laporan genetika tanaman persilangan buatan

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TANAMAN

PERSILANGAN BUATAN

Disusun Oleh :

Dini Nur Amania

1604020035

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2017

Sabtu, 22 April 2017

PERSILANGAN BUATAN

A.    TUJUAN

1.      Mengetahui macam-macam persilangan buatan.

2.      Melatih penggunaan rumus Binomial Newton.

3.      Melatih penggunaan Chi-square Methods.

B.     DASAR TEORI

Gen adalah bahan genetikyang terkait dengan sifat tertentu. Sebagai bahan genetik tentu saja gen diwariskan dari satu individu ke individu lainnya. Gen memiliki  bentuk-bentuk alternatif yang dinamakan alel. Ekspresi dari alel dapat serupa, tetapi orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotifik  berbeda. Gregor Mendel telah berspekulasi tentang adanya suatu bahan yang terkait dengan suatu sifat atau karakter di dalam tubuh suatu individu yang dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Ia menyebutnya “faktor”. Hukum segregasi  bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet, kedua gen yang merupakan  pasangan alel itu akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari alelnya. Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok :

1.      Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter. Ini adalah konsep mengenai alel.

2.      Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantanan satu dari tetua  betina.

3.       Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda, alel dominan akan terekspresikan. Alel resesif yang tidak terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk.

Salah satu aspek yang penting pada organisme hidup adalah kemampuannya untuk melakukan reproduksi dan dengan demikian dapat melestarikan jenisnya. Pada organisme yang berbiak secara seksual, individu baru adalah hasil kombinasi informasi genetis yang disumbangkan oleh 2 gamet yang berbeda yang berasal dari kedua parentalnya. Mendel adalah seorang yang genius dan telah berhasil dalam percobaan-percobaannya pada bidang hibridasi. Mendel telah berhasil menyusun beberapa postulatnya, sebagai berikut:

a.       Sifat materai herediter berupa benda atau partikel dan bukan berupa cairan atau homurai.

b.      Sifat tersebut berpasangan.

c.       Sifat yang tertutup dapat muncul kembali, artinya sifat yang resesif akan terlihat ekspresinya dalam keadaan yang tertentu.

Mendel mempunyai suatu hukum yaitu hukum segregasi: sifat materai herediter (genetisnya) alel yang bersegregasi satu dan yang lainnya akan nampak dalam bentuk gamet. Dan hukum Independerae Assortment segregasi dari sepasang alel tersebut bebas dalam hal penggabungannya kemudian kembali. Syarat-syarat hukum mendel yaitu survival gamet sama, survival zygote sama & survival embrio sama.

Persilangan monohibrida adalah persilangan sederhana yang hanya memperhatikan satu sifat atau tanda beda. Percobaan ini akan diujikan pada lalat Drosophila dengan maksud untuk membuktikan Hukum Mendel I. Pada kasus dominant penuh, keturunan yang didapat pada F₂ akan menunjukkan perbandingan fenotip dominan dan resesif 3 : 1 atau perbandingan genotip 1 : 2 : 1. Analisa dengan uji X² hanya dilakukan untuk perbandingan fenotipnya. Persilangan ini bersifat resiprokal, artinya penggunaan individu jantan dan betina dengan satu tanda beda tertentu dapat sesuka hati tanpa ada pengaruhnya dalam rasio fenotip generasi kedua (F₂).

Hukum kedua Mendel menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain sehingga alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling memengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman tidak saling mempengauhi. Induk jantan (tingkat 1) mempunyai genotipe ww (secara fenotipe berwarna putih), dan induk betina mempunyai genotipe RR (secara fenotipe berwarna merah).

Persilangan dihibrida merupakan perkawinan dua individu dengan dua tanda beda. Persilangan ini dapat membuktikan kebenaran Hukum Mendel II yaitu bahwa gen-gen yang terletak pada kromosom yang berlainan akan bersegregasi secara bebas dan dihasilkan empat macam fenotip dengan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. kenyataannya, seringkali terjadi penyimpangan atau hasil yang jauh dari harapan yang mungkin disebabkan oleh beberapa hal seperti adanya interaksi gen, adanya gen yang bersifat homozigot letal dan sebagainya.

Masalah penurunan sifat atau hereditas mendapat perhatian banyak peneliti. Peneliti yang paling popular adalah Gregor Johann Mendel yang lahir tahun 1822 di Cekoslovakia. Pada tahun 1842, Mendel mulai mengadakan penelitian dan meletakkan dasar-dasar hereditas. Ilmuwan dan biarawan ini menemukan prinsip-prinsip dasar pewarisan melalui percobaan yang dikendalikan dengan cermat dalam pembiakan silang.  Penelitian-penelitian Mendel menghasilkan hukum Mendel I dan hukum Mendel II.

Mendel melakukan persilangan monohibrid atau persilangan satu sifat beda, dengan tujuan mengetahui pola pewarisan sifat dari tetua kepada generasi berikutnya. Persilangan ini untuk membuktikan hukum Mendel I yang menyatakan bahwa pasangan alel pada proses pembentukkan sel gamet dapat memisah secara bebas. Hukum Mendel I disebut juga dengan hukum segregasi.

Mendel melanjutkan persilangan dengan menyilangkan tanaman dengan dua sifat beda, misalnya warna bunga dan ukuran tanaman. Persilangan dihibrid juga merupakan bukti berlakunya hukum Mendel II berupa pengelompokkan gen secara bebas saat pembentukkan gamet. Persilangan dengan dua sifat beda yang lain juga memiliki perbandingan fenotip F₂ sama, yaitu 9 : 3 : 3 : 1. Berdasarkan penjelasan pada persilangan monohibrid dan dihibrid tampak adanya hubungan antara jumlah sifat beda, macam gamet, genotip, dan fenotip beserta perbandingannya.

Persilangan monohibrid yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan F₂, yaitu 1 : 2 : 1 merupakan bukti berlakunya hukum Mendel I yang dikenal dengan nama  Hukum Pemisahan Gen yang Sealel (The Law of Segregation of Allelic Genes). Sedangkan persilangan dihibrid yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan F₂, yaitu 9 : 3 : 3 : 1 merupakan bukti berlakunya Hukum Mendel II yang disebut Hukum Pengelompokkan Gen secara Bebas (The Law Independent Assortment of Genes). Dengan mengikuti secara saksama hasil percobaan Mendel, baik pada persilangan monohibrid maupun dihibrid maka secara sederhana dapat kita simpulkan bahwa gen itu diwariskan dari induk atau orang tua kepada keturunannya melalui gamet.

C.    ALAT DAN BAHAN

Alat :

1.      Alat tulis.

2.      Kertas.

3.      Tabel data analisa.

Bahan :

1.      Kantong plastik gelap.

2.      Kancing baju.

D.    CARA KERJA

a.         Monohibrid :

1.      Mengambil dua kantong plastik gelap, masing – masing kantong diisi dengan dua macam warna kancing baju dalam jumlah yang sama.

2.      Masing – masing warna 50 buah, jadi dalam satu kantong plastik terdapat 100 biji kancing baju dalam dua warna.

3.      Kantong plastik dikocok dengan sehomogen mungkin.

4.      Mengambil satu biji kancing secara acak dari masing – masing kantong.

5.      Kemudian hasil yang diperoleh dicatat dalam kertas yang tersedia.

6.      Kancing yang sudah diambil dimasukkan lagi ke dalam kantong plastik semula, kemudian kantong plastik dikocok lagi sampai homogen.

7.      Mengambil lagi kancing secara acak dari masing – masing kantong, dan kemudian lakukan hal yang sama seperti langkah diatas.

8.      Pengambilan dilakukan  sebanyak 100 kali.

9.      Hasil pengamatan dihitung dan dimasukkan ke dalam tabel yang tersedia.

10.  Menganalisa dengan X² ( chi – square methods ).

b.        Dihibrid :

1.      Mengambil 2 kantong plastik gelap, masing – masing diisi dengan 2 macam kancing warna yang berbeda. Dimana :

Kantong I       Hitam  =          A         = 50 buah

                       Putih    =          a          = 50 buah

Kantong II     Merah  =          B         = 50 buah

                       Hijau   =          b          = 50 buah

2.      Kantong plastik dikocok hingga homogen, lalu dari masing masing kantong plastik diambil 2 biji kancing sekaligus, hasilnya dicatat.

3.      Kancing baju yang baru diambil kemudian dikembalikan dan kemudian kantong plastik dikocok lagi hingga homogen.

4.      Pengambilan dilakukan sebanyak 100 kali.

5.      Menghitung hasil pengamatan dan memasukkannya ke dalam tabel yang tersedia.

6.      Menganalisa dengan X² ( chi – square methods ).

E.     HASIL PENGAMATAN

A.    Monohibrid ( 1 : 2 : 1 )

Dominan   : Hitam

Resesif      : Putih

Genotipe	O	E	( O – E )2	O – E    2 E	X2
HH	48	50	4	0,08	0,08
Hh	27	25	4	0,16	0,16
hh	25	25	0	0	0
Total	100				0,24

B.     Dihibrid ( 9 : 3 : 3 : 1 )

Dominan   : Hitam, Merah

Resesif      : Putih, Hijau

Genotipe	O	E	( O – E )2		O – E    2 E	X2
A_B_	51	56,25	27,56		0,48	0,48
A_bb	24	18,75	27,56		1,46	1,46
aaB_	16	18,75	7,56		0,40	0,40
aabb	9	6,25		7,56	1,20	1,20
Total	100					3,54

C.     Penyimpangan – penyimpangan dihibrid

Dominan   : Hitam, Merah

Resesif      : Putih, Hijau

-          Epistasis Resesif ( 9 : 3 : 4 )

Genotipe	O	E	( O – E ) 2	O – E     2         E	X2
A_B_	56	56,25	0,06	0,001	0,001
A_bb	24	18,75	27,56	1,469	1,469
aaB_ & aabb	20	25	25	1	1
Total	100				2,47

-          Epistasis Resesif Ganda ( 9 : 7 )

Genotipe	O	E	( O – E ) 2	O – E    2 E	X2
A_B_ & A_bb	53	56,25	10,56	0,18	0,18
aaB_ & aabb	47	43,75	10,56	0,24	0,24
Total	100				0,42

-          Epistasis Dominan Ganda ( 15 : 1 )

Genotipe	O	E	( O – E ) 2	O – E    2 E	X2
A_B_ & A_bb	99	93,75	27,56	0,29	0,29
aaB_ & aabb	1	6,25	27,56	4,40	4,40
Total	100				4,69

-          Epistasis Dominan Resesif ( 13 : 3 )

Genotipe	O	E	( O – E ) 2	O – E    2 E	X2
A_B_ & A_bb	84	81,25	7,56	0,09	0,09
aaB_ & aabb	16	18,75	7,56	0,40	0,40
Total	100				0,49

-          Epistasis Dominan ( 12 : 3 : 1 )

Genotipe	O	E	( O – E ) 2	O – E    2 E	X2
A_B_ & A_bb	71	75	16	0,21	0,21
A_bb	17	18,75	3,06	0,16	0,16
aabb	12	6,25	33,06	5,28	5,28
Total	100				5,65

F.     PEMBAHASAN

Tiap sifat dari makhluk hidup dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan yang dikenal dengan gen. Sepasang gen ini, satu berasal dari induk jantan dan yang lain dari induk betina. Gen yang sepasang ini disebut satu alel. Gen yang sealel akan memisah satu dengan lainnya pada waktu gametogenesis. Peristiwa pemisahan ini disebut dengan hukum segregasi secara bebas.

Persilangan monohibrida adalah persilangan sederhana yang hanya memperhatikan satu sifat atau tanda beda. Percobaan ini akan diujikan pada lalat Drosophila dengan maksud untuk membuktikan Hukum Mendel I. Pada kasus dominant penuh, keturunan yang didapat pada F₂ akan menunjukkan perbandingan fenotip dominan dan resesif 3 : 1 atau perbandingan genotip 1 : 2 : 1. Analisa dengan uji X² hanya dilakukan untuk perbandingan fenotipnya. Persilangan ini bersifat resiprokal, artinya penggunaan individu jantan dan betina dengan satu tanda beda tertentu dapat sesuka hati tanpa ada pengaruhnya dalam rasio fenotip generasi kedua (F₂).

Pada percobaan persilangan monohibrid ini menggunakan kancing berwarna hitam dan putih, dimana kancing berwarna hitam sebagai gen dominan yang dilambangkan dengan H dan kancing berwarna putih sebagai gen resesif yang dilambangkan dengan h. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip HH berjumlah 48, genotip Hh berjumlah 27, dan genotip hh berjumlah 25. Setelah dihitung menggunakan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 0,24. Hasil tersebut dapat diterima kerena x² hitung < x² tabel yang bernilai 3.84.

Pada percobaan persilangan dihibrid ini menggunakan kancing berwarna hitam dilambangkan dengan A, kancing berwarna merah dilambangkan dengan B, kancing berwarna putih dilambangkan dengan a, dan kancing berwarna hijau dilambangkan dengan b. Pada percobaan ini kancing berwara hitam merah sebagai gen dominan dan kancing berwarna putih hijau sebagai gen resesif. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip AABB berjumlah 51, genotip AAbb berjumlah 24, genotip aaBB berjumlah16, dan genotip aabb berjumlah 9. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 3,54. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82.  

Pada persilangan dihibrid terjadi beberapa kasus penyimpangan dari hukum mendel. Pada praktikum ini membahas 5 kasus penyimpanan yang terjadi, yaitu :

1.      Epistasi Dominan

Epistasi dominan dapat terjadi jika dua pasang gen dominan mengatur sifat yang sama namun dapat mengahsilkan fenotip tertentu. Pada epistasi dominan ini, nisbah fenotip pada F₂ yaitu 12 : 3 : 1. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip AABB dan AAbb berjumlah 71, genotip aaBB berjumlah 17, dan genotip aabb berjumlah 12. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 5,65. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82. 

2.      Epistasi Resesif

Epistasi resesif dapat terjadi apabila gen resesif menekan penampilan alel pada lokus lain. Pada epistasi resesif ini, nisbah fenoti F₂ yaitu 9 : 3 : 4. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip AABB berjumlah 56, genotip AAbb berumlah 24, genotip aaBB dan aabb berjumlah 20. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 2,47. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82. 

3.      Epistasi Dominan Resesif

Epistasi dominan resesif ini dapat terjadi apabila satugen dominan pada satu lokus dan homozygot resesif pada lokus yang lain bersifat epsitatik. Pada epistasi dominan resesif ini, nisbah fenotip F₂ yaitu 13 : 3.  Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip AABB dan aaBB berjumlah 84, genotip aabb dan AAbb berjumlah 16. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 0,49. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82. 

4.      Dominan Rangkap

Epistasi dominan rangkap ini dapat terjadi apabila dua alel memiliki peran yang sama dalam mengatur satu sifat. Pada epistasi dominan rangkap ini, nisbah fenotip F₂ yaitu 15 : 1. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, genotip AABB dan AAbb  berjumlah 99, pada genotip aaBB dan aabb berjumlah 1. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 4,69. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82. 

5.      Resesif Rangkap

Epistasi resesif rangkap dapat terjadi apabila fenotip yang sama dihasilkan oleh kedua genotip homozygot resesif. Pada epistasi resesif rangkap ini, nisbah fenotip F₂ yaitu 9 : 7. Berdasarkan hasil dari kelompok kami, pada genotip AABB dan AAbb berjumlah 53, pada genotip aaBB dan aabb berjumlah 47. Setelah dihitung dengan metode chi-square didapatkan hasil dengan nilai 0,42. Hasil tersebut dapat diterima karena x² hitung < x² tabel yang bernilai 7,82. 

G.    KESIMPULAN

1.      Gen adalah bahan genetikyang terkait dengan sifat tertentu.

2.      Bentuk-bentuk alternatif pada gen dinamakan alel.

3.      Hukum segregasi yaitu sifat materai herediter (genetisnya) alel yang bersegregasi satu dan yang lainnya akan nampak dalam bentuk gamet.

4.      Persilangan monohibrida adalah persilangan sederhana yang hanya memperhatikan satu sifat atau tanda beda.

5.      Persilangan dihibrida merupakan perkawinan dua individu dengan dua tanda beda.

6.      Persilangan monohibrid yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan F₂, yaitu 1 : 2 : 1.

7.      Persilangan dihibrid yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan F₂, yaitu 9 : 3 : 3 : 1.

8.      Hukum mendel memiliki syarat-syarat yaitu survival gamet sama, survival zygote sama dan survival embrio sama.

H.    DAFTAR PUSTAKA

·         Tjien, Kiaw. 1991. Genetika Dasar Jurusan Biologi. Bandung: ITB.

·         Halang, Bund dan Muhammad Zaini. 2012. Penuntun Praktikum Genetika.  Banjarmasin : Jurusan PMIPA FKIP UNLAM.

·         Wildan, Yatim. 1986. Genetika. Bandung : Tarsitu

I.       LAMPIRAN

Terlampir.