Tanaman kelapa merupakan komoditas strategis bagi masyarakat Indonesia karena mempunyai peranan penting di bidang ekonomi, sosial dan budaya. Balai Penelitian Palma Manado telah melakukan eksplorasi dan koleksi aksesi kelapa dari banyak agroekosistem yang ada di Indonesia sebagai sumber pengembangan dan perbaikan tanaman kelapa unggul.
Sumberdaya genetik kelapa akan dimanfaatkan secara maksimal apabila diketahui potensi genetik dari setiap aksesi yang telah dikoleksi. Evaluasi plasma nutfah kelapa berdasarkan sifat morfologi, agronomi, fisiko-kimia, enzim, dan analisis DNA telah dilakukan pada sebagian koleksi plasma nutfah yang ada di Balit Palma Manado. Untuk melengkapi informasi genetik dari semua aksesi kelapa maka dilakukan analisis keragaman genetik dengan memanfaatkan marka SNAP dan SSR. Informasi genetik menggunakan marka molekuler tidak dipengaruhi oleh lingkungan dan dapat dilakukan pada stadia awal pertumbuhan tanaman sehingga mengurangi waktu yang dibutuhkan dalam pemuliaan tanaman kelapa.
Pengembangan marka SNAP berbasis gen WRKY dilakukan sebagai langkah awal untuk analisis keragaman genetik berdasarkan marka bi-alel. Dengan memanfaatkan sekuens gen WRKY2, WRKY6, WRKY7, WRKY19 dan WRKY21 dari bank data NCBI maka dilakukan disain primer SNAP. Hasil disain primer diperoleh 8 primer SNAP gen WRKY yang divalidasi menggunakan DNA kelapa kopyor dengan reaksi multiplex PCR. Reaksi multiplex PCR baru pertama kali dilakukan untuk amplifikasi DNA tanaman kelapa, bertujuan untuk efisiensi biaya dan waktu. Reaksi ini menggunakan dua pasang primer dalam satu reaksi PCR. Bagian penelitian ini telah menunjukkan bahwa penggunaan data digital dari situs online juga telah memberikan peluang adanya kombinasi riset dari “lab kering” berbasis komputer dengan “lab basah” berbasis validasi molekuler secara faktual dapat dilakukan, walaupun hanya memiliki data sekuens yang relatif terbatas.
Hasil pengembangan marka SNAP gen WRKY dan optimasi reaksi multiplex PCR diaplikasikan untuk mengevaluasi keragaman genetik kelapa dilengkapi dengan marka SNAP gen SUS, SACPD dan ABI. Untuk primer gen WRKY dilakukan reaksi multiplex PCR sedangkan primer gen SUS, SACPD dan ABI3 tidak dapat dilakukan karena ukuran produk PCR antar primer terlalu dekat. Pengelompokkan kelapa Dalam dan Genjah berdasarkan primer SNAP gen WRKY, SUS, SACPD dan ABI, aksesi-aksesi kelapa dipisahkan kedalam tiga kelompok yang berbeda. Umumnya aksesi kelapa Dalam dan Genjah tidak mengelompok sendiri tetapi menyebar diantara aksesi yang lain. Analisis STRUCTURE berdasarkan primer SNAP gen WRKY, SUS, SACPD dan ABI3 menunjukkan bahwa ada pencampuran alel antara kelapa Dalam dan kelapa Genjah. Analisis ini membagi kelapa Dalam dan Genjah kedalam dua subpopulasi.
Analisis keragaman genetik kelapa Dalam dan Genjah dilanjutkan dengan menggunakan marka SSR untuk mengetahui tingkat keragaman berdasarkan marka molekuler multialel. Hasil analisis dengan marka SSR menunjukkan pengelompokan antar aksesi yang lebih jelas. Terdapat sembilan kelompok utama yang membagi kelapa Dalam dan Genjah. Kelapa Dalam ada 13 aksesi yang
mengelompok sendiri, 3 aksesi bercampur dan 12 aksesi yang menyebar dengan aksesi kelapa Dalam yang lain. Kelapa Genjah ada 8 aksesi yang mengelompok sendiri, 4 aksesi bercampur dan tidak ada aksesi yang menyebar dengan aksesi kelapa Genjah yang lain. Aksesi-aksesi yang bercampur dan menyebar diduga telah terjadi persilangan alami antar individu sehingga populasi tersebut harus diseleksi jika akan digunakan untuk tahapan persilangan. Hasil analisis STRUCTURE membagi populasi kelapa Dalam dan Genjah menjadi 3 subpopulasi yang berarti telah terjadi pencampuran materi genetik antar aksesi.
Analisis keragaman genetik kelapa Dalam dan Genjah dengan marka SNAP dan SSR dilakukan untuk menunjukkan pengelompokan yang berbeda antara marka bi-alel dengan marka multialel. Hasil pengelompokkan kelapa Dalam dan Genjah berbeda disebabkan oleh marka SNAP berdasarkan satu titik nukleotida yang berbeda sedangkan marka SSR berdasarkan sekuens berulang dua basa atau lebih. Informasi keragaman genetik yang diperoleh sangat penting untuk melakukan strategi persilangan dalam rangka perbaikan genetik tanaman kelapa. Analisis keragaman genetik kelapa menggunakan marka dapat berimplikasi pada pemilihan aksesi-aksesi sebagai tetua yang berpotensi genetik unggul, untuk merakit varietas unggul baru.
Hubungan genetik tetua dan progeni KHINA-1 berdasarkan marka SSR dilakukan untuk menganalisis keragaman genetik tetua (GKN x DTA) dan mengetahui individu KHINA-1 yang legitimate dan illegitimate hybrid. Hubungan kekerabatan antar populasi kelapa GKN dan DTA yang sangat jauh dan tingkat heterogenitas yang tinggi antar individu kelapa DTA. Hal ini memberikan harapan bahwa populasi hibrida hasil persilangan antar keduanya dapat menghasilkan hibrida yang sangat heterogen sehingga diharapkan lebih baik dibandingkan kedua tetuanya sebagai akibat terjadinya heterosis. Identitas hibrida KHINA-1 dapat diduga dari hasil analisis DARwin yang membagi populasi tersebut menjadi lima kelompok. Kelompok kedua dan ketiga merupakan legitimate hybrid sedangkan kelompok pertama, keempat dan kelima merupakan illegitimate hybrid. Individu illegitimate hybrid dilakukan pengamatan jumlah buah per tandan dan komponen buah untuk mengetahui asosiasi karakter tersebut dengan 19 marka SSR. Karakter jumlah buah per tandan memiliki asosiasi dengan 2 marka (CNZ 21 dan CNZ 51), karakter komponen buah tidak semua karakter memiliki asosiasi dengan marka SSR. Karakter berat buah utuh dan berat buah tanpa sabut, berasosiasi dengan satu marka yang sama yaitu CnCir 87. Karakter tebal daging buah hanya berasosiasi dengan marka CnCir 56. Karakter berat buah tanpa air dan berat daging buah tidak memiliki asosiasi dengan 19 marka SSR yang diuji.
Identifikasi hibrida kelapa kopyor di Pati dan Lampung sebagai hasil persilangan terkontrol dengan kelapa unggul nasional (DTE, DMT, DBI, GSK) menggunakan marka SNAP dan SSR dapat dilakukan. Pada persilangan Pati, hasil seleksi primer mendapatkan 4 primer SNAP (yaitu WRKY6#1, WRKY6#3, WRKY19#1 dan WRKY21#3) dan 4 primer SSR (yaitu CNZ 21, CNZ 51, CnCir 56 dan CnCir A9). Namun, persilangan Lampung ditemukan 2 primer SNAP (yaitu WRKY19#1 dan WRKY21#3) dan 4 primer SSR (yaitu CNZ 21, CNZ 51, CnCir 56 dan CnCir A9). Identifikasi hibrida kelapa Kopyor di Lampung memiliki tingkat keberhasilan persilangan lebih tinggi dibandingkan di Pati. Rata- rata persentasi persilangan di Lampung mencapai 84.4% (total 36 individu) legitimate hybrid dan 15.6% (total 7 individu) illegitimate hybrid, sedangkan di
Pati hanya mencapai 63.5% (total 127 individu) legitimate hybrid dan 36.5% (total 73 individu) illegitimate hybrid.
Penentuan hubungan genetik tetua dan hibrida merupakan cara identifikasi yang ampuh untuk melegitimasi berhasil tidaknya suatu usaha persilangan. Walaupun persilangan yang dilakukan telah diusahakan untuk memenuhi standar kerja yang berhati-hati, kesalahan karena faktor eksternal mungkin tidak dapat dihindari. Validasi kebenaran tetua dan hibridanya merupakan syarat awal dan cepat untuk dilakukan, tanpa harus menunggu tanaman hasil persilangan berumur dewasa.
Secara umum, ciri tanaman secara morfologi dan fakta genetik merupakan bagian yang penting dalam usaha pemuliaan tanaman. Beberapa gen yang digunakan sebagai perangkat masuk dalam mengungkapkan keragaman genetik dan hubungan kekerabatan pada tanaman kelapa (yang merupakan tanaman tahunan), akan memberikan sumbangan terpenting bagi pengembangan penelitian tanaman kelapa di masa mendatang. Riset asosiasi gen atau lokus spesifik aksesi dengan sifat kuantitatif dan kualitatif perlu diperkaya sehingga berguna dalam identifikasi sifat pewarisan yang lebih kompleks, tanpa mengingkari bahwa sifat genetik selalu berinteraksi dengan lingkungan. Hasil asosiasi dapat menjadi data awal untuk analisis pautan (linkage). Produksi buah kelapa mungkin saja menurun akibat rendahnya daya dukung lingkungan tumbuh. Oleh karena itu, kegiatan agronomi konvensional yang dikerjakan oleh petani pun masih tetap diperlukan untuk memperoleh produksi tinggi dan ekonomis dari suatu tanaman.