Persilangan

Persilangan adalah proses menggabungkan dua sifat yang berbeda dan diharapkan mendapatkan sifat yang baik bagi keturunannya. Orang yang pertama kali menyelidiki perkawinan silang dan menganalisa hasilnya dengan teliti ialah Gregor Mendel. Ia mengumpulkan beberapa jenis kacang ercis (Pisum sativum) untuk dipelajari perbedaannya satu sama lain dan melakukan percobaan perkawinan silang pada tanaman ercis tersebut. 

Pada saat itu, Mendel belum mengetahui bentuk dan susunan kromosom dan gen sebagai

pembawa sifat. Mendel menyebut bahan keturunan itu sebagai faktor tertentu. Sekarang kamu mengetahui bahwa faktor penentu itu adalah gen. Dengan diketemukannya kromosom (yaitu benda-benda halus berbentuk batang lurus atau bengkok di dalam sel), maka Wilhelm Roux berpendapat bahwa kromosom ialah pembawa sifat keturunan. Pendapat ini diperkuat oleh eksperimen T. Boveri dan W.S. Sutton (1902) yang membuktikan bahwa gen ialah bagian dari kromosom. Teori ini dikenal dengan teori kromosom. Kemudian diketahui juga bahwa gen diwariskan dari orang tua kepada keturunannya lewat gamet atau sel kelamin.

Sebelum mempelajari persilangan Mendel, kamu perlu mengenal terlebih dulu penggunaan beberapa simbol (tanda) yang sering digunakan dalam mempelajari genetika.

P : induk/parental (orang tua)

F : keturunan/filial (fillus)

F₁ : keturunan pertama

F₂ : keturunan kedua

♂: tanda kelamin jantan

♀: tanda kelamin betina

Gen  biasanya diberi simbol dengan huruf pertama dari suatu sifat. Gen dominan dinyatakan dengan huruf besar, sedangkan gen resesif dengan huruf kecil, misalnya:

T : simbol untuk gen yang menentukan batang tinggi

t : simbol untuk gen yang menentukan batang kerdil

Oleh karena tanaman itu merupakan individu diploid, maka simbol tanaman ditulis dengan huruf dobel, misalnya: 
TT : simbol untuk tanaman berbatang tinggi

tt : simbol untuk tanaman berbatang kerdil

Dari perkawinan silang yang dilakukan Mendel pada tanaman ercis berbatang tinggi dengan yang berbatang kerdil, maka semua tanaman keturunan pertama seragam berbatang tinggi. Suatu tanda bahwa sifat batang tinggi mengalahkan sifat batang kerdil. Sifat demikian disebut sifat dominan, sedangkan sifat yang dikalahkan disebut sifat resesif. Jika keturunan pertama dibiarkan menyerbuk sendiri, didapatkan keturunan kedua yang memperlihatkan pemisahan sifat dengan perbandingan kira-kira 3/4 batang tinggi dan 1/4 batang kerdil.

Percobaan Mendel tersebut di atas dapat diikuti secara genetik seperti diagram perkawinan sebagai berikut.

Dari diagram papan catur di atas, terlihat bahwa keturunan pada F₂ adalah:
TT = berbatang tinggi
2 Tt = berbatang tinggi
tt = berbatang pendek/kerdil
Dengan demikian perbandingan tanaman berbatang tinggi : batang kerdil = 3 : 1.

• Sifat keturunan yang dapat kamu amati atau lihat (misalnya warna, bentuk, dan ukuran) dinamakan fenotipe. 
• Sedangkan sifat dasar yang tak tampak dan tetap (tidak berubah karena lingkungan) pada suatu individu dinamakan genotipe (misalnya TT dan tt).
• Anggota dari sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom disebut alel. Misalnya T menentukan sifat tinggi pada batang, sedangkan t menentukan batang kerdil. Maka T dan t merupakan alel. Tetapi andaikan R adalah gen yang menentukan warna merah bunga, maka T dan r bukan alel.
• Homozigot ialah individu yang genotipenya terdiri dari alel yang sama (misalnya TT dan tt).
• Heterozigot adalah individu yang genotipenya terdiri dari pasangan alel yang tidak sama (misalnya Tt). Homozigot dapat dibedakan atas homozigot dominan (TT) dan homozigot resesif (tt). Fenotipe dua individu dapat sama meskipun genotipenya berbeda. Misalnya tanaman berbatang tinggi dapat mempunyai genotipe TT atau Tt.

Hasil perkawinan antara dua individu yang mempunyai sifat beda dinamakan hibrid. Jadi tanaman F₁ pada contoh di depan merupakan hibrid. Berdasarkan banyaknya sifat beda yang terdapat pada suatu individu, maka perkawinan/persilangan dapat dibedakan menjadi monohibrid, dihibrid, trihibrid, dan seteruanya. Perkawinan monohibrid ialah perkawinan dengan memperhatikan satu sifat beda (misalnya Aa), dihibrid ialah perkawinan dengan memperhatikan dua sifat beda (misalnya AaBb), dan trihibrid ialah perkawinan dengan tiga sifat beda (misalnya AaBbCc).

1. Persilangan Monohibrid

Persilangan/perkawinan monohibrid ialah perkawinan antara dua individu dengan memperhatikan satu sifat beda. Percobaan Mendel yang menyilangkan ercis berbatang tinggi dengan ercis berbatang pendek merupakan contoh perkawinan monohibrid. Setiap makhluk hidup memiliki banyak sifat yang dapat diamati. Dalam persilangan monohibrid, hanya diperhatikan salah satu sifat seperti tinggi tanaman saja, warna polong saja, atau sifat yang lain.

a. Sifat Dominan dan Resesif

Perkawinan monohibrid ada yang menunjukkan sifat yang bersifat dominan saja atau resesif saja, jadi tidak ada sifat yang bersifat antara atau intermediet. Contohnya tanaman kacang ercis berbunga merah dikawinkan dengan yang berbunga putih. Turunan pertamanya (F₁) seluruhnya berbunga merah. Apabila turunan pertama disilangkan dengan sesamanya ternyata keturunan kedua (F₂) terdiri atas tanaman ercis berbunga merah dan putih dengan perbandingan 3 : 1. Apabila gen untuk warna merah bunga dilambangkan M, sedangkan gen untuk warna putih dilambangkan m, proses penyilangannya akan tampak sebagai berikut.

Maka terlihat bahwa perbandingan fenotipe F₂ adalah bunga merah : bunga putih = 3 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. Setiap genotipe yang mengandung M besar, maka akan berwarna merah. Maka gen M dan warna bunga merah bersifat dominan. Namun jika tidak mengandung M, maka termasuk warna putih artinya m bersifat resesif. Juga tidak dihasilkan keturunan yang warna bunganya merah muda (warna antara merah dan putih).

b. Sifat Intermediet

Persilangan monohibrid tidak selalu memperlihatkan sifat dominan resesif, tapi ada pula keturunan yang mempunyai sifat diantara keduanya. Contohnya pada perkawinan silang tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa). Jika sebuk sari berasal dari tanaman homozigot berbunga merah (genotipe MM) disilangkan dengan putik dari tanaman homozigot berbunga putih (genotipe mm). Diagram persilangannya dapat digambarkan sebagai berikut.

Maka perbandingan fenotipe F₂ adalah bunga merah : bunga merah muda : bunga putih = 1 : 2 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. Warna bunga merah hanya terjadi bila gen M bertemu dengan M. Jika gen m bertemu dengan m dihasilkan bunga warna putih. Namun bila gen M bertemu dengan m dihasilkan keturunan dengan warna gabungan yaitu merah muda. Sifat ini disebut sifat intermediet. Contoh yang lain misalnya pada sapi yang memiliki bulu merah R disilangkan dengan bulu putih r. Persilangannya dapat digambarkan sebagai berikut.

bulu kekuning-kuningan : sapi bulu putih = 1 : 2 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya = RR : Rr : rr = 1 : 2 : 1.

2. Persilangan Dihibrid

Persilangan dihibrid ialah persilangan dengan dua sifat beda. Contohnya hasil percobaan Mendel. pada biji tanaman ercis.

Pada biji ercis, kamu dapat mengamati 2 sifat beda, yaitu bentuk biji dan warna biji. Kedua sifat beda itu ditentukan oleh gengen sebagai berikut:

B : gen untuk biji bulat

b : gen untuk biji keriput

K : gen untuk biji kuning

k : gen untuk biji hijau

Jika tanaman ercis berbiji bulat - kuning homozigot (BBKK) disilangkan dengan tanaman ercis berbiji keriput - hijau (bbkk), maka semua tanaman F₁ berbiji bulat - kuning. Apabila tanaman-tanaman F₁ ini dibiarkan menyerbuk sendiri, maka tanaman ini akan membentuk 4 macam gamet baik jantan maupun betina, masing-masing dengan kombinasi BK, Bk, bK, dan bk. Perhatikan diagram persilangan berikut.

Pada F₂ diperoleh 4 × 4 = 16 kombinasi, terdiri atas empat macam fenotipe yaitu tanaman berbiji bulat - kuning (9/16), berbiji bulat-hijau (3/16 bagian), berbiji keriput - kuning (3/16 bagian), dan berbiji keriput - hijau (1/16 bagian). Jadi, pada persilangan dihibrid dapat disimpulkan bahwa pada F₂ diperoleh:

a. jumlah kombinasi : 16 macam

b. jumlah genotipe : 9 macam

c. jumlah fenotipe : 4 macam

d. rasio perbandingan fenotipe antara biji bulat - kuning : biji bulat - hijau : biji keriput - kuning : biji keriput - hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1.

3. Perkembangan dengan Sifat Ajek

Sifat ajek merupakan sifat yang terus-menerus diwariskan oleh induk kepada keturunannya tanpa adanya perubahan. Contoh tanaman yang memiliki sifat ajek adalah tanaman apel yang berbuah besar, berasa manis, dan tahan terhadap penyakit. Apabila individu betina dan jantan memiliki sifat ketiga tersebut lalu mengadakan persilangan, maka kemungkinan keturunannya juga memiliki sifat berbuah besar, berasa manis, dan tahan terhadap penyakit. Hal ini mengandung ketentuan bahwa sifat buah besar dominan terhadap buah tidak besar, sifat rasa manis dominan terhadap sifat rasa tidak manis, dan sifat tahan terhadap penyakit dominan terhadap sifat yang rentan penyakit. Tentunya kedua individu yang dipersilangkan adalah individu homozigot. 

Perhatikan contoh persilangannya dengan dua sifat beda (persilangan dihibrid) berikut ini. Misalnya gen yang menentukan buah besar adalah M dan gen yang menentukan rasa manis adalah M.

Sifat berbuah besar : BB (homozigot, dominan)

Sifat berasa manis : MM (homozigot, dominan)

semua, yaitu BBMM yang berarti berbuah besar dan berasa manis. Apabila persilangan diulang lagi sampai F₂, maka akan menghasilkan keturunan yang sama, hingga pada persilangan seterusnya (Fn) akan mempunyai keturunan yang sama. Inilah yang disebut perkembangbiakan dengan sifat ajek. Contoh tanaman lain yang hampir dapat dipastikan keajekannya adalah tanaman yang dikembangbiakkan secara vegetatif dan kloning. Misalnya umbi lapis pada bawang merah, cangkok pada mangga, dan stek pada ubi kayu.

4. Peranan Persilangan bagi Kehidupan Manusia

Persilangan merupakan cara yang penting dalam pemuliaan untuk menghasilkan bibit hewan maupun tanaman yang unggul. Jika kamu mempunyai tanaman jeruk yang berbuah kecil tapi manis dan tanaman jeruk berbuah besar tapi masam dan kamu menginginkan memperoleh tanaman jeruk dengan buah yang besar dan rasa yang manis, maka kamu dapat menyilangkannya. Diharapkan diperoleh keturunan yang berbuah besar dan rasanya manis. Jika sudah diperoleh, tanaman ini kemudian diperbanyak secara vegetatif agar sifatnya tidak berubah. Jadi penemuan bibit tanaman ataupun hewan yang unggul dapat diperoleh melalui proses persilangan.