April 2013 | POLIJE - TEKNIK PRODUKSI BENIH

LAPORAN PRAKTIKUM PEMULIAAN TANAMAN

MEMBANDINGKAN GENETIKA TIRUAN DENGAN RANDOM SAMPLING

Oleh:

1. Ivo Bastian A4 111 864

2. Leonita Putri C. A4 111 868

3. Riski Kristi’ani A4 111 882

4. M. Rizkul Hardianto A4 111 918

5. Abdul Aziz A4 111 905

6. Rifan Sulistiyo W A4 111 902

PROGRAM STUDI TEKNIK PRODUKSI BENIH

JURUSAN PRODUKSI PERTANIAN

Pembimbing : 1. Ir. Titien Suhermiatin, MP

2. Muchlis

3. Yuliatiningsih, A,md.

KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

TAHUN 2013

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemuliaan tanaman adalah kegiatan mengubah susunan genetik individu maupun populasi tanaman untuk suatu tujuan. Pemuliaan tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran tanaman, kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian; pada kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat.

Genetika adalah ilmu yang mempelajari cara indvidu menurunkan sifat-sifatnya kepada keturunanya, baik sifat-sifat nampak (fenotipa) ataupun sifat-sifat yang tidak nampak(genotipa). Sifat menurun itu dipindahkan pada keturunanya melalui unit-unit keturunan yang terkenal dengan nama gen. Menurut letaknya dalam sel,sifat-sifat keturunan tersebut dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu :
1. Genotipa : jumlah semua keturunan yang ada dalam inti

2. Plasmotipe : jumlah semua keturunan yang ada dalam sitoplasma

3. Plastidiotipe : jumlah semua keturunan yang ada dalam plastid

Dari ketiga golongan tersebut, genotipe mempunyai tempat terpenting sehingga pada umumnya ketiga macam sifat keturunan tersebut dinamakan genotipa. Gen diwariskan dari parental kepada keturunanya melalui gamet-gamet. Karena individu dengan genotype Rr adalah merupakan alelnya,dengan demikian R dibut alel r atau sebaliknya. Jadi anggota dari satu pasang gen yang terdapat pada suatu tempat disebut alel. Individu yang susunan genetisnya berlainan disebut heterozigot (Rr), sedang yang susunan genetisnya sama disebut homozigot (RR atau rr).

Pasangan-pasangan gen dalam individu itu akan mengalami segregasi pada waktu terjadi perustiwa perserakan dan masing-masing diteruskan ke gamet-gamet yang terbentuk. Alel yang mula-mula dipisahkan ini,akan bergabung kembali pada pembentukan zigot, secara kebetulan (random) sehingga terbentuk bermacam-macam genotipa dan fenotip dalam perbandingan tertentu sesuai dengan hukum Mendel.

Hukum Mendell I : HUKUM SEGREGASI

Kedua anggota pasangan gen akan memisah (segregasi) pada saat pembentukan gamet, sehingga separuh gamet yang terbentuk akan membawa satu anggota dari pasangan gen tersebut dan separuh gen lainya gen pasangannya. Seandainya satu kromosom patermal membawa gen A dan kromosom petermal pasanganya (homolognya) membawa alel a, maka zigot Aa meng-alami meiosis, maka segregasi kromosom homolog menentukan bahwa sel haploid yang dihasilkan akan mengandung A atau a, tetapi tidak pernah mengandung kedua alel tersebut. Keturunan yang terbentuk sebagai hasil penggabungan gamet-gamet yang dihasilkan oleh individu heterozigot akan mempunyai genotype AA, Aa atau aa, dengan perbandingan 1 : 2 : 1 seperti terlihat dalam diagram berikut.:
Meiosis (segregasi) : A atau a

Gamet
AA X aa

1AA : 2Aa : 1aa

Hukum Mendell II : PRONSIP INDIPENDENT ASSORTMENT

“Gen-gen dua lokus yang berbeda akan memisah dan tidak bergantung satu sama lain “(independent assortment).

Dari contoh di atas dapat dibuktikan bahwa dua gen R dan r tidak hanya selalu memberikan Rr saja, akan tetapi dapat pula keturunan RR, rr. Hal ini hanya mungkin bila sebelum dibentuk zigot pasangan gen itu mengalami segregasi lebih dahulu. Prinsip independent assortment berlaku untuk gen-gen yang terletak pada kromosom yang berlainan (non homolog), atau gen-gen yang terletak dalam kromosom yang sama tetapi tidak ada kaitan gen, dengan demikian pada individu yang homozigot untuk kedua pasangan gen tersebut, peluangt untuk mendapatkan gamet AB sama dengan peluang untuk mendapatkan game tab, Ab dan aB, yaitu masing-masing sebesar ½ x ½ = ¼. Hal ini berlaku untuk gamet jantan.
Mendel mempelajari sifat-sifat yang jelas dikendalikan oleh gen yang satu alelnya dominant sepenuhnya terhadap alel yang lain (fenotip heterozigot sama dengan fenotipe homozigot dominan). Hubungan alel sering tidak sesederhana ini karena adanya inyeraksi alel dean non aleltik.

Pendugaan kemajuan seleksi memerlukan informasi besaran ragam fenotipik, di samping ragam aditif dan ragam dominan. Ragam fenotipik merupakan komponen dalam perhitungan pendugaan kemajuan seleksi yang berbanding terbalik dengan kemajuan seleksi sehingga maki besar ragam fenotipik semakin kecil kemajuan seleksi yang akan diperoleh. Heretabilitas suatu karakter diwariskan ke keturuannya yang merupakan porsi dari total keragaman fenotip yang disebabkan olek faktor genetik. Oleh karena itu, keberhasilan seleksi dapat dicerminkan oleh besaran heretabilitas.

1.2 Tujuan

Tujuan melakukan kegiatan praktikum “Membandingkan Genetika Tiruan dengan Random Sampling” ini antara lain:

1. Untuk menduga kemajuan seleksi (selection advence) pada suatu populasi.

1.3 Manfaat

Manfaat melakukan kegiatan praktikum “Membandingkan Genetika Tiruan dengan Random Sampling” ini antara lain:

1. Dapat menduga kemajuan seleksi (selection advence) pada suatu populasi.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Gregor Johann Mendel disepakati sebagai Bapak Pendiri Genetika. Tinggal di Brno (Jerman: Brunn), Austria, ia adalah seorang rahib Katolik yang juga mengajar di sekolah. Rasa ingin tahunya yang tinggi menuntun dia melakukan pekerjaan persilangan dan pemurnian tanaman ercis. Melalui percobaannya ini ia menyimpulkan sejumlah aturan ('hukum') mengenai pewarisan sifat yang dikenal dengan nama Hukum Pewarisan Mendel.

Penemuannya merupakan penumuan yang sangat besar dalam bidan genetika pada masa nya maka dari itu dia di sepakati menjadi bapak pendiri genetika. Pertama, Mendel mengetahui bahwa pada semua organisme hidup terdapat "unit dasar" yang kini disebut gene yang secara khusus diturunkan oleh orang tua kepada anak-anaknya. Dalam dunia tumbuh-tumbuhan yang diselidiki Mendel, tiap ciri pribadi, misalnya warna benih, bentuk daun, ditentukan oleh pasangan gene. Suatu tumbuhan mewariskan satu gene tiap pasang dari tiap "induk"-nya.

Mendel menemukan, apabila dua gen mewariskan satu kualitas tertentu yang berbeda akan menunjukkan dengan sendirinya dalam tumbuhan tertentu itu. Tetapi, gen yang berciri lemah tidaklah terhancurkan dan mungkin diteruskan kepada tumbuhan keturunannya. Hukum Mendel, meski sudah dilakukan perubahan kecil, tetap merupakan titik tolak dari ilmu genetika modern.

Hukum Mendel I (Segregation of allelic genes)

Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi adalah mengenai kaidah pemisahan alel pada waktu pembentukan gamet. Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan – pasangan homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi/ terjadi pemisahan alel – alel suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya Fenomena ini dapat diamati pada persilangan monohibrid, yaitu persilangan satu karakter dengan dua sifat beda.

Persilangan Monohibrid

P1 UU x uu

(Ungu) (Putih)

G1 U u

F1 u

Pada waktu pembentukan gamet betina, UU memisah menjadi U dan U, sehingga dalam sel gamet tanaman ungu hanya mengandung satu macam alel yaitu alel U. Sebaliknya tanaman jantan berbunga putih homozigot resesif dan genotipenya uu. Alel ini memisah secara bebas menjadi u dan u, sehingga gamet – gamet j antan tanaman putih hanya mempunyai satu macam alel , yaitu alel u. Proses pembentukan gamet inilah yang menggambarkan fenomena Hukum Mendel I.

Hukum Mendel II (Independent Assortment of Genes)

Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Menurut hukum ini, setiap gen/sifat dapat berpasangan secara bebas dengan gen/sifat lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet pada persilangan dihibrid.

Persilangan Dihibrid

1. BBKK x bbkk

(biji bulat berwarna) (biji keriput hijau)

BK x bk

BbKk

2. BbKk x BbKk

BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk

Pada waktu pembentukan gamet parental ke-2, terjadi penggabungan bebas (lebih tepatnya kombinasi bebas) antara B dan b dengan K dan k. Asortasi bebas ini menghasilkan empat macam kombinasi gamet, yaitu BK, Bk, bK, bk. Proses pembentukan gamet inilah yang menggambarkan fenomena Hukum Mendel II.

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Tempat Dan Waktu

Praktikum “Membandingkan Genetika Tiruan dengan Random Sampling” ini dilaksanakan pada:

Hari : Rabu

Tanggal : 3 April 2013

Pukul : 15.00 – 17.00 WIB

Tempat : Laboratorium Teknik Produksi Benih

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1. Kantong kain warna gelap

2. Kalkulator

3. Lembar pengamatan

3.2.2 Bahan

1. Benih kacang tanah warna merah

2. Benih kacang tanah warna putih

3.3 Prosedur Kerja

1. Sebanyak 200 biji kacang tanah warna merah dan warna putih

2. Masing-masing dimasukkan ke dalam 2 kantong kain warna gelap dengan jumlah satu kantong terdiri dari 100 biji kacang tanah warna merah dan 100 biji kacang tanah warna putih

3. Dua mahasiswa memegang 1 kantong kain warna gelap yang telah diisi campuran biji kacang tanah warna merah dan biji kacang tanah warna putih

4. Secara bersamaan masing-masing mahasiswa mengambil 1 biji kacang tanah secara acak tanpa melihat

5. Mencatat setiap pengambilan biji kacang dengan ketentuan:

RR = apabila terambil 2 biji kacang tanah warna merah

Rr = apabila terambil 1 biji kacang tanah warna merah dan 1 biji kacang tanah warna putih

Rr = apabila terambil 2 biji kacang tanah warna putih

R = biji kacang tanah warna merah

r = biji kacang tanah warna putih

6. Melakukan pengambilan dengan 64 kali dan 100 kali secara acak

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

db = 3 – 1 = 2

5% = 5,991

10% = 4,605

Jika X²(tes) < X²(tabel) maka terbukti

Jika X²(tes) > X²(tabel) maka tidak terbukti

4.1.1 Pengambilan 64 kali

Ulangan	Genotipe			Jumlah
Ulangan	RR	Rr	Rr	Jumlah
1	14	28	22	64
2	5	35	24	64
3	18	23	23	64
Rata-Rata	12,33	28,67	23

Genotipe	Observasi (O)	Expexted (E)	(O – E)	(O – E)²/E
RR	12,33	16	-3,67	0,84
Rr	28,67	32	- 3,33	0,35
Rr	23	16	7	3,06
Jumlah				4,25

5% X²(tes) < X²(tabel)

4,25 < 5,991 (Terbukti)

10% X²(tes) < X²(tabel)

4,25 < 4,605 (Terbukti)

4.1.1 Pengambilan 100 kali

Ulangan	Genotipe			Jumlah
Ulangan	RR	Rr	rr	Jumlah
1	17	58	25	100
2	15	59	26	100
3	17	58	25	100
Rata-Rata	16,33	58,33	25,33

Genotipe	Observasi (O)	Expexted (E)	(O – E)	(O – E)²/E
RR	16,33	25	-8,67	3,005
Rr	58,33	50	8,33	1,39
Rr	25,33	25	0,33	0,005
Jumlah				4,39

5% X²(tes) < X²(tabel)

4,39 < 5,991 (Terbukti)

10% X²(tes) < X²(tabel)

3,39 < 4,605 (Terbukti)

4.2 Pembahasan

Keragaman genotip untuk sifat-sifat kuantitatif seperti komponen hasil sering saling berubah dan hasil sering berubah dari suatu lingkungan ke lingkungan lain karena adanya interaksi antara genotip dan lingkungan. Seringkali percobaan perkawinan yang kita lakukan menghasilkan keturunan yang tidak sesuai dan benar dengan Hukum Mendel. Hukum Mendel 1 dimana disebut hukum segregasi bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet (sel kelamin), kedua gen induk (Parent) yang merupakan pasangan alel akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari induknya. Alel memisah (segregasi) satu dengan yang lain selama pembentukan gamet yang diwariskan secara acak ke dalam gamet-gamet yang sama jumlahnya. Sebagai dasar segregasi satu pasang alel terletak pada lokus yang sama dari kromosom homolog. Kromosom homolog ini memisah secara bebas pada anaphase pertama dari meiosis dan tersebar ke dalam gamet-gamet yang berbeda (Crowder, 1997).

Percobaan ini merupakan suatu pembandingan genetik tiruan dengan random sampling, dimana juga merupakan simulasi untuk membuktikan teori hukum mandel, simulasi ini dilakukan dengan menggunakan biji kacang tanah dengan 2 warna yaitu warna merah diberi simbol R menandakan sifat dominan, dan menutupi sifat resesif pada biji kacang tanah warna putih yang dilambangkan dengan r. Percobaan ini dilakukan dengan pengambilan biji kacang tanah merah dan kacang tanah putih secara bersamaan dan acak dari 2 kantong kain hitam yang mana kedua kantong tersebut berisi campuran kacang tanah berwarna merah dan berwarna putih sebanyak masing-masing 100 biji (dalam satu kantong berisi 200 biji kacang tanah) serta untuk pengambilan selain secara acak juga dilakukan tanpa melihat, percobaan ini dilakukan dengan 2 kali pengambilan dimana terdiri dari pengambilan 64 kali dan pengambilan 100 kali. Tiap kali mengambil biji kacang tanah, kantong kain hitam harus dikocok terlebih dahulu. Adapun fungsi pengocokan adalah agar butir-butir kacang tanah dapat tercampur secara merata (homogen). Perlakuan ini bertujuan agar setiap butir biji kacang tanah memiliki kesempatan yang sama untuk terambil.

Untuk mengatahui apakah percobaan telah sesuai dengan hukum segregasi Mendel, maka dibuat perhitungan dan tabel yang disebut chi-square. Metode ini membandingkan data percobaan yang diperoleh dari hasil persilangan-persilangan dengan hasil yang diharapkan berdasarkan hipotesis secara teoritis. Biasanya nilai kemungkinan 5 % dianggap garis betas antara menerima dan menolak hipotesis. Berdasarkan data pada tabel ketentuan Chi Square tabel telah diketahui yaitu x²_(tabel)(Chi Square tabel) untuk 5% memiliki nilai 5,991 sedangkan untuk yang 10% memiliki nilai 4,605.

Dari hasil percobaan diketahui pada pengambilan 64 kali memiliki rata-rata genotip RR sebanyak 12,33, Rr sebanyak 28,67, dan rr sebanyak 23. Hal ini dapat disimpulkan bahwa untuk 5% dan 10% x²_(tes)lebih kecil daripada x²_(tabel) dengan hasil 4,25. Demikian pula pada pengambilan 100 kali memiliki rata-rata genotip RR sebanyak 16,33, Rr sebanyak 58,33, dan rr sebanyak 25,33 dan untuk 5% dan 10% x²_(tes)lebih kecil daripada x²_(tabel) dengan hasil 4,39.

Dari hasil perhitungan yang ditulis pada tabel pengamatan maka hasilnya menunjukan bahwa hasil Chi Square tes lebih kecil dari pada hasil Chi Square tabel, baik pada pengambilan dengan 64 kali maupun pengambilan 100 kali. Sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil tes dapat diterima atau terbukti. Dengan terbuktinya hasil tes tersebut maka dapat diketahui bahwa teori Mendel adalah benar.

BAB 5. KESIMPULAN

Setelah melakukan praktikum “Membandingkan Genetika Tiruan Dengan Random Sampling” ini dapat diperoleh kesimpulan bahwa pembandingan genetika tiruan dengan menggunakan biji kacang tanah warna merah dan putih dapat diterima sebagai genetika tiruan karena pada pengujian dengan pengambilan 64 kali dan pengambilan 100 kali menunjukkan bahwa hasil perhitungan terbukti/diterima dimana hasil Chi Square Tes lebih kecil dibandingkan Chi Square tabel dan ini berarti teori hukum Mendel adalah benar. Chi-square merupakan metode untuk membandingkan data percobaan yang diperoleh dari hasil persilangan-persilangan dengan hasil yang diharapkan berdasarkan hipotesis secara teoritis.