Selasa, 08 Desember 2009

padi

Padi adalah salah satu tanaman budidaya terpenting dalam peradaban manusia. Meskipun terutama mengacu pada jenis tanaman budidaya, padi juga digunakan untuk mengacu pada beberapa jenis dari marga (genus) yang sama, yang biasa disebut sebagai padi liar.

Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua serealia, setelah jagung dan gandum. Namun demikian, padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia.

Hasil dari pengolahan padi dinamakan beras

Padi termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim: Graminae atau Glumiflorae).

Terna semusim, berakar serabut; batang sangat pendek, struktur serupa batang terbentuk dari rangkaian pelepah daun yang saling menopang; daun sempurna dengan pelepah tegak, daun berbentuk lanset, warna hijau muda hingga hijau tua, berurat daun sejajar, tertutupi oleh rambut yang pendek dan jarang; bunga tersusun majemuk, tipe malai bercabang, satuan bunga disebut floret, yang terletak pada satu spikelet yang duduk pada panikula; buah tipe bulir atau kariopsis yang tidak dapat dibedakan mana buah dan bijinya, bentuk hampir bulat hingga lonjong, ukuran 3 mm hingga 15 mm, tertutup oleh palea dan lemma yang dalam bahasa sehari-hari disebut sekam, struktur dominan adalah endospermium yang dimakan orang.


Asal-usul padi budidaya diperkirakan berasal dari daerah lembah Sungai Gangga dan Sungai Brahmaputra dan dari lembah Sungai Yangtse. Di Afrika, padi Oryza glaberrima ditanam di daerah Afrika barat tropika.

Padi pada saat ini tersebar luas di seluruh dunia dan tumbuh di hampir semua bagian dunia yang memiliki cukup air dan suhu udara cukup hangat. Padi menyukai tanah yang lembab dan becek. Sejumlah ahli menduga, padi merupakan hasil evolusi dari tanaman moyang yang hidup di rawa. Pendapat ini berdasar pada adanya tipe padi yang hidup di rawa-rawa (dapat ditemukan di sejumlah tempat di Pulau Kalimantan), kebutuhan padi yang tinggi akan air pada sebagian tahap kehidupannya, dan adanya pembuluh khusus di bagian akar padi yang berfungsi mengalirkan udara (oksigen) ke bagian akar.


Setiap bunga padi memiliki enam kepala sari (anther) dan kepala putik (stigma) bercabang dua berbentuk sikat botol. Kedua organ seksual ini umumnya siap reproduksi dalam waktu yang bersamaan. Kepala sari kadang-kadang keluar dari palea dan lemma jika telah masak.

Dari segi reproduksi, padi merupakan tanaman berpenyerbukan sendiri, karena 95% atau lebih serbuk sari membuahi sel telur tanaman yang sama.

Setelah pembuahan terjadi, zigot dan inti polar yang telah dibuahi segera membelah diri. Zigot berkembang membentuk embrio dan inti polar menjadi endospermia. Pada akhir perkembangan, sebagian besar bulir padi mengadung pati di bagian endospermia. Bagi tanaman muda, pati berfungsi sebagai cadangan makanan. Bagi manusia, pati dimanfaatkan sebagai sumber gizi.

Satu set genom padi terdiri dari 12 kromosom. Karena padi adalah tanaman diploid, maka setiap sel padi memiliki 12 pasang kromosom (kecuali sel seksual).

Padi merupakan organisme model dalam kajian genetika tumbuhan karena dua alasan: kepentingannya bagi umat manusia dan ukuran kromosom yang relatif kecil, yaitu 1.6~2.3 × 108 pasangan basa (base pairs, bp) (Sumber: situs Gramene.org). Sebagai tanaman model, genom padi telah disekuensing, seperti juga genom manusia. Hasil sekuensing genom padi dapat dilihat di situs NCBI.

Pemuliaan padi telah berlangsung sejak manusia membudidayakan padi. Dari hasil tindakan ini orang mengenal berbagai macam ras lokal padi, seperti rajalele dari Klaten atau cianjur pandanwangi dari Cianjur. Orang juga berhasil mengembangkan padi lahan kering (padi gogo) yang tidak memerlukan penggenangan atau padi rawa, yang mampu beradaptasi terhadap kedalaman air rawa yang berubah-ubah. Di negara lain dikembangkan pula berbagai tipe padi (lihat bagian Keanekaragaman padi).

Namun demikian, pemuliaan padi secara sistematis baru dilakukan sejak didirikannya IRRI di Filipina. Sejak saat itu, berbagai macam tipe padi dengan kualitas berbeda-beda berhasil dikembangkan secara terencana untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia.

Padaa tahun 1960-an pemuliaan padi diarahkan sepenuhnya pada peningkatan hasil. Hasilnya adalah padi 'IR5' dan 'IR8' (di Indonesia diadaptasi menjadi 'PB5' dan 'PB8'). Walaupun hasilnya tinggi tetapi banyak petani menolak karena rasanya tidak enak (pera). Selain itu, terjadi wabah hama wereng coklat pada tahun 1970-an. Puluhan ribu persilangan kemudian dilanjutkan untuk menghasilkan kultivar dengan potensi hasil tinggi dan tahan terhadap berbagai hama dan penyakit padi. Pada tahun 1984 Indonesia pernah meraih penghargaan dari PBB (FAO) karena berhasil meningkatkan produksi padi hingga dalam waktu 20 tahun dapat berubah dari pengimpor padi terbesar dunia menjadi negara swasembada beras. Prestasi ini, sayangnya, tidak dapat dilanjutkan. Saat ini Indonesia kembali menjadi pengimpor padi terbesar di dunia.

Hadirnya bioteknologi dan rekayasa genetika pada tahun 1980-an memungkinkan perbaikan kualitas nasi. Sejumlah tim peneliti di Swiss mengembangkan padi transgenik yang mampu memproduksi toksin bagi hama pemakan bulir padi dengan harapan menurunkan penggunaan pestisida. IRRI, bekerja sama dengan beberapa lembaga lain, merakit "padi emas" (golden rice) yang dapat menghasilkan pro-vitamin A pada berasnya, yang diarahkan bagi pengentasan defisiensi vitamin A di berbagai negara berkembang. Suatu tim peneliti dari Jepang juga mengembangkan padi yang menghasilkan toksin bagi bakteri kolera[1]. Diharapkan beras yang dihasilkan padi ini dapat menjadi alternatif imunisasi kolera, terutama di negara-negara berkembang.

Sejak penghujung abad ke-20 dikembangkan padi hibrida, yang memiliki potensi hasil lebih tinggi. Karena biaya pembuatannya tinggi, kultivar jenis ini dijual dengan harga lebih mahal daripada kultivar padi yang dirakit dengan metode lain.

Selain perbaikan potensi hasil, sasaran pemuliaan padi mencakup pula tanaman yang lebih tahan terhadap berbagai organisme pengganggu tanaman (OPT) dan tekanan (stres) abiotik (seperti kekeringan, salinitas, dan tanah masam). Pemuliaan yang diarahkan pada peningkatan kualitas nasi juga dilakukan, misalnya dengan perakitan kultivar mengandung karoten (provitamin A).

Terdapat dua spesies padi yang dibudidayakan manusia: Oryza sativa yang berasal dari daerah hulu sungai di kaki Pegunungan Himalaya (India dan Tibet/Tiongkok) dan O. glaberrima yang berasal dari Afrika Barat (hulu Sungai Niger).

Pada awal mulanya O. sativa dianggap terdiri dari dua subspesies, indica dan japonica (sinonim sinica). Padi japonica umumnya berumur panjang, postur tinggi namun mudah rebah, paleanya memiliki "bulu" (Ing. awn), bijinya cenderung panjang. Padi japonica biasanya agak lengket nasinya. Padi indica, sebaliknya, berumur lebih pendek, postur lebih kecil, paleanya tidak ber-"bulu" atau hanya pendek saja, dan biji cenderung oval. Walaupun kedua anggota subspesies ini dapat saling membuahi, persentase keberhasilannya tidak tinggi. Contoh terkenal dari hasil persilangan ini adalah kultivar IR8, yang merupakan hasil seleksi dari persilangan japonica (kultivar 'Deegeowoogen' dari Formosa dengan indica (kultivar 'Peta' dari Indonesia). Selain kedua varietas ini, dikenal pula sekelompok padi yang tergolong varietas minor javanica yang memiliki sifat antara dari kedua varietas utama di atas. Varietas javanica hanya ditemukan di Pulau Jawa. Budidaya padi yang telah berlangsung lama telah menghasilkan berbagai macam jenis padi akibat seleksi dan pemuliaan yang dilakukan orang.

Kajian dengan bantuan teknik biologi molekular sekarang menunjukkan, bahwa selain dua subspesies O. sativa yang utama, indica dan japonica, terdapat pula subspesies minor tetapi bersifat adaptif tempatan, seperti aus (padi gogo dari Bangladesh), royada (padi pasang-surut/rawa dari Bangladesh), ashina (padi pasang-surut dari India), dan aromatic (padi wangi dari Asia Selatan dan Iran, termasuk padi basmati yang terkenal). Pengelompokan ini dilakukan menggunakan penanda RFLP dibantu dengan isozim.[2] Kajian menggunakan penanda genetik SSR di inti sel dan dua lokus di kloroplas menunjukkan bahwa pengelompokan indica dan japonica adalah mantap, tetapi japonica ternyata terbagi menjadi tiga subspesies besar: temperate japonica (dari Cina, Korea, dan Jepang), tropical japonica (dari Nusantara), dan aromatic. Subspesies aus merupakan kelompok yang terpisah.[3]

Berdasarkan bukti-bukti evolusi molekular diperkirakan kelompok besar indica dan japonica terpisah sejak ~440.000 tahun yang lalu dari suatu populasi spesies moyang O. rufipogon.[3] Domestikasi padi terjadi di titik tempat yang berbeda terhadap dua kelompok yang sudah terpisah ini. Berdasarkan bukti arkeologi padi mulai dibudidayakan (didomestikasi) 10.000 hingga 5.000 tahun sebelum masehi.[4]


Di beberapa daerah tadah hujan orang mengembangkan padi gogo, suatu tipe padi lahan kering yang relatif toleran tanpa penggenangan seperti di sawah. Di Lombok dikembangkan sistem padi gogo rancah, yang memberikan penggenangan dalam selang waktu tertentu sehingga hasil padi meningkat.


Padi rawa atau padi pasang surut tumbuh liar atau dibudidayakan di daerah rawa-rawa. Selain di Kalimantan, padi tipe ini ditemukan di lembah Sungai Gangga. Padi rawa mampu membentuk batang yang panjang sehingga dapat mengikuti perubahan kedalaman air yang ekstrem musiman.


Padi pera adalah padi dengan kadar amilosa pada pati lebih dari 20% pada berasnya. Butiran nasinya jika ditanak tidak saling melekat. Lawan dari padi pera adalah padi pulen. Sebagian besar orang Indonesia menyukai nasi jenis ini dan berbagai jenis beras yang dijual di pasar Indonesia tergolong padi pulen. Penggolongan ini terutama dilihat dari konsistensi nasinya.


Ketan (sticky rice), baik yang putih maupun merah/hitam, sudah dikenal sejak dulu. Padi ketan memiliki kadar amilosa di bawah 1% pada pati berasnya. Patinya didominasi oleh amilopektin, sehingga jika ditanak sangat lekat.


Padi wangi atau harum (aromatic rice) dikembangkan orang di beberapa tempat di Asia, yang terkenal adalah ras 'Cianjur Pandanwangi' (sekarang telah menjadi kultivar unggul) dan 'rajalele'. Kedua kultivar ini adalah varietas javanica yang berumur panjang.

Di luar negeri orang mengenal padi biji panjang (long grain), padi biji pendek (short grain), risotto, padi susu umumnya menggunakan metode silsilah. Salah satu tahap terpenting dalam pemuliaan padi adalah dirilisnya kultivar 'IR5' dan 'IR8', yang merupakan padi pertama yang berumur pendek namun berpotensi hasil tinggi. Ini adalah awal revolusi hijau dalam budidaya padi. Berbagai kultivar padi berikutnya umumnya memiliki 'darah' kedua kultivar perintis tadi.

!Artikel utama untuk bagian ini adalah: Bercocok tanam padi

Teknik budidaya padi telah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sejumlah sistem budidaya diterapkan untuk padi.

* Budidaya padi sawah (Ing. paddy atau paddy field), diduga dimulai dari daerah lembah Sungai Yangtse di Tiongkok.
* Budidaya padi lahan kering, dikenal manusia lebih dahulu daripada budidaya padi sawah.
* Budidaya padi lahan rawa, dilakukan di beberapa tempat di Pulau Kalimantan.
* Budidaya gogo rancah atau disingkat gora, yang merupakan modifikasi dari budidaya lahan kering. Sistem ini sukses diterapkan di Pulau Lombok, yang hanya memiliki musim hujan singkat.

Setiap sistem budidaya memerlukan kultivar yang adaptif untuk masing-masing sistem. Kelompok kultivar padi yang cocok untuk lahan kering dikenal dengan nama padi gogo.

Secara ringkas, bercocok tanam padi mencakup persemaian, pemindahan atau penanaman, pemeliharaan (termasuk pengairan, penyiangan, perlindungan tanaman, serta pemupukan), dan panen. Aspek lain yang penting namun bukan termasuk dalam rangkaian bercocok tanam padi adalah pemilihan kultivar, pemrosesan biji dan penyimpanan biji.


Hama-hama penting

* Penggerek batang padi putih ("sundep", Scirpophaga innotata)
* Penggerek batang padi kuning ("beluk", S. incertulas)
* Wereng batang punggung putih (Sogatella furcifera)
* Wereng coklat (Nilaparvata lugens)
* Wereng hijau (Nephotettix impicticeps)
* Lembing hijau (Nezara viridula)
* Walang sangit (Leptocorisa oratorius)
* Ganjur (Pachydiplosis oryzae)
* Lalat bibit (Arterigona exigua)
* Ulat tentara/Ulat grayak (Spodoptera litura dan S. exigua)
* Tikus sawah (Rattus argentiventer)

Penyakit-penyakit penting

* blas (Pyricularia oryzae, P. grisea)
* hawar daun bakteri ("kresek", Xanthomonas oryzae pv. oryzae)



Setelah padi dipanen, bulir padi atau gabah dipisahkan dari jerami padi. Pemisahan dilakukan dengan memukulkan seikat padi sehingga gabah terlepas atau dengan bantuan mesin pemisah gabah.

Gabah yang terlepas lalu dikumpulkan dan dijemur. Pada zaman dulu, gabah tidak dipisahkan lebih dulu dari jerami, dan dijemur bersama dengan merangnya. Penjemuran biasanya memakan waktu tiga sampai tujuh hari, tergantung kecerahan penyinaran matahari. Penggunaan mesin pengering jarang dilakukan. Istilah "Gabah Kering Giling" (GKG) mengacu pada gabah yang telah dikeringkan dan siap untuk digiling. (Lihat pranala luar). Gabah merupakan bentuk penjualan produk padi untuk keperluan ekspor atau perdagangan partai besar.

Gabah yang telah kering disimpan atau langsung ditumbuk/digiling, sehingga beras terpisah dari sekam (kulit gabah). Beras merupakan bentuk olahan yang dijual pada tingkat konsumen. Hasil sampingan yang diperoleh dari pemisahan ini adalah:

* sekam (atau merang), yang dapat digunakan sebagai bahan bakar
* bekatul, yakni serbuk kulit ari beras; digunakan sebagai bahan makanan ternak, dan
* dedak, campuran bekatul kasar dengan serpihan sekam yang kecil-kecil; untuk makanan ternak.

Beras dapat dikukus atau ditim agar menjadi nasi yang siap dimakan. Beras atau ketan yang ditim dengan air berlebih akan menjadi bubur. Pengukusan beras dapat juga dilakukan dengan pembungkus, misalnya dengan anyaman daun kelapa muda menjadi ketupat, dengan daun pisang menjadi lontong, atau dengan bumbung bambu yang disebut lemang (biasanya dengan santan). Beras juga dapat diolah menjadi minuman penyegar (beras kencur) atau obat balur untuk mengurangi rasa pegal (param).
[sunting] Produksi padi dan perdagangan dunia

Bagian ini memerlukan aktualisasi

Negara produsen padi terkemuka adalah Republik Rakyat Cina (31% dari total produksi dunia), India (20%), dan Indonesia (9%). Namun hanya sebagian kecil produksi padi dunia yang diperdagangkan antar negara (hanya 5%-6% dari total produksi dunia). Thailand merupakan pengekspor padi utama (26% dari total padi yang diperdagangkan di dunia) diikuti Vietnam (15%) dan Amerika Serikat (11%). Indonesia merupakan pengimpor padi terbesar dunia (14% dari padi yang diperdagangkan di dunia) diikuti Bangladesh (4%), dan Brazil (3%).Produksi padi Indonesia pada 2006 adalah 54 juta ton , kemudian tahun 2007 adalah 57 juta ton (angka ramalan III), meleset dari target semula yang 60 juta ton akibat terjadinya kekeringan yang disebabkan gejala ENSO.

Minggu, 06 Desember 2009

pemuliaan tanaman

Pendahuluan
1. Definisi, tujuan pemuliaan tanaman
Ilmu Pemuliaan Tanaman merupakan ilmu atau pengetahuan terpakai (applied science) yang berkembang sejalan dengan perkembangan ilmu – ilmu lain, khususnya agronomi. Dahulu, ketika manusia hidup berpindah – pindah, untuki memenuhi kebutuhan pangan mereka dengan mudah mencarinya di hutan. Tetapi setelah hidup menetap, mereka mulai bercocok tanam. Dengan bercocok tanam, secara sadar atau tidak, mereka mulai melakukan seleksi dalam mencari bahan – bahan pertanaman, meskipun dalam bentuk yang sangat sederhana. Sekarang, dengan jumlah penduduk yang sudah demikian padat dan perkembangan ilmu serta teknologi yang demikian pesat, manusia harus berbuat sesuatu untuk memenuhi kebutuhan difup yang diambil dari tanaman, baik secara langsung maupun tidak langsung. Manusia mengambil manfaat dari tanaman tidak hanya sebagai sumber bahan pangan, tetapi juga sebagai sumber untuk memenuhi kebutuhan dalam banyak hal, misalnya sebagai bahan sandang, bangunan, makanan ternak, keindahan, pencegah erosi, dan sebagainya (Mangoendidjojo, 2003).
Di Negara kita, untuk mencukupi kebutuhan, khususnya bahan pangan, pengembangan tanaman pangan dilakukan secara ekstensif dan intensif. Pengembangan tanman secara ekstensif bertujuan untuk meningkatkan produksi dengan cara memperluas areal pertanmaan, sedangakn pengembangan tanaman secara intensif bertujuan untuk meningkatkan produksi dengan cara menaikkan produksi per satuan luas lahan. Pengembangan tanaman secara intensif umumnya dilakukan di daerah – daerah yang berpenduduk padat. Sejak tahun 1950-an, peningkatan produksi bahan makanan sudah merupakan program utama. Intensifikasi dilakukan melalui program Bimas SSBM (Bimbingan Massal Swasembada Bahan Makanan) yang dikenal dengan paket Panca Usaha Tani, yaitu: (1) perbaikan cara bercocok tanam, (2) penggunaan varietas unggul; 3) pemakainan pupuk dengan dosis dan waktu yang tepat, 4) pengendalian hama dan penyakit, dan 5) pengelolaan pengairan.
Varietas unggul merupakan faktor utama yang menentukan tingginya produksi yang diperoleh bila persyaratan lain dipenuhi. Varietas unggul dapat diperoleh melalui pemuliaan tanaman. Suatu varietas unggul tidak selamanya akan menunjukkan keunggulannya, tetapi makin lama produksi akan makin menurun tergantung pada komposis genetiknya (Mangoendidjojo, 2003).
2. Dasar Teori
Genetika adalah ilmu yang mempelajari tentang gen, pewarisannya dan keragamannya. Termasuk di dalamnya mempelajari tentang sel, fungsi dan peranannya dalam pewarisan sifat, siklus hidup, fungsi dan peranan gen dan hubungannya dengan kromosom dan kemungkinan perubahannya.
Teori dan prinsip – prinsip genetika telah lama diterapkan pada tanaman. Keberhasilan manusia meningkatkan produktivitas tanaman pangan memlalui pemuliaan tanaman merupakan salah satu contoh penerapan ilmu genetika tumbuhan untuk kepentingan manusia. Kegiatan pemuliaan tanaman, pada dasarnya banyak memanfaatkan prinsip – prinsip genetika hasil penelitian klasik Gregor Mendel pada Pisum sativum tentang pewarisan sifat. Mendel berhasil menjelaskan bagaimana suatu sifat diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman dengan sifat yang berbeda.
Sampai saat ini ini pemuliaan tanaman tetap menggunakan prinsip – prinsip genetika dan mencari terobosan baru melalui teknologi yang baru yang dikenal dengan istilah bioteknologi.
Slide Pendahuluan (PPT)
3. Genetika dan Siklus Hidup Tumbuhan
Genetika tumbuhan merupakan salah satu bagian dari Genetika. Genetika tumbuhan penting dipelajari karena manusia memerlukan food supply sehingga, melalui genetika tumbuhan yang menyediakan pengetahuan mengenai dasar-dasar genetic tumbuhan dapat dikembangkan tanaman yang memiliki sifat yang lebih baik, baik bagi alam maupun bagi kepentingan manusia.
Dalam genetika tumbuhan, pengetahuan mengenai mitosis dan meiosis tidak bisa dilupakan. Mitosis didefinisikan sebagai proses pembelahan nucleus yang berasosiasi dengan pembelahan sel somatic yang menghasilkan sel baru yang identik dengan asalnya dan memiliki jumlah kromosom yang identik dengan asalnya. Siklus sel terdiri dari beberapa periode yaitu G1, S (sintesis), G2 (yang merupakan bagian dari interfase) dan M (mitosis). Mitosis terdiri dari profase, metaphase, anaphase dan telofase. Meiosis merupakan proses ketika terjadi gametogenesis dan kromosom menjadi haploid. Meiosis terdiri dari dua siklus yaitu meiosis I dan meiosis II.
Tahap-tahapan dalam siklus hidup tumbuhan termasuk proses fertilisasi dan perkembangan embrio, merupakan hal mendasar dalam pemuliaan tanaman. Siklus hidup tumbuhan menunjukkan periode yang berselang-seling antara fase haploid dan fase diploid. Pada tanaman, sel haploid dibentuk melalui meiosis dan disebut ‘spora’. Tanaman haploid ini membentuk gamet yang disebut gametifit. Tanaman diploid yang memproduksi spora disebut sporofit.
Meiosis menghasilkan dua macam spora. Spora yang diproduksi di anter disebut mikrospora. Mikrospora dibentuk dari sel khusus yang disebut sel induk mikrospora. Sel induk mikrospora adalah sel-sel diploid yang membelah membentuk empat mikrospora yang haploid. Gametofit jantan menjadi matang, setelah inti sel membelah menjadi 2 sel sperma.
Spora yang dihasilkan ovul disebut megaspore, pada tiap ovul, sel diploid (sel induk megaspore) mengalami pembelahan meiosis, membentuk empat megaspore yang haploid. Tiga dari empat megaspore terdisintegrasi sedang satu megaspore menjadi megaspore yang fungsional. Inti sel dari megaspore fungsional membelah melalui mitosis sebanyak tiga kali, menghasilkan emapat nukleus.
Penyerbukan adalah transfer polen ke daerah reseptif pada pistil. Pistil adalah struktur yang membawa ovul. Tiap pistil terdiri dari tiga bagian yaitu stigma yang merupakan daerah reseptif terhadap polen, stilus dan ovary.
Polen akan berkecambah setelah mencapai stigma dan membentuk tabung polen. Pada tumbuhan terjadi fertilisasi ganda. Zigot (sel diploid) terbentuk karena fusi sel telur dengan sperma. Sel triploid terbentuk karena fusi sperma dengan inti polar yang membentuk endosperm.
Prinsip Genetika
Perkembangan genetika sebagi ilmu tidak lepas dari percobaan yang dilakukan Mendel pada Pisum sativum. Mendel berhasil menjelaskan bagaimana sifat diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman dengan sifat yang berbeda.
Pisum sativum memiliki keuntungan digunakan dalam percobaan genetika karena mudah didapat, mempunyai keragaman yang jelas bisa dibedakan meliputi warna biji, bentuk biji, warna bunga. Pisum sativum memiliki bunga cukup besar sehingga memudahkan pesilangan buatan.
Pada persilangan dengan satu sifat beda, mendel menyilangkan tanaman dengan bunga ungu dengan tanaman berbunga putih dan dihasilkan tanaman berbunga ungu (F1). Sifat bunga ungu ini disebut dominan. Jika F1 disilangkan dengan F1 maka dihasilkan bunga F2 dengan perbandingan ungu : putih = 3:1. Sifat yang diamati disebut fenotipe, sedangkan faktor yang mengendalikan disebut genotipe.
Pada persilangan dengan dua sifat beda, misalnya bulat kuning (RRYY) dengan hijau keriput (rryy), dihasilkan F1 bulat kuning (RrYy). Jika F1 diselangkan dengan F1, diperoleh perbandingan bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3: 3 : 1.
Dari persilangan ini maka ditetapkan hukum mendel I atau hukum segregasi dan hukum mendel II atau hukum pisah bebas.
Konsep umum mengenai cara kerja gen atau ekspresi gen adalah berdasarkan kedominanan dan keresesifan. Artinya, alel terekspresi secara komplit pada fenotipe atau tidak terekspresi sama sekali. Prinsip ini merupakan prinsip Mendel. Tetapi penelitian membuktikan bahwa terdapat banyak macam aksi gen dan interaksi yang mempengaruhi pola segregasi. Tipe dari aksi gen dapat dibedakan menjadi dua katagori umum yaitu antar alel pada lokus yang sama (intralokus) dan antar alel pada lokus-lokus yang berbeda (interlokus).
Interaksi intralokus
Terdapat tiga macam interaksi intralokus. Tipe pertama adalah dominan seperti yang disimpulkan oleh mendel dalam penelitiannya. Pada tipe dominan, rasio F2 dari dua tetua homozigot adalah 3:1. Tipe kedua adalah tidak dominan (no-dominance/incomplete dominance). Pada tipe ini fenotipe dari heterozigot berada di tengah-tengah di antara kedua tetua. Contohnya adalah pada persilangan bunga pukul empat merah dan putih dihasilkan bunga merah muda pada F1. F2nya menyebar dengan rasio 1 merah: 2 merah muda: 1 putih. Tipe ketiga adalah overdominance. Pada situasi ini heterozigot memiliki nilai fenotipe di luar kisaran antara kedua tetua.
Interaksi interlokus
Interaksi interlokus menyebabkan distribusi F2 berubah. Ekspresi dari alel berubah karena kehadiran atau ketakhadiran alel atau alel-alel pada lokus yang berbeda. Gambar berikut menjelaskan rasio F2 untuk interaksi interlokus.

Distribusi F2 pada berbagai interaksi interlokus
Tipe aksi gen lainnya yang tidak termasuk epistasis adalah additive gene action. Pada aditif tiap alel pada satu lokus akan menambah atau mengurangi derajat nilai fenotipe. Contohnya adalah pada warna bagian dalam biji gandum. Warna biji gandum ditentukan oleh 3 lokus R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap lokus. Warna biji bervariasi dari merah gelap ke putih dan intensitas warna tergantung pada jumlah dari alel yang menambah warna. Warna merah gelap adalah R1R1R2R2R3R3, sedangkan putih adalah r1r1r2r2r3r3. Jika disilangkan, maka F1nya adalah R1r1R2r2R3r3 menunjukkan warna intermediet diantara kedua tetuanya. Pada F2 akan muncul sebuah seri warna yang sebarannya seperti sebaran normal antara dua fenotipe yang ekstrim (Gambar 9).

Distribusi F2 pada warna aditif biji gandum dengan 3 lokus
Jika disilangkan R1R1R2R2r3r3 dengan r1r1r2r2R3R3, dimana satu tetua merah gelap dan satu tetua sedikit merah, maka F1nya akan menunjukkan warna intermediet. F2nya akan menyebar dari sangat gelap ke putih. Pada persilangan ini, keturunannya berada di luar batas fenotipe tetua merah gelap dan tetua sedikit merah. Hal ini disebut segregasi transgresive.
Pada aksi gen, kadang-kadang terjadi genotipe-genotipe yang sama tetapi tidak mengekspresikan fenotipe yang sama walaupun keadaan lingkungan seragam. Perbedaan ini disebut perbedaan dalam penetrasi. Penetrasi adalah presentase individu untuk genotype tertentu yang menampilkan fenotipe dari genotype tersebut. Contohnya, suatu organisme yang bergenotipe aa atau A_ tetapi tidak menunjukkan fenotipe yang sebagaimana normalnya bergenotipe aa atau A_ karena adanya gen-gen epistasis atau supresor, atau karena efek lingkungan. Istilah penetrasi dapat digunakan untuk menjelaskan efek tersebut jika penyebab pastinya tidak diketahui.
Peristiwa lain yang cenderung memperlihatkan hasil peristiwa genetika yang kurang jelas adalah ekspresivitas. Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat suatu genotype tertentu mengekspresikan fenotipenya pada suatu individu. Contohnya, genotype A_ yang seharusnya berfenotipe merah, tetapi yang tampak adalah derajat warna yang berbeda-beda, misalnya warna biru, merah tua, merah muda, putih. Ekspresivitas warna yang berbeda-beda ini karena adanya pengaruh gen-gen lainnya atau pengaruh lingkungan yang tidak diketahui dengan pasti.
Kondisi lingkungan yang penting
Cahaya: Lamanya penyinaran atau lamanya periode gelap dapat menginduksi munculnya bunga pada beberapa species tanaman
Suhu: Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh suhu. Lintasan reaksi biokimia melibatkan enzim yang peka terhadap suhu. Perubahan suhu dapat mengubah fenotipe.
Nutrisi: Contohnya, efek beberapa genotype baru dapat dilihat hanya kalau tanaman dalam lingkungan stress.
Perlakuan buatan: Ekspresi suatu sifat bisa tidak nampak karena pemberian senyawa kimia atau hormon.
Variasi/Keanekaragam genetik
Variasi atau keanekaragaman genetik sangat penting karena jika tidak terdapat variasi genetik, maka apabila terjadi perubahan lingkungan yang cukup keras akan dapat mengakibatkan punahnya suatu spesies pada habitat alaminya.
Keragaman genetik dalam bentuk variasi alelik disebabkan oleh mutasi. Mutasi terjadi secara spontan dengan frekuensi yang bervariasi tergantung pada lokus dan informasi genetic dari area sekitarnya pada kromosom. Mutasi menghasilkan perubahan DNA, yang akibatnya mengubah enzim-enzim dan menyebabkan variasi dalam mekanisme fisiologi yang nantinya dievaluasi melalui proses seleksi alam.
Migrasi tanaman dan evolusi yang diarahkan manusia
Campur tangan manusia mempunyai kontribusi yang sangat signifikan pada evolusi tanaman. Saat manusia memulai kultur dan mendomestikasi tanaman, mereka menyeleksi genotipe-genotipe yang paling baik yang memenuhi kebutuhan. Sifat seperti kestabilan produksi merupakan sifat yang sangat diinginkan. Karakter –karakter lain seperti warna, rasa juga merupakan contoh-contoh sifat yang diinginkan. Dengan berpindahnya manusia dari satu area ke area lainnya, tanaman atau benih juga dibawa dan diuji di daerah mereka yang baru. Proses ini disebut introduksi. Introduksi merupakan hal penting dalam pemuliaan tanaman, karena menawarkan potensi penggunaan genotipe berbeda untuk meningkatkan penampilan tanaman pada daerah tertentu.
Koleksi Plasma Nutfah
Keragaman genetik suatu spesies tanaman dapat menurun karena aktivitas manusia atau karena bencana alam. Aktivitas manusia dapat meliputi pembudidayaan tanaman, menanam atau memperluas jenis-jenis unggul baru sehingga jenis-jenis local yang amat beragam akan terdesak bahkan dapat lenyap, juga aktivitas pembangunan jalan dan gedung-gedung.
Untuk menghindari lenyapnya jenis-jenis yang ada maka perlu ada suatu lembaga yang mampu melakukan koleksi jenis-jenis tersebut. Pemerintah berbagai negara mensponsori kegiatan-kegiatan expedisi untuk tujuan koleksi plasma nutfah. Beberapa lembaga internasional telah melakukan koleksi secara intensif. Misalnya : IRRI (International Rice Research Institute) di Philipina mengkoleksi padi, CIMMYT (Centro International de Mejoramiento de Meizy Trigo) di Mexico mengkoleksi tanaman jagung dan wheat, CIAT (Central International Agricultural Tropical) di Kolumbia memiliki koleksi tanaman ketela pohon.
Lembaga-lembaga penelitian juga terdapat di masing-masing negara. Lembaga penelitian ini mengkoleksi tanaman penting di negara itu. Di Indonesia misalnya terdapat kebun koleksi tebu, kopi, kelapa, dll.
Preservasi
Manusia wajib melestarikan plasma nutfah untuk kepentingan manusia sendiri. Pada dasarnya ada dua cara untuk melestarikan plasma nutfah tanaman yaitu secara in situ dan ex situ. Pelestarian in situ dilakukan di tempat tumbuh aslinya (pelestarian habitat alaminya). Contohnya adalah cagar alam, hutan lindung. Cagar alam merupakan cara pelestarian pasif dan dianggap ideal karena juga melestarikan lingkungan sekitar. Pelestarian ex situ merupakan pelestarian di luar habitat alaminya. Pelestarian ex situ dilakukan dengan memindahkan individu yang dilestarikan dari tempat alaminya ke tempat lain. Pelestarian ex situ merupakan cara pelestarian aktif. Contohnya:
1. Kebun Raya (KR) Indonesia : KR Bogor melestarikan tanaman dataran rendah dan basah; KR Purwodadi meleatarikan tanaman dataran rendah dan kering; KR Cibodas melestarikan tanaman dataran tinggi Indonesia bagian barat; KR Ekakarya Bedugul melestarikan tanaman dataran tingkat tinggi Indonesia bagian timur.
2. Kebun koleksi. Kebun koleksi merupakan kebun di lembaga-lembaga penelitian yang dikembangkan sesuai misi lembaga tersebut. Misalnya kebun koleksi tebu di Pasuruan (Balai Penelitian Tebu).
3. Bank biji
4. Test tube bank : melestarikan dalam bentuk kultur jaringan tanaman, kultur anther, kultur sel. Keuntungan melestarikan dalam bentuk kultur jaringan antara lain: tidak memerlukan tempat yang luas, plasma nutfah bebas dari hama dan penyakit, dapat diperbanyak dengan cepat. Tetapi kerugiannya adalah: biaya mahal, memerlukan keahlian, kestabilan plasma nutfah tidak terjamin.
5. Cryopreservation: pelestarian melalui proses pembekuan dengan menggunakan N2 cair (-196 derajat Celcius). Dengan N2 cair metabolisme terhenti tetapi sel-sel tidak mati.
Genom Tumbuhan
Dalam mempelajari proses-proses biologi diperlukan organisme yang digunakan sebagi model. Dalam genetika, hewan model yang sering digunakan adalah lalat buah (Drosophylla sp). Pada genetika tumbuhan, tumbuhan model yang digunakan adalah Arabidopsis yang termasuk dalam family Brassicaceae. Beberapa kelebihan yang dimiliki Arabidopsis adalah:
• Sekitar 115 Mb dari 125 Mb genom telah disekuens (Nature, 408:796-815; 2000).
• Peta genetik dari 5 kromosom telah ada.
• Siklus hidup pendek kira-kira 6 minggu sejak perkecambahan sampai pematagan biji.
• Tanaman ini mudah ditanam dalam ruang yang sempit.
• Transformasi dapat dilakukan dengan Agrobacterium tumefaciens.
• Sejumlah mutan tersedia .
• A. thaliana dipelajari oleh group peneliti multinasional , pemerintah dan industry
Biasanya, tujuan melakukan penelitian dengan menggunakan hewan model adalah untuk memperbaiki kesehatan manusia. Pada ilmu tumbuhan, penelitian dasar pada organism model memiliki tujuan yang berbeda-beda yang merefleksikan cara yang berbeda dalam memanfaatkan tumbuhan oleh manusia. Model tanaman berfungsi sebagai bukti dari suatu konsep, memperjelas fenomena dalam sistem yang sederhana yang dapat diaplikasikan ke dalam tanaman yang lebih kompleks dan ke dalam sistem ekologi. Penelitian-penelitian dasar pada Arabidopsis memberikan pengertian yang fundamental tentang bagaimana tanaman bekerja. Pengertian-pengertian fundamental tersebut dapat diaplikasikan ke dalam penemuan-penemuan komersial.
Para peneliti mengidentifikasi sebuah gen dalam Arabidopsis yang dapat menyebabkan kemampuan tumbuh di kondisi tanah yang bergaram. Hal ini dapat membantu para ahli untuk mengembangkan tumbuhan yang dapat mengberikan hasl tinggi walaupun tumbuh pada tanah yang bergaram.
Di samping Arabidopsis, model tanaman yang juga telah dipelajari adalah padi, tomat, tembakau.
Genom tumbuhan perlu dipelajari dengan cara mengisolasi, melakukan sequencing dan mencocokkan dengan gene bank untuk mengetahui fungsinya, selain untuk mengetahui cara kerja gen juga untuk mengetahui struktur genom. Misalnya apakah gen-gen yang mengendalikan fotosintesis berkelompok bersama? Kegunaan lainnya untuk melakukan perbandingan dengan spesies lainnya serta untuk menentukan lokasi gen pada kromosom untuk tujuan pemuliaan tanaman.
Penentuan sex pada tumbuhan
Tipe sex pada tumbuhan dibedakan berdasarkan individu bunga, individu tumbuhan, dan populasi tumbuhan.
Pada individu bunga:
1. Staminat atau Androecious: bunga hanya mempunyai stamen atau benang sari saja, dan disebut bunga jantan
2. Pistilat atau Ginoecious: bunga hanya mempunyai karpel atau putik saja dan disebut bunga betina
3. Hermaprodit atau Sempurna: bunga mempunyai stamen dan karpel
Pada individu tumbuhan:
1. Androecious: pada satu tanaman hanya ada bunga jantan
2. Ginoecious: pada satu tanaman hanya ada bunga betina
3. Monoecious: pada satu tanaman terdapat bunga jantan dan bunga betina pada bunga yang berbeda
4. Hermaprodit: pada satu tanaman hanya ada bunga hermaprodit
5. Andromonoecious: Pada satu tanaman terdapat bunga jantan dan bunga hermaprodit
6. Ginomonoecious: pada satu tanaman terdapat bunga betina dan bunga hermaprodit
7. Trimonoecious: pada satu tanaman selain terdapat bunga jantan dan bunga betina juga terdapat bunga sempurna
Pada populasi tumbuhan:
1. Monoecious: suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan monoecious
2. Dioecious: suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan androecious dan ginoecious
3. Hermaprodit: Suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan hermaprodit
Kromosom sex pada tumbuhan
Pada hewan tingkat tinggi, sex ditentukan oleh kromosom sex, misalnya berupa kromosom XY (pada manusia), ZW (pada Aves). Pada tumbuhan terdapat pula system sex kromosom heteromorfik tetapi jarang dijumpai. Pada tanaman Silene latifolia, tumbuhan jantan memiliki kromosom sex heteromorfik XY (22 kromosom, kroimosom sex XY) sedang pada tanaman betina terdapat 22 kromosom dan kromosom sex XX. Pada jantan dijumpai kromosom sex heterogametik dengan 2 tipe gamet, sedang pada betina homogametik.
Pada genus Rumex sub genus acetosa jika rasio (banyaknya kromosom X/banyaknya set autosom) sama dengan 1.0 maka terjadi tumbuhan ginoecious. Jika rasionya 0.5 atau lebih kecil maka terjadi tumbuhan androecious, sedang jika antara 0.5 dan 1.0 maka akan dijumpai tumbuhan andromonoecious, hermaprodit, atau ginomonoecious. Contoh tumbuhan lain yang memiliki kromosom sex heteromorfik adalah tanaman dioecious asparagus (Asparagus officinalis). Yang jantan memiliki kromosom sex heteromorfik. YY dijumpai hidup dan fertil. Pada Cannabis sativa, terdapat tipe sex heterogametik XY monoecious, homogametik XX menampilkan ginoecious. Alel resesif pada kromosom X mengurangi kemampuan menjadi betina, tanaman XXm menampilkan tipe sex dari ginoecious sampai ke monoecious, dan tanaman XmXm menjadi tanaman jantan dengan morfologi bunga seperti bunga betina.
Gen Mendelian Yang Mengontrol Tipe Seks
Gen-gen yang mengontrol tipe seks pada tanaman Cucurbitaceae, telah dipelajari pada tanaman ketimun (Cucumis sativus). Tanaman ketimun (2n=14) adalah species tanaman menyerbuk terbuka dan dalam individu tanaman, semua kemungkinan tipe seks bisa muncul. Alel dominan pada lokus F (female) dan M (monoecious) menimbulkan betina. Table berikutnya menjelaskan kontrol penampilan seks pada melon.
Penampilan seks pada ketimun
Genotipe Fenotipe
M_F_ Ginoesious
M_ff Monoesious
mmF_ Hermaprodit
mmff Andromonoesious
Penampilan seks pada melon
Genotipe Fenotipe
A_G_ Monoesious
A_gg Ginomonoesious
aaG_ Andromonoesious
aagg Hermaprodit

Metode Pemuliaan Tanaman
Pada dasarnya, pemuliaan tanaman bertujuan untuk mendapatkan varietas unggul yang baru atau mempertahankan keunggulan suatu varietas yang sudah ada. Metode pemuliaan tanaman berkembang seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi yang pada dasarnya dapat dilakukan dengan cara pemilihan dari keragaman populasi baik yang alami, hasil persilangan, penggandaan kromosom, dan mutasi, serta yang secara inkonvensional dengan cara rekayasa genetika. Dalam praktek, cara – cara tersebut saling terkait satu sama lain (Mangoendidjojo, 2003).
Banyak metode yang dapat dilakukan dalam pemuliaan tanaman penyerbuk sendiri. Penerapan atau pemilihan suatu metode pemuliaan untuk suatu komoditas tanaman tertentu memerlukan pengetahuan dasar yang cukup karena banyak faktor atau hal yang perlu diketahui. Misalnya, tersedianya keragaman, cara – cara perkembangbiakan, umur tanaman, tipe penyerbukan, pola pewarisan sifat dan lain – lain. Dengan kata lain, pemulia tanaman harus mengenal tanamannya
Download Presentasi Metode (PPT)

Penyimpanan pollen
Penyimpanan pollen diperlukan jika tanaman yang akan disilangkan memiliki waktu masak yang berbeda, sehingga pollen perlu disimpan dalam jangka waktu tertentu untuk memastikan kesegarannya sebelum digunakan untuk menyerbuki kepala putik. Penyimpanan pollen juga diperlukan jika tanaman yang akan disilangkan memiliki lokasi berjauhan.
Mengkoleksi butiran pollen pada kondisi viable merupakan persyaratan utama untuk menjamin kesegaran polen dalam jangka waktu yang cukup panjang. Polen yang dikoleksi pada masa awal berbunga, pertengahan masa berbunga atau akhir masa berbunga, akan memiliki variasi lamanya polen dapat disimpan. Polen yang dikoleksi pada pagi, siang atau sore juga berespon berbeda terhadap lama penyimpanan. Umumnya, polen yang diambil segera setelah bunga mekar akan memiliki daya simpan terbaik (Shivanna and Rangaswamy, 1992)
Download Pesentasi Penyimpanan Pollen (PPT)
Suhu dan kelembaban memiliki pengaruh terbesar terhadap daya simpan polen. Secara umum, semakin rendah suhu dan kelembaban akan meningkatkan daya simpan pollen. Penyimpanan pollen dalam jangka waktu pendek memerlukan suhu rendah dan kelembaban yang rendah, sedangkan penyimpanan jangka panjang (beberapa bulan sampai tahun) dapat dicapai dengan penyimpanan pada suhu yang sangat dingin (cryopreservation).
Suhu yang tepat untuk penyimpanan pollen, berbeda antar spesies tapi biasanya dibatasi oleh ketersediaan fasilitas seperti kulkas, freezer atau ketersediaan nitrogen cair. Kisaran suhu yang umum digunakan adalah 20 – 25 derajat Celcius (suhu ambient), 5 – 10 derajat Celcius (sejuk), 0(freezer), -10 - 20 derajat Celcius (deep freeze) dan -196 derajat Celcius (cryopreservation dengan menggunakan nitrogen cair).
Animasi koleksi pollen
Pollen viability test. Viabel berarti hidup. Viabilitas polen merupakan parameter penting dalam pemuliaan tanaman, karena pollen harus hidup dan mampu berkecambah pada saat penyerbukan agar terjadi pembuahan. Daya simpan pollen diuji dengan mengukur viabilitas setelah disimpan pada kondisi tertentu. Banyak test viabilitas polen yang sudah terstandardisasi, yang paling sering digunakan adalah fluorochromatic reaction (FCR) test. Namun yang lebih mudah dan praktis dilakukan jika tidak memiliki mikroskop fluorescence adalah uji perkecambahan polen
Pemuliaan Tanaman Serealia
Tanaman serealia (cereal; grain) meliputi tanaman padi, jagung dan gandum serta tanaman penghasil bulir lainnya. Tanaman serealia umumnya merupakan tanaman penghasil makanan pokok di dunia, karenanya program pemuliaan tanaman telah intensif dilakukan.
Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua serealia setelah jagung dan gandum. Namun demikian, padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia. Negara produsen padi terkemuka adalah RR Tiongkok, India, dan Indonesia. Namun hanya sebagian kecil produksi padi dunia yang diperdagangkan antarnegara. Thailand merupakan pengekspor padi utama. Indonesia merupakan pengimpor padi terbesar dunia.
Produktivitas padi nasional Indonesia dalam skala regional cukup tinggi dan menonjol dibandingkan dengan negara-negara lainnya di Asia, kecuali Cina, Jepang, dan Korea. Namun keberhasilan peningkatan produksi beras nasional yang didukung oleh Revolusi Hijau belum diikuti oleh peningkatan kesejahteraan petani. Sejak lebih dari 10 tahun terakhir, gejala pelandaian produksi dan penurunan total faktor produksi (TFP) makin jelas terlihat, apalagi jika terjadi anomalii iklim El-Nino. Oleh karena itu, tanpa upaya terobosan yang didukung oleh inovasi teknologi dan strategi yang jitu maka peningkatan produksi dan pendapatan petani sulit ditingkatkan.
Pembangunan pertanian tanaman pangan bertujuan untuk meningkatkan dan memantapkan ketahanan pangan nasional, baik secara kuantitas maupun kualitas (mutu dan gizi), dan meningkatkan kesejahteraan petani. Oleh sebab itu, sasaran utama perbaikan sistem produksi padi ditujukan untuk: 1) meningkatkan produksi padi agar mampu mendukung ketahanan pangan, terutama melalui peningkatan produktivitas dan perluasan areal panen, dan 2) meningkatkan nilai tambah ekonomi sistem produksi, terutama melalui peningkatan efisiensi produksi, perbaikan mutu produk, diversifikasi, pengembangan sistem, dan usaha agribisnis padi.
Untuk mencapai sasaran tersebut diperlukan inovasi teknologi. Tanpa terobosan inovasi teknologi tidak akan dihasilkan kemajuan dan pembaruan. Institusi penelitian memegang peranan penting dalam menghasilkan inovasi teknologi. Balai Penelitian Tanaman Padi (BALITPA) merupakan Balai Penelitian Nasional yang diberi mandat untuk menghasilkan inovasi teknologi perpadian.
Dalam usaha meningkatkan produktivitas padi nasional, peran inovasi teknologi varietas unggul sangat besar. BALITPA terus meningkatkan potensi genetik varietas yang dilepas dan menyiapkan teknologi agar varietas unggul baru (VUB) dapat mengaktualisasikan potensi gentetik yang ada, terutama dalam peningkatan produktivitas dan mutu. Pengembangan VUB ke depan akan memanfaatkan sumberdaya yang ada. Sumberdaya genetik dari plasmanutfah domestik akan terus dikarakterisasi dan diperbaiki pengelolaannya agar mudah pemanfaatannya oleh pemulia dalam kegiatan perbaikan potensi genetik VUB. Varietas unggul yang dilepas diharapkan telah dilengkapi dengan teknologi budidaya dan teknologi panen/pascapanen agar VUB dapat mengaktualisasikan potensi genetik (produktivitas dan mutu unggul) yang dimiliki. Oleh sebab itu, kegiatan penelitian perbaikan komponen pengelolaan lahan, air, tanaman dan organisme (LATO) serta panen dan pascapanen menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari program pengembangan varietas unggul baru (VUB) spesifik (VUBS), varietas unggul hibrida (VUH), dan varietas unggul tipe baru (VUTB).
Selaras dengan strategi Revolusi Hijau Lestari dan tantangan dalam peningkatan produksi di masa datang, maka program pengembangan padi harus bertumpu pada enam pendekatan, yaitu (1) persilangan dan seleksi konvensional, (2) pemuliaan heterosis/hibrida, (3) pemuliaan padi tipe baru, (4) persilangan padi antarkerabat jauh, (5) pemuliaan molekuler, dan (6) rekayasa genetik (Khush 2004). Dalam kaitan ini, pengembangan VUB dilakukan melalui tiga pilahan penelitian yaitu: 1) perakitan VUB spesifik, 2) perakitan VUTB, dan 3) perakitan VUH. Perakitan dan perbaikan varietas dilakukan dalam siklus kegiatan yang berlanjut dengan memanfaatkan plasma nutfah yang ada (BALITPA, 2005) (presentasi serealia, padi emas, padi hibrida, irrigatedrice, pemilihan padi bermutu, program penelitian, pemilihan varietas ,cereal breeding.
Pemuliaan Tanaman Sayuran
Tanaman hortikultura yang meliputi tanaman sayuran, buah – buahan dan tanaman hias merupakan obyek yang sangat menarik bagi pemulia tanaman. Pemuliaan tanaman sayuran khususnya, diarahkan pada produksi varietas – varietas unggul yang memiliki karakteristik tertentu seperti produksi tinggi, rasa yang lebih enak, kandungan gizi yang lebih baik, warna yang lebih menarik serta ketahanan terhadap cekaman abiotik (kekeringan, suhu tinggi, salinitas tinggi, dll) serta ketahanan terhadap hama dan penyakit tanaman.
Di Indonesia, lembaga yang khusus menangani pemuliaan tanaman sayuran adalah Balai Penelitian Tanaman Sayuran di Lembang (BALITSA) dan Puslitbanghort. Berbagai varietas – varietas baru tanaman sayuran seperti cabai dan tomat telah dikomersialisasi. Di tingkat Asia, lembaga penelitian yang membidangi pemuliaan tanaman sayuran adalah AVRDC (Asian Vegetable Research Development Centre).
Pemuliaan tanaman sayuran saat ini banyak memanfaatkan mekanisme khusus yang terjadi pada tanaman untuk mengontrol terjadinya persilangan, yaitu sistem SI (Self incompatibility, atau ketakserasian sendiri) dan system CMS (Cytoplasmic Male Sterility, atau Steril Jantan).
Pemuliaan Tanaman Hias
Pemuliaan tanaman hias biasanya ditujukan untuk mendapatkan karakter – karakter spesifik seperti saat bunga mekar, warna daun dan bunga, keharuman yang diinginkan serta intensitasnya, bentuk bunga, ketahanan simpan (shelf life), dan ketahanan terhadap penyakit. Pada bunga mawar, misalnya, sasaran kualitasnya antara lain stabilitas dan kejernihan warna, keharuman, berduri sedikit dan mempunyai banyak bunga. Karena luas dan besarnya keragaman jenis, maka para pemulia tanaman yang tertarik untuk memperbaiki kualitas tanaman hias harus sepenuhnya mengenal lebih dekat tanaman – tanaman yang akan dimuliakan (Welsh dan Mogea, 1991).
Download Presentasi Tanaman Hias (PPT)

1. Anggrek
Spesies anggrek di Indonesia
Indonesia terkenal di seluruh dunia sebagai negara yang banyak memiliki spesies anggrek alam. Terdapat lebih dari 5000 spesies anggrek alam di Indonesia, setengahnya diperkirakan terdapat di Papua, sekitar 2000 jenis di Kalimantan dan sisanya tersebar di pulau lain. Spesies yang banyak tumbuh di Indonesia meliputi Vanda, Phalaenopsis, Paphiopedilum, Dendrobium, Coelogyne, Cymbidium, Bulbophyllum.
Beberapa contoh spesies anggrek di Indonesia:
1. Anggrek Sumatra: Coelogyne dayana. Anggrek bergerigi, bagian dalamnya berwarna coklat tua, lidah berwarna kekuningan dan bagian luarnya berwarna hijau pucat.
2. Anggrek Jawa: Vanda tricolor, spesies cantik berwarna putih dengan totol-totol kemerahan dan ungu.
3. Anggrek Kalimantan: Coelogyne pandurata (anggrek hitam). Bunga anggrek ini memiliki tanda hitam pada bibirnya, yang membentang ke belakang sampai bagian dalam bunga. Daun bunga dan kelopak daun anggrek hitam berwarna hijau cerah.
4. Anggrek Papua: Dendrobium violaceum, tumbuh di hutan pegunungan yang tingginya mencapai 2000 m. Lebih dari 2000 spesies anggrek terdapat di Papua, mulai yang hidup di tepi pantai hingga lereng gunung yang tinggi.
5. Anggrek Sulawesi: Diplocaulobium utile, berkembang di pagi hari, mentutup di siang hari. Anggrek ini dikenal sebagai anggrek berserabut. Batangnya dapat digunakan untuk membuat berbagai kerajinan tangan seperti kotak perhiasan, tas tangan dan alas kaki.
6. Anggrek Maluku: Phalaenopsis amabilis, anggrek bulan. Puspa pesona Indonesia.
7. Anggrek Nusa Tenggara: Bulbophyllum biflorum (bunga kembar) dari Flores. Di Nusa Tenggara banyak dijumpai tanaman anggrek yang memiliki daun yang tebal dan berair dengan bunga yang berukuran kecil. Ciri khas tersebut mencerminkan iklim kering di kawasan Nusa Tenggara.
Menyilang Anggrek
Penyilangan anggrek bertujuan untuk mendapatkan varietas baru dengan warna dan bentuk bunga yang menarik, menciptakan mahkota bunga yang kompak dan berstektur tebal sehingga dapat tahan lama sebagai bunga potong, menghasilkan jumlah kuntum banyak dan menghilangkan adanya kuntum bunga yang gugur dini akibat kelainan genetic serta meningkatkan produksi bunga.
Melihat betapa pentingnya tujuan dari penyilangan dan untuk mendapatkan hasil yang diharapkan, berikut beberapa pedoman penyilangan yang harus dikuasai.
1. Mengetahui sifat-sifat kedua induk tanaman yang akan disilangkan, agar memberikan hasil yang diharapkan, misalnya sifat dominasi yang akan terlihat atau muncul pada turunannya seperti warna dan bentuk bunga.
2. Sebagai induk betina pilih induk yang mempunyai bunga yan gkuat, tidak cepat layu atau gugur.
3. Pilih kuntum bunga yang masih segar atau telah membuka penuh.
4. Penyilangan sebaiknya dilakukan pada pagi hari setelah penyiraman
Langkah-langkah yang dilakukan dalam melakukan penyilangan sebagai berikut:
Animasi penyilangan anggrek
• Buka ujung column bunga, sehingga akan terlihat didalamnya polinia berwarna kuning.
• Ambil polinia dengan hati-hati dengan menggunakan lidi/tusuk gigi
• Polinia kemudian dimasukkan ke dalam stigma (kepala putik)
• Beberapa hari kemudian bunga yang telah diserbuki akan layu dan akan muncul bakal buah yang akan terus berkembang menjadi buah. Bunga anggrek silangan akan terus masak setelah tiga bulan sampai enam bulan atau lebih. Buah yang masak akan merekah dengan ciri adanya perubahan warna buah dari hijau menjadi kekuning-kuningan. Buah anggrek ini berisikan ribuan biji anggrek yang akan menghasilkan tanaman baru hasil silangan.
Bacaan lanjutan:
Download Presentasi Kultur Jaringan Anggrek (PPT)
Download Presentasi Konservasi Anggrek (PPT).
2. Kembang Sepatu (Hibiscus sp)
Hibiscus kemungkinan besar berasal dari India, lalu menyebar ke Indo-Pasifik. Penyilangan Hibiscus sudah dilakukan sekitar th 1820 di Mauritius lalu di Hawai sekitar 1900-an, India, Sri Lanka, Fiji dan Florida. Di Australia, saat ini sudah ada lebih dari 600 varietas yang dijual secara komersial.
Karakter yang dicari dari pemuliaan hibiscus meliputi : warna bunga, kombinasi warna bunga, bunga yang bertumpuk atau overlap, teksture yang bagus, ruffled dan tufted, tahan sengatan matahari, bentuk tanaman, tahan penyakit.
Penyilangan Hibiscus
Kondisi yang tepat untuk penyilangan adalah pada suhu 18oC – 26oC dengan kelembaban tinggi. Pagi hari, saat bunga baru mekar, polen baru matang (segar) merupakan waktu yang tepat untuk melakukan penyilangan. Pot bunga yang baru diserbuki sebaiknya diletakkan di tempat yang agak teduh untuk mencegah kekeringan polen. Kelembaban yang tinggi mencegah kekeringan pollen dan stigma. Perlu diingat, beberapa varietas Hibiscus dapat memproduksi pollen dalam jumlah banyak, sementara varietas lain memproduksi sedikit pollen. Beberapa varietas susah untuk memproduksi biji, walaupun pada kondisi lingkungan yang sesuai.
Transfer pollen ke putik (stigma) dapat dilakukan dengan beberapa cara. Bisa dengan menggunakan pinset, untuk mengambil pollen dari tangkai pollen. Bisa juga menggunakan kuas untuk mengambil pollen dan meletakkannya pada putik. Cara termudah, petik tangkai polen, lalu sentuhkan pollen pada kepala putik. Setelah melakukan polinasi, beri label yang berisi kode tetua jantan dan betina, serta tanggal polinasi.
Pertumbuhan buah (seed pod)
Jika polinasi sukses, bunga akan jatuh 1 – 2 hari setelah polinasi, sedangkan tangkai bunga dan dasar bunga tampak segar. Ovari mulai membengkak sampai seukuran jempol orang dewasa. Buah akan masak dalam 6 – 14 minggu, tergantung suhu dan varietas tanaman. Warna buah menjadi coklat. Jika buah sudah kering, biji akan terlempar keluar. Sebaiknya buah yang sudah kering segera dipetik untuk mencegah kehilangan biji. Satu buah dapat berisi 0-60 biji, namun rata-rata 10 – 20 biji. Biji yang sudah kering dapat segera ditanam. Dapat juga disimpan dalam amplop yang ditutup rapat, di tempat kering.
Menanam benih.
Tanam biji dalam media campuran yang memiliki porositas cukup baik. Tanam dengan kedalaman 1-2 cm di dalam tanah. Benih akan berkecambah 1 minggu sampai 1 bulan. Jaga kelembaban tanah. Jika kecambah sudah memiliki beberapa daun, dan batang mulai berkayu, pindahkan bibit tersebut ke pot yang lebih besar. Berikan pupuk NPK, 20-20-20 pada saat ini.
Pembungaan dan evaluasi
Setelah 6 - 18 bulan, tanaman ini akan mulai berbunga. Jika anda mendapatkan keunikan dari hasil persilangan ini, segera daftarkan dalam perlombaan!
Pemuliaan yang selektif, pemilihan tetua jantan dan betina, mendapatkan buah dan biji, menumbuhkan benih sampai dewasa dan akhirnya berbunga, dapat menjadi pengalaman yang penuh tantangan dan menyenangkan (fun)!
Catatan:
Menurut George Harvey (2005), menjadi pemulia tanaman (plant breeder) mesti menyukai alam, keindahan, kesabaran, keinginan untuk memperoleh sesuatu yang baru. Tidak perlu ilmu pengetahuan khusus. Persyaratan yang utama adalah tahu tentang tanaman. Pengetahuan tentang genetika tidak terlalu penting bagi pemulia tanaman, tapi bisa sangat berguna jika anda benar-benar menguasai ilmu tersebut.
Pemuliaan Lili
Genus Lili (Lilium sp.) terdiri dari sekitar 85 spesies dan diklasifikasikan ke dalam 7 grup/section (De Jong, 1974). Lili yang memiliki nilai komersial penting termasuk ke dalam grup hibrida Asiatic, hibrida Oriental dan Longiflorum.
Berbagai macam lili yang ada saat ini masih dapat dikembangkan dengan penyilangan antar 3 grup yang sudah terkenal secara komersial, juga dengan mengeksploitasi sifat – sifat penting dari 4 grup Lili lainnya. Terutama untuk mengintroduksi sifat ketahanan terhadap penyakit virus, busuk umbi (yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum), juga untuk memperpanjang masa berbunga dan tahan kondisi yang kurang optimal (cahaya rendah, suhu tinggi), juga pilihan warna bunga dan bentuk bunga yang lebih banyak merupakan tujuan penting pemuliaan lili (Van Creij et al., 1997).
Persilangan antar grup lili yang berbeda seringkali dihambat oleh hambatan persilangan (Van Creij et al., 1993). Ketika embrio terbentuk, produksi hibrida seringkali gagal akibat aborsi embrio (Asano and Myodo, 1977). Teknik kultur jaringan dengan cara penyelamatan embrio diharapkan dapat membantu menghasilkan tanaman hibrida hasil silangan yang sehat (Astarini et al., 2008).
Download Suplemen Pemuliaan Lili (DOC)