Materi Kuliah Metode Pemuliaan Tanaman Fakultas Pertanian UGM

2. STRUKTUR POPULASI
 Tanaman allogam adalah tanaman yang
>95% keturunan hasil penyerbukan silang
(gamet jantan dari tanaman lain)
 Serbuksari :terbawa angin, serangga, air
 Bunga betina dan jantan : DI tanaman
terpisah, satu tanaman,atau satu bunga
tetapi terjadi self-incompatible.

3. Tanaman menyerbuk silang
 biseksual tetapi menyerbuk silang: rye, bunga
matahari, alfafa, clover
 menyerbuk silang biseksual dan sebagian
penyerbukan sendiri : suger beet, kubis, apel,
pear, kentang.
 monoecious: jagung, labu kuning, semangka,
melon, kelapa sawit.
 dioecious: asparagus, pepaya, salak, melinjo,
pala.
 menyerbuk silang tetapi diperbanyak secara
vegetatif: anggur, stwaberry, ketela rambat.

4. Penyebab penyerbukan silang: keadaan
morfologi, genetik atau mekanisme
fisiologi inkompatibilitas dan self-sterility.
 Inkompatibilitas :
1. protandry: stamen masak lebih dulu
sebelum putik masak
2. protogyny: putik masak lebih dulu
dibandingkan stamen
3. Hercogamy:keadaan bunga sedemikian
rupa sehingga bunga sari tanaman yang
sama sulit untuk menyerbuki sendiri

5. Lewis (1954) membedakan
inkompatibilitas ada dua macam
yaitu heteromorfik dan homomorfik.
 heteromorfik: ada perbedaan panjang
antara stamen dan putik (heterostily).
 homomorfik yaitu inkompatibilitas
disebabkan ketidaksesuaian gametofitik
dan sporofitik.

6.  Inkompatibilitas gametofitik dikendalikan oleh
alel-alel (s1, s2, s3 dst)
 bekerja dibagian kepala putik, stilus atau
dibagian dalam bakal biji
 Inkompatibilitas sporofitik : tipe inkompati-
bilitas dikendalikan oleh seri alel-alel di lokus
tunggal tetapi fungsionalnya polen ditentukan
oleh penyusun genotip tanaman induk
(penghasil serbuksari).

7. Populasi allogami:
 perkawinan secara acak (random
mating)
 besarnya frekuensi gen dalam suatu
populasi ?

8. Frekuensi gen
B1B1 =D dan B1B2=H dan B2B2 =R
larik genotipenya :
D B1B1 + 2H B1B2 + R B2B2
dimana N = D+2H+R
Frekuensi relatif:
D/N B1B1 + 2H/N B1B2 + R/N B2B2 atau
f11
B1B1 + 2f12
B1B2 + f22
B2B2
f11
+2f12
+f22
=1
Banyaknya alel dalam populasi:
B1=(2D+2H)/2N=f11+f12=p
B2=(2R+2H)/2N=f12+f22=q
p+q=1

9. Contoh:
 populasi terdiri dari tanaman :
BB sebanyak 500 tanaman
Bbsebanyak 400 tanaman
bb sebanyak 100 tanaman
N=1000 tanaman
 frekuensi genotipe:
Frek. B1B1 = f11=(500/1000)=0,5
Frek. B1B2=2f12=400/1000=0,4
Frek. B2B2=f22=100/1000=0,1
 Frekuensi B1=p=f11+f12
=0,5+0,5(0,4)=0,5+0,2=0,7
 Frekuensi alel B2=q=f22+f12
=0,1+0,5(0,4)=0,1+0,2=0,3

10. Hukum Hardy-Weinberg :“Apabila dalam suatu populasi
yang besar tidak ada faktor-faktor yang berpengaruh
pada populasi dan populasi tersebut mengalami
random mating secara terus menerus dari generasi ke
generasi berikutnya, maka frekuensi gen dan
genotipenya tidak mengalami perubahan setelah satu
kali random mating
 random mating jika:
1. Tiap tanaman mempunyai kesempatan yang sama
untuk menyerbuki atau diserbuki tanaman lainnya
2. Persilangan antara dua genotipe merupakan hasil
kali frekuensi masing-masing genotipe
3. Pembuahan secara bebas diantara gamet yang ada
(random union of the gamet).

11. B1B1 X B1B1 (f11
)2
(f11)2
- -
B1B1 X B1B2 2(f11
.2f12
) 2f11
.f12
2f11
.f12
-
B1B1 X B2B2 2(f11
.f22
) 2f11
.f22
-
B1B2 X B1B2 (2f12
)2
(f12
)2
2(f12
)2
(f12
)2
B1B2 X B2B2 2(2f12
.f22
) - 2f12
.f22
2f12
.f22
B2B2 X B2B2 (f22
)2
- - (f22
)2
Jumlah (f11+f12)2
2(f11+f12)
(f22+f12)
(f22+f12)2
p2
2pq q2
Tipe
persilangan
Frekuensi
persilanga
n
Keturunan
B1B1 B1B2 B2B2

12. Dari contoh diatas
larik genotip sebagai berikut:
(0,7 B1 +0,3 B2)2
0,49 B1B1+ 0,42 B1B2+ 0,09 B2B2
maka frekeunsi alelnya:
gen B1 = 0,49 + 0,5 (0,42) = 0,7
gen B2 = 0,5 (0,42) + 0,09 = 0,3
Kesimpulan: populasi sudah mencapai keseimbangan
Hardy-Weinberg.
Apakah terjadi linkage disequeilibirum
∆=f11.f22-f12.f21
Jika nol (0) linkage equilibrium

13. Perubahan frekuensi gen dalam pupolasi
 Keseimbangan populasi akan frekuensi
gennya dapat berubah krn migrasi, mutasi
dan seleksi.
Migrasi
 perpindahan individu baru ke dalam suatu
populasi  perubahan frekuensi gen
 genotipe jarang terjadi, dibawa manusia,
hewan, air tetapi
 Polen: terbawa serangga dan angin.
 Laju migrasi:
∆ q = m(qm
-qo
)

14. Mutasi
 Mutasi: spontan (di alam dan buatan)
 Frekuensi 10-6
per gen per generasi
 Mutasi alami dapat diabaikan karena
frekuensinya kecil dan mutan yang
lemah dan jelek biasanya akan
tersingkir

15. Seleksi
 Populasi: banyak genotipe berbeda,
kemampuan reproduksi berbeda
 Genotipe yang pridi (keturunan
>banyak) ketidakseimbangan
 Kontribusi genotipe ke generasi
selanjutnya disebut fitness, nilai seleksi,
atau nilai adaptif.

16. Populasi Kecil
 Keadaan dan prinsip random mating sangat
ideal dan valid  populasi besar
 populasi kecil tidak stabil menghasilkan:
1. pembagian populasi ke dalam kelompok-
kelompok populasi, sub populasi dan atau lini
2. penurunan keragaman genetik dan peningkatan
homosigositas



17. SIFAT, GENOTIPE DAN FENOTIPE
 Gen: unit dasar pewarisan yang berupa
rangkaian DNA yang menentukan arah
proses atau sifat tertentu
 Pemuliaan berurusan gen sifat
tertentu(fenotipe)
 Pewarisandiketahui hubungan gen, sifat,
genotipe dan fenotipe serta faktor lingkungan.

18. Sifat
 Ekspresi sifat  sebagai pembeda antar
individu / varietas
 sifat: warna bunga (merah atau putih), tinggi
tanaman (tinggi-pendek), ketahanan penyakit
(tahan, tidak tahan).
 Setiap genotipe mempunyai banyak sifat
 Fenotipe:penampilan hasil kerjasama antara
genotipe dan lingkungan serta interaksinya.
 Segi genetika > aspek lingkungan
 Sifat-sifat bernilai ekonomi sifat kuantitatif
(faktor lingkungan, sebaran kontinu).

19. Fenotipe dan komponen keragaman
fenotipe
 Vp=Vg + Ve + Vge
Vp= varian fenotipe
Vg= varian genotipe
Vge = varian intreaksi genotipe-lingkungan
Vg=Va+Vd+Vi
Vd = varian dominan
Va = varian aditif
Vi= varian interaksi antar lokus.

20. Heritabilitas
 Seleksi tanaman fenotipe
 kemungkinan fenotipe yang diseleksi akan
menghasilkan hasil yang sama dengan induknya
Varian genetik tinggi +varian lingkungan rendah,
keturunannya seperti induk
. Keragaman lingkungan tinggi kemungkinan
keturunan seperti induk sangat kecil.

21. Heritabilitas
 Proporsi keragaman genotipe dengan
keragaman fenotipe disebut heritabilitas
arti luas (H atau h2
):
h2
= σ2
g/ σ2
p
 Heritabilitas arti sempit yaitu proporsi
keragaman aditif dibandingkan
keragaman fenotipe.
h2
= σ2
a/ σ2
p