Miftachurohman

LAPORAN PRAKTIKUM
DASAR-DASAR PEMULIAAN TANAMAN

HERITABILITAS DAN KEMAJUAN GENETIK

Disusun oleh:
Miftachurohman

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN GENETIKA
JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2013

Hasil Pengamatan

Heritabilitas

Varian genotipe (G2) = 5,32145
Varian sesatan (E2) = 12,0356
Varian fenotipe (P2) = varian Genotipe(G2) + varian sesatan (E2)
Varian fenotipe = 17,35705
Heritabilitas (H2) = G2P2
Heritabilitas (H2) = 0,306587
= 30,66 %

Kesimpulan: H2 > 20 % maka heretabilitasnya tergolong sedang, jadi terdapat pengaruh genetik dan pengaruh lingkungan terhadap fenotip tanaman. Sehingga perlu usaha yang lebih untuk memperlihatkan ekspresi genetiknya.

Hasil Seleksi

µ = 15,19
µ1 = 20,03
µ2 = 19,64
µ3 = 19,01

Perhitungan diferensial seleksi dan intensitas seleksi dengan p=0,03
S = µs – µo
S = µ1 – µo
S = 20,03 – 15,19
= 4,84

Perhitungan diferensial seleksi dan intensitas seleksi dengan p=0,05
S = µs – µo
S = µ2 – µo
S = 19,64 – 15,19
= 4,45

Perhitungan diferensial seleksi dan intensitas seleksi dengan p=0,10
S = µs – µo
S = µ3 – µo
S = 19,01 – 15,19
= 3,82

Tabel 1. Nilai Hasil Seleksi

Diagram Distribusi Normal Tinggi Seratus Tanaman

Diagram Diferensial Seleksi dengan p=0,03

Diagram Diferensial Seleksi dengan p=0,05

Diagram Diferensial Seleksi dengan p=0,10

Perhitungan Perhitungan Harapan Kemajuan Genetik

Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,03
R=i1.p.H2
R= 2,25. 0,84. 0,31
= 0,59

Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,05
R=i2.p.H2
R= 2,06. 0,8. 0,3
= 0,51

Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,10
R=i3.p.H2
R= 1,77. 0,88. 0,31
= 0,48

Tabel 2. Perhitungan Nilai Harapan Kemajuan Genetik

Dagram Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,03

Diagram Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,05

Diagram Harapan Kemajuan Genetik dengan p=0,10

Pembahasan

Heritabilitas menyatakan perbandingan atau proporsi varian genetic terhadap varian total(Varian fenotip) yang biasanya dinyatakan dengan persen(%). Heritabilitas dituliskan dengan huruf H atau h2. Heritabilitas dapat dibedakan menjadi dua pengertian, yaitu heritabilitas dalam arti sempit dan heritabilitas dalam arti luas. DAlam arti sempit, heritabilitas merupakan perbandingan Antara varian aditif dan varian fenotip. Heritabilitas dalam arti luas adalah perbandingan Antara varian genetic total dan varian fenotip(Mangoendidjodo, 2003).

Menurut Sabu et al. (2009) nilai heritabilitas yang tinggi berarti faktor genetik memberikan kontribusi penting dalam proses seleksi berikutnya. Nilai heritabilitas menunjukkan bagaimana proporsi suatu gen dapat diturunkan pada generasi berikutnya berdasarkan observasi sifat fenotipe yang diamati. Nilai heritabilitas menunjukkan bagaimana proporsi suatu gen dapat diturunkan pada generasi berikutnya berdasarkan observasi sifat fenotipe yang diamati.

Menurut Poehlman (1983), keberhasilan suatu program pemuliaan tanaman pada hakekatnya sangat tergantung kepada adanya keragaman genetik dan nilai duga heritabilitas. Sementara itu Knight (1979) menyatakan bahwa pendugaan nilai keragaman genetik, dan nilai duga heritabilitas bervariasi tergantung kepada faktor lingkungan. Bila tingkat keragaman genetik sempit maka hal ini menunjukkan bahwa individu dalam populasi tersebut relatif seragam. Dengan demikian seleksi untuk perbaikan sifat menjadi kurang efektif (Wilson, 1981). Sebaliknya , makin luas keragaman genetik , makin besar pula peluang untuk keberhasilan seleksi dalam meningkatkan frekuensi gen yang diinginkan. Dengan kata lain , kesempatan untuk mendapatkan genotipe yang lebih baik melalui seleksi semakin besar (Allard, 1960; Poespodarsono, 1988).

Heritabilitas dapat dijadikan landasan dalam menentukan program seleksi. Seleksi pada generasi awal dilakukan bila nilai heritabilitas tinggi, sebaliknya jika rendah maka seleksi pada generasi lanjut akan berhasil karena peluang terjadi peningkatan keragaman dalam populasi (Falconer, 1970).

Dahlan dan Sumarjan (2001) menyatakan bahwa heritabilitas menentukan kemajuan seleksi, makin besar nilai heritabilitas makin besar kemajuan seleksi yang diraihnya dan makin cepat varietas unggul dilepas. Sebaliknya semakin rendah nilai heritabilitas arti sempit makin kecil kemajuan seleksi diperoleh dan semakin lama varietas unggul baru diperoleh.

Kriteria nilai heritabilitas dalam arti luas menurut Bari dan Samsudin(1976) adalahs ebagai berikut:

H < 0,2 = Heritabilitas rendah
0,2<H<0,5 = Heritabilitas sedang
H>0,5 = Heritabilitas tinggi

Dari hasil praktikum, nilai H2 tinggi tanaman dari 100 tanaman padi adalah 30,66%. Nilai H2 > 20 % maka heretabilitasnya tergolong sedang. jadi terdapat pengaruh genetik dan pengaruh lingkungan terhadap fenotip tanaman. Sehingga perlu usaha yang lebih untuk memperlihatkan ekspresi genetiknya.

Nilai heritabilitas yang tinggi sangat berperan dalam meningkatkan efektifitas seleksi. Pada karakter yang memiliki heritabilitas tinggi (Tabel 2 dan Tabel 3) seleksi akan berlangsung lebih efektif karena pengaruh lingkungan kecil, sehingga faktor genetik lebih dominan dalam penampilan genetik tanaman. Pada karakter yang nilai duga heritabilitasnya rendah seleksi akan berjalan relatif kurang efektif, karena penampilan fenotipe tanaman lebih dipengaruhi faktor lingkungan dibandingkan dengan faktor genetiknya.

Suatu dugaan heritabilitas yang rendah menyatakan bahwa kolerasi yang rendah antara genotipe dan fenotipe. Dugaan heritabilitas rendah juga menyatakan bahwa ragam yang disebabkan aksi gen aditif mungkin kecil. Apabila heritabilitas satu sifat rendah maka aksi gen bukan aditif seperti dominan lebih, dominan dan epistasis adalah penting. Nilai heritabilitas tinggi yang diikuti dengan kemajuan genetik harapan tinggi akan lebih meningkatkan keberhasilan seleksi. Hal ini sesuai dengan pendapat Muliarta dkk(2003) dimana heritabilitas akan lebih bermanfaat bila dipandu dengan simpangan baku fenotipik dan intensitas seleksi untuk mengetahui kemajuan genetik atau respon seleksi suatu karakter. Nilai heritabilitas tinggi yang diikuti oleh respon seleksi tinggi merupakan hasil kerja gen aditif. Sebaliknya suatu sifat yang memiliki nilai heritabilitas tinggi dan diikuti dengan respon seleksi rendah akibat pengaruh gen bukan aditif (dominan, epistasis)

Dari diagram distribusi normal tinggi seratus tanaman, dapat dilihat bahwa diagram berwarna merah semua. . Daerah yang berwarna merah menggambarkan keseratus tanaman yang diamati. Kemudian dilakukan seleksi terhadap 3% , 5% dan 10% tanaman tertinggi. Pada diagram diferensial seleksi dengan p=0,03, maka pada diagram aka nada bagian yang berwarna biru. Tanaman yang terseleksi tersebut ditunjukkan dengan daerah biru pada diagram. Warna biru ini akan semakin banyak ketika nilai p semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa jika tanaman yang diseleksi semakin banyak, maka warna biru pada diagram akan semakin banyak. Jika demikian, maka hasil seleksi dengan nilai p=0,3 maka hasil dari seleksi tersebut akan menunjukkan hasil yang paling baik. Hal ini akan semakin menurun jika nilai p semakin besar.

Kemajuan genetik harapan merupakan tolak ukur dalam persen dari pergeseran nilai tengah populasi dari kondisi populasi sampai kondisi setelah dilakukan seleksi, dengan asumsi besaran differensial.  Menurut Quissenberry,(1982) besarnya. kemajuan genetik sejalan dengan hipotesis segregasi transgresif, dimana karakter hasil dikendalikan oleh sistem gen ganda yang bekerja secara efek dominan, genotipe yang mengakumulasi lebih banyak gen dominan mempunyai hasil lebih tinggi.

Dari hasil perhitungan kemajuan genetik pada p=0,03;0,05;dan 0,1, maka didapatkan nilai kemajuan genetic berturut-turut sebesar 0,58; 0,51; dan 0,49. Kemajuan genetik dapat dijadikan petunjuk dalam penentuan kegiatan seleksi. Bila nilai kemajuan generik harapan suatu karakter tinggi berarti besar peluang untuk dilakukanya perbaikan karakter tersebut melalui seleksi. Sebaliknya jika nilai kemajuan genetik harapan rendah, maka kegiatan seleksi pada karakter yang bersangkutan dapat dilakukan pada satu kali generasi untuk membentuk populasi yang seragam atau kegiatan seleksi dapat dihentikan karena perbaikan yang akan dicapai relatif rendah. Kemajuan genetik (R) dapat ditentukan melalui hubungan heritabilitas (H2), deferensial seleksi (selection differential) yaitu S (S=µs-µ0) dan intensitas seleksi (intensity of selection) yaitu i (i = Sp).

R = H2S, dengan nilai S yang dibakukan menjadi:
Rp=H2Sp, dengan i = Sp maka bentuknya menjadi:
R= i PH2

Kesimpulan

1. Heritabilitas menyatakan perbandingan atau proporsi varian genetic terhadap varian total(Varian fenotip) yang biasanya dinyatakan dengan persen(%).
2. Nilai heritabilitas menunjukkan bagaimana proporsi suatu gen dapat diturunkan pada generasi berikutnya berdasarkan observasi sifat fenotipe yang diamati. Nilai heritabilitas yang tinggi berarti faktor genetik memberikan kontribusi penting dalam proses seleksi berikutnya.
3. Nilai heritabilitas dari 100 tanaman padi adalah 30,66%

Daftar Pustaka

Allard,R.W., 1960. Principles of Plant Breeding. John Wiley and Sons Inc, New York.

Bari A.,S.Musa dan E. Samsudin. 1976. Pengantar Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi Fakultas Pertanian Bogor.  

Falconer, D.S. 1970. Introduction to Quantitative Genetic, The Ronald Press Company, New York.

Knight, R. 1979. Quantitative Genetics, Statistics and Plant Breeding. In G.M. Halloran, R.

Knight, K.S. Mc Whirter and D.H.B. Sparrow (ed.) Plant Breeding. Australia Vice Consellors Comite, Brisbane.  

Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman. Kanisius, Yogyakarta.

Muliarta, N. Kantun, Sanisah dan N. Soemenaboedhy. 2005. Upaya mendapatkan padi beras merah tahan kekeringan melalui metode seleksi “Back Cross”. Penelitian Hibah Bersaing XI/3.

Poelhman,J.M.1983. Crop breeding a hungry word,in: D.R. Wol(Ed.). Crop Breeding.Am.Soc. of Agron. Crop. Sci. Of Amirica.Madicon.Wisconsin.

Poespodarsono, S. 1988. Dasar-Dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor. Bekerja sama dengan Lembaga Sumberdaya Informasi-IPB. Bogor.

Quissenberry, J.E. 1982. Breeding for Drought resistance and plant water use efficiency. Breeding for less favorable environment , Jonh wiley and Son, INC., Wisconsin, USA.

Sabu, K.K., M.Z. Abdullah, L.S Lim, R. Wickneswari. 2009. Analysis of heritability and genetic variability of agronomically important tarits in Oryza sativa L. x O. rufipogon Cross. Agronomy Res. 7:97-102.

Sumarjan. 2001. Klasifikasi padi lokal (Oryza sativa. L.) di Lombok berdasarkan sifat dan ciri morfologi-anatomi. (Thesis). Program Pasca Sarjana Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Wilson,D., 1981. Breeding for Morphological and Physiological traits. In K.j.Free (ed). Plat breeding II. The Gowa Sate University Press.Minnesota.