Kajian tentang potensi jarak pagar sebagai penghasil bahan bakar nabati telah banyak dilakukan. Sebagai penghasil bahan bakar nabati, secara teknis banyak nilai positif yang dimiliki oleh jarak pagar dibandingkan dengan komoditi lain. Secara ekonomis budidaya jarak pagar belum terlalu menarik karena potensi hasil dari bahan tanam yang telah ada saat ini belum menjanjikan keuntungan. Upaya sistematis perbaikan genetik jarak pagar belum banyak dilakukan dan
bahkan Achten et al. (2010) masih menggolongkan jarak pagar sebagai tanaman
semi liar (semi-wild) atau tanaman yang belum didomestikasi (undomesticated).
Hampir semua varietas yang tersebar di dunia saat ini dikembangkan dari seleksi terhadap populasi alamiah (Achten, 2007). Perbaikan genetik masih dikonsentrasikan pada peningkatan daya hasil, namun demikian keberadaan keragaman genetik jarak pagar sebagai modal utama untuk melakukan perbaikan genetik masih menjadi perdebatan hingga kini. Informasi tentang keragaman daya hasil jarak pagar yang komprehensif juga masih jarang ditemukan.
Pengembangan marka molekuler untuk evaluasi genetik jarak pagar Indonesia menjadi langkah yang sangat mendesak dilakukan untuk mengidentifikasi plasma nutfah yang dimiliki. Ekstraksi DNA sebagai langkah awal untuk memulai kegiatan evaluasi genetik berdasar marka molekuler telah dilakukan dan mendapatkan hasil yang cukup memadai. Metode ekstraksi DNA jarak pagar yang diterapkan pada penelitian ini dapat digunakan untuk penelitian- penelitian di masa mendatang. Pemilihan marka SSR pada penelitian ini antara lain didasarkan pada (i) keunggulan marka ini untuk diferensiasi genetik plasma nutfah dan (ii) telah tersedianya informasi tentang sekuen DNA jarak pagar pada bank gen meskipun masih sangat terbatas. Strategi pengembangan primer dengan memanfaatkan data dari bank gen jauh lebih efisien jika dibandingkan dengan jika harus membuat pustaka genom, penapisan dan pengurutan sekuen DNA sendiri. Marka yang telah dikembangkan terbukti fungsional untuk identifikasi plasma nutfah jarak pagar Indonesia.
105
Berkebalikan dengan hasil pengamatan berdasar karakter morfologis, keragaman genetik yang didapatkan pada plasma nutfah Indonesia berdasar marka molekuler terbukti rendah. Implikasi dari rendahnya keragaman ini adalah terbatasnya langkah-langkah pemuliaan yang dapat dilakukan dengan materi genetik yang ada. Jika dipaksakan menggunakan materi genetik yang ada untuk persilangan maka kemajuan genetik khususnya untuk karakter daya hasil akan sangat kecil. Investasi yang dikeluarkan untuk pemuliaan dengan demikian tidak akan sebanding dengan hasil yang diperoleh dan waktu yang diperlukan untuk mencapai tingkat produksi yang diharapkan akan sangat lama bahkan mungkin tidak akan tercapai.
Beberapa hasil penelitian menyebutkan rendahnya keragaman genetik dalam dan antar koleksi plasma nutfah Indonesia, India, Cina dan negara-negara di Afrika tetapi menunjukkan keragaman dengan aksesi-aksesi dari Amerika Tengah. Rendahnya keragaman genetik diduga karena beberapa faktor di antaranya: jangka waktu penyebaran yang belum terlalu lama (diperkirakan dibawa penjelajah Portugis lebih kurang 500 tahun yang lalu), mudahnya perbanyakan secara vegetatif dan sedikitnya jumlah introduksi yang dibawa. Lima ratus tahun adalah jangka waktu yang relatif singkat untuk timbulnya keragaman genetik baru karena mutasi yang disebabkan keragaman lingkungan baru. Kemudahan perbanyakan secara vegetatif meminimalisir munculnya variasi genetik karena rekombinasi. Jika diasumsikan bahan tanaman yang dibawa oleh penjelajah Portugis hanya 5 individu, maka keragaman yang ada saat ini akan berada pada kisaran keragaman 5 individu tersebut.
Perbaikan genetik melalui persilangan akan optimal jika ada materi genetik baru yang mempunyai hubungan genetik jauh dari yang telah ada. Materi genetik baru dapat diperoleh dengan cara introduksi dari pusat keragaman jarak pagar yaitu di Amerika Tengah. Itupun hanya dapat dilakukan jika keragaman masih ditemukan. Jika materi genetik baru telah tersedia maka ada beberapa langkah perbaikan genetik yang dapat dilakukan seperti seleksi massa, seleksi berulang atau perakitan hibrida memanfaatkan fenomena heterosis. Seleksi massa dan seleksi berulang relatif mudah dilakukan tetapi waktu yang diperlukan akan relatif lebih lama. Varietas hibrida dapat dirakit melalui persilangan jarak pagar
106
dengan jarak pagar lain yang jauh hubungan genetiknya, diikuti dengan seleksi sederhana khususnya terhadap karakter daya hasil dan kadar minyak. Berdasarkan pengalaman keberhasilan metode ini pada tanaman berpenyerbukan terbuka yang lain maka keberhasilannya dapat diharapkan.
Langkah-langkah global diperlukan untuk menyinergikan upaya perbaikan genetik jarak pagar. Berdasarkan penelusuran pustaka, penggunaan teknologi marka molekuler untuk mengakses keragaman genetik jarak pagar baru dimulai pada tahun 2007. Praktis baru 5 tahun eksplorasi keragaman genetik plasma nutfah dilakukan dan hasil yang diperoleh tidak konsisten. Hasil yang tidak konsisten dari penelitian-penelitian tersebut diduga akibat beragamnya materi yang digunakan dalam penelitian (biji, klon, tanaman dari biji, tanaman liar atau tanaman yang dibudidayakan) serta pada perbedaan metode evaluasi yang digunakan (AFLP, RAPD, SSR, ISSR, SCAR, SPAR). Inventarisasi hasil-hasil penelitian ini perlu dilakukan dan berdasarkan kajian dari penelitian yang telah ada nantinya perlu ditetapkan strategi evaluasi genetik jarak pagar dengan materi genetik yang lebih komprehensif. Penggunaan marka molekuler akan lebih cepat
dan terarah dengan dukungan data sekuen lengkap dari genom jarak pagar (Sato et
al. 2011). Data sekuen lengkap dari genom jarak pagar dapat diakses melalui
http://www. kazusa.or.jp/jatropha/.
Langkah perbaikan genetik dengan keterbatasan materi genetik yang ada di Indonesia masih dapat dilakukan, di antaranya dengan metode induksi mutasi dan introduksi gen asing melalui teknologi transgenik. Pada komoditi lain, metode-metode tersebut sejauh ini sebagian besar baru berhasil memperbaiki sifat kualitatif dan sebaliknya belum efektif untuk perbaikan sifat kuantitatif. Sifat kualitatif yang dapat diperbaiki dengan metode ini di antaranya peningkatan ketahanan terhadap cekaman biotik dan abiotik serta peningkatan kualitas minyak. Perbaikan genetik dengan mutasi dan transformasi genetik jika tidak secara langsung dapat memperbaiki materi genetik yang ada setidaknya akan memperluas keragaman genetik koleksi plasma nutfah.
Persilangan interspesies secara umum dapat dilakukan untuk memperbaiki sifat kuantitatif seperti daya hasil. Di antara spesies kerabat dekatnya, jarak pagar mempunyai karakter produktivitas (jumlah dan berat buah) paling baik.
107
Persilangan interspesifik tidak dapat diandalkan untuk memperbaiki karakter- karakter tersebut tetapi masih sangat memungkinkan untuk karakter yang lain seperti ketahanan terhadap cekaman biotik maupun abiotik serta kualitas dan kadar minyak. Perbaikan pada karakter ketahanan terhadap cekaman secara tidak langsung memperbaiki produktivitas dengan cara meminimalisir penurunan hasil. Peningkatan kadar minyak secara langsung dapat meningkatkan hasil meskipun tanpa peningkatan produktivitas biji. Peningkatan kualitas minyak akan meningkatkan hasil karena harga jual yang semakin baik.
Kegiatan pemuliaan jarak pagar dengan persilangan interspesies akan sangat terbantu dengan ditemukannya marka-marka SSR yang terbukti mampu
teramplifikasi pada spesies kerabat J. curcas. Penelitian tentang persilangan
interspesies antara J. curcas dengan spesies kerabat masih sangat jarang.
Keterbatasan materi genetik pada jarak pagar menuntut kajian lebih banyak
tentang persilangan intersepesies ini. Persilangan interspesies antara J. curcas
dengan J. integerrima terbukti berhasil. Beberapa karakter positif yang dimiliki
oleh J. integerrima dapat dieksploitasi lebih lanjut untuk memperbaiki jarak
pagar. Skema perbaikan genetik melalui persilangan interspesifik dengan bantuan marka molekuler dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 16 Skema perbaikan genetik jarak pagar melalui persilangan interspesifik
dengan J. integerrima (diadaptasi dari : Parthiban et al., 2009)
BC1F1 Perbanyakan klonal dan pengujian Karakterisasi biji, minyak dan seleksi klon potensial Berproduksi awal dengan hasil biji dan minyak tinggi Karakterisasi molekuler Karakterisasi molekuler BC2F1 Karakterisasi biji, minyak dan seleksi klon potensial Berproduksi awal dengan hasil biji dan minyak tinggi
Perbanyakan klonal dan pengujian BC dengan J. curcas F1 Karakterisasi biji dan minyak Pertumbuhan cepat dan batang lebih keras Karakterisasi molekuler
Jatropha integerrima Jatropha curcas X
108
Marka molekuler berperan dalam konfirmasi awal hasil persilangan. Pengujian dapat dilakukan pada fase biji yang terbentuk dari persilangan sehingga seleksi dapat dilakukan lebih awal. Pengamatan secara morfologi tetap harus dilakukan untuk mendapatkan tanaman yang memiliki karakter daya hasil seperti jarak pagar tetapi memiliki karakter ketahanan terhadap cekaman biotik maupun
109