Genetik Drift and Seleksi

5/9/2018 Genetik Drift and Seleksi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/genetik-drift-and-seleksi 1/15

Tugas Mata Kuliah Pemuliaan Pohon Medan, Februari 2010

PRODUKSI BUAH DAN BENIH ACACIA HIBRID DI KEBUN

PERSILANGAN Acacia mangium X Acacia auriculiformis

(Pod production and hybrid seed yield observed in breeding garden of Acacia mangium x Acacia auriculiformis)

Dosen Pembimbing :

Kansih Sri Hartini, S.Hut., M.P

Oleh :

Erikson Simarmata

071202014

Budidaya Hutan

PROGRAM STUDI BUDIDAYA HUTAN

DEPARTEMEN KEHUTANANFAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010



DAFTAR ISI

DAFTAR ISI............................................................................... i

PENDAHULUAN....................................................................... 1

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 2

ISI................................ ................................ ................................ ................ 5

KESIMPULAN ................................ ................................ ........................... 12

DAFTAR PUSTAKA................................ ................................ .................. 13

i



PENDAHULUAN

Pemuliaan pohon ( tree improvement ) merupakan aplikasi pengetahuan

variasi genetik dalam suatu jenis pohon hutan, untuk menghasilkan kualitas pohon

yang lebih baik. Pemuliaan pohon merupakan penerapan azas-azas genetika pada

penanaman hutan untuk memperoleh pohon yang memiliki sifat/karakter/fenotip

dan hasil yang lebih tinggi nilainya.

Tree improvement berbeda dengan istilah forest genetic ataupun forest

tree breeding . Forest genetics adalah kegiatan-kegiatan yang terbatas pada studi

genetika pohon hutan. Forest tree breeding merupakan kegiatan yang dilakukan

untuk menghasilkan suatu produk khusus seperti pohon dengan sifat kayu tertentu

(tahan hama, batang lurus). Sedangkan tree improvement merupakan kegiatan

untuk meningkatkan produktivitas hutan (kuantitas dan qualitas) dengan

mengendalikan asal-usul pohon, dipadukan dengan kegiatan pengelolaan hutan

(silvikultur ).

Pada level populasi breeding, pemilihan karakter unggul dipengruhi oleh

pemgaturan variasi yang mungkin terjadi pada suatu individu. Salah satu kunci

keberhasilannya adalah kegiatan seleksi yang tepat. Seleksi dapat dilakukan pada

taraf populasi dasar, atau pada taraf populasi pemuliaan (breeding population).

Pada taraf pouolasi dasar misalnya kegiatan seleksi pohon induk ( superior tree)

untuk tujuan uji keturunan atau pembangunan kebun benih. Pada taraf poplasi

pemuliaan misalnya seleksi famili dan seleksi individu.

Agar dapat menentukan seleksi dengan benar maka diperlukan

pemahaman metode-metode dalam seleksi. Macam-macam metode seleksi yang

lazim dilakukan adalah :

1. seleksi masa (mass selction),

2. seleksi banyak sifat/karakter (multy traits selection) ,

3. seleksi dini (early selestion) ,

4. seleksi keturunan ( predigree selection) ,

5. seleksi langsung (recurent selection) , dan

6. seleksi tidak langsung (indirect selection).

1



TINJAUAN PUSTAKA

Semua variasi di dalam tapak hutan terbentuk sebagai hasil kekuatan

alami. Hal itu tersedia untuk digunakan rimbawan jika dapat dikenali dan dikemas

ke dalam individu pohon dalam wujud peningkatan genotip. Sumber terakhir

dari semua variabilitas adalah mutasi, tetapi kekuatan lain yang kuat yang bekerja

untuk lain peningkatan maupun pengurangan variasi di dalam suatu tapak.

Sebagai tambahan variabilitas yang ditemukan pada tapak alami, manusia

dapat menghilangkan dan menciptakan baik variabilitas baru maupun membentuk

bersama-sama genotypes untuk menciptakan kombinasi Genetik baru dan

bermanfaat.

Di dalam terminologi yang paling disederhanakan, variabilitas di dalam

tapak alami disebabkan oleh empat kekuatan utama, dua yang meningkatkan

variasi dan dua yang mengurangi. Kekuatan secara alami aktip untuk

meningkatkan variasi adalah mutasi dan gen flow; yang menguranginya adalah

seleksi alami dan Genetik drift.

Gambar 1. Kekuatan yang bekerja secara alami

2



Seleksi

Seleksi alami adalah suatu kekuatan kuat yang pada umumnya mengurangi

variabilitas. Sebab menentukan pohon yang akan tumbuh dan bereproduksi,

mempunyai suatu directional (nonrandom) mempengaruhi perbaikan genetik

pohon dalam suatu populasi. Seleksi alami menyokong fittest, kombinasi gen

membuat lebih cocok untuk tumbuh dan bereproduksi pada lingkungan yang

ditentukan.

Seleksi alami memelihara dan mengakibatkan suatu peningkatan dibanyak

genotypes yang paling cocok untuk suatu lingkungan spesifik. Walaupun seperti

umumnya proses yang mengurangi variabilitas, seleksi alami dapat benar-benar

memelihara atau meningkatkan variasi jika seleksi menyokong heterozygotes.

Sering sukar untuk menilai efek seleksi sebab sangat banyak faktor terlibatdalam penentuan pohon yang terbaik dicoba untuk tumbuh dan bereproduksi.

Masing-Masing karakteristik baik mempunyai nilai seleksi sendiri, dan adaptasi

yang diciptakan oleh satu faktor positif lain atau dengan mengurangi pengaruh

yang lain. Secara umum, seleksi alami dianggap sebagai suatu kekuatan kuat

untuk mengurangi variabilitas di dalam suatu populasi dalam arah yang

ditentukan.

Genetik Drift

Genetik drift adalah suatu mekanisme kompleks yang beroperasi melalui

fluktuasi kesempatan (maupun fluktuasi yang disebabkan tekanan seleksi) dalam

frekwensi allele di dalam suatu populasi. Sangat penting suatu peristiwa sampling

dimana frekwensi gen populasi keturunan kebetulan menyimpang dari yang

ditemukan pada populasi parental.

Dengan demikian populasi hampir selalu kecil dan mempunyai suatu

kecenderungan ke arah maksud mendalam atau hilangnya suatu allele yang

mempengaruhi suatu karakteristik. Seperti Genetik drift cenderung mengurangi

variasi dengan perbaikan atau kehilangan alleles.

Genetik drift adalah bukanlah arah dan cenderung menciptakan

"kekacauan" gen atau alleles diperbaiki atau hilang dengan cepat pada suatu

kesempatan. Walaupun teori Genetik drift adalah masuk akal, operasinya sukar

untuk membuktikan dengan pohon berumur panjang dan banyak pertimbangan

3



dapat dikutip mengapa tidak bisa menjadi suatu faktor di dalam variasi pohon

hutan yang alami. Tetapi di samping keberatan ini, beberapa tapak alami

menunjukkan bentuk variasi yang bisa menjadi hasil genetik drift jika terlaksana.

Genetik drift pada umumnya sangat penting dalam breeding populasi kecil

barangkali 25 atau lebih sedikit individu, suatu situasi yang sering terjadi dalam

kehutanan dalam kaitan catastrophies alami atau pengaruh manusia.

4



PRODUKSI BUAH DAN BENIH ACACIA HIBRID DI

KEBUN PERSILANGAN Acacia mangium X Acacia

auriculiformis (Pod production and hybrid seed yield observed in breeding garden of Acacia mangium

x Acacia auriculiformis)

Hibridisasi antara Acacia mangium dan A. auriculiformis dapat terjadi

secara alami (natural hybrid ) ataupun secara buatan (artificial hybrid ). Beberapa

kelebihan tanaman hibrid ini antara lain adalah lebih tahan terhadap berbagai

kondisi lingkungan tempat tumbuh, pertumbuhan dan bentuk batang yang lebih

baik serta pulp yang dihasilkan mempunyai kualitas lebih baik dibandingkan

dengan kedua induknya (Kijkar, 1992; Ibrahim, 1993; Nikles, 1998; Kha, 2001).

Penelitian lebih lanjut tentang upaya untuk menghasilkan tanaman Acacia

hibrid ini telah banyak dilakukan (Rufelds, 1988; Sedgely et . al ., 1991; Gan dan

Sim, 1991). Wickneswari dan Norwati (1991) telah melaporkan hasil penelitian

tentang produksi benih hibrid melalui penyerbukan secara alami dari berbagai

periode pembuahan, yaitu rata-rata sebesar 0,7 ± 21,7%. Beberapa kendala dalam

memperoleh benih Acacia hibrid secara alami, antara lain berkaitan dengan

sinkronisasi waktu pembungaan dan adanya inkompatibilitas putik dan serbuk

sari. Upaya untuk memperoleh benih hibrid Acacia secara buatan juga telah

dilakukan, namun demikian masih terdapat kendala dalam proses emaskulasi,

karena ukuran kuntum bunga relatif sangat kecil (Sedgely et . al ., 1991).

Berkaitan dengan hal tersebut di atas, penelitian ini dilakukan untuk

mendapatkan informasi tentang efektifitas alternatif penyerbukan buatan tanpa

emaskulasi (metode anther ) dalam menghasilkan buah dan benih Acacia hibrid.

Persilangan dilaksanakan menggunakan pohon induk terpilih A. mangium dan A.

auriculiformis hasil uji keturunan generasi pertama (F-1) yang ditanam melalui

sistem cangkok di kebun persilangan (breeding garden).

A. Fenologi Pembungaan

Hasil observasi fenologi pembungaan melalui pengamatan kelimpahan

bunga siap mekar pada fase pembungaan pertama menunjukkan bahwa semua

klon A. mangium telah berbunga dengan variasi periodisitas antara bulan Mei ±

September. Sedangkan pada klon A. auriculiformis hanya terdapat 4 klon yang

telah berbunga dengan variasi periodisitas yang sama dengan A. mangium.

5



Periodisitas pembungaan ini hampir sama dengan yang dilaporkan oleh Ibrahim

(1991) di Malaysia, yaitu terjadi pada bulan Juni-September pada tahun 1989-

1990.

Dari 18 klon tanaman induk, hanya terdapat 6 klon yang menunjukkan

sinkronisasi pembungaan yang ditandai dengan kesamaan waktu munculnya

bunga siap mekar, yaitu Am-28, Am-46, Ar-10, Ar-11, Ar-12, dan Ar-13.

Besarnya perbedaan waktu pembungaan dan kelimpahan jumlah bunga pada klon

A. mangium maupun A. auriculiformis ini disebabkan karena fase reproduktif

masing-masing klon tidak sama. Fase reproduktif ini sangat dipengaruhi oleh

faktor lingkungan disamping faktor tanaman itu sendiri. Faktor lingkungan yang

sangat berpengaruh antara lain adalah suhu, cahaya, kelembaban dan ketersediaan

unsur hara sedangkan faktor dari tanaman sendiri adalah fitohormon dan gen.Klon-klon yang belum berbunga sebagian besar merupakan klonklon yang

mendapatkan sinar matahari dengan intensitas kecil karena ternaungi oleh tegakan

pohon lain yang tumbuh berdekatan. Kecilnya intensitas cahaya yang diterima

daun menyebabkan terhambatnya proses inisiasi pembungaan berkaitan dengan

rendahnya tingkat fotosintesis yang terjadi (Sedgley,1985).

Pada umumnya tanaman A. mangium maupun A. auriculiformis berbunga

pertama pada umur 18-20 bulan serta bervariasi sesuai dengan iklim di daerah

tempat tumbuhnya (Ibrahim,1993). Klon-klon di kebun persilangan ini berbunga

13 bulan lebih cepat dibanding tanaman yang berasal dari semai. Hal ini karena

materi genetik yang digunakan secara fisiologis telah dewasa (mature), yaitu dari

hasil perbanyakan melalui cangkok dari pohon induk yang telah berumur 11

tahun.

B. Produksi Buah dan Benih Hibrid

Berdasarkan data fenologi tersebut diatas selanjutnya telah dilakukan 6

kombinasi persilangan dengan menggunakan A. mangium sebagai tanaman induk

betina. Produksi buah dan benih hibrid hasil persilangan ini disajikan pada

Tabel 1

6



Tabel 1. Produksi buah dan benih hibrid A. mangium x A. auriculiformis di kebun

persilangan pada fase pembungaan tahun pertama.

Produksi buah hibrid pada fase tahun pertama ini masih sedikit, yaitu rata-

rata sebanyak 1,87 polong per malai. Selain produksinya masih sedikit, benih

yang dihasilkan juga tidak semuanya bernas, yaitu rata-rata hanya 2,05 biji bernas

per polong, dan sisanya rata-rata sebanyak 1,54 benih (28,75%) adalah benih yangkosong atau tidak berkembang. Biji kosong ditandai dengan bentuk morfologi biji

yang pipih (tidak berisi), kulit biji kusam, kasar dan biasanya bentuknya tidak

beraturan (Gambar 2).

Gambar 2.Variasi morfologi benih hibrid A. mangium x A. auriculiformis

dalam 1 polong hasil persilangan antara pohon induk betina A.

mangium dengan nomor famili 78p (klon 28) dengan pohon induk

jantan A. auriculiformis dengan nomor famili 8 (klon 11).

Disilangkan pada tanggal 2 Agustus 2007 dan dipanen pada

tanggal 28 Februari tahun 2008.

Rendahnya produksi buah dan benih hibrid ini disebabkan antara lain

karena masih rendahnya kelimpahan malai bunga A. mangium dan sedikitnya

jumlah kuntum bunga ( floret ) betina pada setiap malai. Rata-rata jumlah kuntum

bunga yang mempunyai putik per malai adalah sebesar 36,11%, dan sisanya

merupakan kuntum bunga yang hanya mempunyai benang sari/stamen yang

disebut staminate flower (Tabel 2). Dengan terbatasnya jumlah putik, maka

7



terbatas pula putik yang dapat diserbuki sehingga biji yang dihasilkan juga relatif

tidak banyak. Disamping itu, diduga adanya inkompatibilitas dan perbedaan

tingkat reseptifitas antara putik A. mangium dan serbuk sari A. auriculiformis

menyebabkan proses pembuahan tidak sempurna atau terhambat, sehingga

menghasilkan biji kosong. Kondisi seperti ini biasanya terjadi pada penyerbukan

silang antar jenis atau inter-spesific hybridisation (Chaudary,1984) . Hal ini

kemungkinan juga berhubungan dengan tipe serbuk sari yang merupakan serbuk

sari majemuk ( polyads) (Chaudary,1984). Karena bentuk serbuk sari majemuk

berbentuk bikonvek dengan bagian tengah menebal, maka posisi serbuk sari pada

saat menempel pada permukaan putik yang berbentuk mangkuk juga menentukan

jumlah butiran serbuk sari yang mampu berkecambah. Apabila posisi serbuk sari

adalah horisontal, maka butiran-butiran serbuk sari ( pollen grain) yang menempel pada permukaan putik dan berkesempatan berkecambah adalah setengah dari

seluruh butiran serbuk sari (Kenrick dan Knox, 1982). Serbuk sari akan

berkecambah apabila serbuksari menempel pada permukaan kepala putik yang

telah mengeluarkan exudate, tanpa adanya exudate ini serbuk sari tidak akan

berkecambah.

Tabel 2. Jumlah benang sari dan putik kuntum bunga A. mangium per malai pada fase pembungaan tahun pertama.

Keterangan : *) jumlah kuntum bunga yang tidak memiliki putik ( staminate flower )

**) jumlah kuntum bunga yang memiliki putik

8



C. Identifikasi Benih Hibrid

Sebanyak 129 dari 176 benih yang dihasilkan dikecambahkan untuk

identifikasi benih hibrid, sedangkan sisanya untuk disimpan. Benih yang

disemaikan menghasilkan persen kecambah yang masih relatif rendah, yaitu

sebesar 57,36% atau hanya 74 benih yang berkecambah. Rendahnya persen

kecambah menunjukkan bahwa viabilitas benih yang dihasilkan dari persilangan

ini rendah. Rendahnya viabilitas ini kemungkinan disebabkan karena adanya sifat

inkompatibilitas antara putik dan serbuk sari. Faktor ini antara lain menyebabkan

tidak sempurnanya proses fertilisasi sehingga benih yang dihasilkan tidak mampu

berkecambah. Kondisi seperti ini biasanya terjadi pada penyerbukan silang antar

jenis atau inter-spesific hybridisation (Chaudary,1984) .

Sebanyak 70 semai dari 74 benih yang berkecambah telah dilakukanidentifikasi secara morfologis dan hasilnya menunjukkan seluruh semai masuk ke

dalam kategori sebagai hibrid A. mangium x A. auriculiformis. Salah satu contoh

semai hibrid berdasarkan taksonomi daunnya, yaitu once-pinnate, bi -pinnate, bi-

pinnate, bi-pinnate, filodia + bi-pinnate, filodia sebagaimana pada Gambar 3.

Gambar 3. Contoh semai hibrid A. mangium x A. auriculiformis umur 9

minggu.

10



Tingginya benih hibrid yang dihasilkan pada penelitian ini menunjukkan

bahwa metode penyerbukan buatan tanpa emaskulasi pada persilangan A.

mangium x A. auriculiformis adalah cukup efektif untuk menghasilkan tanaman

hibrid.

11



KESIMPULAN

1. Sinkronisasi waktu pembungaan antara klon A. mangium dan A. auriculiformis

pada fase pertama pembungaan (umur 1 tahun) di kebun persilangan masih

relatif cukup rendah. Hanya terdapat 6 klon (dari total 18 klon) yang memiliki

fase waktu pembungaan yang sama, yaitu terdiri dari 2 klon A. mangium (Am-

28, Am-46), dan 4 klon A. auriculiformis (Ar10, Ar-11, Ar-12, dan Ar-13).

2. Dari 23 persilangan yang telah dilakukan dengan A. mangium sebagai induk

betina, menunjukkan bahwa produksi buah dan benih hibrid masih rendah,

yaitu rata-rata sebanyak 1,87 polong per malai dan 2,05 biji bernas per polong.

3. Beberapa kondisi yang menyebabkan rendahnya produksi buah dan benih

hibrid antara lain rendahnya kelimpahan malai bunga A. mangium dan

sedikitnya jumlah kuntum bunga ( floret ) betina pada setiap malai, serta adanya

inkompatibilitas dan perbedaan tingkat reseptifitas antara putik A. mangium

dan serbuk sari A. auriculiformis.

4. Verifikasi secara morfologis pada tingkat semai terhadap semua benih hibrid

yang disemaikan semuanya menunjukkan penampakan morfologis sebagai

tanaman hibrid A. mangium x A. auriculiformis.

5. Metode penyerbukan buatan tanpa emaskulasi pada persilangan A. mangium x

A. auriculiformis adalah cukup efektif untuk menghasilkan tanaman hibrid.

12



DAFTAR PUSTAKA

Chaudary,R.C. 1984. Introduction to plant breeding. Oxford & IBH Publishing

Co. New Delhi. Bombay. Calcuta. pp 40-41.

Gan, E. and Sim,B.L. 1991. Nursery identification of hybrid seedlings in open plots. I n: Breeding technologies for tropical Acacias. Carron,L.T and

Aken,K.M. (eds). ACIAR Proceeding. No. 37. Canberra.pp. 76-85.

Ibrahim, Z. 1991. dan Awang,K. Flowering and fruiting phenology of Acacia

mangium and Acacia auriculiformis in Peninsular Malaysia. I n: Breeding

technologies for tropical Acacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds) ACIAR Proceeding No. 37. Canberra. pp.45.

Ibrahim, Z. 1993. Reproductive Biology. I n: Acacia mangium. Growing and

utilization. Awang,K. and Taylor,D. (eds). Winrock International and theFood and Agriculture Organization of the United Nations.

Bangkok.Thailand.pp. 21-30.

Kha,L.D. 2001. Studies on the use of natural hybrids between Acacia mangium

and Acacia auriculiformis in Vietnam. Agriculture Publising House. Hanoi.

pp. 5-10.

Kenrick,J and Knox,R.B.1982. Function of the Polyad in Reproduction of

Acacia.Annals of Botany. No. 50. Australia. pp. 721-727.

Nikles,D.G, C.E. Hardwood,K.J. Robson, P.C. Pomroy. and R.J. Keenan. 1998.

Management and use of ex situ genetic resources of some tropical Acacias

species in Queensland. I n: Developments in Acacias planting. J.W.

Turnbull, H.R. Cropton dan K. Pinyopusarerk (eds) ACIAR Proceedings.

No. 82. Canberra. Australia. pp. 184-196.

Rufeld, C.W. 1988. Acacia mangium and Acacia auriculiformis and hybrid A.

mangium x A. auriculiformis. Seedling Morphology study. Forest ResearchCentre Publication. No. 41. Sabah. Malaysia.

Sedgley,M. Et al.1991. Development of Hybridisation Techniques for Acacia

mangium x Acacia auriculiformis I n: Breeding technologies for tropicalAcacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds.). Proceeding ACIAR. No.37.

Canberra. pp.63-69.

Sunarti,Sri. 2007. Identifikasi Benih dan Semai Hibrid Acacia mangium x Acacia

auriculiformis, Acacia auriculiformis x Acacia mangium Menggunakan

Penanda Morfologi dan Penanda Molekuler SCAR. Thesis pada sekolah

pasca sarjana Universitas Gadjah Mada,Yogyakarta.

Wickneswari,R dan Norwati,M. 1991. Pod Production and Hybrid Seed Yield in

Acacia mangium x Acacia auriculiformis I n: Breeding technologies for

13



tropical Acacias. L.T. Carron dan K.M. Aken (eds.). ACIAR Proceeding.

No. 37. Canberra. pp.57-60.

14

Documents

Genetik Drift and Seleksi