TEKNOLOGI PEMULIAAN

TERAPANIr.Sri lestari Purnamaningsih, MS

MATA KULIAH DAN SKS • Mata kuliah Wajib Jurusan BUDIDAYA PERTANIAN minat PEMULIAAN TANAMAN• Jumlah 3 sks, terdiri :

– Kuliah 2 sks 70 %– Praktikum 1 sks 30 %

• Komponen Penilaian – (tugas terstruktur, quiz, UTS) 35 %– (tugas terstruktur, quiz, UAS) 35 %– Praktikum 30 %

• Salah satu komponen penilaian utama UTS atau UAS atau praktikum tidak diikuti, nilai E

MANFAAT MATA KULIAH

Mata kuliah Teknologi Pemuliaan Terapan memberikan pengetahuan tentang analisis dalam pemuliaan dan pembentukan varietas hibrida serta varietas toleran lingkungan (abiotik dan biotik)Menilai parameter genetik tanaman, interaksi GxE

Merancang pembentukan varietas hibrida dan varietas toleran cekaman lingkungan

Deskripsi Singkat Mata Kuliah Pemuliaan Tanaman

Kuliah diselenggarakan dalam 14 kali tatap muka, tugas terstruktur dan 2 kali ujian (UTS/UAS) selama satu semester.

Selama tatap muka diberikan wawasan tentang keragaman genetik, peran gen, heritabilitas, respon seleksi, kemajuan genetik dan interaksi genotip x lingkungan serta pembentukan varietas hibrida dan varietas toleran cekaman lingkungan.

Pada setiap materi diberikan wawasan tentang teknik operasional di lapang dan contoh analisis serta evaluasi terhadap hasil yang dicapai.

Selain tatap muka, juga diberikan praktikum di lapang dari beberapa materi pokok.

Tujuan Instruksional Umum

Mahasiswa mampu menguasai dengan benar tentang analisis dalam pemuliaan dan pembentukan varietas hibrida serta varietas toleran lingkungan (abiotik dan biotik)

Pendahuluan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS :

Mahasiswa dapat mengerti serta dapat menguraikan secara jelas analisis dari parameter genetik (ragam genetik, peran gen dan heritabilitas)

WHAT IS GENETIC VARIABILITY?

Genetic variability is a measure of the tendency of individual genotypes in a population to vary from one another

The potential of a genotype to change or deviate when exposed to environmental or genetic factors.

genetic diversity is a measure of the tendency of various individuals in a population to have different genotypes

GENETIC VARIABILITY IS VARIABILITY TOTAL THAT CAUSED BY GENETIC FACTOR

Pembentukan Keragaman Genetik Intra Populasi

Keragaman yang terbentuk di dalam satu populasi dalam satu lingkungan

ex: keragaman tinggi tanaman dalam suatu populasi jagung pada suatu lahan

Inter Populasi

Keragaman yang terbentuk antar populasi

Persilangan Interspesies

Persilangan yang dilakukan pada tanaman dengan spesies yang sama

ex : jagung manis x jagung ketan

Persilangan Intraspesies

Persilangan yang dilakukan pada tanaman yang berbeda spesies

ex : Solanum lycopersicum x Solanum muricatum

Peran gen Gen aditif:

Aksi gen yang saling menambah, satu alel memberi nilai/kontribusi yang sama terhadap perubahan karakter sifat yang dipengaruhi

Gen dominan

Aksi gen dimana alel yang satu bersifat dominan terhadap alelnya sendiri

Gen epistasi

Aksi gen dimana alel satu menutupi alel yang lainnya yang berbeda alel sehingga terjadi interaksi antar alel

HERITABILITAS

Heritabilitas

Definisi

Tujuan menduga heritabilitas Faktor yang mempengaruhi nilai

heritabilitas Cara menduga heritabilitas arti luas dan

arti sempit

Pengertian Heritabilitas Proporsi varian genetik terhadap varian total Nilai antara 0 – 1 atau 0 – 100% Heritabilitas tidak mencerminkan derajat

genetik suatu sifat, tetapi heritabilitas mengukur proporsi dari varian penotip yang dipengaruhi oleh faktor varian genetik.

Terdapat 2 macam heritabilitas :Heritabilitas arti luas (broad-sense heritability) Heritabilitas arti sempit (narrow-sense heritability)

Faktor Yang Mempengaruhi Heritabilitas Beberapa faktor yang mempengaruhi

besarnya pengukuran heritabilitas antara lain

Karakteristik populasi Sampel genotip yang diteliti Metode perhitungan Seberapa luasnya evaluasi genotip adanya

ketidakseimbangan pautan yang terjadi Tingkat ketelitian selama penelitian

(Fehr, 1987)

Heritabilitas arti luas Heritabilitas arti luas (broad-sense

heritability) adalah rasio dari varian genetik total terhadap varian fenotip.

h2 = Heritabilitas ²p = Ragam fenotip ²e = Ragam lingkungan ²g = Ragam Genetik

²g

²ph2=

²g²g+²e

h2=

Pendugaan heritabilitas arti luas:1. Estimasi Kuadrat Tengah (KT) suatu

rancangan percobaan

2. Estimasi Lingkungan menggunakan populasi Tetua (P1 atau P2) atau populasi F1

3. Respon seleksi

Pendugaan heritabilitas arti luasEstimasi Kuadrat Tengah (KT) suatu rancangan percobaan

Sumber Keragaman Db KT TKT

Blok (M1) r-1 KTr ²e + g²b

Genotip (M2) g-1 KTg ²e + r²g

Galat (M3) (r-1)(g-1) KTe ²e

Total rg-1

Ragam genotip ²g = (KTg - KTe)/r Ragam lingkungan ²e = KTeSehingga nilai heritabilitas dapat dicari dengan rumus : ²gh2 = ---------------- ²g + ²e

Pendugaan heritabilitas arti luas

Estimasi Lingkungan menggunakan populasi F2, Tetua (P1 atau P2) atau F1

σ2F2 = σ2

g + σ2e

σ2F1/P1/P2 = σ2

e

Rumus 1 : (Populasi F2 dan F1)

σ2g = σ2

F2 - σ2F1

h2 = σ2F2 - σ2

F1

σ2F2

Rumus 2 : Populasi F1, F2 , P1 dan P2 σ2

e = σ2F1+σ2

P1+σ2P2 atau (σ2

P1)(σ2P2)(σ2

F1)

3 σ2

F2 = σ2g + σ2

e

h2 =

3

σ2F2 – σ2

F1+σ2P1+σ2

P2

3 σ2

F2

σ2F2 – (σ2

P1)(σ2P2)(σ2

F1) σ2

F2

3

Rumus 4: Populasi F2 , P1 dan P2 σ2

e = σ2P1+σ2

P2 atau σ2e = (σ2

P1)(σ2P2)

2 σ2

F2 = σ2g + σ2

e

h2 = σ2F2 – σ2

P1+σ2P2

2 σ2

F2

σ2F2 – (σ2

P1)(σ2P2)

σ2F2

Seleksi perubahan frek gen pop dg susunan genotip baru

Perubahan susunan genotip pergeseran rata-rata populasi

R = h²S = h² iσ Dimana h² : heritabilitas, S : deffenensial seleksi, i :

intensitas seleksi, σ: simpangan baku pop bahan seleksi

Pendugaan heritabilitas arti luas

Respon Seleksi

Illustrasi

h² = R/sdan R = h² s = h² i ps

R

Secara statistik

Distribusi keragaman

Nilai Heritabilitas Arti LuasJika nilai heritabilitas suatu karakter: Tinggi perbedaan karakter pada

populasi tersebut lebih dipengaruhi oleh faktor genetik dibandingkan faktor lingkungan

Rendah perbedaan karakter pada populasi tersebut lebih dipengaruhi oleh faktor lingkungan dibandingkan faktor genetik atau perbedaan karakter tersebut sangat kecil (seragam)

Heritabilitas arti sempit Heritabilitas arti sempit (narrow-sense

heritability) adalah rasio dari varian genetik aditif terhadap varian fenotip.

Nilai duga heritabilitas arti sempit lebih kecil daripada arti luas

²A

²p

h2= ²A

²g+²e

h2=

Heritabilitas Arti Sempit h2 = ²a/²p h2 = ²a/(²g + ²e) ²g = ²a + ²d + ²i Keterangan h2= Heritabilitas ²p = Ragam fenotip ²e = Ragam lingkungan ²g = Ragam Genetik ²A = Ragam gen aditif ²D= Ragam gen dominan ²I = Ragam interaksi antar alel

Nilai heritabilitas arti sempit Jika nilai heritabilitas suatu karakter: Tinggi karakter tersebut dipengaruhi

oleh tindak gen aditif pada tingkat yang tinggi

Rendah karakter tersebut dipengaruhi oleh tindak gen bukan aditif (epistasi dan dominan) pada tingkat yang tinggi

Pendugaan Heritabilitas arti sempit Percobaan dengan populasi P1, P2, F1,

F2, BACKCROSS 1, BACKCROSS 2 Berdasarkan Struktur Kekerabatan

1. Hubungan antara keturunan dengan salah satu tetua

2. Hubungan antara keturunan dengan tetua tengah

3. Hubungan antara saudara tiri

4. Hubungan antara saudara kandung

♂♀ ♀A2

A1

A3

B2

B1

B3 C2

C1

C3

A1B1

A2B2

A3B3

C1B1

C2B2

C3B3FULLSIB FULLSIB

HALFSIB

HUBUNGAN ANTARA SALAH SATU TETUA

Pendugaan Heritabilitas arti sempitPercobaan dengan populasi P1, P2, F1, F2, BACKCROSS 1(1), BACKCROSS 1(2)

Heritabilitas yang diduga adalah untuk populasi F2

h2 = 2σ2F2 – (σ2

BC1(1) + σ2

BC1(2) )

σ2F2

σ2 g = 2 σ2F2 – (σ2 BC1 +σ2 BC2)

σ2F2 = ¼ A + ¼ D + E σ2 BC1 + BC2 = ½ A + ½ D + 2E

h2 = 2 σ2F2 – (σ2 BC1 +σ2 BC2)

σ2F2

Bahan Rata-rata σ2p

P1 (Ramono) 13.0 11.04

P2 (Baart) 27.6 10.32

F1 18.5 5.24

F2 21.2 40.35

BC1 15.6 17.35

BC2 23.4 34.29

Pendugaan Heritabilitas arti sempitPercobaan dengan populasi P1, P2, F1, F2, BACKCROSS 1(1), BACKCROSS 1(2)

Pendugaan Heritabilitas arti sempitBerdasarkan Struktur Kekerabatan

1. Hubungan antara keturunan dengan salah satu tetua

- Disarankan untuk dipilih ke arah tetua jantan untuk menghindari adanya pengaruh tetua betina (maternal effect)

- Dari hubungan keturunan dengan dengan satu tetua dapat diperoleh persamaan regresi liniernya

- Selanjutnya nilai heritabilitas dapat diduga dari kefisien regresinya (b), yaitu :

b = 1/2 h2 h2 = 2 b

2. Hubungan antara keturunan dengan tetua tengahnya

- Dari hubungan keturunan dengan tetua tengahnya juga dapat diperoleh persamaan regresi liniernya

- Selanjutnya nilai heritabilitas dapat diduga dari kefisien regresinya (b), yaitu :

Pendugaan Heritabilitas arti sempitBerdasarkan Struktur Kekerabatan

b = h2 h2 = b

3. Hubungan antara saudara tiri (half sip)- Dari hubungan antara saudara tiri dapat diperoleh

koefisien korelasinya (t)- Selanjutnya nilai heritabilitas dapat diduga

darihubungan saudara tiri ini ialah :

Pendugaan Heritabilitas arti sempitBerdasarkan Struktur Kekerabatan

t = 1/4h2 h2 = 4t

4. Hubungan antara saudara kandung (full sib)- Dari hubungan antara saudara kandung juga dapat

diperoleh koefisien korelasinya (t)- Selanjutnya nilai heritabilitas dapat diduga

darihubungan saudara kandung ini ialah :

Pendugaan Heritabilitas arti sempitBerdasarkan Struktur Kekerabatan

t > /= 1/2h2 h2 = < / 2t

PENGGUNAAN HERITABILITAS UNTUK PT

HERITABILITAS ARTI LUAS

1. Menduga ragam genetik pada suatu populasi

2. Menduga efisiensi seleksi

3. Menduga kemajuan genetik

HERITABILITAS ARTI SEMPIT1. Untuk memberikan rekomendasi

terhadap metode seleksi

2. Heritabilitas tinggi menggunakan seleksi massa

3. Heritabilitas rendah menggunakan seleksi Pedigree, Uji kekerabatan (Sib test), Uji keturunan (Progeny Test)

4. Jika dominan lewat (over dominance) menonjol maka pemuliaan diarahkan ke arah inbreeding dengan tujuan menghasilkan hibrida komersial

5. Heritabilitas arti sempit juga dapat digunakan untuk menduga kemajuan genetik harapan akibat seleksi

CONTOH SOAL HERITABILITASF3 Tetua

No Galur Umur awal panen (x) x2 No Galur Umur awal

panen (y) y2

1 A3 89 7921 1 A6 95 90252 A4 108 11664 2 A7 95 90253 A8 100 10000 3 A16 96 92164 A9 100 10000 4 B5 130 169005 A10 108 11664 5 B6 100 100006 A11 98 9604 6 B8 100 100007 A15 102 10404 7 B10 100 100008 B11 109 11881 8 B12 130 169009 B13 87 7569 9 B14 100 10000

10 G2 106 11236 10 C16 111 1232111 G3 90 8100 11 F12 116 1345612 G5 113 12769 12 G1 96 921613 G6 132 17424 13 G7 101 1020114 G12 87 7569 14 G8 101 1020115 G13 120 14400 15 H3 132 1742416 G15 106 11236 Jumlah 1603 17388517 H11 102 1040418 H16 109 11881

Jumlah 1866 195726 h2=???

F3 (∑x)2 = (1866)2

= 3481956 (∑x)2/n = 3481956/18

= 193442 σ2 = ((∑x)2/n) / n

= 193442/18

= 103.66

PARENTAL (∑x)2 = (1603)2

= 2569609 (∑x)2/n = 2569609 /15

= 142756.056 σ2 = ((∑x)2/n) / n

= 142756.056 /15

= 89.05σ2 F3 σ2 parental σ2g h2

103.66 89.05 σ2 F3 - σ2 PARENTAL σ2g / σ2 F3

103.66 - 89.05 = 14.61 0.141

CONTOH SOAL HERITABILITAS

Ragam genotip ²g = (KTg - KTe)/r Ragam lingkungan ²e = Kte

SK db JK KT F HIT F TAB

5% 1%

GALUR 14 14.41 1.03 4.36 2.06 2.79

ULANGAN 2 0.17 0.08 0.35 3.34 5.45

GALAT 28 6.61 0.24

TOTAL 44 21.20

²gh2 = ---------------- ²g + ²e

h2=???

σ2 g = 2 σ2F2 – (σ2 BC1 +σ2 BC2)

σ2F2 = ¼ A + ¼ D + E σ2 BC1 + BC2 = ½ A + ½ D + 2E

h2 = 2 σ2F2 – (σ2 BC1 +σ2 BC2)

σ2F2

Bahan Rata-rata σ2p

P1 (Ramono) 13.0 11.04

P2 (Baart) 27.6 10.32

F1 18.5 5.24

F2 21.2 40.35

BC1 15.6 17.35

BC2 23.4 34.29

RESPON SELEKSI DAN KEMAJUAN

GENETIK

Respon Seleksi dan Kemajuan Genetik Pengertian respon seleksi Respon seleksi langsung dan tak

langsung Kemajuan genetik Kemajuan genetik harapan Perhitungan kemajuan genetik

SELEKSI

TERDAPAT 3 MACAM SELEKSI YAITU: Seleksi Stabilisasi Seleksi Distruptif Seleksi Terarah

Seleksi Stabilisasi Mempunyai sifat seperti seleksi massa yaitu memilih

tanaman yang sifatnya menyimpang dari tipe normal (offtype)

dibuang diambil dibuang

Seleksi stabilitas akan menghasilkan sebaran sifat dengan nilai tengah yang tetap (stabil) dari satu generasi ke generasi selanjutnya

Seleksi Distruptif Bentuk seleksi ini kebalikan dari seleksi

stabilisasi

diambil dibuang diambil

Tujuan seleksi ini ialah untuk mencari bahan genetik yang akan dijadikan tetua unggul atau tetua superior untuk persilangan berikutnya

Seleksi Terarah Seleksi terarah ialah pemilihan individu atau famili

terbaik sampai batas batas tertentu Macam macam seleksi terarah Tanaman Menyerbuk sendiri :

Seleksi galur murni, massa, silang balik, bulk dan pedigree (zuriat atau populasi bersegregasi)

Tanaman Menyerbuk silang :

Seleksi massa, berulang, fenotipik, ear to row (tongkol baris), seleksi berulang untuk DGU, seleksi berulang untuk DGK, seleksi berulang timbal balik

Respon Seleksi Seleksi perubahan frek gen pop dg

susunan genotip baru Perubahan susunan genotip pergeseran

rata-rata populasi R = h²S = h² iσ

Dimana h² : heritabilitas, S : deffenensial seleksi, i : intensitas seleksi, σ: simpangan baku pop bahan seleksi

Perhitungan Kemajuan Genetik Rumus:

ΔG = (k)(σp)(h2)

ΔG = (k)(σp)(σg/σp)

ΔG = kemajuan genetik

k = intensitas seleksi

σp = simpangan baku fenotipr populasi dasar

h2 = Heritabilitas

Koefisien keragaman genetik Menggunakan rancangan Tidak menggunakan rancangan (single

plant)

INTERAKSI GENOTIPE X LINGKUNGAN

(GXE)

Definisi Tipe Interaksi Interaksi GxE dan Seleksi Populasi F2 Interaksi GxE dan Rekomendasi Genotip Unggul Pendugaan interaksi GxE

1. Rancangan Percobaan GxE

2. Evaluasi Genetik

3. Analisa Data Pemilihan lokasi untuk pengujian

1. Annova

2. Korelasi antar karakter

3. Cluster analysis

Interaksi Genotip x Lingkungan

Fenotip

Genotip Lingkungan

genotip

Susunan gen

environment

Predictable: pemupukan, pengairan, naungan,

jaraktanam

Unpredictable:

Hama, penyakit, suhu, kelembapan, musim, curah hujan

PENGERTIAN GxE

Perubahan rata rata penampilan setiap genotip pada lingkungan yang berbeda

Kegagalan suatu genotipe untuk memberikan respon yang sama pada perubahan lingkungan

Keadaan saling mempengaruhi antara faktor genetik (genotip) dan lingkungan terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman

Mengapa GxE itu penting???

Untuk pengembangan kultivar untuk tujuan khusus yang adaptif pada suatu kondisi lingkungan tertentu baik yang dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang predictable dan kondisi lingkungan yang unpredictable

Potensi kebutuhan kultivar yang khas di wilayah geografis yang berbeda memerlukan pemahaman tentan interaksi GxE

Pentingnya interaksi ini dapat dirasakan jika membagi wilayah geografis yang besar menjadi sub area diperlukan pengujian genotip baru

Tanggapan berbeda tiap genotip apabila ditanam pada kondisi lingkungan yang berbeda menyebabkan perlu adanya data penampilan kultivar

Tipe interaksi

Tidak terjadi interaksi GxE

B

A

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3Lokasi

Has

il

Terjadi Interaksi GxE (tidak terjadi perubahan rangking)

B

A

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3

Lokasi

Has

il

Terjadi Interaksi GxE dengan perubahan peringkat genotip

B

A

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3

Lokasi

Has

il

PEMANFAATAN GXE UNTUK SELEKSI F2

1. SELEKSI F2 Stabilitas penampilan Populasi F2 segregasi tiap individu

F2 genotipnya berbeda Petak seleksi sulit mendapatkan yang

bener benar seragam lingkungan mikro sangat berpengaruh terhadap keberhasilan seleksi

1. Tempat yang subur (menguntungkan)Fenotip baik – kombinasi gen baikFenotip baik – kombinasi gen jelek

2. Tempat yang tidak subur (merugikan)Fenotip jelek – kombinasi gen baikFenotip jelek – kombinasi gen jelek

Apabila Individu berbeda dan lingkungan mikro berbeda maka tanggapan juga berbeda. Terdapat interaksi GxE yang harus diperhatikan dalam seleksi populasi F2

Cara Mengatasi:

1. Pembagian petak seleksi Petak seleksi dibagi ke dalam petak-petak

kecil (± 40 tan/petak tergantung jenis tanaman dan luas petak serta keragaman tanahnya) Makin beragam sebaiknya petak petak berukutan sempit

Setiap lingkungan mikro yang berbeda akan terwakili sehingga pembiasan akibat keragaman dalam petak seleksi dapat diperkecil

2. Rata-rata Bergerak

Seleksi dilakukan pada individu tanaman yang menunjukkan penampilan lebih baik dari tanaman yang mengelilingi

1 2 3 4 5…

1 X X X X X X = TANAMAN SASARAN

2 X X X X X X = TANAMAN YANG DIHITUNG RATA2NYA

3 X X X X X

Setiap tanaman dijadikan tanaman sasaran Tanaman sasaran yang memiliki selisih lebih tinggi

yang dipilih

3. Penggunaan Tanaman Pembanding Penanaman tanaman pagar di antara populasi

F2 barisan selang seling

X O X O X O

X O X O X O Tanaman pagar bersifat homozigot (galur murni,

tetua, varietas) untuk melihat apakah variasi hanya disebabkan oleh faktor lingkungan

Biasa dilakukan pada tanaman menyerbuk sendiri

Seleksi pada generasi F3 dengan metode pedigree

PEMANFAATAN GXE UNTUK UJI GENOTIPE

1. Uji multilokasi (multi musim) Faktor yang mempengaruhi yaitu :

Genotip (g) x Lingkungan (L) x T (tahun/lokasi)

Kultivar yang dipilih yang mempunyai rata-rata hasil tinggi dan varians rendah

Analisis ragam GXE terhadap lokasi yang berbeda

SK Db KT KTE

Genotip g-1 KTG 2e + r2gl+ rl2g

Ulangan r-1 KTU 2e + g2rl

Lokasi l-1 KTL

Ulangan dlm Lokasi ul-1 KTUL

GxE (g-1)*(l-1) KTGxE 2e + r2gl

Error l*(g-1)*(r-1) KTE 2e

total glu-1

Tabel rata-rata hasil panen biji kering di 4 lokasi

GALUR

Lokasi

Rata-rataDau Muneng Ngajum Tumpang

G-1 2.10a 1.95a 2.13a 1.58b 1.94

G-3 1.66b 0.98b 2.00a 1.50c 1.54

G-16 1.75b 1.93a 1.14c 1.86a 1.67

G-17 1.80b 1.45a 2.35a 1.28c 1.72

G-18 1.84b 0.93b 0.98c 1.18d 1.23

G-19 1.75b 1.52a 1.62b 1.64b 1.63

G-20 1.87a 0.96b 0.85c 1.28c 1.24

G-21 2.19a 1.45a 1.58b 1.03d 1.56

H-1 1.80b 1.47a 1.57b 1.59b 1.61

H-8 1.66b 1.69a 1.60b 1.66b 1.65

H-9 1.61b 1.72a 1.41c 1.10d 1.46

H-14 1.95a 1.96a 1.82b 1.68b 1.85

H-16 1.85a 1.59a 1.58b 1.68b 1.68

H-19 1.53b 1.66a 1.80b 1.36c 1.59

H-20 1.84b 1.64a 1.53b 1.74b 1.69

H-21 1.64b 1.26b 1.64b 1.38c 1.48

28 2.18a 2.05a 2.22a 2.20a 2.16

162 2.00a 1.53a 1.23c 1.72b 1.62

85 1.94a 0.94b 1.30c 0.94d 1.28

38 2.08a 1.42a 1.57b 1.84b 1.73

40 2.07a 1.03b 0.91c 1.32c 1.33

42 2.30a 1.10b 1.14c 1.54c 1.52

80 2.05a 1.47a 1.67b 1.34c 1.63

82 2.23a 1.56a 1.77b 1.54c 1.78

85 2.16a 1.10b 1.05c 2.05a 1.59

91 1.69b 1.60a 1.10c 1.56b 1.49

142 2.04a 0.94b 1.40c 1.44c 1.45

Nias 2.13a 2.01a 1.42c 1.35c 1.73

Dewata 1.97a 1.38a 1.67b 1.80b 1.70

Selayar 1.11b 1.08b 1.26c 1.50c 1.24

Rata-rata 1.89 1.45 1.51 1.52 1.59

Indek Lingkungan 0.3 -0.1 -0.1 -0.1

Galur G-1, H-14, 28, 38 dan 82 ialah galur galur rekomendasi unggulan

Interpretasi Nilai Analisis Ragam GxE Apabila nilai G x L x T nyata maka :

Peringkat tiap genotip berubah ubah dari lokasi ke lokasi, dari musim ke musim atau tahun ke tahun

Hal tersebut menimbulkan kesulitan dam menentukan rekomendasi varietas yang cocok ditanam pada area tersebut

Apabila nilai G X L nyata maka:

Genotip/kultivar tertentu untuk lokasi tertentu Apabila nilai G X T nyata maka:

Genotip/kultivar tertentu untuk musim atau tahun tertentu

Apabila nilai G X L nyata maka:

Genotip/kultivar tertentu untuk lokasi tertentu

Apabila nilai G X T nyata maka:

Genotip/kultivar tertentu untuk musim atau tahun tertentu

Kedua hal di atas dapat disimpulkan bahwa genotip tersebut memiliki kemampuan adaptasi secara khusus atau spesifik.

Apabila G x L x T tidak nyata maka:

Tidak terjadi interaksi maka genotip-genotip yang diuji memilik kemampuan adaptasi yang luas. Artinya dimanapun dan kapanpun genotip tersebut ditanam akan menunjukkan peringkat yang sama dan stabil karena faktor lingkungan tika begitu mempengaruhi penampakan tanaman tersebut.

Ciri-ciri tanaman yang beradaptasi luas:

1. GxE kecil atau tidak nyata

2. Daya hasil stabil

3. Dapat menyesuaikan diri pada berbagai lingkungan

4. Lebih tahan terhadap biotipe hama dan penyakit

5. Memiliki populasi buffering/individual buffering

6. Sifat populasi homosigot-homogen :galur murni Homosigot-heterogen :self/campuran Heterosigot-homogen :hybrid Heterosigot-heterogen :cross/campuran

Konsep pengujian multilokasi Gandum

Penentuan tujuan uji multilokasi

Pemilihan Bahan uji

Pemilihan lokasi

Penanaman dan Pemeliharaan

Pengambilan dan Analysis Data

Penentuan Tujuan Multilokasi Pengujian multilokasi bertujuan

mengetahui besarnya interaksi genotip x lingkungan dan mengevaluasi tigkat adaptabilitas dan stabilitas tanaman gandum yang ditanam di lokasi dengan ketinggian tempat yang berbeda.

Pemilihan bahan uji Bahan uji yang

digunakan ialah berasal dari uji daya hasil pada penelitian sebelumnya. Bahan uji yang dipilih ialah bahan uji yang memenuhi kriteria yaitu yang berdaya hasil tinggi serta yang mempunyai daya adaptasi luas dan stabil di berbagai lokasi

Pemilihan lokasi

Pemilihan lokasi berdasarkan tujuan penelitian yaitu untuk merakit tanaman gandum yang mampu beradaptasi di dataran sedang dan rendah, berarti lokasi yang dipilih harus mewakili daerah dataran rendah dan sedang

Lokasi Ketinggian (mdpl)

Suhu (°C)

Ngajum 260 27

Muneng 20 30

Tumpang 450 25

Dau 560 24

Penanaman dan PemeliharaanTumpangNgajum DauMuneng

Pengambilan data

Analilis ragam

EFFECT JK db KT Fhit ProbF Sign.

LOKASI 11.13 3 3.71 6.55 0.02 *

Ulangan(LOKASI) 4.53 8 0.57

Galur 15.03 29 0.52 2.19 0.00 **

Galur x LOKASI 20.59 87 0.24 2.84 0.08 **

Residual 19.34 232 0.08

Total 70.62 359 0.20

YEARS/LOCATIONS: random effect        

CV (%) :9.61

Analisis Varians Gabungan Hasil Panen Biji Kering (t.ha-1)

Intepretasi Data Analisis ragam gabungan untuk karakter hasil

panen biji kering di empat lokasi menunjukkan adanya interaksi genotip dengan lingkungan. Hal tersebut menunjukkan bahwa keragaman yang muncul untuk karakter hasil panen biji kering akibat adanya interaksi antara faktor genetik dan lingkungan. Keragaman karakter hasil panen biji kering di empat lokasi menurut Moedjiono dan Mejaya (1994) termasuk dalam kategori rendah karena koefisien keragamannya 9,61% (Lampiran 42). Hasil panen biji kering pada keempat lokasi berkisar antara 1,23 t.ha-1 hingga 1,52 t.ha-1.

RANCANGAN DIALEL

DIALEL

Persilangan yang melibatkan semua kemungkinan kombinasi pasangan di antara

individu-individu (tetua-tetua) terpilih

TUJUAN

• Menentukan daya gabung umum (DGU) atau daya gabung khusus (DGK) dari galur murni

• Analisis genetik kuantitatif suatu karakter

MATERI PERSILANGAN

Individu-individu yang diambil dari populasi F2 / generasi yang bersegregasi

Galur-galur murni Penentuan individu (tetua) dapat dilakuan

secara acak atau dipilih Jumlah pasangan persilangan ditentukan

oleh jumlah tetua yang digunakan

POLA PERSILANGAN DIALEL

p1 p2 p3 p4

p1 - - - -

p2 c - - -

p3 c c - -

p4 c c c -

p1 p2 p3 p4

p1 s - - -

p2 c s - -

p3 c c s -

p4 c c c s

p1 p2 p3 p4

p1 s r r r

p2 c s r r

p3 c c s r

p4 c c c s

i. Persilangan tunggal ii. Persilangan tunggal dan selfing

iii. Persilangan tunggal selfing, dan resiprok

RANCANGAN PERSILANGAN I

(NORTH CAROLINA DESIGN I)

RE Comstock dan HF Robinson (1948, 1952)

Menduga varians aditif dan varians dominan

Mengevaluasi famili saudara kandung atau saudara tiri pada seleksi berulang

Sering digunakan dalam menduga varians genetik jagung

Dapat digunakan pada tanaman menyerbuk silang (sebagian besar) dan tanaman menyerbuk sendiri (sedikit)

Rancangan Tersarang (Nested design) Pada suatu populasi set jantan dipilih acak

dikawinkan dengan set betina yang dipilih acak

Disebut nested design, karena tanaman betina disilangkan dalam posisi tersarang dalam tanaman jantan.

Keragaman yang ditimbulkan oleh tanaman betina adalah keragaman di dalam tanaman jantan

Dihasilkan keturunan Full Sib dan Half Sib

Populasi yang digunakanPopulasi bersegregasi (F2)Populasi inbred

C

M N O P

Full sib

Half sib

CM1

CM2

CM3

CN1

CN2

CN3

CO1

CO2

CO3

CP1

CP2

CP3

♂

♀

Design I

A

E F G H

B

I J K L

C

M N O P

D

Q R S T

♂

♀

AE AFAG AH BI BJ

BK BL CM CN CP DQ DRDS DT

cm

ANOVA for Design I

Source M.S. Components of Covariance of variance relatives

Males M4 σ2e + σ2

f/m + rfσ2m σ2

e+ (Cov FS-Cov HS) + rf(Cov HS)

Fem/Male M3 σ2e + σ2

f/m σ2e+ (Cov FS-Cov HS)

Error M2 σ2e σ2

e

RANCANGAN PERSILANGAN II

(MATING DESIGN II)

Rancangan Persilangan II (North Carolina II) disebut juga sebagai rancangan faktorial

Merupakan modifikasi dari NCD I Digunakan untuk mengestimasi varians

genetik dan galur inbrid untuk daya gabung

Masing-masing grup jantan disilangkan dengan masing-masing grup betina

Umumnya 4 jantan dan 4 betina pada masing-masing grup persilangan digunakan untuk menghasilkan total 16 full sib family

Rancangan ini hanya dapat digunakan pada tanaman yang mempunyai bunga yang banyak (multiflower)

Masing-masing tanaman digunakan secara berulang sebagai jantan dan betina

Populasi

Tetua Jantan Acak

Tetua Betina Acak

f1 f2 f3

m1 x x x

m2 x x x

m3 x x x

Design II

P1 P2 P3 P4

P5 X51 X52 X53 X54

P6 X61 X62 X63 X64

P7 X71 X72 X73 X74

P8 X81 X82 X83 X84

Susunan Lapangan

A

E GF H

ae

af

ag

ah

B

E GF H

be

bf

bg

bh

C

E GF H

ce

cf

cg

ch

D

E GF H

de

df

dg

dh

♂

♀

♀

♂

B C DA

F G HE

♀

♂

B C DA

F G HE

♀

♂

B C DA

F G HE

♀

♂

B C DA

F G HE

♀

♂

B C DA

F G HE

ANOVA for Design II

Source M.S. Components of Covariance of variance relatives Replication

Males M5 σ2e+rσ2

fm+rfσ2m σ2e+ r(Cov FS - Cov HSf

- Cov HSm) + rf(Cov HSm)

Females M4 σ2e+rσ2fm+rmσ2

f σ2e+ r(Cov FS - Cov HSf

- Cov HSm) + rm(Cov HSf)

M x F M3 σ2e+rσ2fm σ2e+ r(Cov FS - Cov HSf

- Cov HSm)

Error M2 σ2e σ2e

RANCANGAN PERSILANGAN 3(MATING DESIGN 3)

NCD 3

Tujuan utama NCD III ialah untuk menduga rata-rata derajat dominansi gen, 2

A, dan 2D dari populasi F2.

Prosedur : kawinkan dua populasi inbreed, selfing F1 sehingga diperoleh populasi F2

X

P1 P2

F1

X

F2 seed

Pilih tanaman populasi F2 secara acak, kemudian disilang balik terhadap kedua tetuanya, tanaman F2 sebagai jantan

Terdapat sepasang keturunan untuk setiap tanaman jantan F2

Untuk n F2 tanaman yang terseleksi untuk persilangan, entri yang dievaluasi adalah n pasangan keturunan dan galur tetua

P1 P2F2

ANOVA DESIGN III

Source df EMS

Replication (r-1)

Inbreed lines

1

F2 (♂) (n-1) MS3

♀ x ♂ (n-1) MS2

Within Families

2n(r-1) MS1

Total 2nr-1

22 2 me r

22mfe r

2e

Terima kasih