Persilangan (biologi)

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Seorang pemulia tumbuhan sedang melakukan persilangan pada cabai

Dalam ilmu biologi, khusunya genetika, persilangan atau hibridisasi (bahasa Inggris: crossing atau hybridization) adalah perkawinan antarindividu ataupun populasi yang berbeda secara genetik untuk menghasilkan gabungan sifat atau rekombinasi gen dari kedua individu pada keturunan-keturunannya.[1] Persilangan dapat terjadi di antara individu yang berbeda spesies (persilangan interspesifik atau persilangan bastar) maupun antarindividu dalam satu spesies (persilangan intraspesifik atau persilangan antargalur).[2] Dalam ilmu peternakan, istilah persilangan juga sering disebut perkawinan.[3] Individu keturunan hasil proses persilangan dapat bersifat subur, mandul, maupun mandul sebagian.[2]

Kedua individu dalam yang akan disilangkan disebut tetua dan disimbolkan dengan huruf P, sedangkan generasi keturunan hasil suatu persilangan disebut filial atau hibrida dan disimbolkan dengan huruf F (dan angka yang menandakan urutan generasi, misalnya F1 untuk generasi pertama hasil persilangan dan F2 untuk generasi kedua hasil persilangan).[2]

Awalnya tujuan utama dari persilangan ialah menggabungkan dua sifat baik atau unggul dari dua tetua dalam satu individu atau populasi.[4] Lebih lanjut dalam kegiatan pemuliaan, persilangan digunakan untuk membuat keragaman genetik pada suatu populasi misalnya jagung dengan harapan akan muncul fenotipe-fenotipe baru yang sifatnya berbeda dari kedua tetuanya.[5]

Latar belakang[sunting | sunting sumber]

Gregor Johann Mendel (1882-1884), dikenal sebagai bapak genetika karena hasil percobaan persilangan pada populasi kacang kaprinya menjadi dasar pola pewarisan sifat dan memahami materi genetik.

Persilangan terjadi secara alami pada tumbuhan menyerbuk terbuka dan untuk sebagian kecil tumbuhan menyerbuk sendiri.[6] Pada tumbuhan menyerbuk sendiri, persilangan buatan telah dipraktikkan sejak lama sebelum dilakukan percobaan oleh Gregor Johann Mendel.[6]

Gregor Johann Mendel dikenal sebagai bapak genetika karena berhasil menemukan pola pewarisan sifat yang menjadi dasar ilmu genetika pada kacang kapri.[7][8] Dalam percobaannya Mendel melakukan persilangan di antara kacang kapri yang telah diketahui perbedaan untuk masing-masing sifat yang diamati.[7] Tanaman yang Mendel tanam merupakan galur murni yang apabila ditanam akan menghasilkan tumbuhan yang sama dengan induknya (true-breeding).[6][9] Dari percobaan tersebut ia menyimpulkan bahwa sifat suatu tumbuhan dikendalikan oleh gen dalam bentuk pasangan alel yang berasal dari sel kelamin (gamet) masing-masing tetuanya pada proses perkawinan.[10] Alel-alel pada suatu sifat atau karakter tumbuhan ada yang bersifat dominan dan resesif.[9] Kenampakan fenotipe pada keturunan-keturunan hasil persilangan menunjukkan adanya pola-pola pewarisan khusus yang dikenal sebagai Hukum Pewarisan Mendel dan akhirnya menjadi dasar untuk memahami pewarisan suatu sifat dan kemungkinan modifikasinya dalam pembentukan suatu kultivar.[6][11]

Jenis-jenis persilangan[sunting | sunting sumber]

Skema persilangan satu sifat beda antara dua individu yang bergenotipe heterozigot Aa

Persilangan monohibrida[sunting | sunting sumber]

Persilangan monohibrida adalah persilangan yang dilakukan antara dua individu atau tumbuhan yang mempunyai perbedaan pada satu sifat.[8] Dalam percobaannya Mendel melakukan persilangan di antara kacang kapri yang berbiji halus dengan kacang kapri yang bijinya berkerut.[12] Persilangan tersebut melibatkan kacang kapri dengan satu sifat beda yaitu tekstur biji.[12]

Persilangan dihibrida[sunting | sunting sumber]

Persilangan dihibrida adalah persilangan di antara dua individu dengan melibatkan dua sifat atau karakter yang diminati perbedaannya.[12] Persilangan antara kacang kapri berbiji halus dan berwarna hijau dengan kacang kapri tekstur bijinya berkerut dan berwarna kuning adalah contoh persilangan dengan dua sifat beda.[12] Sifat pertama adalah tekstur biji dan sifat kedua adalah warna biji.[12]

Persilangan uji[sunting | sunting sumber]

Persilangan uji (bahasa Inggris: test cross) adalah persilangan antara F1 dengan tetua homozigot resesif.[13] Dalam genetika, persilangan uji berfungsi untuk mengetahui genotipe suatu tumbuhan apakah homozigot atau heterozigot dengan keadaan fenotipe yang menampakkan sifat dominan.[13]

Persilangan balik[sunting | sunting sumber]

Persilangan balik (bahasa Inggris: backcross) adalah persilangan antara suatu keturunan hasil persilangan dengan salah satu tetuanya.[6] Berbeda dengan persilangan uji, pada persilangan balik tetua untuk pasangan persilangan tidak harus homozigot resesif.[6] Tujuan dari persilangan balik adalah memulihkan penampilan dari individu hasil persilangan yang kurang baik dan mengakumulasi gen-gen yang menjadi target dari persilangan agar stabil pada individu keturunan.[6] Dalam suatu program pemuliaan, persilangan balik biasanya dilakukan berulang-ulang untuk memindahkan gen atau sifat ketahanan yang kebanyakan bersifat resesif dari tetua donor agar stabil dan terakumulasi dengan cukup.[6] Individu donor adalah individu atau kultivar yang digunakan sebagai sumber gen atau sifat yang akan dipindahkan.[6]

Persilangan timbal balik[sunting | sunting sumber]

Persilangan timbal balik (bahasa Inggris: reciprocal cross) adalah perbandingan antara persilangan satu individu sebagai jantan dan satu sebagai betina dan juga persilangan kebalikannya, disebut juga dengan persilangan tukar kelamin.[14][15] Persilangan timbal balik digunakan untuk mengetahui gen yang mengendalikan suatu sifat berada di sitoplasma dan pengaruh induk betina atau tidak.[16] Gen yang berada di sitoplasma akan berbeda pewarisannya pada keturunan yang dihasilkan pada masing-masing silang kebalikan.[16]

Persilangan pada hewan[sunting | sunting sumber]

Hewan umumnya melakukan persilangan dengan berkembangbiak secara seksual.[17] Persilangan ditandai dengan proses bertemunya sel kelamin jantan (sperma) dengan sel kelamin betina (sel telur) dan dikenal sebagai pembuahan.[17] Induk betina akan mengandung anak atau telur sebagai akibat terjadinya proses pembuahan.[17] Beberapa contoh hewan hasil persilangan interspesifik ialah liger, bagal, dan zebroid.[18]

Persilangan pada tumbuhan[sunting | sunting sumber]

Hasil persilangan di antara bunga berwarna merah dan putih

Persilangan pada tumbuhan dapat diartikan sebagai proses penyerbukan yang terjadi antara tumbuhan atau populasi yang berbeda secara genetik.[19] Pengetahuan tentang sistem reproduksi dan alat kelamin pada tumbuhan membuat persilangan menjadi suatu metode yang efektif untuk memperbaiki penampilan tumbuhan.[6] Berdasarkan kejadiannya, persilangan pada tumbuhan dapat terjadi dengan dua cara yaitu persialangan alami dan persilangan buatan.[6] Pada tumbuhan menyerbuk terbuka, persilangan tumbuhan terjadi secara alami baik dengan bantuan angin maupun serangga, dan bantuan manusia untuk tujuan tertentu. Pada tumbuhan menyerbuk sendiri persilangan tumbuhan umumnya dilakukan oleh manusia (persilangan buatan) untuk menggabungkan sifat atau karakter yang berbeda dari dua atau kultivar tumbuhan.[6] Persilangan buatan pada tumbuhan dilakukan dengan mengumpulkan serbuk sari dengan cara memotong benang sari beserta kepala sari (kastrasi) dari tetua jantan dan menyerbukkannya ke putik bunga yang belum diserbukki yang digunakan sebagai tetua betina.[6]

Persilangan dalam pemuliaan tanaman[sunting | sunting sumber]

Video persilangan terkendali jagung

Persilangan tumbuhan umum digunakan dalam pembentukan kultivar-kultivar baru baik hibrida, bersari bebas maupun menyerbuk sendiri sebagai bagian dalam program pemuliaan tanaman.[4] Pada tiap program pemuliaan, macam persilangan yang digunakan berbeda-beda tergantung tujuan dan metode yang digunakan.[6][20]

Persilangan dalam pembentukan kultivar hibrida[sunting | sunting sumber]

Persilangan puncak[sunting | sunting sumber]

Persilangan puncak (bahasa Inggris: top cross) dalam program pembuatan kultivar hibrida adalah persilangan antara galur inbrida dengan kultivar bersari bebas.[21] Persilangan puncak umumnya dilakukan pada saat pengujian keturunan dalam melakukan seleksi untuk memilih galur-galur inbrida calon tetua hibrida.[21] Pada beberapa rujukan istilah persilangan puncak disamakan dengan persilangan tiga jalur dalam pembuatan hibrida.[22]

Persilangan tunggal[sunting | sunting sumber]

Persilangan tunggal (bahasa Inggris: single cross) adalah persilangan antara dua galur inbrida yang digunakan untuk membuat kultivar hibrida.[6] Hibrida hasil persilangan ini disebut hibrida hasil persilangan tunggal serta bersifat homogen dan heterozigot.[6] Hibrida persilangan tunggal merupakan metode pertama perakitan kultivar hibrida yang ditemukan oleh George Harrison Shull pada tahun 1908.[23]

Persilangan ganda[sunting | sunting sumber]

Persilangan ganda (bahasa Inggris: double cross) adalah persilangan antara dua hibrida F1 hasil persilangan tunggal yang berbeda.[6] Keturunan hasil dari persilangan ini disebut hibrida persilangan hasil ganda dan bersifat homogen heterozigot.[6] Awalnya hibrida hasil persilangan ganda digunakan untuk mengganti hibrida hasil persilangan tunggal pada jagung yang pada masa itu produksi dan penampilan tumbuhannya kurang baik.[20]

Persilangan tiga jalur[sunting | sunting sumber]

Persilangan tiga jalur (bahasa Inggris: three-way cross) adalah persilangan antara hibrida F1 hasil persilangan tunggal dengan satu galur inbrida.[6] Keragaman genetik hibrida hasil persilangan tiga jalur lebih besar daripada hibrida hasil persilangan tunggal karena menggunakan tiga macam galur inbrida yang berbeda.<[6] Saat ini dalam praktik pembuatan kultivar hibrida jagung, persilangan tiga jalur mulai ditinggalkan dan digantikan oleh hibrida hasil persilangan tunggal.[23]

Rancangan persilangan[sunting | sunting sumber]

Rancangan persilangan dalam pemuliaan tanaman adalah suatu skema persilangan di antara kelompok atau galur tumbuhan yang dibuat dalam suatu program pemuliaan tanaman untuk mendapatkan informasi dan memahami pengendalian genetik pada suatu sifat dan menduga parameter-parameter genetiknya.

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ (Inggris) Albert G.J Tacon (1997). "The use of inter-species hybrids in aquaculture and their reporting to FAO" (PDF). Rome, Italy: The FAO Aquaculture Newsletter. Diakses tanggal 1 April 2014. [pranala nonaktif permanen]
  2. ^ a b c (Inggris) George H. Wittler. "hybridization". Advameg, Inc. Diakses tanggal 3 April 2014.  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "bio" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  3. ^ (Inggris) "animal breeding". Net Industries and its Licensors. Diakses tanggal 3 April 2014. 
  4. ^ a b (Inggris) Poehlman JM & Borthakur D (1969). Breeding Asian Field Crops. New Delhi: Oxford & IBH Publishing. hlm. 63, 73. 
  5. ^ (Inggris) McCouch S. "Diversifying Selection in Plant Breeding". Diakses tanggal 3 April 2014. 
  6. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t (Inggris) Poehlman JM (1987). Breeding Field Crops. New York: Springer Science+Business Media, LCC. hlm. 4, 8, 47 193, 204, 245, 246, 247, 469, 472. ISBN 9789401572736. 
  7. ^ a b (Inggris) Noel Kingsbury (2009). Hybrid: The History and Science of Plant Breeding. Chicago: The University of Chicago Press. hlm. 9, 3 57. ISBN 9780226437040. 
  8. ^ a b (Inggris) Vanessa Sandra Windhausen. "heredity and variation, Mendel's Experiments". AP and SAT College Board. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2014-04-26. Diakses tanggal 25 April 2014. 
  9. ^ a b Phillip McClean. "Mendelian Genetics". Diakses tanggal 5 April 2014. 
  10. ^ (Inggris) "Principle of segregation". Diakses tanggal 5 April 2014. 
  11. ^ (Inggris) Charmalia Reswari. "Genetika dan Hukum Mendel". Diakses tanggal 3 April 2014. 
  12. ^ a b c d e (Inggris) Daniel L. Hartl (1996). Essential Genetics. London: Jones and Bartlett. hlm. 33. ISBN 0-86720-883-X. 
  13. ^ a b (Inggris) "Test Cross". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-04-23. Diakses tanggal 3 April 2014. 
  14. ^ (Inggris) "reciprocal cross". Oxford University Press. Diakses tanggal 5 April 2014. 
  15. ^ Dyah Aryulina dkk (2006). Biologi 3. esis. hlm. 134. Diakses tanggal 5 April 2014. 
  16. ^ a b (Inggris) Cove DJ (1971). Genetics. Cambridge University Press. hlm. 111. ISBN 0521082552. Diakses tanggal 5 April 2014. 
  17. ^ a b c (Inggris) "Sexual Reproduction in Humans". Diakses tanggal 3 April 2014. 
  18. ^ (Inggris) "10 Bizarre Hybrid Animals". Twisted Sifter. 2012. Diakses tanggal 25 April 2014. 
  19. ^ (Inggris) Mulford Foster. "Pollination and Hybridization". Diakses tanggal 3 April 2014. 
  20. ^ a b (Inggris) Hallauer et. al (2010). Quantitative Genetics in Maize Breeding. New York: Springer Science+Business Media, LCC. hlm. 5, 64, 119, 123. ISBN 9781441907660. 
  21. ^ a b (Inggris) "Plant Breeding Lecture 13". Michigan State University. Diakses tanggal 5 April 2014. 
  22. ^ Supartopo (2006). "Teknik Persilangan Padi Untuk Perakitan Varietas Unggul Baru" (PDF). 11. Buletin Teknik Pertanian. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2014-04-07. Diakses tanggal 5 April 2014. 
  23. ^ a b (Inggris) Crow JF. "90 Years ago: The Beginning of Hybrid Maize" (PDF). 148. genetics. Diakses tanggal 5 April 2014. 

Pranala luar[sunting | sunting sumber]