SELEKSI HIBRID MANGGA F1 KARAKTER WARNA KULIT
BUAH MERAH HASIL PERSILANGAN ARUMANIS 143,
HADEN DAN ERWIN DENGAN TEKNIK SIMPLE
SEQUENCE REPEAT ( SSR )
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana S – 1 Jurusan Agronomi
Oleh :
PRIA KUKUH JAYALARAS
Nim. 05710001
JURUSAN AGRONOMI
FAKULTAS PERTANIAN
–
PERTERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2010
SKRIPSI
SELEKSI HIBRID MANGGA F1 KARAKTER WARNA KULIT BUAH MERAH HASIL PERSILANGAN ARUMANIS 143, HADEN DAN ERWIN
DENGAN TEKNIK SIMPLE SEQUENCE REPEAT ( SSR )
Oleh:
Pria Kukuh Jayalaras ( Nim. 05710001)
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal 21 - Juli - 2010 Fakultas Pertanian – Peternakan
Dekan,
HALAMAN PENGESAHAN
Nama : PRIA KUKUH JAYALARAS
NIM : 05710001
Jurusan : AGRONOMI
Fakultas : PERTANIAN – PETERNAKAN
Judul :“SELEKSI HIBRID MANGGA F1 KARAKTER
WARNA KULIT BUAH MERAH HASIL
PERSILANGAN ARUMANIS 143, HADEN dan ERWIN DENGAN TEKNIK SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) ”
Skripsi ini Telah Diterima Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian – Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Mengesahkan,
Dekan, Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Damat, MP Dr. Ir. Fatimah Nursandi, MSi
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA : PRIA KUKUH JAYALARAS
NIM : 05710001
JURUSAN : AGRONOMI
FAKULTAS : PERTANIAN - PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Menyatakan bahwa Karya Ilmiah yang berjudul “Seleksi Hibrid Mangga
F1 Karakter Warna Kulit Buah Merah Hasil Persilangan Arumanis 143, Haden dan Erwin Dengan Teknik Simple Sequence Repeat (SSR)” adalah bukan karya orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecuali dalam bentuk
kutipan yang diacu dalam naskah ini dan telah disebut sumbernya.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila
pernyataan ini tidak benar, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik.
Malang,... 2010
Mengetahui,
Pembimbing Utama Yang menyatakan,
viii
SELEKSI HIBRID MANGGA F1 KARAKTER WARNA KULIT BUAH MERAH HASIL PERSILANGAN ARUMANIS 143, HADEN DAN ERWIN
DENGAN TEKNIK SIMPLE SEQUENCE REPEAT ( SSR )
Oleh:
Pria Kukuh Jayalaras
Ringkasan
Kultivar mangga unggul Indonesia seperti Arumanis 143 mengalami
ketidakmampuan bersaing di pasar internasional karena warna Arumanis 143 yang
kurang menarik yaitu hijau kebiruan sedangkan konsumen lebih menyukai buah
mangga yang memiliki warna kuning, jingga, merah pada penampilan kulit buah.
Salah satu upaya untuk meningkatkan daya tarik mangga Arumanis 143 dilakukan
dengan menyilangkan kultivar tersebut dengan kultivar mangga yang memilki
warna kulit kuning, jingga dan kemerahan. Karakter buah mangga yang ideal
untuk ekspor atau untuk konsumsi segar adalah warna kulit dan daging ( merah –
kuning – jingga ), daging buah tebal dengan biji tipis, rasa, aroma, tekstur dan
serat seperti Arumanis 143.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biotektonologi Jurusan
Budidaya Pertanian Fak. Pertanian Universitas Brawijaya dengan menggunakan
persilangan 3 varietas tanaman mangga yaitu Arumanis 143, Haden dan Irwin
serta Klon merah Haden dan Irwin yang berjumlah 24 yang berasal dari Kebun
Koleksi Plasma Nutfah Balai Penelitian Buah CukurGondang Pasuruan. Proses
amplifikasi PCR – SSR dilakukan dengan menggunakan 1 jenis primer SCARIS
18. Penelitian ini dilaksanakan dengan 4 tahapan yaitu tahap pertama pengambilan
sampel, isolasi DNA, amplifikasi DNA dengan reaksi PCR, elektroforesis gel
agrosa, selanjutnya hasil dalam bentuk gambar foto DNA dengan menggunakan
sinar UV.
Hasil penelitian menunjukkan marka SCAR 18 yang merupakan marka
DNA dapat digunakan untuk mengkarakterisasi perbedaan warna kulit buah pada
ix
yang merupakan marka DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi gen yang
menyebabkan perbedaan warna kulit buah pada hasil silangan 3 tetua tanaman
mangga yaitu Arumanis 143, Haden dan Irwin. Hasil silangan Arumanis 143 x
Haden didapatkan aksesi hasil persilangan yaitu F1-21, F1-46, F1-86, F1-88,,
Haden x Arumanis 143 didapatkan aksesi hasil persilangan yaitu F1-30, F1-94,
yang menunjukkan pola pita DNA yang teridentifikasi memiliki tipe kulit buah
warna merah dengan menggunakan teknik simple sequence repeat dan primer
SCAR 18.
Aksesi hibrid silangan Arumanis 143 x Haden yaitu F1-15, F1-27, F1-26,
aksesi hibrid silangan Haden x Arumanis 143 yaitu F1-01, F1-02, F1-42, aksesi
hibrid silangan Arumanis 143 x Irwin yaitu F1-22, F1-35, F1-69, aksesi hibrid
silangan Irwin x Arumanis 143 yaitu F1-08, F1-09, F1-10, F1-11, F1-14, F1-36,
F1-29, F1-31, F1-43 menunjukkan ukuran panjang dan jumlah pola pita DNA
yang sama dengan pola pita tetua Arumanis 143 sehingga tidak
mengidentifikasikan karakterisasi tipe warna kulit merah dengan ukuran pola pita
DNA yang masing – masing yaitu 200 bp, 400 bp.
i PRAKATA
Segala Puji Syukur kehadirat Allah SWT. yang telah melimpahkan nikmat
dan ridho-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi dengan judul “Seleksi Hibrid Mangga F1 Karakter Warna Kulit Buah Merah Hasil Persilangan Arumanis 143, Haden dan Erwin Dengan Teknik Simple Sequence Repeat (SSR)”
Laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan tingkat sarjana pada Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian –
Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang mendalam
kepada :
1. Dr. Ir. Damat, MP selaku Dekan Fakultas Pertanian – Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Ir. Syarif Husen, MP selaku Pembimbing Utama yang telah banyak
membantu penulis dan dengan sabar membimbing dan mendampingi pada
proses penelitian dan penyusunan skripsi ini hingga selesai.
3. Dr. Ir. Saidatul Idiyah, MP selaku Pembimbing Pendamping yang telah
bersedia dengan sabar mengarahkan dan membimbing dalam penelitian ini
hingga penyusunan skripsi ini selesai.
4. Dr. Ir Fatimah Nursandi, Msi selaku Ketua Jurusan Agronomi Fakultas
Pertanian – Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang, yang telah
memberikan ijin kepada penulis untuk melaksanakan penelitian skripsi.
5. Ir. Arifin Noor Sugiharto, M.Sc., Ph.D di Laboratorium Bioteknologi
Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya
Malang dan semua pihak (mas Ardyan, mbak Gati dan pak Rofiq)
ii
turut membantu semua fasilitas penunjang dalam penelitian hingga
penulisan skripsi ini selesai.
6. Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) Cabang Malang Komisariat Pertanian
Univeristas Muhammadiyah Malang dan kader HMI Komisariat Pertanian
UMM yang telah memberikan dukungan dan doa serta pemberi aspirasi
kepada penulis.
Kepada para pembaca dengan segala kerendahan hati penulis akan
menyambut baik setiap koreksi atau saran untuk perbaikan skripsi ini. Akhirnya
penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.
Allahuma Amien.
Malang, 01 Juli 2010
iii
2.3. Mikrosatelit DNA (Simple Sequence Repeat)……… 8
2.4. Tinjauan Tentang PCR (Polymerase Chain Reaction)………… 13
2.7.1. Komponen dan Tahapan PCR ………. 14
3.3.3. Amplifikasi DNA dengan Proses PCR ………. 23
iv
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN……… 28
4.1. Hasil Primer Pada Tetua Mangga……… 28
4.2. Hasil Amplifikasi Dengan Primer SCAR 18 Pada Silangan ………….. 31
4.2.1. Hasil Amplifikasi Silangan Arumanis 143 Dengan Haden ……… 32
4.2.2. Hasil Amplifikasi Silangan Haden Dengan Arumanis 143 ………. 34
4.2.3. Hasil Amplifikasi Silangan Arumanis 143 Dengan Irwin ……….. 35
4.2.4. Hasil Amplifikasi Silangan Irwin Dengan Arumanis 143………… 36
V. KESIMPULAN DAN SARAN……… 40
5.1. Kesimpulan ………. 40
5.2. Saran……… 40
DAFTAR PUSTAKA……… 42
v
DAFTAR TABEL
Nomer Tabel Halaman
1. Hasil Persilangan Arumanis 143 x Haden ………... 19
2. Hasil Persilangan Haden x Arumanis 143 ……… 19
3. Hasil Persilangan Arumanis 143 x Erwin………. 19
4. Hasil Persilangan Erwin x Arumanis 143 ……… 20
5. Komposisi DNA Dalam Reaksi PCR……… 24
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomer Lampiran Halaman
1. Gambar alat dan bahan penelitian... 47
vi
DAFTAR GAMBAR
Nomer Gambar Halaman
1. Profil pita DNA tanaman tetua yang teramplifikasi dengan menggunakan primer SCAR 18 : (M) DNA Ladder (1) Arumanis 143 (2) Haden (3)
Erwin………...………. 28
2. Profil pita DNA hasil persilangan antara Arumanis 143 x Haden yang diamplifikasi dengan menggunakan primer SCAR 18 : (M) 100 bp DNA Ladder, (1) Arumanis 143, (2) Haden, (3) F1-15, (4) F1-21, (5) F1-26, (6) F1-27, (7) F1-46, (8) F1-86, (9) F1-88………. 32
3. Profil pita DNA hasil persilangan antara Haden x Arumanis 143 yang diamplifikasi dengan menggunakan primer SCAR 18: (M) 100 bp DNA Ladder, (1) Haden, (2) Arumanis 143, (3) F1-01, (4) F1-02, (5) F1-30, (6) F1-27, (7) F1-42, (8) F1-94……….. 34
4. Profil pita DNA hasil persilangan antara Arumanis 143 x Irwin yang diamplifikasi dengan menggunakan primer SCAR 18: (M) 100 bp DNA Ladder, (1) Arumanis 143, (2) Irwin, (3) F1-22, (4) F1-35, (5) F1-69…… 35
5. Profil pita DNA hasil persilangan antara Irwin x Arumanis 143 yang diamplifikasi dengan menggunakan primer SCAR 18 : (M) 100 bp DNA Ladder, (1) Irwin, (2) Arumanis 143, (3) F1-08, (4) F1-09, (5) F1-10, (6) F1-11, (7) F1-14, (8) F1-29, (9) F1-31 (10) F1-36 (11) F1-43………….. 36
DAFTAR PUSTAKA
Arus, P. and J. Moreno-Gonzales. 1993. Marker Assisted Selection. Champman and Hall. London. P. 314-331.
Azrai, M. 2006. Studi Awal Pemanfaatan Markah Molekuler dalam Introgresi
Gen Opaque-2. Jurnal AgroBiogen 1(1):26-37
Departemen Pertanian. 2006. Produksi Mangga jadi Unggulan Nasional. (Online), http// www.deptan.go.id/terbitan/htm. Diakses tanggal 13 Desember 2009.
Dwiyono, K. 2005. Perplasmanutfahan (Pertanian) di Indonesia. Studium Generale, Komisi Nasional Plasma Nutfah bekerjasama dengan Universitas Diponegoro, Semarang.
Gupta, P.K., R.K. Varshney and M. Prasad, 2002. Molecular Markers: Principles
and Methodology. Molecular Techniques in Crop Improvement. p.9-54.
Imam. 2003. Penggunaan Marka Molekuler pada Seleksi Tanaman. (Online), http// www.indobiogen.or.id/terbitan/pdf. Diakses tanggal 04 Desember 2009.
Karsinah dan Sadwiyanti. 2003. Pewarisan Warna merah buah mangga klon
Cukurgondang pada Arumanis 143. Laporan Hasil Penelitian, Balitbu
Solok. 15 hal.
Kongkiatngam, P., & M.J. Waterway. 1995. Genetic Variation within and
between two cultivars of red clover (Trifolium pratense L.): Comparisons
of morphogical, isozyme and RAPD markers. Euphytica 84: 237 – 246.
Martin. 2002. Essentials of Genetics. Fourth Edition. Prantice Hall, New Jersey. (Online), http//www.ncbi.nlm.nih.gov. Diakses tanggal 20 Desember 2009.
Narvel, J.M and W.R Fehr. 2000. Simple Sequence Repeat Diversity among
soybean Plant Introductions and Elite Genotypes. Crop Science
40:1452-1458.
Nisa. 2009. Keragaman Genetik Sapi Aceh dan Pesisir berdasarkan Variasi Gen.
Oliveira, A.C and A.N. Garcia. 2002. Identification of citrus hybrids through the
combination of leaf apex morphology and SSR markers. Euphytica 128:
397-403.
Powell, W and M. Morgante. 1996. The comparison of RFLP, RAPD, AFLP, SSR
(microsatelite) markers for germplasm analysis. Molecular Breeding 2:
225 – 238.
Prasetiyono, J., Tasliah, H. Aswidinnor. 2003. Identifikasi Marka Mikrosatelit yang terpaut dengan sifat toleransi terhadap keracunan aluminium pada
padi persilangan Dupa x ITA 131. Jurnal Bioteknologi Pertanian 8 (2):
35-45.
Prasetiyono dan Tasliah. 2004. Marka Mikrosatelit: Marka molekuler yang
menjanjikan. Buletin AgroBio: Jurnal Tinjauan Ilmiah Riset Biologi dan
Bioteknologi Pertanian 6 hal 2.
Purnomo, S dan A.R. Effendy. 2002. Persilangan Mangga varietas Arumanis 143
x klon merah CKG. Laporan Hasil Penelitian, Balitbu Solok. 12 hal.
Putra, S. 2007. DNA fingerprint (Online), http;//www.indomedia.com/htm. Diakses Tanggal 15 Agustus 2009.
Rebin dan S. Purnomo. 2002. Penentuan kriteria seleksi warna merah buah
mangga fase bibit. Laporan Hasil Penelitian, Balitbu Solok. 12 hal.
Roffiq. 2009. Identifikasi Secara Molekuler β – Karoten pada Mangga
(Mangifera indica Linn) Menggunakan PCR – Sekuensing. Seminar Hasil
Penelitian. Program Pasca Sarjana Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya Malang.
Russel, J.R and M. Macaulay. 1997. Direct comparison of levels of genetic
variation among barley accessions detected by RFLPs, AFLPs, SSRs.
Theor Appl Genet 95: 714-722.
Sadwiyanti, L dan S. Purnomo. 2002. Penyingkatan waktu seleksi: (1) Studi
induksi generatif fase seedling. Laporan Hasil Penelitian, Balitbu Solok.
14 hal.
Sambrook, J and T. Maniatis. 1989. Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York. p. 568 – 500.
Santoso, T.J., Utami D.W., Septiningsih. 2006. Analisis Sidik Jari DNA Plasma
Nutfah Kedelai Menggunakan Markah SSR (Online),
http://www.indobiogen.or.id/terbitan/pdf/agrobiogen.pdf. Diakses tanggal
Shalahuddin. 2009. Evaluasi Secara Molekuler Mangga Hasil Persilangan
Arumanis 143 Dengan Podang. Tesis. Program Pasca Sarjana Program
Studi Ilmu Tanaman Universitas Brawijaya.
Shinta. 2009. Pengertian DNA. (Online), http//www.id.wikipedia.org/wiki/DNA. Diakses tanggal 13 Desember 2009.
Setyowati. 2008. Polimorfisme Alel DNA Mikrosatelit Kromosom Y pada
Populasi Sapi Madura (Bos javanicus). Skripsi, Jurusan Pendidikan
Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang.
Siregar, U.J., Sudarmonowati, E & hartati, N.S. 1998. Development of RAPD
protocol for Shorea laevis. Annales Bogorienses.
Sulandari dan Arifin. 2003. Panduan Praktis Laboratorium DNA. Pusat Penelitian Biologi – LIPI, Bogor.
Suryanto, D. 2001. Melihat Keanekaragaman Organisme melalui Beberapa
Teknik Genetika Molekuler. Program Studi Biologi Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Tautz, D. 1993. Notes on the definition and nomenclature of tandemly repetitive
DNA sequence, In: Pena SDJ, Chakraborty JT. Birkhauser Verlag Basel,
Switzerland
Williams and A.R Kubelik. 1990. DNA polymorphisms amplified by arbitrary
primers are useful as genetic markers. Nucleic Acid Research 18 (22):
6531 – 56535.
Zhang, Y and J.R Stommel. 2001. Develompment of SCAR and CAPS Markers
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Mangga merupakan tanaman buah yang memberikan sumbangan terbesar
ketiga terhadap produksi buah nasional, yaitu sekitar 1.412.884 ton atau sekitar
9,56 %. Produksi mangga di pulau Jawa sekitar 1.108.266. ton atau sekitar
14,26% terhadap total produksi buah di pulau Jawa, sedangkan produksi di luar
pulau Jawa sekitar 304,618 ton atau sekitar 4,34 % terhadap total produksi buah di
luar pulau Jawa. Propinsi Jawa Timur merupakan propinsi penghasil buah mangga
terbesar di Indonesia yaitu sekitar 604,952 ton atau sekitar 42,82 % terhadap total
produksi buah mangga nasional ( Departemen Pertanian, 2006 ).
Kultivar mangga unggul Indonesia seperti Arumanis 143 mengalami
ketidakmampuan bersaing di pasar internasional karena warna Arumanis 143 yang
kurang menarik yaitu hijau kebiruan sedangkan konsumen lebih menyukai buah
mangga yang memiliki warna kuning, jingga, merah pada penampilan kulit buah.
Salah satu upaya untuk meningkatkan daya tarik mangga Arumanis 143 dilakukan
dengan menyilangkan kultivar tersebut dengan kultivar mangga yang memilki
warna kulit kuning, jingga dan kemerahan. Tetapi evaluasi morfologi atas karakter
buah seperti warna dan bentuk buah hasil perakitan varietas menjadi masalah
tersendiri karena membutuhkan waktu lama akibat panjangnya masa juvenil.
Karakter buah mangga yang ideal untuk ekspor atau untuk konsumsi segar
adalah warna kulit dan daging ( merah – kuning – jingga ), daging buah tebal
2000 ). Dengan demikian, agar Arumanis 143 yang daging buahnya halus, punel
dan sangat manis, namun berkulit hijau meskipun buahnya telah matang tetap
mendominasi bisnis buah mangga, maka Arumanis 143 perlu diperbaiki sifatnya
agar menampilkan warna kulit buah merah.
1.2. Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang diatas, maka tujuan penelitian ini adalah untuk
mendapatkan informasi genetik tanaman F1 hasil persilangan arumanis 143,
haden dan erwin terseleksi yang mengindikasikan karakter warna kulit buah
merah berdasarkan Simple Sequence Repeat (SSR)
1.3. Hipotesis
Berdasarkan latar belakang di atas, maka hipotesis sebagai berikut:
“Diduga terdapat hasil silangan arumanis 143, haden dan erwin terseleksi yang
