Mukhtarom Ali Rakhman1, Respatijarti2 dan Arifin Noor Sugiharto2
1)Alumni Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya
2)Dosen Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya
ABSTRACT
Information on genetic diversity in pummelo germplasm is necessary to support breeding programs and efforts of conservation. The objectives of this research were to know genetic diversity of pummelo germplasm collected from Magetan based on morphological and isozyme analyses and to know their phylogenetic. The research was conducted in Bendo and Sukomoro, Magetan from April to September 2005 by exploration and continued with isozyme assays in Laboratory of Molecular Biology, MIPA, Brawijaya University. Electrophoresis were chosen as isozyme observed Esterase (EST) and Aspartate aminotransferase (AAT) enzymes. Exploration resulted seven cultivars known as landrace in Magetan i.e., Gulung; Duku; Sri Nyonya; Adas Biasa; Adas Nambangan; Bali Merah and Bali Putih. Adas Nambangan had two different morphological characters namely, Nambangan A and Nambangan B. Genetic variabilities was detected on morphological traits, EST and AAT enzymes. Isozymes showed 9 to 12 banding patterns. Based on cluster analyses Adas Nambangan A has related to Adas Duku, Adas Nambangan B to Adas Biasa, Bali Merah to Bali Putih, and Gulung and Sri Nyonya to Adas Nambangan B and Adas Biasa.
Keywords: Citrus grandis, pummelo, shaddock, genetic variation, isozymes
ABSTRAK
Informasi tentang keragaman genetik plasma nutfah pamelo diperlukan untuk mendukung program pemuliaan dan upaya konservasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik plasma nutfah pamelo di Magetan berdasarkan karakter morfologi dan analisis isozim, dan juga untuk mengetahui kekerabatan diantara kultivar. Penelitian dilakukan di Bendo dan Sukomoro, Magetan pada bulan April sampai September 2005. Metode yang digunakan adalah eksplorasi dengan cara survei yang dilanjutkan dengan analisis isozim EST dan AAT. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada 7 kultivar yang dikenal oleh penduduk setempat yaitu Gulung; Duku; Sri Nyonya; Adas Biasa; Adas Nambangan; Bali Merah dan Bali Putih. Untuk Adas Nambangan mempunyai 2 jenis morfologi yang berbeda yang diberi nama Nambangan A dan Nambangan B. Keragaman terlihat pada morfologi daun, bunga, buah dan pada sistem enzim EST dan AAT dengan 9 dan 12 pola pita. Berdasarkan analisis cluster diketahui bahwa Adas Nambangan A berkerabat dengan Adas Duku, Adas Nambangan B berkerabat dengan Adas Biasa, Bali Merah berkerabat dengan Bali Putih dan Gulung dan Sri Nyonya berkerabat dengan Adas Nambangan B dan Adas Biasa.
Kata kunci: Citrus grandis, pamelo, keragaman genetik, isozim
PENDAHULUAN
Pembangunan agroindustri jeruk membutuhkan keberadaan varietas-varietas unggul sebagai sumber pemanfaatan dan pengembangan untuk menghasilkan varietas yang unggul. Keberagaman plasma nutfah jeruk mulai terancam. Sebagai contoh saat ini di Kelurahan Nambangan Lor dan Nambangan Kidul pamelo sudah punah. Kabupaten Magetan sebagai sentra terbesar produksi pamelo di Jawa Timur dan juga di Indonesia memiliki keragaman kultivar yang tinggi, tercatat ada 6 kultivar yang sudah pernah diteliti oleh Lolitjehortis, Tlekung. Evaluasi dan penyediaan informasi genetik menyediakan informasi tentang keragaman plasma nutfah atau perbedaan genetik diantara materi pemuliaan. Karakterisasi yang didukung oleh analisis isozim merupakan salah satu cara untuk melihat keragaman genetik tersebut. Di daerah tersebut dijumpai banyak kultivar pamelo, enam diantaranya telah mempunyai nama lokal dan telah dideskripsikan yaitu pamelo Gulung, Duku, Adas Nambangan, Bali Merah, Bali Putih dan Sri Nyonya, walaupun belum mencakup semuanya. Diduga ada lebih dari 10 kultivar dan dalam kultivar itu terdapat keragaman (Supriyanto et al., 1998). Oleh karena itu, diperlukan upaya penyediaan informasi tentang keberadaan dan keragaman plasma nutfah pamelo di Kabupaten Magetan berdasarkan karakter morfologi dan pola pita isozim dan untuk mengetahui hubungan kekerabatan antar kultivar yang berguna untuk pengembangan dan penyelamatan plasma nutfah pamelo di masa yang akan datang.
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di Kecamatan Bendo dan Sukomoro, Kabupaten Magetan dengan ketinggian 54-393 dpl, jenis tanah Entisol, suhu 22-26°C dan curah hujan 1.711-2.051 mm/tahun, untuk pengamatan morfologi dan Laboratorium Biologi Molekular, MIPA Universitas Brawijaya Malang untuk analisis isozim. Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2005 sampai September 2005.
Alat untuk karakterisasi adalah daftar isian deskripsi yang dimodifikasi dari Supriyanto et al.,1998 dan Descriptors for Citrus, 1988, alat tulis menulis dan kamera. Untuk analisis isozim yaitu pipet, gelas ukur, timbangan analitik, sentrifuge dingin, satu set elektroforesis vertikal tipe studier, power supply, pipet mikro, magnetic stirer, pH meter, vortex mixer, shaker-water bath inkubator, tabung eppendorf, hamilton syringe, ice box dan cool chamber. Sedangkan untuk analisis data yaitu scanner, penggaris, kalkulator dan program Clad 97.
Bahan untuk karakterisasi adalah tanaman pamelo di Kecamatan Bendo dan Sukomoro, Kabupaten Magetan. Bahan yang digunakan untuk analisis isozim yaitu 8 sampel daun tanaman yang telah dikarakterisasi. Untuk ekstraksi daun menggunakan metode King et al., 1996. Untuk pembuatan gel dan buffer elektrolit menggunakan metode Indriani, 2002. Untuk pewarnaan Esterase (EST) dan Aspartate aminotransferase (AAT) dan fiksasi gel hasil elektroforesis menggunakan metode Weeden dan Wendel, 1989.
Karakter yang diamati yaitu warna tunas, permukaan batang atas, kepadatan duri (tanaman dewasa), posisi duri, panjang duri, bentuk duri, keadaan daun sepanjang tahun, tipe daun, warna, bentuk daun keseluruhan, bentuk helai daun, panjang daun, lebar daun, tepi daun, bentuk wing petiola, tipe kelamin bunga, warna bunga, diameter bunga, warna anther, jumlah stamen, jumlah putik, bulan berbunga, bentuk buah keseluruhan, diameter buah, bentuk dasar buah, bentuk ujung buah, warna kulit buah, warna daging buah, tekstur permukaan kulit, bentuk biji dan warna biji. Data hasil karakterisasi disajikan secara deskriptif disajikan dengan menyederhanakan dan menata data untuk memperoleh gambaran secara keseluruhan dari karakteristik yang diamati. Data kualitatif diubah ke dalam data biner dalam bentuk matriks untuk mengetahui kedekatan kekerabatan berdasarkan karakter morfologi sedangkan data kuantitatif tidak diubah dalam data biner karena perbedaannya kurang tegas. Untuk analisis isozim, sampel daun muda fully developed dari 8 kultivar diekstraksi, dielektroforesis, staining kemudian difiksasi. Pola pita yang dihasilkan diterjemahkan menjadi data biner, yaitu nilai 1 bila ada pita dan nilai 0 bila tidak ada pita pada satu posisi yang sama antar sampel dari tiap enzim yang diuji. Tiap-tiap pita yang didapatkan dihitung nilai mobilitas relatifnya (Rf) yang merupakan nilai perbandingan antara jarak pita dengan jarak batas akhir running. Analisis kekerabatan antar kultivar dilakukan dengan membentuk pengelompokan yang digambarkan dalam dendogram dengan cara memasukkan data biner pada program Clad 97.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil survei di lapang dan informasi dari Lolitjehortis Tlekung, petani, koperasi pamelo dan dinas pertanian setempat, terdapat 7 kultivar pamelo yang umum dikenal oleh masyarakat Magetan yaitu Adas Nambangan, Adas Biasa, Adas Duku, Sri Nyonya, Bali Merah, Bali Putih dan Gulung. Untuk Adas Nambangan mempunyai 2 morfologi yang berbeda pada bentuk wing petiola, bentuk buah dan warna daging buah.
Berdasarkan pengamatan, pada 7 kultivar pamelo yang ada di Kecamatan Bendo dan Sukomoro, Magetan terdapat keragaman pada bentuk daun (Gambar 1) yaitu panjang daun, lebar daun, bentuk tepi daun, bentuk wing petiola; Bunga (Gambar 2) yaitu warna anther, jumlah stamen; seluruh karakter buah (Gambar 3) kecuali diameter buah dan seluruh karakter biji (Gambar 4). Data kualitatif tersebut kemudian diubah ke data biner dalam bentuk matrix untuk melihat kedekatan kekerabatannya berdasarkan analisis cluster (Gambar 6) sedangkan data kuantitatif dan data bunga tidak diubah ke data biner. Data kuantitatif tidak diubah ke matriks karena perbedaannya kurang tegas sedangkan data bunga tidak lengkap. Panjang daun berkisar 10,8-15,8 cm dengan lebar 4,65-8,05 cm. Bentuk daun dan bentuk helai daun pamelo yaitu brevipetiolate dan ovate, akan tetapi pada bentuk tepi daun dan bentuk wing petiole terdapat perbedaan (Gambar 1). Bentuk tepi daun beragam dari entire, sinuate dan gabungan bentuk entire-sinuate serta bentuk obdeldate, obcordate dan obovate pada wing petiole. Kultivar Bali Putih mudah dibedakan dari kultivar lainnya dikarenakan ada rambut kasar baik pada permukaan atas maupun bawah daunnya. Pada kultivar Adas Nambangan ditemukan 2 bentuk wing petiole yang berbeda yaitu Obcordate untuk jenis A dan Obdeltate untuk jenis B. Pada Bali Merah anther terlihat kuning dengan 25 stamen sedangkan pada Sri Nyonya, Nambangan, Duku dan Gulung berwarna kuning pucat dengan 30-40 stamen (Gambar 2) sedangkan Bali Putih dan Adas Biasa tidak ditemukan bunga saat penelitian. Bentuk buah keseluruhan beragam dari obloid, pyroform dan spheroid. Dengan dasar buah berbentuk depressed dan truncate. Convex, necked dan truncate untuk bentuk ujung buah. Warna kulit buah masak pada kultivar Bali Merah dan Bali Putih tetap hijau. Pada Duku, Adas Nambangan dan Adas Biasa dominan kuning sedangkan pada Sri Nyonya dan Gulung hijau kekuning-kuningan (Gambar 3). Permukaan kulit buah pamelo secara keseluruhan terasa halus dengan bintik-bintik teratur, kecuali pada Bali Putih terasa lebih kasar akibat adanya bulu yang tebal sedang pada Bali Putih bulunya lebih halus.. Warna daging buah pamelo beragam dari merah, merah muda dan kekuning-kuningan (Gambar 4). Pada kultivar Bali Merah tidak ditemukan biji (seedless). Biji pada pamelo umumnya berbentuk semi spheroid dengan warna krem, kecuali pada kultivar Duku yang berwarna putih (Gambar 4).
Berdasarkan analisis gel AAT tampak ada 9 pita dan terdapat 5 pola pita. Dari data biner enzim AAT didapatkan dendogram hubungan kekerabatan pamelo berdasarkan tingkat kesamaan atau koefisien similaritasnya (Gambar 6).
Enzim EST pada pamelo menunjukkan12 pola pita. Total pita yang tampak adalah 12 pita. Dari data biner enzim EST didapatkan dendogram hubungan kekerabatan pamelo berdasarkan tingkat kesamaan atau koefisien similaritasnya (Gambar 7).
Data biner dari morfologi karakter kualitatif morfologi, enzim EST dan AAT yang dimasukkan dalam program Clad 97 diperoleh dendogram sebagai berikut :
Gambar 8. Dendogram hubungan kekerabatan pamelo berdasarkan koefisien similaritas pada karakter morfologi, enzim EST dan AAT.
Berdasarkan pengamatan morfologi dan dendogram kekerabatannya buah Adas Biasa tidak sama dengan Adas Nambangan B, tetapi lebih mirip dengan Adas Gulung. Namun berdasarkan dendogram enzim AAT dan Esterase diketahui bahwa Adas Biasa lebih berkerabat dekat dengan Adas Nambangan B dan berkerabat jauh dengan Gulung. Hal ini menunjukkan bahwa fenotip suatu organisme dipengaruhi juga oleh faktor lingkungan sehingga validitasnya kurang jika dijadikan patokan utama untuk menentukan kekerabatan. Dari semua dendogram (Gambar 5, 6, 7 dan 8) dapat dilihat bahwa Adas Nambangan B selalu membentuk kelompok sendiri dan berkerabat dekat dengan Adas Biasa sebagai akibat dari faktor fenotip (morfologi) dan genotip (isozim) yang sama, sehingga dapat diduga bahwa terdapat gen-gen yang identik dari Adas Nambangan B dan Adas Biasa.
KESIMPULAN
Terdapat keragaman pada bentuk daun: panjang daun, lebar daun, bentuk tepi daun, bentuk petiola ; bunga: warna anther, jumlah stamen ; seluruh karakter buah kecuali diameter buah; dan seluruh karakter biji. Pada enzim AAT total pita yang tampak ada 9 pita dan terdapat 5 pola pita. Pada enzim EST total pita yang tampak ada 12 pita dan terdapat 12 pola pita. Dapat diketahui bahwa kultivar Adas Nambangan A berkerabat dekat dengan Adas Duku; Adas Nambangan B dengan Adas Biasa dan Bali Merah dengan Bali Putih. Sedangkan Gulung dan Sri Nyonya lebih berkerabat dekat dengan Adas Biasa dan Adas Nambangan B
DAFTAR PUSTAKA
Acquaah, G. 1992. Practical protein elektrophoresis for genetic research. Dioscorides Press. Portland Oregon. p. 127
Hadiati, S., Murdaningsih, A. Baihaki dan N. Rostini. 2002. Variasi pola pita dan hubungan kekerabatan nanas berdasarkan analisis isozim. Zuriat 13 (2): 65-86
Hadiati, S. dan D. Sukmadjaja. 2002. Keragaman pola pita beberapa aksesi nenas berdasarkan analisis isozim. J. Biotek. Perta. 7 (2): 62 – 70
Indriani, F. C. 2002. Keragaman genetik plasma nutfah kenaf (Hibiscus cannabinus L.) dan beberapa spesies yang sekerabat berdasarkan analisis isozim. Thesis. Fakultas Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang.
IPGRI. 1999. Descriptors for Citrus. International Plant Genetic Resources Institute. Rome. Italy.
King, B. J., L.S. Lee and P. T. Scott. 1996. Identification of triploid citrus by isozyme analysis. Euphytica 90 : 223 – 231Singh, G. 1999. Plant systematics. Science Publishers. USA. p. 196 -217
Supriyanto, A. , E. Legowo, P. Santoso, M. Sugiyarto, Djoema’ijah, Hardiyanto, Suhardi, A. Triwiratno, O. Endarto, Sutopo, D. P. Saraswati, B. Victor, Suharyono, Setiono dan S. Nurbana. 1998. Laporan pengkajian teknologi sistem usaha pertanian berbasis jeruk bebas penyakit mendukung rehabilitasi daerah sentra produksi di Jawa Timur. BPTP Karangploso. Malang. p. 1, 4, 6, 10 dan Lampiran
Torres, A. M. dan Bergh. 1980. Fruit and leaf isozymes as genetic markers in avocado. J. Amer. Soc. Hort. Sci. p. 105, 614-619
Torres, A. M., Soost, R. K. and Didenhofen. 1978. Leaf isozymes as genetic markers in citrus. Amer. J. Bot.
Weeden, N. F. and J. F. Wendel. 1989. Genetic of plant isozyme in plant biology (ed. D. E. Soltis and P. S. Soltis). Dioscorides Press. Oregon. p. 46-63
1 komentar:
Good dispatch and this post helped me alot in my college assignement. Say thank you you seeking your information.
Post a Comment