UNIVERSITAS JEMBER FAKULTAS PERTANIAN JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN LABORATURIUM TEKNOLOGI BENIH DAN PEMULIAAN TANAMAN LAPORAN PRAKTIKUM NAMA NIM ANGGOTA : MUHLAS PRASETYO : 091510501077 : 1. AGUNG WIBISONO 3. ANDI TRI PRIYONO 4. DITA MEIDIATI 5. IFTITAH FIKA ACARA PRAKTIKUM TANGGALPRAKTIKUM : 29 OKTOBER 2010 (09-1046) (09-1057) (09-1059) (09-1079) GOLONGAN/KELOMPOK : E / 6 2. NOVIDATUL RATNASARI (09-1056) : KASTRASI DAN HIBRIDISASI TANGGALPENYERAHAN : 5 NOPEMBER 2010 ASISTEN : 1. ANDRI SETYO N 2. DWI MAY ABDUL IMAM B. 3. ANJAR RAHMADANI 4. NUR LAILI IKA 5. FITRI TRISIANAWATI 6. ARIFIN ZAID UNIVERSITAS JEMBER FAKULTAS PERTANIAN JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN LABORATURIUM TEKNOLOGI BENIH DAN PEMULIAAN TANAMAN LAPORAN PRAKTIKUM NAMA NIM ANGGOTA : MUHLAS PRASETYO : 091510501077 : 1. AGUNG WIBISONO 3. ANDI TRI PRIYONO 4. DITA MEIDIATI 5. IFTITAH FIKA ACARA PRAKTIKUM TANGGALPRAKTIKUM (09-1046) (09-1057) (09-1059) (09-1079) GOLONGAN/KELOMPOK : E / 6 2. NOVIDATUL RATNASARI (09-1056) : PENGUJIAN KETAHANAN TANAMAN TERHADAP CEKAMAN LINGKUNGAN : 05 NOPEMBER 2010 TANGGALPENYERAHAN : 12 NOPEMBER 2010 ASISTEN : 1. ANDRI SETYO N 2. DWI MAY ABDUL IMAM B. 3. ANJAR RAHMADANI 4. NUR LAILI IKA 5. FITRI TRISIANAWATI 6. ARIFIN ZAID BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Hibridisasi merupakan suatu perkawinan silang antara berbagai jenis spesies pada setiap tanaman. Yang mempunyai tujuan untuk memperoleh organisme dengan sifat-sifat yang diinginkan dan dapat berfariasi jenisnya. Pad peristiwa hibridisasi akan memperoleh kombinasi genetikyang diperoleh melalui persilangan dua atau lebih tetua yang berbeda genotipnya. Emaskulasi atau sering disebut kastrasi merupakan pengambilan tepung sari pada kelamin jantan agar tidak terjadi penyerbukan sendiri. Dalam proses pengam,bilan tepung sari tersebut dilakukan pada saat sebelum kepala putik masak agar lebih menjaga dan memperkecil kemungkinan terjadinya penyerbukan. Dalam dunia pertanian dan dalam sub ilmu pemuliaan tanaman khususnya ada yang di namakan dengan kastrasi dan hibridisasi tanaman, Kastrasi dan hibridisasi adalah teknik yang digunakan oleh para pemulia yaitu orang yang berusaha untuk memperbanyak tanaman dalam lingkup pemuliaan tanaman untuk meningkatkan produktifitas dari tanaman yang dimuliakan, kastrasi disini merupakan proses untuk menghilangkan kelamin jantan dari suatu bunga pada tanaman untuk menghindari atau mencegah terjadinya penyerbukkan sendiri. Kastrasi digunakan agar tanaman itu tidak menyerbuk sendiri, jika suatu tanaman menyerbuk sendiri secara terus menerus mungkin dari filal juga tidak bisa optimal dalam hal produksinya. Pemuliaan adalah suatu cara yang sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia. Dalam proses ini diperlukan bahan baku berupa keanekaragaman genetik (plasma nutfah) yang tesedia di alam. Untuk pemuliaan tanaman dan hewan, peranan penelitian untuk mendapatkan bibit unggul adalah sangat penting. Kastrasi bertujuan untuk mencegah terjadinya penyerbukan sendiri (self fertilization). Kastrasi berfungsi agar tanaman dapat lebih menghasilkan ke pertumbuhan vegetatif (penguatan batang yang lebih besar) dan juga untuk merangsang pembentukan bunga betina yang sempurna. Munculnya bunga jantan pada tandan bunga berkisar antara 6-12 hari. Kastrasi dilakukan setiap hari sesuai dengan kemunculan jantan. Ada beberapa cara untuk melakukan kastrasi yaitu dengan menggunakan pompa pengisap, perlakuan dengan alkohol, dan secara manual dengan menggunakan pinset. 1.2 Tujuan 1. Kastrasi adalah untuk mencegah terjadinya penyerbukan sendiri (self fertilization). 2. Hibridisasi adalah untuk mengawinkan dua jenis tanaman yang mempunyai sifat-sifat berbeda dan hendak menyatukan dalam satu tanaman. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Hibridisasi merupakan suatu perkawinan silang antara berbagai jenis spesies pada setiap tanaman. Yang mempunyai tujuan untuk memperoleh organisme dengan sifat-sifat yang diinginkan dan dapat berfariasi jenisnya. Pad peristiwa hibridisasi akan memperoleh kombinasi genetikyang diperoleh melalui persilangan dua atau lebih tetua yang berbeda genotipnya. Emaskulasi atau sering disebut kastrasi merupakan pengambilan tepung sari pada kelamin jantan agar tidak terjadi penyerbukan sendiri. Dalam proses pengam,bilan tepung sari tersebut dilakukan pada saat sebelum kepala putik masak agar lebih menjaga dan memperkecil kemungkinan terjadinya penyerbukan (Ferdy. 2008). Sesuai dengan hubungan kekeluargaan tanaman yang akan disilangkan ada beberapa macam persilangan : 1.Intravarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang varietasnya sama. 2.Intervarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang berasala dari varietas yang berbeda tetapi masih dalam spesies yang sama. Juga disebut persilangan Intraspesifik 3.Interspesifik : persilangan dari tanaman-tanaman yang berbeda spesies tetapi masih dalam genus yang sama. Juga disebut persilangan Intragenerik. Persilangan ini dilakukan untuk maksud memindahkan daya ressistensi terhadap hama, penyakit dan kekeringan dari suatu spesies ke lain spesies. Misal : tomat, tebu 4.Intergenerik: persilangan antara tanaman-tanaman dari generasi yang berbeda. Persilangan ini dilakukan untuk menstransfer daya resisten hama,penyakit dan kekeringan dari genera-genera yang masih liar ke genera-genera yang sudah dibudidayakan.Misal tebu dan glagah ,lobak dank obis. 5.Introgresive: pada tipe persilangan ini salah satu spesies seolah-olah sifatnya mendominir sifat-sifat spesies yang lain sehingga populasi hybrid yang terbentuk seolah-olah hanya terdiri atas satu jenis spesies yang mendominir tersebut. uji nyata untuk mengetahui apakah data atau hasil yang diperoleh sesuai atau menyimpang dari nisbah yang diharapkan atau tidak. Oleh karena itu untuk mengevaluasi terhadap benar tidaknya hasil percobaan yang kita lakukan dengan keadaan secara teori dapat dilakukan dengan uji-X2. Tanaman Adenium termasuk jenis tanaman berumah satu. Artinya, dalam satu bunga adenium terdapat 2 jenis kelamin (bunga jantar dan betina). Meskipun demikian, penyerbukar sendiri sangat jarang terjadi. Sebab, bunga betina dan bunga jantan masak pada waktu tidak bersamaan. Kondisi seperti ini justru mempermudah langkah penyilangan. Pemuliaan adalah suatu cara yang sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia. Dalam proses ini diperlukan bahan baku berupa keanekaragaman genetik (plasma nutfah) yang tesedia di alam. Untuk pemuliaan tanaman dan hewan, peranan penelitian untuk mendapatkan bibit unggul adalah sangat penting (Feros, 2009). Kastrasi adalah pengambilan kotak sari (bunga jantan) dengan sengaja agar tidak terjadi persilangan sendiri. Kastrasi dilakukang pada saat bunga jantan mulai muncul tetapi belum pecah. Kotak sari yang belum pecah biasanya telah menyembul di dua sisi bunga betina dan berwarna putih, sedangkan kotak sari yang sudah pecah berwarna krem coklat kehitaman. Munculnya bunga jantan pada tandan bunga berkisar antara 5 sampai 12 hari (Alfin, 2008). Kastrasi dilakukan setiap hari sesuai dengan kemunculan bunga jantan pada tanaman. Ada beberapa cara melakukan kastrasi, yaitu; menggunakan pompa pengisap, dengan perlakuan alkohol dan secara manual dengan pinset. Bunga jantan yang akan dikastrasi harus benar-benar sudah keluar tatapi belum pecah. Tandan bunga dipegang dan kotak sari sudah keluar diisap dengan pompa penghisap. Cara ini dinilai kurang memuaskan karena disamping memerlukan waktu yang tepat dan lama, hasil kastrasi juga kurang bersih. Kastrasi harus dilakukan setiap hari selama 6 hingga 12 hari, sehingga kepala putik banyak mengalami kerusakan mekanis karena sering dipegang dan terkena alat penghisap. Akibatnya kepala putik tidak reseptif lagi dan tandan bunga banyak yang gugur sebelum disilangkan (Tanto, 2002). Ada juga beberapa teknik yang digunakan dalam pemuliaan tanaman pada perlakuan kastrasi, teknik - teknik kastrasi dalam pemuliaan tanaman adalah sebagai berikut: • Forching methode : Menghilangkan benang sari dengan membuka katup bunga yang masih menutup dengan paksa. Bagging methode : Menyelubungi bunga sehingga menjadi panas agar membuka. Clipping Methode : Menggunting ujung katup bunga ( tinnggal putik saja ) • • • • Hot water treatment : Bunga diletakkan di atas air panas sampai membuka Blowing methode : Bunga dibungkus kemudian dipanaskan sehingga membuka. Sucking Methode : Pujuk bunga dipotong kemudian benang sari di ambil degan pompa penghisap. • BAB 3. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Dalam acara partikum ini yang berjudul Kastrasi dan Hibridisasi yang dilaksanakan pada tanggal 29 Oktober 2010, di Laboratorium Produksi Tanaman, Jurusan Agronomi Fakultas pertanian, Universitas Jember, pada pukul 13.30 WIB s/d 16.00 WIB. 3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan Tanaman Penyerbuk Silang 1. 2 varietas jagung dengan karakter yang bisa dibedakan secara jelas 2. Bunga tomat 3. Bunga tembakau 4. Bunga cabai 5. Ear tube 6. Pollen bag 7.Kartu identitas yang berisi nama penyilang, jenis tanaman yang disilang (betina/jantan), tanggal persilangan 8. Penanda 3.2.2 Alat 1. pembesar (loupe) 2. pinset berujung runcing 3.3 Langkah Kerja Tanaman Penyerbuk Silang (Tanaman Jagung) 1. Menutup tongkol yang baru muncul dengan ear tube, menunggu sampai siap diserbuki (jika rambut jagung sudah muncul 2 cm). 2. Menutup bunga jantan (malai) dengan pollen bag pada jam 08.00 – 09.00 (sudah hilang embunnya). Memotong tangkai malai pada jam 14.00 – 15.00, mengoyang-goyangkan sehingga serbuk sari terkumpul, siap diserbukkan ke bunga betina yang sudah matang. 3. Memberi penanda tongkol yang sudah diserbuki dan menutup dengan pollen bag. 4. Mengamati hasil kastrasi dan hibridasi (persilangan buatan) setelah terbentuknya biji. Penyilangan Tanaman Penyerbukan Sendiri 1. Menanam 2 varietas padi yang memiliki perbedaan yang cukup mencolok (warna bunga). 2. Menunggu sampai tanaman berbunga. Jika ada perbedaan waktu berbunga, mengusahakan penjadwalan tanam yang sesuai sehingga kemunculan bunga dapat serempak. 3. Cara pengebirian bunga: a. Memilih bunga yang masih kuncup, memegang antara telunjuk dan ibu jari tangan. b. Membuang kelopak bunga dengan pinset sehingga terlihat mahkota bunga yang membungkus bakal buah. c. Mencabut mahkota bunga dengan pinset. d. Membuang kepala sari sampai bersih dengan menggunakan pinset, sehingga hanya tinggal kepala putik. 4. Menyilangkan dengan cara: a. Mengambil yang telah mekar dan masih segar dari tanaman induk jantan. b. Membuka mahkota bunga yang menyelubungi alat jantan dengan pinset, kemudian mengambil bunga jantan. Pada waktu bunga masih kuncup, kepala sari lebih rendah dari Bunga hamper mekar, kepala sari sama tinggi dan menempel pada kepala putik. kepala putik. c. Mengoleskan tepung sari tersebut pada kepala putik yang telah dikebiri. 5. Memberi etiket bunga yang telah disilangkan, agar kelak polong dapat dikenali dengan mudah. 6. Melakukan penyilangan ini pada pagi hari sebelum matahari terbit (± pukul 05.00). BAB 4. PEMBAHASAN Perkawinan silang antar spesies dan dalam spesies memiliki beberapa perbedaan dalam tingkat keragaman genetik nantinya. Jenis perkawinan tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor. Sehingga dalam proses perkawinan dalam tanaman atau sering disebut dengan penyerbukan diperlukan pengetahuan khusus mengenai meorfologi dan sifat-sifat pada bunga. Proses penyerbukan ditandai dengan menempelnya serbuk sari ke kepala putik. Setiap jenis tanaman memiliki cara-cara tersendiri dalam proses tersebut secara alami. Penyerbukan tanaman oleh manusia baik untuk memperoleh varietas baru maupun untuk mendapatkan produk dari tanaman tersebut harus memperhatikan proses penyerbukan tanaman secara alami itu sendiri. 1. Bunga jagung Jagung termasuk Class monocotyledone, ordo graminae, familia graminaceae, genus zea, species Zea mays.L dan merupakan tanaman berumah satu (monoecious), bunga jantan (staminate) terbentuk pada malai dan bunga betina (tepistila) terletak pada tongkol di pertengahan batang secara terpisah tapi masih dalam satu tanaman. Jagung tergolong tanaman C4 dan mampu beradaptasi dengan baik pada faktor pembatas pertumbuhan dan produksi. Salah satu sifat tanaman jagung sebagai tanaman C4, antara lain daun mempunyai laju fotosintesis lebih tinggi dibandingkan tanaman C3, fotorespirasi dan transpirasi rendah, efisien dalam penggunaan air. Selama fase vegetatif bakal daun mulai terbentuk dari kuncup tunas. Setiap daun terdiri dari helaian daun, ligula dan pelepah daun yang erat melekat pada batang. Bunga jantan terletak dipucuk yang ditandai dengan adanya rambut atau tassel dan bunga betina terletak di ketiak daun dan akan mengeluarkan stil dan stigma. Bunga jagung tergolong bunga tidak lengkap karena struktur bunganya tidak mempunyai petal dan sepal dimana organ bunga jantan (staminate) dan organ bunga betina (pestilate) tidak terdapat dalam satu bunga disebut berumah satu. 2. Bunga tomat Tomat adalah komoditas hortikultura yang penting, tetapi produksinya baik kuantitas dan kualitas masih rendah. Bunga tanaman tomat berukuran kecil berdiameter sekitar 2 cm dan berwarna kuning cerah. Kelopak bunga yang berjumlah 5 buah dan berwarna hijau terdapat pada bagian baeah atau pangkal bunga. Bagian lain dari bunga tomat adalah mahkota bunga yaitu bagian terindah dari bunga tomat. Mahkota bunga tomat berwarna kuning cerah, berjumlah sekitar 6 buah dan berukuran 1 cm. Bunga tomat merupakan bunga sempurna, karena benang sari dan kepala putik terletak pada bunga yang sama. Bunganya memiliki 6 buah tepung sari dengan kepala putik berwarna sama dengan mahkota bunga yakni kuning cerah. Bunga tomat tumbuh dari batang (cabang) yang masih muda. 3. Bunga cabai Bunga cabai memiliki struktur yang hampir sama dengan bunga tomat yang berbeda hanya pada jumlah benang sari. Bunga ini termasuk bunga lengkap. Tnaman cabai merupakan tanaman semusim yang tumbuh dengan batang berkayu da bercabang banyak. Ketinggiannya bisa mencapai 120 cm dengan lebar tajuk tanaman 90 cm. Umunnya daun cabai berwarna hijau muda dan hijau gelap tergantung dari varietasnya. Bentuknya ada yang bulat telur lonjong, oval dengan bentuk meruncing.bunga cabai tergolong berkelamin 2 karena benang sari dan putik terdapat dalam 1 tangkai. Biasanya bunga cabai keluar dari ketiak daun. Selain itu, bunga cabai mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda-beda. Tanaman cabai mempunyai akar tunggang yang terdiri atas akar utama dan akar lateral. 4. Bunga tembakau Bunga tembakau termasuk bunga majemuk yang berbentuk seperti terompet. Benang sari pada tanaman tembakau ini berjumlah lima buah. Warna bunga dalam satu malai ada yang kemerah-merahan dan putih. Bakal buah terdapat pada bagian dasar bunga. Biji-bijian sangat kecil, dengan jumlah mencapai ribuan per batang, sehingga untuk kebutuhan pembibitan tidak kesulitan. Benih tembakau dapat dihasilkan dari kebun / perkebunan, dengan pemeliharaan bunga hingga berbuah sampai tua untuk keperluan penanaman pada musim berikutnya. Proses masaknya buah setelah terjadi pembuahan terkadang memerlukan waktu lebih dari 20 hari. Sementara itu proses pembuahan kadangkadang memerlukan waktu sekitar 1,5 hari setelah penyerbukan. Dalam setiap karangan bunga yang hendak dijadikan benih perlu dilindungi terhadap adanya penyerbukan silang. Hal ini dilakukan dengan isolasi sebelum terjadi penyerbukan hingga terjadinya proses pembuahan sampai selesai. Dari warna bunga kemerahan-merahan dan putih, akan terjadi perubahan warna pada biji menjadi cokelat muda kehitam-hitaman. Dalam tekhnik hibridisasi terlebih dahulu dilakukan kastrasi yang bertujuan untuk mengumpulkan kotak sari yang belum pecah kemudian di gerus atau menampung kotak sari dalam botol kecil. Sehingga dalam melakukan proses hibridisasi lebih cepat karena mengambil kotak sari dan mengoleskan ke kepala putik dan waktu yang di gunakan tidak banyak. Dilakukannya kastrasi pada pagi hari karena bunga dapat mekar pada cuaca yang terang dan banyak mendapat sinar matahari. Bunga yang akan dikastrasi dipilih bunga yang belum mekar atau hampir mekar sehubungan dengan itu maka pertumbuhan kuncup bunga perlu diamati dengan seksama. Kastrasi yang paling baik waktunya dilakukan pagi hari hingga pukul 08.00 karen apada waktu itu panas tidak terlalu menyengat, maka kepala sari itu biasanya masih tertutup rapat, sehingga dengan mudah benang sari dapat dibuang dalam keadaan utuh. Kastrasi dilakukan dengan cara menggunting sepertiga bagian bulir tanaman kemudian dikumpulkan benang sarinya untuk selanjutnya guna menghindari jatuhnya serbuk sari yang tidak diinginkan sebaiknya bunga diisolasi dengan menggunakan kantong kertas atau plastik, baik sebelum atau sesudah persilangan dilakukan. Pembungkusan pada bunga tersebut harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak mengganggu pembuahan dan perkembangan embrio. Faktor lain yang harus diperhatikan dalam melakukan hibridisasi adalah lamanya daya hidup (viabilitas) serbuk sari. Dilakukannya hibridisasi pada siang hari karena saat penyerbukan putik dan benang sari sudah siap menyerbuki dan itu hanya terjadi pada siang hari setelah buang itu cukup mekar dari pagi hari. Pada waktu siang hari dalam putik terdapat cairan putik yang lengket sehingga benang sari dapat lengket di dalam cairan putik sehingga penyerbukan (hibridisasi) dapat sepenuhnya berhasil. Dan hibridisasi atau persilangan bertujuan menggabungkan sifat-sifat baik dari kedua tetua atau induknya sedemikian rupa sehingga sifat-sifat baik tersebut dimiliki keturunannya. Inkompatibilitas (incompatibility) adalah bentuk ketidaksuburan yang disebabkan oleh ketidakmampuan tanaman yang memiliki pollen dan ovule normal dalam membentuk benih karena gangguan fisiologis yang menghalangi fertilisasi. Inkompatibilitas dapat disebabkan oleh ketidakmampuan tabung pollen dalam (a) menembus kepala putik, atau (b) tumbuh normal sepanjang tangkai putik. Tabung pollen, jika terbentuk sempurna, tumbuh dengan lambat sehingga tidak dapat mencapai ovule; atau terlambat tiba dimana ovule telah diserbuki oleh pollen yang kompatibel, atau ovule telah layu. Inkompatibilitas menghalangi terjadinya penyerbukan sendiri dan mendorong terjadinya penyerbukan silang. Jika tanaman dengan genotipe menyerbuk sendiri, atau diserbuki oleh tanaman lain dengan genotipe, tabung pollen akan memiliki salah satu allel. Karena kedua alel sama dengan alel pada jaringan tangkai putik, tabung pollen jarang dapat masuk ke dalam tangkai putik cukup jauh untuk mencapai ovule pada waktu fertilisasi akan berlangsung. Jika tanaman dengan genotipe diserbuki oleh pollen dari tanaman yang bergenotipe, tabung pollen akan memiliki alel. BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Persilangan dimulai dengan mengemaskulasi bunga yaitu pengambilan serbuk sari pada bagian bunga. 2. Teknik hibridisasi sangat tergantung pada sifat bunga dan tingkat pemasakan sel-sel kelamin. 3. Keberhasilan hibridisasi disebabkan karena pemilihan tetua yang tepat. 4. Bunga dapat dibedakan berdasarkan ciri morfologinya 5. Berdasarkan kelengkapan bagian bunga dapat diklasifikasikan atas dua macam yaitu bunga lengkap dan bunga tak lengkap. 6. Dari perbedaan proses morfologi dapat terjadi perbedaan proses penyerbukan 5.2. Saran Sebaiknya dalam praktikum ‘kastrasi dan hibridisasi’ ini praktikan disediakan peralatan tambahan seperti loupe untuk memastikan agar serbuk sari benar-benar jatuh pada kepala putik. DAFTAR PUSTAKA Alfin. 2008. Penyerbukan Buatan pada Acung (Amorphophallus decus-silvae Back. & v.A.v.R.). Biodiversitas Vol.9 No. 4, 2008: 292-295. Ferdy. 2008. Kastrasi dan Hibridisasi. http://missrant.host22.com/hkm_hrdy_wnbrg.html, diakses pada 19 Oktober 2010. Feros. 2009. Pengujian Kesetimbangan Hardy Weinberg. http://sony92erz.wordpress.com/2009/11/06/hukum-hardy-weinberg/, diakses pada 19 Oktober 2010. Suryo. 1984. Mengenai Keseimbangan Hibridisasi dan Kastrasi. Jakarta: PT.Gramedia. Tanto. 2002. Pemuliaan Tanaman dengan Hibridisasi (Allogam). Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.