6 HUBUNGAN GENETIK ANTAR KELAPA GENJAH KUNING NIAS (GKN) DAN DALAM TENGA (DTA) SERTA
6.3 Hasil dan Pembahasan 1 Analisis Keragaman Genetik Tetua GKN dan DTA
6.3.2 Analisis Keragaman Genetik dan Kebenaran Tetua Populasi GKN, DTA dan KHINA-
6.3.2.8 Analisis Struktur Populasi GKN, DTA dan KHINA-
Struktur genetik populasi kelapa GKN, DTA dan KHINA-1 dianalisis menggunakan piranti lunak STRUCTURE V2.3.4 dengan pendekatan Bayesian untuk menentukan nilai K, yaitu jumlah sub populasi dalam suatu koleksi dan mengestimasi proporsi genom setiap aksesi yang berasal dari setiap sub populasi. Penggunaan STRUCTURE dapat melakukan pengelompokan individu-individu di dalam populasi dengan akurat. Piranti lunak ini digunakan untuk mengidentifikasi struktur populasi dan mengatasi masalah terdapatnya individu yang meragukan di dalam subpopulasi (Pritchard et al. 2000). Perhitungan ad hoc maksimum ΔK diperoleh pada K=2, yang menyatakan bahwa populasi uji dibagi atas dua subgrup (Gambar 6.6).
Gambar 6.6 Perubahan delta K (ΔK) sesuai perbedaan K untuk populasi GKN, DTA dan KHINA-1 yang dihasilkan oleh piranti lunak STRUCTURE
Alel-alel SSR spesifik yang berasal dari tetua jantan direpresentasikan oleh warna merah dan alel-alel SSR spesifik yang berasal dari tetua betina direpresentasikan dengan warna hijau (Gambar 6.7). Hasil analisis STRUCTURE menunjukkan meskipun komposisi genetik antar tetua GKN dan DTA berbeda jauh, tetapi pada populasi tetua DTA terdapat sejumlah alel SSR yang sama dengan alel yang dipunyai oleh induk GKN. Individu KHINA-1 sebagai hasil persilangan tetua GKN dan DTA menunjukkan variasi campuran warna merah dan hijau yang sangat bervariasi yang mengindikasikan adanya keragaman genetik luas antar individu dalam populasi KHINA-1. Dari Gambar 6.7 dapat dilihat sejumlah individu (nomor F1-51 sampai F1-72) yang mempunyai konstitusi
merupakan individu KHINA-1 yang masuk dalam Kelompok IV dan V pada Gambar 6.5. Sebaliknya, individu KHINA-1 dengan latar belakang genetik mendekati GKN (mayoritas warna hijau, sebagai contoh individu bernomor F1-23
dan F1-26 pada Gambar 6.7. Individu tersebut merupakan individu KHINA-1
yang masuk dalam Kelompok I pada Gambar 6.5. Sebagian individu KHINA-1 yang mempunyai konstitusi genetik campuran proporsional antar tetua jantan DTA dan induk GKN (campuran proporsional warna merah dan hijau) merupakan representasi legitimate hybrid. Individu tersebut merupakan individu KHINA-1 yang masuk dalam Kelompok II dan III pada Gambar 6.5.
Berbagai data hasil analisis yang dilakukan dalam penelitian ini mengilustrasikan contoh penerapan marka molekuler dalam membantu pemuliaan tanaman. Hasil analisis marka molekuler SSR telah dilakukan untuk mengevaluasi keragaman genetik antar populasi tetua jantan DTA, induk GKN dan hibrida hasil persilangan antara GKN dan DTA. Hasil penelitian seperti ini dapat ditindaklanjuti dengan pengamatan daya hasil dan komponen hasil atau karakteristik kualitatif dan kuantitatif penting lainnya yang diinginkan dari setiap individu KHINA-1 yang telah dievaluasi secara molekuler. Selanjutnya, hasil analisis marka molekuler yang telah memilah individu KHINA-1 ke dalam kelompok I-V tersebut diasosiasikan dengan berbagai karakter kualitatif dan kuantitatif yang dikumpulkan. Lebih lanjut, hasil analisis asosiasi antara pengelompokan berdasarkan marka molekuler akan dapat digunakan untuk melakukan seleksi yang lebih akurat dalam perakitan kelapa hibrida yang lebih produktif, misalnya dalam pengembangan varietas hibrida kelapa kopyor Indonesia (Novarianto et al. 2014).
Gambar 6.7 Estimasi struktur populasi berdasarkan data genotyping 19 marka SSR pada populasi GKN, DTA dan KHINA-1 menggunakan piranti lunak STRUCTURE. Tulisan warna merah adalah tetua GKN, warna hitam adalah tetua DTA, dan warna biru adalah KHINA-1
6.4 Simpulan
Hasil analisis molekuler menggunakan 19 lokus marka SSR terhadap populasi tetua jantan DTA dan induk GKN mendukung pemilihan keduanya sebagai tetua dalam pembentukan KHINA-1 karena kedua tetuanya terbukti mempunyai jarak genetik yang jauh. Hasil analisis molekuler menggunakan marka SSR yang sama terhadap populasi KHINA-1 hasil persilangan antar GKN
x DTA mengelompokkan individu KHINA-1 ke dalam lima kelompok (Kelompok I-V). Individu KHINA-1 yang tergolong ke dalam kelompok I, IV, dan V merupakan illegitimate hybrid karena mempunyai kemiripan genetik yang tinggi dengan tetua GKN (Kelompok I) atau DTA (Kelompok IV dan V). Individu KHINA-1 yang tergolong ke dalam Kelompok II dan III berpotensi sebagai legitimate hybrid antara GKN dan DTA. Hasil analisis filogenetik diperkuat oleh hasil analisis STRUCTURE yang mengidentifikasi adanya illegitimate hybrids antar populasi KHINA-1.
Daftar Pustaka
[CIRAD] Centre for International Cooperation in Agricultural Research for Development. 2002. A laboratory manual. Coconut microsatellite kit. Montpellier (FR): CIRAD France.
Acquaah G. 2007. Principles of Plant Genetics and Breeding UK: Blackwell.
Arias D, Montoya C, Rey L, Romero H. 2012. Genetic similarity among commercial oil palm materials based on microsatellite markers. Similaridad genética entre materiales comerciales de palma de aceite basado en marcadores microsatélites. Agronomía Colombiana. 30(2):188-195.
Brody JR, Kern SE. 2004. Sodium boric acid: a tris free, cooler conductive medium for DNA electrophoresis. BioTechniques. 36:214-216.
Buchert G, Rajora O, Hood J, Dancik B. 1997. Effects of harvesting on genetic diversity in old-growth eastern white pine (Pinus strobes L.) in Ontario, Canada. Consv Biol. 11(3):747-758.
Creste S, Neto AT, Figueira A. 2001. Detection of single sequence repeats polymorphisms in denaturing polyacrilamide sequencing gels by silver staining. Plant Mol Biol Reporter. 19:299-306.
Devakumar K, Niral V, Jerard BA, Jayabose C, Chandramohanan R, Jacob PM. 2010. Microsatellite analysis of distinct coconut accessions from Agati and Kavaratti islands, Lakshadweep, India. Sci Hortic. 125:309-315.
Earl DA, vonHoldt BM. 2012. STRUCTURE HARVESTER: a website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method. Conserv Genet Res. 4(2):359-361.
Evanno GS, Regnaut J, Goudet. 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Mol Ecol. 14:2611-2620. Govindaraj M, Vetriventham M, Srinivasan M. 2015. Importance of genetic diversity
assesment in crop plants and its recent advances: an overview of its analytical perspectives. Genet Res Intl. 2015:1-14. doi: 10.1155/2015/431487.
Hama-Ali EO, Tan SG, Alwee SSRS, Panandam JM, Namasivayam P, Peng HB, Ling HC. 2014. Illegitimacy and sibship assignments in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) half-sib families using single locus DNA microsatellite markers. Mol Biol Rep. 2014:1-9. doi: 10.1007/s11033-014-3829-7.
Kementerian Pertanian. 2015. Sistem informasi database varietas tanaman komoditas
kelapa. Diakses, Tersedia pada:
http://ppvt.setjen.pertanian.go.id/varietas/tamu/utama.asp.
Kimura M, Crow JF. 1964. The number of alleles that can be maintained in a finite population. Genetics. 49(4):725-738.
Kumar SP, Manimekalai R, Kumari BDR. 2011. Microsatellite marker based characterization of South Pasific coconut (Cocos nucifera L.) accessions. Intl J Plant Breed Genet. 5(1):34-43.
Kumaunang J, Maskromo I. 2007. Keragaman genetik plasma nutfah kelapa Dalam (Cocos nucifera L) di kebun percobaan Mapanget berdasarkan penanda DNA SSRs. Buletin Palma. 33:18-27.
Larekeng SH, Maskromo I, Purwito A, Mattjik NA, Sudarsono S. 2015. Pollen dispersal and pollination patterns studies in Pati kopyor coconut using molecular markers. Intl J Coconut Res Dev. 31(1):46-60.
Liu K, Muse SV. 2005. Power Marker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics. 21:2128-2137.
Manaroinsong E, Kumaunang J. 2005. Karakter fisiologi beberapa kultivar kelapa dalam. Buletin Palma. 29:14-22.
Marshall D, Brown A. 1975. Optimum sampling strategies in genetic conservation. A basic sampling strategy: theory and practice Diakses tanggal: April 01, 2014,
Tersedia pada:
http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/images/file/procedures/collecting1995/Chapte r5.pdf.
Martial YSD, Louis KKJ, Désiré PN, Noel KKJ, Emmanuel IA, Sylvère SR, Arsène ZBI. 2013. Assessment of the genetic diversity conservation in three tall coconut (Cocos nucifera L.) accessions regenerated by controlled pollination, using microsatellite markers. African J Biotechnol. 12(20):2808-2815. doi: 10.5897/AJB11.3608.
Meerow AW, Wisser RJ, Brown JS, Kuhn DN, Schnell RJ, Broschat TK. 2003. Analysis of genetic diversity and population structure within Florida coconut (Cocos nucifera L.) germplasm using microsatellite DNA with special emphasis on the Fiji Dwarf cultivar. Theor Appl Genet. 106:715-726.
Novarianto H. 2008. Perakitan kelapa unggul melalui teknik molekuler dan implikasinya terhadap peremajaan kelapa di Indonesia [Assembling of superior coconut by molecular technique and its implication to coconut renewal in Indonesia] [in Indonesia]. Pengembangan Inovasi Pertanian. 1(4):259-273.
Novarianto H. 2010. Karakteristik bunga dan buah hasil persilangan kelapa hibrida genjah x genjah. Buletin Palma. 39:100-110.
Novarianto H. 2011. Penampilan bibit kelapa hibrida genjah x genjah. Buletin Palma. 12(1):18-26.
Novarianto H, Maskromo I, Dinarti D, Sudarsono. 2014. Production technology for Kopyor coconut seednuts and seedlings in Indonesia. Intl J Coconut R & D. 30(2):31-40.
Okoye MN, Uguru MI, Bakoumé C, Singh R, Okwuagwu CO. 2016. Assessment of genetic giversity of NIFOR oil palm main breeding parent genotypes using microsatellite markers. American J Plant Sci. 7:218-237.
Pandin DS. 2009. Keragaman genetik kultivar kelapa Dalam Mapanget (DMT) dan Dalam Tenga (DTA) berdasarkan penanda Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Buletin Palma. 36:17-29.
Peakall R, Smouse PE. 2012. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics. 28:2537-2539. doi: 10.1093/bioinformatics/bts460.
Perera L. 2010. Hybrid testing and variety identification of coconut (Cocos nucifera L.) in Sri Lanka using microsatellite markers. Intl J Coconut R & D. 26(1):39-43. Perrier X, Flori A, Bonnot F. 2003. Data analysis methods. Montpellier (FR): Enfield
Science Publishers.
Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics. 155:945-959.
Rajesh MK, Arunachalam V, Nagarajan P, Lebrun P, Samsudeen K, Thamban C. 2008. Genetic survey of 10 Indian coconut landraces by simple sequence repeats (SSRs). Sci Hortic. 118:282-287.
Rajesh MK, Samsudeen K, Jerard BA, Rejusha P, Karun A. 2014. Genetic and phylogenetic relationships of coconut populations from Amini and Kadmat Islands, Lakshadweep (India). Emir J Food Agric. 26(10):898-906.
Rajora OP, Rahman MH, Buchert GP, Dancik BP. 2000. Microsatellite DNA analysis of genetic effects of harvesting in old-growth eastern white pine (Pinus strobus) in Ontario, Canada. Mol Ecol. 9(3):339-348.
Rivera R. 1999. Isolation and characterization of polymorphic microsatellites in Cocos nucifera L. Genom. 42:668-675.
Tasma IM. 2014. Skrining marka SSR untuk analisis diversitas genetik aksesi kelapa sawit. Buletin Palma. 15(1):1-13.
Thawaro S, Te-chato S. 2009. Application of molecular markers in the hybrid verification and assessment of somaclonal variation from oil palm propagated in vitro. Sci Asia. 35:142-149.
Thongthawee S, Tittinutchanon P, Volkaert H. 2010. Microsatellites for parentage analysis in an oil palm breeding population. Thai J Genet. 3(2):172-181.
Tinche, Asmono D, Dinarty D, Sudarsono. 2014. Keragaman genetik kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) populasi nigeria berdasarkan analisis marka SSR (Simple Sequence Repeats). Buletin Palma. 15(1):14-23.
Xiao Y, Yi L, Yaodong Y, Haikuo F, Wei X, Annaliese M, Songlin Z, Ross S, Fei Q. 2013. Development of microsatellite markers in Cocos nucifera and their application in evaluating the level of genetic diversity of Cocos nucifera. Plant Omics J. 6:193-200.