LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TUMBUHAN ACARA V PENYIMPANGAN HUKUM MENDEL

LAPORAN PRAKTIKUM

GENETIKA TUMBUHAN

ACARA V

PENYIMPANGAN HUKUM MENDEL

 

Semester:

Ganjil 2014

Oleh:

Kuswari Silvany Fatwa

A1L013110/E

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI

PURWOKERTO

2014

I.                   PENDAHULUAN

A.                Latar Belakang

Teori pertama tentang sistem pewarisan yang dapat diterima kebenarannya dikemukakan oleh Gregor Mendel pada tahun 1865. Teori ini diajukan berdasarkan penelitian persilangan berbagai varietas kacang kapri (Pisum sativum). Dalam percobaannya Mendel memilih tanaman yang memiliki sifat biologi yang mudah diamati. Berbagai alasan dan keuntungan menggunakan tanaman kapri yaitu, (a) Tanaman kapri tidak hanya memiliki bunga yang menarik, tetapi juga memiliki mahkota yang tersusun sehingga melindungi bunga kapri terhadap fertilisasi oleh serbuk sari dari bunga yang lain. Hasilnya, tiap bunga menyerbuk sendiri secara alami; (b) Penyerbukan silang dapat dilakukan secara akurat dan bebas, dapat dipilih mana tetua jantan dan betina yang diinginkan; (c) Mendel dapat mengumpulkan benih dari tanaman yang disilangkan, kemudian menumbuhkannya dan mengamati karakteristik (sifat) keturunannya.

Biasanya kita beranggapan bahwa suatu sifat keturunan yang nampak pada suatu individu itu ditentukan oleh sebuah gen tunggal, misalnya gen R, bunga putih oeh gen r, buah bulat batang pendek oleh gen B, buah oval (lonjong) oleh gen b,batang tinggi oleh gen T,batang pendek oleh gen t,dll.

Akan tetapi dalam kehidupan sehari-hari seringkali kita mengetahui bahwa cara diwariskanya sifat keturunan tidak mungkin diterangkan dengan pedoman-pedoman diatas, karena sulit sekali disesuaikan dengan hokum-hukum mendel.

B.                 Tujuan

Tujuan praktikum ini yaitu agar praktikan dapat mengetahui penyimpangan hukum mendel

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Mendel mempelajari beberapa pasang sifat pada tanaman kapri. Masing-masing sifat yang dipelajari adalah: tinggi tanaman, warna bunga, bentuk biji, dan lain-lain yang bersifat dominan dan resesif. Mula-mula Mendel mengamati dan menganalisis data untuk setiap sifat, dikenal dengan istilah monohibrid. Selain itu Mendel juga mengamati data kombinasi antar sifat, dua sifat (dihibrid), tiga sifat (trihibrid) dan banyak sifat (polihibrid). Hasil percobaannya ditulis dalam makalah yang berjudul Experiment in Plant Hybridization (Bima,2008)

Intragenik atau intralelik adalah interaksi yang terjadi antara dua atau lebih alel yang berasal dari lokus yang sama, untuk menghasilkan fenotip yang sama. Bentuk interaksi ini meliputi:

1.        Kodominan yaitu kehadiran alel dominant dari suatu gen menyebabkan efek alel resesif dari lokus yang sama akan tertutupi, sehingga fenotip yang tampak adalah alel dominan.

2.         Kodominan parsial yakni interaksi antara dua alel yang menghasilkan fenotip antara atau intermediate.

3.        Kekodominan yaitu alel-alel suatu gen dari lokus yang sama memberikan efek yang sama pada penamppilan fenotipnya.

Bateson (1907) dalam eksperimennya dengan unggas dan Nilsson Ehle dengan tanaman gandum menemukan kejadian yang terkenal sebagai epistasis atau hipotasis ( Dwidjoseputro,1981).

Interaksi antar gen (intergenik) akan menyebabkan peristiwa epistasis yaitu penutupan ekspresi oleh pasangan gen lain. Sebuah atau sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang bukan alelnya dinamakan gen yang epistasis. Gen yng dikalahkan ekspresinya dinamakan gen hipostasis (Suryo,1992).

Menurut Hukum Mendel II pada pewarisan sifat secara bebas maka gen-gen pembawa sifat tersebut akan bersegresi, yang dapat dipisahkan menjadi kelas-kelas yang jelas dengan nisbah yang sederhana. Namun penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa tidak semua pewarisan sifat itu mengikuti hipotesis Hukum Mendel II. Variasi nisbah dari nisbah Mendel ini dapat terjadi karena adanya interaksi gen pada saat pembentukan gamet (Crowder,1986).

III.             METODE RAKTIKUM

A.                Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada praktikum kali ini meliputi: kantong plastik dan kancing warna. Alat yang digunakan antara lain lembar pengamatan dan alat tulis.

B.     Prosedur Kerja

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

2.        Satu butir kancing diambil.

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

4.        Data dianalisa dengan uji X².

5.        Dicantumkan kode kantong di bagian atas.

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

1.        Gen duplikat dengan efek kumulatif dengan perbandingan 9:6:1 (Xtabel=5,99)

a.       Warna kancing hitam, putih dan kuning

Tabel 1. Uji X² Gen Duplikat dengan Efek Komulatif ( 9 : 6 : 1) dengan Pengambilan 90x

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Hitam	Putih	Kuning
O	45	37	8	90
E	x 90= 50,625	x 90= 33,75	x 90 = 5,625	90
2	2 = 31,64	2 = 10,56	2 = 5,64	47,84
	=0,625	=0,31	=1,44	2,375
X2	0,625	0.31	1,44	2,375

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=2,375 kurang dari F tabel= 5,99 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing kuning, merah dan hitam

Tabel 2. Uji X² Gen Duplikat dengan Efek Komulatif ( 9 : 6 : 1) dengan Pengambilan 160x.

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Kuning	Merah	Hitam
O	101	43	16	160
E	x 160= 90	x 160=60	x 160 = 10	160
2	2 = 121	2 = 289	2 = 36	446
	=1,34	=4,816	=3,6	9,576
X2	1,34	4,816	3,6	9,576

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=9,576 lebih dari F tabel= 5,99 => hasil pengujian tidak signifikan artinya pengujian tidak sesuai dengan perbandingan.

2.      Epistasis dominan duplikat dengan perbandingan 15:1 (Xtabel=3,84)

a.       Warna kancing hitam dan pink

Pengulangan 90x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Hitam	Pink
O	81	9	90
E	x 90= 84,375	x 90= 5,625	90
2	2 = 11,056	2 = 8,26	19,316
	=0,131	=1,468	1,599
X2	0,131	1,468	1,599

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=1,599 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing hitam dan pink

Pengulangan 160x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Hitam	Pink
O	149	11	160
E	x 160= 150	x 160= 10	160
2	2 = 0,25	2 = 0,25	0,5
	=0,002	=0,025	0,027
X2	0,002	0,025	0,027

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=0,027 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

3.      Epistasis resesif duplikat dengan perbandingan 9:7 (Xtabel=3,84)

a.       Warna kancing kuning dan hijau

Pengulangan 90x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Kuning	Hijau
O	54	36	90
E	x 90= 50,625	x 90= 39,375	90
2	2 = 8,265	2 = 8,625	16,53
	=0,16	=0,21	0,37
X2	0,16	0,21	0,37

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=0,37 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing hijau dan hitam

Pengulangan 160x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Hijau	Hitam
O	85	75	160
E	x 160=90	x 160= 70	160
2	2 =20,25	2 =20,25	40,5
	=0,22	=0,29	0,51
X2	0,22	0,29	0,61

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=0,61 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

4.      Epistasis dominan resesif dengan perbandingan 13:3 (Xtabel=3,84)

a.       Warna kancing kuning dan hijau

Pengulangan 90x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Kuning	Hijau
O	75	15	90
E	x 90= 73,125	x 90= 16,875	90
2	2 = 1,89	2 = 1,89	3,78
	=0,025	=0,112	0,137
X2	0,025	0,112	0,137

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=0,137 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing putih dan coklat

Pengulangan 160x

	Karateristik yang Diamati		∑
	Putih	Coklat
O	135	25	160
E	x 160=130	x 160= 30	160
2	2 =20,25	2 =20,25	41
	=0,155	=0,675	0,83
X2	0,155	0,675	0,83

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=0,83 kurang dari F tabel= 3,84 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

5.        Epistasis resesif dengan perbandingan 9:3:4 (Xtabel=7,83)

a.       Warna kancing kuning, hijau dan merah

Pengulangan 90x

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Kuning	Hijau	Merah
O	60	9	21	90
E	x 90= 50,625	x 90= 16,875	x 90 = 22,5	90
2	2 = 87,89	2 = 62,01	2 = 2,25	152,15
	=1,736	=3,675	=0,1	5,511
X2	1,736	3,675	0,1	5,511

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=5,511 kurang dari F tabel= 7,83 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing hitam, kuning dan pink

Pengulangan 160x

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Hitam	Kuning	Pink
O	87	30	43	160
E	x 160= 90	x 160=30	x 160 = 40	160
2	2 = 9	2 = 0	2 = 9	18
	=0,1	=0	=0,225	0,325
X2	0,1	0	0,225	0,325

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=0,325 kurang dari F tabel= 7,83 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

6.        Epistasis dominan dengan perbandingan 12:3:1 (Xtabel=5,99)

a.       Warna kancing coklat, kuning dan hijau

Pengulangan 90x

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Coklat	Kuning	Hijau
O	67	16	7	90
E	x 90= 67,5	x 90= 16,88	x 90 = 5,625	90
2	2 = 0,25	2 = 0,77	2 = 1,89	2,91
	=0,0037	=0,0456	=0,336	0,3853
X2	0,0037	0,0456	0,336	0,3853

Kesimpulan= F hitung < F tabel     karena F hitung=0,3853 kurang dari F tabel= 5,99 => hasil pengujian signifikan artinya pengujian sesuai dengan perbandingan.

b.      Warna kancing kuning, merah dan hijau

Pengulangan 160x

	Karakteristik yang Diamati			∑
	Kuning	Merah	Hijau
O	113	18	29	160
E	x 160= 120	x 160=10	x 160 = 30	160
2	2 = 49	2 = 64	2 = 1	114
	=0,408	=6,4	=0,033	6,841
X2	0,408	0	0,033	6,841

Kesimpulan= F hitung > F tabel     karena F hitung=6,841 lebih dari F tabel= 5,99=> hasil pengujian tidak signifikan artinya pengujian tidak sesuai dengan perbandingan.

B.                 Pembahasan

Penyimpangan Hukum Mendel terjadi karena adanya beberapa gen yang saling memengaruhi dalam menghasilkan fenotip. Meskipun demikian, perbandingan fenotip tersebut masih mengikuti prinsip-prinsip Hukum Mendel. Penyimpangan semu Hukum Mendel tersebut meliputi interaksi gen, kriptomeri, polimeri, epistasis-hipostasis, gen-gen komplementer, gen dominan rangkap dan gen penghambat. 

1.      Kriptomeri

Kriptos (Yunani) berarti tersembunyi, sehingga kriptomeri dikatakan sebagai gen dominan yang seolah-olah tersembunyi jika berdiri sendiri dan akan tampak pengaruhnya apabila bersama-sama dengan gen dominan yang lainnya. Peristiwa kriptomeri ini pertama kali ditemukan oleh Correns (Tahun 1912) setelah menyilangkan bunga Linaria marocanna berwarna merah (Aabb), dengan bunga Linaria maroccana berwarna putih (aaBB). Keturunan F1nya adalah bunga berwarna ungu (AaBb) yang berbeda dengan warna dari bunga kedua induknya (yaitu merah dan putih). Rasio fenotip F2nya adalah 9 ungu: 3 merah: 4 putih. Lantas dari manakah warna ungu tersebut timbul? Dari hasil penelitian plasma sel, ternyata warna merah disebabkan oleh adanya pigmen antosianin dalam lingkungan asam. Di lingkungan basa, pigmen ini akan memberikan warna ungu. Jika di dalam plasma tidak terdapat pigmen antosianin, baik di dalam lingkungan asam atau basa, maka akan terbentuk warna putih. Faktor A, apabila mengandung pigmen antosianin dalam plasma sel dan faktor a jika tidak ada antosianin dalam plasma sel. Faktor B, apabila kondisi basa dan b dalam kondisi asam. Sifat A dominan terhadap a dan sifat B dominan terhadap sifat b. Oleh karena itu, tanaman yang berbunga merah disimbolkan dengan Aabb atau AAbb, sedangkan tanaman yang berbunga putih disimbolkan dengan aaBB atau aabb.

Berdasarkan penjelasan di atas, dapat dikatakan bahwa bunga merah memiliki antosianin di mana dalam lingkungan plasma sel bersifat asam. Sedangkan bunga putih tidak memiliki antosianin di mana lingkungan plasma sel bersifat basa.

2.      Polimeri

Polimeri atau karakter kuantitatif adalah persilangan heterozigot dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri, tetapi memengaruhi bagian yang sama dari suatu organisme. Peristiwa polimeri ditemukan oleh Lars Frederik Nelson dan Ehle, setelah melakukan percobaan dengan menyilangkan gandum berbiji merah dengan gandum berbiji putih. Persilangan itu menghasilkan keturunan heterozigot berwarna merah lebih muda bila dibandingkan dengan induknya yang homozigot (merah). Oleh karena itu, biji merah bersifat dominan tidak sempurna terhadap warna putih. Setelah generasi F1 disilangkan sesama, pada generasi F2 diperoleh perbandingan fenotip 3 merah : 1 putih.

Kapankah peristiwa polimeri dapat terjadi? Peristiwa ini terjadi pada pewarisan, warna kulit manusia. Warna kulit disebabkan oleh zat warna kulit (pigmen). Jika faktor pigmen kulit manusia dilambangkan dengan P, genotip orang berkulit putih p1p1 p2p2 p3p3. Apabila pria kulit putih menikah dengan wanita kulit hitam (negro), maka keturunan F1 akan mempunyai kulit mulad (coklat sawo matang), yang berfenotip P1p1P2p2P3p3. Derajat kehitaman kulit bergantung pada banyaknya faktor pigmen P.

3.      Epistasis-hipostasis

Kalian tentunya masih ingat tentang istilah epikotil (epi = di atas) dan hipokotil (hipo = di bawah) bukan? Istilah tersebut dapat dianalogkan dengan epistasis dan hipostasis. Dalam hal ini, epistasis adalah sebuah atau sepasang gen yang menutupi atau mengalahkan ekspresi gen lain yang tidak selokus (sealel). Bagaimana dengan Hipostasis? Hipostasis adalah gen yang tertutupi oleh sebuah atau sepasang gen lain yang tidak selokus (yang bukan alelnya).

Epistasis dibedakan menjadi tiga, yaitu epistasis dominan, epistasis resesif, dan epistasis dominan resesif. Nah, agar kalian lebih memahami perbedaannya, perhatikanlah contoh berikut.

a.                        Epistasis Dominan

Epistasis dominan terjadi pada persilangan umbi lapis bawang berwarna merah dengan umbi berwarna kuning. Gen A menyebabkan umbi berwarna merah dan gen B menyebabkan umbi berwarna kuning. Dapat disimpulkanbahwa epistasis dominan terjadi bila sebuah gen dominan mengalahkan pengaruh gen lain yang bukan alelnya. Rumusnya adalah gen A bersifat epistasis terhadap gen B dan b. Oleh karena itu, meskipun dalam genotip terdapat gen B atau b, gen A tetap menutup ekspresi dari gen B dan b.

b.                  Epistasis Resesif

Peristiwa ini terjadi jika gen resesif mengalahkan pengaruh gen dominan dan resesif yang bukan alelnya. Rumusnya adalah gen aa epistasis terhadap B dan b. Pada persilangan antara anjing berambut emas dan anjing berambut coklat, dihasilkan keturunan F1 berambut hitam. Beberapa gen yang berperan adalah gen B (menentukan warna hitam), gen b (menentukan warna coklat), gen E (menentukan keluarnya warna), dan gen e (menghambat keluarnya warna). Dari hasil penyilangan tersebut menunjukkan perbandingan fenotip 9 hitam: 4 emas: 3 coklat. Oleh karena itu, rumus epistasis resesif adalah aa epistasis terhadap B dan b. Dalam contoh ini, aa adalah ee (menghambat keluarnya warna).

c.                   Epistasis dominan resesif

Epistasis dominan resesif merupakan peristiwa suatu gen menghambat ekspresi fenotip yang disebabkan oleh gen mutan yang bukan alelnya. Gen mutan tersebut bersifat menghambat, sehingga disebut gen penghalang atau inhibitor atau gen suspensor. Epistasis dominan resesif terjadi pada persilangan lalat buah (Drossophila melanogaster). Gen P menentukan warna mata merah, gen p menentukan warna mata ungu, gen S merupakan gen non-suspensor, dan s merupakan gen suspensor. Perbandingan fenotipnya adalah 13 merah: 3 ungu. Rumus epistasis dominan resesif adalah A epistasis terhadap B dan b serta bb epistasis terhadap A dan a.

4.      Gen-gen komplementer

Gen-gen komplementer merupakan interaksi antara gen-gen dominan yang berbeda, sehingga saling melengkapi. Jika kedua gen tersebut terdapat bersama-sama dalam genotip, maka akan saling membantu dalam menentukan fenotip. Jika salah satu gen tidak ada, maka pemunculan fenotip menjadi terhalang.

Apabila F1 (keturunan pertama) hasil perkawinan 2 orang yang bisu tuli disilangkan dengan sesamanya, maka generasi atau keturunan F2 ada yang normal dan bisu tuli. Dalam hal ini, gen T dan gen B tidak akan menunjukkan sifat normal apabila kedua gen tersebut tidak terdapat bersama-sama dalam satu genotip. Dengan demikian, jika hanya terdapat gen T tanpa gen B, atau jika hanya terdapat gen B tanpa gen T maka akan tetap memunculkan sifat bisu tuli. Rasio fenotip F2 yang dihasilkan adalah 9 Normal : 7 bisu tuli.

5.  Gen Dominan Rangkap

Gen dominan rangkap merupakan dua gen dominan yang memengaruhi bagian tubuh makhluk hidup yang sama. Kedua gen itu berada bersama-sama dan fenotipnya merupakan gabungan dari kedua sifat gen-gen dominan tersebut. Pada persilangan tanaman Bursa sp. yang berbuah oval dengan tanaman Bursa sp. yang berbuah segitiga, dihasilkan keturunan pertama (F1) yaitu tanaman Bursa sp. semua berbentuk oval.

6.    Atavisme

Munculnya kembali sifat keturunan pada generasi berikutnya setelah sempat menghilang ini disebut atavisme. Atavisme juga terjadi pada burung merpati (Columba livia) India. Hasil perkawinan antara sesama merpati berekor seperti kipas, akan menghasilkan merpati berekor lurus. Merpati berekor seperti kipas muncul kembali setelah perkawinan antara sesama merpati berekor lurus.

Manfaat yang dapat kita ambil adalah setelah kita mempelajari tentang genetika, kita akan mampu meminimalisir kondisi yang kurang diinginkan dalam sebuah keluarga dengan memperhatikan calon parental untuk menurunkan keturunan yang baik.

            Praktikum kali ini kelompok kami menguji Epistasis dominan resesif yang mempunyai rasio 13 : 3. Dalam praktikum kami menggunakan kancing berwarna yaitu kuning dan hijau. Kuning : hijau = 13 : 3. Pengambilan di lakukan sebanyak 90x dan 160x. Pada pengambilan 90 kali diperoleh hasil X²= 0,137 dengan X tabel 3,84 yang artinya hasil pengujian signifikan atau pengujian sesuai dengan Hukum Mendel. Pada pengambilan 160 kali diperoleh hasil X²= 0,83 dengan X tabel 3,84 yang artinya hasil pengujian signifikan atau pengujian sesuai dengan Hukum Mendel.

V.                KESIMPULAN DAN SARAN

A.                Kesimpulan

1.      Penyimpangan semu hukum Mendel merupakan bentuk persilangan yang menghasilkan rasio fenotipe yang berbeda dengan dasar dihibrid menurut hukum Mendel. Meskipun tampak berbeda sebenarnya rasio fenotipe yang diperoleh merupakan modifikasi dari penjumlahan rasio fenotipe hukum Mendel semula.

2.      Terdapat beberapa ciri yang menandai adanya penyimpangan semu hukm mendel, yaitu: Rasio fenotip yang dihasilkan berbeda dengan hukum Mendel, Adanya sifat-sifat tertentu pada gen yang menyebabkan perbedaan hasil pada fillial 2, Adanya interaksi antar gen.

3.      Penyimpangan Semu dalam Hukum Mendel, dibagi menjadi enam macam, yaitu: atavisme (interaksi gen), kriptomeri, polimeri, epistasis dan hipostasis, gen komplemente, serta gen-gen yang mempunyai pengaruh kumulatif. Epistasis dan hipostasis dibagi menjadi tiga, yaitu epistasis dominan, epistasis resesif, dan epistasis dominan dan resesif.

B.                 Saran

Asisten dan praktikan sudah bekerjasama dengan baik ketika melakukan praktikum. Hanya saja ketika penjelasan sebelum praktikum dirasa kurang detail sehingga praktikan masih ada yang kebingungan.

DAFTAR PUSTAKA

Agresti, A. (2002). Categorical Data Analysis Secound Edition.John Wiley & Sons. New Jersey

Crowder, L.V. 1993. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Pai, Anna C. 1985. Foundations Of Genetics: A Science Society. McGraw-Hill Book. Singapore.

Siegel, S. (1997). Statistik Nonparametrik untuk Ilmu – Ilmu Sosial. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Suryo, H. 1984. Sitogenetika Srata 1. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Walker, R. A. (2011). Caterogical Data Analysis for Behavorial Social Science. Routledge Taylor and Francis Group. New York.

Yatim, Wildan. 1983. Genetika. Tarsito. Bandung.

LAMPIRAN