Pemuliaan Tanaman : Definisi, Tujuan, Program Baku, & Peran

Definisi Pemuliaan Tanaman

Pemuliaan tanaman adalah sebuah seni dan ilmu merubah dan meningkatkan keturunan tanaman. Ilmu ini mempelajari terkait perubahan susunan genetik (genotip / sifat-sifat) tanaman sehingga diperoleh tanaman baru yang bermanfaat bagi manusia. Seni yang dimaksud di dalam pemuliaan tanaman ini ialah kemampuan untuk merakit tanaman baru ang memiliki sifat atau penampilan (fenotip) sesuai dengan tujuan yang diinginkan pemulianya (breeder).

Ilmu-ilmu Penunjang Pemuliaan Tanaman

Terdapat beberapa ilmu-ilmu lain sebagai penunjang dari ilmu ini. Berikut daftar ilmu-ilmu penunjang tersebut beserta definisi singkatnya.

• Genetika : Mempelajari terkait pewarisan suatu sifat.
• Botani : Mempelajari sifat morfologi dan fisiologi tanaman.
• Statistika : Mempelajari perhitungan dan evaluasi dari sifat tanaman.
• Ilmu hama dan penyakit : Mempelajari ketahanan organisme terhadap faktor biotik.
• Agronomi dan hortikultura : Mempelajari terkait produksi tanaman.

Program Baku Pemuliaan Tanaman

Berikut program baku yang dilakukan dalam mempelajari ilmu pemuliaan tanaman.

• Penentuan tujuan pemuliaan tanaman.
• Penyediaan materi pemuliaan (membuat keragaman).
• Seleksi melalui penilaian genotip atau populasi untuk dijadikan varietas harapan.
• Pengujian genotip atau varietas harapan (uji pendahuluan dan uji lanjutan).
• Pelepasan varietas harapan menjadi varietas baru (uji multilokasi).

A. Tujuan Pemuliaan Tanaman

Tujuan dari mempelajari dan menerapkan ilmu pemuliaan tanaman dapat dibagi menjadi dua, yaitu tujuan jangka pendek dan tujuan jangka panjang. Berikut penjelasannya.

1. Tujuan Jangka Pendek

1. Memenuhi keinginan konsumen
• Keinginan konsumen (seperti masyarakat) terpenuhi dengan cara memperbaiki ukuran, memperbaiki ukuran, menambahkan bahan atau kandungan tertentu, meningkatkan ketahanan simpan, serta meningkatkan keindahan dan keunikan.
2. Memenuhi kebutuhan produsen
• Kebutuhan produsen (seperti petani) terpenuhi dengan cara meningkatkan kuantitas hasil panen, mengurangi waktu tanam, meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit, dan sebagainya.
3. Memenuhi kebutuhan industri
• Kebutuhan industri (seperti pabrik) terpenuhi dengan cara meningkatkan kandungan pada produk, membuang sifat-sifat yang tidak disukai, dan sebagainya.

2. Tujuan Jangka Panjang

1. Mengantisipasi dampak negatif dari perubahan iklim (global warming)
• Dampak-dampak negatif dari terjadinya perubahan iklim dapat dikurangi bahkan dicegah, misalnya dengan menciptakan tanaman varietas toleran terhadap cekaman genangan, toleran terhadap cekaman kekeringan, dan sebagainya.
2. Mengembangkan pertanian berkelanjutan (sustainable agriculture)
• Pertanian berkelanjutan dapat dikembangkan, misalnya dengan menciptakan varietas tanaman yang respon terhadap pertanian organik.

B. Materi Pemuliaan Tanaman

Materi pemuliaan harus memiliki keanekaragaman genetik yang tinggi. Peningkatan keragaman genetik sendiri dapat dilakukan dengan 6 cara, yaitu domestikasi, introduksi, hibridisasi, mutasi, poliploidi, dan bioteknologi. Berikut penjelasannya.

1. Domestikasi

Domestikasi merupakan suatu proses pemilihan tanaman yang diinginkan dari suatu populasi tanaman yang tumbuh liar untuk dibudidayakan secara menetap dan berlanjut.

2. Introduksi

Introduksi merupakan suatu proses mendatangkan suatu kultivar tanaman ke suatu wilayah yang baru.

3. Hibridisasi

Hibridisasi merupakan penggabungan dari beberapa sifat dengan cara menyilangkan antar tanaman yang berbeda. Persilangan ini dapat dilakukan antar varietas dalam satu spesies atau antar spesies dalam satu genus. Proses hibridisasi ini meliputi:

1. Emaskulasi, yaitu pembuangan benang sari pada tetua betina untuk mencegah penyerbukan sendiri.
2. Pencegahan terjadinya kontaminasi dengan cara membungkus bunga yang telah diemaskulasi.
3. Polinasi, yaitu meletakkan polen tetua jantan ke atas kepala putik tetua betina.
4. Pelabelan.

4. Poliploidi

Poliploidi merupakan suatu organisme yang memiliki kromosom lebih dari dua set (2N). Kelipatan n disebut juga sebagai euploid, contohnya monoploid (N), triploid (3N), tetraploid (4N), pentaploid (5N), dan seterusnya. Sedangkan yang bukan kelipatan n disebut juga sebagai uneuploid, contohnya nullisomic (2n-2), monosomic (2n-1), doublesonic (2n-1-1), trisomic (2n+1), double trisomis (2n+1+1), tetrasomic (2n+2), dan seterusnya. Contoh dari poliploidi adalah semangka tanpa biji.

Poliploidi dapat terjadi secara alami maupun buatan dan dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu autopoliploidi dan allopoliploidi. Berikut penjelasannya.

1. Autopoliploidi adalah penggandaan kromosom secara langsung (buatan dengan colchisine).
2. Allopoliploidi adalah hasil persilangan antar tanaman dengan genom berbeda sehingga dapat steril atau fertil.

5. Mutasi

Mutasi merupakan suatu kegiatan mengubah susunan genetik pada suatu tanaman dengan cara memberikan perlakuan menggunakan mutagen. Penyebab dari mutasi pun ada tiga, yaitu dari radiasi (sinar X, gamma, beta, dan neutron), non-radiasi (ultra violet), dan kimia (EMS, NMU, dan NTG). Contoh dari mutasi adalah buah jeruk tanpa biji.

Mutasi dapat dibagi menjadi dua, yaitu mutasi somatis dan mutasi sel generatif. Berikut penjelasannya.

1. Mutasi somatis adalah mutasi yang terjadi pada jaringan tubuh menyebabkan terjadinya perubahan pada bagian tertentu dari tanaman yang dapat dilihat tetapi perubahan ini tidak diwariskan.
2. Mutasi sel generatif adalah mutasi yang menyebabkan perubahan menyeluruh pada tanaman dan merupakan perubahan genetik dan diwariskan.

6. Bioteknologi

Bioteknologi atau rekayasa genetika adalah suatu proses penggunaan organisme hidup untuk menciptakan produk baru atau yang lebih baik. Bioteknologi digunakan untuk mengatasi kendala yang terdapat pada persilangan konvensional, yaitu persilangan tidak dapat dilakukan jika tidak ada sumber keragaman genetik dari tanaman sejenis atau persilangan apabila bahan merupakan kerabat jauh.

Metode-metode yang dapat dilakukan dalam bioteknologi antara lain seperti transformasi genetik, variasi somaklonal, dan fusi sel. Contoh dari bioteknologi adalah beras emas atau golden rice yang mengandung lebih banyak nutrisi.

C. Seleksi

Seleksi merupakan proses pemilihan genotip yang unggul dari suatu populasi yang memiliki keragaman genetik tinggi. Metode seleksi yang digunakan tidak sembarangan, melainkan menurut cara perkembangbiakan tanaman tersebut, yaitu generatif atau vegetatif.

Untuk tanaman yang menyerbuk sendiri, metode seleksi dapat dilakukan menurut massa, galur murni, pedigree, bulk, SSD, dan backcross. Sedangkan untuk tanaman yang menyerbuk silang, metode seleksi dapat dilakukan menurut galur murni, massa, ear to row, dan recurrent selection.

D. Pengujian Genotip Harapan

Genotip harapan merupakan calon varietas tanaman yang diharapkan. Calon varietas ini harus diuji lapang untuk mengetahui keunggulan yang dimilikinya. Pengujian ini dapat dilakukan secara bertahap, yaitu uji pendahuluan kemudian uji lanjut. Uji pendahuluan sendiri dapat dilakukan di satu lokasi, sedangkan uji lanjutan dapat dilakukan di beberapa lokasi (multi lokasi).

E. Pelepasan Varietas

Pelepasan varietas dilakukan melalui sidang pelepasan varietas. Varietas harapan yang terbukti unggul berdasarkan hasil uji multilokasi dan memenuhi persyaratan dapat dilepas menjadi varietas baru. Calon varietas yang lulus dalam sidang pelepasan dapat dilepas menjadi varietas baru melalui SK Menteri Pertanian.

Peran Pemuliaan Tanaman terhadap Kemajuan Sektor Pertanian

Pada bidang pertanian, ilmu pemuliaan tanaman memiliki banyak dampak positif yang terus memajukan pertanian. Dampak-dampak yang paling utama ada dua, yaitu menghasilkan varietas baru yang lebih unggul dan pelestarian plasma nutfah. Varietas hasil pemuliaan dapat memiliki hasil yang lebih berkualitas, tahan hama dan penyakit, rasa yang lebih enak, lama penanaman lebih pendek, meningkatkan nilai estetika, mengandung nutrisi tertentu, dan sebagainya.