TUGAS III-1 MK PEMULIAAN TANAMAN TERAPAN
Perakitan Tanaman Gandum Inbrida Dengan Metode Double a!loid
Agroteknologi E Kelom!ok I
Disusun Oleh:
PR"GRAM STUDI AGR"TEKN"L"GI #AKULTAS PERTANIAN UNI$ERSITAS PAD%AD%ARAN %ATINANG"R &'1(
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas kehendak-Nya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Perakitan Tanaman andum !nbrida Dengan "et#de D#uble $apl#id%& "akalah ini disusun untuk memberikan pengetahuan tentang pembentukan gandum inbrida dengan pengkulturan sel hapl#id tanaman dan selanjutnya digandakan jumlah kr#m#s#mnya sehingga tanaman menjadi dipl#id& 'ami menyadari makalah ini masih memiliki kekurangan, sehingga kami berharap para pemba(a dapat turut memberikan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan makalah ini&
)atinang#r, April *+
Penyusun&
ii
DA#TAR ISI
'ATA P.NANTA/&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&ii DA0TA/ !S!&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&iii 1A1 P.NDA$232AN&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& && 3atar 1elakang&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &*& !denti4ikasi "asalah&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &5& Tujuan&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&* 1A1 * !S!&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5 *&& "et#de yang digunakan pada d#uble hapl#id&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5 *&*& Pemilihan bahan tanaman&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5 *&5& Tahap-tahap pelaksaan perakitan dengan met#de d#uble hapl#id&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&6 *&6& .7aluasi tanaman d#uble hapl#id&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1A1 5 P.N2T2P&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&+ 5&& 'esimpulan&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&+ DA0TA/ P2STA'A&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
iii
)A) 1 PENDAULUAN 1*1* Latar )elakang
andum adalah tanaman sereal yang paling banyak ditanam di dunia dan menjadi salah satu pilar utama ketahanan pangan gl#bal& Sekitar 8 juta t#n gandum dipr#duksi pada *9 juta hektar lahan pada tahun *++ dengan tingkat pr#dukti7itas 5 t#nha ; 0AO *+*<& "enurut beberapa perkiraan, pr#duksi gandum gl#bal harus meningkat setidaknya , = per tahun untuk memenuhi permintaan gandum tahunan dipr#yeksikan dari 9+ juta t#n pada tahun *+*+ ;/#segrant et al& *++<& Sehingga diperlukan pengembangan kualitas tanaman gandum se(ara genetik& andum diman4aatkan sebagai bahan baku pembuatan pasta dibeberapa negara terutama negara di benua .r#pa& Dalam pr#duksi pasta di beberapa negara terdapat beberapa kendala terkait dengan kualitas pr#duk yang dihasilkan& Salah satu masalah yang paling penting dari industri pasta adalah kesulitan memper#leh berkualitas tinggi gandum sehingga berdampak kepada kualitas pasta& )umlah 7arietas yang dipr#duksi yang mampu memenuhi persyaratan kualitas industri sangat terbatas& Oleh karena itu, pemuliaan 7arietas gandum berdasarkan permintaan menjadi pri#ritas& Salah satu teknik pemuliaan yang dapat digunakan yakni tekinik d#uble hapl#id& Teknik dapat menjamin keuntungan besar bagi pemulia tanaman karena memudahkan dalam merakit garis rek#mbinan murni dengan karakteristik yang diinginkan& Dengan teknik d#uble hapl#id ini, penggunaan lahan dan tenaga kerja dalam kegiatan perakitan tanaman dengan k#ndisi h#m#>ig#t menjadi lebih ke(il& 1*&* Identi+ika,i Ma,ala
'egiatan perakitan gandum inbrida ini didasarkan pada permasalahan yang ada diantaranya sebagai berikut :
Dibutuhkan tanaman gandum rek#mbinan dengan k#ndisi h#m#>ig#t murni
andum inbrida dengan kualitas bagus yang masih terbatas
Perakitan galur murni yang membutuhkan biaya, tempat, dan ?aktu yang banyak bilama menggunakan met#de k#n7ensi#nal sehingga diperlukan met#de yang lebih e4isien&
1*.* Tu/uan
Tujuan dari makalah ini yakni untuk mengetahui rangkaian perakitan gandum dengan k#ndisi galur murni melalui met#de induksi hapl#id berupa met#de persilangan interspesi4ik da kemudian tanaman hapl#id diberi perlakuan k#lkisin sehingga jumlah kr#m#s#mnya menjadi ganda&
*
)A) II PEM)AASAN
1*0* Metode ang digunakan !ada double a!loid
"et#de yang digunakan dalam perakitan tanaman d#uble hapl#id ini se(ara in 7itr#& Dalam perakitan tanaman d#uble hapl#id diperlukan met#de atau (ara untuk mendapat tanaman yang hapl#id sehingga bisa digandakan jumlah kr#m#s#mnya& Pada bahasan kali ini, met#de yang digunakan untuk menghasilkan tanaman yang hapl#id dengan met#de persilangan interspesi4ik& "et#de persilangan interspesi4ik merupakan persilangan antara tanaman yang berbeda spesies& "et#de ini disebut juga dengan persilangan intragenerik& Pada bahasan kali ini, met#de persilangan interspesi4ik dilakukan antara gandum dengan jagung& Alasan digunakan met#de persilangan interspesi4ik karena dengan met#de ini dapat memiliki persentase tanaman yang terbentuk lebih besar jika dibandingkan dengan met#de kultur anther& Selain itu met#de persilangan interspesi4ik dapat mengurangi persentase eksplan yang beregenerasi abn#rmal& 1*2* Pemilian baan tanaman
Sebelum dilakukan pemilihan tetua gandum yang digunakan terlebih dahulu akan dijelaskan jenis gandum yang umumnya dibudidayakan di dunia& Terdapat tiga jenis gandum yang umum dibudidayakan di dunia yakni Triticum aestivum, Triticum compactum, dan Triticum durum. Dalam bahasan kali ini gandum yang digunakan merupakan jenis dari Triticum durum dengan 7arietas )enah kh#ti4a, 1iskri, 'arim, dan /a>>ek . Triticum durum adalah rumput tahunan dalam 4amili p#a(eae yang berasal dari ?ilayah mediteranian dan barat daya Asia& andum jenis ini tumbuh pada iklim sedang& @arietas gandum durum merupakan 7arietas yang memiliki keunggulan berupa tahan (ekaman lingkungan dan tahan kekeringan, biasanya di tanam di daerah kering dan sebagian besar di tanam pada musim semi berbeda dengan kebanyakan 7arietas gandum r#ti lainnya yang dikenal sebagai gandum musim dingin& andum T. durum memiliki kr#m#s#m *n *B& Selanjutnya dipilih tanaman pend#n#r untuk kegiatan persilangan interspesi4ik& Pada bahasan kali ini, tanaman pend#n#r yang digunakan yakni tanaman jagung 7arietas 59C8&
5
1*3* Taa!-taa! !elak,aan !erakitan dengan metode double a!loid 1* Penanaman tanaman gandum dan tanaman !endonor
)agung merupakan tanaman yang terg#l#ng tanaman menyerbuk silang sedangkan tanaman gandum terg#l#ng tanaman menyerbuk sendiri& Namun untuk menghindari k#ntaminasi genetik maka dilakukan is#lasi ?aktu& !s#lasi ?aktu yaitu !s#lasi ?aktu, yakni mengusahakan agar pertanaman 7arietas unggul tidak berbunga di?aktu yang bersamaan& Dengan demikian kemurnian 7arietas unggul dapat dipertahankan& "aka dari itu, penanaman 7arietas gandum berbeda dilakukan dengan selang * minggu per 7arietas& Sedangkan untuk tanaman jagung ditanam * minggu sebelum penanaman gandum& )agung yang ditanam berada di greenh#use yang keadaannya lebih panas dari udara luar& Tanaman jagung disini berperan sebagai tetua jantan dan gandum sebagai tetua betina& 1erikut bagan ?aktu penanaman& "inggu
"inggu 5
@ar& )enah 'h#ti4a
Pi#neer 59C8
Pi#neer 59C8
"inggu 8
@ar& 1iskri
Pi#neer 59C8
"inggu 9
@ar&'arim
"inggu
@ar&/a>>ek
Pi#neer 59C8 )a un dalam reenh#use
&*
Penerbukan gandum Dua atau tiga hari sebelum bunga gandum mekar, kepala sarinya diambil dan direndam
dengan a(et#(armine ;+,=<& Selain itu serbuk sari jagung pun direndam di a(et#-(armine ;+,=<& 'emudian diamati dengan mikr#sk#p 4#t#nik untuk menentukan k#ndisi #ptimal dan kematangan mikr#sp#ra gandum& Setelah ?aktunya tepat, dilakukan emaskulasi dan setelah itu stigma gandum diserbuki dengan p#llen 7iabel yang segar dari jagung yang telah ditanam 6
sebelumnya& Setelah dilakukan penyerbukan, kemudian ditutup dengan kant#ng kertas untuk mempertahankan kelembaban& 5& Embrio rescue gandum ang tela di,erbuki dan !engkulturan Setelah dilakuakan penyerbukan, kemudian dilanjutkan dengan tahapan embri# res(ue& 'ultur embri# merupakan salah satu teknik in 7itr# yang dapat dilakukan untuk penyelamatan embri# ;embrio rescue) suatu tanaman& "enurut Pierik ;9B< kultur embri# pada prinsipnya dapat dig#l#ngkan menjadi dua ma(am, yakni kultur embri# muda ;immature emby# (ulture< dan kultur embri# de?asa ;mature embry# (ulture<& 'eberhasilan kultur embri# se(ara in 7itr# selain ditentukan #leh 4akt#r umur embri#, juga ditentukan #leh gen#tipe, k#mp#sisi medium, dan lingkungan 4isik serta k#ndisi pertumbuhan tanaman induk ;Pierik, 9B<& Delapan belas hari setelah p#linasi atau penyerbukan, embri# diambil dari kari#psis dan diis#lasi& Setelah diis#lasi, kemudian disterilkan dengan larutan pemutih *= selama + menit dan dibilas dengan air sebanyak 5 kali& .mbri# dimasukan kedalam petridish yang berisi media kultur 18& "edia kultur 18 terdiri dari kandungan *+gl sukr#sa dan 9,8gl agar& .mbri# ditumbuhkan dengan k#ndisi gelap atau tanpa (ahaya dengan suhu *8+E sampai bergerminasi& 'egiatan germinasi pada tahapan ini berlangsung selama 9 hari& .mbri# yang telah bergerminasi kemudian diregenerasikan selama 5 minggu sampai mun(ul *-5 daun yang telah terbentuk& .ksplan yang terdiri dari *-5 daun, kemudian dipidahkan kedalam b#t#l dengan media yang sama yaitu media 18 ;*+gl sukr#sa dan 9,8 gl agar< dan disimpan dalam keadaan diberi (ahaya dengan intensitas 58+ F. mG* sG dengan ?aktu pen(ahayaan kurang dari jam& 0* Kolki,in treatment dan !embe,aran tanaman Setelah eksplan memiliki *-5 daun, lalu eksplan dipidahkan kedalam b#t#l dengan media yang sama seperti pada a?al pengkulturan ;18 *+gl sukr#sa dan 9,8 gl agar< dengan keadaan diberi (ahaya dengan intensitas 58+ F. mG* sG dengan 4#t#peri#d kurang dari jam& Tahapan selanjutnya untuk pr#sedur d#uble hapl#id ini yaitu perlakuan kh#lkisin pada eksplan& '#lkisin pada umumnya dipakai luas di bidang bi#l#gi maupun pertanian untuk menghasilkan sel-sel p#lipl#id buatan, karena pemisahan set kr#m#s#m terganggu dan sel-sel memiliki set kr#m#s#m yang berlipat& .ksplan yang sudah dikulturkan tersebut direndam dalam larutan k#lkisin ;+,=< dengan *+ ml dimethylsulph#Hide ;D"SO< serta ditambahkan + tetes #4 T?een *+ per liter& Sul4#Hide Dimetil ;D"SO< merupakan senya?a #rgan# sul4ur dengan rumus ;E$5< *SO& Eairan tidak ber?arna ini merupakan pelarut p#lar apr#tik yang dapat melarutkan baik senya?a p#lar dan n#np#lar dan larut dalam berbagai pelarut #rganik maupun air& 'egiatan perendaman dilakukan selama 6 jam dengan suhu *8 derajat (el(ius&
8
ambar & .ksplan yang sudah dikulturkan direndam dengan k#lkisin
Pr#sedur selanjutnya yaitu setelah perendaman, tanaman di(u(i atau dibilas semalaman dengan menggunakan air mengalir& $al ini bertujuan untuk membersihkan sisa-sisa k#lkisin pada tanaman& Setelah itu, tanaman ditanam di p#t dengan media peat m#ss steril hingga tanaman de?asa& Tanaman ditanam di p#t dengan media peat m#ss steril dengan k#ndisi temperatur *8 derajat (el(ius dan dengan pen(ahayaan selama jam& 2ntuk penyediaan air bagi tanaman, penyiraman dilakukan dengan larutan nutrisi $#agland& 2ntuk tahapan pembesaran, tanaman dipelihara di p#t selama 6 sampai minggu& 3arutan $#agland ;$#agland S#luti#n< adalah salah satu (airan yang terkenal bisa digunakan hidr#p#nik sebagai media pertumbuhan tanaman& 3arutan h#agland ditemukan #leh $#agland dan Snyder ;55<& 3arutan ini bisa digunakan sebagai media pertumbuhan karena di dalam (airan ini disediakan berbagai nutrisi yang diperlukan tanaman untuk tumbuh& '#mp#sisi larutan nutrisi $#agland untuk pertumbuhan tanaman terdiri atas makr#nutrien dan mikr#nutrien& 1*(* E4alua,i tanaman double a!loid
1enih D$+ dikumpulkan dari tanaman inbrida hasil d#uble hapl#id yang berbeda ;)eneh kh#ti4a, 1iskri, /e>>ak dan 'arim< untuk digunakan dalam uji daya berke(ambah, lalu hasil uji daya berke(ambah dari tanaman hasil d#uble hapl#id tersebut dibandingkan dengan tetuanya& )umlah benih yang berke(ambah dihitung setiap hari, dan benih dianggap berke(ambah jika radikulanya telah mun(ul& Pada akhir masa perke(ambahan, persentase benih yang berke(ambah dihitung dengan menggunakan persamaan: Persentase benih berke(ambah jumlah benih berke(ambahjumlah benih yang ditanam& Pada pengamatan perke(ambahan hari ke-5, galur gandum )enah 'h#ti4a menunjukkan persentase perke(ambahan yang (ukup tinggi yaitu 9+=, jika dibandingkan dengan tetuanya yang hanya memiliki daya berke(ambah +=& Pada pengamatan hari ke-6, keseluruhan benih hasil d#uble hapl#id )enah 'h#ti4a memiliki daya berke(ambah yang sama dengan tetuanya yaitu
sebesar ++= ;ambar 6<& $asil yang sama juga dimiliki #leh galur 1iskri yang menunjukkan persentase perke(ambahan ++= setelah 6 hari dike(ambahkan, dan persentase tersebut lebih tinggi jika dibandingkan dengan tetuanya yang memiliki daya berke(ambah sebesar +=& Namun, setelah dilakukan perke(ambahan selama 8 hari, galur 1iskri memiliki persentase perke(ambahan yang sama dengan tetuanya yaitu ++= ;ambar 6<&
ambar *& Daya ke(ambah gandum 7arietas )enah kh#ti4a ;a< dan 1iskri ;b<
alur d#uble hapl#id yang berasal dari persilangan antara gandum durum I jagung memiliki daya berke(ambah yang sama dengan gen#tip /e>>ak dan 'arim ;ambar 8<& Setelah 5 hari dike(ambahkan, persentase perke(ambahan untuk tetua /e>>ak dan 'arim masing-masing yaitu B+= dan 9+=& 3alu, setelah 6 hari, persentase perke(ambahan men(apai ++= untuk kedua gen#tip ini& $asil yang didapatkan dari masing-masing galur ini menunjukkan bah?a tanaman gandum hasil d#uble hapl#id memiliki karakter yang sama dengan tetuanya ;tetua gandum<&
ambar 5& Daya ke(ambah gandum /e>>ak ;(< dan 'arim ;d<
1enih D$ dikumpulkan dari benih D$+ yang terdiri dari tanaman )eneh kh#ti4a, 1iskri, /e>>ak dan 'arim& 1enih-benih tersebut ditumbuhkan di ruang pertumbuhan lalu ditanam di
9
lapangan& 'arakter m#r4#l#gi yang diamati meliputi tinggi tanaman, lama hari dari penanaman sampai kematangan malai 8+= dan berat +++ biji& Perbandingan antara galur d#uble hapl#id dan tetuanya ;gandum )enah kh#ti4a, 1iskri, /e>>ak dan 'arim< menunjukkan bah?a keseluruhan galur d#uble hapl#id memiliki tinggi ratarata tanaman yang sama dengan k#ntr#l ;tetuanya< ;ambar 8<& Namun, untuk karakter lamanya hari sejak penaburan benih sampai tanaman memiliki malai matang sekitar 8+= antara galur D$ dan k#ntr#l mengalami penurunan sekitar 8 dan hari pada d#uble hapl#id 1iskri dan /e>>ak ;ambar 8<&
ambar 6&Tinggi tanaman ;b< dan ?aktu yang dibutuhkan sampai malai matang 8+= ;(<
2ntuk karakter berat +++ biji, galur d#uble hapl#id )eneh kh#ti4a memiliki berat yang lebih baik dibandingkan k#ntr#l ;ambar <& 1erat rata-rata +++ biji pada d#uble hapl#id galur )eneh kh#ti4a yaitu 65,* g, sedangkan tetuanya hanya 58, g ;ambar <&
ambar 8& )umlah +++ biji tiap 7arietas
$asil dari tanaman galur d#uble hapl#id tergantung pada berat biji, jumlah anakan dan kesuburan tanah& Salah satu alasan terjadinya penurunan hasil berupa berat +++ biji pada
B
per(#baan ini adalah karena daerah pengujian per replikasi ;,* m*< mungkin tidak (ukup besar untuk mendapatkan data hasil yang akurat& Setelah dihasilkan tanaman yang memiliki k#nstitusi genetik h#m#>ig#t dan h#m#genus hasil dari teknik d#uble hapl#id, maka tanaman dapat diperbanyak baik dengan kultur jaringan maupun dengan persilangan sendiri untuk mempertahankan k#nstitusi genetik yang ada&
)A) & PENUTUP
1*5* Ke,im!ulan
Dari kegiatan perakitan tanaman inbrida dengan teknik d#uble hapl#id, maka didapatkan empat 7arietas gandum inbrida yang memiliki k#nsitusi genetik yang ++= h#m#>ig#s dan h#m#genus& "aka dapat disimpulkan bah?a kegiatan perakitan berhasil dilakukan dan tanaman hasil teknik d#uble hapl#id dapat diperbanyak dan dipr#duksi dengan (ara kultur jaringan maupun dengan persilangan sendiri untuk menjaga k#nstitusi yang ada&
DA#TAR PUSTAKA 0AO& *+*& 0AOSTAT Agri(ulture Data& Agri(ultural Pr#du(ti#n *++& A7ailable at http:4a#stat&4a#rg ;a((essed ** April *+*<& 0AO, /#me, !taly& /#segrant, "&, "& Paisner, S& "eijer and )& Wit(#7er& *++& l#bal 0##d Pr#je(ti#ns t# *+*+: .merging Trends and Alternati7e 0utures& !0P/!, Washingt#n, D&E& Tadesse, W&,Ta?kas, S&,!nagaki, "&,Pi(ard, . and 1aum,"& *+5& A Te(hni(al "anual "eth#ds and Appli(ati#n #4 D#ubled $apl#id Te(hn#l#gy in West 1reeding& !EA/DA, Alepp#, Syria& 5 pp& S#ur#ur, A et al& *+*& Per4#rman(e #4 durum ?heat ; Triticum durum 3&< d#ubled hapl#ids deri7ed 4r#m durum ?heat H mai>e (r#sses& )#urnal #4 Plant 1reeding and Er#p S(ien(e @#l& 6;5<, pp 5*-5B
+