Pewarisan MendelGENETIKA TANAMAN

AGROTEKNOLOGI –UNIV. GUNADARMA

Setelah mengikuti kuliah ini

peserta akan dapat

menjelaskan dasar pewarisan

Mendel

Tujuan Instruksional Khusus :

2

1. Pewarisan Mendel

2. Pengujian dalam pewarisan

Mendel (uji khi kuadrat)

Sub Pokok Bahasan :

3

Relevansi Pokok Bahasan :

Pewarisan Mendel merupakan

dasar Ilmu Genetika. Sebelum

mempelajari genetika populasi

dan kualitatif terlebih dahulu

harus mengerti genetika

kualitatif (Mendel).

Pewarisan Mendel bermanfaat

dalam penelitian-penelitian

genetika.

4

Mendel adalah orang pertama yang

meletakkan dasar pewarisan sifat kualitatif.

Dikenal sebagai Bapak Genetika.

Pada abad 19, teori pewarisan sifat

mengikuti teori pewarisan pencampuran

(blending inheritance) yaitu sifat turunan

merupakan campuran dari sifat kedua

tetuanya.

1. Pewarisan Mendel5

6Gregor Mendel(1822-1884)

Menemukan hukumpewarisan suatu sifat

Mendel mengemukakan teori

pewarisan terpisah (particulate

inheritance) yaitu bahan genetik

penentu sifat diwariskan dari

kedua tetua ke zuriatnya berupa

unit-unit yang utuh, yang tetap

terpisah, tidak bercampur atau

melebur seperti pencampuran.

7

Percobaan Mendel (1865) pada

kacang kapri (Pisum sativum)

Laporan “Expriment in Plant

Hybridization”, dipublikasikan dalam

“Proceding of Brunn Society for Natural

History” (1866)

8

Gregor Johann Mendel

Seorang pendetabangsa Austria

Meneliti pewarisan sifatpada tanaman kapri.

Menghasilkan HukumSistem pewarisan

Temuan Mendel takditerima sampaimenjelang abad ke 20

9

9

Gregor Johann Mendel

Antara 1856 and 1863,

Mendel menanam dan

menguji 28,000

tanaman arcis

Dia mencatat bahwa

selama penelitian sifat

induk tetap muncul

pada anak

10

10

Mendel melakukan perkawinan silang tanaman

kacang polong dengan sifat yang berbeda

hibridisasi

Hasil hibridisasi ini adalah hibrida

Dari perkawinan silang didapatkan sifat

keturunan yang dapat diamati (mis.warna,

bentuk, ukuran) fenotip

Juga sifat dasar yang tidak nampak dan tidak

dipengaruhi lingkungan (mis. TT, tt) genotip

Alel variasi gen yang mengkode sifat yang

sama

Misal : gen T untuk bentuk tubuh tinggi dan

gen t untuk bentuk tubuh pendek, maka T dan

t adalah alel

Misal : gen R untuk warna bunga dan gen T

untuk tubuh tinggi, maka R dan T bukan alel

Homozigot individu dengan genotipe dari alel

yang sama (mis. TT, tt)

Heterozigot individu dengan genotipe dari alel

yang berbeda (mis. Tt)

“Penemuan kembali teori Mendel”

Tiga ahli botani (Hugo de Vries (Holland),

Carl Correns (Germany) dan Eric von

Tschermak-Seyseneg (Austria) (1900)

mendapatkan laporan Mendel sebagai

rujukan dari penelitian mereka secara

terpisah.

14

Para ahli merumuskan kembali

Hipotesis Mendel atau

Hukum Segregasi dan

Perpaduan Bebas.

15

Sukses Mendel karena :

1. Persiapan bahan untuk

percobaan, dilakukan dengan

seksama.

2. Percobaannya dilakukan secara

sistematis.

3. Hasil persilangannya dicatat

secara detail dalam angka.

16

4. Kacang kapri mudah diamati sifat-

sifat pentingnya.

5. Tanamannya berupa galur murni

yaitu tanaman yang telah diserbuki

sendiri (selfing) selama 7 - 9

generasi, sehingga tidak terjadi

segregasi.

17

Tahapan percobaan Mendel

dibuat secara sistematis.

Percobaan Mendel digunakan

sebagai rujukan dalam

pemuliaan tanaman.

18

Tahapan percobaan Mendel:

1. Persiapan bahan (1857)

Mendel menanam tanaman

kacang-kacangan :

Pisum sativum,

Pisum quadratum,

Pisum saccaharatum.

19

Site of Gregor

Mendel’s

experimental garden

in the Czech

Republic

20

20

Sifat P. sativum antara lain:

Benih mudah didapat, mudah ditanam di tempat sempit.

Tanaman semusim dan menghasilkan banyak biji.

Bunga sempurna (organ seksual dlm 1 bunga), ukuran

besar.

Bersifat menyerbuk sendiri.

Mudah diamati dan dibedakan.

21

Tujuh sifat yang diamati Mendel

Warna

albumin

Tinggi

tanaman

Warna

polong

Bentuk

polong

Warna

bunga

Posisi

bunga

Bentuk

biji

ResesifDominanSifatResesifDominanSifat

aksial terminal

tinggi rendah

bundar keriput

kuning hijau

ungu putih

gembun

gberkerut

hijau kuning

23

24

Masing-masing varietas ditanam

terpisah, sehingga tidak terjadi

persilangan.

Mendel melakukan penyerbukan

sendiri sampai diperoleh galur murni

(7 – 9 generasi)

25

2. Dilakukan persilangan antar

varietas kacang kapri, secara

manual. Dilakukan persilangan

resiprokal (F1R)

Benih hasil persilangan disimpan

dan dicatat secara detail.

26

3. Benih F1 hasil persilangan

ditanam.

Tanaman F1 diselfing, hasilnya

benih F2.

Seterusnya hingga generasi F7.

Persilangan juga dilakukan antara

F1 dengan tetua resesif, untuk

test cross.

27

4. Merumuskan hipotesis dengan

pendekatan matematis :

- Tajam dalam menghitung

perbandingan sifat yang muncul.

- Menyusun suatu hubungan

matematik, yang dapat berlaku

umum.

- Jumlah pengamatan banyak.

28

Pengamatan berdasarkan:

1. satu sifat yang berbeda disebut

monohibrid,

2. dua sifat berbeda disebut

dihibrid,

3. tiga sifat berbeda disebut

trihibrid dan

4. banyak sifat berbeda disebut

polihibrid.

29

Percobaan monohibrid (7 sifat) yang diamati

pada generasi F1 dan F2, hasilnya pada Tabel 1

dan Tabel 2. Sifat yang muncul pada tanaman

F1 dari salah satu tetuanya.

30

Tabel 1.

Sifat Tanaman, Persilangan dan Hasil F1

Sifat Persilangan Tanaman F1

Bentuk biji Bundar x Keriput 100% Bundar

Warna albumen Kuning x Hijau 100% Kuning

Warna bunga Merah x Putih 100% Merah

Bentuk polong Gembung x Berkerut 100% Gembung

Warna polong Hijau x Kuning 100% Hijau

Posisi bunga Aksial x Terminal 100% Aksial

Tinggi tanaman Tinggi x Pendek 100% Tinggi

31

Persilangan

Monohibrid

Perkawinan Monohibrid

Pada tanaman F2 semua ciri-ciri

yang dipunyai oleh kedua tetua

(P1 dan P2) muncul kembali.

Sifat yang tidak muncul (tertutupi)

pada generasi F1 muncul

kembali pada F2.

34

Ciri yang tertutupi disebut ciri

resesif dan yang menutupi disebut

ciri dominan.

Rasio individu yang mempunyai ciri

dominan : resesif pada F2 adalah

3 :1

35

37Tabel 2.

Ratio F2 Percobaan Monohibrid

Sifat Penyebaran Sifat Perbandingan

(1) (2)

Bentuk biji 5474 Bundar

1850 Keriput

2.99 : 1

Warna albumen 6022 Kuning

2001 Hijau

3.01 : 1

Warna bunga 705 Merah ungu

224 Putih

3.15 : 1

Bentuk polong 882 Gembung

299 Berkerut

2.95 : 1

Warna polong 428 Hijau

152 Kuning

2.85 : 1

Posisi bunga 451 Aksial

207 Terminal

3.14 : 1

Tinggi tanaman 787 Tinggi

277 Pendek

2.84 : 1

Ilustrasi Percobaan Monohibrid Mendel

A

A

a

½

½

½a½

AA Aa

Aa aa

Tetua 1 Tetua 2

A

AA

a

aa

A aAa

P :

F1 :

F2 :

Perbandingan = 3 : 1

38

Ilustrasi Percobaan Dihibrid Mendel

abAB

Tetua 1 Tetua 2

AABB aabb

AaBb

P :

F1 :

F2 : A-B- : 9

A-bb : 3

aaB- : 3

aabb : 1

Bujur Sangkar Punnet Untuk Menghitung F2

ab

aB

Ab

AB

abaBAbAB

AABB

AAbB

aABB

aAbB

AABb

AAbb

aABb

aAbb

AaBB

AabB

aaBB

aabB

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

♀♂

40

Mendel menjelaskan :

1. Penentu pewarisan sifat, yang

dikenal sebagai gen (kemudian)

2. Setiap tanaman (kacang kapri)

mempunyai sepasang gen dalam

setiap sel, untuk setiap sifat yang

diamati.

41

3. Dalam pembentukan gamet,

setiap gen dari pasangan gen-gen

tersebut bersegregasi (berpisah)

sama rata ke dalam sel-sel gamet.

4. Setiap gamet membawa hanya

satu gen dari setiap pasang gen.

5. Pengabungan gamet-gamet dari

tiap tetua untuk membentuk zigot

terjadi secara acak.

42

Hukum Mendel I :

Alel-alel dari pasangan gen

bersegregasi (berpisah) satu

dengan lainnya ke dalam gamet.

Setiap gamet membawa salah satu

alel.

43

Ilustrasi Hukum Mendel I

Gamet Gamet

Pasangangen

A a

A a

44

Hukum Mendel II :

Pada waktu pembentukan gamet,

salah satu pasangan gen

berpadu secara bebas dengan

pasangan gen lainnya.

45

Ilustrasi Hukum Mendel II

Gamet Gamet

Pasangan gen bebas

Bb

A a

atau

Bb

A a

Gamet Gamet

Pasangan gen bebas

bB

A a

bB

A a

46

Peluang Genetik Mendel47

Memahami nisbah genetik (fenotipe, genotipe)

generasi F2 menggunakan kaidah peluang.

Peluang (μ) =Frekuensi munculnya kejadian μ

Frekuensi total kejadian

a. Peluang gamet A pada individu Heterozigot Aa

Peluang (A) =1

2

b. Peluang turunan dengan Genotipe aabb pada persilangan

tetua aaBb AaBb

Peluang (aabb) =1

2×1

4=1

8

Peluang Genetik Mendel48

Contoh soal:

Jika dilakukan persilangan AABBCCDD x aabbccdd. Berapa kemungkinan:

a. jumlah gamet F1

b. macam genotipe F2

c. jumlah individu lengkap pada F2

d. macam fenotipe F2 jika terjadi dominan penuh

e. macam fenotipe F2 jika terjadi kodominan dan tanpa epistasis

Penyelesaian :

a. Jumlah gamet F1: 2n = 24 = 16

b. Macam genotipe F2: 3n = 34 = 81

c. Jumlah individu lengkap pada F2: 4n = 44 = 256

d. Macam fenotipe F2 jika terjadi dominan penuh: 2n = 24 = 16

e. Macam fenotipe F2 jika terjadi kodominan dan tanpa epistasis: 3n = 34 = 81

2. Pengujian pewarisan Mendel

Persilangan tanaman berbunga

ungu (P1) dengan berbunga putih

(P2); hasil F2: 705 berbunga ungu

dan 224 berbunga putih.

Uji data F2, apakah sesuai

dengan perbandingan 3:1?

Percobaan monohibrid Mendel

49

Penyelesaian:

Hipotesis yang diajukan adalah :

H0 : data sesuai dengan nisbah

3:1

H1 : data tidak sesuai dengan

nisbah 3:1

50

Rumus yang digunakan adalah :

k

2 = Σ ( Oi – Ei)2

i=1 Ei

Keterangan :

O = hasil pengamatan (observed)

E = harapan (expected)

51Tes X2 (Chi-square test)

Kesimpulan diambil berdasarkan

kriteria sebagai berikut :

- Bila 2-hitung < 2-tabel db α,

maka diterima bahwa sebaran

pengamatan tidak berbeda nyata

dengan sebaran harapan.

- Bila 2-hitung > 2-tabel db α,

maka sebaran pengamatan

berbeda nyata dengan sebaran

harapan.

52

Gunakan Tabel 2 berikut :

db Peluang

0.05 0.01

1 3.84 6.64

2 5.99 9.21

3 7.82 11.35

4 9.49 13.28

5 11.07 15.09

53

Berdasarkan nisbah

harapan 3:1 maka disusun

tabel sebagai berikut :

Kelas Diamati

(O)

Diharapkan

(E)

(O-E) (O-E)2/E

Ungu 705 697 64 0.09

Putih 224 232 - 64 0.28

Total 929 929 X2 = 0.37

54

Derajat bebas (db)

db = banyaknya kelas – 1

= 2-1

= 1

Pada = 0.05; db = 1

maka 2-tabel = 3.84

Karena 2-hitung < 2-tabel,

maka terima H0. Jadi data F2

tersebut sesuai dengan

perbandingan 3:1

55

Percobaan dihibrid Mendel

Persilangan (dihibrid) tanaman kapri

berbiji kuning licin dengan tanaman

kapri berbiji hijau keriput

menghasilkan data F2 sebagai

berikut:

56

Data tanaman F2 mempunyai

sifat :

315 kuning licin

101 kuning keriput

108 hijau licin

32 hijau keriput

Uji data F2 tersebut, apakah

sesuai dengan perbandingan

9:3:3:1?

57

Berdasarkan nisbah (9:3:3:1),

disusun tabel sebagai berikut :

Kelas O E (O-E)2/E

Kuning licin 315 313 0.01

Kuning keriput 101 104 0.09

Hijau licin 108 104 0.15

Hijau keriput 32 35 0.26

Total 556 556 2 = 0.51

58

Derajat bebas (db)

db = banyaknya kelas – 1

= 4-1

= 3

Pada = 0.05; db = 3

maka 2-tabel = 7.82

Karena 2-hitung < 2-tabel

maka terima H0. Jadi data F2

tersebut sesuai dengan

perbandingan 9:3:3:1

59