Mandul jantan pada tanaman adalah sebuah fenomena dimana secara individu tidak bisa bereproduksi karena alat reproduksi jantan tidak berfungsi. Penelitian tentang mandul jantan telah dilakukan oleh Kolreuteur  (1763), Darwin (1890) pun melakukan penelitian tentang deoecism , Bateson (1908) tentang mandul jantan yang dikendalikan oleh gen resesif,  Correns (1908) untuk pertama kalinya menjelaskan peranan dari faktor maternal (sitoplasmik) yang mengekspresikan mandul jantan.

Mandul jantan telah berhasil digunakan untuk meningkatkan hasil dari beberapa tanaman serelia dan sayuran.Pada makanan yang berasal dari polong-polongan teknologi ini tidak bisa dilakukan karena sistem pindah silang yang tidak terjadi atau tidak efisiennya sistem mandul jantan. Pigoenpea ( Cajanus cajan (L.) Millsp berkembang dengan sistem penyerbukan silang dan sekarang telah digunakan dalam perkawinan dengan sistem mandul jantan yang stabil. Kegiatan pemuliaan telah dilakukan untuk memperoleh hibrid vigor untuk memperoleh hasil yang memuaskan. Pada sistem tanaman, mandul jantan secara umum disebabkan oleh reaksi metabolisme yang tidak normal pada proses pembentukan polen. Dari hasil identifikasi semua sistem mandul jantan pada komodidas yang berbeda dapat dilihat bahwa sistem tersebut tidak bisa digunakan pada perkawinan hybrib sebab tidak ada sistem gabungan genetik yang tidak memungkinkan. Untuk lebih mengefektifkan penggunaanmandul jantan dalam sistem perkawainan hibrid  sangat penting adalah eksprasi antara mandul jantan dan kemampuan merestorasi kesuburan dalam waktu yang lama dan beberapa lokasi.

Pigeonpea adalah tanaman penting penghasil protein (20-22%) yang mampu tumbuh di tropis dan subtropis. Internasional Crops Research Institute for The Semi Arid Tropics (ICRISAT) yang berlokasi di Patancheru (India) yang memfocuskan penelitian pemuliaan hibridisasi parsial 25-70%. Setelah hampir melakukan penelitian selama 35 tahun telah diperoleh informasi sistem mandul jantan secara alami dan kemajuan terbesar dalam produktifitas panen yang tinggi.

Mandul jantan pada pigeonpea muncul karena proses mutasi spontan. Hal ini terjadi ketika gen pengendali kesuburan jantan yang dominan (Fr) termutasi menjadi gen resesif (fr) sehingga ketika sel heterozigot (Frfr) dalam sebuah populasi maka individu homozigot resesif (frfr) akan terbentuk. Secara genotipe bila tidak terdapat penyerbukan silang dengan polen fertil akan tereliminasi dari populasi tetua. vBila dibandingkan dengan tanaman pertanian yang mengalami penyerbukan silang penuh eliminasi genotipe frfr secara bertahap terjadi selama pindah silang pada beberapa spesies. Mandul jantan juga telah diinduksi dengan mutasi, pada beberapa kasus mutan tidak dapat berinteraksi dengan sel gamet betina atau telah terjadi abnormalitas yang disebabkan oleh abnormalitas kromosom (delesi). Kromosom dengan gen jantan subur Fr telah termutasi menjadi fr dan akan terekspresi dalam bentuk frfr namun akan mengalami kekurangan vigor serta pertumbuhan yang tidak normal saat dewasa. Namun bila mutan mandul jantan ini dominan maka akan tereliminasi secara cepat dalam populasi khususnya pada spesies yang menyerbuk sendiri.

Berbagai macam sistem GMS telah banyak dilakukan seperti Dundaes (1982) melaporkan mutan mandul jantan diteliti dengan photo-insensitive. Pada waktu yang sama secara genetik mutan jantan telah muncul pada galur pemuliaan mutan tersebut telah dicirikan dengan pewarna coklat pada anter.  Wanjari 2000 telah menemukan gen dominan pertama yang secara interspesifik mengontrol mandul jantan pada pigoenpea. Saxena dan Kumar (2001) menemukan mutan mandul jantan secara genetik yang telah diseleksi pada populasi in breeding dan dikenal dengan kultivar ICPL 85010.

 Tipe lain dari mutan jantan adalah disebabkan oleh faktor insi sel dan sitoplasma, untuk beberapa kasus gen resesif pada inti sel berinteraksi dengan faktor genetik yang berada di sitoplasma pada sel yang membuat anter tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Tanaman tersebut memiliki polen yang subur ketika inti sel resesif pada inti sel dan dominan pada sitolplasma yang menjadikan sel tersebut menjadi subur. Untuk membuat hibrida maka diperlukan polen dari tetua dengan genotipe galur (A-) dan sebagai mantainernya galur (B-) dan pemulih  kesuburan galur (R-).

Perbedaan jaringan meristematik pada sel polen ibu (PMC) terlibat daam serangkaian proses biokimia yang menyebabkan perubahan suhu dan periode pencahayaan serta diikuti oleh perubahan produksi butir pollen. Pada saat menentukan mandul jantan dinding anter berperan penting dalam produksi dan transportasi enzim hormon dan nutrisi yang esensial pada pertumbuhan PMC dan kelainan pada pembentukannya menyebabkan butir polen yang kurang baik.

Untuk satu pengecualian GMS yang diproduksi karena kontrol oleh pasangan  gen resesif tunggal. Reddy (1978) merancang gen GMS sebagai ms1. Relasi non alel berelasi dengan ms1 dan ms2. Selama mikrosporogenesis ms2 diekspresikan pada tahap awal sat gen ms1. Pada persilangan ke lima hanya terdapat dua gen dominan dengan aksi komplemen yang menetukan kesuburan. Pemulihan kesuburan terjadi diduga karena pengaruh dari gen Fr yang secara acak terdistribusi pada plasma nutfah.

Sistem ICRISAT dalam pemuliaan CMS telah menggunakan genom yang ditransfer dimana mandul jantan tersegregasi sebesar 100% pada bulan Maret dan Juni namun memproduksi sedikit pollen. Perubahan terjadi saat bulan November pertengahan dimana terdapat perubahan yang tanyanya mutan jantan menjadi subur kembali. Hal ini menunjukan bahwa lingkungan sangat berpengaruh terhadap perubahan tersebut. Penelitian menunjukan bahwa pengurangan masa matahari dan pengurangan suhu menginduksi kesuburan jantan. Ketika suhu tinggi dan hari panjang memelihara mandul jantan.

Secara molekuler dengan menggunakan DNA marker RFLP, RAPD, DART dan DDRs telah didentifikasi perbedaan antara mandul jantan dengan jantan yang subur. Telah banyak populasi yang diteliti untuk membuktikan bahwa terdapat banyak sekali data yang diperoleh melalui penanda marka molekuler. Diketahui bahwa ekspresi mandul jantan juga muncul dari ekspresi yang terdapat pada gen pada mitokondria.

Penggunaan Mandul jantan digunakan untuk meningkatkan produktifitas pada hasil yang diperoleh saat panen. Tahap pertama yang harus dilakukan adalah memperbaiki sifat-sifat pada populasi sehingga siap untuk dibuat hibrida.  Pada kesimpulannya Pigeonpea memeiliki keragaman genetik namun pemulia selama 50 tahun lebih dari 100 galur pigeonpea dirilis di India walaupun produktifitasnya rendah. Selama hampir 30 tahun hasil seleksi dan penggunaan CMS membangun varietas yang memiliki vigoritas yang tinggi melalui perakitan varietas hibrida.

C360_2012-05-01 11-31-51 PigeonPea2

1634022198510baadfc367c