laporan genetika tumbuhan acara 5 penyimpangan hukum mendel

 LAPORAN PRAKTIKUM

GENETIKA TUMBUHAN

ACARA V

PENYIMPANGAN HUKUM MENDEL

Semester :

Ganjil 2015

Oleh :

Rizki Novandi

A1L014111/5

KEMENTERIAN RISET, TKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI

PURWOKERTO

2015

I.         PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Informasi genetik yang tersimpan dalam DNA tidaklah sama dengan sifat yang dimiliki oleh warna cat. Maksudnya adalah apabila cat dengan warna yang berbeda disatukan, keduanya bercampur dengan warna aslinya dan tidak dapat dipisahkan. Hal ini sangat bebeda dengan sifat DNA yang terdapat dalam suatu organisme. Percampuran dua DNA melalui perkawinan dua organisme menghasilkan individu baru yang bervariasi. beberapa ciri tampak menyatu, tetapi seringkali hilang dan muncul pada generasi berikutnya. Ada individu yang tampak sama dengan individu asal, tetapi juga terdapat kemungkinan individu baru akan sangat berbeda dengan individu asal. Ilmu genetika tersebut diungkapkan oleh Mendel pada tahun 1865.

Walaupun prinsip-prinsip yang ditemukan oleh Mendel dapat diterima secara umum, namun peneliti-peneliti berikutnya sering mendapati perbandingan yang aneh antara fenotipe yang satu dengan yang lain. Seakan-akan hal tersebut tidak mengikuti  Mendel. beberapa peneliti dalam bidang genetika menemukan adanya penyimpangan terhadap kedua  Mendel. penyimpangan ini hanya bersifat semu karena pola dasar sebenarnya sama dengan  Mendel.

Penyimpangan terjadi karena ada beberapa gen yang saling mempengaruhi dalam menunjukkan fenotipenya. Perbandingan antara fenotipe baru hasil persilangan dapat berubah. Tetapi prinsip dasar cara pewarisan tetap sesuai dengan prinsip-prinsip yang ditemukan oleh Mendel.

Pada praktikum kali ini akan mempraktikkan tentang penyimpangan pada  Mendel. Bahan yang digunakan yaitu kancing dengan warna yang berbeda dan kantong plastik. Penyimpangan Mendel akan ditunjukkan dengan pengambilan warna kancing yang belum tentu sama dalam tiap pemngambilan.

B.       Tujuan

Praktikum bertujuan untuk mengetahui penyimpangan Hukum Mendel

II.      TINJAUAN PUSTAKA

Mendel melakukan percobaan dengan menyilangkan dua induk galur murni yang memiliki satu sifat beda, yaitu induk galur murni berbiji bulat dengan induk galur murni berbiji keriput. galur murni adalah tanaman yang melakukan penyerbukan sendiri secara terus-menerus menghasilkan keturunan yang sama dengan induknya meskipun ditanam berulang-ulang. hasil percobaan tersebut ternyata seluruh keturunan pertama berbiji bulat. percobaan berikutnya masing=masing keturunan pertama disilangkan dengan sesamanya yang akhirnya memunculkan kembali sifat yang tidak muncul pada keturunan pertama. berarti ada sifat yang tidak muncul atau tertutup (Welsh, 1991).

Setelah penemuan Mendel dan penelitian awal tentang pewarisan sifat secara bebas, diketahui bahwa tidak semua keturunan yang segregasi dapat dipisahkan menjadi kelas-kelas yang jelas dengan nisbah yang sederhana. keragaman nisbah genetika Mendel Keragaman nisbah genetika Mendel ini dapat dijelaskan berdasarkan adanya interaksi gen. pengaruh satu alel terhadap alel lain pada lokus yang sama dan juga pengaruh satu gen pada satu lokus terhadap gen pada lokus lain (Pay, 1987).

Adanya interaksi antar gen-gen menyebabkan perbandingan fenotipe keturunan hybrid menyimpang dari penemuan Mendel disebut juga penyimpangan  Mendel. Jika yang berinteraksi dua gen, perbandingan fenotipe F2 menurut Mendel adalah 9 : 3 : 3 :1 menjadi 9 : 3 : 4 atau 12 : 3 : 1 umpamanya. Jika menurut Mendel fenotipe F2 itu ada 4 kelas, tetapi karena ada interaksi susut menjadi 2 atau 3 kelas (Yatim, 1991).

Hukum Mendel II dengan rasio klasik 9 : 3 : 3 : 1 hanya berlaku apabila kedua pasang gen yang mengawasi kedua pasang sifat tersebut masing-masing terletak pada dua kromosom yang berlainan dan mengekspresikan sifatnya tersendiri. beberapa cara penurunan tak mengikuti  ini, mengingat bahwa pengawasan suatu sifat kadang-kadang tidak dilakukan oleh satu pasang gen saja, tetapi oleh dua pasang atau lebih gen yang mengadakan interaksi (Suryo, 1984).

III.   METODE PRAKTIKUM

A.       Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada praktikum kali ini meliputi kantong plastik dan kancing warna. Peralatan yang digunakan dalam praktikum yaitu lembar pengamatan dan alat tulis.

B.       Prosedur Kerja

1.        Satu kantong plastik berisi kancing warna diambil, kemudian dikocok hingga homogen.

2.        Satu butir kancing diambil dan dicatat hasilnya.

3.        Pengambilan kancing dilakukan 90x dan 160x, kemudian dicatat pada lembar pengamatan yang disediakan pada saat praktikum.

4.        Data dianalisa dengan uji X².

5.        Kode kantong dicantumkan di bagian atas.

IV.   HASIL DAN PEMBAHASAN

A.      Hasil

Tabel 1. Uji X² Epistasis resesif 90 kali pengambilan

Perlakuan 90 x	Karakteristik yang diamati			Jumlah total
	Hitam	Kuning	pink
Observasi (O)	41	22	27	90
Harapan (E)				90
(|O – E|)2				120,65
				3,62
X2	1.64	1,27	0,71	3,62

X² hitung = 3,62

X² tabel = 5,99

X² tabel > X² hitung maka hasil signifikan

Kesimpulan percobaan sesuai perbandingan

Tabel 2. Uji X² Epistasis resesif 160 kali pengambilan

Perlakuan 160 x	Karakteristik yang diamati			Jumlah total
	Kuning	Hijau	Merah
Observasi (O)	101	27	32	160
Harapan (E)				160
(|O – E|- )2				172,75
				2,839
X2	1,225	0,308	1,406	2,839

X² hitung = 2,839

X² tabel = 5,99

X² tabel > X² hitung maka hasil signifikan

Kesimpulan percobaaan sesuai perbandingan

B.       Pembahasan

Hasil dari persilangan tidak semuanya dapat sesuai dengan teori yang ada. Kadang-kadang terjadi sebuah penyimpangan. Penyimpangan terhadap hukum Mendel dapat disebabkan oleh adanya beberapa gen dua atau lebih yang saling berinteraksi sehingga mempengaruhi pemberian fenotip pada suatu individu. Selain itu adanya dominansi satu sifat dan faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban, curah hujan dan arah angin. Pada dasarnya tetap mengikuti hukum Mendel hanya rasio yang diperoleh saja yang berbeda.

Beberapa penelitian genetika menunjukkan adanya penyimpangan terhadap kedua Hukum Mendel tersebut. Beberapa peristiwa yang menunjukkan penyimpangan tersebut diantaranya sebagai berikut :

1.        Epistasis Dominan

Pada epistasis dominan terdapat satu gen dominan yang bersifat epistasis. Faktor pembawa sifat yang menutup disebut epistasis, sedangkan sifat yang tertutup disebut hypostasis. Epistasis dominan bila A epistatik terhadap B dan b. Misalnya pada labu summer squash (Curubita pepo). E. W. Sinnot menemukan interaksi pada pertumbuhan warnanya. Kalau bentuk buahnya interaksi itu berupa komplementer, sedangkan warnanya oleh interaksi gen secara epistasis. Seperti halnya bentuk, warna buah labu itu diatur oleh 2 gen yaitu gen Y-y dan W-w.

Y = kuning

y = hijau

W = epistasis

w = tidak mengalahkan

Asal hadir alel dominan W, fenotip tak berwarna (putih), karena menghalangi pertumbuhan warna. Jika disilangkan labu putih murni WWYY dengan hijau murni wwyy, maka F1 WwYy berwarna putih, F2 terdiri dari 3 kelas, dengan perbandingan putih : kuning : hijau = 12 : 3 : 1 (Yatim, 1986).

2.        Epistasis resesif

Pada peristiwa epistasis resesif terdapat suatu gen resesif yang bersifat epistasis terhadap gen dominan yang bukan alelnya (pasangannya). Gen resesif tersebut harus dalam keadaan homozigot. Contohnya pada pewarisan bulu tikus.

Warna bulu tikus ditentukan oleh gen-gen berikut :

1.              Gen A menentukan warna hitam.

2.              Gen a menentukan warna abu-abu.

3.              Gen C menentukan enzim yang menyebabkan timbulnya warna.

4.              Gen c menetukan enzim penghambat munculnya warna yang bersifat epistasis.

Persilangan yang terjadi adalah sebagai berikut :

P1      :  ♂ CCAA       x          ♀ccaa

(hitam)                      (putih)

Gamet :                     CA

F1      :                       CcAa

(hitam)

P2      :           CcAa               x          CcAa

(hitam)                                                          (hitam)

Dengan cara yang sama akan diperoleh perbandingan F2 sebagai berikut :

9 C-A- = 9 hitam                              3 ccA- = 3 putih

3 C-aa = 3 abu-abu                           1 ccaa = 1 putih

Jadi perbandingan fenotip F2 hitam : abu-abu : putih adalah 9 : 3 :4

3.        Epistasis Dominan Resesif

Epistasis dominan dan resesif (inhibiting gen) merupakan penyimpangan semu yang terjadi karena terdapat dua gen dominan yang jika dalam keadaan bersama akan menghambat pengaruh salah satu gen dominan tersebut. Epistasis dominan resesif terjadi bila A epistatik terhadap B dan b, sedangkan bb epistatik terhadap A dan a. Contohnya pada ayam negeri.

C = gen yang menghasilkan warna.

c = gen yang tidak menghasilkan warna (ayam menjadi putih).

I = gen yang menghalang-halangi keluarnya warna (gen ini disebut juga gen penghalang atau inhibitor).

i = gen yang tidak menghalangi warna.

Ayam leghom adalah IICC.

Ayam white silkie adalah putih iicc.

Jika keduanya disilangkan maka akan mendapatkan F1 ayam berwarna putih IiCc. Perbandingan F2 antara ayam putih : ayam berwarna yaitu 13 : 3.

4.        Epistasis Dominan Duplikat

Epistasis dominan duplikat dapat disebut juga polimeri yaitu pemblastaran heterozigot dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri-sendiri, akan tetapi mempengaruhi bagian yang sama pada suatu organisme. Epistasis dominan duplikat dapat terjadi bila A epistatik terhadap B dan b, sedangkan B epistatik terhadap A dan a. Peristiwa polimeri pertama kali dilaporkan oleh Nilson-Ehle, melalui percobaan persilangan antara gandum yang mempunyai biji bersekam merah (MMMM) dengan gandum yang mempunyai biji bersekam putih (mmmm).

Jika keduanya disilangkan maka akan mendapatkan F1 gandum yang mempunyai biji bersekam merah dengan fenotip MmMm. F2 yang diperoleh yaitu :

9 M-M- = merah                               3 mmM- = merah

3 M-mm = merah                              1 mmmm = putih

Jadi polimeri menghasilkan rasio fenotip f2 merah : putih = 15 : 1.

5.        Epistasis Resesif Duplikat

Epistasis resesif duplikat dalah gen-gen yang berinteraksi dan saling melengkapi kehadiran gen tersebut secara bersama-sama akan memunculkan karakter (fenotip) tertentu. Sebaliknya, jika salah satu gen tidak hadir maka pemunculan karakter akan terhalang atau tidak sempurna. Epistasis resesis duplikat akan terjadi bila aa epistatik terhadap B dan b, sedangkan bb epistatik terhadap A dan a.

Contohnya pemunculan suatu pigmen merupakan hasil interaksi dua gen, yaitu gen C dan gen P.

Gen C : mengakibatkan munculnya bahan mentah pigmen.

Gen c : tidak menumbuhkan pigmen.

Gen P : menimbulkan enzim pengaktif pigmen.

Jika P1 yaitu CCpp putih dan ccPP putih, maka akan mendapatkan keturunan F1 yaitu ungu CcPp. f2 yang diperoleh sebagai berikut :

9 C-P- = ungu                       3 ccP- = putih

3 C-pp = putih                      1 ccpp = putih

Jadi epistasis resesif duplikat menghasilkan perbandingan rasio fenotip F2 ungu : putih = 9 : 7.

6.        Gen Duplikat dengan Efek Kumulatif

Gen duplikat dengan efek kumulatif yaitu penyimpangan semu yang terjadi karena terdapat dua gen yang dominan yang mempengaruhi bagian tubuh makhluk hidup yang sama. Jika berada bersama-sama, fenotipnya merupakan gabungan dari kedua sifat gen-gen dominan tersebut. Miyake dan imai (Jepang) menemukan bahwa pada tanaman gandum (Hordeum vulgure) terdapat biji yang kulitnya berwarna ungu tua, ungu dan putih.

jika gen dominan A dan B terdapat bersama-sama dalam genotip, kulit buah akan berwarna ungu tua. Bila terdapat salah satu gen dominan saja kulit buah berwarna ungu. absennya gen dominan menyebabkan kulit buah berwarna putih.

Jika P1 yang disilangkan yaitu ungu tua AABB dan putih aabb, maka akan didapatkan F1 ungu tua AaBb. F2 yang diperoleh sebagai berikut :

9 A-B- = ungu tua                3 aaB- = ungu

3 A-bb = ungu                      1 aabb = putih

Jadi gen dominan dengan efek kumulatif akan menghasilkan perbandingan antar rasio fenotip F2, ungu tua : ungu : putih yaitu 9 : 6 1 (Suryo, 1998).

Komplementer merupakan interaksi yang saling melengkapi. Apabila ada salah satu gen yang tidak nampak maka pertumbuhan suatu karakter tak sempurna atau terhalang. Terdapat dua gen yang beriteraksi yaitu C-c dan P-p-C dan P komplementer. Jika hanya salah satu C, P yang ada atau tidak ada sama sekali maka warna bunga tidak dapat terbentuk. C merupakan gen yang berfungsi menumbuhkan bahan mentah pigmen, sedangkan alelnya c tidak mampu. P berguna untuk mengubah bahan mentah enzim menjadi pigmen, sedangkan alelnya p tidak mampu. Contohnya pada persilangan warna biji jagung. Menurut Yatim (1991) ada dua gen yang akan berinteraksi untuk menumbuhkan warna pada kulit biji jagung.

P1 :      CCRR x ccrr

F1 :      CcRr

P2 :      CcRr x CcRr

F2 :      9 C-R-             3 c-R-

            3 C-r-               1 c-r-

F1 tescross :     CcRr x ccrr

Ratio F1 hasil testcross : 1 C-R-          1 c-R-

1 C-r-          1 c-r-

Fenotip : 1 berwarna : 3 putih

Kriptomeri merupakan suatu interaksi gen yang menyembunyikan karakter yang terdapat pada induknya. Interaksi gen inidisebut juga atavisme. Pada generasi pertama karakter dari induknya tidak nampak, tetapi pada generasi keturunan kedua karakter induknya akan muncul kembali. Contohnya pada persilangan warna bunga Linaria maroccana yang diatur oleh dua gen yang berinteraksi. Jika terdapat alel dominan A dan B dalam satu individu maka warna bunga ungu. jika hanya alel dominan A sedangkan resesifnya hanya b maka warna bunga merah. Jika hanya alel B dominan yang ada atau tidak ada alel dominan sama sekali maka warna bunga putih (Yatim, 1991).

Manfaat dari mempelajari penyimpangan hukum Mendel yaitu dapat menciptakan suatu varietas baru, menambah pengetahuan, dan mengetahui penyebab terjadinya suatu penyimpangan. Apabila pola pewarisan selalu mngikuti pola pewarisan  Mendel maka tidak akan ada jenis tanaman maupun hewan yang bervariasi. Selain itu dapat memahami karakteristik dari suatu persilangan yang mengalami penyimpangan sehingga tidak terjadi kesalahan atau kegagalan dalam melakukan persilangan.

Praktikum kali ini melakukan percobaan tentang epistasis pada suatu individu. Percobaan sederhana yang dilakukan menggunakan kancing warna yang ada dalam kantong plastik. Praktikan akan melakukan pengambilan kancing warna sebanyak 90 kali dan 160 kali.

Hasil dari percobaan pada epistasis dominan pada pengambilan 90 dan 160 kali X² hitungnya masing-masing yaitu 1,12 dan 2,23. X² tabel dari epistasis dominan 5,99 maka hasilnya signifikan karena X² tabel lebih besar dari X² hitung. Hasil X² hitung dari epistasis resesif pada pengambilan kancing warna sebanyak 90 kali dan 160 kali yaitu 3,62 dan 2,839. Dengan X² tabel sebesar 5,99 maka hasilnya signifikan. Hasil X² hitung dari percobaan epistasis dominan resesif dengan pengambilan sebanyak 90 kali dan 160 kali yaitu 0,026 dan 0,035 X² tabel besarnya 3,84 maka hasilnya signifikan. Hasil X² hitung pada percobaan epistasis dominan duplikat dengan pengambilan sebanyak 90 kali yaitu 1,4096 dengan X² tabel 3,84 maka hasilnya signifikan. Pada percobaan 160 kali pengambilan X² hitungnya 2,225 dengan X² tabel 3,84 maka hasilnya signifikan karena X² hitung lebih kecil dari X² tabel. Hasil dari percobaan epistasis resesif duplikat dengan pengambilan 90 dan 160 kali X² hitungnya masing-masing 1,30 dan 0,10 maka hasilnya signifikan karena X² tabelnya sebesar 3,84. Hasil dari percobaan gen duplikat dengan 90 kali pengambilan X² hitungnya 9,7 dengan X² tabel 5,99 maka hasilnya tidak signifikan. Sedangkan pada pengambilan 160 kali X² hitungnya 1,7 maka hasilnya signifikan.

Epistasis dominan memiliki perbandingan fenotip 12 : 3 : 1. Epistasis resesif perbandingan fenotipnya 9 : 3 : 4. Epistasis resesif duplikat memiliki perbandingan fenotip 9 : 7. Epistasis dominan dan resesif perbandingan fenotipnya 13 : 3 (Crowder, 1986).

Epistasis dominan duplikat memiliki perbandingan fenotip 15 : 1. Epistasis dominan duplikat contohnya pada tanaman Bursa sp. Pada gen duplikat yang mempunyai pengaruh kumulatif perbandingan fenotipnya 9 : 6 : 1 (Suryo, 1984).

Percobaan yang dilakukan dalam praktikum ini terdapat hasil yang tidak signifikan. Hal-hal yang dapat mempengaruhi hasil tersebut menurut Crowder (1986) terbagi menjadi faktor luar dan faktor dalam. Faktor luar dari lingkungan yaitu :

1.      Suhu

2.      Sinar

3.      Gizi

4.      Hubungan dengan induk

Faktor dalam yaitu :

1.      Umur

2.      Jenis kelamin

3.      Hormon

4.      Fenokopi

V.       KESIMPULAN DAN SARAN

A.  Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pelaksanaan praktikum kali ini yaitu :

1.        Penyimpangan terhadap Hukum Mendel disebabkan oleh adanya interaksi antara gen-gen. Interaksi ini dapat disebabkan oleh 2 gen atau lebih.

2.        Epistasis merupakan suatu penutupan ekspresi suatu gen oleh gen lain.

3.        Uji X² digunakan untuk menentukan adanya penyimpangan atau tidak dengan melihat hasil X² hitung dengan X² tabelnya.

4.        Hasil praktikum sebagian besar menunjukkan hasil yang signifikan.

5.      Hasil yang tidak signifikan bisa disebabkan oleh faktor luar yaitu suhu, sinar, gizi, serta hubungan dengan induk dan faktor dalam yaitu umur, jenis kelamin, hormon serta fenokopi.

B.       Saran

Pelaksanaan praktikum kali ini lancar. Asisten menjelaskan tentang percobaan yang dilakukan dengan baik. Ketelitian sangat diperlukan dalam melakukan perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

Crowder, L. V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Pay, C. anna. 1987. Dasar-Dasar Genetika. Erlangga, Jakarta.

Suryo.1984. Genetika. Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Welsh, J. R. 1991, Dasar-Dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Erlangga, Jakarta.

Yatim, Wildan. 1991. Genetika. Tarsito, Bandung.

LAMPIRAN