Perakitan Kultivar Adaptif Lingkungan Bercekaman Abiotik

Sub Pokok Bahasan 9.2

Perakitan Kultivar Adaptif Lingkungan Bercekaman Abiotik

Yang dimaksud dengan komponen abiotik dari lingkungan adalah iklim dan tanah yang bekerja sendiri atau berinteraksi dalam membatasi pertumbuhan dan penyebaran tanaman. Respon tanaman terhadap salah satu komponen dalam hal ini tidak bebas dari pengaruh komponen lainnya.

img9-2-19.2.1 Adaptasi

Adaptasi (Adaptation) adalah suatu proses untuk menjadi beradaptasi atau lebih beradaptasi pada suatu lingkungan dengan cara menyesuaikan kondisi fisiologis untuk menghadapi tantangan lingkungan. Beradaptasi (Adapted) adalah keadaan dimana pertumbuhan dan perkembangan (kondisi fisiologis) tanaman sesuai dengan keadaan lingkungan. Sedangkan kemampuan beradaptasi (Adaptedness) secara biologis adalah kemampuan tanaman untuk tumbuh, berkembang dan bereproduksi pada suatu lingkungan tertentu. Dalam pertanian sendiri didefinisikan sebagai kemampuan berproduksi sesuai dengan potensi genetiknya pada suatu lingkungan tertentu.

Adaptasi tanaman terhadap lingkungan:

  1. Adaptasi fenotipik
  2. Adaptasi fenotipik adalah adaptasi individu tanaman terhadap perubahan lingkungan yang tidak teratur yang terjadi karena adanya plastisitas fenotip (phenotypic plasticity), tidak diwariskan, dan biasa disebut sebagai aklimatisasi. Phenotipic plasticity ada yang berupa norm of reaction (suatu genotipe yang mempunyai sejumlah fenotip yang berbeda pada lingkungan yang berbeda, dan noisy plasticity (suatu genotipe mempunyai sejumlah keragaman fenotip pada suatu lingkungan tertentu, berfungsi sebagai penyangga genotipe dalam menghadapi perubahan lingkungan).

  3. Adaptasi genotipik
    • Penghindaran (avoidance)
      • Penghindaran pasif
      • Menggunakan barrier/penghalang fisik untuk memisahkan jaringan dari cekaman. Contoh : tanaman mempunyai lapisan lilin pada daun untuk adaptasi terhadap kekeringan.

      • Penghindaran aktif
      • Mengeluarkan metabolit untuk mencegah cekaman mengenai jaringan dengan cara tertentu. Contoh : tanaman mengeluarkan senyawa osmotikum untuk mengurangi kehilangan air jaringan pada keadaan kekeringan.

    • Yaitu adaptasi tanaman dengan cara mencegah cekaman abiotik mengenai jaringan yang aktif bermetabolisme. Bentuk adaptasi penghindaran:

    • Adaptasi Ketahanan (tolerance)
    • Yaitu bentuk adaptasi dengan cara mengurangi pengaruh cekaman yang telah mengenai jaringan yang aktif bermetabolisme. Contoh : tanaman efisien dalam menggunakan air (WUE).

  4. Adaptasi genotipik adalah adaptasi suatu populasi genotipe yang terjadi selama beberapa generasi melalui proses evolusi, yang terjadi karena adanya keragaman genetik. Bersifat stabil, diwariskan, dan preexisted (ada dan tetap ada tanpa didahului oleh adanya perubahan lingkungan). Disebut sebagai resistensi.

    Bentuk-bentuk adaptasi resistensi:

9.2.2 Bentuk Cekaman terhadap Cekaman Abiotik

9.2.2.1 Cekaman Kekeringan

Contoh karakter adaptasi terhadap kekeringan antara lain indeks panen lebih tinggi, umur berbunga lebih awal, periode pengisian biji lebih pendek, warna daun hijau gelap pada awal vegetatif, warna daun hijau terang pada vegetatif aktif, tinggi tanaman lebih rendah pada musim kering, jumlah anakan banyak, efisien transpirasi lebih rendah, jumlah biji fertil lebih tinggi, indeks toleransi kekeringan lebih, dan lain-lain.

Berdasarkan kelompok gen pengendali, karakter adaptasi kekeringan dapat dikelompokkan menjadi:

  • Karakter konstitutif yang dikendalikan oleh gen-gen yang terekspresi selama pertumbuhan dan perkembangan tanaman (gen-gen produktivitas)
  • Karakter adaptasi yang dikendalikan oleh gen-gen yang terekspresi sebagai respons terhadap cekaman
  • 9.2.2.2 Definisi Hara

    Bentuk adaptasi terhadap cekaman hara adalah:

    1. Efisiensi dalam penyerapan hara
    2. Efisiensi dalam penggunaan hara

    Contoh adaptasi tanaman terhadap cekaman hara :

    Adaptasi terhadap Cekaman P Adaptasi Terhadap Cekaman Al
    Meningkatkan Jumlah akar rambut (menyerap 63% P) Kemampuan mengubah pH rhizosphere melalui perbedaan penyerapan kation/anion
    Meningkatkan Nisbah akar /tajuk Eksudasi asam organik
    Peningkatan aktivitas transporter P di akar Lapisan mucigel pada permukaan akar
    Peningkatan eksudasi acid phosphatase yang meningkatkan kelarutan P Kemampuan mengkelat Al di sitoplasma dan kompartementasi di vacuola
    Peningkatan eksudasi asam organik malat dan sitrat Efisiensi hara untuk mengatasi rendahnya serapan hara
    Meningkatkan aktivitas enzim yang terllibat dalam biosintesis asam organiak sitrat dan malat, phosphoenolpyruvate carboxylase (PEP carboxylase) dan Citrate Synthase (CS)
    Simbiosis dengan arbuscular mycorhyza

    9.2.3 Strategi Seleksi pada Lingkungan Bercekaman

    Lingkungan seleksi harus memenuhi persyaratan:

    1. Dapat dengan efektif mengidentifikasi keragaman genetik dari karakter adaptasi terhadap cekaman sehingga dapat dengan efektif membedakan genotipe toleran dari yang peka
    2. Dapat memberikan taraf, waktu, dan lamanya cekaman yang mendekati keadaan pada lingkungan target

    Lingkungan seleksi bercekaman dapat berupa:

    1. Lingkungan alami
      • lingkungan pertanaman yang dipilih sesuai dengan taraf cekaman yang dikehendaki.
      • sesuai untuk seleksi berdasar hasil (yield-based selection)
      • pengaruh cekaman lain tidak dapat dihindari dan keseragaman rendah
      • pengaruh G x E tinggi
    2. Lingkungan terkendali (buatan)
      • memberikan taraf cekaman terkendali, seragam dan dapat diulang
      • sesuai untuk seleksi berdasar karakter adaptasi (trait-based selection)
      • pengaruh G x E dapat dikendalikan, heritabilitas lebih baik

    Waktu pemberian cekaman :

    1. Untuk perlakuan cekaman edhapic/tanah
    2. Waktu pemberian cekaman tidak terlalu penting karena cekaman dialami oleh tanaman sepanjang siklus hidup

    3. Untuk perlakuan cekaman climatic seperti kekeringan
    4. Waktu pemberian cekaman sangat penting karena cekaman tidak dialami oleh tanaman sepanjang siklus hidup (periode sensitif tidak sepanjang siklus hidup)

    Pengaruh materi terhadap kriteria seleksi :

    1. Seleksi Tetua
      • Pemilihan tetua yang tepat mengurangi jumlah persilangan
      • Populasi yang diseleksi tidak besar
      • Kriteria seleksi harus akurat walaupun rumit.
    2. Seleksi Populasi Bersegregasi
      • Populasi yang harus diseleksi besar
      • Kriteria seleksi harus mudah diukur, murah dan cepat
      • Kriteria seleksi dapat/umumnya berbeda dari seleksi tetua

    9.2.4 Problematika

    9.2.4.1 Seleksi Berdasarkan Daya Hasil (Yield-based Selection)

    Permasalahan utama seleksi berdasarkan daya hasil dalam keadaan tercekam abiotik, antara lain:

      1. Faktor penyebab penurunan hasil sulit dipisahkan
      2. Kendali genetik kompleks
      3. Heritabilitas di lingkurang bercekaman rendah
      4. Terdapat G x E yang tinggi

    9.2.4.2 Seleksi Berdasarkan Karakter Ketahanan(Trait-based Selection)

    Permasalahan utama seleksi berdasarkan karakter ketahanan dalam keadaan tercekam abiotik, antara lain:

      1. Tidak semua karakter ketahanan sesuai untuk kriteria seleksi
      2. Beberapa karakter bersifat ‘growth specific’, tidak integratif
      3. Beberapa karakter dapat pleiotropik dengan karakter lain (harus diamati karakter lainnya).

    Syarat karakter seleksi berdasarkan karakter ketahanan :

      1. Karakter harus lebih mudah dan lebih cepat diamati dari hasil
      2. Terdapat keragaman yang tinggi untuk karakter tersebut
      3. Mempunyai heritabilitas yang lebih tinggi dari daya hasil pada keadaan tercekam
      4. Terdapat korelasi genetik yang nyata dengan daya hasil dalam keadaan tercekam
      5. Mempunyai pengaruh terhadap daya hasil

    Leave a Reply

    Fill in your details below or click an icon to log in:

    WordPress.com Logo

    You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

    Twitter picture

    You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

    Facebook photo

    You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

    Google+ photo

    You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

    Connecting to %s

    %d bloggers like this: