BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Pemuliaan
tanaman adalah kegiatan mengubah susunan genetik individu maupun populasi tanaman untuk suatu tujuan. Pemuliaan
tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran tanaman, kegiatan memelihara
tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian. Pada kenyataannya, kegiatan
penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran,
pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang
lebih bermanfaat.
Berdasarkan
hal tersebut di atas, maka kami berkeinginan untuk mengetahui lebih dalam
mengenai Pemuliaan tanaman dan manfaatnya bagi kehidupan.
1.2 Rumusan Masalah
Terkait
dengan latar belakang, kami telah merumuskan beberapa masalah yang berkaitan
dengan Pemuliaan tanaman sebagai berikut :
1)
Bagaimana Pemuliaan Tanaman?
2)
Apa saja tujuan Pemuliaan Tanaman?
3)
Apa saja manfaat Pemuliaan Tanaman?
1.3 Metode Penulisan
Penulisan makalah
ini memakai beberapa metode penulisan, antara lain metode pustaka (kami mencari
bahan-bahan yang berhubungan dengan Pemuliaan tanaman melalui beberapa buku
pustaka) dan metode website (kami mencari bahan-bahan yang berhubungan dengan
Pemuliaan tanaman melalui beberapa situs web).
1.4 Tujuan
Tujuan dalam
penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui apa yang dimaksud Pemuliaan
tanaman serta manfaat dari Pemuliaan tanaman.
1.5 Manfaat
Makalah ini
mempunyai manfaat yang besar karena bisa menjadi bahan referensi bagi Pemulia tanaman
untuk lebih memuliakan tanaman dan lebih meningkatkan kualitas tanaman.
BAB
II
ISI
2.1 Pengertian Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman adalah
kegiatan mengubah susunan genetik individu maupun populasi tanaman untuk suatu tujuan. Pemuliaan tanaman kadang-kadang
disamakan dengan penangkaran tanaman,
kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian. Pada
kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha
memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat.
Pengetahuan mengenai perilaku biologi tanaman dan pengalaman dalam budidaya tanaman merupakan hal yang paling menentukan
keberhasilan usaha pemuliaan, sehingga buku-buku teks seringkali menyebut
pemuliaan tanaman sebagai seni dan ilmu memperbaiki keturunan tanaman demi kemaslahatan manusia.
Di perguruan tinggi, pemuliaan
tanaman biasa dianggap sebagai cabang agronomi (ilmu produksi tanaman) atau genetika terapan, karena sifat multidisiplinernya.
Pelaku pemuliaan tanaman disebut pemulia tanaman. Karena
pengetahuannya, seorang pemulia tanaman biasanya juga menguasai agronomi dan
genetika. Tugas pokok seorang pemulia tanaman adalah merakit kultivar yang lebih baik, memiliki ciri-ciri yang khas dan lebih
bermanfaat bagi penanamnya.
Aplikasi kultivar unggul padi dan gandum merupakan salah satu komponen penting
dalam Revolusi Hijau suatu paket
penggunaan teknologi modern secara massal untuk menggenjot produksi pangan
dunia, khususnya gandum roti, jagung, dan padi. Dilihat dari sudut pandang agribisnis, pemuliaan tanaman merupakan bagian dari usaha perbenihan yang menempati posisi awal/hulu dari keseluruhan mata
rantai industri pertanian.
2.2 Tujuan dalam Pemuliaan tanaman
Gambar 2.2
Tujuan dalam
pemuliaan tanaman dapat bersifat spesifik. Tanaman di bagian kanan atas warna
daunnya menjadi merah apabila tempat tumbuhnya mengandung nitrogen dioksida. Sifat ini
dimanfaatkan untuk mendeteksi keberadaan ranjau yang melepaskan senyawa tersebut. Tujuan dalam program
pemuliaan tanaman didasarkan pada strategi jangka panjang untuk mengantisipasi
berbagai perubahan arah konsumen atau keadaan lingkungan. Pemuliaan padi,
misalnya, pernah diarahkan pada peningkatan hasil, tetapi sekarang titik berat
diarahkan pada perakitan kultivar yang toleran terhadap kondisi ekstrem (tahan
genangan, tahan kekeringan, dan tahan lahan bergaram) karena proyeksi perubahan iklim dalam 20–50 tahun
mendatang. Tujuan pemuliaan akan diterjemahkan menjadi program pemuliaan.
Ada dua tujuan umum dalam pemuliaan
tanaman yaitu, peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi dan perbaikan kualitas produk yang dihasilkan. Peningkatan kepastian terhadap
hasil biasanya diarahkan pada peningkatan daya hasil, cepat dipanen, ketahanan terhadap organisme
pengganggu atau kondisi
alam yang kurang baik bagi usaha tani, serta kesesuaian terhadap perkembangan teknologi
pertanian yang lain. Hasil yang tinggi menjamin terjaganya persediaan bahan
mentah untuk diolah lebih lanjut. Tanaman yang berumur singkat (genjah) akan
memungkinkan efisiensi penggunaan lahan yang lebih tinggi. Ketahanan terhadap organisme
pengganggu atau kondisi alam yang tidak mendukung akan membantu pelaku usaha
tani menghindari kerugian besar akibat serangan hama, penyakit, serta bencana alam. Beberapa tanaman
tertentu yang dalam usaha budidayanya melibatkan banyak peralatan mekanik
memerlukan populasi yang seragam atau khas agar dapat sesuai dengan kemampuan
mesin dalam bekerja.
Usaha perbaikan kualitas produk adalah tujuan utama
kedua. Tujuan semacam ini dapat diarahkan pada perbaikan ukuran, warna,
kandungan bahan tertentu (atau penambahan serta penghilangan substansi
tertentu), pembuangan sifat-sifat yang tidak disukai, ketahanan simpan, atau
keindahan serta keunikan. Perkembangan bioteknologi di akhir abad
ke-20 telah membantu pemuliaan terhadap tanaman yang mampu menghasilkan bahan
pangan dengan kandungan gizi tambahan (pangan fungsional) atau
mengandung bahan pengobatan tertentu (pharmcrops, kegiatannya dikenal
sebagai crop pharming).
2.3 Metode Pemuliaan tanaman
Pemuliaan
tanaman mencakup tindakan penangkaran koleksi bahan/material pemuliaan (dikenal
pula sebagai plasma nutfah atau germplasms),
penciptaan kombinasi sifat-sifat baru (biasanya melalui persilangan yang
intensif), dan seleksi terhadap bahan yang dimiliki. Semua tindakan ini
dilakukan setelah tujuan spesifik program pemuliaan ditentukan sebelumnya. Koleksi
plasma nutfah dapat disimpan dalam bank/gudang
benih.
Gambar 2.3
Koleksi Plasma Nutfah
Plasma nutfah adalah bahan baku dasar
pemuliaan karena di sini tersimpan berbagai keanekaragaman sifat yang dimiliki
oleh masing-masing nomor koleksi (aksesi). Tanpa keanekaragaman, perbaikan
sifat tidak mungkin dilakukan.Usaha pencarian plasma nutfah baru berarti eksplorasi ke tempat-tempat yang secara tradisional menjadi pusat keanekaragaman
hayati (atau hutan)
atau dengan melakukan pertukaran koleksi. Lembaga-lembaga publik seperti IRRI dan
CIMMYT menyediakan koleksi plasma nutfah bagi publik secara bebas bea, namun
untuk kepentingan bisnis diatur oleh perjanjian antara pihak-pihak yang
terkait.
Keanekaragaman dalam plasma nutfah
merupakan bahan dasar untuk perakitan kultivar baru. Apabila aksesi tidak ada
satu pun yang memiliki suatu sifat yang diinginkan, pemulia tanaman melakukan
beberapa cara untuk merakit individu yang memiliki sifat ini. Beberapa cara
yang dapat dilakukan adalah introduksi bahan koleksi, persilangan, manipulasi kromosom, mutasi dengan paparan radioaktif atau bahan
kimia tertentu, penggabungan (fusi) protoplas/inti sel, manipulasi urutan gen, transfer
gen, dan
manipulasi regulasi gen. Empat cara
yang disebut terakhir kerap dianggap sebagai bagian dari bioteknologi pertanian (green
biotechnology). Tiga cara yang terakhir adalah bagian dari rekayasa genetika dan dianggap
sebagai "pemuliaan tanaman molekular" karena menggunakan
metode-metode biologi
molekular.
Beberapa
cara yang dapat dilakukan adalah :
a.
introduksi
Mendatangkan bahan tanam dari tempat
lain (introduksi) merupakan cara paling sederhana untuk meningkatkan keragaman
(variabilitas) genetik. Seleksi penyaringan (screening) dilakukan
terhadap koleksi plasma
nutfah yang didatangkan dari berbagai
tempat dengan kondisi lingkungan yang berbeda-beda. Pengetahuan tentang pusat
keanekaragaman (diversitas) tumbuhan penting untuk penerapan cara ini. Keanekaragaman genetik untuk suatu spesies tidaklah sama di semua tempat di
dunia. N.I. Vavilov, ahli botani dari Rusia, memperkenalkan teori "pusat
keanekaragaman" (centers of origin) bagi keanekaragaman tumbuhan.
Contoh pemuliaan yang dilakukan dengan cara ini adalah pemuliaan untuk berbagai
jenis tanaman buah asli Indonesia, seperti durian dan rambutan, atau tanaman pohon lain yang mudah
diperbanyak secara vegetatif, seperti ketela
pohon dan jarak
pagar. Introduksi dapat dikombinasi
dengan persilangan.
b.
Persilangan
Persilangan 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). Berbagai macam
skema persilangan telah dikembangkan (terutama pada pertengahan abad ke-20) dan
menghasilkan sekumpulan metode pemuliaan yang telah diterapkan pada berbagai
perusahaan perbenihan.
Yang termasuk
dalam cara ini adalah semua manipulasi ploidi, baik poliploidisasi (penggandaan genom) maupun pengubahan jumlah kromosom.
Gandum roti dikembangkan dari penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda. Semangka tanpa biji dikembangkan dari
persilangan semangka tetraploid dengan semangka diploid. Pengubahan jumlah kromosom
(seperti pembuatan galur trisomik atau monosomik) biasanya dilakukan sebagai
alat analisis genetik untuk menentukan posisi gen-gen yang mengatur sifat
tertentu. Galur dengan jumlah kromosom yang tidak berimbang seperti itu
mengalami hambatan dalam pertumbuhannya. Teknik pemuliaan ini sebenarnya juga
mengandalkan persilangan dalam praktiknya (Sitepoe,2001).
d. Pemuliaan dengan bantuan mutasi
Pemuliaan tanaman dengan bantuan mutasi (dikenal pula sebagai pemuliaan
tanaman mutasi) adalah teknik yang pernah cukup populer untuk menghasilkan
variasi-variasi sifat baru. Teknik ini pertama kali diterapkan oleh Stadler
pada tahun 1924 tetapi prinsip-prinsip pemanfaatannya untuk pemuliaan tanaman
diletakkan oleh Ã…ke
Gustafsson dari Swedia. Tanaman dipaparkan pada sinar radioaktif dari isotop tertentu (biasanya kobal-60) dengan dosis rendah sehingga
tidak mematikan tetapi mengubah sejumlah basa
DNA-nya. Mutasi pada gen akan dapat
mengubah penampilan tanaman. Pada tanaman yang dapat diperbanyak secara
vegetatif, induksi jaringan kimera sudah cukup untuk menghasilkan
kultivar baru. Pada tanaman yang diperbanyak dengan biji, mutasi harus terbawa
oleh sel-sel reproduktif, dan generasi selanjutnya (biasa disebut M2, M3, dan
seterusnya) diseleksi.penggabungan (fusi) protoplas/inti sel.
e.
Manipulasi gen dan ekspresinya
Metode-metode yang melibatkan penerapan genetika molekular masuk dalam kelompok ini, seperti teknologi antisense, peredaman
gen (termasuk interferensi
RNA), rekayasa
gen, dan overexpression. Meskipun teknik-teknik ini telah
diketahui berhasil diterapkan dalam skala percobaan, belum ada kultivar
komersial yang dirilis dengan cara-cara ini. Manipulasi gen dapat dilakukan dengan
mentransfer gen asing ke dalam tanaman. Contohnya pada produksi tanaman yang
tahan atas pestisida yaitu, dengan menginfiltrasikan bagian sel dari bakteri Agrobacter tumefaciens ke dalam sel
tanaman. Teknik yang di gunakan adalah metode bombardment (Sitepoe, 2001).
Gambar
2.3 Alat biolistik untuk transfer gen
Transfer gen sebagai alat untuk menghasilkan keragaman
genetik tanaman mulai dikembangkan sejak 1980-an, setelah orang menemukan enzim endonuklease restriksi dan mengetahui cara menyisipkan fragmen DNA organisme asing
ke dalam kromosom penerima, dan diciptakannya alat sekuensing
DNA. Teknik transfer gen juga
memerlukan keterampilan dalam budidaya
jaringan untuk mendukung proses ini. Karena
memerlukan biaya sangat tinggi, hanya industri agrokimia yang sanggup
menggunakan metode ini. Akibat dari hal ini berkembanglah isu "penguasaan
gen" sebagai isu politik baru karena gen-gen "buatan" dan
kultivar yang dihasilkan dikuasai oleh segelintir perusahaan multinasional
besar. Dalam transfer gen, fragmen DNA dari organisme lain (baik mikroba,
hewan, atau tanaman), atau dapat pula gen sintetik, disisipkan ke dalam tanaman
penerima dengan harapan gen "baru" ini akan terekspresi dan
meningkatkan keunggulan tanaman tersebut.
Strategi pemuliaan ini banyak mendapat penentangan dari
kelompok-kelompok lingkungan karena kultivar yang dihasilkan dianggap
membahayakan lingkungan jika dibudidayakan. Penyisipan gen dilakukan melalui
berbagai cara: transformasi
dengan perantara bakteri
penyebab puru tajuk Agrobacterium (terutama untuk tanaman non-monokotil), elektroporasi terhadap membran sel, biobalistik (penembakan partikel), dan transformasi dengan perantara virus.
Empat cara yang disebut terakhir kerap dianggap sebagai
bagian dari bioteknologi pertanian(greenbiotechnology).
Tiga cara yang terakhir adalah bagian dari rekayasa
genetika dan dianggap sebagai
"pemuliaan tanaman molekular" karena menggunakan metode metode biologi
molekular. Usaha perluasan keanekaragaman
akan menghasilkan banyak bahan yang harus diidentifikasi. Pertimbangan sumber
daya menjadi faktor pembatas dalam menguji banyak bahan pemuliaan. Di masa lalu
identifikasi dilakukan dengan pengamatan yang mengandalkan naluri seorang
pemulia dalam memilih beberapa individu unggulan.
Program pemuliaan modern mengandalkan rancangan percobaan
yang diusahakan seekonomis tetapi seakurat mungkin. Percobaan dapat dilakukan
di laboratorium
untuk pengujian genotipe/penanda genetik atau biokimia, di rumah
kaca untuk penyaringan ketahanan terhadap hama atau penyakit, atau lingkungan di bawah optimal, serta di lapangan
terbuka. Tahap identifikasi dapat dilakukan terpisah maupun terintegrasi dengan
tahap seleksi. Penggunaan penanda genetik sangat membantu dalam mempercepat
proses seleksi. Apabila dalam pemuliaan konvensional seleksi dilakukan
berdasarkan pengamatan langsung terhadap sifat yang diamati, aplikasi pemuliaan
tanaman dengan penanda (genetik) dilakukan dengan melihat hubungan antara alel
penanda dan sifat yang diamati. Agar supaya teknik ini dapat dilakukan,
hubungan antara alel/genotipe penanda dengan sifat yang diamati harus
ditegakkan terlebih dahulu.
2.4 Manfaat Pemuliaan tanaman
Sejak tahun 1974 pemulia tanaman padi, palawija dan
Hortikultura di Indonesia telah melepas lebih dari 210 varietas unggul,
meliputi padi sebanyak +_83 varietas, palawija sebanyak +_ 69 varietas dan
Hortikultura lebih dari 58 varietas. Dari 210 varietas yang sudah dilepas
tersebut, 146 varietas merupakan hasil rekayasa genetika para pemulia di
Indonesia, 21 varietas merupakan hasil introduksi dari IRRI dan sisanya
merupakan hasil pemutihan varietas lokal yang sudah dominan di beberapa daerah
tertentu.
Contoh Kebersihan Pemuliaan
tanaman :
1. Donald
F. Jones (1890-1963), AS, menginvensi hibrida silang ganda yang menjadi
teknologi pemicu industri benih hibrida.
2. Nazareno
Strampelli , Italia, perintis pembuatan galur-galur gandum berdaya hasil
tinggi.
3. Yuan
Longping (1930– an), Cina, mengembangkan teknologi padi hibrida di Cina
4. Peter
Beyer (1952), Jerman, perakit ‘Golden Rice’.
5. George
Harrison Shull (1874–1954), AS, mengembangkan teknologi jagung hibrida.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pemuliaan
tanaman masih menjadi salah satu tumpuan dalam usaha penyediaan pangan dunia;
meskipun demikian, sejumlah isu dan keprihatinan telah dilemparkan terhadap
program pemuliaan tanaman.
3.2 Saran
Usaha
perluasan keanekaragaman akan menghasilkan banyak bahan yang harus
diidentifikasi. Pertimbangan sumber daya menjadi faktor pembatas dalam menguji
banyak bahan pemuliaan. Di masa lalu identifikasi dilakukan dengan pengamatan
yang mengandalkan naluri seorang pemulia dalam memilih beberapa individu
unggulan. Program pemuliaan modern mengandalkan rancangan percobaan
yang diusahakan seekonomis tetapi seakurat mungkin. Percobaan dapat dilakukan
di laboratorium
untuk pengujian genotipe/penanda genetik atau biokimia, di rumah
kaca untuk penyaringan ketahanan terhadap hama atau penyakit, atau lingkungan di bawah optimal, serta di lapangan
terbuka. Tahap identifikasi dapat dilakukan terpisah maupun terintegrasi dengan
tahap seleksi.
DAFTAR PUSTAKA
Darwin
C, 1883. The Variation of
Animals and Plants Under Domestication
Diakses
pada 5 September 2012
Sitepoe, Mangku,
2001. Rekayasa Genetika. Grasindo.
Jakarta.
Ma”arif, Syifaul,
2011. Pemuliaan tanaman
1 komentar:
blog mu jangan item nis .... gak kelihatan
Posting Komentar