Analisis Penanda Morfologi
Penanda morfologi meliputi karakter bentuk, ukuran, warna untuk daun dan buah. Variasi kedudukan daun terlihat pada posisi tegak, terbuka dan terkulai. Letak duri dan ada tidaknya duri pada daun terdapat di seluruh bagian daun dan diujung daun. Warna daun ditunjukkan dengan adanya variasi warna yaitu hijau tua dan hijau ditengah merah tua. Penampilan bentuk buah terlihat dengan bentuk silinder tipis meruncing (cylindrical slight taper), silinder tajam meruncing (cylindrical sharp taper) dan bulat (pyriform). Warna buah ditunjukan dengan variasi warna buah putih, kuning pucat dan kuning. Variasi permukaan mahkota ditunjukkan dengan adanya bentuk panjang berbentuk kerucut (long conical), panjang berbentuk silinder (longtherned cylindrical), dan panjang berbentuk silender dengan rangkai panjang (longtherned cylindrical with bunchy top).
Karakter yang digunakan untuk pengelompokan ialah karakter morfologi baik kualitatif maupun kuantitatif. Karakter kualitatif yang diamati meliputi daun
(kedudukan daun, warna daun, ada tidaknya duri, distribusi duri), buah (warna kulit buah ketika masak, bentuk mata, warna daging buah dan bentuk
buah), mahkota (permukaan mahkota, duduk daun mahkota, letak duri), sedangkan karakter kuantitatif yang diamati meliputi tinggi tanaman, daun (jumlah, panjang dan lebar daun), jumlah duri/10 cm, buah (panjang tangkai, diameter tangkai, panjang buah, diameter buah, panjang empulur, keliling buah, diameter hati, kedalaman mata, bobot, tebal daging buah, PTT, pH, kadar asam dan vitamin C) dan mahkota (tinggi, lingkar, jumlah daun dan bobot).
Keragaman morfologi bentuk, warna, tipe maupun ukuran, diperoleh berdasarkan hasil pengamatan langsung pada warna daun tua, distribusi duri, warna buah matang, warna daging buah, dan bentuk mahkota. Keragaman bentuk karakter morfologi secara kualitatif diperlihatkan pada Gambar 2.
1 2 3 4 5 6
Gambar 2. Hasil pengamatan morfologi karakter kedudukan daun(1), warna daun tua (2), distribusi duri (3), warna buah matang (4), warna daging buah (5), dan bentuk mahkota 6) pada C-SMDU (A), C-BNHYU (B), SC-NAD (C), SC-PRBA (D), SC-SMUT3 (E), C-PAK (F), QC-P5/12 (H), C-FLPN (I) dan C-DSBG (J).
A
C
B
D
E
F
G
J
I
H
Keragaman morfologi dapat diamati pada penanda morfologi sebanyak 31 karakter meliputi organ : (1) daun yaitu 15 karakter, (2) buah yaitu 16 karakter. Parameter morfologi yang diamati, diasumsikan setara dengan jenis primer pada penanda molekuler, sedangkan lokus sub karakter setara dengan lokus pita pada penanda molekuler. Hasil pengamatan morfologi pada aksesi nenas dari 31 parameter yang diamati diperoleh 116 karakter pembeda.
Tabel 3. Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi nenas
No Parameter Penanda Jumlah sub Sub karakter Jumlah karakter Morfologi karakter yang berbeda polimorfik
1 Tinggi tanaman 2 2 2 2 Kedudukan daun 3 3 3 3 Lebar daun a. atas 3 3 3 b. tengah 3 3 3 c. bawah 3 3 3 4 Panjang daun 3 3 3 5 Diameter tajuk 3 3 3 6 Letak duri 2 2 2
7 Warna daun tua 2 2 2
8 Jumlah daun mahkota 3 3 3
9 Bobot mahkota 3 3 3
10 Tinggi Mahkota 3 3 3
11 Lingkar mahkota 3 3 3
12 Permukaan mahkota 3 3 3
13 Warna daun mahkota 2 2 2
14 Duduk daun mahkota 3 3 3
15 Duri pada mahkota 2 2 2
16 Panjang Buah 2 2 2
17 Permukaan buah 3 3 3
18 Warna buah ketika masak 3 3 3
19 Warna daging buah 3 3 3
20 Mata buah 2 2 2
21 Diameter buah
a. atas 3 3 3
b. tengah 3 3 3
Tabel 3. (lanjutan) Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi nenas
No Parameter Penanda Jumlah sub Sub karakter Jumlah karakter Morfologi karakter yang berbeda polimorfik
22 Keliling buah a. atas 3 3 3 b. tengah 3 3 3 c. bawah 3 3 3 23 Diameter hati a. atas 2 2 2 b. tengah 2 2 2 c. bawah 2 2 2 24 Bobot buah 3 3 3
25 Bobot total buah 3 3 3
26 Total padatan terlarut
a. atas 3 3 3 b. tengah 3 3 3 c. bawah 3 3 3 27 Total asam a. atas 2 2 2 b. tengah 2 2 2 28 pH buah a. atas 2 2 2 b. tengah 2 2 2 c. bawah 2 2 2
29 Jumlah mata buah 3 3 3
30 Panjang empulur 2 2 2
31
Panjang buah dan
mahkota 3 3 3
JUMLAH 116 116 100%
Matriks koefisien kemiripan morfologi antara 32 aksesi diturunkan dari matriks simqual menunjukkan rentang tingkat kemiripan berkisar antara 0.57-0.95 (Tabel Lampiran 4). Nilai koefisien kemiripan tertinggi 0.57-0.95 yaitu pada aksesi Q-KTM1 dengan Q-KTM2 yang memiliki perbedaan pada lebar daun atas, tengah, dan bawah. Perbedaannya adalah lebar daun Q-KTM1 lebih besar dibandingkan Q-KTM2 (Gambar 3).
Gambar 3. Perbedaan karakter morfologi lebar daun atas, tengah dan bawah pada aksesi Q-KTM2 (A) dengan Q-KTM1 (B) di koefisien kemiripan 0.95
Nilai koefisien kemiripan terendah 0.57 yaitu aksesi C-SMUT2 dengan QC-P14 yang memiliki perbedaan pada karakter kedudukan daun, warna buah ketika masak, permukaan mahkota, letak duri pada mahkota, warna daging buah, mata buah, lebar daun atas dan letak duri pada daun (Gambar 4). Koefisien kemiripan terendah lainnya yaitu pada aksesi C-SMUT dengan QH-BBEL, yang memiliki perbedaan pada kedudukan daun, warna daun mahkota, lebar daun (atas, tengah, bawah), keliling buah (atas, tengah, bawah) dan mata buah.
Gambar 4. Perbedaan karakter morfologi kedudukan daun, warna buah ketika masak dan warna daging buah pada C-SMUT2 (A) dengan QC-P14 (B) di koefisien kemiripan 0.57
A
B
A
B
A
B A B B
A
B
A
Koefisien Kemiripan 0.57 0.67 0.76 0.85 0.95 C-KAS SC-JPG C-LMPG1 C-LMPG3 SC-SMDG Q-KTM1 Q-KTM2 Q.OGIL Q-RIAU QH-BBEL Q-BLI QC-P18 QC-AZRI QC-V49 C-RNIS QC-P5/12 CNN C-SMUT2 QC-P10 SC-WNSBO C-FLPN QC-III QC-P14 C-SMUT C-BNHYU SC-NAD SC-SMUT3 C-SMDU SC-PRBA Q-MNDO C-PAK C-DSBG
Gambar 5. Dendrogram karakter morfologi berdasarkan analisis (SAHN)-UPGMA pada 116 karakter dengan r = 0.80271. Hasil analisis data morfologi (116 karakter) dengan menggunakan program NTSYS, diperoleh dendrogram pengelompokan aksesi sebanyak 3 grup pada tingkat kemiripan 0.63 seperti pada Tabel 4.
Tabel 4. Pengelompokan 32 aksesi nenas berdasarkan dendrogram
GRUP AKSESI KARAKTER PENCIRI
A KAS, SJPG, LMPG1, C-LMPG3, SC-SMDG, KTM1, Q-KTM2, Q-OGIL, Q-RIAU, QH-BBEL, Q-BLI, QC-P18, QC-AZRI, QC-V49, C-RNIS, QC-P5/12, CNN, C-SMUT2, QC-P10, SC-WNSBO, C-FLPN, III, QC-P14
Panjang buah pendek, diameter hati tengah dan bawah kecil, bobot total ringan
B C-SMUT, C-BNHYU, SC-NAD, C-SMDU, SC-SMUT3, SC-PRBA
Permukaan buah silinder tipis meruncing, letak duri diujung, warna daun tua hijau merah ditengah.
C C-MNDO, C-PAK, SC-DSBG Kedudukan daun terbuka, duri pada mahkota diujung, warna buah ketika masak kuning dalam sampai jingga tua. Hasil analisis memperlihat pada (1) grup A memiliki karakter penciri pada panjang buah pendek, diameter hati tengah dan bawah kecil, bobot total ringan,
A
B
C
I II IIIpanjang empulur pendek dan pH buah bawah rendah, (2) grup B memiliki karakter penciri permukaan buah silinder tipis meruncing, duri pada mahkota diujung, warna daun tua hijau ditengah merah, keliling buah atas dan bawah sedang dan jumlah mata buah banyak, (3) grup C memiliki karakter penciri pada karakter kedudukan daun terbuka, duri pada mahkota diujung, warna buah ketika masak kuning dalam sampai jingga tua, warna daun tua hijau ditengah merah dan diameter hati tengah dan bawah kecil. Berdasarkan pengelompokan grup terlihat bahwa daerah asal usul aksesi tidak berpengaruh pada pengelompokan. Nilai korelasi matriks kesamaan MxComp r = 0.80271, artinya dendrogram yang dihasilkan goodness of fit sesuai menggambarkan pengelompokan tersebut (Rohlf 1993). Keragaman maksimum pada penanda morfologi 32 aksesi mencapai 0.43. Nilai tersebut lebih rendah dibandingkan dengan hasil penelitian Nasution (2008) yaitu mencapai 0.70 dan Apriyani (2005) mencapai 0.64. Hal tersebut disebabkan oleh jumlah karakter morfologi yang diamati Apriyani (2005) sebanyak 49 karakter.
Karakter yang menentukan pengelompokkan dapat dianalisis dengan Analisis Komponen Utama. Analisis Komponen Utama (AKU) adalah tehnik yang digunakan untuk mentransformasi suatu data dengan cara mentransformasikan linear sehingga terbentuk sistem koordinat baru dengan varian maksimum. Analisis Komponen Utama (AKU/Principal Component Analysis) digunakan untuk (1) identifikasi peubah baru yang mendasari data peubah ganda, (2) mengurangi banyaknya dimensi peubah yang banyak dan berkorelasi menjadi peubah baru yang tidak berkorelasi dengan mempertahankan keragaman pada himpunan data dan (3) menghilangkan peubah asal yang mempunyai sumbangan informasi yang relatif kecil. Banyaknya komponen utama yang dipilih yaitu apabila persentase keragaman kumulatif minimum 70% (Supranto 2004). Hasil analisis komponen utama menunjukkan bahwa hanya 29.9% dari total 100% keragaman data dapan dijelaskan dengan menggunakan dua komponen utama dan 38.4% dari total 100% data dapat dijelaskan menggunakan tiga komponen utama. Keragaman kumulatif 70% dapat dilihat pada 9 komponen utama (Tabel 5).
Hal ini menunjukkan bahwa nilai akumulasi keragaman yang diperoleh tidak memenuhi batas minimum 70% untuk tiga komponen utama.
Tabel 5. Nilai analisis komponen utama pada karakter morfologi
Komponen Utama Eigenvalue Proportion Cumulative Karakter
PC 1 4.2062 0.202 0.202 4 PC 2 2.0197 0.097 0.299 2 PC 3 1.7729 0.085 0.384 2 PC 4 1.5428 0.074 0.458 2 PC 5 1.3917 0.067 0.524 1 PC 6 1.2326 0.059 0.583 1 PC 7 1.0248 0.049 0.633 1 PC 8 0.8835 0.042 0.675 1 PC 9 0.8628 0.041 0.716 1
Pola keragaman yang lebih besar dapat diketahui dengan menggabungkan data morfologi pada parameter pengamatan yang sama berdasarkan hasil yang diamati oleh Apriyani (2005). Pengamatan morfologi dilakukan pada 32 asesi dan ditambahkan hasil pengamatan morfologi Apriyani (2005) pada 21 asesi (Tabel Lampiran 7). Hal ini dilakukan karena aksesi tersebut merupakan bagian dari koleksi besar PKBT sehingga data perlu digabungkan untuk mendapatkan gambaran yang lebih utuh dari keragaman yang ada.
Matriks koefisien kemiripan morfologi antara 53 aksesi diturunkan dari matriks simqual menunjukkan rentang tingkat kemiripan berkisar antara 0.46-0.98 (Tabel Lampiran 8). Nilai koefisien kemiripan tertinggi 0.46-0.98 yaitu pada aksesi A-10 dengan A-12 yang memiliki perbedaan pada diameter buah bagian tengah. Diameter buah A-10 berukuran kecil (7.5 cm - 9.5 cm) dan A-12 berukuran sedang (9.6 cm - 13.5 cm ). Nilai koefisien terendah 0.46 yaitu pada aksesi A3 dengan A6; A6 dan A4 dengan A7; A6 dan A5 dengan A9; A5 dengan A10, A12, A9, A8 dan A1 dengan A13; A12, A10, C-LMPG1 dengan A10; A12, A8,A1 dengan A18; A8 dan A7 dengan A21. Salah satu perbedaan karakter diperlihatkan pada aksesi A3 dan A6 yaitu tinggi tanaman, lebar daun bagian bawah, panjang daun, warna daun tua, diameter buah bagian tengah dan bawah, keliling buah bagian tengah dan bawah, jumlah daun mahkota, bobot mahkota, bobot total buah, tinggi mahkota, total padatan terlarut dan pH buah.