Unud 160 1508351530 Tesis Jatropha

1

TESIS

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE

INTER SIMPLE SEQUENCE REPEATS (ISSR)

KADEK YUNIARI SURYATINI

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI BIOTEKNOLOGI PERTANIAN

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2011

2

TESIS




KADEK YUNIARI SURYATINI

NIM 0890861009

PROGRAM MAGISTER



UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2011

3




Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

pada Program Magister, Program Studi Bioteknologi Pertanian,

Program Pascasarjana Universitas Udayana

PROGRAM MAGISTER



UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2011

4

LEMBAR PENGESAHAN

TESIS INI TELAH DISETUJUI

TANGGAL 18 Juli 2011

Pembimbing I, Pembimbing II,

Prof. Dr. Ir. I. G. P. Wirawan, M.Sc Ir. Made Pharmawati, M.Sc. Ph.D

NIP. 19580627 198503 1 005 NIP.19680707 199303 2 001

Mengetahui,

Ketua Program Studi Bioteknologi Pertanian Direktur

Program Pascasarjana Program Pascasarjana

Universitas Udayana Universitas Udayana

Dr. G.N. Alit Susanta Wirya, SP. M.Agr Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi,

Sp.S(K)

NIP. 19680115 199403 1 001 NIP. 19590215 198510 2 001

5

Lembar Penetapan Panitia Penguji Tesis

Tesis ini Telah Diuji pada

Tanggal 18 Juli 2011

Panitia Penguji Tesis, Berdasarkan SK Rektor

Universitas Udayana No.1289/UN.14.4/HK/2011 Tanggal 11 Juli 2011

Ketua : Prof. Dr. Ir. I. G. P. Wirawan, M.Sc

Sekretaris : Ir. Made Pharmawati, M.Sc, Ph.D

Anggota : Prof. Dr. Ir. I Nyoman Wijaya, MS

: Dr. Ir. I. Gede Ketut Susrama, M.Sc

: Prof. Dr. Dra. Made Sritamin, MS

6

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa

atas asung wara nugraha Nya, tesis ini dapat diselesaikan. Tesis merupakan

salah satu persyaratan dalam menyelesaikan studi Strata dua (S2) di Universitas

Udayana.

Dalam penyusunan tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan,

bimbingan, dan arahan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan ucapan terimakasih dan penghargaan kepada :

1. Rektor Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. I Made Bakta, Sp. P.

D(KHOM), atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis

untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di

Universitas Udayana. Ucapan terimakasih ini juga ditujukan kepada

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh

Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp. S(K).

2. Dr. G. N. Alit Susanta W., SP., M.Agr selaku ketua program studi

Bioteknologi Pertanian, Program Pascasarjana Universitas Udayana serta

sebagai pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan

motivasi. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada para staf dosen

pengajar yang telah memberikan pengajaran dan bimbingan kepada

penulis selama menjalani studi.

3. Prof. Dr. Ir. I. G. P. Wirawan, M.Sc selaku pembimbing I yang telah

memberikan fasilitas, tempat penelitian, bimbingan, dan motivasi kepada

penulis.

4. Ir. Made Pharmawati, M.Sc. Ph.D selaku dosen pembimbing II yang

dengan sabar memberikan bimbingan, motivasi, dan fasilitas penelitian

kepada penulis.

5. Prof Prof. Dr. Ir. I Nyoman Wijaya, MS, Dr. Ir. I. Gede Ketut Susrama,

M.Sc, dan Prof. Dr. Dra. Made Sritamin, MS selaku dosen penguji yang

memberikan saran dan revisi dalam penyusunan tesis ini.

7

6. Orang tuaku, Bapak I. W.Githa S. (alm) yang selalu memberikan

inspirasi kepada penulis dan Ibu N. K. Tirtawati, Bapak I. M. Subagia

dan Mamak N. W. Candri, suamiku I. M. Astra Gunawan, ST dan anakku

tersayang Gde Mahesa Githa Paramastra. Keluarga besar terutama Mb

Ayu dan Wi Be. Kedua adikku, Agus dan Ngurah. Keponakan, Surya,

Sumo, Diah, Aby, Mangde, dan Nanda, serta keluarga besar Noja yang

telah memberikan doa, motivasi, dan dukungan material kepada penulis

hingga penyusunan tesis ini bisa diselesaikan.

7. Teman teman seperjuangan dalam perkuliahan dan penelitian terutama

Sari, Pak Candra, Thina, Mb Amy, Arta, dan Indri. Terimakasih untuk

motivasi dan kerjasamanya.

8. Terimakasih penulis sampaikan kepada Mb mang Handayani, Nanik,

Gustra, Gus Eka, Dedik Combo, Weda, Linda, Nanang, Meta, Anggun,

dan Thea atas bantuannya.

9. Rus kecil, Merry, Putri, Sugik, Dedek untuk motivasi dan bantuannya.

10. Semua pihak yang telah mendukung saya dalam perkuliahan dan

penyusunan tesis ini yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa memberikan berkat dan anugerah

yang melimpah kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian

penyusunan tesis ini. Atas segala kekurangannya, penulis mohon maaf. Semoga

tesis ini memberikan manfaat bagi pembaca.

Denpasar, Juli 2011

Penulis

8

ABSTRAK

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

DENGAN METODE INTER SIMPLE SEQUENCE REPEATS (ISSR)

Jarak pagar (J. curcas L.) adalah penghasil biodiesel yang potensial untuk

dikembangkan. Hambatan dalam pengembangan tanaman jarak pagar adalah

terbatasnya informasi tentang keragaman genetik. Salah satu metode yang

digunakan untuk mengetahui keragaman genetik adalah dengan marka ISSR.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik J. curcas L. dengan

metode Inter Simple Sequence Repeats (ISSR). Sampel diambil dari Tejakula (34

m dpl), Sangsit (52 m dpl), Sukasada (78 m dpl), Gitgit (1278 m dpl), dan

Pancasari (1252 m dpl). Tiga primer (UBC 828, UBC 885, dan UBC 890)

menghasilkan 12 16 pola pita dengan kisaran ukuran 280 1650 bp.

Polimorfisme yang diperoleh sangat tinggi (masing masing primer sebesar 100

%) dan nilai keinformatifan primer (PIC) berada pada kisaran 0,85 0,92. Hasil

analisis kelompok dengan UPGMA (MEGA 5.05) menunjukkan bahwa J. curcas

L. terbagi dalam dua kelompok, dan hanya J. curcas L. asal Pancasari membentuk

kelompok sendiri.

Kata kunci : keragaman genetik, Jatropha curcas L., ISSR, polimorfisme

9

ABSTRACT

GENETIC DIVERSITY ANALYSIS OF Jatropha curcas L. BASED ON


Jatropha curcas L. is a potensial source of biodiesel, however, it needs to

be explored. At the present time, one of the problems of the J. curcas L. is that

there is little information about its genetic diversity. One method to detect genetic

diversity is using molecular marker such as ISSR. The objectives of this research

were to identify J. curcas L. based on Inter Simple Sequence Repeats (ISSR)

marker. The samples were obtained from Tejakula (34 m asl), Sangsit (52 m asl),

Sukasada (78 m asl), Gitgit (1278 m asl), and Pancasari (1252 m asl). Three

primers (UBC 828, UBC 885, and UBC 890) yielding 12 16 band pattern of the

size 280 1650 bp. A high level of polymorphism (each 100 % per primer) was

found with ISSR marker and Polymorphic Information Content (PIC) range from

0,85 0,92. Result of cluster analysis with UPGMA (MEGA 5.05), indicated that

Jatropha curcas L. plant clustered into two main group. However, samples from

Pancasari were grouped together.

Keywords : genetic diversity, Jatropha curcas L., ISSR, polymorphism

10

RINGKASAN

Kadek Yuniari Suryatini. Analisis Keragaman Genetik Jarak Pagar

(Jatropha curcas L.) dengan Metode Inter Simple Sequence Repeats (ISSR).

Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. I Gede Putu Wirawan, M.Sc dan Ir. Made

Pharmawati, M.Sc. Ph.D.

Pertambahan jumlah penduduk yang disertai dengan peningkatan

kesejahteraan masyarakat menyebabkan meningkatnya kebutuhan sarana

transportasi dan industri. Hal ini tentu saja menyebabkan kebutuhan bahan bakar

cair juga semakin meningkat (Hambali et al., 2007). Fakta diatas membuka

peluang penggunaan energi terbarukan seperti biodiesel dan mengurangi

penggunaan bahan bakar fosil.

Ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi sudah saatnya dikurangi,

bahkan dihilangkan (Prihandana dan Hendroko, 2006). Untuk mengatasinya

diperlukan langkah-langkah strategis melalui pengembangan alternatif sumber-

sumber energi yang baru dan terbarukan (renewable energy) (Astarini et al.,

2008) yaitu sumber energi alternatif berbahan baku minyak nabati. Biodiesel

merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai

minyak diesel/solar, bersifat ramah lingkungan, dapat diperbaharui, serta mampu

mengeliminasi emisi gas buang dan efek rumah kaca (Hambali et al., 2007).

Salah satu minyak nabati yang sangat prospektif untuk dimanfaatkan

sebagai bahan baku biodiesel adalah biji jarak pagar (J. curcas L.)(Hambali et al.,

2007). Permasalahan yang dihadapi sehubungan dengan pengembangan jarak

pagar yaitu belum adanya kultivar unggul dan teknik budidaya yang memadai

(Dwimahyani, 2005). Untuk itu perlu dilakukan perbaikan dan perbanyakan

genetik yang cepat (Syah, 2006).

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui keragaman genetik jarak

pagar pada beberapa ketinggian tempat yang terdapat di Bali bagian utara

berdasarkan analisis Inter Simple Sequence Repeats (ISSR). Penelitian

dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Pertanian Jurusan Agroekoteknologi

Fakultas Pertanian Universitas Udayana dan Laboratorium Biomarine Universitas

11

Udayana mulai bulan November 2010 sampai dengan Mei 2011. Prosedur

penelitian meliputi pengambilan sampel daun jarak pagar pada beberapa

ketinggian tempat yang berbeda di Bali bagian utara (Tejakula berada pada

ketinggian 34 m dpl, Sangsit : 52 m dpl, Sukasada : 78 m dpl, Gitgit : 1278 m dpl,

dan Pancasari : 1252 m dpl), isolasi DNA genomik, elektroforesis hasil isolasi

DNA genomik, amplifikasi DNA template dengan metode PCR ISSR,

elektroforesis produk PCR ISSR, dan analisis data PCR ISSR.

Berdasarkan hasil amplifikasi DNA dengan PCR ISSR menggunakan

tujuh primer, didapatkan hanya tiga primer (UBC 828, UBC 885, dan UBC 890)

yang mampu mengamplifikasi DNA dalam reaksi PCR ISSR. Hasil

elektroforesis produk amplifikasi DNA menghasilkan 12 16 pola pita DNA

dengan kisaran ukuran 280 1650 bp. Polimorfisme yang diperoleh sangat tinggi

(masing masing primer sebesar 100 %). Nilai keinformatifan primer (PIC)

berada pada kisaran 0,85 0,92, yang berarti primer tersebut mampu mendeteksi

polimorfisme dalam suatu populasi sebesar 85 92 %. Hasil analisis kelompok

dengan UPGMA (MEGA 5.05) menunjukkan bahwa jarak pagar dibagi dalam

dua kelompok, dan hanya jarak pagar asal Pancasari yang membentuk kelompok

sendiri.

12

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL .......................................................................................................... i

PRASYARAT GELAR.................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ............................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................. viii

RINGKASAN................................................................................................ ix

DAFTAR ISI ................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 4

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................... 5

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................. 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA ...................................................................... 6

2.1 Biologi Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ................................................ 6

2.1.1 Klasifikasi Jarak Pagar (J. curcas L.) .......................................... 6

2.1.2 Morfologi Jarak Pagar (J. curcas L.) ........................................... 6

2.2 Penyebaran Jarak Pagar (J. curcas L.) ................................................ 8

2.3 Syarat Tumbuh Jarak Pagar (J. curcas L.)........................ ........................ 9

2.4 Keragaman Genetik Tanaman... ................ 10

2.5 Polymerase Chain Reaction (PCR) ......................................................... 10

2.5.1 Prinsip Dasar PCR ....................................................................... 10

2.5.2 Pelaksanaan PCR ......................................................................... 11

13

2.5.3 Keunggulan PCR ......................................................................... 12

2.6 Inter Simple Sequense Repeats (ISSR) .................................................... 13

2.7 Elektroforesis Gel Agarosa ..................................................................... 14

BAB III KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN ............ 16

3.1 Kerangka Konsep Penelitian ................................................................... 16

3.2 Hipotesis ................................................................................................ 16

BAB IV METODE PENELITIAN .............................................................. 17

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 17

4.2 Penentuan Sumber Data ......................................................................... 18

4.3 Bahan dan Alat Penelitian ...................................................................... 18

4.4 Isolasi DNA Genomik Jarak Pagar (J. curcas L) .................................... 19

4.5 Elektroforesis Gel Agarosa DNA Template . .......................................... 19

4.6 Amplifikasi DNA dengan PCR - ISSR . ................................................. 19

4.7 Analisis Data PCR ISSR . .................................................................... 19

BAB V HASIL PENELITIAN ................................................................... 23

5.1 Identifikasi Tempat Tumbuhnya Jarak Pagar (J. curcas L) .................... 23

5.2 Analisis Polimorfisme Jarak Pagar (J. curcas L) ................................... 23

5.3 Analisis Hubungan Kekrabatan Jarak Pagar (Jatropha curcas L) ........... 27

BAB VI PEMBAHASAN ........................................................................... 30

6.1 Identifikasi Tempat Tumbuhnya Jarak Pagar (J. curcas L) .................... 30

6.2 Analisis Polimorfisme Jarak Pagar (J. curcas L) ................................... 31

6.3 Analisis Hubungan Kekrabatan Jarak Pagar (J. curcas L) ...................... 34

14

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 39

7.1 Simpulan ................................................................................................. 39

7.2 Saran ....................................................................................................... 40

DAFTAR PUSTAKA .......... 41

LAMPIRAN .................................................................................................. 46

15

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Persentase polimorfisme dan PIC dari primer UBC 828, UBC 885, dan

UBC 890 berdasarkan pola pita DNA yang dihasilkan dari 15 tanaman jarak pagar

...................................................................................................................... 24

16

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 4.1 Produk amplifikasi DNA jarak pagar menggunakan primer UBC 828

dengan marker (DNA ladder 100 bp). Lajur paling kiri adalah marker, angka

secara berurutan adalah jarak pagar asal Tejakula 1, Tejakula 2, Tejakula 3,

Sangsit 1, Sangsit 2, Sangsit 3, Sukasada 1, Sukasada 2, Gitgit 1, Gitgit 2, Gitgit

3, Pancasari 1, Pancasai 2, dan Pancasai 3

...................................................................................................................... 25






...................................................................................................................... 26






...................................................................................................................... 27

Gambar 4.4 Dendrogram 15 tanaman jarak pagar hasil analisis kelompok

berdasarkan pola pita DNA dari tiga primer ISSR dengan metode UPGMA. Skala

menunjukkan panjang cabang. Angka angka pada garpu merupakan persentase

tingkat kepercayaan pengelompokan dengan analisis bootstrap 500 kali dengan

program MEGA 5.05.

...................................................................................................................... 29

17

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data jarak genetik J. curcas L. .................................................. 45

Lampiran 2. Hasil scoring pita DNA yang diamplifikasi dengan primer UBC 828

...................................................................................................................... 46


...................................................................................................................... 47


...................................................................................................................... 48

18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertambahan jumlah penduduk yang disertai dengan peningkatan

kesejahteraan masyarakat menyebabkan meningkatnya kebutuhan sarana

transportasi dan industri. Hal ini tentu saja menyebabkan kebutuhan bahan bakar

cair juga semakin meningkat (Hambali et al., 2007). Tingginya tingkat

penggunaan energi nasional dengan bahan dasar fosil fuel dan lonjakan

peningkatan harga bahan bakar minyak di tingkat dunia yang akhir-akhir ini

mencapai USD 90 per barel sangat memprihatinkan (Suryana, 2007). Dalam

kurun waktu 10 15 tahun ke depan diperkirakan cadangan minyak bumi

Indonesia akan habis. Perkiraan ini terbukti dengan seringnya terjadi kelangkaan

Bahan Bakar Minyak (BBM) di beberapa daerah di Indonesia (Syah, 2006 dan

Hambali et al., 2007). Fakta di atas membuka peluang penggunaan energi

terbarukan seperti biodiesel dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

Selain semakin menipisnya jumlah cadangan bahan bakar fosil, alasan

penting lain untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil adalah harga yang

terus melambung, beban subsidi yang semakin membengkak dan masalah

kerusakan lingkungan (Syah, 2006). Giwangkara (2006) menambahkan, dari

percobaan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), campuran solar

dan minyak nabati (biodiesel) memiliki nilai cetane (oktan pada bensin) lebih

tinggi daripada solar murni. Solar yang dicampur dengan minyak nabati

19

menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna daripada solar murni sehingga

emisi lebih aman bagi lingkungan.

Ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi sudah saatnya dikurangi,

bahkan dihilangkan (Prihandana dan Hendroko, 2006). Untuk mengatasinya

diperlukan langkah-langkah strategis melalui pengembangan alternatif sumber-

sumber energi yang baru dan terbarukan (renewable energy) (Astarini et al.,

2008) yaitu sumber energi alternatif berbahan baku minyak nabati (Hambali et al.,

2007).

Biodiesel merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat

menyerupai minyak diesel/solar. Biodiesel dapat digunakan baik secara murni

maupun dicampur dengan petrodiesel tanpa terjadi perubahan pada mesin diesel

kendaraan atau mesin lain yang menggunakannya. Penggunaan biodiesel sebagai

sumber energi semakin menuntut untuk direalisasikan sebab selain merupakan

solusi menghadapi kelangkaan energi fosil pada masa mendatang, biodiesel juga

bersifat ramah lingkungan, dapat diperbaharui, serta mampu mengeliminasi emisi

gas buang dan efek rumah kaca (Hambali et al., 2007).

Salah satu minyak nabati yang sangat prospektif untuk dimanfaatkan

sebagai bahan baku biodiesel adalah biji jarak pagar (Jatropha curcas L.)

(Hambali et al., 2007). Pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan biodiesel

merupakan alternatif yang ideal untuk mengurangi tekanan permintaan bahan

bakar minyak dan penghematan penggunaan cadangan devisa (Istiana dan

Sadikin, 2008).

20

Salah satu keunggulan jarak pagar dapat digunakan sebagai bahan baku

energi terbarukan karena tersebar luas di kawasan tropis dan subtropis (Syah,

2006), minyak jarak pagar tidak termasuk dalam kategori minyak makan (edible

oil) sehingga pemanfaatannya sebagai biodiesel tidak akan mengganggu

penyediaan kebutuhan minyak makan nasional, kebutuhan industri oleokimia, dan

ekspor Crude Palm Oil (CPO) serta dapat beradaptasi pada kondisi kering dan

pada lahan marginal (Hambali et al., 2007).

Permasalahan yang dihadapi sehubungan dengan pengembangan jarak

pagar yaitu belum adanya kultivar unggul dan teknik budidaya yang memadai

(Dwimahyani, 2005). Untuk itu perlu dilakukan perbaikan dan perbanyakan

genetik dengan cepat (Syah, 2006).

Dalam pemuliaan tanaman, keragaman dalam populasi tanaman

mempunyai arti yang sangat penting (Mangoendidjojo, 2003) untuk

pengembangan sumber genetik yang diperlukan dalam pemuliaan tanaman

(Karsinah, 2002). Tingkat keragaman individu dalam populasi menggambarkan

status keberadaan spesies tersebut di alam. Populasi dengan keragaman genetik

yang tinggi mempunyai peluang hidup yang lebih baik karena mempunyai

kemampuan yang lebih baik untuk beradaptasi dengan lingkungannya (Anwar,

1985).

Penelitian keragaman genetik jarak pagar aksesi Jawa Timur dan Sulawesi

yang merupakan koleksi kebun percobaan Asembagus telah dilakukan dengan

menggunakan metode Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)

(Ariwidiantari, 2009). Evaluasi keragaman genetik jarak pagar di daerah lainnya

21

perlu dilakukan termasuk di Bali. Oleh karena itu dilakukan penelitian keragaman

genetik jarak pagar yang terdapat di Bali bagian utara berdasarkan analisis Inter

Simple Sequence Repeats (ISSR).

ISSR melibatkan penggunaan sekuen mikrosatelit sebagai primer dalam

reaksi PCR untuk menghasilkan marka multilokus. ISSR merupakan metode yang

sederhana dan cepat, yang mengkombinasikan keuntungan SSR (Simple Sequence

Repeats) dan AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) dan

keuniversalan RAPD. Marka ISSR sangat polimorfik dan berguna untuk

mempelajari keragaman genetik, filogeni, tagging gen, pemetaan genom, dan

biologi evolusi (Astarini, 2009).

ISSR memiliki reproduksibilitas tinggi karena penggunaan primer yang

lebih panjang (16 25 basa nukleotida) dibandingkan primer RAPD (10 basa

nukleotida), yang memungkinkan penggunaan suhu annealing yang tinggi (45

60o C). ISSR kebanyakan tersegregasi sebagai marka dominan mengikuti

penurunan sifat mendel (Astarini, 2009).

Berdasarkan berbagai fakta tersebut maka perlu dilakukan penelitian

keragaman genetik jarak pagar pada beberapa ketinggian tempat di Bali bagian

utara agar diperoleh informasi sebagai modal dasar untuk pemuliaan tanaman.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimanakah keragaman genetik jarak pagar pada beberapa ketinggian

tempat yang berbeda di Bali bagian utara berdasarkan analisis Inter Simple

Sequence Repeats (ISSR)?

22

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik jarak pagar pada

beberapa ketinggian tempat yang berbeda di Bali bagian utara berdasarkan

analisis Inter Simple Sequence Repeats (ISSR).

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dengan mengidentifikasi keragaman genetik

jarak pagar tersebut antara lain :

1. Tersedianya informasi mengenai keragaman genetik jarak pagar pada

beberapa ketinggian tempat yang terdapat di Bali bagian utara.

2. Inventarisasi plasma nutfah jarak pagar pada beberapa ketinggian tempat

yang terdapat di Bali bagian utara dalam bentuk data molekuler. Informasi

ini bermanfaat dalam usaha program pemuliaan melalui perakitan kultivar

unggul yang dilakukan secara konvensional maupun modern dengan

bioteknologi.

23

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Biologi Jarak Pagar (J. curcas L.)

2.1.1 Klasifikasi Jarak Pagar (J. curcas L.)

Jarak pagar merupakan jenis tanaman yang tahan terhadap kekeringan

sehingga tahan hidup di daerah dengan curah hujan rendah. Klasifikasi jarak pagar

sebagai berikut (Prihandana dan Hendroko, 2006) :

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Euphorbiales

Famili : Euphorbiaceae

Genus : Jatropha

Spesies : Jatropha curcas L.

2.1.2 Morfologi Jarak Pagar (J. curcas L.)

Tanaman jarak pagar berupa perdu dengan tinggi 1 7 m, bercabang tidak

teratur. Batangnya berkayu, silindris, dan bila terluka mengeluarkan getah. Bagian

bagian jarak pagar (Hambali et al., 2007) antara lain :

(a) Daun. Daun tanaman jarak pagar adalah daun tunggal berlekuk dan bersudut 3

atau 5. Daun tersebar di sepanjang batang. Permukaan atas dan bawah daun

berwarna hijau dengan bagian bawah lebih pucat dibanding permukaan atas.

Daunnya lebar dan berbentuk jantung atau bulat telur melebar dengan panjang 5

24

15 cm. Helai daunnya bertoreh, berlekuk, dan ujungnya meruncing. Tulang daun

menjari dengan jumlah 5 7 tulang daun utama. Panjang tangkai daun antara 4

15 cm,

(b) Bunga. Bunga tanaman jarak pagar adalah bunga majemuk berbentuk malai,

berwarna kuning kehijauan, berkelamin tunggal, dan berumah satu. Bunga betina

4 5 kali lebih banyak dari bunga jantan. Bunga jantan maupun bunga betina

tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan yang tumbuh di ujung batang atau

ketiak daun. Bunganya mempunyai 5 kelopak berbentuk bulat telur dengan

panjang kurang lebih 4 mm. Benang sari mengumpul pada pangkal dan berwarna

kuning. Bunganya mempunyai 5 mahkota berwarna keunguan. Setiap tandan

terdapat lebih dari 15 bunga. Jarak termasuk tanaman monoecious dan bunganya

uniseksual. Kadangkala muncul bunga hermaprodit yang berbentuk cawan

berwarna hijau kekuningan,

(c) Buah. Buah tanaman jarak pagar berupa buah kotak berbentuk bulat telur

dengan diameter 2 4 cm. Panjang buah 2 cm dengan ketebalan sekitar 1 cm.

Buah berwarna hijau ketika muda serta abu abu kecoklatan atau kehitaman

ketika masak. Buah jarak terbagi menjadi 3 ruang, masing masing ruang berisi 1

biji sehingga dalam setiap buah terdapat 3 biji. Biji berbentuk bulat lonjong dan

berwarna coklat kehitaman. Biji inilah yang banyak mengandung minyak dengan

rendemen sekitar 30 50 % dan mengandung toksin sehingga tidak dapat

dimakan.

25

2.2 Penyebaran Jarak Pagar (J. curcas L.)

Jarak pagar berasal dari Meksiko, Amerika Tengah (Syufri, 2007). Genus

Jatropha dari famili Euphorbiaceae ini memiliki kira-kira 175 spesies di dunia

(Punia, 2007). Tanaman dari famili Euphorbiaceae ini banyak ditemukan di

Afrika Tengah dan Selatan, Asia Tenggara dan India. Awalnya tanaman ini

kemungkinan didistribusikan oleh pelaut Portugis dari Karibia melalui pulau Cape

Verde dan Guinea Bissau ke negara lain di Afrika dan Asia (Syah, 2006).

Jarak pagar menyebar pula ke manca negara. Jarak pagar disebut

pinoncillo di Mexico dengan berbagai nama lokal : Cuauixtli, Kusekeey, Axti, dan

Codice florentino- pignon dInde, pourghcre (Perancis), Physic nut, Purging nut

(Inggris), Purgueira (Portugis), Fagiola dIndia (Italia), Purgeernoot (Belanda),

PurgiernuB, brechnuB (Jerman), dand barri, habel meluk (Arab), kadam (Nepal),

yu-lu-tzu (Cina), sabudam (Thailand), tubang bakod (Philipina), kpoti (Togo),

tabanani (Senegal), mupuluka (Angola), butuje (Nigeria), makaen (Tanzania),

mundubi-assu (Brazil), tempate (Costa Rica), tartago (Puerto Rico), pinol (Peru),

pinon (Guatemala) dan di India dengan berbagai nama lokal : kananaeranda,

parvataranda, jangliarandi, safed arand, bagbherenda, jamalgota, ratanjota, telgu,

kadala manakku, bongalibhotora, dan jahazigoba (Prihandana dan Hendroko,

2006).

Menurut Prihandana dan Hendroko (2006), jarak pagar tumbuh menyebar

di berbagai daerah di Indonesia. Terbukti dengan adanya berbagai nama daerah

seperti nawaih nawas (Nangroe Aceh Darussalam), jirak (Sumatra Barat), jarak

kosta, jarak kusta, jarak budeg, dan kalake pagar (Sunda), jarak gundul, jarak cina,

26

jarak iri, dan jarak pager (Jawa), kalekhe paghar (Madura), jarak pageh (Bali),

lulu nau, lulu ai fula, paku luba, paku lunat, dan jarak pageh (Nusa Tenggara),

paku kase (Timor), kuman nema (Alor), lulunan (Roti), jarak kosta, jarak

wolanda, tondoutomene, dan bindalo (Sulawesi), bintalo (Gorontalo), balacai

(Manado), peleng kaliki (Bugis), tangang-tangang kali atau tangang-tangang

kanjoli (Makassar), muun mav, ai hua kamala, ai kamala, ai hua kamaalo, jai

huakamalo, balacai, dan kadoto (Maluku), malate dan makamale (Seram), balacai

(Halmahera), serta balacai hisa (Ternate atau Tidore).

2.3 Syarat Tumbuh Jarak Pagar (J. curcas L.)

Jarak pagar tumbuh di dataran rendah sampai ketinggian sekitar 500 m di

atas permukaan laut. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman jarak pagar adalah

625 mm/tahun, namun tanaman ini dapat tumbuh pada daerah dengan curah hujan

antara 300 2389 mm/tahun (Hambali et al., 2007). Pertumbuhan jarak pagar

sangat cepat. Waktu yang paling baik untuk menanam jarak pagar adalah pada

musim panas atau sebelum musim hujan (Syah, 2006).

Tanaman jarak pagar mempunyai sistem perakaran yang mampu menahan

air dan tanah sehingga tahan terhadap kekeringan serta berfungsi sebagai tanaman

penahan erosi. Jarak pagar dapat tumbuh pada berbagai ragam tekstur dan jenis

tanah, baik tanah berbatu, tanah berpasir, maupun tanah berlempung atau tanah

liat. Di samping itu, jarak pagar juga dapat beradaptasi pada tanah yang kurang

subur atau tanah bergaram, memiliki drainase baik, tidak tergenang, dan pH antara

5 6,5 (Hambali et al., 2007).

27

Kisaran suhu yang sesuai untuk bertanam jarak adalah 20 26o C. Pada

daerah dengan suhu terlalu tinggi (di atas 35o C) atau terlalu rendah (di bawah 15

o

C) akan menghambat pertumbuhan serta mengurangi kadar minyak dalam biji dan

mengubah komposisinya (Hambali et al., 2007).

2.4 Keragaman Genetik Tanaman

Semua proses biokimia yang menentukan bentuk dan fungsi (fenotipe)

tumbuhan merupakan hasil dari informasi yang disandi dalam urutan DNA

genom dan dari interaksi antara informasi tersebut dengan lingkungan (Salisbury

dan Ross, 1995). Selain faktor faktor eksternal, misalnya temperatur dan

kualitas cahaya, fenotipe juga dipengaruhi faktor faktor internal, misalnya

hormon dan enzim (Elfrod dan Stansfield, 2007).

Keragaman genetik memainkan peran yang sangat penting dalam

adaptabilitas suatu spesies karena ketika lingkungan suatu spesies berubah, variasi

gen yang kecil diperlukan agar spesies dapat bertahan hidup dan beradaptasi

(Salisbury dan Ross, 1995). Spesies yang memiliki derajat keragaman genetik

yang tinggi pada populasinya akan memiliki lebih banyak variasi alel yang dapat

diseleksi (Elfrod dan Stansfield, 2007).

2.5 Polymerase Chain Reaction (PCR)

2.5.1 Prinsip Dasar PCR

Reaksi Berantai Polimerase (Polymerase Chain Reaction / PCR) adalah

metode amplifikasi suatu sekuen DNA tertentu. PCR merupakan cara yang

sensitif, selektif, dan sangat cepat untuk memperbanyak sekuen DNA yang

diinginkan (Murray et al., 2009).

28

Empat komponen utama pada proses PCR adalah (1) DNA cetakan, yaitu

fragmen DNA yang akan dilipatgandakan, (2) Oligonukleotida primer, yaitu suatu

sekuen oligonukleotida pendek (15 25 basa nukleotida) yang digunakan untuk

mengawali sintesis rantai DNA. Primer yang digunakan dalam PCR ada dua yaitu

oligonukleotida yang mempunyai sekuen yang identik dengan salah satu rantai

DNA cetakan pada ujung 5 fosfat dan oligonukleotida yang identik dengan

sekuen pada ujung 3 OH rantai DNA cetakan yang lain, (3)

Deoksiribonukleotida trifosfat (dNTP), yang terdiri atas dATP, dCTP, dGTP,

dTTP, dan (4) Enzim DNA polimerase yaitu enzim yang berfungsi sebagai katalis

dalam reaksi sintesis rantai DNA. Komponen lainnya yang juga berperan penting

adalah senyawa buffer (Yuwono, 2006).

2.5.2 Pelaksanaan PCR

Reaksi pelipatgandaan suatu fragmen DNA dimulai dengan melakukan

denaturasi DNA template (cetakan) sehingga rantai DNA yang berantai ganda

(double stranded) akan terpisah menjadi rantai tunggal (single stranded).

Denaturasi DNA dilakukan dengan menggunakan panas (950C) selama 1 2

menit, kemudian suhu diturunkan menjadi 550C sehingga primer akan menempel

(annealing) pada cetakan yang telah terpisah menjadi rantai tunggal. Proses

annealing biasanya dilakukan selama 1 2 menit. Setelah dilakukan annealing

oligonukleotida primer dengan DNA cetakan , suhu inkubasi dinaikkan menjadi

720C selama 1,5 menit. Pada suhu ini DNA polimerase akan melakukan proses

polimerasi rantai DNA yang baru berdasarkan informasi yang ada pada DNA

cetakan. Setelah terjadi polimerisasi, rantai DNA yang baru akan membentuk

29

jembatan hidrogen dengan DNA cetakan. DNA rantai ganda yang terbentuk

dengan adanya ikatan hidrogen antara rantai DNA cetakan dengan rantai DNA

baru hasil polimerisasi selanjutnya akan didenaturasi lagi dengan menaikkan suhu

inkubasi menjadi 950C. Rantai DNA yang baru tersebut selanjutnya akan

berfungsi sebagai cetakan bagi reaksi polimerisasi berikutnya (Yuwono, 2006).

2.5.3 Keunggulan PCR

Keunggulan PCR yaitu (1) Polimerase DNA dapat diarahkan untuk

sintesis wilayah DNA tertentu. Teknik PCR sebenarnya mengeksploitasi berbagai

sifat alami replikasi DNA. Dalam proses tersebut, polimerase DNA

menggunakan DNA berserat tunggal sebagai cetakan untuk mensintesis serat baru

yang komplementer. Cetakan berserat tunggal dapat diperoleh dengan mudah di

laboratorium melalui pemanasan DNA berserat ganda pendek untuk memulai

(prime) proses sintesis. Posisi awal dan akhir sintesis DNA pada PCR dapat

ditentukan dengan menyediakan suatu oligonukleotida sebagai primer yang

menempel secara komplementer pada cetakan sesuai dengan keinginan peneliti

dan (2) PCR menghasilkan amplifikasi wilayah DNA tertentu. Serat DNA dapat

berfungsi sebagai cetakan untuk mensintesis bila primer oligonukleotida

disediakan untuk masing masing serat. Sepasang primer dapat dipilih yang

membatasi flanking wilayah dari DNA yang ingin diperbanyak sehingga serat

DNA yang baru disintesis dimulai dari posisi primer, membentang sampai

melewati posisi primer dari serat lainnya (Mahardika, 2003).

Dengan demikian, tempat ikatan primer baru akan dibuat pada serat yang

baru disintesis. Campuran reaksi kemudian dipanaskan lagi untuk memisahkan

30

serat awal dengan yang baru dan berperan sebagai cetakan untuk siklus berikut

yang meliputi : penempelan primer, sintesis serat DNA, dan pemisahan serat.

Hasilnya adalah setelah n siklus, campuran reaksi mengandung sebanyak 2n

molekul DNA serat ganda yang merupakan salinan dari urutan DNA dari kedua

primer (Mahardika, 2003).

2.6 Inter Simple Sequence Repeats (ISSR)

Marka Inter Simple Seguence Repeats (ISSR) menggunakan Simple

Seguence Repeats sebagai primer dengan atau tanpa penambahan sekuen anchor

pada ujung 3 atau 5. Sekuen anchor berfungsi untuk menyesuaikan annealing

primer ke situs target DNA cetakan yang diapit oleh sekuen anchor yang

komplementer. Amplifikasi terjadi jika dua mikrosatelit sekuen berulang yang

sama, dalam orientasi terbalik, berlokasi cukup dekat satu sama lain sehingga

memungkinkan sekuen diantaranya untuk teramplifikasi (Pharmawati, 2009).

Marka ISSR dihasilkan oleh amplifikasi DNA dengan PCR yang

menggunakan primer tunggal. Primer disusun dari sekuen mikrosatelit yang

biasanya dijaga pada ujung 3 atau 5 oleh dua atau empat nukleotida. Marka

ISSR merupakan metode yang cepat, sederhana, murah, dan mempunyai

reproduksibilitas tinggi dengan penggunaan primer yang panjang dan kekuatan

yang tinggi dicapai dengan suhu annealing (Gurcan et al., 2009).

ISSR dapat digunakan untuk tiap spesies karena tidak memerlukan

informasi sekuen genom yang diuji. Pembentukan primer yang digunakan dalam

analisis ISSR berdasarkan motif SSR (di-, tri-, tetra-, atau penta nuleotida) yang

ditemukan pada lokus lokus mikrosatelit. PCR selanjutnya mengamplifikasi

31

sekuen diantara dua Simple Seguence Repeats (ISSR). ISSR umumnya digunakan

untuk membedakan kultivar (Pharmawati, 2009).

Marka ISSR terbukti potensial digunakan untuk mendeteksi keragaman

baik pada tingkat intraspecies maupun pada tingkat interspecies, antara lain :

ISSR digunakan untuk membentuk hubungan kekerabatan Grevillea, tanaman asli

Australia (Pharmawati et al., 2004), penentuan kekerabatan strawberry (Fragaria

x ananassa Duch) yang diambil dari Fruit Breeding Departmens, Research

Institute of Pomology and Floriculture, Polandia (Kuras et al., 2004), keragaman

genetik gandum di Cina Barat (Hou et al., 2005), keragaman genetik jarak pagar

di India dan Meksiko (Basha dan Sujatha, 2007), serta variasi genetik Vigna

umbellata, tanaman leguminosae di daerah tropis yang dikoleksi dari Meghalaya

State, India (Muthusamy et al., 2008).

2.7 Elektroforesis Gel Agarosa

Elektroforesis merupakan teknik pemisahan suatu molekul selular

berdasarkan atas ukurannya dengan menggunakan medan listrik yang dialirkan

pada suatu medium yang mengandung sampel yang akan dipisahkan. Teknik ini

digunakan dengan memanfaatkan muatan listrik yang ada pada makromolekul

(Yuwono, 2005).

Elektroforesis gel agarosa tidak hanya digunakan untuk metode analisis,

tetapi secara rutin digunakan untuk persiapan memurnikan fragmen fragmen

DNA tertentu. Gel ini tersusun atas agarosa dan digunakan untuk memisahkan

fragmen fragmen DNA yang ukurannya memiliki rentang beberapa ratus hingga

sekitar 20.000 kb. Agarosa bersifat tidak toksik, kompleks berupa bubuk yang

32

terdiri dari campuran polimer dengan dua unit dasar galaktosa, agarosa, dan

agaropektin (Bintang, 2010).

Molekul DNA bermuatan negatif di dalam medan listrik bergerak melalui

gel pada kecepatan yang berbeda tergantung ukurannya yaitu molekul DNA yang

kecil dengan mudah melewati gel sehingga bergerak lebih cepat dibandingkan

molekul yang lebih besar. Keuntungan khusus yang diperoleh menggunakan gel

agarosa adalah pita DNA dapat dideteksi dengan kepekaan yang tinggi (Bintang,

2010). Teknik ini merupakan teknik sederhana, cepat, dan dapat memisahkan

molekul yang diinginkan dari matriksnya yang tidak dapat dilakukan oleh

prosedur lainnya (Sudjadi, 2008).

33

BAB III

KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1 Kerangka Konsep Penelitian

Jarak pagar (J. curcas L.) adalah salah satu tanaman penghasil bahan

bakar nabati (biodiesel) potensial dan mulai marak dikembangkan di beberapa

wilayah di Indonesia (Anonim, 2008). Tanaman jarak pagar selama ini belum

ditanam secara intensif, meskipun tanaman tersebut sebelum Indonesia merdeka

telah dimanfaatkan sebagai sumber energi rumah tangga alternatif. Sebagai

hasilnya, sekarang ini jarak pagar tumbuh liar di berbagai daerah khususnya pada

lahan marginal (Anonim, 2005). Selanjutnya dijelaskan oleh Delita et al. (2008),

hambatan teknis dalam pengembangan tanaman jarak pagar adalah belum

tersedianya klon atau varietas unggul.

Untuk mendapatkan kultivar unggul tanaman jarak pagar sebagai

penghasil minyak dengan karakteristik hasil tinggi dan beradaptasi baik pada

lahan marginal maka perlu dilakukan karakterisasi genetik (Anonim, 2005) yang

berpotensi untuk menjadi kultivar unggul yang menghasilkan kandungan minyak

yang tinggi (Delita et al., 2008).

Berdasarkan hal tersebut diatas maka disusun kerangka konsep penelitian

seperti pada Gambar 3.1.

34

Gambar 3.1 Kerangka konsep penelitian

3.2 Hipotesis

Terdapat polimorfisme jarak pagar pada beberapa ketinggian tempat

berbeda di Bali bagian utara (Tejakula, Sangsit, Sukasada, Gitgit, dan Pancasari)

yang disebabkan oleh keragaman genetik dan lingkungan.

Analisis molekuler dengan PCR-

ISSR

Diketahui

Keragaman genetik

Hubungan kekerabatan

Keragaman genetik berdasarkan

karakteristik molekuler

Program pemuliaan tanaman

Populasi jarak pagar (J. curcas L.)

di Tejakula, Sangsit, Sukasada,

Gitgit, dan Pancasari

Isolasi DNA genomik

35

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Pertanian Jurusan

Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Udayana dan Laboratorium

Biomarine Universitas Udayana. Pengambilan sampel dilakukan di lima lokasi

(Tejakula, Sangsit, Sukasada, Gitgit, dan Pancasari) di kabupaten Buleleng.

Penelitian dilakukan mulai bulan November 2010 sampai dengan Mei 2011.

4.2 Penentuan Sumber Data

Populasi dalam penelitian ini adalah tanaman jarak pagar yang terdapat

pada beberapa ketinggian tempat berbeda di Bali bagian utara. Pengambilan

sampel tanaman dengan metode area sampling. Lokasi pengambilan tanaman

dikelompokkan kedalam dua zone yaitu wilayah dengan ketinggian 200 m dpl

(dataran rendah) dan wilayah dengan ketinggian 1000 m dpl (dataran tinggi).

Sampel diambil di lima lokasi di kabupaten Buleleng yaitu Tejakula, Sangsit,

Sukasada, Gitgit, dan Pancasari. Informasi keberadaan tanaman jarak pagar dari

Dinas Perkebunan Provinsi Bali serta informasi dari masyarakat.

4.3 Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun jarak pagar yang

diambil dari lima lokasi di kabupaten Buleleng yaitu Tejakula, Sangsit, Sukasada,

Gitgit, dan Pancasari. Bahan kimia yang dipakai antara lain : CTAB

(cetyltrimethyl ammonium bromide), EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid),

Tris-HCl, merkaptoetanol, PVP (polyvinylpyrrolidone), kloroform, isoamyl

36

alkohol, etanol 70 %, ddH2O, RNA-se, agarosa, Taq DNA Polymerase (KAPA

Biosystem), Taq DNA Polymerase buffer (KAPA Biosystem), dNTPs (KAPA

Biosystem), MgCl2, DNA ladder 100 bp (Invitrogen), loading blue, ethidium

bromida, primer yang digunakan adalah jenis UBC (University of British

Columbia) antara lain : UBC 811 (5GAG AGA GAG AGA GAG AC 3), UBC

814 (5CTC TCT CTC TCT CTC TA 3), UBC 815 (5CTC TCT CTC TCT CTC

TG 3), UBC 824 (5TCT CTC TCT CTC TCT CG 3), UBC 828 (5TGT GTG

TGT GTG TGT GA 3), UBC 885 (5ACT CGT ACT AGA GAG AGA GAG

AG 3), dan UBC 890 (5AGC ATC AGC GTG TGT GTG TGT GT 3).

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : mesin elektroforesis,

TaKaRa PCR Thermal Cycler, freezer 20o, UV transiluminator, kamera Nikon

D90, autoclaf, micro pipet, kotak es, termometer, timbangan digital, tabung

eppendorf, tabung erlenmeyer, falcon tube, vortex, penangas air, micro sentrifuge,

microwave, mortar pestle, kertas parafilm, Global Positioning System (GPS

Garmin seri e- trex).

4.4 Isolasi DNA Jarak Pagar

Isolasi DNA jarak pagar berdasarkan protokol isolasi DNA dari Doyle dan

Doyle (1989) dengan modifikasi. Sampel daun dari masing masing individu

diambil sebanyak 0,1 gram yang sudah dibekukan pada -20o

C dan digerus sampai

halus kemudian dimasukkan ke dalam tabung eppendorf. Selanjutnya sampel

disuspensikan dalam 1,5 ml buffer ekstraksi hangat (600C) yang mengandung 1,5

% CTAB (w/v), 75 mM Tris-HCl pH 8, 1,05 M NaCl, 15mM Na2EDTA, dan

ditambahkan 2 % -merkaptoetanol, 1 % PVP. Suspensi ini diinkubasi pada suhu

37

600C selama 30 menit dalam penangas air. Selama inkubasi tabung eppendorf

dibolak balik secara kontinyu kemudian disentrifugasi pada kecepatan putar

14.000 rpm selama 10 menit. Supernatan yang dihasilkan dipindahkan ke dalam

tabung eppendorf baru. Selanjutnya supernatan ditambahkan campuran kloroform

: isoamylalkohol (24 : 1) dengan volume yang sama dengan supernatan, kemudian

disentrifugasi pada kecepatan putar 14.000 rpm selama 5 menit. Supernatan yang

dihasilkan dipindah ke tabung eppendorf baru dan ditambahkan 1 ml isopropanol

dingin (- 200C). Campuran ini diinkubasi pada suhu - 20

0C selama 30 menit dan

disentrifugasi pada kecepatan putar 14.000 selama 3 menit. Pelet DNA yang

diperoleh dicuci dengan etanol 70 %, kemudian disentrifugasi pada kecepatan

putar 14.000 selama 3 menit. Cairan pencuci dibuang. Tahap tersebut diulangi dua

kali dan pelet DNA yang dihasilkan dikeringanginkan selama 5 menit.

Selanjutnya pelet DNA ditambah dengan 100 l ddH2O. Pelet DNA ditambahkan

RNA-se sebanyak 3 l dan diinkubasi pada suhu 370C selama 30 menit.

Selanjutnya DNA disimpan pada suhu -200C.

4.5. Elektroforesis Gel Agarosa DNA Template

Untuk mengetahui kualitas DNA hasil isolasi, DNA dielektroforesis

dengan gel agarosa 0,8 % dalam bufer TAE (40mM Tris asetat pH 7,9 dan 2

mM Na2EDTA). Agarosa 0,4 gram ditambahkan 50 ml 1X TAE dimasukkan ke

dalam tabung erlenmeyer kemudian dipanaskan pada microwave selama 1 menit.

Sisir pembuat sumur pada gel dipasang. Gel dituang dalam cetakan gel, kemudian

ditunggu sampai mengental dan sisir dicabut sehingga terlihat sumur gel. Gel

dimasukkan dalam tangki elektroforesis yang telah berisi buffer 1X TAE.

38

Sebanyak 5 l sampel dicampur dengan loading blue diatas kertas parafilm.

Mesin elektroforesis dialiri listrik pada tegangan 100 volt selama 40 menit.

Pewarnaan dilakukan dengan cara merendam gel dalam ethidium bromida selama

30 menit. Pengamatan DNA dilakukan di bawah lampu UV dan dilakukan

pemotretan.

4.6. Amplifikasi DNA dengan PCR-ISSR

Amplifikasi DNA dengan PCR ISSR dilakukan berdasarkan penelitian

Pharmawati et al. (2004). PCR dilakukan pada total volume 20 l campuran yang

mengandung 12 l master mix (terdiri dari 2 l dNTPmix yang mengandung

dATP, dTTP, dGTP, dan dCTP ; 2 l Taq buffer polymerase ; 1,5 l MgCl2 ; 0,2

l Taq polymerase ; 1 l glicerol ; 2,3 ddH2O), 8 l primer, dan 3 l DNA.

Program amplifikasi yang digunakan pada PCR ISSR sebagai berikut :

1) denaturasi awal pada suhu 940

C selama 5 menit sebanyak satu siklus; 2)

denaturasi suhu 940

C selama 1 menit , annealing pada suhu 400

C selama 1,5

menit, dan extention (perpanjangan) pada suhu 720 C selama 2 menit sebanyak 45

siklus siklus; 3) perpanjangan akhir pada suhu 720 C selama 7 menit sebanyak

satu siklus.

Produk PCR ISSR diperiksa dengan elektroforesis dalam bufer TAE

menggunakan 2 % gel agarosa yang diwarnai dengan ethidium bromida.

Elektroforesis dilakukan pada 100 V selama 40 menit dan pola ISSR diamati

dengan UV transiluminator (Sambrook et al., 1989). Sebagai size marker

digunakan DNA ladder 100 bp.

39

4.6. Analisis Data PCR ISSR

Untuk menentukan keragaman genetik, produk PCR ISSR diskor

berdasarkan muncul tidaknya pita DNA. Pita yang muncul pada gel diasumsikan

sebagai alel ISSR. Keragaman alel ISSR ditentukan dari perbedaan migrasi alel

pada gel dari masing- masing individu sampel. Berdasarkan ada atau tidaknya pita

ISSR, profil pita diterjemahkan kedalam data biner. Pita yang muncul diberi kode

A (ada) dan tidak ada (T). Data selanjutnya dianalisis dengan menggunakan

metode Unweighted Pair Group Method Arithmetic (UPGMA) melalui program

MEGA 5.05. Analisis nilai bootstrap dengan UPGMA pada 500 replikasi untuk

mengetahui pengelompokan tanaman jarak pagar yang diuji.

Pengukuran pita DNA ditentukan berdasarkan standar ladder

menggunakan kertas grafik semilogaritma. Jarak pita diukur dari bagian paling

bawah sumur sampai bagian paling bawah pita.

Untuk menentukan tingkat keinformatifan primer, dilakukan penghitungan

Polymorphic Information Content (PIC). PIC dihitung dengan rumus PIC = 1

2, dimana Pij adalah frekuensi pola j yang dihasilkan oleh primer i yang

kemudian dijumlahkan untuk keseluruhan pola pola yang dihasilkan primer.

40

BAB V

HASIL PENELITIAN

5.1 Identifikasi Tempat Tumbuhnya Jarak Pagar (J. curcas L.)

Dalam penelitian ini diambil masing-masing tiga tanaman jarak pagar

yang tumbuh pada satu lokasi dan dilakukan pengukuran ketinggian tempat

tumbuhnya tanaman. Daun yang diambil berupa daun yang masih muda pada

pucuk tanaman. Berdasarkan pengukuran ketinggian tempat diperoleh hasil

sebagai berikut : jarak pagar di Tejakula tumbuh pada ketinggian 34 m dpl,

Sangsit (52 m dpl), Sukasada (78 m dpl), Gitgit (1278 m dpl), dan Pancasari

(1252 m dpl).

5.2. Analisis Polimorfisme Jarak Pagar (J. curcas L.)

Pada penelitian ini telah dicoba tujuh primer pada sampel daun jarak pagar

dalam reaksi PCR ISSR. Tiga dari tujuh primer (UBC 828, UBC 885, dan UBC

890) dapat mengamplifikasi fragmen DNA pada semua sampel sedangkan empat

primer lainnya (UBC 811, UBC 814, UBC 815, dan UBC 824) gagal

mengamplifikasi fragmen DNA.

Hasil amplifikasi fragmen DNA menggunakan tiga primer ISSR (UBC

828, UBC 885 dan UBC 890) pada 15 sampel daun tanaman jarak pagar

menghasilkan produk PCR yang dapat dibaca dan diskor sehingga hasilnya dapat

dianalisis. Data genotipik yang diperoleh dari pemotretan gel hasil amplifikasi

DNA dalam reaksi PCR ISSR adalah berupa pita DNA dengan ukuran tertentu.

Setiap pita pada gel mempresentasikan fragmen DNA pada masing masing

41

individu tanaman. Total jumlah pita DNA yang dihasilkan yaitu 183 dengan

ukuran 280 1650 bp.

Persentase polimorfisme dan Polymorphic Information Content (PIC) dari

tiga primer yang digunakan dalam reaksi PCR ISSR pada 15 sampel jarak pagar

disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Persentase polimorfisme dan PIC dari primer UBC 828, UBC 885, dan

UBC 890 berdasarkan pola pita DNA yang dihasilkan dari 15 tanaman

jarak pagar.

Primer Ukuran

pita

(bp)

Jumlah

pita alel

Jumlah

pita DNA

Jumlah

pita

polimorfis

Persentase

polimorfisme PIC

UBC 828 340 1600 16 53 53 100 0,92

UBC 885 280 1450 12 65 65 100 0,85

UBC 890 370 1650 16 65 65 100 0,92

Amplifikasi primer UBC 828 menghasilkan 53 fragmen DNA dengan

kisaran ukuran 340 1600 bp yang berada dalam 16 pola pita. Semua fragmen

(100 %) adalah polimorfis (Gambar 4.1). Tingkat keinformatifan dari primer ini

sebesar 0,92.

42

Gambar 4.1. Produk amplifikasi DNA jarak pagar menggunakan primer UBC 828

dengan marker (DNA ladder 100 bp). Lajur paling kiri adalah marker,

angka secara berurutan adalah jarak pagar asal Tejakula 1, Tejakula 2,

Tejakula 3, Sangsit 1, Sangsit 2, Sangsit 3, Sukasada 1, Sukasada 2,

Sukasada 3, Gitgit 1, Gitgit 2, Gitgit 3, Pancasari 1, Pancasari 2, dan

Pancasari 3.


kisaran ukuran 280 1450 bp yang berada dalam 12 pola pita. Semua pita (100

%) adalah polimorfis (Gambar 4.2). Tingkat keinformatifan dari primer ini

sebesar 0,85.

2072

1500

600

Pita DNA

43

171


dengan marker ( DNA ladder 100 bp). Lajur paling kiri adalah marker,




Pancasari 3.


kisaran ukuran 370 - 1650 bp yang berada dalam 16 pola pita. Semua pita (100 %)

adalah polimorfis (Gambar 4.3). Tingkat keinformatifan dari primer ini sebesar

0,92.

2072

600

1500

Pita DNA

44


dengan marker ( DNA ladder 100 bp). Lajur paling kiri adalah marker,




Pancasari 3.

5.3 Analisis Hubungan Kekerabatan Jarak Pagar ( J. curcas L.)

Berdasarkan profil pita DNA hasil amplifikasi menggunakan tiga primer,

ditentukan matrik kesamaan untuk menentukan hubungan kekerabatan 15

tanaman jarak pagar. Masing masing genotip membentuk kelompok dengan

jarak genetik tertentu. Jarak genetik menunjukkan dekat atau tidaknya hubungan

kekerabatan dari genotip genotip yang diamati.

Hasil analisis kelompok (Gambar 4.4 dan Lampiran 1) menunjukkan 15

tanaman jarak pagar dibagi dalam dua kelompok (I dan II) dan masing masing

terdiri atas dua subkelompok (A dan B) yang berada pada jarak genetik 0,045

0,568.

2072

1500

600

Pita DNA

45

Subkelompok IA terdiri dari tanaman jarak pagar asal Sukasada 1,

Sukasada 2, Sangsit 1, Tejakula 1, Sukasada 3, Tejakula 2, Gitgit 1, Gitgit 2.

Subkelompok IB terdiri dari jarak pagar asal Sangsit 2 dan Sangsit 3.

Subkelompok IIA terdiri dari jarak pagar asal Tejakula 3 dan Gitgit 3, sedangkan

subkelompok IIB terdiri dari jarak pagar asal Pancasari 1, Pancasari 2, dan

Pancasari 3.

Jarak pagar asal Sukasada 1 dan Sukasada 2 lebih dekat dengan Sangsit 1

pada jarak genetik 0,114. Tanaman jarak pagar asal Sukasada 3 lebih dekat

dengan Tejakula 1 (jarak genetik 0,136) dibandingkan dengan Tejakula 2 (jarak

genetik 0,205). Dua tanaman jarak pagar asal Sangsit (Sangsit 2 dan Sangsit 3)

dekat dengan Gitgit 2 pada jarak genetik 0,432 0,477. Tanaman jarak pagar asal

Gitgit 1 lebih dekat dengan Tejakula 2 pada jarak genetik 0,159 dibandingkan

dengan Gitgit 2 (jarak genetik 0,318). Tanaman jarak pagar asal Pancasari 1 lebih

dekat dengan Tejakula 3 pada jarak genetik 0,182 dibandingkan dengan Gitgit 3

(jarak genetik 0,386).

46

B

Sukasada 1

Sukasada 2

Sangsit 1

Tejakula 1

Sukasada 3

Tejakula 2

Gitgit 1

Gitgit 2

Sangsit 2

Sangsit 3

Tejakula 3

Gitgit 3

Pancasari 1

Pancasari 2

Pancasari 3

98

82

33

46

41

17

55

52

35

83

55

0.00.10.20.30.40.5

Gambar 4.4. Dendrogram 15 tanaman jarak pagar hasil analisis kelompok

berdasarkan pola pita DNA dari tiga primer ISSR dengan metode UPGMA. Skala

menunjukkan panjang cabang. Angka angka pada garpu merupakan persentase

tingkat kepercayaan pengelompokan dengan analisis bootstrap 500 kali dengan

program MEGA 5.05.

A

B

A

I

II

47

BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 Identifikasi Tempat Tumbuhnya Jarak Pagar ( J. curcas L.)

Tempat pengambilan sampel tanaman jarak pagar dibedakan berdasarkan

ketinggian tempat. Data yang diperoleh menunjukkan perbedaan ketinggian

tempat tumbuhnya tanaman. Jarak pagar di Tejakula tumbuh pada ketinggian 34

m dpl, Sangsit (52 m dpl), Sukasada (78 m dpl), Gitgit (1278 m dpl), dan

Pancasari (1252 m dpl). Kisaran perbedaan ketinggian tempat (34 1278 m dpl)

menunjukkan jarak pagar mampu tumbuh pada berbagai ketinggian tempat.

Menurut Hambali et al. (2007), jarak pagar merupakan tanaman tahunan

yang cocok tumbuh di dataran rendah hingga ketinggian 300 m dpl, namun

sebaran tumbuh dapat mencapai ketinggian 1000 m dpl. Mahmud et al. (2008)

menambahkan jarak pagar bahkan bisa tumbuh pada ketinggian 1700 m dpl.

Prihandana dan Hendroko (2006) menyatakan jarak pagar akan tumbuh

dan berproduksi optimal jika ditanam di lahan kering dataran rendah yang

beriklim kering. Jarak pagar dapat tumbuh di lahan marginal yang miskin hara,

tetapi dengan drainase dan aerasi yang baik. Selanjutnya dikemukakan oleh

Mahmud et al. (2008), jarak pagar tidak tahan cuaca yang sangat dingin dan tidak

sensitif dengan panjang hari.

Daya adaptasi tanaman jarak pagar bisa dilihat dari kemampuannya

bertahan hidup di daerah yang mengalami musim kemarau panjang yaitu dengan

cara meranggaskan daunnya. Selain meranggaskan daunnya, adaptasi jarak pagar

pada musim kering dapat dilihat dari kemampuannya menyimpan cadangan air

48

pada akar dan daunnya. Hal itulah yang menyebabkan penyebaran tanaman sangat

luas karena bisa tumbuh dengan optimal di wilayah yang kering (Anonim, 2008).

6.2 Analisis Polimorfisme Jarak Pagar (J. curcas L.)

Isolasi DNA genomik jarak pagar dengan bufer ekstraksi CTAB

menghasilkan fragmen tunggal DNA yang relatif sama. Ardiana (2009)

menyatakan bahwa ekstraksi untuk mendapatkan DNA berkualitas tinggi

merupakan suatu kaidah dasar yang harus dipenuhi dalam studi molekuler.

Marka molekuler merupakan teknik yang efektif dalam analisis genetik

(Yunus, 2007) karena sifat genetik cenderung stabil pada perubahan lingkungan

dan tidak dipengaruhi oleh umur sehingga penanda genetik dapat memberikan

informasi yang relatif lebih akurat (Julisaniah et al., 2008).

Marka Inter Simple Seguence Repeats (ISSR) adalah teknik pendeteksian

genetik polimorfisme DNA tanpa perlu lebih dulu mengetahui susunan basa dari

genomik tanaman diantara susunan basa yang berulang yang membentang pada

utas DNA (Wahyuni et al., 2004). ISSR menggunakan primer tunggal yang

panjang dan kekuatan yang tinggi dicapai dengan suhu annealing (Gurcan et al.,

2009). Amplifikasi terjadi jika dua mikrosatelit sekuen berulang yang sama,

dalam orientasi terbalik, berlokasi cukup dekat satu sama lain sehingga

memungkinkan sekuen diantaranya untuk teramplifikasi (Pharmawati, 2009).

Amplifikasi DNA jarak pagar menggunakan tiga primer (UBC 828, UBC

885, dan UBC 890) menghasilkan 183 pita DNA. Karsinah (2002) menyatakan

pita DNA merupakan hasil berpasangannya nukleotida primer dengan nukleotida

genom tanaman. Dalam penelitian ini, pita yang dihasilkan tidak selalu

49

memperoleh intensitas pita yang sama. Hasil elektroforesis memperlihatkan pita

pita yang jelas dan redup. Menurut Poerba dan Martanti (2008), jumlah dan

intensitas pita DNA yang dihasilkan sangat tergantung pada kemampuan primer

mengenali urutan DNA komplementernya pada cetakan DNA yang digunakan.

Intensitas pita DNA hasil amplifikasi pada setiap primer dipengaruhi oleh

kemurnian dan konsentrasi cetakan DNA. Cetakan DNA yang mengandung

senyawa senyawa seperti polisakarida dan senyawa fenolik sering menghasilkan

pita DNA amplifikasi yang redup (Poerba dan Martanti, 2008). Demikian pula

apabila konsentrasi DNA terlalu rendah akan menghasilkan fragmen sebagai pita

yang sangat tipis pada gel atau bahkan pita tidak terlihat secara visual. Sebaliknya,

konsentrasi DNA yang terlalu tinggi akan menyebabkan fragmen terlihat tebal

sehingga sulit dibedakan antara satu pita dengan pita lainnya (Haris et al., 2003).

Selain hal tersebut diatas, adanya pita pita DNA yang bervariasi dalam

intensitasnya ini dapat terjadi karena jumlah kopi yang diamplifikasi mewakili

suatu pita tidak sama. Ada yang berulang cukup banyak sehingga terlihat sebagai

pita DNA yang sangat jelas dan ada yang jumlah kopinya hanya beberapa saja dan

tidak cukup banyak untuk dapat terlihat sebagai pita yang jelas sehingga terlihat

tipis dan samar (Roslim et al., 2003).

Dalam penelitian ini, dari tiga primer dihasilkan 12 16 pola pita.

Menurut Wahyuni et al. (2004), marka ISSR akan mengamplifikasi kurang dari

20 pola pita. Pola pita yang teramplifikasi tersebut adalah pola pita utama (mayor

band) yang ditandai oleh penampakan pita yang jelas dan tebal serta pola pita

50

tidak utama (minor band) yang penampilan pitanya lebih tipis dan kadang kurang

jelas.

Dalam penelitian ini diperoleh pita DNA yang berukuran 280 1650 bp.

Berdasarkan hasil penelitian Singh et al. (2009) dengan menggunakan marka

ISSR pada amplifikasi DNA jarak pagar di India, diperoleh pita DNA yang

berukuran 200 - 2500 bp. Innis dan Gelfand (1990) menjelaskan, ukuran pita

DNA yang berbeda ini disebabkan perbedaan panjang situs DNA pada tanaman

yang dapat diperpanjang oleh primer. Semakin lebar jarak antar situs primer

dengan yang lain pada cetakan DNA akan dihasilkan DNA baru yang panjang

dengan bobot molekul tinggi.

Polimorfisme ditandai dengan ada dan tidak adanya pita pada suatu sampel

serta perbedaan ukuran pita yang dihasilkan setiap sampel. Pada penelitian ini,

polimorfisme jarak pagar pada tingkat molekuler sangat tinggi yaitu sebesar 100

%. Menurut McGregor et al. (2000), polimorfisme merupakan gambaran

amplifikasi yang diperoleh dari perbedaan fragmen DNA yang diobservasi dan

diskor sebagai ada atau tidaknya perbedaan sekuen sehingga menunjukkan ada

tidaknya variasi.

Keragaman genetik jarak pagar pada populasi memberikan gambaran

kondisi jarak pagar di alam. Analisis PCR ISSR untuk menentukan keragaman

genetik yaitu dengan melihat ada atau tidaknya pita-pita DNA pada berat molekul

tertentu yang dapat diamplifikasi oleh suatu primer pada suatu individu tertentu.

Menurut Nuryani (2003), jumlah pita polimorfis dalam analisis keragaman

genetik sangat menentukan tingkat keragaman genetik suatu populasi. Perbedaan

51

jumlah dan polimorfisme pita DNA yang dihasilkan mengambarkan kompleksitas

genom tanaman yang diamati.

Tingkat keinformatifan primer (PIC) yang digunakan dalam penelitian ini

berkisar dari 0,85 0,92. Hal ini mengindikasikan primer tersebut mampu

mendeteksi polimorfisme dalam suatu populasi sebesar 85 92 %. Menurut

Anderson et al. (1993), semakin besar nilai PIC suatu primer maka primer

tersebut semakin bagus digunakan sebagai penanda molekuler. PIC mengacu pada

nilai suatu penanda untuk mendeteksi polimorfisme dalam populasi. PIC

tergantung dari banyaknya frekuensi dan distribusi alel yang ditemukan.

6.3 Analisis Hubungan Kekerabatan Jarak Pagar ( J. curcas L.)

Analisis hubungan kekerabatan pada 15 tanaman jarak pagar menunjukkan

sampel tanaman terbagi dalam dua kelompok. Subkelompok IA terdiri atas jarak

pagar asal Sukasada 1, Sukasada 2, Sangsit 1, Tejakula 1, Sukasada 3, Tejakula 2,

Gitgit 1, dan Gitgit 2 yang berada pada jarak genetik 0,045 0,273. Subkelompok

IB terdiri atas jarak pagar Sangsit 2 dan Sangsit 3 (jarak genetik 0,091).

Kelompok II terdiri atas jarak pagar asal Tejakula 3 dan Gitgit 3 (jarak genetik

0,205) yang membentuk kelompok dengan jarak pagar asal Pancasari (jarak

genetik 0,091 0,114).

Nilai bootstrap dari pengelompokan jarak pagar yang diuji berada dalam

kisaran 17 98 %. Untuk mendapatkan hasil pengelompokan yang lebih baik

dengan nilai bootstrap yang tinggi, perlu pengujian dengan menggunakan primer

yang lebih banyak karena menurut Holmes (2005), semakin tinggi nilai bootstrap

maka akan semakin baik. Kartikaningrum et al. (2002) menambahkan, secara

52

teoritis meningkatnya keakuratan pengelompokan disebabkan oleh semakin

banyaknya data yang digunakan. Pada umumnya ketepatan perkiraan

pengelompokan akan meningkat apabila jumlah lokus yang terdeteksi dalam

analisis meningkat.

Hasil analisis dendrogram tersebut memperlihatkan populasi jarak pagar

yang berasal dari Pancasari mengelompok menjadi satu kelompok berdasarkan

lokasi tempat tumbuhnya tanaman. Tanaman jarak pagar asal Tejakula, Sangsit,

Sukasada, dan Gitgit tidak mengelompok berdasarkan lokasi tetapi menyebar.

Menurut Indriani (2000), genotipe genotipe yang berasal dari satu wilayah

cenderung mengelompok pada jarak genetik yang kecil. Hal ini disebabkan

adanya kisaran geografi yang rendah, secara genetika lebih seragam dibandingkan

dengan populasi yang tersebar luas.

Berdasarkan pengelompokan tersebut mengindikasikan jarak pagar asal

Pancasari berasal dari induk yang terbatas atau sama sehingga sampel tanaman

asal Pancasari memiliki keragaman genetik lebih rendah dibandingkan dengan

jarak pagar asal Tejakula, Sangsit, Sukasada, dan Gitgit. Menurut Mansyah

(2003), besarnya perbedaan jarak genetik dalam populasi dapat disebabkan oleh

beberapa faktor seperti faktor isolasi oleh jarak, geografi, ekologi, dan reproduksi.

Apabila hal ini terjadi maka akan muncul jenis baru yang mampu beradaptasi

pada lingkungannya secara alami dan jangka panjang.

Berdasarkan teori Vavilov yang salah satunya mengemukakan bahwa

wilayah yang memiliki keanekaragaman genetik yang besar sebagai pusat asal

(Mukerjee, 1987 dalam Indriani, 2000). Untuk tanaman jarak pagar sudah lama

53

dikenal masyarakat di berbagai daerah di Indonesia, yaitu sejak diperkenalkan

oleh bangsa Jepang sejak tahun 1942 (Hambali et al., 2007). Jarak pagar berasal

dari Meksiko, Amerika Tengah (Syufri, 2007). Tanaman dari famili

Euphorbiaceae ini banyak ditemukan di Afrika Tengah dan Selatan, Asia

Tenggara, dan India (Syah, 2006). Awalnya tanaman ini diduga didistribusikan ke

Afrika dan Asia oleh para penjelajah Portugis dan Spanyol berdasarkan bukti

bukti nama setempat (nama lokal/daerah) (Syah, 2006). Pada mulanya penyebaran

jarak pagar di Asia dimulai pada dua titik wilayah yaitu Malaka dan Filipina

(Heller, 1996). Pada daerah asalnya, tanaman tentunya mempunyai keragaman

genetik yang lebih tinggi dibandingkan daerah lainnya (Indriani, 2000).

Tanaman jarak pagar asal Tejakula dan Gitgit terpisah dalam dua

kelompok. Pola pengelompokan pada kelompok I lebih heterogen. Fenomena

yang menarik dari hasil pengelompokan tersebut adalah mengelompoknya

individu dari lokasi yang berlainan ke dalam satu kelompok. Menurut Poerba dan

Martanti (2008), hal tersebut mengindikasikan adanya keragaman genetik yang

disebabkan oleh rekombinasi genetik. Karuniawan et al. (2008) menambahkan,

populasi dari habitat yang sama belum tentu memiliki hubungan kekerabatan yang

lebih dekat. Hubungan kekerabatan yang dekat, terdapat juga pada genotipe

genotipe yang berbeda asalnya. Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor lingkungan

atau adanya interaksi genotip dengan lingkungan. Mansyah (2003) juga

menyatakan, populasi tanaman yang diuji mempunyai tingkat umur yang

bervariasi atau generasi penanaman yang berbeda sehingga menimbulkan

keragaman genetik.

54

Keragaman genetik merupakan variasi genetik yang dimiliki oleh individu

dalam suatu populasi yang menempati suatu ekosistem. Keragaman menempati

posisi kunci dalam program pemuliaan karena genetik optimalisasi atau

maksimalisasi perolehan genetik akan sifat sifat tertentu, dapat dicapai apabila

ada cukup informasi untuk melakukan seleksi gen terhadap sifat yang diinginkan

(Irwanto, 2007).

Suryanto (2008) menyatakan keragaman genetik dapat terjadi karena

adanya perubahan nukleotida penyusun DNA. Perubahan ini mungkin dapat

mempengaruhi fenotip suatu organisme yang dapat dipantau dengan mata

telanjang atau mempengaruhi reaksi individu terhadap lingkungan tertentu. Secara

umum keragaman genetik dari suatu populasi dapat terjadi karena adanya mutasi,

rekombinasi, atau migrasi gen dari satu tempat ke tempat lain.

Perbanyakan tanaman jarak pagar dapat dilakukan secara generatif

maupun vegetatif (Hambali et al., 2007). Tanaman yang dibiakkan secara

vegetatif akan mempunyai keseragaman secara genetik karena dikembangkan dari

induk yang sama. Cara pembiakan ini dapat melestarikan sifat sifat yang

dimiliki oleh suatu tanaman, tetapi adanya interaksi antara genetik dan lingkungan

menyebabkan perubahan perubahan secara fisik yang dapat bersifat sementara

atau permanen. Perubahan yang bersifat permanen disebabkan karena terjadinya

perubahan pada material genetiknya (Mangoendidjojo, 2008).

Menurut Julisaniah et al. (2008), informasi hubungan genetik diantara

individu di dalam dan diantara spesies mempunyai kegunaan penting bagi

perbaikan tanaman. Dalam program pemuliaan tanaman, pendugaan hubungan

55

genetik sangat berguna untuk mengelola plasma nutfah, identifikasi kultifar,

membantu seleksi tetua untuk persilangan, serta mengurangi jumlah individu yang

dibutuhkan untuk pengambilan sampel dengan kisaran keragaman genetik yang

luas.

56

BAB VII

SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian maka dapat disimpulkan :

1. Berdasarkan hasil amplifikasi DNA jarak pagar (J. curcas L.)

menggunakan tiga primer ISSR (UBC 828, UBC 885, dan UBC 890),

menunjukkan adanya keragaman genetik jarak pagar pada beberapa

ketinggian tempat di Bali bagian utara (Tejakula, Sangsit, Sukasada,

Gitgit, dan Pancasari) yang berada pada jarak genetik 0,045 0,568.

2. Berdasarkan hasil analisis kelompok 15 sampel tanaman jarak pagar

dapat dibagi menjadi dua kelompok utama (kelompok I terdiri dari jarak

pagar asal Sukasada 1, Sukasada 2, Sangsit 1, Tejakula 1, Sukasada 3,

Tejakula 2, Gitgit 1, Gitgit 2, Sangsit 2, dan Sangsit 3 ; kelompok II terdiri

dari jarak pagar asal Tejakula 3, Gitgit 3, Pancasari 1, Pancasari 2, dan

Pancasari 3). Jarak pagar asal Tejakula, Sangsit, Sukasada, dan Gitgit tidak

mengelompok berdasarkan lokasi, dan hanya jarak pagar asal Pancasari

membentuk kelompok sendiri berdasarkan lokasi.

3. Berdasarkan nilai jarak genetik, diperoleh keragaman genetik tertinggi

pada tanaman jarak pagar asal Sangsit yang berada pada jarak genetik

0,091 0,364.

57

7.2 Saran

1. Untuk mendapatkan hasil penelitian yang optimal perlu dilakukan penelitian

serupa dengan jumlah sampel dan jumlah primer yang lebih banyak pada

lokasi yang berbeda.

2. Perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui mekanisme terjadinya

keragaman genetik pada jarak pagar di Bali.

58

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2005. Menghijaukan Pantai Memanen Minyak.

http://wwwfaperta.ugm.ac.id/jatropha.

Anonim. 2008. Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Info Tek Jarak Pagar 39 (10) :

37 40. http://www.perkebunan.litbang.litbang.deptan.go.id.

Anderson, J.A., Churchill, G. A., Autrique, J. E., Tanksley, S. D., dan Sorrells, M.

E. 1993. Optimizing Parental Selection for Genetic Linkage Maps.

Jurnal Genome 36 : 181 186.

Anwar, A. 1985. Ringkasan Biologi. Ganesa Exact. Bandung.

Ariwidiantari, P.P.S. 2009. Studi Kekerabatan Aksesi Jarak Pagar (Jatropha

curcas L.) dengan Teknik Random Amplified Polymorphic DNA

(RAPD). Skripsi Jurusan Biologi. F.MIPA. UNUD. Denpasar.

Ardiana, D.W. 2009. Teknik Isolasi DNA Genom Tanaman Pepaya dan Jeruk

dengan Menggunakan Modifikasi Bufer CTAB. Buletin Teknik

Pertanian 14 (1) : 12 16.

Astarini, I.A. 2008. Pengembangan Klon Unggul Jarak Pagar (Jatropha curcas

L.) Tahan Kering dengan Pendekatan Molekuler. Proposal Penelitian.

Tidak Dipublikasikan.

Astarini, I.A. 2009. Aplikasi Marka Molekuler untuk Peningkatan Kualitas

Produksi Kembang Kol (Brassica oleraceae var. botrytis). Editor :

Wirawan, I.G.P., Supartana, P., dan Juliasih, S. M. Penerbit Universitas

Udayana. Denpasar.

Basha, S.D. dan Sujatha, M. 2007. Inter and Intra population Variability of

Jatropha curcas (L.) Characterized by RAPD and ISSR Markers and

Development of Population specific SCAR markers. Euphytica 156 :

375 386.

Bintang, M. 2010. Biokimia Teknik Penelitian. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Delita, K., Efriani, M. dan Ummi, K. 2008. Korelasi Aktivitas Nitrat Reduktase

dan Pertumbuhan Beberapa Genotipe Tanaman Jarak Pagar (Jatropha

curcas Linn.) yang Diperlakukan dengan Zat Pengatur tumbuh 2,4-D.

Jurnal Akta Agrosia 11 (1) : 80 86.

Doyle, J.J dan J. L. Doyle. 1989. Isolation of Plant DNA from Fresh Tissue.

Focus 12 (1) : 13 15.

59

Dwimahyani, I. 2005. Pemuliaan Mutasi Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).

P3TIR-BATAN. http://www.ristek.go.id/index.php?mod=News&conf=v&id=972

Elfrod, S. dan Stansfield, W. 2007. Genetika. Edisi Keempat. Penerjemah :

Damaring, T. W. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Giwangkara, E.G. 2006. Jarak Pagar Lebih Fleksibel dari Kelapa Sawit. http://persembahanku.wordpress.com/2006/07/29/jarak-pagar-lebih-fleksibel-dari-kelapa-sawit/.

Gurcan, K., Mehlenbacher, S.A., dan Cristofori, V. 2009. Inter Simple Sequence

Repeats (ISSR) Markers in Hazelnut. International Society for

Horticultural Science.

http://www.actahort.org/members/showpdf?booknrarnr=845_19

Hambali, E., Ani, S., Dadang, Hariyadi, Hasim, H., Iman, K.R., Mira, R., Ihsanur,

M., Prayoga, S., Soekisman, T., Tatang, H.S., Theresia, P., Tirto, P., dan

Wahyu, P. 2007. Jarak Pagar : Tanaman Penghasil Biodiesel. Penebar

Swadaya. Jakarta.

Haris, N., Aswidinoor, H., Nurita, T. M., dan Purwantara, A. 2003. Jurnal Menara

Perkebunan 71 (1) : 1 15.

Heller, J. 1996. Physic Nut (Jatropha curcas L.) : Promoting Concervation and

Use of Underutilized and Neglected Crops. Institut of Plant Genetic and

Crops Plant Research. International Plant Genetic Resources Institut.

Rome.

Hou, C., Yong.,Yan, Z., Wei, Y., dan Zheng, Y. 2005. Genetic Diversity in Barley

from West China Based on RAPD and ISSR Analysis. Barley Genetic

Newsletter 35 : 9 22.

Holmes, S. 2005. Bootstraping Phylogenetic Trees : Theory and Methods.

Stanford. USA.

Innis, M.A. dan Gelfand, D.H. 1990. PCR Protocol : A Guide to Methods and

Applications. Academic Press. San Diego.

Indriani, F. C. 2000. Keragaman Genetik Plasma Nutfah Kenaf (Hibiscus

cannabinus L.) dan beberapa Spesies yang Sekerabat Berdasarkan

Analisis Isozim. Tesis. Fakultas Pertanian. Program Pasca Sarjana.

Universitas Brawijaya. Malang.

Irwanto. 2007. Analisis Vegetasi untuk Pengelolaan Kawasan Hutan Lindung

Pulau Marsegu, Kabupaten Seram Bagian Barat, Provinsi Maluku. Tesis.

60

Program Studi Ilmu Kehutanan. Jurusan Ilmu ilmu Pertanian. Sekolah

Pasca Sarjana. UGM. Yogyakarta.

Istiana, H. dan Sadikin, I. 2008. Cara Pengujian Media Tumbuh Pada Pembibitan

Tanaman Jarak Pagar. Buletin Teknik Pertanian 13 (1)

http://www.pustaka-deptan.go.id/publikasi/bt131085.pdf

.

Julisaniah, N.I., Sulistyowati, L., dan Sugiharto, A.N. 2008. Analisis Kekerabatan

Mentimun (Cucumis sativus L.) menggunakan Metode RAPD PCR dan

Isozim. Jurnal Biodiversitas 9 (2) : 99 102.

Karsinah, Sudarsono, Setyobudi, L., dan Aswindinnoor. 2002. Keragaman

Genetik Plasma Nutfah Jeruk berdasarkan Analisis Penanda RAPD.

Jurnal Bioteknologi Pertanian 7 (1) : 8 16.

Karuniawan, A., Sahala, B., dan Ismail, A. 2008. Keanekaragaman Genetik

Mucuna Berdasarkan Karakter Morfologi dan komponen Hasil. Jurnal

Zuriat 19 (1) : 41 59.

Kuras, A., Korbin, M., dan Zueawicz, E. 2004. Comparison of Suitability of

RAPD and ISSR Techniques for Determination of Strawberry (Fragaria

x ananassa Duch.) Relationship. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 79

: 189 193.

Kartikaningrum, S., Hermiati, N., Baihaki, A., Murdaningsih, H. K., dan Nurita,

T. M. 2002. Kekerabatan antar Genus Anggrek Sub Tribe Sarchantinae

Berdasarkan Data Fenotip dan Pola Pita DNA. Jurnal Zuriat 13 (1) : 1

10.

McGregor, C.E., C.A. Lambert, M.M. Grylic, J.H. Louw, and L. Warnich. 2000.

A comparison assessment of DNA finger printing technique (RAPD,

ISSR, AFLP, and SSR) in tetraploid potato (Solanum tuberosum L.)

germplasma. Euphytica 113 : 135 144.

Mahardika, I.G.N.K. 2003. Polymerase Chain Reaction. Laboratorium Virologi.

Fakultas Kedokteran Hewan.Universitas Udayana. Denpasar.

Mahmud, Z., Allorerung, D., dan Rivaie, A.A. 2008. Teknik Budidaya Jarak

Pagar (Jatropha curcas L.). Badan Penelitian dan Pengembangan

Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. Departemen

Pertanian. Bogor.

Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar Dasar Pemuliaan Tanaman. Penerbit Kanisius.

Yogyakarta.

61

Mansyah, E., Baihaki, A., Setiamiharja, R., Darsa, J. S., dan Sobir. 2003. Analisis

Variabilitas Genetik Manggis (Garcinia mangostana L.) di Jawa dan

Sumatra Barat Menggunakan Teknik RAPD. Jurnal Zuriat 14 (1) : 35

44.

Murray, R.K., Granner, D.K., dan Rodwell, V.W. 2006. Biokimia Harper.

Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Muthusamy, S., Kanagarajan, S., dan Ponnusamy, S. 2008. Efficiency of RAPD

and ISSR Marker System in Accessing Genetic Variation of Rice Bean

(Vigna umbellata) Landraces. Electronic Journal of Biotechnology 11

(3) : 1 8.

Nuryani, D. 2003. Analisis Keseragaman Genetik Tanaman Teh (Camellia

sinensis (L) O. Kuntze) Asal Kultur Jaringan, Setek, dan Biji dengan

Teknik RAPD. Skripsi. Jurusan Kimia. F.MIPA. IPB. Bogor.

Pharmawati, M., Yan, G., and McFarlane, I.J. 2004. Application of RAPD and

ISSR Marker to Analyse Molecular Relationship in Grevillea (Proteace).

Australian Systematic Botani 17 : 49 61 .

Pharmawati, M. 2009. Marka Molekuler Berbasis DNA untuk Penentuan

Hubungan Kekerabatan Tumbuhan. Editor : Wirawan, I.G.P., Supartana,

P., dan Juliasih, S. M. Penerbit Universitas Udayana. Denpasar.

Poerba, Y. S. dan Martanti, D. 2008. Keragaman Genetik Berdasarkan Marka

Random Amplified Polymorphic DNA pada Amorphopallus muelleri

Blume di Jawa. Jurnal Biodiversitas 9 (4) : 245 249.

Punia, M. S. 2007. Cultivation and Use of Jatropha for Biodiesel Production in

India. Paper Biodiesel Production in India.

Prihandana, R. dan Hendroko, R. 2006. Petunjuk Budi Daya Jarak Pagar. PT

Agromedia Pustaka. Jakarta.

Roslim, D. I., Hartana, A., dan Suharsono. 2003. Hubungan Genetika Populasi

Kelapa Dalam Banyuwangi, Lubuk Pakam, dan Paslatan berdasarkan

Analisis RAPD. Jurnal Natur Indonesia 6 (1) : 5 10.

Salisbury, F.B dan Ross, C.W. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 3. Penerjemah :

Diah R Lukman dan Sumaryono. Penerbit ITB. Bandung.

Singh, P., Singh, S., Mishra, S.P., dan Bhatia, S. K. 2009. Jurnal Genes, Genomes,

and Genomic 4(1) : 1 8.

Sudjadi. 2008. Bioteknologi Kesehatan. Kanisius. Yogyakarta.

62

Suryana, A. 2007. Pengembangan Inovasi Teknologi Pertanian Mendukung

Ketahanan Pangan dan Pengembangan Bioenergi di Indonesia. Prosiding

Ekspose dan Seminar Nasional Hasil Penelitan dan Pengkajian

Teknologi Pertanian Mendukung PENAS XII, Palembang, 10-11 Juli

2007.

Suryanto, D. 2003. Melihat Keanekaragaman Organisme Melalui Beberapa

Teknik Genetika Molekuler. Digital Library. PS Bioteknologi. Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatra Utara.

Syufri, A. 2007. Bertanam Jarak Pagar. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian.

Sumatra Barat.

Syah, A.N.A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar : Bahan Bakar Alternatif yang Ramah

Lingkungan. PT Agromedia Pustaka. Jakarta.

Wahyuni, S., Xu, D. H., Bermawiel, N., Tsunematsu, H., dan Ban, T. 2004.

Skrining ISSR Primer Studi Pendahuluan Kekerabatan antar Jahe Merah,

Jahe Emprit, dan Jahe Besar. Buletin TRO 15 (1).

Yunus, A. 2007. Identifikasi Keragaman Genetik Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

Berdasarkan Penanda Isozim. Jurnal Biodiversitas 8 (3) : 249 252.

Yuwono, T., 2005. Biologi Molekuler. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Yuwono, T., 2006. Teori dan Aplikasi Polymerase Chain Reaction. Penerbit Andi.

Yogyakarta.

63

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 1 Juni 1978 di kabupaten Klungkung,

Provinsi Bali. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara, dari

pasangan Bapak Drs. I. W. Githa Suryadiantha (alm) dan Ibu N. K. Tirtawati.

Pada tahun 2002, penulis menyelesaikan pendidikan jenjang S1 di Jurusan

Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Udayana. Tahun 2008, penulis mengikuti

jenjang pendidikan S2 pada Program Studi Bioteknologi Pertanian Program

Pascasarjana Universitas Udayana, Denpasar Bali.

Unud 160 1508351530 Tesis Jatropha

Documents

Transcript of Unud 160 1508351530 Tesis Jatropha