BAB VIII PEMBIAKAN TANAMAN

Transkripsi

1 BAB VIII PEMBIAKAN TANAMAN Dept. Agronomi & Hortikultura Faperta IPB Jl. Meranti Kampus Darmaga IPB Bogor Telp/fax :

2 Lingkup dan TIK Lingkup: Reproduksi, pembiakan seksual dan aseksual, sertifikasi benih dan bibit tanaman. Tujuan Instruksional Khusus (TIK): - Mahasiswa mampu menjelaskan pembiakan tanaman secara seksual dan aseksual, - Mahasiswa menjelaskan produksi bahan tanaman (benih dan bibit). 2

3 REPRODUKSI Rangkaian proses pengabadian dan pelipatgandaan dari sel dan organisme Tujuan utama: Mempertahankan keberadaan jenis Melalui pertambahan jumlah untuk memelihara sifatsifat penting tanaman Penggunaannya merupakan dasar pertanian SEKSUAL ASEKSUAL 3

4 Reproduksi dimulai dari penggandaan (replikasi) DNA yang kemudian dilanjutkan dengan pembelahan sel. Sistem penggandaan DNA merupakan penggandaan informasi genetik untuk pengabadian suatu organisme/tanaman 4

5 Untai DNA digandakan secara semikonservatif: 5

6 Alur hidup tanaman: Tanaman Dewasa Pembelahan meosis Gamet (jantan, betina) Penyerbukan Pembuahan Zygot Biji Kecambah Tanaman Dewasa 6

7 Lingkaran Hidup Tanaman 7

8 Tipe Perbanyakan Tanaman Induk Penyerbukan -Sendiri -Silang Pembuahan Biji Tanaman Baru SEKSUAL Jaringan vegetatif -Stek -Sambung -Kultur jaringan -Biji -dll Tanaman Baru yang sama secara genetik dengan tanaman induknya ASEKSUAL 8

9 Reproduksi Seksual Cara yang paling umum untuk membiakkan tanaman menyerbuk sendiri, Juga digunakan untuk tanaman menyerbuk silang, Sering merupakan satu-satunya cara yang mungkin dan praktis untuk digunakan, contoh: jagung, kedelai, kacang tanah, padi, 9

10 Keuntungan: cara yang paling murah, mudah dalam penyimpanan untuk jangka waktu lama (untuk benih ortodoks), bebas penyakit tertentu (seperti virus), Kelemahan: segregasi untuk tanaman heterozigot, lama baru berbuah. Untuk kentang: tahun pertama ditanam dengan biji bukan hanya tidak seragam tapi juga tidak akan dihasilkan umbi besar. 10

11 Reproduksi seksual pada tanaman didahului dengan pembentukan gamet jantan dan betina. Gamet jantan berupa sel sperma terbentuk dalam polen dan gamet betina berupa sel telur yang terbentuk di dalam kantung embrio. Pembentukan gamet dimulai dari pembelahan meiosis yang menghasilkan reduksi kromosom. 11

12 Pembelahan Meiosis - Dasar dari reproduksi seksual, - Jumlah kromosom sel anak separuh dari sel induk, - Pembelahan meiosis dilanjutkan dengan pembentukan gamet. 12

13 Proses pembentukan gamet jantan Sel induk mikrospora diploid (mikrosporosit) dalam antera membelah secara meiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid, Pada meiosis II menghasilkan 4 mikrospora haploid (n) yang berkelompok membentuk tetrad, Setiap mikrospora akan mengalami kariokinesis (pembelahan inti), sehingga menghasilkan 2 inti yang haploid yaitu satu inti dinamakan inti saluran serbuk sari dan satu inti generatif. 13

14 Inti generatif membelah secara mitosis tanpa disertai sitokinesis dan terbentuklah 2 inti sperma (n). Dua buah inti sperma terdiri dari inti generatif dan inti vegetatif. Proses pembentukan gamet jantan 14

15 Proses pembentukan gamet betina Sel megaspora akan membelah secara meiosis dan dari satu sel induk kantung lembaga membentuk 4 sel yang haploid. Tiga sel akan mereduksi dan lenyap, satu sel berkembang lebih lanjut. Satu sel tersebut membelah secara mitosis sebanyak 3 kali, pembelahan pertama menghasilkan 2 inti sel, pembelahan kedua menghasilkan 4 inti sel dan pembelahan ketiga menghasilkan 8 inti sel. 15

16 Letak 8 buah inti (nuclei) telah teratur yang terbagi ke dalam 3 kelompok: a. Kelompok I, terdiri atas 1 inti sel telur + 2 inti sinergid, yang di dalam kandung embrio terletak di bagian ujung dekat mikropil. b. Kelompok II, terdiri atas 2 inti polar, terletak di bagian tengah dari kandung embrio. c. Kelompok III, terdiri atas 3 inti antipodal, terletak di bagian ujung lainnya dari kandung embrio, yaitu pada jarak yang paling jauh dari inti sel telur atau mikropil (dekat chalaza). 16

17 Proses pembentukan gamet betina dan letak 8 buah inti (nuclei) dalam kandung embrio 17

18 Penyerbukan dan pembuahan Penyerbukan adalah jatuhnya serbuk sari di atas kepala putik. Serbuk sari akan berkecambah dan membentuk tabung serbuk sari. Tabung serbuk sari tumbuh dan memanjang menuju ke ruang bakal buah. proses ini memerlukan waktu 5-60 jam. 18

19 Pembuahan adalah peleburan inti sel polen (serbuk sari) dengan inti sel telur. Terjadi dua pembuahan dalam kandung embrio, yaitu antara inti sel polen dengan inti sel telur dan kedua inti polar, peristiwa ini disebut pembuahan ganda. Hasil peleburan antara inti sel polen dengan inti sel telur akan menjadi embrio. Peleburan antara inti sel polen dengan dua inti polar akan menjadi endosperma, yaitu cadangan makanan bagi embrio. 19

20 Proses pembuahan 20

21 Proses perkembangan embrio 21

22 Setelah terjadi pembuahan, maka bakal buah bersama dengan bagian-bagian mengalami perubahan bentuk seperti berikut: (1) Inti sel telur akan menjadi zigot, (2) Dua buah inti polar menjadi endosperm, (3) Inti bakal biji menjadi perisperm (perispermium), (4) Selaput dalam dari bakal biji menjadi kulit biji sebelah dalam (tegmen), (5) Selaput luar dari bakal biji menjadi kulit bakal biji sebelah luar (testa), (6) Bakal biji menjadi biji, (7) Daun buah menjadi kulit buah, (8) Bakal buah menjadi buah. 22

23 Perkembangan biji dan buah 23

24 Reproduksi Aseksual Reproduksi aseksual bertujuan: meregenerasikan jaringan atau bagianbagian tanaman, tanpa penyatuan gamet jantan dan betina, Dapat terjadi 100% alami (tinggal tanam) Dengan tujuan efisiensi dan efektvitas, dilakukan secara buatan (artifisial) Mempercepat laju perbanyakan. 24

25 Dasar: totipotensi setiap sel hidup memiliki informasi lengkap sebagai individu sempurna sehingga dapat menjadi individu baru yang sempurna Contoh regenerasi adventif: stek batang membentuk akar (teh, tebu) stek akar membentuk tunas (ubi jalar) stek daun membentuk akar & tunas (cocor bebek, violces) 25

26 Lazimnya vegetatif (tidak melibatkan benih) Basis: pembelahan mitosis genotipe hasil pembiakan = tanaman induk Menghasilkan individu-individu baru yang sama dengan induknya Fragaria 26

27 Pembelahan Mitosis - Dasar dari reproduksi aseksual, - Jumlah kromosom sel anak sama dengan sel induk, - Sel anak identik dengan sel induk. 27

28 Beberapa Contoh Manfaat/Keuntungan Reproduksi Aseksual Tanaman seragam identik dengan induk Dapat mempercepat masa produktif Lebih mudah dilakukan (stek, struktur khusus) Dapat menggabungkan dua atau lebih genotipe dalam satu individu tanaman (penyambungan dan okulasi) 28

29 Melestarikan mutasi yang menguntungkan (apel manalagi dari apel malang) Teknik kultur jaringan: dapat diproduksi secara masal Dapat membantu proses seleksi dalam pemuliaan, Tanaman lebih mudah terbentuk melalui reproduksi aseksual. Misalnya: nenas membiak dengan crown, slip, shoot dan sucker. Biji nenas sulit terbentuk karena adanya ketakserasihan sendiri (self-inkompability). 29

30 Teknik Pembiakan Aseksual 1. Biji non sigotik: a. biji apomiktik (Manggis) b. biji nuselar (biji poliembrioni: pada 1 biji terdapat banyak tunas atau embrio. Kemungkinan 1 berupa embrio sigotik, lainnya berasal dari jaringan nuselus yang idendik dengan induk; jeruk, mangga, apokad) 30

31 Mekanisme apomiksis pada tanaman 31

32 2. Struktur Vegetatif Khusus (ingat Bab V) Runner atau Sulur (Stroberi, pegagan) Umbi lapis (Bawang merah) Umbi sisik (Bunga Lili) Rhizome (Alang-alang); Rimpang : Jahe) Carang batang (Pisang) Umbi batang (Kentang) Umbi akar (Ubi jalar) Struktur khusus biasanya untuk bertahan hidup pada kondisi sub optimum; dormansi merupakan nilai ekonominya (umbi-umbian). 32

33 3. Induksi akar dan pucuk adventif Cangkok induksi akar Stek induksi akar, tunas (tergantung jenis stek) Merunduk bentuk sederhana cangkok 4. Penyambungan: grafting dan budding 5. Kultur Jaringan 33

34 Tunas adventif Umbi batang: kentang Umbi lapis: bawang Sulur: stroberi 34

35 Teknik mencangkok 35

36 Stek daun: Begonia 36

37 Merunduk

38 Teknik menyambung 38

39 Teknik okulasi 39

40 Kultur Jaringan 40

41 ORGANOGENESIS Eucalyptus sp.

42 Perbanyakan tanaman mangga melalui embrio somatik

43 Teknologi Benih Benih biji untuk perbanyakan tanaman faktor penting dalam siklus pertanian Benih bermutu Teknologi Benih -Viabilitas tinggi -Bebas penyakit -Bebas kotoran -Murni -Benar sesuai nama -Penanaman khusus -Pemanenan -Pembersihan -Pengeringan -Perlakuan khusus -Pengepakan -Penyimpangan 43

44 Pemuliaan dan Sertifikasi Pemuliaan : Upaya perbaikan sifat-sifat tanaman agar mempunyai nilai yang lebih baik (produksi lebih tinggi, mutu hasil lebih baik) Untuk menjaga dan menjamin sifat unggul hasil pemuliaan dilakukan sertifikasi Breeder Seed Benih Penjenis Foundation Seed Benih Dasar Stock Seed Benih Pokok Extension/Certified Seed Benih Sebar/ Bersertifikat 44

45 Contoh varietas unggul beberapa jenis tanaman Padi sawah Padi gogo Jagung Kedelai Kacang tanah Kacang hijau Tomat Cabai Kubis Tebu Teh Karet : : : : : : : : : : : : IR 64, Ciherang, Way Apoburu Jatiluhur, Gajah Mungkur, Singkarak Bisma, Arjuna, Pioneer, Bima Wilis, Galunggung, Slamet Gajah, Kidang, Anoa, Panther Merak, Betet, Walet Intan, Precious, Ratna, Gondol Lembang Jatilaba, Biola, Gada, PM999 Rotan Osena, Bonet PS 851, PS 862, PS 864 TRI 2025, Gmb 1 s.d. Gmb 11 PR 260, PB

46 Produksi Benih Produksi benih untuk tujuan perbanyakan dapat dilakukan di lokasi yang sama untuk memproduksi kropnya (tomat, semangka) tetapi beberapa jenis tanaman harus di lokasi khusus. Pembatasan ini dapat disebabkan oleh syarat pembungaan khusus, seperti induksi dingin (contoh: kubis) atau fotoperiodesitas 46

47 Dalam banyak tanaman, biji harus diekstraksi dari daging buah atau pulpnya, misalnya dengan fermentasi. Contoh : benih tomat, fermentasi dilakukan dengan merendam benih dalam air selama 2-3 hari, agar benih terpisah dari kulit buah. Pada polong-polongan, benih cukup dipisahkan dari kulitnya yang umumnya merekah. 47

48 Penyimpanan Benih Penyimpanan benih harus dilakukan sebaik mungkin Umur simpan benih berbeda-beda menurut spesiesnya. Kebanyakan benih mempertahankan viabilitasnya tertinggi pada RH 4 6 % (benih ortodoks) walau ada benih-benih tertentu (jeruk, nangka, rambutan) cepat kehilangan viabilitasnya pada kelembaban rendah (benih recalcitrant. 48

49 Penyimpanan Benih No. Macam Penyimpanan Suhu Kelembaban Kemasan Ketahanan Simpan 1. Penyimpanan benih terbuka Kamar (27o C) Kamar Kantong kertas, kantong plastik, karung goni/kain < 3 bulan 2. Penyimpanan benih terbuka Kamar (27o C) Kamar Aluminium foil, kaleng 1 2 tahun 3. Penyimpanan benih dingin 18o C 30% Kantong kertas, plastik, stoples, kain 5 tahun 4. Penyimpanan benih kering dan dingin 5 10o C 40 50% Tertutup rapat 10 tahun 5. Penyimpanan beku o C < 30% Aluminium foil, kaleng rapat, dan kedap > 10 tahun

50 Viabilitas benih Perkecambahan merupakan deretan kejadian dari biji dorman sampai bibit yang tumbuh, tergantung vaibilitas benih, pemecahan dormansinya, dan kondisi lingkungan yang cocok Viabilitas benih, ditunjukkan oleh persen benih yang dapat menyelesaikan perkecambahannya, laju perkecambahan dan vigor atau ketegaran bibit hasilnya

51 Dormansi benih Benih dikatakan dorman apabila benih tersebut sebenarnya hidup, tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan, bagi suatu perkecambahan Pemecahan dormansi, dapat dilakukan dengan berbagai cara, tergantung tipe dormansinya, yaitu skarifikasi, penyimpanan kering dan stratifikasi, kultur embrio, atau kombinasinya dibarengi pengendalian lingkungan.

52 Penanaman benih Penanaman langsung Untuk tanaman yang sukar dipindah-tanamkan, atau yang harga individunya tidak memungkinkan, kerepotan dan biaya transplanting. Contoh: buncis, lobak, jagung manis, mentimun, bayam, kangkung. Sebelum tanam langsung, sebaiknya benih diredam dulu semalam, agar terjadi keserempakan berkecambah.

53 Pindah-tanam atau transplanting Bibit siap semai bisa menjadi bisnis tersendiri, perusahaan atau petani dengan skala besar tinggal memesan bibit tanpa repot-repot menyemai atau membumbung, Bila bibit semai sulit dipindahkan, seperti mentimun, melon dan semangka, benih bisa ditanam di wadah individu, misal: tray semai, polibag, plastik es, dll.

54 Manajemen Pembibitan berbasis Pembiakan Aseksual Pengembangan Nuclear Stock Analisis awal Inspeksi visual Uji virus Uji progeny Step 1. Pengembangan Step 2. Pemeliharaan Step 3. Perbanyakan dan distribusi bibit Source Block Foundation or Mother Block Propagation Increase Block Commercial Plants 54

55