiII Jagung II CabaiIII Mentimun III Ubi JalarIV Mentimun IV Ubi Jalar

A 2

I Ubi jalar

I 2

I MentimunII Ubi Jalar II MentimunIII Kacang Panjang III TerungIV Kacang Panjang IV Terung

B 1

I Kedelai

J 1

I KubisII Kedelai II KubisIII Bawang Merah III Kacang PanjangIV Bawang Merah IV Kacang Panjang

B 2

I Terung

J2

I KedelaiII Terung II KedelaiIII Kacang Tanah III Bawang MerahIV Kacang Tanah IV Bawang Merah

C 1

I Cabai

K1

I Kubis II Cabai II Kubis III Kubis III Cabai IV Kubis IV Cabai

C 2

I Tomat

K2

I Tomat II Tomat II Tomat III Jagung III Ubi jalarIV Jagung IV Ubi jalar

D 1

I Kacang Panjang

L1

I MentimunII Kacang Panjang II MentimunIII Sawi III Kacang TanahIV Sawi IV Kacang Tanah

D 2

I Mentimun

L2

I KedelaiII Mentimun II KedelaiIII Ubi Jalar III TomatIV Ubi Jalar IV Tomat

E 1

I Cabai

M1

I Bawang merahII Cabai II Bawang merahIII Sawi III Jagung IV Sawi IV Jagung

E 2

I Tomat

M2

I Terung II Tomat II Terung III Kacang Tanah III Kacang tanahIV Kacang Tanah IV Kacang tanah

F 1

I Kubis

N1

I SawiII Kubis II Sawi III Jagung III Kedelai IV Jagung IV Kedelai

F 2

I Jagung

N2

I Mentimun II Jagung II MentimunIII Terung III Kacang panjangIV Terung IV Kacang panjang

G 1

I Bawang Merah

O1

I TerungII Bawang Merah II Terung III Kedelai III Kacang panjangIV Kedelai IV Kacang panjangI Kacang Tanah I Mentimun

Penting Diketahui : Laporan dikumpulkan pada Minggu ke-10 (9-14 November 2015) dalam bentuk Laporan Print Out serta dalam bentuk softfile Power point juga untuk dipresentasikan pada minggu pengumpulan tugas tersebut.