BAB I 1
PEMULIAAN TANAMAN TERAPAN
A.Pengertian Pemuliaan Tanaman (Plant Breeding)
B.Tujuan dan Peran Pemuliaan Tanaman
C.Prosedur dan Perkembangan Teknik-2 Pemuliaan
D.Pembelajaran Pemulian Tanaman
BAG I: PENDAHULUAN
BAB I 2
Apakah Pengertian Pertanian?
A. Pengertian Pemuliaan Tanaman
TANAMAN
HAMAPENYAKIT
GULMA
FAKTORPENGGANGGU
ENERGI-SINARUNSUR-HARA
AIR
FAKTORESENSIAL
TINDAKANMANUSIA
(TEKNOLOGI)
PRODUKTANAMAN
Y=f(G,E)
(FAKTORGENETIK)
Pertanian: pengelolaan tanaman dan lingkungan tumbuhnya untuk mendapatkan manfaat/ hasil sebesar-besarnya bagi manusia
Gb1. Hasil Tanaman dipengaruhi oleh faktor GENETIK dan LINGKUNGAN, Y = f(G, E)
pengertian• Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan
untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya mencakup tindakan :
1.penangkaran
2.Persilangan
3.Seleksi
• Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan untuk mengubah susunan genetik tanaman secara tetap (baka) sehingga memiliki sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pelakunya mencakup tindakan :
1.penangkaran
2.Persilangan
3.Seleksi
BAB I 4
Pemuliaan Tanaman (Plant Breeding): ilmu dan seni tentang perbaikan sifat-sifat (genetik)
tanaman agar lebih bermanfaat bagi manusia.
Pemuliaan Tanaman: perbaikan sifat-sifat tanaman melalui perbaikan
genetik (faktor-faktor keturunan).
Apakah Pemuliaan Tanaman?
(Tanaman-2 yg dibudidayakan saat ini mrpk hasil Pemuliaan, mempunyai sifat-2 lebih baik dibanding tetuanya)
BAB I 5
B. Tujuan dan Peran Pemuliaan Tanaman:
1. Daya hasil tinggi (hasil/ha tinggi)2. Kualitas hasil baik (contoh: kandungan protein tinggi)3. Tahan stress lingkungan (contoh: tahan hama, penyakit, kekeringan, dsb)
PT bertujuan membentuk tanaman/varietas unggul (mempunyai sifat-2 baik atau superior), yakni:
1. APAKAH TUJUAN PEMULIAAN TAN.?
Contoh-2 Varietas Unggul: Padi: IR-26, C4, Cisadane Jagung: Arjuna, Hibrida C7 Mangga: Manalagi
Tujuan pemuliaan tanaman• peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi • perbaikan kualitas produk yang dihasilkan.• Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya
diarahkan pada:1. Peningkatan daya hasil2. Ketahanan terhadap gangguan dari organisme lain
atau lingkungan yang kurang mendukung 3. Daya tumbuh tanaman yang kuat4. Kesesuaian terhadap teknologi pertanian yang
lain.
SASARAN PEMULIAAN TANAMAN:
1. MENGHASILKAN JENIS BARU YANG BERPRODUKSI TINGGI
2. MENDAPATKAN JENIS UNGGUL TAHAN HAMA, PENYAKIT DAN TOLERAN THD LINGKUNGAN
3. MENDAPATKAN JENIS BARU YANG KUALITASNYA TINGGIYANG MAMPU BERSAING DI PASARAN
4. MENDAPATKAN JENIS BARU MASAK AWAL
CONTOH :JAGUNG VARIETAS UNGGUL DAN PRODUKSI TINGGIPADI BERUMUR PENDEKPADI YANG TRESPON THD PEMUPUKANTEBU YANG MEMILKI RENDEMEN TINGGI, DLL
BAB I 8
2. PERAN/MANFAAT PEMULIAN TANAMAN (PT)
a) PT Meningkatkan hasil/produksi Tan.
PT membentuk varietas unggul berdaya-hasil tinggi yg berperan mening-katkan hasil.
Apa peran PT dlm pengusahaan tanaman?
TANAMAN
HAMAPENYAKIT
GULMA
FAKTORPENGGANGGU
ENERGI-SINARUNSUR-HARA
AIR
FAKTORESENSIAL
TINDAKANMANUSIA
(TEKNOLOGI)
PRODUKTANAMAN
Y=f(G,E)
(FAKTORGENETIK)
Gb1. Hasil Tanaman dipengaruhi oleh faktor GENETIK dan LINGKUNGAN, Y = f(G, E)
BAB I 9
PT berperan Meningkatan produktivitas tanaman
Gb. 1.2. Peningkatan rata-2 hasil per-ha beberapa tanaman penting di dunia dari tahun 1961-1997
Manfaat Pemulian Tanaman (Lanjutan)
PT meningkatkan produksi untuk memenuhi kebutuhan yg selalu meningkat
PT meningkatkan pendapatan
BAB I 10
Manfaat Pemulian Tanaman (Lanjutan)
c). PT Berkontribusi MENJAGA LINGKUNGAN dan PRAKTIK PERTANIAN BERKELANJUTAN: PT membentuk varietas unggul tahan
hama/penyakit, shg berperan mengurangi penggunaan pestisida
PT membentuk varietas unggul efisien unsur hara, shg berperan mengurangi penggunaan pupuk kimia.
b). PT meningkatkan kualitas hasil tanaman. Contoh: Bhn pangan kandungan gizi tinggi (mis. protein) Bhn pangan bebas pestisida
BAB I 11
3. Contoh Pemecahan Masalah Budidaya Tanaman Melalui Pemuliaan Tanaman
a) Budidaya Padi Masalah:
Kegagalan panen padi akibat serangan hama wereng ( th 1970-an dan tahun 2011)
Pemecahan masalah melalui PEMULIAAN: Pembentukan tanaman padi tahan hama wereng
(VUTW): varietas IR 26; IR 36 Perakitan varietas baru misal varietas rawa,
varietsa tahan kadar garam, dll Perakitan varietas super TOI dll
12
BAB I 13
Contoh Pemecahan Masalah Melalui PT (Lanjutan)
b). Budidaya Buah Semangka Masalah:
Jumlah biji dalam buah semangka sangat banyak shg kurang disukai konsumen.
Pemecahan masalah melalui PEMULIAAN:Pembentukan buah semangka TANPA BIJI
Pemuliaan Poliploidi (penggandaan jumlah kromosom) menghasilkan semangka tanpa biji TRIPLOID, 3n=33)
BAB I 14
Contoh Pemecahan Masalah Melalui PT (Lanjutan)
c). Budidaya Buah Srikaya Masalah:
JUMLAH BIJI dalam buah SRIKAYA sangat banyak shg kurang disukai konsumen.
Pemecahan Masalah:
Pembentukan buah SRIKAYA TANPA BIJI atau BERBIJI SEDIKIT melalui Pemuliaan seleksi/pemilihan melalui Pemuliaan Poliploidisasi
PADA DASARNYA SUATU VARIETAS UNGGUL HRS MEMENUHI BEBERAPA PERSYARATAN SBB:-MEMPUNYAI KEMAMPUAN BERPRODUKSI YANG TINGGI-MEMPUNYAI HASIL KUALITAS PANEN YANG BAIK-MEMPUNYAI KEPASTIAN HASIL PANEN
VARIETAS UNGGUL MERUPAKAN FAKTOR UTAMA YANG MENETUKAN TINGGINYA PRODUKSI YANG DIPEROLEH BILA PERSYARATAN LAIN TERPENUHI
PADA DASARNYA SUATU VARIETAS UNGGUL HRS MEMENUHI BEBERAPA PERSYARATAN SBB:-MEMPUNYAI KEMAMPUAN BERPRODUKSI YANG TINGGI-MEMPUNYAI HASIL KUALITAS PANEN YANG BAIK-MEMPUNYAI KEPASTIAN HASIL PANEN
VARIETAS UNGGUL MERUPAKAN FAKTOR UTAMA YANG MENETUKAN TINGGINYA PRODUKSI YANG DIPEROLEH BILA PERSYARATAN LAIN TERPENUHI
19
DURIAN
20
Jambu mawar Lumok berbulu
rukem terap
VARIETAS UNGGUL HASIL PEMULIAAN
BAB I 24
4. PEMULIA TANAMAN (PLANT BREEDER) sbg FAKTOR KUNCI INDUSTRI BENIH
VARIETAS BARU
Pemasaran
Perbanyakan Benih
Dlm industri benih, PEMULIA menghasilkan VARIETAS-2 UNGGUL BARU untuk:
1. memenuhi permintaan konsumen yg selalu berkembang
2. mengatasi kendala-2 budidaya yg muncul
KEGIATAN PEMULIA TANAMAN
Gb 1.2. Bagan Industri BenihContoh Perusahaan Industri Benih:CARGIL; SANG HYANG SRI
Benih komponen utama pertanian modern
BAB I 25
C. PROSEDUR & PERKEMBANGAN TEKNIK PEMULIAAN TANAMAN
(1) PENETAPAN TUJUAN (berdasar permasalahan yg dihadapi atau kebutuhan
konsumen),
(2) PENYEDIAAN MATERI PEMULIAAN (berupa tanaman-tanaman yg mempunyai sifat-2
tertentu dan beragam; mengandung ragam genetik),
(3) PENILAIAN DAN SELEKSI (memilih tanaman/genotipe unggul),
(4) PENGUJIAN/EVALUASI (dilanjutkan dengan seleksi) (tanaman/genotipe terpilih dievaluasi untuk dilepas
sbg varietas unggul baru).
1. Prosedur PT:
BAB I 26
2. Perkembangan Teknik Pemuliaan Tanaman
Teknik/metode pemuliaan berkembang dari teknik paling sederhana (domestikasi-seleksi) sampai paling mutahir (teknologi DNA rekombinan).
Beberapa Teknik/Metode Pemuliaan:
1) Domestikasi dan seleksi thd populasi alam
2) Persilangan buatan dilanjutkan seleksi
3) Mutasi buatan
4) Rekayasa kromosom (Tanaman Poliploid)
5) Teknik kultur in vitro (kultur jaringan) untuk PT
6) Teknologi tanaman transgenik (DNA rekombinan)
BAB I 27
D. PEMBELAJARAN PEMULIAAN TANAMAN(Untuk Menjadi Pemulia atau Plant Breeder)
Jawabnya: ILMU TANAMAN, yg mencakup: Mekanisme Reproduksi Tanaman Genetika Tanaman Teknik Budidaya Tanaman (Agronomi) Hama dan Penyakit Tanaman Biokimia dan Fisiologi Tanaman
ILMU-2 LAIN yg terkait: Bioteknologi Statistika dan komputer
Apa yg perlu dipelajari untuk menjadi PEMULIA TAN.?
BAB I 28
Hubungan Pemuliaan Tanaman dg ILMU-2 lain
PEMULIAAN TANAMAN DAN PERANANNYA
Peran Nyata jenis-jenis unggulJenis unggul ialah jenis –jenis superior
dengan sifat:1. Jenisnya murni 2. Resisten terhadap H,P,&K3. Respon terhadap pupuk4. Mempunyai sifat agronomis disukai5. Daya adaptasi luas6. Kemampuan menghasilkan tinggi7. Kualitas baik8. Memberikan kepastian hasil
CONTOH HASIL PEMULIAAN TANAMAN:
HASIL GULA DI INDONESIA MENINGKAT 25 % DENGAN DIKETEMUKAN JENIS POJ 2878, POJ 3016
PRODUKSI TANAMAN KARET MENINGHKAT 3 X DARI TANAMAN INDUKNYA
TANAMAN SINGKONG MENINGKAT HASILNYA SAAT DITEMUKAN SINGKONG MUKIBAT
JAGUNG JENIS METRO DAN HARAPAN YANG MEMILKI PRODUKSI TINGGI
KEDELAI UNGGUL JENIS DAVROS DAN ORBAKACANG TANAH JENIS GAJAH, MACAN & KIDANG
YANG MEMILKI PRODUKSI HASIL TINGGI CENGKEH SANSIBAR DENGAN PRODUKSI TINGGI
Status kegiatan pemuliaan tanamanPemerintah ,Swasta dan Perguruan tinggi
Peluang pemuliaan tanaman
Pemberlakuan UU No. 29 tahun 2000, tentang Perlindungan Varietas Tanaman (PVT), yang memberikan perlindungan dan hak khusus bagi pelaku riset pemuliaan.
Sektor swasta, dalam hal ini perusahaan perbenihan yang berbasis riset pemuliaan tanaman akan tumbuh dan berkembang pesat.
Otonomi daerah membuka peluang upaya yang seluas-luasnya untuk merakit kultivar unggul dengan memanfaatkan sumberdaya genetik lokal untuk keunggulan spesifik daerah.
Untuk peningkatan kualitas dan daya saing, teknik pemuliaan molekuler memiliki peluang untuk dikembangkan.
Tantangan pemuliaan tanaman
• adanya kesepakatan multilateral dalam perdagangan internasional seperti TRIPS (Trade Related Intellectual Property Rights), yang menghendaki suatu negara tidak dapat membatasi impor produk (termasuk produk pertanian) tanpa justifikasi yang dapat diterima oleh negara-negara WTO lainnya.
Kendala yang dihadapi (part 1)
• Jumlah pemulia tanaman yang ada relatif sedikit (± 600 orang) bila dibandingkan dengan komoditas yang harus ditangani
• Peralatan dan mesin pertanian untuk mendukung upaya pemuliaan, produksi, prosesing (pengeringan, seed treatment, quality control dll), serta distribusi benih/bibit masih sangat terbatas dan umumnya dibawah standard
• Dukungan dana yang tidak stabil dan tidak sinambung, umumnya masih tergantung dari proyek, bukan dana rutin
Kendala yang dihadapi (part 2)
• Akses terhadap pustaka mutakhir yang masih minim di Indonesia
• Pemuliaan molekuler masih sangat terbatas dilakukan
• Sosialisasi UU No. 29 tahun 2000 tentang PVT, belum berjalan seperti yang diharapkan
• Kebijakan pemerintah dalam hal perbenihan tidak selalu sejalan dengan keinginan pihak swasta
I.
PEMULIAAN TANAMAN
HASIL OPTIMAL
PENINGKATAN SIFAT TANAMAN
USAHA MERUBAH SIFAT TANAMAN AGAR DIPEROLEH TANAMAN YANG LEBIH UNGGUL DARIPADA YANG SUDAH ADA
.
TEKNIK BERCOCOK TANAM
USAHA MENCIPTAKAN LINGKUNGAN SEKITAR TANAMAN (LINGKUNGAN MIKRO) AGAR TUMBUH BAIK
DIPERLUKAN:
1.Keragaman genetik
2.Sistem logis dalam pemindahan dan fiksasi gen
3.Konsepsi dan tujuan/sasaran yang jelas.
4.Mekanisme penyebarluasan hasilnya kepada masyarakat
SUMBANGAN PEMULIAAN TERHADAP KEMAJUAN PERTANIAN
1. Peningkatan produktivitas: High Yielding Varieties2. Perluasan daerah produksi: mengubah adaptasi,
umur tanaman (genjah).3. Varietas hibrida: daya hasil tinggi, jagung hibrida4. Resistensi tan. Terhadap penyakit: Tebu POJ 2878
terhadap peny. Sereh, mengatasi kerugian besar.5. Resistensi terhadap hama: padi tahan wereng
(IR. 36)6. Kualitas: dapat memenuhi persyaratan kualitas utk
industri7. Kesesuaian dgn pemanenan secara mesinal8. Dapat berpengaruh terhadap kemajuan segi
pertanian lain: perbaikan teknik budidaya mengimbangi varietas unggul yang ada.
DAFTAR TANAMAN PANGAN YANG DIKONSUMSI
CEREALIA GULA AKAR-AKARAN
KACANG2AN POHON
Padi Tebu Cassava Bean Kelapa
Gandum Bit Kentang Kedelai Pisang
Jagung Ketela rambat Kacang tanah
Sorgum
SUMBANGAN HYV PADA PRODUKSI PANGAN DUNIA
-Penemuan / pengembangan HYV dengan paket teknologi:
-pupuk, pengairan, pengendalian hama penyakit tanaman
-mampu menaikkan produksi tanaman serealia.-REVOLUSI HIJAU diciptakan oleh: CIMMYT, IRRI.
TAHAPAN PROGRAM PEMULIAAN TANAMAN
KOLEKSI PLASMA NUTFAHKOLEKSI PLASMA NUTFAH
SELEKSISELEKSI
PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:
HIBRIDISASI
MUTASI
TRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)
PERLUASAN KERAGAMAN GENETIK:
HIBRIDISASI
MUTASI
TRANSFORMASI GENETIK (TRANSGENIK)
SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN
SELEKSI SETELAH PERLUASAN KERAGAMAN
EVALUASI DAN PENGUJIAN
EVALUASI DAN PENGUJIAN
PELEPASAN VARIETAS
PELEPASAN VARIETAS
• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.
• Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian.
• Varietas yang dihasilkan merupakan varietas lokal.
Metode seleksinya: seleksi massa dan seleksi galur murni.
• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi. Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.
• Seleksi dari Koleksi Plasma Nutfah: seleksi sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan.
• Hasil seleksi dapat dilepas menjadi varietas baru setelah pengujian.
• Varietas yang dihasilkan merupakan varietas lokal.
Metode seleksinya: seleksi massa dan seleksi galur murni.
• Perluasan Keragaman Genetik: Untuk mengumpulkan sifat-sifat dari beberapa genotipe diperlukan ragam genetik tinggi. Perluasan dilakukan dengan hibridisasi (persilangan) dan mutasi dan transformasi genetik.
• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik:
Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree, single seed descent, dialel selective mating system dan back cross. Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.
Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.
• Seleksi setelah perluasan keragaman genetik:
Metode seleksi tergantung dari tipe penyerbukan: pedigree, single seed descent, dialel selective mating system dan back cross. Varietas yang dihasilkan dapat berupa galur murni dan hibrida.
Kelompok tanaman menyerbuk silang umumnya mengggunakan metode: recurrent selection, hibrida dan back cross. Varietas yang dihasilkan berupa varietas hibrida dan bersari bebas.
• Evaluasi dan Pengujian: Pengujian dilakukan untuk analisis adaptasi dan stabilitas calon varietas.
• Pengujian di beberapa lokasi dan musim (uji multilokasi) dilakukan sebelum calon varietas dilepas sebagai varietas.
• Syarat pengujian mengikuti pedoman Departemen Pertanian.
• Hasil uji merkomendasikan kestabilan suatu calon varietas atau lokasi spesifik calon varietas.
• Pelepasan varietas: Persyaratan pelepasan varietas menurut DepTan:
• 1)silsilah jelas,
• 2) deskripsi lengkap,
• 3) unggul, unik, seragam dan stabil DUS (distinct, uniform, and stable),
• 4) benih penjenis tersedia dengan proses produksi sesuai prosedur baku.
LANGKAH-LANGKAH PEMULIAAN TANAMAN
1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM
PEMULIAAN
1. MENETAPKAN TUJUAN PROGRAM
PEMULIAAN2. PENYEDIAAN
MATERI PEMULIAAN
3. PENILAIAN SIFATGENOTIPA/POPULASI MELALUI SELEKSI 4.PENGUJIAN
(EVALUASI)
4.PENGUJIAN
(EVALUASI)
Ad. 1.TUJUAN: PERLU MEMPERHATIKAN KEINGINAN KONSUMEN/ PRODUSEN
Ad.2. MATERI PEMULIAAN: PERLU ADA KERAGAMAN GENETIK Ad.3.PENILAIAN SIFAT GENOTIPA: TERGANTUNG SISTEM PEMBIAKAN,
TUJUAN, DAN FASILITAS Ad.4.PENGUJIAN: UNTUK MEMPEROLEH INFORMASI
TENTANG STABILITAS DAN DAYA ADAPTASI VARIETAS UNGGUL TERHADAP PERBEDAAN LINGKUNGAN.
PUSTAKA1. Allard. 1960. Principles of Plant Breeding.
John Wiley & Sons. London.2. Halloran et.al 1979. A Course Manual in Plant
Breeding. Australian Vice-Chancellors Commite.
3. Chahal G.S. And Gosal, S.S. 2002. Principles and Procedures of Plant Breeding. Alpha Science International. Harrow, UK.
4. Lamkey,K.R. And Michael Lee. 2006. Plant Breeding:The Arnel R HallowerInternational Symposium. Blackwell. Publ.State Avenue. Iowa.
5. Puspodarsono, S. 1988. Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman.
6. JURNAL-JURNAL PEMULIAAN TANAMAN.