metode pemuliaan tanaman menyerbuk silang

Silang dalam (inbreeding
(inbreeding))
Persilangan individu yang berkerabat dekat
(saudara kandung atau saudara tiri)
 Persilangan sendiri (selfing)
 Meningkatnya homosigositas
 Ekspresi gen-gen resesif merugikan
menyebabkan penurunan penampilan
(depresi silang dalam)
 Tingkat depresi silang dalam berbeda pada
setiap spesies tanaman

Kegunaan silang dalam
Mengurangi frekuensi alel-alel resesif
yang merugikan
 Meningkatkan variabilitas genetik di
antara individu dalam suatu populasi
 Mengembangkan genotip potensial

Heterosis





Peningkatan ukuran dan vigor setelah
persilangan
Heterosis = hybrid vigor, peningkatan ukuran
dan vigor yang melebihi tetua atau rata-rata
tetua # *
Heterosis merupakan kebalikan dari depresi
silang dalam
Dasar teori : hipotesis dominan dan hipotesis
over dominan
Pemanfaatan heterosis : Varietas Hibrida
Hybrid vigor
Kesetimbangan HardyHardy-Weinberg
Frekuensi gen dan genotip pada sebuah populasi kawin acak akan selalu
tetap dari generasi ke generasi selama tidak terjadi seleksi, mutasi dan
migrasi.
• Perbaikan sifat  POPULASI  komposisi alel 
frekuensi gen  frekuensi genotip
• Perubahan komposisi genotip dalam populasi 
perubahan frekuensi gen
• Seleksi  meningkatkan frekuensi gen dikehendaki
 menurunkan frekuensi gen tak dikehendaki
HWE Assumptions
Mating is random.
Effects of migration, mutation, selection
are negligible.
When the HWE assumptions are met, the frequency of a genotype is equal
to the product of the allele frequencies.
AA
p2
Aa
2pq
aa
q2
P2 AA +2pq Aa + q2 aa = 1
Secara umum apabila ada N individu dalam populasi kawin acak. Dari populasi
tersebut terdapat D individu dominan yang homosigot AA, H individu
heterosigot Aa, serta R individu resesif yang homosigot aa **
Demonstrating the H-W principle
Generation 0
N
♂ gametes
∞
A1
Random mating
A2
A1 A1 , A1 A2 , A2 A2
Genotype
frequencies
p2,
2pq,
A1
q2
Zygotes
A2
♀
♀ gametes
♂
A1
A1
(p)
A2
(q)
A1 A1 (p2)
A1 A2 (pq)
A1 A2 (pq)
A2 A2 (q2)
(p)
Generation 1
N
Genotype frequencies
do not change from
generation to generation
∞
A1 A1 , A1 A2 , A2 A2
p2,
2pq,
q2
A2
(q)

Metode seleksi pada tanaman menyerbuk
silang

A) Seleksi Massa
 Seleksi didasarkan pada fenotip individu tanaman
 Tanpa kontrol persilangan
 Peran gen aditif
 Tidak terdapat uji keturunan
 Varietas yang dihasilkan adalah varietas berserbuk
terbuka
Prosedur seleksi sebagaimana telah dibicarakan
pada metode seleksi untuk tanaman menyerbuk
sendiri
Efektivitas seleksi massa
Tergantung pada ketelitian seleksi
 Penampakan fenotip = genotip
 Mudah diukur : kegenjahan, tinggi
tanaman, ukuran tongkol
 Kontrol lingkungan, meningkatkan
variabilitas genetik

Keuntungan seleksi massa
Mudah dalam pelaksanaan
 Biaya relatif murah
 Menekan silang dalam


B) Seleksi Tongkol ke Baris
 Seleksi didasarkan pada fenotipe dari induvidu –




individu tanaman
Tanpa atau sebagian kontrol persilangan
Peran gen aditif
Terdapat uji keturunan
Varietas yang dihasilkan adalah varietas berserbuk
terbuka.
Prosedur seleksi
Metode seleksi tongkol ke baris
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
………
……...
………
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
- dipilih individu – individu superior (x)
→ 200 – 300 individu
- tanpa / sebagian persilangannya
dikontrol
- tongkol dari individu terpilih dipanen
- sebagian benih dari tongkol terpilih
- sebagian benih dari tongkol terpilih ditanam,
sisanya disimpan dan tidak dicampur
- ditentukan baris-baris terbaik
- sisa benih dari baris-baris terbaik
dicampur untuk ditanam pada
siklus berikutnya
- sampai disini telah selesai satu siklus
seleksi
c)
-
Seleksi berulang fenotipik
Seleksi didasarkan pada tetua jantan dan betina
Terdapat kontrol terhadap persilangan
h2 dalam arti sempit tinggi → peran gen terutama
aditif
- Tidak ada uji keturunan
- Varietas yang dihasilkan adalah varietas
berserbuk terbuka / bersari bebas
Prosedur seleksi
- Suatu populasi ditanam sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk diadakan seleksi secara
individu
- Dipilih individu-individu superior untuk sifat yang
-
diinginkan. Yang lain dihilangkan atau
diemaskulasi.
Diadakan persilangan di antara individu-individu
terpilih.
Hasil silangan dipanen dan bijinya dicampur.
Biji hasil silangan → ditanam → diadakan
pemilihan individu-individu superior kembali.
Demikian seterusnya, sampai diperoleh sifat
yang diperbaiki sesuai dengan kriteria seleksi.
Berikut ini adalah Bagan Seleksi Berulang Fenotipik
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x x
x x
x x
x x
x x
x x
x x
x x
Biji / Benih
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Biji / Benih
Populasi dasar
- individu superior dipilih (x),
yang inferior dihilangkan
- Dibuat persilangan antar individu superior yang terpilih
- Hasil silangan dipanen (biji dicampur)
x
x
x
x
x
- individu superior dipilih (x),
x
yang inferior dihilangkan
x
- Dibuat persilangan antar indix
vidu superior yang terpilih
- Hasil silangan dipanen (biji dicampur)
- Demikian seterusnya
Seleksi berulang untuk daya gabung umum
- Seleksi didasarkan pada fenotipe keturunan
tanaman
- Terdapat kontrol penuh terhadap persilangan
- Peran gen terutama aditif
- Terdapat uji keturunan → Uji Daya Gabung
Umum
- Varietas yang dihasilkan adalah varietas
komposit
Prosedur :
Pada generasi pertama (G 1) menanam populasi
dasar dan membuat sejumlah penyerbukan
sendiri sehingga dihasilkan sejumlah populasi S1
d)
- Pada generasi ke dua (G 2), sebagian biji dari
galur-galur S1 ditanam terpisah dalam baris-baris
dan sisa bijinya disimpan.
Di samping itu juga ditanam populasi tetua penguji.
Tetua penguji mempunyai dasar genetik yang luas,
misalnya hibrida ganda.
Selanjutnya diadakan sejumlah persilangan antara
galur- galur S1 tersebut dengan tetua penguji .
- Pada generasi ke tiga (G 3) diadakan pemilihan
galur S1 berdasarkan uji keturunannya.
Biji hasil persilangan pada generasi ke dua
ditanam dengan ulangan secukupnya.
Galur S1 yang menghasilkan keturunan yang baik
dipilih untuk diteruskan pada generasi berikutnya.
- Pada generasi ke empat (G 4), sisa biji galur S1
terpilih dicampur dan ditanam. Populasi tanaman
ini dibiarkan kawin acak, sehingga terjadi
rekombinasi. Setelah dipanen, bijinya dicampur
untuk digunakan pada siklus – siklus berikutnya.
Bagan Seleksi Berulang Untuk DGU adalah sbb :
x x x x x x x x
Generasi 1 :
G 1 x x x x x x x x - Menanam populasi dasar
x x x x x x x x - Penyerbukan sendiri pada
x x x x x x x x
pada sejumlah individu (x)
↓
sehingga dihasilkan seSejumlah S1
jumlah populasi S1
♀
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
G3 x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
G2
♂
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x X x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Generasi 2
- Sebagian dari biji galur-galur
S1 ditanam, kemudian disi –
langkan dengan tetua penguji
(tetua jantan).
- Sisa biji disimpan.
Generasi 3
- Biji hasil persilangan ditanam
dengan ulangan secukupnya
untuk uji keturunan
- Ditentukan galur S1 terpilih berdasarkan uji keturunan (S1 terpilih
penampilan keturunannya baik).
Sisa biji S1 terpilih dicampur
↓
x x x x x x x
x x x x x x x
G4 x x x x x x x
x x x x x x x
↓
↓
↓ ↓
Biji dicampur
G 1’
x
x
x
x
Generasi 4
- Sisa biji galur S1 terpilih
ditanam dan dibiarkan kawin acak, sehingga terjadi
rekombinasi.
- Biji hasil panen dicampur
untuk digunakan pada si –
klus berikutnya (G 1’ )
- Siklus pertama selesai.
e. Seleksi Berulang Untuk Daya Gabung Khusus
- Seleksi berdasarkan fenotipe keturunan dari
tanaman
- Terdapat kontrol penuh atas persilangannya
- Peran gen aditif dan dominan
- Terdapat uji keturunan → Uji daya gabung khusus
- Varietas yang dihasilkan berupa hibrida tunggal
atau hibrida ganda
Metodenya sama dengan metode Seleksi Berulang
Untuk Daya Gabung Umum, hanya pengujinya berupa
Galur Murni atau Hibrida Tunggal → Mempunyai
dasar genetik sempit.
f. Seleksi Berulang Timbal Balik
- Seleksi ini ditujukan untuk perbaikan hibrida.
- Metodenya merupakan gabungan dari Seleksi
berulang untuk DGU dan DGK.
- Perbedaannya dengan dua metode seleksi
berulang untuk DGU dan metode seleksi
berulang untuk DGK ialah pengujinya juga
merupakan sebagian dari populasi yang
diuji. Artinya, satu populasi merupakan
penguji populasi lain, dan sebaliknya →
situasinya timbal balik.
Persyaratan :
- Seleksi berdasarkan keturunan dari tanaman
- Terdapat kontrol penuh terhadap persilangan
- Peran gen over dominance, dominan, aditif
- Terdapat uji keturunan dengan tipe Uji
keturunan daya gabung umum dan khusus
- Varietas yang dibentuk adalah Varietas
Perbaikan Hibrida