LAPORAN PRAKTIKUM

DASAR-DASAR GENETIKA

PERSILANGAN JAGUNG

Disusun oleh :

Nama              : Mahmud Ismai                      (13169/Ketua)

                          Reynaldo C                           ( 13396/Anggota)

                          Apriliana                               (13254/Angggota)

                          Ribka Gupita                         (13322 /Anggota)

                          Dhinai Saraswati                   (13180/Anggota)

                          Rendyka W                           (13482 /Anggota)

Gol/Kel           :  B4 / 2

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN GENETIKA

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2014

ACARA V

PERSILANGAN JAGUNG

           

A.      Hasil Pengamatan (Foto Tongkol)

1.      Persilangan untuk mengetahui sifat dominansi bentuk bulir

a.      ♀ Jagung hibrida × ♂ Jagung manis (pembastaran)

                                                                                

b.      ♀ Jagung manis × ♂ Jagung hibrida (pembastaran resiprok)

2.      Silang sendiri (selfing)

a.      ♀Jagung hibrida × ♂ Jagung hibrida (selfing)

b.      ♀ Jagung manis × ♂ Jagung manis (selfing)

B.  Pembahasan

Tanaman jagung memiliki variasi genetic yang luas dalam diversitas garis keturunan, varietas, dan suku – suku jagung menyebar di seluruh dunia. Penelitian mengenai keragaman jagung dibuat sesuai dengan pengamatan yang sistematik pada unit faktor(gen) yang terbukti mempengaruhi warna, bentuk, stuktur, atau proses yang terjadi dalam jaringan atau seluruh bagian tanaman. Pembelajaran terhadap tanaman jagung telah mengidentifikasi variasi genetic yang dipengaruhi oleh sekitar 600-1000 lokus atau lebih. Pembentukan sistematika dan deskripsi terhadap variasi genetic tanaman jagung didasari oleh konvensi nomenklatur (penamaan dan pengelompokan), pendataan faktor- faktor yang diketahui, dan peta linkage, serta sedikit perhatian terhadap effect dosis gen, pleiotropism, anatomi sel, dan duplicate faktor (Sprague,1977).

Secara alami penyerbukan pada jagung terjadi ketika serbuk sari kuning mencapai kedewasaan dan terlepas dari anther yang kemudian terbawa oleh angin. Beberapa serbuk menempel pada putik dan mulai melakukan pembuahan dengan membentuk pollen tube. 2 nuclei dari sel sperma akan bergerak didalam polen tube hingga mencapai embryo sac. Salah sari dari nuclei akan bersatu dengan sel telur dan membentuk embrio dan nuclei lainya akan bersatu dengan 2 polar nuclei dalam embryo sac membentuk endosperm dalam perkembangan tiap bulir jagung. Kedua nuclei jantan memiliki sifat yang identic, sama halnya dengan sel telur dan endosperm, tetapi nuclei endosperm memiliki ukuran yang lebih besar dibanding dengan sel telur. Karakterisik penyerbukan jagung tersebut memungkan setiap tongkol jagung dapat diserbuk oleh pollen dari tanaman jantan lainya.

 Pada ekperimen persilangan jagung, metode yang biasa digunakan adalah pengontrolan penyerbukan dengan membungkus tongkol dan malai jagung. Seluruh proses tersebut bertujuan untuk mengendalikan penyerbukan sendiri atau selfing. Ada 2 metode yang sering diganaman untuk melakukan selfing, yaitu “tassel-bagging method” dan “bottle method”.

Langkah awal dalam tassel-bagging method adalahtongkol muda jagung dibungkus dengan plastic transparan, dan bungkus kemudian dilepas ketika rambut putik mulai muncul. Rambut putik dipotong sekitar 3.25 inch( 8.255 cm) dari pangkalnya, dan kemudian dibungkus kembali. Pada saat yang bersamaan malai dibungkus dengan kantung besar(dikerodong). Selama 24-48 jam, rambut putik akan tumbuh kembali sepanjang 1.5-2 inch, yang kemudian akan diserbuki oleh pollen yang dikumpulkan dari kantung besar yang membungkus malai. Kemudian tongkol yang sudah dibuahi kembali di tutup dengan kantung hingga waktu pemanenan (Wallace,1936).

Pada praktikum ini, metode yang digunakan adalah metode tassel-bagging, serta varietas yang digunakan adalah jagung manis dan jagung hibrida. Persilanngan yang dilakukan dibagi menjadi 2 kategori yaitu selfing dan pembastaran serta resiproknya. Selfing dilakukan dengan menyerbuk pollen suatu varietas pada tongkol dengan varietas yang sama. Persilangan selfing yang dilakukan adalah antara betina hibrida dengan jantan hibrida dan betina manis dan jantan manis. Pembastaran dilakukan dengan menyerbuk pollen dari satu varietas ke tongkol varietas lainya, sedangan resiproknya merupakan persilangan yang sama dengan menukar jenis klamin pollen maupun tongkol. Pembastaran yang dilakukan adalah antara betina hibrida dengan jantan manis dan resiproknya  betina manis dengan jantan hibrida.

Menurut Wallace,(1936) jagung hibrida merupakan hasil pengembangan dalam penilitian genetika. Sebuah tipe jagung hibrida merupakan generasi pertaman  dari hibridisasi 2 jenis jagung. Jagung hibrida menunjukan kelebihannya dalam tingkat produktivitas dan ketahanan terhadap angin, hama penyakit, dan kondisi yang tidak dikehendaki. Produksi jagung hibrida harus dilakukan secara terus menerus, atau memproduksi generasi baru.

Bulir jagung merupakan instrument yang sangat baik dalam pembelajaran terhadap ekspresi genetic. Karena sebuah tongkol jagung terdiri dari kumpulan indivual yang dihasilkan dari tersegregasinya karakter – karakter yang mempengaruhi karakteristik bulir dan mudah diamati atau bahkan dibuat rasio dengan menghitung bulir yang dihasilkan (Sprague,1977). Setelah kurang lebih 3-4 minggu setelah penyerbukan, jagung mulai dipanen dan diamati. Sifat – sifat yang dipengaruhi oleh genetic jagung sangat beragam tetapi dalam percobaan ini sifat yang diamati adalah bentuk tongkol, ukuran tongkol, warna bulir, permukaan bulir, dan bentuk bulir.

Hasil persilangan pada percobaan ini merupakan generasi pertama atau F1, dengan demikian hasil bulir akan seragam pada tiap – tiap persilangan.Hasil akan seragam karna F1 merupakan hasil dari segregasi dari kedua alel dari orang tua yang homozigot, sehingga pada selfing akan menghasilkan genotip yang sama dengan induk jantan maupun betinanya dan pembastaran akan menghasilkan genotip yang kemungkinan besar heterozigot. Sifat homozigot dan heterozigot akan terekspresi merata pada setiap bulir hasil masing - masing persilangan. Segregasi pada alel yang bersifat heterozigot mungkin saja terjadi dalam persilangan ini dan akan mengasilkan keberagaman karena salah satu induk akan mensegregasi 2 macam gamet yang berbeda.Persilangan jagung manis dan hibrida menghasilkan keturunan sebagai berikut:

Tabel 1. Karakteristik hasil persilangan jagung

Jagung		Sifat
		Bentuk Tongkol	Ukuran Tongkol	Warna Bulir	Permukaan Bulir	Bentuk Bulir
Jantan	Betina
Manis	Manis	Mengerucut	Pendek	Kuning	Berkerut	Lonjong
Hibrida	Hibrida	Memanjang	Panjang	Kuning muda	Halus	Bulat
Manis	Hibrida	Memanjang	Panjang	Kuning muda	Berkerut	Bulat
Hibrida	Manis	Mengerucut	Pendek	Kuning muda	Berkerut	Lonjong

           

            Warna bulir pada jagung hibrida dan manis memiliki perbedaan yang tidak terlalu signifikan, yaitu kuning pada jagung manis dan kuning muda pada hibrida, sehingga hasil dari persilangan akan dipengarui oleh alel Y1. Selfing antara manis x manis menghasilkan jangung berwarna kuning(sesuai dengan induk) dan selfing antara hibrida x hibrida menghasilkan jagung berwarna kuning muda (sesuai dengan induk). Hasil pembastaran jagung manis dengan hibrida beserta resiproknya menghasilkan warna kuning muda (lebih mengarah pada sifat warna hibrida). Menurut Ford(2000), warna kuning pada jagung disebabkan oleh prodkuksi carotenoid yang diproduksi oleh endosperm yang berpati serta aleuron yang transparan.Intesitas warna kuning dipengaruhi  oleh banyaknya gen Y1(berwana kuning) dan y1(berwarna putih), peristiwa ini dikenal sebagai gene dosage effect.Contohnya warna kuning pada keturunan selfing manis x manis memiliki genotip Y1Y1Y1( ♀Y1Y1 x ♂ Y1), atau warna kuning muda pada hibrida manis memiliki genotif Y1Y1y1 (♀Y1Y1 x ♂y1).

            Karakter bulir lainya yang dapat diamati adalah kerutan pada kondisi segar jagung. Pengamatan hasil persilangan menujukan bahwa karakter berkerut dari jagung manis bersifat dominan. Persilangan antara manis x hibrida dan resiproknya memberikan hasil yang sama yaitu bulir yang berkerut dengan tekstur permukaan yang halus, berbeda dengan sifat bulir hibrida yang tidak berkerut. Pengamatan terhadap bulir dapat dilanjutkan dengan melihat kondisi bulir pada masa pengeringan yaitu ketika jagung siap dipanen ( pemanenan jagung yang sekarang dilakukan terbilang premature). Kerut atau bahkan menyusut akan lebih dapat diamati ketika jagung dewasa.

Sifat bulir yang berkerut berkaitan dengan sifat manis ataupun sifat berpati. Bulir bertipe Brittle merupakan bulir dengan endosperm yang sangat berkerut. Sifat brittle dipengaruhi oleh 4 loci yaitu bt, bt2, sh2, sh4, dan mutanya, memberikan fenotif yang hampir serupa. Endosperm dengan sifat sh2 sebelum mengalami pengeringan memiliki bentuk yang mengembembung, seperti balon, dan sebagiannya transparan serta memproduksi pati yang sangat sedikit. Bulir jagung mulai berkerut dan menyusut ketika masa pengeringan. Pada dasarnya mutasi pada keempat gen tersebut berakibat pada gagalnya produksi pati pada bulir. Bulir dengan sh2 dapat mempertahankan kadar gula lebih lama jika dibandingkan dengan bulir dengan su, sehingga sh2 sering disebut dengan bentuk faktor alternative dari jangung manis. Varietas yang sering digunakan yaitu jagung manis merupakan jenis yang memiliki sifat homozigot pada sh2(Sprague,1977).

Sifat bulir tidak terlalu berkerut dibandingkan dengan tipe brittle ditentukan oleh loci sh. Endosperm sebelum mengalami pengeringan memiliki ciri terisi cairan, mengembung dan memiliki kuantitas padatan yang kurang. Setelah mengering, bentuk bulir mulai berkerut pada beberapa bagia menciptakan garis-garis halus, selain itu tekstur kulitnya halus. Sifat sugary (su) ditunjukan pada hasil bulir jagung dengan endosperm yang memiliki tingkat transparansi yang lebih tinggi. Bulir su kering memiliki penampilan yang seperti kaca, dan terdapat sebuah kerutan yang merupakan karakteristik yang paling mudah dikenali. Sebelum pengeringan bulir su menggembung dan bersifat kohesif. Pada dasarnya sifat homozigot su menentukan rasa manis dan konsistensi pada jagung manis. Data mengenai enzim dan struktur polisakarida menunjukan su merupakaan faktor penting dalam regulasi percabangan pati dan polisakarida lainya(Sprague,1977).

            Karakter bentuk tongkol, ukuran tongkol, dan bentuk bulir memiliki pola keturunan yang dipengaruhi oleh maternal inheritance. Karena ketiga karakteristik tersebut mengikuti pola pertumbuhan tongkol dari tetua betina dan mengabaikan jenis polen yang membuahinya. Hasil pada setiap persilangan dengan tongkol dari varietas manis akan miliki tongkol yang mengerucut dan pendek, sedangkan susunan calon bulir yang padat menyebabkan pertumbuhan bulir berbentuk lonjong. Sedangkan hasil pada setiap persilangan dengan tongkol dari varietas hibrida akan memiliki tongkol yang memanjang dengan ukuran yang lebih panjang dibanding dengan tongkol dari varietas manis, dan susunan calon bulir renggang menyebabkan pertumbuhan bulir terus membulat.

                                                                 

Kesimpulan

            Genetika tanaman  jagung dapat dilihat melaui persilangan dengan sesama ataupun varietas lainya. Sifat – sifat yang dapat diamati pada hasil persilangan adalah ukuran tongkol, bentuk tongkol, bentuk bulir, warna bulir, dan permukaan bulir.Sifat ukuran dan besar tongkol serta bentuk bulir dipngaruhi oleh maternal inheritance. Warna bulir dipengaruhi oleh alel Y1dengan jagung hibrida lebih cendrung berwarda kuning pudar (Y1y1y1, Y1Y1y1, atau y1y1y1) dan jagung manis berwarna kuning (Y1Y1Y1). Permukaaan bulir ditentukan oleh banyak faktor gen seperti bt, sh, dansu, jagung manis memiliki sifat berkerut yang bersifat dominan. Sifat berkerut dapat dihubungkan pada sifat berpati maupun manis pada jagung.

Daftar Pustaka

Ford,R.H.2000.Inheritance of Kernel Color in Corn: Explanation and Investigation.The American Biology Teacher Vol.62:181-184

Sprague, G.F. 1977.Corn and Corn Improvement.American Society of Agronomy,Inc.,Publisher.USA

Wallace,H.A.1936.Yearbook of Agriculture. United States Government Printing Office.Washington

LAMPIRAN

Gambar 1. Pemilihan tongkol	Gambar 2. Pengkrodongan malai
Gambar 3. Proses persilangan	Gambar 4. panen