Sri Muji Rahayu - 150510160139 Tugas 2A
1. Apa yang dimaksud dengan segregasi? Mengapa dapat terjadi segregasi pada tanaman? Kapan biasanya segregasi terjadi pada tanaman? Apa yang dimaksud dengan “populasi masih bersegregasi?” Jawab : Segregasi secara umum dapat diartikan sebagai sebuah peristiwa pemisahan. Dalam ilmu biologi, segrerasi diartikan sebagai pemisahan suatu faktor dari gamet parental yang akan diturunkan kepada anaknya. anaknya. Segregasi terjadi pada tanaman disebabkan karena tanaman melakukan proses reproduksi melalui proses fertilisasi (pembuahan). Menurut Hukum Mendel I (law (law of segregation) segregation) segregasi atau pemisahan alel terjadi saat pembentukan gamet. Pasangan al el gen akan terpisah dan memisahkan masing-masing gennya selama pembentukan gamet (secara meiosis) yang kemudian secara acak bersatu saat fertilisasi. ‘Populasi masih bersegregasi’ merupakan bersegregasi’ merupakan populasi yang terdiri dari genotip-genotip yang secara susunan gen masih bersifat heterizigot dan secara fenotipik masih bersifat heterogen serta masih bersegregasi pada generasi selanjutnya.
2. Apa yang dimaksud dengan parameter genetik? Jelaskan apa saja yang termasuk ke dalam parameter genetik! Jawab : Parameter genetik adalah besaran yang menggambarkan kondisi genetik suatu organisme, sehingga dapat diprediksi dalam nilai tertentu. Heritabilitas, Ripitabilitas, dan Korelasi Genetik termasuk ke dalam parameter genetik. Heritabilitas adalah nilai yang menjelaskan seberapa besar keragaman fenotipe dapat diwariskan pada turunan berikutnya. Nilai heritabilitas berdasarkan komponen ragamnya dapat dibedakan menjadi heritabilitas arti luas (H2BS) dan heritabilitas arti sempit (H2 NS). Nilai heritabilitas arti luas dapat dihitung dengan membandingkan nilai ragam genetic dengan ragam fenotipenya yang kemudian dikalikan dengan 100%, sedangkan nilai heritabilitas arti sempit dapat dihitung dengan membandingkan antara ragam aditif dengan ragam fenotipenya yang
kemudian dikali dengan 100%. Karena menggunakan ragam aditif dalam perhitungannya, maka nilai heritabilitas arti sempit mampu menunjukkan laju perubahan yang dapat dicapai dengan proses seleksi untuk suatu sifat dalam populasi. Repeatability adalah proporsi varians fenotipik yang disebabkan oleh efek permanen (efek genetik dan efek lingkungan). Dinyatakan dalam suatu nilao untuk menunjukkan sampai seberapa kekuatan suatu sifat (variabel) muncul secara berurutan (lebih d ari satu kali/berulang) selama hidupnya.
Korelasi genetik adalah bentuk hubungan dari dua sifat/ variabel yang terjadi karena adanya seleksi. Derajat hubungan antara suatu variable (karakter) dengan variable lainnya. Dengan mengetahui nilai korelasi suatu karakter, kita dapat mengetahui hubungan antar karakter tersebut. Nilai korelasi berkisar dari -1 sampai 1, jika mendekati nilai -1 atau 1 artinya terdapat hubungan yang sangat erat antar karekter-karakter tersebut, sedangkan jika mendekati nilai 0 artinya hubungan antar karakter tidak erat.
3. Mengapa bisa terjadi variasi pada tanaman? Faktor apa saja yang menentukan terjadinya variasi? Jawab : Variasi dapat dibedakan menjadi variasi genetic dan non genetic. Keduanya dapat disebabkan oleh beberapa hal seperti, terjadinya mutasi , kesalahan dalam pemisahan krosomom, (aneuploidi,triploidi), dsb. Variasi genetik adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi dalam urutan DNA di setiap genom. Variasi Genetik yaitu variasi yang dihasilkan oleh factor keturunan (gen) yang bersifat kekal dan diwariskan secara turun temurun dari satu sel ke sel yang lain. Variasi non genetic (variasi lingkungan) adalah variasi yang ditentukan oleh factor lingkungan yang ada di sekitarnya dan tidak diwariskan ke keturunannya Faktor yang menentukan terjadinya variasi :
a.
Adaptasi : adalah kemampuan atau kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri dengan lingkungan baru untuk dapat tetap hidup dengan baik
b. Adaptasi morfologi : Adalah penyesuaian pada organ tubuh yang disesuaikan dengan kebutuhan organisme hidup c. Adaptasi fisiologi : Adalah penyesuaian yang dipengaruhi oleh lingkungan sekitar yang menyebabkan adanya penyesuaian pada alat-alat tubuh untuk mempertahankan hidup dengan baik. d. Adaptasi tingkah laku : Adalah penyesuaian mahkluk hidup pada tingkah laku / perilaku terhadap lingkungannya
4. Pada generasi dasar, variasi terbagi menjadi variasi pada generasi segregating population dan non-segregating. Apakah perbedaan pada keduanya? Bagaimana mengukur adanya variasi pada suatu karakter ?. Jawab : Variasi pada generasi segregating population memiliki lebih banyak variasi dibandingkan dengan generasi non-segregating . Hal ini dikarenakan pada generasi segregating population sudah mengalami perubahan- perubahan dari proses segregasi, berbeda dengan yang non segregating yang masih dalam kondisi stagnan atau sedikit terjadi perubahan. Jadi perbedaan keduanya yaitu jumlah variasi yang terjadi. Cara mengukur adanya variasi pada suatu karakter yakni dengan cara penanda genetik dan pendekatan sifat kuantitatif.
5. Apa yang dimaksud dengan inherit (pewarisan) ? Jawab : Pewarisan adalah turunnya suatu sifat, keragaman, maupun karakter dari suatu individu. Dalam halnya pemuliaan tanaman, pewarisan diartikan sebagai turunnya sifat baik secara fenotif maupun genotif dari keturunan sebelum kepada keturunan setelahnya.
6. Apa yang dimaksud dengan heritabilitas (daya mewaris)? Apakah ada rumusnya ? Bagaimana menghitungnya ? Jelaskan arti heritabilitas sempit dan luas. Apa sajakah manfaat mengetahui heritabilitas?
Jawab : Heritabilitas adalah nilai yang menjelaskan seberapa besar keragaman fenotipe dapat diwariskan pada turunan berikutnya. Heritabilitas arti luas (H atau H2BS) adalah nisbah varians genotipik terhadap varians fenotipik. Heritabilitas arti luas digunakan apabila bekerja dengan klone atau galur homozigot atau hibrida F1, karena pengaruh aditifnya tidak akan berubah-ubah. Heritabilitas arti sempit (h 2 atau H2 NS) adalah nisbah varians genetik aditif terhadap varians fenotipik. Heritabilitas dalam arti sempit adalah yang paling banyak digunakan karena dugaannya sangat bermanfaat, yaitu dapat mengetahui laju perubahan yang dapat dicapai dari seleksi untuk sifat di dalam suatu populasi. Digunakan apabila bekerja dengan populasi segregasi awal dan populasi heterogen . Pada populasi demikian yang berubah-ubah adalah genetik aditifnya. Adapun rumus untuk heretabilitas yaitu sebagai berikut :
Manfaat mengetahui heritabilitas adalah: a. Dapat menjadi salah satu pertimbangan utama dalam menentukan m etode seleksi yang cocok bagi suatu populasi pemuliaan tanaman. b. Apabila nilai heritabilitas tinggi, maka dengan seleksi sederhana mungkin sudah berhasil, missal seleksi massa. c. Mengetahui laju perubahan yang dapat dicapai dari seleksi untuk sifat dalam suatu populasi. d. Untuk menentukan pelaksanaan seleksi untuk generasi pertama atau generasi tertentu.
7. Apa pentingnya mengetahui parameter varians? Varians terdiri atas varians fenotipik, genotipik dan lingkungan. Jelaskan apa perbedaannya! Jawab : Parameter varians perlu diketahui sehingga keragaman genetik pada suatu populasi dapat diamati dan pendugaan heritabilitas juga dapat dilakukan a. Varians fenotipik dipegaruhi oeh variasi genotip dan variasi lingkungan, yang berupa faktor-faktor luar seperti makanan, suhu, kelembaban bersamaan dengan faktor turunan yang diperoleh dari kedua induknya. b. Varians genetika adalah adalah keragaman sifat genetik yang dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya introduksi tanaman yang baru ke dalam kelompok tanaman asli yang menyebabkan terjadi perkawinan di antara kedua bangsa tanaman tersebut, metode inbreeding, dan efek seleksi. c. Varians lingkungan merupakan hasil interaksi antara varians genetik dengan lingkungan. Interaksi dapat berupa penanaman multi lokasi, missal pada tempat dan waktu yang berbeda
8. Adakah perbedaan cara mengestimasi varians pada data fenotipe dan data berbasis molekuler? Jelaskan! Jawab : Ada. Data fenotipe digunakan untuk penentuan lokus gen pengendali karakter kualitatif, sedangkan data berbasis molekuler digunakan untuk menentukan lokus gen pengendali karakter kuantitatif. a. Data fenotipe
Pencarian lokus gen yang mengendalikan sifat kualitatif membutuhkan waktu lebih singkat dibandingkan dengan gen yang mengendalikan karakter kuantitatif karena tidak membutuhkan peta genetik lengkap. Pemetaan gen-gen pengendali karakter kualitatif dapat dipercepat melalui bulk segregant analysis (BSA). Teknik ini umumnya digunakan dalam pemetaaan gen-gen yang pola pewarisannya sederhana (kualitatif). b. Data Berbasis Molekuler
Pada pencarian lokus gen yang mengendalikan sifat kuantitatif digunakan metode QTL. Data yang dibutuhkan dalam identifikasi marka DNA yang terkait dengan QTL ialah data
kuantitatif fenotipik setiap individu dalam suatu populasi yang bersegregasi dan data molekuler (genotipik) dari masing-masing individu (misalnya homozigot tetua A, heterozigot, atau homozigot tetua B), sesuai dengan jenis populasi yang digunakan.
9. Mutasi dimanfaatkan dalam pemuliaan tanaman salah satunya untuk mendapatkan variasi. Sebutkan apa saja jenis mutasi yang biasa dilakukan dalam pemuliaan tanaman dan jelaskan bagaimana prosedur yang dilakukan! Jawab : Mutasi merupakan teknik yang banyak digunakan dalam upaya untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman guna mendapat sifat baru dengan tujuan untuk perbaikan genetik tanaman terutama pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif. Dikatakan mutasi apabila perubahan materi genetik pada makluk hidup terjadi secara spontan dan acak serta diwariskan. Jenis – jenis mutasi yang bisa dilakukan dalam pemuliaan tanaman diantaranya mutasi gen dan mutasi kromosom: a. Mutasi gen (mutasi titik)
Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi pada tingkatan gen, dan perubahanya terjadi pada pasangan basa nitrogen pembentuk gen. disebut dengan mutasi titik karena mutasi gen terjadi pada daerah yang sempit (perubahan beberapa pasang basa). Mutasi gen bisa dibedakan menjadi substitusi pasangan basa dan penambahan atau pengurangan pasangan basa.
Gambar 1. Mutasi gen
Substitusi pasangan basa
Mutasi yang terjadi akibat perubahan satu pasang basa nitrogen pada suatu gen merupakan arti dari substitusi pasang basa. Perubahan tersebut menyebabkan
perubahan pada protein (dikode gen) dan menebabkan kelainan yang membahayakan. Substitusi pasangan basa dapat dibedakan menjadi transisi dan transversi. 1) Transisi merupakan perubahan sesama jenis basa (pada basa purin dengan basa purin lain, atau basa pirimidin dengan basa pirimidin lain). Misalnya urutan basa nitrogen GCA yang berubah menjadi ACA. 2) Transversi merupakan perubahan basa purin dengan basa pirimidin atau sebaliknya. Misalnya saja burutan basa nitrogen GCA yang berubah menjadi TCA.
Penambahan atau pengurangan pasangan basa
Penambahan atau pegurangan pasangan basa dikenal juga sebagai mutasi ubah rangka. Disebut ubah rangka karena apabila terjadi perubahan basa nitrogen, maka urutan kodon dalam gen akan berubah secara keseluruhan. Mutasi ubah rangka dapat dibedakan menjadi dua, yaitu adisi dan delesi. 1) Adisi merupakan penambahan basa nitrogen, misalnya urutan awal adalah GCAACA mengalami penambahan sehingga menjadi TGC-AAC-A... 2) Delesi merupakan pengurangan basa nitrogen, misalnya uutan basa GCA-ACA mengalami pengurangan sehingga menjadi CAA-CA..
b. Mutasi Kromosom
Mutasi kromosom atau aberasi kromosom adalah perubahan struktur atau perubahan jumlah terjadi pada kromosom. Mutasi kromosom umumnya bersifat fenotipik karna akibat terlihat lebih jelas daripada mutasi gen. Mutasi secara alami terjadi pada waktu pembelahan meiosis (pada sel) akibat peristiwa pindah silang atau gagal pisah. Mutasi yang paling banyak terjadi pada kromosom tanaman akibat pengaruh adiasi (bahan mutagen) adalah pecahnya benang kromosom (chromosome breakage atau chromosome aberration). Hal ini terbagi menjadi 4 kelompok yaitu, duplikasi (penggandaan/duplications),
delesi
(translocations), dan inversi (inversions)
(pengurangan/deletions),
translokasi
Perubahan struktur kromosom
Perubahan struktur kromosom dapat dibedakan menjadi: 1) Delesi merupakan hilangnya beberapa gen dalam kromosom akibat patahnya suatu kromosom. 2) Duplikasi kromosom merupakan penambahan gen yang sebelumnya sudah ada akibat dari penambahan ruas kromosom. 3) Inversi merupakan melilitnya lengan kromosom, kemudian patah, tetapi kembali menyatu (terbalik) pada tempat yang berbeda sehingga terjadi penataan struktur kromosom kembali. Disebut inversi parasentrik bila sentromer berada di luar ruas yang te rbalik, sedangkan apabila sentromer berada di dalam diruas yang terbalik disebut inversi perisentrik 4) Translokasi merupakan perpindahan segmen kromosom yang berisi gen-gen. Apabila terjadi pertukaran segmen antar kromosom (saling tukar menukar) disebut sebagai translokasi resiprok. Namun apabila terjadi perpindahan segmen kromosom menuju kromosom lain tanpa pertukaran disebut translokasi non resiprok. 5) Duplikasi merupakan penambahan bagian kromosom pada kromosom normal, sehingga dalam satu kromosom sel terdapat dua atau lebih bagian yang sama. Kromosom normal telah mengadakan replikasi (pembelahan) terlebih dahulu, kemudian mengalami patah di dua tempat. Salah satu patahan kromosom pindah dan menyambung kromosom pasangan replikasinya. Akibatnya, proses duplikasi tersebut disertai dengan terbentuknya kromosom yang mengalami delesi.
Terdapat beberapa prosedur yang dapat dilakukan, yaitu:
a. Menumbuhkan kalus atau suspensi sel pada beberapa siklus. b. Meregenerasikan tanaman dalam jumlah besar dari kultur yang telah mengalami siklus yang lama. c. Seleksi untuk sifat tertentu pada tanaman hasil regenerasi atau turunannya, melalui seleksi in vitro menggunakan cekaman. d. Pengujian dan seleksi varian sampai generasi lanjut pada sifat yang diinginkan. e. Perbanyaan pada mutan yang sudah stabil untuk mendapatkan genotipe baru.
10. Chacha adalah seorang mahasiswi pertanian yang sedang melakukan penelitian tanaman padi generasi F5 hasil persilangan dengan karakter yang diamati yaitu panjang malai, jumlah anakan produktif, jumlah bulir isi, jumlah bulir hampa, dan bobot 1000 biji kering (Data Terlampir) Hitunglah nilai varians (fenotipik, genotipik. lingkungan) dan heritabilitas (heritabilitas luas dan sempit) pada masing masing karakter dengan ketentuan: a. Kelompok 1 : Panjang malai b. Kelompok 2 : Jumlah anakan produktif c. Kelompok 3 : Jumlah bulir isi d. Kelompok 4 : Jumlah bulir hampa e. Kelompok 5 : Bobot 1000 biji kering
11. Kevin adalah seorang mahasiswa pertanian yang sedang melakukan penelitian tanaman padi dengan menggunakan marka SSR (Data terlampir). Hitunglah persentase variasi individunya! Jawab : Dari data terlampir didapat: SSIIa1 x SSIIa2
Karakter aromatis (1-1) sebanyak 78 dari 300 dan amilos (0-1) sebanyak 222 dari 300. Sehingga, SSIIa1 x SSIIa2 perbandingan karakter aromatic (1-1) : Amilos (0-1) = 78 : 222 Persentase variasi individu karakter aromatik (1-1) = 78 x 100/300 = 26 % Persentase variasi individu karakter amilos (0-1) = 222 x 100/300 = 74 % RM2231 x RM2232
Karakter aromatis (1-1) sebanyak 11 dari 300 dan amilos (0-1) sebanyak 289 dari 300. Sehingga, RM2231 x RM2232 perbandingan karakter aromatic (1-1) : Amilos (0-1) = 11 : 289 Persentase variasi individu karakter aromatik (1-1) = 11 x 100/300 = 3,67 % Persentase variasi individu karakter amilos (0-1) = 289 x 100/300 = 96,33 % IFAP1 x IFAP2 Karakter aromatis (1-1) sebanyak 2 dari 300 dan amilos (0-1) sebanyak 298 dari 300. Sehingga, RM2231 X RM2232 perbandingan karakter aromatic (1-1) : Amilos (0-1) = 2 : 298 Persentase variasi individu karakter aromatik (1-1) = 2 x 100/300 = 0,67 % Persentase variasi individu karakter amilos (0-1) = 298 x 100/300 = 99,33 %
