Laporan Praktikum Genetika Tumbuhan – Persilangan Monohibrid

Praktikum Persilangan Monohibrid

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Persilangan antara dua indukan yang berbeda sifat akan menghasilkan anakan yang membawa sifat dari kedua indukan tersebut. Hal tersebut dapat terjadi karena pada saat persilangan, sel gamet pada tumbuhan jantan maupun betina sama-sama menyumbangkan setengah sifatnya dari pasangan alelnya. Kemudian, saat telah melakukan persilangan dapat ditemukan berbagai sifat anakan yang mungkin. Sifat anakan merupakan ekspresi yang keluar akibat sifat dari gen induknya yang saling bertemu.

Suatu anakan biasanya akan condong pada sifat salah satu induknya. Hal tersebut menandakan bahwa indukan memiliki sifat dominan terhadap indukan lain. Namun ada juga yang anakannya merupakan gabungan dari sifat kedua indukan. Itu tandanya indukan bersifat intermediet atau semi dominan. Mendel menyadari hal tersebut dan akhirnya merumuskan kejadian-kejadian pada suatu persilangan dengan persamaan peluang sederhana.

Teori Hukum Mendel sampai saat ini pun masih digunakan oleh banyak orang. Teori ini  mempermudah pendugaan sifat anakan yang mungkin terjadi jika melakukan persilangan antara dua indukan dengan sifat beda. Jika pada indukan hanya ditemukan satu sifat beda, maka persilangan tersebut merupakan persilangan monohibrid. Semakin banyak sifat beda yang dimiliki oleh kedua indukan, semakin banyak kemungkinan yang muncul. Maka peluang terjadinya suatu sifat anakan pun akan semakin kecil dibandingkan dengan persilangan monohibrid.

Pada praktikum ini dilakukan pengujian Hukum Mendel I mengenai segregasi pada persilangan monohibrid dengan melakukan penanaman kedelai. Tanaman kedelai dipilih sebagai bahan praktikum karena tanaman ini termasuk tanaman berhari pendek. Selain itu, tanaman ini sudah mulai berkecambah kurang lebih pada umur 5-6 hari. Hal ini mempermudah dan mempersingkat waktu pengamatan. Bagian tanaman yang hendak diamati yaitu warna hipokotil pada tanaman yang terbagi menjadi putih dan ungu. Pada umur 1 minggu, tanaman telah dapat diamati warna hipokotilnya, sehingga mempercepat pengambilan data.

B.     Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk membuktikan Hukum Mendel I pada persilangan monohibrid.

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Hasil perkawinan antara dua individu yang mempunyai sifat beda dinamakan hibrid. Maka anakan pada F1 merupakan hibrid dari kedua indukannya atau parentalnya (P1). Berdasarkan banyaknya sifat beda yang terdapat pada suatu individu, dapat dibedakan :

Monohibrid, ialah suatu hibrid dengan satu sifat beda (Aa)

Dihibrid, ialah suatu hibrid dengan dua sifat beda (AaBb)

Trihibrid, ialah suatu hibrid dengan tiga sifat beda (AaBbCc), dan seterusnya

(Suryo, 2010).

Wijayanto, et. al.(2013) juga melaporkan hal yang senada dengan pernyataan di atas bahwasannya terdapat dua macam persilangan berdasarkan jumlah sifat yang disilangkan. Kedua macam persilangn tersebut yaitu persilangan monohibrid dan persilangan dihibrid. Persilangan monohibrid merupakan persilangan dengan satu sifat beda, sedangkan persilangan dihibrid merupakan persilangan dengan dua sifat beda. Persilangan dihibrid ini lebih rumit dibandingkan dengan persilangan monohibrid karena pada persilangan dihibrid melibatkan dua lokus.

Winchester (1958 dalam Yasin, et. al, 2005) melaporkan bahwa hukum peluang juga telah diterapkan oleh Gregor Mendel (1822-1884) sebagai bapak Ilmu Genetika. Dikemukakan bahwa hasil persilangan dari generasi antar F1 pada kacang buncis untuk tujuh karakter tanaman yakni bentuk biji, warna albumen, warna kulit biji, bentuk polong, warna polong, posisi letak bunga, dan panjang batang. Masing-masing karakter memiliki ratio 3 : 1, atau peluang = ¼ yang resesif (aa) dan peluang = ¾ pada karakter dominan (AA dan Aa). Pada generasi F1 ratio genotip p (Aa) = ½.

Lebih lanjut, Cahyono (2010) melaporkan bahwasannya hukum pewarisan Mendel adalah hukum yang mengatur pewarisan sifat secara genetik dari satu organisme kepada keturunannya. Hukum ini didapat dari hasil penelitian Gregor Johann Mendel, seorang biarawan Austria. Hukum tersebut terdiri dari dua bagian:

1.      Hukum Pertama Mendel (hukum pemisahan atau segregation)

Isi dari hukum segregasi :

“ Pada waktu berlangsung pembentukan gamet, setiap pasang gen akan disegregasi ke dalam masing-masing gamet yang terbentuk.”

2.      Hukum Kedua Mendel (hukum berpasangan secara bebas atau independent assortment)

Isi dari hukum pasangan bebas :

“ Segregasi suatu pasangan gen tidak bergantung kepada segregasi pasangan gen lainnya, sehingga di dalam gamet-gamet yangterbentu akan terjadi pemilihan kombinasi gen-gen secara bebas.”  

Pada tahun 1936, ahli statistik RA Fisher menggunakan uji chi-square untuk menganalisis data Mendel dan dapat disimpulkan bahwa rasio yang dihasilkannya terbukti kebenarannya. Ini menunjukkan kesesuaian data yang telah dibuat melalui suatu observasi dapat dijadikan suatu hipotesis. Selanjutnya, untuk mengkonfirmasi hasil persilangannya, Mendel melakukan persilangan kebalikan yang tadinya tanaman dominan menjadi tetua betina, diubah sebagai tetua jantan. Persilangan kebalikan ini disebut dengan persilangan resiprokal. Ternyata hasilnya tidak berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa sifat-sifat tersebut tidak terkait dengan pewarisan maternal (Sobir dan Syukur, 2015).

Sesungguhnya ratio fenotipe F2 3:1 merupakan perhitunagn secara teoritis. Ratio ini didapat dari ratio genotipenya. Sebetulnya dalam kenyataan sehari-hari, ratio fenotipe yang didapat tidaklah persis demikian. Makin dekat nilai ratio kenyataan atau observasi (o) terhadap ratio teoritis atau ekspektasi (e), makin sempurna data yang dipakai, berarti makin bagus pernyataan fenotipenya. Jika perbandingan o/e mendekati angka 1 berarti data yang didapat semakin bagus dan pernyataan  fenotipe tentang karakter yang diselidiki mendekati sempurna. Tapi, jika o/e makin menjauhi angka 1, maka data itu buruk dan pernyataan fenotipe karakter yang diselidiki dipengaruhi oleh suatu faktor lain, entah faktor lingkungan atau karena data yang dipakai berasal dari jumlah obyek yang sedikit (Yatim, 2003).

III.             METODE PRAKTIKUM

A.    Bahan dan Alat

Bahan yang dibutuhkan pada praktikum kali ini antara lain biji kacang kedelai dari dua varietas berbeda yaitu berhipokotil ungu dan putih. Benih yang digunakan yaitu benih P1 yang warna hipokotilnya ungu, P2 yang berwarna putih, F1 yang merupakan hasil persilangan P1 dan P2, dan F2 yang merupakan hasil dari persilangan F1 dengan sesamanya. Selain itu, bahan lain yang dibutuhkan adalah media tanam (tanah) dan lembar pengamatan.  Sedangkan alat yang digunakan pada praktikum persilangan monohibrid hanya seed box dan alat tulis.

B.     Prosedur Kerja

1.      Seed box diisi dengan tanah sampai ¾ dari volume seed box.

2.      Kemudian, benih ditanam pada seed box. Pada benih P1, P2, dan F1, ditanam sebanyak 10 buah pada garis yang sejajar. Kemudian untuk benih F2 ditanam sebanyak 20 buah.

3.      Benih dibiarkan sehingga muncul kecambah.

4.      Setelah berkecambah, warna batang atau kotiledon dari tanaman F2 dihitung dan ditabulasikan masing-masing jenisnya (ungu atau putih).

5.      Data kemudian dianalisis menggunakan uji chi square.

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

P1        :           Galur 1            ><        Galur 2

                           HH                              hh

                         (ungu)                         (putih)

F1        :                                   Hh

                                         (100% ungu)

P2        :           Hh                   ><        Hh

F2        :           HH, Hh, Hh, hh

Perbandingan genotip :   1 : 2 : 1

Perbandingan fenotip  :   3      :     1

                                    (ungu) : (putih)

Tabel Uji X ²

x² tabel = 3,84

x² hitung = 0,6

x² tabel > x² hitung

maka hasil pengujian sesui dengan perbandingan pada Hukum Mendel I.

B.     Pembahasan

Persilangan monohibrid merupakan perkawinan antara dua individu yang memiliki satu sifat beda. Persilangan ini menghasilkan anakan yang memiliki setengah gen dari masing-masing induknya. Maka dari itu, terkadang anak hasil persilangan memiliki sifat yang mirip dengan induknya. Seringkali sifat yang tampak pada anakan sangat condong kepada salah satu induk. Hal itu menandakan sifat indukan tersebut lebih kuat atau dominan dibandingkan dengan sifat indukan yang lain.

Mendel mengamati kejadian tersebut dengan melakukan percobaan. Seperti yang dijelaskan oleh Suryo (2010) dalam bukunya yang berjudul “Genetika”, bahwasannya Mendel melakukan perkawinan silang menggunakan tanaman ercis. Saat itu, Mendel mengawinkan tanaman ercis berbatang tinggi (TT) dengan yang berbatang kerdil (tt). Hasilnya, tanaman keturunan pertama seragam berbatang tinggi (Tt). Anak hasil persilangan tersebut memiliki gamet dengan alel T dan gamet dengan alel t. Hal tersebut kemudian menghasilkan Hukum Mendel I yang terkenal dengan nama Hukum Segregasi (pemisahan gen sealel).

Mengutip isi dari Hukum Mendel I seperti yang telah dilaporkan oleh Cahyono (2010),  “Pada waktu berlangsung pembentukan gamet, setiap pasang gen akan disegregasi ke dalam masing-masing gamet yang terbentuk.” Maka dari itu, dari persilangan monohibrid dapat dibuktikan bahwa pada setiap individu berlaku Hukum Mendel I.

Persilangan monohibrid pada kenyataannya memiliki beberapa manfaat bagi kelangsungan makhluk hidup. Adanya persilangan tersebut dapat memperbaiki sifat suatu varietas yang kurang diminati (resesif) sehingga memiliki sifat yang lebih baik (dominan). Dengan kata lain, dari persilangan ini dapat diperoleh varietas unggul. Selain itu, persilangan ini juga dapat meningkatkan produktivitas suatu tanaman. Hal ini dikarenakan produk yang dihasilkan akan memiliki persentase kualitas baik yang lebih tinggi. semua itu pada akhirnya akan sangat menguntungkan bagi para pelaku budidaya secara ekonomi.

Persilangan monohibrid juga telah dilakukan oleh Yasin dan kawan-kawannya (2005) yang menyilangkan jagung biasa dengan jagung QPM. Jagung QPM adalah jagung yang kualitas proteinnya lebih tinggi, dimana dua asam amino penting yakni lisin dan triptopfan dua kali lebih banyak dari jagung biasa. Berdasarkan hasil penelitian ini disimpulkan bahwa pada generasi F2 hanya terdapat dua (11,76 %) tongkol dari 18 tongkol yang diamati yang mengikuti Hukum Mendel dengan ratio fenotip resesif : dominan = 1:3 yakni family (CML161xMr14)-2 dan (CML161xMr14)-30.

Adanya sifat fenotip (yang tampak) maupun genotip (yang kasat mata) pada anakan hasil persilangan monohibrid merupakan hasil dari interaksi gen-gen induknya. Gen merupakan kode pembawa sifat dari induk yang diturunkan pada anaknya. Suatu individu tidak hanya tersusun atas satu gen saja. Namun, tersusun atas banyak gen yang mengatur sifat dari masing-masing anggota tubuh individu tersebut.

Gen-gen tersebut bergabung dan membentuk suatu rantai heliks ganda bernama DNA. DNA ini kemudian melipat dan memampat menjadi kecil yang berbentuk seperti batang dan disebut sebagai kromosom. Masing-masing gen menempatkan diri pada rantai DNA. Bagian atau tempat gen tersebut bersemayam bernama lokus. Gen-gen tersebut memiliki pasangan yang terletak bersebrangan dengan dirinya di dalam rantai DNA. Pasangan gen pada kromosom itulah yang disebut alel.

Pada praktikum ini, telah dilakukan pengujian Hukum Mendel 1 dengan cara mengamati rasio pada F2. Proses pengamatan diawali dengan menanam kedelai P1 yang berhipokotil ungu, P2 yang berhipokotil putih, F1 yang merupakan keturunan pertama dari hasil persilangan P1 dan P2, dan F2 yang merupakan hasil persilangan F1 dengan sesamanya. Variabel yang diamati yaitu warna hipokotil. Terlihat pada penanaman 10 benih kedelai F1, didapatkan keturunan yang semuanya berwarna ungu. Hal tersebut menandakan bahwa sifat ungu pada hipokotil P1 dominan terhadap warna hipokotil pada P2.

Kemudian, pada destruksi tanaman F2 yang semuanya berjumlah 20, didapatkan 13 individu yang berwarna ungu dan 7 yang berwarna putih. Setelah dikalkulasikan, ternyata perbandingan keduanya mendekati 3:1. Angka tersebut merupakan perbandingan fenotip yang diduga oleh Mendel.

Kemudian dilakukan pengujian akhir menggunakan uji chi-square. Ternyata nilai X hitung dari data tersebut yaitu 0,6. Angka ini lebih kecil dibandingkan dengan X tabel yang nilainya sebesar 3,84. Hal tersebut menunjukkan bahwa hasil percobaan sesuai dengan kaidah Hukum Mendel I. Maka dari itu, dapat diduga perbandingan genotip yang mungkin terjadi pada F2 yaitu 1 : 2 : 1 (HH : Hh : hh).  

V.                KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

1.      Persilangan monohibrid merupakan perkawinan antara dua individu yang memiliki satu sifat beda.

2.      Hukum Mendel I mengenai pemisahan gen sealel menjelaskan bahwasannya hasil perkawinan antara dua individu yang berbeda sifatnya (
HH dengan hh) akan memiliki gamet dengan alel dari masing-masing induknya (Hh).

3.      Perbandingan fenotip untuk monohibrid dari induk yang homozigot dominan dengan homozigot resesif yaitu 3 : 1 (dominan : resesif). Sedangkan perbandingan genotipnya yaitu 1 : 2: 1 (HH : Hh : hh).

B.     Saran

Sebaiknya dalam melakukan praktikum, praktikan melakukan penanaman dengan benar. Benih kedelai seharusnya ditanam pada tanah yang gembur, dan tidak terlalu dalam. Jangan lupa untuk tetap menjaga kelembaban tanah. Hal tersebut ditujukan agar benih mudah berkecambah.

DAFTAR PUSTAKA

Cahyono, Fransisca. 2010. Kombinatorial dalam Hukum Pewarisan Mendel. Makalah II2092 probabilitas dan Statistik – Sem. I. Program Studi Teknik Informatika Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Sobir dan M. Syukur. 2015. Genetika Tanaman. IPB Press, Bogor.

Suryo, H. 2010. Genetika. UGM Press, Yogyakarta.

Wijayanto, D. Agus, Rusli Hidayat, dan Mohammad Hasan. 2013. Penerapan Model Persamaan Diferensiasi dalam Penentuan Probabilitas Keturunan dengan Dua Sifat Beda. Jurnal Ilmu Dasar. Vo. 14. No. 2 hlm. 79-84.

Yasin, M. H. G., Arifuddin, dan Faesal. 2005. Uji Kesesuaian Hukum Mendel dalam Memilih Benih Jagung Opaque. Informatika Pertanian. Vol. 14. Hlm. 763-770.

Yatim, Wildan. 2003. Genetika. Tarsito, Bandung.