Pemuliaan Tanaman Lanjutan

LAPORAN PRAKTIKUM2014Pemuliaan Tanaman LanjutanMorfologi Bunga dan HeritabilitasEKO DARMA HUSADA (1320242008)

I. PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangPenyerbukan merupakan proses jatuhnya serbuk sari ke kepala putik. Penyerbukan pada tanaman dapat terjadi secara silang yakni antara bunga jantan dan bunga betina pada individu tanaman yang berbeda spesies yang sama ataupun sendiri yakni pada bunga dalam satu pohon yang sama. Hal tersebut tergantung dari morfologi bunga individu masing-masing yang menentukan tanaman tersebut menyerbuk silang atau menyerbuk sendiri.Bunga padi berkelamin dua, pada tiap bunga terdapat dua buah daun kelopak kecil dan dua buah mahkota bunga yang disebut palea dan lemma. Bunga padi mempunyai 6 buah benang sari, masing-masing kepala sari beruang dua. Kepala putik bercabang dua, masing-masing berbentuk karangan yang berwarna putih sampai ungu.Jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah (diklin) dalam satu tanaman (monoecious). Tiap kuntum bunga memiliki struktur khas bunga dari sukuPoaceae, yang disebut floret. Bunga jantan tumbuh di bagian puncak tanaman atau padamalaibungadiujung tanaman berupa karangan bunga (inflorescence), yang ditandai dengan adanya rambut atau tassel dan bunga betina terletak di ketiak daun dan akan mengeluarkan stil dan stigma (Idris, Zainal, Mohammad, Lassim,Norman dan Hashim,1982 dalam Universitas Sumatra Utara).Salah satu upaya pengembangan tanaman yang tengah banyak dilakukan adalah melalui persilangan buatan (artificial hybridization). Persilangan buatan merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk memperoleh kultivar (varietas) baru yang memiliki karakter-karakter unggul tertentu. Bagi buah naga yang terbilang masih baru di Indonesia, pengembangan varietas atau kultivar baru ini sangat diperlukan, khususnya untuk tujuan memperoleh kultivar yang dapat beradaptasi baik di iklim Indonesia sehingga dapat berproduksi maksimal. Nilai heritabilitas merupakan parameter untuk mengukur potensi genetik individu dan sebagai penentu kemajuan genetik akibat seleksi. Pengetahuan tentang nilai korelasi antara dua sifat pada ternak penting karena dengan diketahuinya nilai korelasi, maka produktivitas ternak dimasa mendatang dapat diketahui berdasarkan catatan produktivitas pada saat ini (Karnaen, 2001). Nilaiheritabilitassecarateoritis berkisarantara0sampai1.Nilai0adalahnilaiseluruhvariasi yang terjadi disebabkan oleh factor lingkungan. Nilai 1 adalah bila seluruh variasidisebabkan oleh factor genetic. Heritabilitas terletak pada kedua nilai ekstrimtersebut. Heritabilitas dinyatakan dengan persentase dan merupakan pengaruh genetic daripenampakanfenotipyangdapatdiwariskandaritetuakepadaturunannya.Heritabilitastinggimenunjukan variasi genetic besar dan variasi lingkungan kecil1.2 Tujuan PraktikumAdapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui fenologi bunga pada tanaman padi, jagung, dan buah naga serta perannya dalam penentu proses penyerbukan tanaman itu sendiri, dan untuk mempelajari pengaruh faktor genetik dan lingkungan terhadap nilai heritabilitas suatu karakter yang diuji.

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Fenologi Bunga Bunga padi berkelamin dua, pada tiap bunga terdapat dua buah daun kelopak kecil dan dua buah mahkota bunga yang disebut palea dan lemma. Pada varietas bulu, bagian ujung lemma berbulu panjang, berbeda dengan tanaman serealia lain. Bunga padi mempunyai enam buah benang sari, masing-masinng kepala sari beruang dua, kepala putik bercabang dua, masing-masing berbentuk karangan yang berwarna putih sampai lembayung (ungu). Bunga jantan membuka dimulai dari ujung malai menuju pangkal, diikuti bunga bunga pada cabang lateral. Bunga mekar pada pagi hari setelah tak ada embun sampai siang hari. Lama pembungaan bervariasi 5-8 hari tergantung dari varietas. Maksimum pembungaan dicapai pada hari ketiga. Satu malai dapat menghasilkan 2-5 juta tepung sari. Pecahnya kantong sari dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban. Apabila malai terlalu basah aatu kering bunga tidak membuka sehingga tidak menghasilkan tepungsari. Biasanya puncakpembungaan dicapai anatara pukul 09.00-11.00. tepungsari ini dapat hidup sampai 1 hari (8-24 jam). Bunga betina telah siap diserbuki apabila telah keluar rambut pada ujung tongkol yang muncul kira-kira 1-3 hari setelah bunga jantan menyebarkan tepung sari. Rambut yang berasal dari pangkal tongkol akan keluar lebih dulu diikuti bagian yang lebih ujung. Dalam waktu 3-5 hari seluruh rambut tongkol telah keluar semua, sedangkan kepala putik masih resesif samp[ai 14 hari.Jagung (Zea mays) merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting selain gandum dan padi, yaitu sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan. Jagung juga sebagai alternatif sumber makanan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia juga menggunakan jagung sebagai pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil makanannya dari biji, di buat tepung (dari tepung biji), bahan baku industri (dari tepung biji dan tongkolnya ). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai bahan farmasi (Dahlan, 1992).Bunga jagung berkelamin satu, bunga jantan dan bunga betina letaknya terpisah. Bunga jantan (tassel) terdapat pada ujung tanaman sedang bunga betina pada ketiak daun. Pada satu batang dapat tumbuh satu, dua, atau tiga bunga betina. Poros malai bunga jantan merupakan kelanjutan dari batang pokok. Pada poros dan cabang-cabang dari malai bunga jantan terdapat pasangan spikelet. Tiap pasang spikelet terdiri dari sessile dan pedicel. Tiap sessile terdiri dari 2 bunga dan masing-masing bunga mempunyai palea dan lemma, 2 lodikulae dan 3 buah benang sari. Benang sari pada bunga yang letaknya lebih atas akan pecah lebih dulu. Bunga betina (tongkol) terdiri dari beberapa baris sessile yang berpasangan. Tiap sessile terdiri dari 2 bunga tetapi hanya satu bunga yang berfungsi karena itu jumlah baris pada jagung selalu genap.Berdasarkan jumlah bunga dapat dibedakan menjadi bunga tunggal (planta uniflora) dan bunga majemuk (planta multiflora). Bunga majemuk dapat dibedakan menjadi bunga majemuk tak berbatas (monochasial, dichasial, pleiochasial, racemus, spica, amentum, spadix, umbella, corymbus,capitulum, hypanthodium, panicula, corymbus ramosus, umbella coposita, tongkol majemuk, bulir majemuk), bunga majemuk berbatas (dichasium,cincinnus, bostryx, drepanium, rhipidium) dan bunga majemuk campuran. Bagian-bagian dari bunga adalah pedicellus, receptaculum, perianthium (kalyx, corolla), androecium dan gynaecium. (Tjitrosoepomo, 2005).2.2 Nilai HeretabilitasHeritabilitas adalah istilah yang digunakan untuk menunjukan bagian darikeragaman otal (yang diukur dengan raga) dari suatu sifat yang diakibatkan oleh pengaruhgenetic. Secara statisitikmerupakanreaksi observedfenotifik variance,yang disebabkanperbadaanhariditasdiantaragendankombinasigengenotypeindividusebagaisuatuunit.Poehlman dan Sleeper (1995) menyatakan bahwa heritabilitas adalah parameter genetik yangdigunakan untuk mengukur kemampuan suatu genotipe pada populasi tanaman dalammewariskan karakter yang dimilikinya atau merupakan suatu pendugaan yang mengukur sejauhmana keragaman penampilan suatu genotipe dalam populasi terutama yang disebabkan olehperananfaktor genetik.Bahar danZen(1993) berpendapatbahwaheritabilitas tinggidan ragamgenetik tinggi pada umumnya akan mempunyai koefisien keragaman genetik (KKG) tinggi.Untuk keberhasilan program pemuliaan sangat ditentukan oleh tersedianya ragam genetik.Semakin tinggi keragaman genetik yang dimiliki akan semakin besar peluang keberhasilan bagi ptogram pemuliaan. Nilaiharapankemajuangenetikperludiketahuigunamendugaberapabesarpertambahannilai sifat tertentu akibat seleksi dari nilai rata-rata populasi. Nilai harapan kemajuan genetikdisebabkan nilai variabilitas genetik meningkat dan nilai duga heritabilitas dalam arti sempittermasuk kategori sedang, dengan demikianseleksi akan efektif (Amalia et al.,1994).Seleksi efektif apabila kemajuan genetik tinggi ditunjang dengan salah satu nilai variabilitasgenetik dan atau heritabilitas yang tinggi (Johnson et al., 1993 dalam Moedjiono dan Made,1994).

III. BAHAN DAN METODE3.1 Waktu dan TempatPraktikum ini dilaksanakan pada hari sabtu tanggal 21 Juni 2014 bertempat di beberapa lahan petani padi, jagung, dan buah naga disekitar daerah limau manih, Padang.3.2 Bahan dan AlatAlat yang digunakan adalah meteran, kamera digital, alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan adalah tanaman jagug, padi, dan buah naga yang tumbuh dilahan petani dengan pendataan, pencatatan, dan pendokumentasian data-data yang diperlukan.3.3 Pelakasanaan PraktikumPraktikum dilakukan dengan mengamati fenologi dan morfologi bunga jagung, padi, dan buah naga dilahan petani, kemudian dicatat data-data yang dibutuhkan. Serta mengukur tinggi tanaman jagung dengan menggunkan meteran dengan total sampel 12 batang jagung untuk diuji nilai heritabilitasnya pada karakter tinggi tanaman.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Morfologi Bungaa. Padi

4321dcba Gambar 1. Morfologi bunga padi. a) rumpun padi, b) malai padi, c) bunga padi, d) bunga padi (mkikroskopis), 1. Palea 2. Lemma 3. Benang sari 4. Putik.Berdasarkan hasil pengamatan didapatkan dari seperti yang ditampilkan pada Gambar 1. Bunga padi merupakan suatu karangan, bunganya satu-satu dan bertangkai panjang. Panjang malai dapat digolongkan menjadi : malai pendek 32-35 cm, malai sedang 20-25 cm, dan malai panjang 32-35 cm. bunga keluar seluruhnya dari daun bendera dalam waktu 24 jam.Bunga padi mempunyai dua lodikulae atau alat penggelembung yang dapat membesar sehingga mahkota akan tertekan dan membuka yang kemudian akan mengerut kembali.bunga membuka mulai dari ujung malai sampai ke pangkal dan dari luar menuju ke poros. Bunga pada satu malai membuka seluruhnya dalam waktu 5-8 hari sedang semua bunga dalam satu rumpun membuka dalam waktu 10-14 hari. Mekarnya bunga padi terjadi antara pukul 06.00 pagi sampai 15.30 siang, namun sebelum pukul 08.00 dan sesudah pukul 14.00 hanya sedikit bunga yang mekar. Pembungaan maksimum terjadi antara pukul 10.00-12.00.Beberapa waktu sebelum bunga membuka, benang sari tumbuh memanjang dengan cepat. Kotak sari membuka sebelum atau bersamaan dengan membukanya bunga. Tepung sari dapat hidup dalam waktu pendek sesudah keluar dari kantong sarinya. Dalam keadaan normal daya hidupnya hanya lima menit setelah pecahnya kantong sari. Pada suhu 7oC(54oF) dan kelembaban 95% tepung sari dapat hidup selama 24 jam.Berdasarkan morfologi bunga padi yang merupakan bunga sempurna dan terselubung didalam lemma dan palea, maka tipe penyerbukan pada padi adalah penyerbukan sendiri.b. Jagung

12cbaGambar 2. Morfologi bunga jagung. a) hamparan pertanaman jagung, b) bunga jantan, c) bunga betina. 1. Benang sari, 2. Putik.Jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah (diklin) dalam satu tanaman (monoecious). Tiap kuntum bunga memiliki struktur bunga khas yang disebut floret. Pada jagung, dua floret dibatasi oleh sepasang glumae (tunggal:gluma). Bunga jantan tumbuh di bagian puncak tanaman, berupa karangan bunga (inflorescence). Serbuk sari berwarna kuning dan beraroma khas. Bunga betina tersusun dalam tongkol. Tongkol tumbuh dari buku, di antara batang dan pelepah daun. Pada umumnya, satu tanaman hanya dapat menghasilkan satu tongkol produktif meskipun memiliki sejumlah bunga betina. Beberapa varietas unggul dapat menghasilkan lebih dari satu tongkol produktif, dan disebut sebagai varietas prolifik.Bunga jantan jagung cenderung siap untuk penyerbukan 2-5 hari lebih dini daripada bunga betinanya (protandri) (Wenny,2007).Bunga betina tersusun dalam tongkol yang tumbuh diantara batang dan pelepah daun (Suprapto, 1999). Bunga betina ini biasanya disebut tongkol selalu dibungkus kelopak-kelopak yang jumlahnya sekitar 6-14 helai (Wakman dan Burhanuddin, 2007).Padaumumnya, satu tanaman hanya dapat menghasilkan satu tongkol produktif meskipun memiliki sejumlah bunga (Suprapto, 1999).Bunga jantan terletak dipucuk. Bunga jagung tergolong bunga tidak lengkap karena struktur bunganya tidak mempunyai petaldan sepal dimana organ bunga jantan (staminate) dan organ bunga betina (pestilate ) tidak terdapat dalam satu bunga disebut berumah satu (Sudjana, Rifin dan Sudjadi, 1991).Bunga betina dan jantan pada jagung merupakan bunga majemuk tak berbatas karena ibu tangkainya dapat tumbuh terus, dengan cabang-cabang yang bercabang lagi atau tidak (Tjitrosoepomo, 2005). Bunga betina pada bunga jagung merupakan tongkol yang terdapat pada bunga tersebut, sedangkan bunga jantan merupakan bulir-bulir yang ada di ujung sumbu tanaman jagung.Ditinjau dari kelengkapan bunganya masuk ke dalam bunga tidak lengkap atau bunga tidak sempurna (Flos incompletus), karena salah bagian benang sari tidak ada di dalam bunga betina jagung dan putik tidak ada pada bunga jantan jagung.Berdasarkan morfologi bunganya yang merupakan bunga tidak sempurna dan terletak pada tempat yang terpisah pada satu tanaman (monoceus/berumah satu) maka tipe penyerbukan pada jagung adalah penyerbukan silang. Akibat karakteristik polen jagung yang sangat ringan sehingga pollinator yang paling berperan pada penyerbukan jagung sebagian besar dilakukan oleh angin, penyerbukan sendiri pada jagung mungkin untuk terjadi namun intensitasnya lebih sedikit hanya sekitar 5% dibandingkan dengan penyerbukan silang yang terjadi.c. Buah Naga

213dcbaGambar 3. Morfologi bunga buah naga. a) bunga buah naga yang masih kuncup, b) bunga buah naga yang mekar, c) buah buah naga setelah penyerbukan, d) buah naga yang terbentuk. 1. Benang sari, 2. Putik, 3. Retakan bekas pangkal mahkota bunga yang layu dan gugur setelah penyerbukan.Bunga buah naga merupakan bunga sempurna, namun akibat morfologi dari bunga buah naga dimana posisi putik jauh menjorok ke depan menjauhi benang sari maka penyerbukan buah naga tidak dapat terjadi sendiri secara alaminya seperti pada padi. penyerbukan pada bunga buah naga memanfaatkan serangga penyerbuk seperti lebah dan kupu-kupu ataupun dibantu oleh tangan manusia (penyerbukan buatan) agar penyerbukan dapat terjadi. Pengaruh dari struktur dan fenologi bunga itu sendiri berkontribusi dalam menentukan keberhasilan pembentukan buah. Karena bunga buah naga membuka pada malam hari, kelelawar dan ngengat yang banyak membantu penyerbukan bunga secara alami. Di banyak negara dimana tanaman ini masih menjadi komoditi baru, penyerbukan alami jarang terjadi karena kurangnya polinator alaminya. Maka, persilangan buatan yang kemudian disarankan untuk dilakukan guna meningkatkan jumlah buah yang terbentuk (Pushpakumara et al., 2005).4.2 Nilai Heretabilitas Karakter Tinggi Tanaman jagungData Pengamatan tinggi tanaman pada 36 individu tanaman jagung seperti terlihat pada tabel di bawah ini : Tabel 1. Data tinggi tanaman jagung pada tiga lokasi GenotipeLokasi

IIIIII

123123123

1198196222188178154163200204

2204201197178201198187186200

3162202201202199201202203196

4139230199200167187143145201

Tabel 2. Rata-rata data tinggi tanaman jagung pada tiga lokasiGenotipeLokasiTotal

IIIIII

1205,3173,3189567,6

2200,7192,3191584

3188,3200,7200,3589,3

4189,3184,7163537

Total783,6751743,32277,9

Tabel 3. Tabel Sidik RagamSumber keragamanDb (derajat bebas)KT (kuadran tengah)E(KT) (KT Harapan)

Ulangan2103,27

Lokasi2927,9

Genotipe310299,62e+r 2gl+rl 2g

Interaksi GxL62010,62e+r 2gl

Error10148,62e

Karakter tinggi tanaman merupakan karakter kualitatif yakni karakter yang diatur oleh satu gen dalam pengekspresiannya, biasanya karakter-karakter kualitatif akan memiliki pengaruh genetik yang sangat besar dibandingkan pengaruh lingkungan dan menginduksi tereskpresinya karakter tersebut karena hanya ada satu yang mengatur. Uji heritabilitas dilakukan untuk melihat pengaruh genetik dan lingkungan terhadap suatu karakter tertentu. Dari data yang didapatkan diperoleh nilai heritabilitas karakter tinggi tanaman jagung adalah 0,7. Hal tersebut sesuai dengan teorinya bahwa karakter tinggi tanaman merupakan karakter kualitatif yang diatur oleh satu gen saja, sehingga daya adaptasinya tinggi dengan nilai GxE rendah yang mengartikan bahwa pengaruh genetik lebih berperan dibandingkan pengaruh lingkungan dalam menentukan penampakan fenotipik karakter tersebut.

V. KESIMPULANDari praktikum yang dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:1. Morfologi dan fenologi bunga mempengaruhi pola penyerbukan tanaman, dimana posisi dari putik dan benang sari yang compatible akan menunjang proses penyerbukan alami dengan baik.2. Padi merupakan tanaman menyerbuka sendiri karena memiliki bunga sempurna, sedangkan jagung dan buah naga penyerbukannya dibantu baik dengan angin, serangga penyerbuk, ataupun oleh tangan manusia.3. Karakter tinggi tanaman pada jagung merupakan karakter kualitatif yang dipengaruhi secara besar oleh gen dibandingkan faktor lingkungannya.

DAFTAR PUSTAKAAmalia, L., R. Setiamihardja, M.H. Karmana, danA.H. Permadi. 1994. Pewarisan Heritabilitasdan Kemajuan Genetik Ketahanan Tanaman Cabai Merah Terhadap PenyakitAntraknosa. Zuriat 5 (1) : 68-74Bahar , H., dan Zen, S. 1993. Parameter genetik pertumbuhan tanaman, hasil dan komponenhasil jagung. Zuriat 4 (1): 4-7.Dahlan,M. 1992.Pembentukan Benih Jagung Hibrida. Malang : Balai Penelitian Pangan.Fehr, W.R. 1987. Principles of cultivar development. Macmillan Publishing Co. New York.Firman, A. Heritabilitas.http://adifirman.wordpress.com/2011/01/27/89/.Diakses tanggal 26 Juni 2014.Moedjiono, dan M. J. Mejaya. 1994. Variabilitas Genetik Beberapa Karakter Plasma NutfahJagung Koleksi Balittan Malang. Zuriat 5(2) : 27-32Poehlman, J.M., and D.A.Sleeper. 1995. Breeding Field Crops. Iowa StateUniversity Press.USA.Tjitrosoepomo, G. 2005.Morfologi Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University PressUniversitas Sumatra Utara. 2011. Bunga Jagung. (online) http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23043/5/Chapter%20II.pdf. Diakses tanggal 28 Juni 2014Wenny. 2007. Manfaat Jagung Muda.(online) http://www.mail-archive.com/balita-anda@balita-anda.com/. Diakses tanggal 28 Juni 2014