10:37 AM Laporan Genetika Tanaman

Laporan Genetika Tanaman
Frekuensi Gen

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Genetika sebagai ilmu yang mempelajari segala hal yang mengenai keturunan dimulai sejak purbakala, ketika para petani mengetahui bahwa hasil pertaniannya dan ternaknya dapat ditingkatkan melalui persilangan.  Meskipun pengetahuan mereka masih sangat primitif namun mereka menyadari bahwa beberapa sifat yang baik pada tumbuhan dan hewan dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya.  Mereka menjalankan berbagai persilangan tanpa disadari pengetahuan karena belum di kenal adanya gen, apalagi hukum-hukum keturunan. (Suryo, 2006).

Genetika yang sesungguhnya baru dimulai pada decade kedua dari abad ke-19 setelah mendel menyajikan secara hati-hati hasil analisis beberapa percobaan persilangan yang dibuatnya pada tamanan ercis/kapri (Pisum sativum). (Suryo, 2006).

Asas Hardy-Weinburg menyatakan bahwa frekuensi alel dan frekuensi genotipe dalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut. Pengaruh-pengaruh tersebut meliputi perkawinan tak acak, mutasi, seleksi, ukuran populasi terbatas, hanyutan genetik, dan aliran gen. Adalah penting untuk dimengerti bahwa di luar laboratorium, satu atau lebih pengaruh ini akan selalu ada. Oleh karena itu, kesetimbangan Hardy-Weinberg sangatlah tidak mungkin terjadi di alam. Kesetimbangan genetik adalah suatu keadaan ideal yang dapat dijadikan sebagai garis dasar untuk mengukur perubahan genetik.

Mendel melakukan percobaan selama 12 tahun. Dia menyilangkan (mengawin silang) sejenis buncis dengan memerhatikan satu sifat beda yang menyolok. Misalnya, buncis berbiji bulat disilangkan dengan buncis berbiji keriput, buncis dengan biji warna kuning disilangkan dengan biji warna hijau, buncis berbunga merah dengan bunga putih, dan seterusnya. (Fandri, 2009).

1.2 Tujuan dan Kegunaan

Praktikum ini bertujuan untuk menghitung frekuensi alele dan frekuensi genotip melalui pengambilan sampel, serta membuktikan hukum Hardy-Weinberg. Sedangkan kegunaan dari praktikum ini, yaitu sebagai bahan acuan bagi praktikan dalam melakukan penelitian.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hukum Mendel

Johann Mendel lahir tanggal 22 Juli 1822 di kota kecil Heinzendorf di Silesia, Austria. (Sekarang kota itu bernama Hranice wilayah Republik Ceko.) Johann memunyai dua saudara perempuan. Ayahnya adalah seorang petani. Minatnya dalam bidang hortikultura ternyata dimulai sejak dia masih kecil. (Paskah,2010).

Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian. 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. Dengan kata lain, 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 memengaruhi.

Gregor Johann Mendel disepakati sebagai Bapak Pendiri Genetika. Tinggal di Brno (Jerman: Brunn), Austria, ia adalah seorang rahib Katolik yang juga mengajar di sekolah. Rasa ingin tahunya yang tinggi menuntun dia melakukan pekerjaan persilangan dan pemurnian tanaman ercis. Melalui percobaannya ini ia menyimpulkan sejumlah aturan ('hukum') mengenai pewarisan sifat yang dikenal dengan nama Hukum Pewarisan Mendel.

Mendel menemukan prinsip dasar hereditas dengan membudidayakan kacang ercis dalam suatu percobaan yang terencana dan teliti. Prinsip dasar hereditas yang ditemukan oleh Mendel dirumuskannya dalam 2 hukum, yaitu Hukum Mendel I dan Hukum Mendel II (Anonim, 2009).

Hukum Pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian:

1.  Hukum pemisahan (segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel

2. Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.

2.1.1 Hukum mendel I

            Hukum Mendel I dikenal sebagai hukum Segregasi. Selama proses meiosis berlangsung, pasangan-pasangan kromosom homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi. Setiap set kromosom itu terkandung di dalam satu sel gamet. Proses pemisahan gen secara bebas dikenal sebagai segregasi bebas. Hukum Mendel I dikaji dari persilangan monohibrid. (Syamsuri, 2004:101)

 Hukum mendel satu adalah perkawinan dua tetua yang mempumyai satu sifat beda (monohibrid). Setiap individu yang berkembangbiak secara seksual terbentuk dari peleburan dua gamet yang berasal dari induknya. Berdasarkan hipotesis mendel setiap sifat/ karakter ditentukan oleh gen (sepasang alel). Hukum mendel satu berlaku pada waktu gametogenesis F1 X F1 itu memiliki genotipe heterozigot. Dalam perestiwa meiosis, gen sealael akan terpisah, masing-masing akan membentuk gamet. Waktu terjadi penyerbukan sendiri (F1 X F1) dan pada proses fertilisasi gamet-gamet yang mengandung gen itu akan melebur secara acak dan terdapat empat macam peleburan atau perkawinan. (Wildan, 2014:76)

2.1.2 Hukum mendel II

Dalam hukum mendel II atau dikenal dengan The Law of Independent assortmen of genesatau Hukum Pengelompokan Gen Secara Bebas dinyatakan bahwa selama pembentukan gamet, gen-gen sealel akan memisah secara bebas dan mengelompok dengan gen lain yang bukan alelnya. Pembuktian hukum ini dipakai pada dihibrid atau polihibrid, yaitu persilangan dari 2 individu yang memiliki satu ataulebih karakter yang berbeda. Monohibrid adalah hibrid dengan 1 sifat beda, dan dihibrid adalah hibrid dengan 2 sifat beda, akan menghasilakn perbandingan 9:3:3:1. Fenotif adalah penampakan/ perbedaan sifat dari suatu individu tergantung dari susunan genetiknya yang dinyatakan dengan kata-kata (misalnya mengenai ukuran, warna, bentuk, rasa, dsb). Genotif adalah susunan genetik dari suatu inidividu yang ada hubungannyadengan fenotif; biasanya dinyatakan dengan simbol/tanda huruf.( Suryati, 2014).

Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Mendel menggunakan kacang ercis untuk dihibrid, yang pada bijinya terdapat dua sifat beda, yaitu soal bentuk dan warna biji. Persilangan dihibrid yaitu persilangan dengan dua sifat beda sangat berhubungan dengan hukum Mendel II yang berbunyi “independent assortment of genes”. Atau pengelompokan gen secara bebas. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet, dimana gen sealel secara bebas pergi ke masing-masing kutub ketika meiosis, Dua diantara fenotip itu serupa dengan induknya semula dan dua lainnya merupakan fariasi baru  (Dotti, 2006).

2.2 Hukum Hardy-Weinberg

   Suatu populasi terdiri atas individu-individu sejenis yang saling berinteraksi. Dalam suatu poulasi menurut hukum Hardy-Weinberg adalah tetap. Menurut hukum Hardy-Weinberg jika individu-individu dalam populasi melakukan atau mengadakan persilangan secara acak dan beberapa asumsi terpenuhi, maka frekuensi alel dalam populasi akan tetap dalam keseimbangan yang stabil, yaitu tidak berubah dari generasi ke generasi berikutnya. Tiap gamet yang terbentuk akan sebanding dengan frekuensi masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama dengan hasil kali dari frekuensi gamet-gametnya, (Stanfield, 2008).

         Beberapa asumsi yang mendasari perolehan kesimbangan genetik seperti diekspresikan dalam persamaan Hardy-Weinberg adalah:

1.  Populasi itu tidak terbatas besarnya dan melakukan secara acak (panmiktis).

2. Tidak terdapat seleksi, yaitu setiap genotype yang dipersoalkan dapat bertahan hidup sama seperti yang lain (tidak ada kematian diferensial).

3.  Populasi itu tertutup yaitu tidak terjadi perpindahan (migrasi).

4. Tidak ada mutasi dari satu alelik kepada yang lain. Mutasi diperbolehkan jika laju mutasi maju dan kembali adalah sama atau ekuivalen.

5. Terjadi meiosis normal, sehingga hanya peluang yang menjadi faktor operatif dalam gametogenesis.

            Jika dalam suatu populasi terjadi perubahan dalam keseimbangan populasi tersebut maka akan terjadi pelanggaran batasan hukum Hardy-Weinberg akan menyebabkan poulasi tersebut bergerak menjauhi frekuensi keseimbangan gametik dan zigotik (Stanfield, 2008).

            Frekuensi merupakan perbandingan antara banyaknya individu dalam suatu kelas dengan jumlah seluruh individu. Setiap individu memiliki sifat-sifat kualitatif dan kuantitatif. Timbulnya berbagai variasi dalam sifat keturunan tertentu merupakan pengaruh dari gen-gen ganda (multiple gen atau poligen). Poligen merupakan salah satu dari seri gen ganda yang  menentukan pewarisan secara kuantitatif (Suryo, 2006).

BAB III

METODOLOGI

3.1 Tempat dan Waktu

            Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium III , Jurusan Pemuliaan, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar. Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa 22 Maret 2016, mulai dari pukul 16.00 WITA sampai selesai.

3.2 Alat dan Bahan

Adapun  alat yang digunakan dalam praktikum Frekuensi Gen adalah kalkulator dan alat tulis (pulpen dan buku), dan

Bahan yang digunakan adalah model gen (kancing genetic) dengan dua warna yang berbeda dan amplop coklat.

3.3 Metode Praktikum

Adapun  metode pelaksanaan praktikum frekuensi gen adalah sebagai berikut :

1.          Menyiapkan alat dan bahan.

2.          Mengambil model gen merah dan putih, sebanyak 200 biji (100 jantan dan 100 betina). Kemudian menyisihkan 1 pasang model gen merah dan gen putih dalam keadaan berpasangan. Ini dimisalkan individu merah dan individu putih.

3.          Menggabungkan semua model gen jantan baik merah maupun putih, kemudian dimasukkan ke dalam amplop

4.          Dengan tanpa melihat dan sambil mengaduk/mencampur gen-gen tersebut ambillah secara acak sebuah gen dari amplop.

5.          Melakukan secara terus-menerus pengambilan model gen sampai 60X, 80X, 100X dan catat setiap pasangan gen yang terambil kedalam tabel pencatatan.

6.          Mengolah hasil dengan rumus :

F = (AA) =

F = (aa) =

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil       

            Dari percobaan Frekuensi Gen maka di dapatkan hasil sebagai berikut :

Tabel 1. Pengambilan 60 kali

Genotipe	AA	Aa	Aa	Total
Jumlah Absolute	18	28	14	60
Simbol	P2	2Pq	q2	1
Rumus Frekuensi	P2AA	2PqAa	q2aa
Frekuensi

·         Freuensi AA = (2 x 18) + (28)                       

                                           2 x 60

                      =  64

                          120

                      =  0.53

·         Frekuensi aa = (2 x 14) + (28)            

                                           2 x 60

                      =  56

                          120

                      =  0.46

·        

Tabel 2. Pengambilan 80 kali

Genotipe	AA	Aa	Aa	Total
Jumlah Absolute	27	36	17	80
Simbol	P2	2Pq	q2	1
Rumus Frekuensi	P2AA	2PqAa	q2aa
Frekuensi

·         Freuensi AA = (2 x 27) + (36)                       

                                           2 x 80                                                                   

                      =  90

                          160

                      =  0.56

·         Frekuensi aa = (2 x 17) + (36)            

                                           2 x 80

                      =  70

                          160

                                  =  0.43

·        

Tabel 3. Pengambilan 100 kali

Genotipe	AA	Aa	Aa	Total
Jumlah Absolute	23	58	19	100
Simbol	P2	2Pq	q2	1
Rumus Frekuensi	P2AA	2PqAa	q2aa
Frekuensi

·         Freuensi AA = (2 x 23) + (58)                       

                                           2 x 100

                      =  104

                          200

                      =  0.52

·         Frekuensi aa = (2 x 19) + (58)            

                                           2 x 100

                      =  96

                          200

                                  =  0.48

·        

4.2 Pembahasan

            Pada praktikum kali ini yaitu melakukan percobaan untuk membuktikan kebenaran pada hukum Hardy-Weinberg. Percobaan dilakukan dengan melakukan pengambilan kancing genetic dengan berpasang-pasangan secara acak dalam masing-masing amplop, pada pengambilan pertama dilakukan sebanyak 60x dan pada pengambilan kedua dilakukan sebanyak 80x dan pengambilan terakhir sebanyak 100x.

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan kancing genetic dengan dua perbedaan pada warna yaitu kancing gen yang berwarna biru  dan kancing gen berwarna putih. Setelah dilakukan pemilihan secara acak dari dalam amplop, mulai dari pengambilan 60x, 80x dan 100x.          

Dari hasil yang telah didapatkan pada persilangan menggunakan kancing genetik yang berjumlah dua warna dengan warna biru (B) pembawa sifat dominan terhadap putih (b) pembawa resesif.

            Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum kali ini, dapat dilihat bahwa Pengambilan  pertama dilakukan 60 kali secara acak, didapatkan jumlah dengan pasangan biru-biru (AA)  berjumlah 18 pasang, pasangan biru-putih (Aa) berjumlah 28  pasang dan terakhir  pasangan putih-putih (aa) dengan jumlah 14 pasang dan jumlah frekuensi AA sebesar 0,53 dan frekuensi aa sebesar 0,46. Dari kedua hasil frekuensi ini bila dijumlahkan maka akan diperoleh hasil sebesar 0,99 atau mendekati angka 1.

Selanjutnya pengambilan kedua dilakukan pengambilan hingga 80 kali secara acak, didapatkan dengan pasangan hitam-hitam (AA) dengan jumlah 27 pasang, pasangan hitam-putih berjumlah 36 pasang dan yang terakhir pasangan puth-putih dengan jumlah 17 pasang dan jumlah frekuensi AA sebesar 0,56 dan frekuensi aa sebanyak 0,43. Hasil penjumlahannya sama dengan sampel 80 kali pengambilan yakni 0,99 atau mendekati satu.

Sedangkan pada pengambilan kancing secara acak dengan 100 kali, didapatkan dengan pasangan hitam-hitam dengan jumlah 23 pasang,  pasangan  hitam-putih dengan jumlah 58  pasang dan yang terakhir  pasangan putih-putih dengan jumlah 19 pasang kancing dan jumlah dari frekuensi AA sebanyak 0.52 dan frekuensi aa sebanyak 0.48 dengan jumlah yaitu 1.

Hal ini didukung oleh Zainuri (2008) bahwa pada kenyataannya, Hukum Hardy-Weinberg memang sulit terjadi pada populasi karena tidak semua keadaan populasi sesuai dengan asumsi Hukum Hardy-Weinberg  dan ada faktor-faktor lain yang menyebabkan Hukum Hardy-Weinberg sulit terjadi misalnya karena bencana alam, mutasi dan perkawinan yang sudah ditentukan.

BAB V

PENUTUP

5.1  Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan freuensi gen, maka kita dapat menyimpulkan bahwa :

1.      Hukum Mendel I menyatakan konsep tentang pemisahan gen yang sealel.

2.       Hukum Mendel II menyatakan konsep tentang pengelompokkan gen secara bebas.

3.      Untuk menghitung frekunsi gen dari data suatu populasi dapat menggunakan metode Hardy-Weinberg dengan persamaan rumus p2+2pq+q2=1.

4.      Syarat hukum Hardy-Weinberg yakni :

·         Dalam suatu populasi tidak terjadi mutasi dan migrasi,

·         jumlah populasi besar dan dilingkungannya tidak terjadi seleksi alam.

·         terjadi perkawinan secara acak.

5.      Bila suatu populasi terdiri dari alel A dan a dengan frekuensi masing-masing adalah p dan q dimana p+q=1, maka frekuensi genotip AA, Aa, dan aa dalam keadaan setimbang berturut-turut adalah p2 +2pq+q2=1.

5.2 Saran

            Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam pengambilan sampel, yaitu dilakukan dengan acak dan untuk bahan dan alat diperbanyak lagi sehingga praktikum bisa dilakukan dengan lebih efektif dan efisien

DAFTAR PUSTAKA

Arisuryanti, Tuti. 2007. Diktat Genetika Populasi. Yogyakarta: Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada.

Fandri.2008. Hukum Mandel I. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Stanfield, W. D. 2008. Genetika Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.

Suryo. 2006. Genetika. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.

Suryati, Dotti, dkk. 2012. Penuntun Pratikum Genetika Dasar. Bengkulu: Lab. Agronomi Universitas Bengkulu.

Syamsuri, Istamar, dkk. 2004. Biologi. Jakarta: Erlangga.

Widodo, Lestari Umi, Amin Muhammad. 2007. Bahan Ajar Evolusi. Malang: Universitar Malang Press.