i
ANALISIS GENETIK KARAKTER MORFO-AGRONOMI
JARAK PAGAR HASIL PEMULIAAN BERBASIS
PENDEKATAN KUANTITATIF DAN MOLEKULER
LINDA NOVITA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2013
Linda Novita
iv
RINGKASAN
LINDA NOVITA. Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler. Dibimbing oleh YUDIWANTI WAHYU ENDRO KUSUMO, MEMEN SURAHMAN dan NADIRMAN HASKA.
Kelangkaan bahan bakar minyak akhir-akhir ini menstimulir upaya untuk melepaskan ketergantungan terhadap minyak bumi dengan mencari sumber-sumber energi alternatif baru dan terbarukan sehingga ketersediaannya dapat diprediksi dan diperbaharui. Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dipilih sebagai salah satu sumber BBN yang mempunyai peranan penting sebagai pengganti minyak bumi terutama untuk memproduksi biodiesel, karena biji jarak memiliki kandungan minyak hingga 35% dengan asam oleat dan linoleat yang banyak sehingga sangat cocok digunakan sebagai biofuel. Pengembangan jarak pagar sebagai BBN, masih terkendala oleh permasalahan kurangnya ketersediaan bahan tanam berkualitas yang menguntungkan secara ekonomi. Upaya yang dapat dilakukan untuk pengembangan jarak pagar di Indonesia adalah melalui eksplorasi jarak pagar dari beberapa daerah di Indonesia, introduksi dari luar negeri dan pemuliaan tanaman.
Penelitian ini bertujuan mempelajari keragaman genetik tetua dan F1 jarak pagar berdasarkan marka morfologi dan molekuler, mempelajari korelasi antara karakter morfo-agronomi terhadap produktivitas dan kandungan kadar minyak dari populasi F2 dan memperoleh kandidat genotipe jarak potensial dengan kandungan kadar minyak dan produktivitas biji yang tinggi.
Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2011 hingga Januari 2013 di Balai Pengkajian Bioteknologi-BPPT dan Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Penelitian terdiri atas tiga tahap. Tahap pertama yaitu melakukan pendugaan keragaman genetik dan heritabilitas karakter morfo-agronomi tetua dan F1 jarak pagar, tahap kedua analisis kemiripan genotipe tetua dan F1 berdasarkan penanda molekuler, dan tahap ketiga analisis korelasi karakter morfo-agronomi pada F2 jarak pagar.
Materi genetik yang dipergunakan pada penelitian ini adalah 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar. Rancangan percobaan yang dipergunakan adalah rancangan acak kelompok lengkap, masing-masing genotipe terdiri dari lima tanaman, masing-masing tiga ulangan.
Hasil penelitian terhadap 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar, diperoleh informasi bahwa keragaman genetik pada karakter morfo-agronomi tetua dan F1 jarak pagar relatif sempit, dengan kisaran koefisien keragaman genetik antara 2.73% hingga 9.02%. Nilai heritabilitas arti luas untuk semua karakter tinggi, dengan kisaran antara 32.26% hingga 85.89%.
Pada penelitian ini, hasil pengamatan pada 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar menunjukkan tidak ada karakter morfo-agronomi yang berkorelasi langsung dengan produktivitas biji dan kadar minyak. Karakter-karakter yang dapat dipilih sebagai kriteria seleksi untuk memperoleh bobot biji kering total yang tinggi adalah karakter jumlah buah dan jumlah biji total per tandan.
v matriks koefisien kemiripan dengan rentang nilai 0.36 hingga 1.00. Nilai koefisien terendah (0.36) ditemukan antara genotipe LMPxPDI dengan JGY, dan LMPxPDI dengan JGY. Sedangkan nilai koefisien tertinggi (1.0) ditemukan antara genotipe LMPxLMP dan KMRxKMR. Dendrogram berdasarkan penanda RAPD menggolongkan 16 genotipe jarak pagar ke dalam empat kelompok pada koefisien kemiripan 0.72. Kelompok I, III dan IV hanya terdiri dari satu genotipe, yaitu secara berturut-turut genotipe Indralaya (IND), LampungxPidi (LMPxPDI) dan Jogyakarta (JGY). Kelompok II terdiri dari dua belas genotipe yaitu Pidi (PDI), Komering (KMR), KomeringxKomering (KMRxKMR), LampungxLampung (LMPxLMP), CurupxMedan (CRPxMDN), PalembangxPalembang (PLGxPLG), CurupxPidi (CRPxPDI), PidixMedan (PDIxMDN), PidixLampung (PDIxLMP), Medan (MDN), Lampung (LMP) dan Curup (CRP).
Berdasarkan hasil analisis biplot enam belas genotipe tetua dan F1 jarak pagar terhadap dua karakter pengamatan (kadar minyak dan bobot biji kering), maka genotipe LMP dan CRPxPDI dapat direkomendasikan sebagai genotipe tetua F1 potensial untuk di selfing dalam rangka membentuk populasi F2
vi
SUMMARY
LINDA NOVITA. Genetic Analysis of Morpho-Agronomic Characters of Selectively-Bred Jatropha (Jatropha curcas L.) Based on Quantitative and Molecular Approaches. Supervised by YUDIWANTI WAHYU ENDRO KUSUMO, MEMEN SURAHMAN and NADIRMAN HASKA.
The recent scarcity of fuel has stimulated many efforts to remove dependence on petroleum oil by finding alternative sources of new and renewable energy so that its availability can be predicted and renewable. Jatropha curcas L. has been chosen as a source of biofuel that has an important role as a petroleum oil substitute, especially for producing biodiesel, as Jatropha seeds have an oil content of up to 35% with oleic acid and linoleic as the main components. This renders Jatropha seeds suitable for use as a biofuel. Development of Jatropha as a biofuel is still hindered by the lack of variety which is economically profitable. Possible efforts for the development of Jatropha in Indonesia include: exploration of Jatropha plants from various regions of Indonesia, introducing the plants from abroad and plant breeding.
The purpose of this study was to understand the genetic diversity of the parental and the first generation (F1) Jatropha plants based on morphological and molecular markers. More over was to investigate the correlation between morpho-agronomic traits on the seed productivity and the oil content of the second generation (F2), as well as to obtain potential candidates of Jatropha genotypes producing seeds with high content of oil and high seed productivity.
The experiment was conducted at the Biotech Center, BPPT and Department of Agronomy and Horticulture, Bogor Agricultural University from November 2011 to January 2013. The study divided into three stages. The first stage was to formulate hypothesis on genetic diversity and heritability of morpho-agronomic characters of the parental and F1 Jatropha plants. The second stage was to analyze the genotypic similarity of the parental and F1 Jatropha plants based on molecular markers, and the third stage was to analyze the correlation of morpho-agronomic characters on the F2 Jatropha plants.
There were 16 parental and F1 genotypes of Jatropha used in this study, with the experimental design was a complete randomized block. Five plants were used from each genotype, with three replications.
Results of this study showed that genetic diversity of morpho-agronomic characters on the parental and F1 Jatropha plants was relatively narrow, with genetic diversity coefficient of 2.73% to 9.02%. The broad-sense heritability was high for all characters, ranged from 32.26% to 85.89%.
In this study among the 16 parental and F1 genotypes of Jatropha had no morpho-agronomic characters which directly correlated to productivity and seed oil content. Characters that can be chosen as a selection criterion to obtain the total dry weight of a high seed were the number of fruit and the total seed number per bunch.
vii similarity coefficient matrix was ranging from 0.36 to 1.00. The lowest coefficient value (0.36) was found between genotype LMPxPDI and JGY, as well as between LMPxPDI and JGY. While the highest coefficient value (1.0) was found between genotype KMRxKMR LMPxLMP. RAPD marker-based dendrogram classified the 16 Jatropha genotypes into four groups at the similarity coefficient of 0.72. Group I, III and IV consisted of only one genotype, namely Indralaya (IND), LampungxPidi (LMPxPDI) and Yogyakarta (JGY) genotypes, respectively. Group II consisted of twelve genotypes, namely Pidi (PDI), Komering (KMR), KomeringxKomering (KMRxKMR), LampungxLampung (LMPxLMP), CurupxMedan (CRPxMDN), PalembangxPalembang (PLGxPLG), CurupxPidi (CRPxPDI), PidixMedan (PDIxMDN), PidixLampung (PDIxLMP), Medan (MDN), Lampung (LMP) and Curup (CRP) genotypes.
Based on the biplot analysis among the 16 parental and F1 genotypes of Jatropha observations of two characters (seed oil content and dry weight), it can be recommended that the LMP and CRPxPDI was the selected genotype to be used for the F2-cross parental
ix
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
xi
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
ANALISIS GENETIK KARAKTER MORFO-AGRONOMI
JARAK PAGAR HASIL PEMULIAAN BERBASIS
PENDEKATAN KUANTITATIF DAN MOLEKULER
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2013
xii
xiii Judul Tesis : Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil
Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler Nama : Linda Novita
NIM : A253100011
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS Ketua
Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr Anggota
Prof(R) Dr Ir Nadirman Haska, MS Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
xv
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala rahmat dan pertolongan-Nya sehingga penelitian dan penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tesis ini merupakan syarat untuk mendapatkan gelar Magister Sains di Institut Pertanian Bogor (IPB), dengan judul penelitian Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr Ir Yudiwanti Wahyu Endro Kusumo, MS, Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr, dan Prof(R) Dr Ir Nadirman Haska, MS, atas curahan waktu, pikiran, nasehat dan arahan selama penelitian dan penulisan tesis ini.
2. Dekan sekolah Pascasarjana IPB dan Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc selaku ketua program studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, IPB, seluruh staf pengajar dan teknisi yang telah menberikan bantuan kepada penulis selama penulis belajar di IPB.
3. Kementerian Negara Riset dan Teknologi atas pemberian beasiswa dan arahannya selama masa studi di IPB.
4. Kepala Balai Pengkajian Bioteknologi-BPPT, Ibu Dr Yenni Bakhtiar, M.Ag.Sc selaku Kepala Seksi Bioteknologi Pertanian Balai Pengkajian Bioteknologi-BPPT yang telah memberikan izin untuk melanjutkan studi S2, Ibu Ir Wa Ode Hamsinah Bolu, MSc selaku Kepala Seksi Sarana Jasa Teknologi-BPPT yang telah memberikan izin untuk melakukan penelitian di laboratorium Teknologi Gen dan laboratorium Analitik.
5. Dr Andi Wijaya dan Dr Susantidiana yang telah bersedia memberikan bahan tanaman jarak pagar koleksinya untuk dipergunakan dalam penelitian ini. 6. Papa dan mama tersayang, suamiku tercinta Jamaluddin, anak-anakku
Sulthan Fayyadh Naufaluddin, Salsabila Putri Malinda dan Nafil Rizqi Naufaluddin, adik-adik, om Marsal dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa, dorongan, pengertian, motivasi dan kasih sayangnya sehingga penulis mampu melewati setiap tahap pendidikan hingga selesai. 7. Teman-teman yang banyak membantu selama penulis menjalankan masa
xvi
8. Drs Minaldi, Dr Teuku Tajuddin, Dr Wahyu Purbowasito, dan Ahmad Riyadi, MSi atas bantuan dana penelitian dan diskusi-diskusi yang sangat membantu dalam penelitian yang dilakukan.
9. Rekan-rekan kerja di Pilot Plan Propagasi Tanaman, laboratorium Micropropagasi, laboratorium Analitik dan laboratorium Teknologi Gen, Balai Pengkajian Bioteknologi.
10.Teman-teman seperjuangan PBT angkatan 2010 terutama Irni Furnawanthi, MSi Tinche, Nurlaila, Karyanti, MSi, Siti Kurniawati, teh Bedah Rupaedah, yang telah memberikan warna dan keceriaan dalam suka dan duka selama sama-sama menempuh pendidikan di Pascasarjana IPB
Akhirnya penulis berharap tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan juga bagi pengembangaan jarak pagar di Indonesia.
Bogor, Juli 2013
xvii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
Hipotesis 3
Manfaat Penelitian 3
Ruang Lingkup Penelitian 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 5
3 METODE 11
Waktu dan Tempat 11
Bahan dan Alat 11
Metode Penelitian 12
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 21
Tahap 1 Pendugaan Parameter Genetik dan Korelasi Antar Karakter serta Seleksi Genotipe Berdasarkan Karakter Morfo-Agronomi
pada 16 Genotipe Tetua dan F1 Jarak Pagar 21 Tahap 2 Analisis Kemiripan Genotipe Tetua dan F1 Berdasarkan Penada
Molekuler 29
Tahap 3 Analisis Karakteristik Populasi F2 Jarak Pagar Berdasarkan
Karakter Morfo-Agronomi 34
5 SIMPULAN DAN SARAN 39
Simpulan 39
Saran 40
DAFTAR PUSTAKA 41
LAMPIRAN 47
xviii
DAFTAR TABEL
1. Materi genetik tanaman tetua dan F1 jarak pagar 12
2. Analisis varian rancangan acak kelompok lengkap 19
3. Karakter kualitatif daun 16 genotipe jarak pagar 22
4. Nilai tengah dan F hitung karakter morfo-agronomi16 genotipe jarak pagar 22
5. Nilai duga parameter genetik karakter morfo-agronomi16 genotipe jarak pagar 24
6. Koefisien korelasi antar karakter vegetatif dan komponen hasil 16 genotipe jarak pagar 26
7. Konsentrasi DNA genom 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar (ng/µl) 29
8. Jenis primer, susunan basa dan jumlah pita DNA lima belas genotipe jarak pagar yang diamplifikasi menggunakan 20 primer acak 30
9. Nilai koefisien kemiripan genetik 15 genotipe tetua dan F1 jarak pagar berdasarkan 11 primer marka RAPD 33
10. Keragaan karakter morfo-agronomi 52 progeni jarak pagar pada populasi F2 CRPxPDI 36
11. Keragaan karakter morfo-agronomi 12 progeni jarak pagar pada populasi F2 CRPxPDI 36
12. Koefisien korelasi antar karakter vegetatif dan komponen hasil 12 genotipe progeni F2jarak pagar 38
5. Dendrogram 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar hasil analisis klaster berdasarkan karakter morfo-agronomi 25
6. Analisis biplot enam belas genotipe jarakpagar terhadap sembilan belas karakter pengamatan 27
7. Analisis biplot enam belas genotipe jarak pagar terhadap dua karakter (kadar minyak dan bobot biji kering) 28
8. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar menggunakan primer OPE-01 31
9. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar menggunakan primer OPH-07 32
10. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar menggunakan primer OPM-20 32
xix 12. Jumlah tanaman berdasarkan banyaknya tandan yang terbentuk
pada 200 progeni F2 jarak pagar persilangan CPRxPDI 35 13. Analisis biplot dua belas genotipe progeni jarak pagar pada
populasi F2 CRPxPDI t 37
DAFTAR LAMPIRAN
1 Deskripsi karakter pengamatan morfo-agronomi jarak pagar
(Jatropha curcas L.) 49
1
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Peningkatan kebutuhan minyak bumi seiring dengan peningkatan pembangunan yang terjadi di Indonesia. Hal ini mengakibatkan semakin menipisnya cadangan minyak dan akan menyebabkan kelangkaan pasokan minyak bumi di masa mendatang. Kelangkaan bahan bakar minyak akhir-akhir ini menstimulir upaya untuk melepaskan ketergantungan terhadap minyak bumi dengan mencari sumber-sumber energi alternatif baru dan terbarukan (Soetopo et al. 2010) sehingga ketersediaannya dapat diprediksi dan diperbaharui.
Pengembangan energi alternatif di Indonesia dilandasi oleh dua kebijakan yaitu Peraturan Presiden No. 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional dan Instruksi Presiden No. 1 tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain. Peraturan presiden No. 5 tahun 2006 dalam Kebijakan Energi Nasional menyebutkan bahwa pemanfaatan biofuel ditargetkan mencapai 5% dari energi mix Indonesia di tahun 2025, atau sekitar 2.400.000 kilo liter biodiesel dari jarak pagar yang setara dengan 12 juta ton biji jarak pagar kering (Mardjono et al. 2008).
Salah satu sumber energi alternatif yang dapat digunakan adalah bahan bakar nabati (BBN). Ariati (2009) mengemukakan alasan yang mendasari pengembangan BBN adalah BBN merupakan sumber energi terbarukan, budidaya yang lebih mudah karena sudah teradaptasi dengan iklim tropis, dapat mengurangi penggunaan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi, dan emisi BBN lebih ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar dari minyak bumi. Berdasarkan laporan International Energy Agency (IEA) diprediksi bahwa pada tahun 2050 BBN dapat menurunkan kebutuhan bahan bakar minyak bumi sebanyak 20- 40%.
Beberapa tanaman yang berpotensi sebagai sumber BBN antara lain kelapa sawit, singkong, sorghum, jarak pagar dan kelapa (Ariati 2009; Sardjono 2008). Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dipilih sebagai salah satu sumber BBN yang mempunyai peranan penting sebagai pengganti minyak bumi terutama untuk memproduksi biodiesel (King et al. 2009), karena biji jarak memiliki kandungan minyak hingga 35% dengan asam oleat dan linoleat yang banyak sehingga sangat cocok digunakan sebagai biofuel (Forson et al. 2004; Mohibbe et al. 2005; King
et al. 2009).
Pengembangan jarak pagar sebagai BBN, masih terkendala oleh permasalahan yang menyebabkan petani kurang tertarik untuk mengembangkan jarak pagar adalah belum tersedianya jarak pagar yang berproduksi tinggi (Hartati 2007; Shuit et al. 2010; Ghosh and Singh 2011) sehingga mampu memberikan keuntungan bagi petani yang membudidayakan tanaman jarak pagar. Hartati (2009) menyatakan untuk mendukung program pengembangan jarak pagar di Indonesia, dibutuhkan induk tanaman yang memiliki keunggulan yaitu: (1) berpotensi produksi tinggi kuantitas dan kualitas, (2) berumur genjah dengan kriteria panen buah serentak, dan (3) memiliki ketahanan terhadap cekaman lingkungan abiotik dan biotik.
2
toleran terhadap kekeringan dan mudah beradaptasi pada kondisi lingkungan marginal (Ariati 2009; Divakara et al. 2010; Sharma et al. 2011). Sebagai bahan baku untuk produksi biofuel, hasil biofuel secara langsung dipengaruhi oleh hasil minyak biji J. curcas, yang dipengaruhi oleh hasil biji dan kandungan minyak (Wu et al. 2012).
Upaya yang dapat dilakukan untuk menunjang pengembangan jarak pagar di Indonesia, sejak tahun 2005 telah dilakukan kegiatan eksplorasi plasma nutfah jarak pagar dari beberapa daerah di Indonesia, introduksi dari luar negeri (Surahman et al. 2009), dan pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman merupakan suatu metode yang mengeksploitasi potensi genetik tanaman untuk memaksimumkan ekspresi dari potensi genetik tanaman pada suatu kondisi lingkungan tertentu (Guzhov 1989; Stoskopf et al. 1993). Pemuliaan tanaman bertujuan untuk memperbaiki dan meningkatkan potensi genetik tanaman sehingga didapatkan hasil yang lebih unggul dengan karakter yang diinginkan.
Franco et al. (2001) menyatakan studi tentang ragam fenotipe dan ragam genetik penting untuk mengidentifikasi kelompok dengan latar belakang genetik yang sama untuk pelestarian, evaluasi dan pemanfaatan sumber daya genetik. Sebelumnya Bahar dan Zen (1993) menyatakan bahwa pelaksanaan seleksi secara visual yaitu dengan memilih fenotipe yang baik belum memberikan hasil yang memuaskan tanpa berpedoman pada nilai parameter genetik yaitu nilai heritabilitas, ragam genetik, ragam fenotipe dan koefisien keragaman genetik.
Keragaman tanaman secara umum dapat dikaji melalui pendekatan morfologi, biokimia dan molekuler. Penanda/marka morfologi merupakan wujud nyata dari keragaman fenotipik. Namun penanda ini memiliki kelemahan karena dipengaruhi oleh lingkungan. Keterbatasan penanda morfologi adalah hanya mampu membedakan keragaman visual, untuk itu diperlukan penanda lainnya yang diharapkan memberikan hasil yang lebih akurat yaitu penanda/marka molekuler. Dasar dari penanda molekuler adalah polimorfisme protein atau DNA. Seleksi tanaman yang akan dijadikan tetua dapat dipercepat dengan menggunakan penanda molekuler sehingga karakteristik tanaman dapat diketahui dengan cepat. Marka molekuler adalah sekuens DNA atau protein yang secara langsung dapat dideteksi dan pewarisannya dapat diketahui (Jamsari 2007). Penanda DNA dapat digunakan untuk menganalisis keragaman genetik lebih baik karena hasilnya konsisten dan tidak dipengaruhi oleh lingkungan dan dapat dideteksi pada semua bagian tanaman.
Data fenotipik tanaman, yang meliputi pengamatan karakter morfo- agronomi, diharapkan dapat memberikan informasi produktivitas dan kandungan minyak dari beberapa genotipe jarak pagar. Adanya korelasi antara marka molekuler dengan data fenotipik, terutama produktivitas dan kadar minyak, diharapkan dapat membantu pemulia dalam memilih tanaman induk terseleksi.
Tujuan Penelitian
Penelitian dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:
3
2. Mempelajari kemiripan antar 16 genotipe tetua dan F1 berdasarkan marka molekuler.
3. Memperoleh informasi adanya korelasi antara karakter morfo-agronomi dengan produktivitas dan kandungan minyak dari populasi F2 berdasarkan marka morfologi .
4. Memperoleh beberapa kandidat genotipe potensial dengan kandungan kadar minyak dan produktivitas biji yang tinggi.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:
1. Terdapat keragaman genetik pada genotipe tetua dan F1 jarak pagar berdasarkan karakter morfo-agronomi.
2. Terdapat kemiripan diantara16 genotipe tetua dan F1 berdasarkan marka molekuler.
3. Terdapat beberapa karakter morfo-agronomi yang berkorelasi dengan produktivitas biji dan kandungan minyak jarak.
4. Diperoleh beberapa kandidat genotipe potensial dengan kandungan minyak dan produktivitas biji yang tinggi.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai genotipe-genotipe jarak pagar potensial yang memiliki produktivitas dan kadar minyak tinggi untuk tujuan perbaikan genetik tanaman. Untuk memperoleh informasi genetik tersebut, perlu dilakukan evaluasi terhadap materi genetik yang tersedia melalui analisis parameter genetik yaitu koefisien keragaman genetik, heritabilitas arti luas, analisis korelasi dan analisis biplot.
Pengembangan genotipe jarak pagar dengan produktivitas biji dan kadar minyak tinggi yang dilakukan, diharapkan dapat mengatasi permasalahan ketersediaan bibit tanaman dalam budidaya jarak pagar.
Ruang Lingkup Penelitian
4
5
2 TINJAUAN PUSTAKA
Taksonomi dan Botani Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) adalah tanaman asli Amerika Latin yang menyebar luas di berbagai daerah kering, semi kering, sub-tropik dan tropik di seluruh dunia (Heller 1996). Jarak pagar termasuk ke dalam famili
Euphorbiaceae, satu famili dengan karet dan ubi kayu. Taksonomi tanaman jarak pagar menurut Hambali et al. (2006) sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
trophé (makanan), yang menyatakan kegunaan dalam pengobatan. Dalam genus Jatropha, terdapat sekitar 170 spesies yang dikenal (Heller 1996). Jarak pagar diperkenalkan oleh bangsa Jepang pada tahun 1942-an sebagai bahan bakar kendaraan perang. Tanaman jarak pagar banyak ditanam masyarakat sebagai pagar pekarangan dan cocok untuk reboisasi hutan. Di Indonesia terdapat berbagai jenis tanaman jarak antara lain jarak kepyar (Ricinus communis), jarak bali (Jatropha podagrica), jarak ulung (Jatropha gossypifolia L.) dan jarak pagar (Jatropha curcas). Diantara jenis tanaman jarak tersebut yang memiliki potensi sebagai penghasil bahan bakar nabati (biofuel) adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.). Tanaman ini dilaporkan dapat menghasilkan biji dan minyak berkualitas tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai biofuel, baik untuk biodiesel (Heller 1996), maupun biokarosene (Prastowo 2008; Mahmud et al. 2008). Pemanfaatan lain dari tanaman jarak pagar adalah digunakan pada pembuatan pupuk, pembuatan sabun dan biogas. Biji jarak pagar mengandung bahan kimia
curcin, yang merupakan racun untuk serangga, hewan peliharaan, ikan, dan peternakan, tetapi di bidang kedokteran, curcin dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku anti tumor/kanker (Tukimin dan Soetopo 2011).
Jarak pagar dapat ditemukan hampir di seluruh wilayah Indonesia. Nama jarak pagar di masing-masing daerah berbeda sebutannya. Di daerah Jawa Barat disebut jarak kosta, jarak budeg, di daerah Jawa Tengah dan Jawa Timur disebut jarak gundul, jarak pager, di daerah Madura disebut kalekhe paghar, di Bali disebut jarak pager, di daerah Nusa Tenggara disebut lulu mau, paku kase, jarak pageh, di Alor disebut kuman nema, di daerah Sulawesi disebut jarak kosta, jarak wolanda, bindalo, bintalo, tondo utomene, dan di deaerah Maluku disebut ai huwa kamala, balacai, kadoto (Hariyadi 2005).
300-6
2380 mm tahun-1. Kisaran suhu yang sesuai untuk bertanam jarak adalah 20-26 °C. Pada daerah dengan suhu terlalu tinggi (di atas 35 °C) atau terlalu rendah (di bawah 15 °C) akan menghambat pertumbuhan serta mengurangi kadar minyak dalam biji dan mengubah komposisinya (Hambali et al. 2006). Jarak pagar dapat tumbuh pada lahan-lahan marjinal yang miskin hara dengan drainase dan aerasi yang baik, namun produksi terbaik akan diperoleh pada lahan dengan lingkungan optimal. Pertumbuhannya cukup baik pada tanah-tanah ringan (terbaik mengandung pasir 60-90%), berbatu, berlereng pada perbukitan atau sepanjang saluran air dan batas-batas kebun.
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) termasuk tanaman dikotil (2n = 2x = 22). Pohonnya berupa perdu dengan tinggi tanaman 1–7 m (Heller 1996), bercabang tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, bila terluka mengeluarkan getah. Daunnya berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan 5–7 tulang utama, warna daun hijau (permukaan bagian bawah lebih pucat dibanding bagian atas). Panjang tangkai daun antara 4-15 cm.
Pembungaan Jarak Pagar
Jarak pagar adalah tanaman monoecius, memiliki bunga betina dan jantan terpisah tetapi masih di dalam satu infloresen (Raju dan Ezradanam 2002). Bunga jarak pagar berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai biasanya terdiri atas 100 bunga atau lebih dengan persentase bunga betina 5-10% (Hasnam 2006). Bunga jantan dan bunga betina tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan, muncul di ujung batang atau ketiak daun.
Pembungaan pada jarak pagar cukup unik. Hasil pengamatan pada pertanaman di areal kebun induk jarak pagar di KP Pakuwon Balittri Sukabumi menunjukkan munculnya bunga pada tanaman jarak pagar dapat bermacam-macam tergantung genotipe dan kondisi lingkungan (Hartati 2007).
Hasil penelitian Raju dan Ezradanam di India (2002) menunjukkan bahwa rata-rata perbandingan bunga jantan dan betina adalah 29:1 dan bunga betina jarak pagar memasuki masa reseptif ketika telah mekar sempurna. Stigma jarak pagar memiliki masa reseptif tiga hari. Semua bunga dalam infloresensia mekar dalam 11 hari, dengan bunga jantan yang terlebih dahulu mekar dan bunga akan mekar harian hingga semua kuncup mekar dan akhirnya rontok. Biasanya bunga yang tidak terserbuki akan rontok dalam empat hari. Ketika bunga mekar maka di dasar bunga akan muncul nektar yang mengundang serangga. Pengetahuan mengenai masa reseptif stigma jarak pagar merupakan informasi penting, salah satunya untuk program pemuliaan jarak pagar.
Hartati (2007) melaporkan rasio jumlah bunga betina dengan bunga jantan sebesar 1:15-30, didukung oleh penelitian Utomo (2008) dengan rasio bunga betina dengan bunga jantan sebesar 1:12. Rasio bunga betina dengan jantan berkorelasi dengan jumlah buah yang dihasilkan tiap malai.
7
Hartati (2007) menyebutkan, meskipun jarak pagar diketahui sebagai tanaman yang menyerbuk silang, tanaman jarak juga berpotensi untuk mengalami
selfing akibat adanya serangga terutama semut. Menurut Raju dan Ezradanam (2002), dengan bantuan serangga, pada jarak pagar dapat terjadi penyerbukan silang (xenogamy) sekaligus penyerbukan sendiri (geitonogamy). Adanya penyerbukan silang pada tanaman jarak pagar dapat menyebabkan terjadinya keragaman genetik karena setiap tanaman adalah satu genotipe yang berbeda (Hartati 2008a).
Bunga jarak pagar menyerbuk dengan bantuan serangga, bunga menghasilkan nectar yang mudah terlihat (exposed) dan harum hingga dapat di akses oleh serangga-serangga. Beberapa jenis serangga yang sering hinggap pada bunga jarak pagar adalah semut, kupu, ngengat dan kumbang (Hasnam 2006). Bunga jarak pagar yang telah mengalami penyerbukan akan membentuk buah yang disebut sebagai kapsul. Buah berisi 3-4 biji berwarna hitam.
Malai buah jarak pagar terdapat pada cabang terminal. Pada tanaman yang terawat malai buah pada cabang terminal berjumlah 3-4 tandan, terdiri dari malai dengan buah yang sudah mulai kuning, buah yang masih hijau tapi besarnya sudah sempurna, buah masih hijau dengan ukuran buah masih kecil. Hasil penelitian Santoso (2009) menunjukkan bahwa persentase bunga jadi buah pada jarak pagar sangat beragam di antara masing-masing tanaman maupun masing-masing malai dalam satu tanaman. Buah sudah terbentuk berupa buah sangat muda pada 10 hari setelah antesis. Biji mulai berkembang 20 hari setelah antesis. Buah terus berkembang dan mencapai fase matang pada sekitar 40-45 hari setelah antesis, kemudian mencapai fase masak pada 55 hari setelah antesis dan akhirnya memasuki fase senesen pada 60-65 hari setelah antesis. Pertumbuhan dan perkembangan buah memerlukan waktu 60-65 hari sejak antesis sedangkan perkembangan bunga sejak terbentuk sampai antesis memerlukan waktu sekitar 15-20 hari. Perkembangan organ generatif dari sejak mulai berbunga hingga buah masak memerlukan waktu sekitar 75-85 hari.
Heritabilitas
Heritabilitas adalah perbandingan antara besaran ragam genotipe dengan besaran total ragam fenotipe dari suatu karakter (Baihaki 2000; Syukur et al.
2012). Sesuai dengan komponen ragam genetiknya, heritabilitas dibedakan menjadi heritabilitas dalam arti luas (broad sense heritability)(h²bs) dan
heritabilitas dalam arti sempit (narrow sense heritability) (h²ns). Heritabilitas dalam arti luas merupakan perbandingan antara ragam genetik total dan ragam fenotipe (h²bs = σ2g / σ2p), dimana ragam genetik terdiri dari ragam genetik aditif (σ2
A), ragam genetik dominan (σ2D) dan ragam genetik epistasis (σ2I). Heritabilitas dalam arti sempit merupakan perbandingan antara ragam aditif dan ragam fenotipe (h²ns = σ2A/σ2p).
8
Metode yang dipergunakan untuk menduga nilai tersebut tergantung dari populasi yang dimiliki oleh pemulia dan tujuan yang ingin dicapai.
Perbanyakan Jarak Pagar dengan Teknik Ex Vitro
Tanaman jarak pagar dapat diperbanyak secara generatif dan vegetatif. Perbanyakan tanaman secara generatif menggunakan biji dan vegetatif umumya menggunakan setek batang. Cara lain perbanyakan vegetatif adalah melalui kultur jaringan (in vitro). Selain menggunakan setek batang, Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT telah mengembangkan teknik perbanyakan tanaman jarak menggunakan setek pucuk dengan perlakuan seperti perbanyakan tanaman dengan teknik in vitro. Teknik perbanyakan bibit menggunakan setek pucuk ini dikenal dengan nama teknik ex vitro (Tajuddin et al. 2007). Teknik ex vitro merupakan salah satu teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif menggunakan setek pucuk tanaman yang relatif sederhana, lebih mudah dan murah, dengan kualitas bibit tanaman yang dihasilkan identik dengan tanaman induknya. Pada teknik ini faktor lingkungan sebagai penentu kualitas bibit tanaman menjadi target optimasi utama sehingga memberikan kontribusi positif pada ekspresi genotipik tanaman.
Hasil penelitian di India menunjukkan jumlah ideal cabang tanaman jarak pagar per pohon sebanyak 40 cabang, dengan jumlah buah 10-15 buah per tandan (Mahmud et al. 2008). Jika jumlah cabang melebihi 40 per pohon, maka akan mengurangi jumlah dan ukuran buah per tandan, sehingga akan mempengaruhi mutu biji yang dihasilkan. Bila setiap hektar terdiri atas 2.500 tanaman jarak pagar unggul yang sudah dewasa (umur 4 tahun setelah tanam) dengan memenuhi syarat tumbuh (tanah dan iklim) dan pemeliharaan yang optimal, maka setiap pohon jarak pagar memiliki 40 cabang, setiap cabang memiliki 3 tandan buah per tahun, setiap tandan menghasilkan 10-15 buah, dengan jumlah biji per buah sebanyak 3 butir, maka jumlah biji yang dihasilkan dalam satu hektar selama satu tahun mencapai 9.000.000-13.500.000 biji. Jika 1 kg terdiri dari 2.000 biji kering, maka produksi jarak pagar per hektar per tahun adalah 4.5-6.75 ton. Produktivitas jarak pagar di Indonesia masih terus diteliti dan diperkirakan produktivitasnya dapat menghasilkan 4-12 ton biji/ha per tahun dengan kadar minyak 40% dalam lima tahun. Kandungan asam lemak biji jarak pagar adalah asam miristat (14:1) 0-0.1%, asam palmitat (16:0) 14.1-15.3%, asam stearat (18:0) 3.7-9.8%, asam
arachidic (20:0) 0-0,3%, asam behedic (22:0) 0.2%, asam palmitoleat (16:1) 0-1.3%, asam oleat (18:1) 34.3-45.8%, asam linoleat (18:2) 29.0-44.2%, dan asam linolenat (18:3) 0-0.3% (Hambali et al. 2006).
Analisis Biplot
9
mempermudah interpretasi data yang dimiliki, metode multivariat yang dapat dipergunakan salah satunya adalah analisis biplot.
Analisis biplot adalah salah satu teknik statistika deskriptif dengan dimensi dua yang dapat menyajikan secara visual segugus objek dan variabel dalam satu grafik. Grafik yang dihasilkan dari biplot ini merupakan grafik yang berbentuk bidang datar disarikan oleh Mattjik dan Sumertajaya (2011). Tiga hal penting yang bisa didapatkan dari tampilan biplot adalah:
1. Kedekatan antar objek yang diamati
Informasi ini dapat dijadikan panduan untuk mengetahui objek yang memiliki kemiripan karakteristik dengan objek lain. Dua objek yang memiliki karakteristik sama akan digambarkan sebagai dua titik dengan posisi yang berdekatan.
2. Keragaman peubah
Informasi ini digunakan untuk melihat apakah ada variabel yang mempunyai nilai keragaman yang hampir sama untuk setiap objek. Dalam biplot, variabel yang mempunyai nilai keragaman yang kecil digambarkan sebagai vektor pendek sedangkan variabel dengan nilai keragaman yang besar digambarkan sebagai vektor yang panjang.
3. Korelasi antar peubah
Dari informasi ini bisa diketahui bagaimana suatu variabel mempengaruhi ataupun dipengaruhi variabel yang lain. Pada biplot, variabel akan digambarkan sebagai garis berarah. Dua variabel yang memiliki nilai korelasi positif akan digambarkan sebagai dua buah garis dengan arah yang sama atau membentuk sudut sempit. Sementara itu, dua variabel yang memiliki nilai korelasi negatif akan digambarkan dalam bentuk dua garis dengan arah yang berlawanan atau membentuk sudut lebar (tumpul). Sedangkan dua variabel yang tidak berkorelasi akan digambarkan dalam bentuk dua garis dengan sudut yang mendekati 90º (siku-siku).
4. Nilai peubah pada suatu objek
Dalam informasi ini digunakan untuk melihat keunggulan dari setiap objek. Objek yang terletak searah dengan arah vektor variabel dikatakan bahwa objek tersebut mempunyai nilai di atas rat-rata. Namun jika objek terletak berlawanan dengan arah dari vektor variabel tersebut, maka objek tersebut memiliki nilai di bawah rata-rata.
Penanda/ Marka Molekuler
Penanda molekuler digunakan untuk menunjukkan polimorfisme pada tingkat DNA. Penanda molekuler yang diharapkan adalah sebagai berikut: (1) polimorfik yang tinggi, (2) kodominan untuk dapat membedakan homozigot dan heterozigot pada tanaman diploid, (3) pemunculan di seluruh genom, (4) selektif terhadap perilaku alami, (5) pendugaan mudah, cepat dan murah untuk dideteksi, dan (6) reproducibility tinggi (Kumar et al. 2009).
Azrai (2006) menyatakan, terdapat beberapa penanda molekuler yang saat ini digunakan untuk mendeteksi keragaman genetik pada tingkat DNA yaitu: 1)
marka yang berdasarkan pada hibridisasi DNA, seperti restriction fragment length
10
yaitu polymerase chain reaction (PCR) dengan menggunakan sekuen-sekuen
nukleotida sebagai primer, seperti randomly amplified polymorphic DNA (RAPD)
dan amplified fragment length polymorphism (AFLP), 3) marka yang berdasarkan pada PCR dengan menggunakan primer yang menggabungkan sekuen
komplementer spesifik dalam DNA target, seperti sequence tagged sites (STS),
sequence characterized amplified regions (SCARs), simple sequence repeats
(SSRs) atau mikrosatelit, dan single nucleotide polymorphisms (SNPs).
Random Amplified Polimorphic DNA (RAPD)
Teknik RAPD merupakan cara untuk menganalisis variabilitas genetik melalui amplifikasi DNA genom suatu tanaman menggunakan primer acak tunggal. Variabilitas genetik tanaman dilihat berdasarkan polimorfisme pita DNA yang berhasil diamplifikasi. Prinsip dasar RAPD adalah komplementasi urutan basa primer dengan urutan basa DNA cetakan. Apabila terdapat komplementasi urutan basa primer dengan urutan basa DNA cetakan, maka primer akan menempel pada kedua ujung 3’OH utas DNA cetakan. Jika kedua situs penempelan primer berada pada jarak yang dapat diamplifikasi, maka produk PCR akan diperoleh berupa fragmen atau pita DNA (Tingey et al. 1992).
Prinsip kerja marka RAPD adalah berdasarkan perbedaan amplifikasi PCR pada sampel DNA dari sekuen oligonukleotida pendek yang secara genetik merupakan marka dominan (Williams et al. 1990; Welsh and McClelland 1990). Primer RAPD bersifat random dengan ukuran panjang basanya 10 nukleotida. Jumlah produk amplifikasi PCR berhubungan langsung dengan jumlah dan orientasi sekuen yang komplementer terhadap primer di dalam genom tanaman (Azrai 2005). Macam primer yang digunakan pada teknik RAPD berkaitan dengan suhu penempelan primer dalam reaksi amplifikasi. Primer yang biasanya digunakan mengandung basa G+C antara 60%-70%, karena semakin banyak kandungan basa Guanin dan Cytosin, maka ikatan antara primer dengan DNA cetakan semakin kuat dan stabil. Basa Guanin dan Cytosin mempunyai tiga ikatan hidrogen, lebih banyak daripada basa Timin dan Adenin yang hanya mempunyai dua ikatan hidrogen.
11
Pemakaian teknik RAPD memiliki resolusi yang sebanding dengan RFLP dalam hal analisis kekerabatan antar genotipe dan mampu menghasilkan jumlah karakter yang tidak terbatas sehingga sangat membantu dalam analisis keragaman genetik tanaman yang tidak diketahui latar belakang genomnya.
Penggunaan marka DNA pada tanaman jarak pagar telah banyak dilaporkan oleh para peneliti (Agustian 2008; Dewi KP 2008; Maftuchah et al. 2008; Saptadi et al. 2008; Susantidiana et al. 2009; Surahman et al. 2009; Totikonda et al. 2009; Susantidiana 2011).
Penelitian menggunakan teknik RAPD telah banyak dilakukan pada jarak pagar. Susantidiana et al. (2009) melaporkan hasil analisis klaster berdasarkan derajat kemiripan dari 14 aksesi jarak pagar menggunakan penanda RAPD dan morfologi sama-sama menghasilkan lima klaster, tetapi secara morfologi memiliki tingkat kemiripan yang lebih tinggi yaitu 72 %, sedangkan analisis RAPD memiliki tingkat kemiripan yang rendah yaitu 22 %. Teknik RAPD menggunakan primer acak maupun spesifik telah terbukti dapat digunakan sebagai penanda molekuler untuk berbagai karakter agronomi penting. Surahman et al. (2009) juga melaporkan bahwa berdasarkan karakter agronomi koleksi plasma nutfah jarak pagar SBRC memiliki karakter yang cukup besar untuk dimanfaatkan selanjutnya sebagai bahan pemuliaan perakitan varietas unggul jarak pagar.
3 METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan November 2011 hingga Januari 2013, bertempat di Balai Pengkajian Bioteknologi Puspiptek, Serpong dan Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Analisis laboratorium dilakukan di: (1) analisis kadar minyak di Laboratorium Analitik, Balai Pengkajian Bioteknologi, (2) analisis marka molekuler (RAPD) di Laboratorium Teknologi Gen, Balai Pengkajian Bioteknologi, dan Laboratorium Plant Molecular Biology 2, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Materi genetik yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah 16 genotipe jarak pagar yang meliputi 7 genotipe tetua dan 9 genotipe F1 hasil persilangan Susantidiana (2011) (Tabel 1), progeni F2 hasil persilangan Curup x Pidi (CRP x PDI). Genotipe tetua dan F1 yang dipergunakann merupakan koleksi dari Universitas Sriwijaya dan ditanam di kebun koleksi Agro Techno Park (ATP), Palembang.
12
Tabel 1 Materi genetik tanaman tetua dan F1 jarak pagar
No. Kode
15. KMRxKMR Komering x Komering
16. PLGxPLG Palembang x Palembang
Sumber: Susantidiana (2011).
Bahan yang digunakan untuk analisis molekuler (RAPD) dan analisis kadar minyak adalah buffer ekstraksi Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (2x CTAB dan 10% CTAB), Polyvinypyrrolidone (PVP), khloroform: isoamil-alkohol (CIAA) (24:1), buffer TAE 1x pH 8, etanol 96%, alkohol 70%, enzim 10 mg/ml RNAse A, agarose, kertas parafilm, loading dye 6x, 1 kb DNA ladder, etidium bromida, dua puluh primer RAPD, ddH2O, micro tube 1.5 ml, micro tube 2.0 ml, mikro tube 200 μl, pipet tip 10 µl, 100 µl, 1000 µl, kertas saring, kapas bebas lemak dan pelarut n-hexane.
Peralatan yang dipergunakan dalam persiapan bahan tanaman, analisis molekuler dan analisis kadar minyak adalah gunting stek, cutter, bak perendam, plastik sungkup, gunting, micro-pestle, microwave oven, mikropipet berbagai ukuran, mesin nanodrop (ND-1000 v 3.5.2), mesin PCR (Gradient PCR, Takara),
thermostat & shaking bath, mesin sentrifugasi, timbangan, vorteks, inkubator,
electrophoresis plastic tray, gel dryer, chamber elektroforesis, scanner, comb,
sharktooth comb, gel documentation (Alphaimager Mini, Alpha Innotech), labu lemak, alat soxhlet, pemanas listrik, oven, neraca analitik, gegep besi dan
desikator. Alat gelas yang digunakan adalah gelas ukur, labu erlenmeyer 250 ml, 500 ml dan peralatan gelas yang umum digunakan di laboratorium genetika.
Metode Penelitian
Tahap 1 Pendugaan Keragaman Genetik dan Heritabilitas Karakter Morfo-Agronomi Tetua dan F1 Jarak Pagar
Rancangan yang digunakan pada tiap lingkungan adalah rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) satu faktor yaitu genotipe dengan tiga ulangan, dan setiap satuan percobaan terdiri dari 5 tanaman. Model rancangan percobaan yang digunakan menurut Matjjik dan Sumertajaya (2006) adalah sebagai berikut:
13
Dimana :
i = 1, 2, 3,...,16 j = 1, 2, 3
Yij = pengamatan pada perlakuan ke-i dalam kelompok ke-j µ = rataan umum
i = pengaruh perlakuan ke-i βj = pengaruh kelompok ke-j
ij = pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
Data morfologi dan agronomi dianalisis dengan uji F menggunakan program Statistical Analysis System (SAS Institute 2006). Apabila perlakuan berpengaruh nyata pada nilai α = 1% dan 5%, maka pengujian dilanjutkan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) untuk melihat perbedaan nilai tengah peubah diantara genotipe yang diuji.
Persiapan 16 Genotipe Tanaman Jarak Pagar Terseleksi
Enam belas genotipe tetua dan F1 yang dipergunakan diperbanyak secara vegetatif menggunakan teknik ex vitro (Tajuddin et al. 2007). Tahapan perbanyakan tanaman dengan teknik ex vitro menyerupai perbanyakan dengan teknik in vitro, meliputi: (1) penanaman dan pemeliharaan pohon induk, (2) pemilihan dan sterilisasi eksplan, (3) induksi perakaran dan (4) aklimatisasi, pembesaran dan pemeliharaan tanaman hingga tanaman siap ditanam lahan budidaya (Gambar 2) .
Gambar 2 Tahap persiapan tanaman dengan teknik ex-vitro. (a) pemilihan tanaman induk, (b) stek berukuran 10-15 cm, (c) sterilisasi, (d) induksi perakaran, (e) inkubasi dalam ruang mikroklimat, dan (f) inisiasi tunas (g) tanaman berumur 1 bulan, dan (h) perakaran eksplan jarak
Dari tiap genotipe diambil 20 stek berukuran 10 cm–15 cm, menggunakan gunting setek. Setek yang diperoleh selanjutnya ditanam pada polibag ukuran
a b c d
14
12 cm x15 cm berisi campuran tanah dan pasir (vv-1) dengan perbandingan 1:4. Sebelum ditanam pada polibag, stek tanaman jarak terlebih dahulu di sterilisasi dengan fungisida dan bakterisida dan diolesi dengan hormon perangsang akar (bioroot). Polibag yang telah berisi stek tanaman jarak kemudian dimasukkan ke dalam sungkup plastik yang diletakkan di dalam rumah paranet dengan hambatan cahaya 65% selama 4 minggu. Setelah 4 minggu, polibang dikeluarkan dari sungkup dan dibiarkan tetap berada di dalam rumah paranet selama 2 minggu. Setelah 2 minggu, stek jarak yang telah memiliki 4-5 daun dan akar yang cukup banyak dan kuat, dapat dipindahkan ke polibag yang lebih besar dengan ukuran 40 cm x 40 cm. Polibag berisi media tanam yang terdiri dari campuran tanah top soil: pasir: pupuk kandang (vv-1v-1) dengan perbandingan 1:1:1. Sebelum tanaman dimasukkan ke dalam polibag, terlebih dahulu media diberi biofertilizer (mikoriza) sebanyak 10 gram per tanaman. Tanaman jarak yang telah berumur 2-3 bulan, dikeluarkan dari rumah paranet dan dipindahkan ke lapangan terbuka.
Pemeliharaan selanjutnya meliputi penyiraman, pemberian pupuk cair, penambahan kompos dan penyemprotan fungisida atau insektisida. Pemberian pupuk cair dilakukan dua kali dalam seminggu, sedangkan penyemprotan fungisida dan insektisida dilakukan dua kali dalam satu bulan, dan dapat ditingkatkan bila terlihat adanya serangan hama dan penyakit.
Pengamatan karakter morfo-agronomi tanaman jarak pagar dilakukan dengan mengacu pada pedoman Deskriptor Tanaman Perkebunan untuk tanaman jarak kepyar (Ricinus communis L.) yang dimodifikasi untuk jarak pagar (Puslitbangbun 2005) (Lampiran 1). Pengamatan terhadap karakter morfo-agronomi yang diamati adalah:
1. Batang
a. Jumlah cabang produktif (JCP) (diamati pada saat tanaman sudah berbuah) (cm)
b. Tinggi tanaman (TT) (diukur pada minggu ke 8) (cm)
c. Diameter batang (DB) (diukur pada minggu ke 8) (cm) 2. Daun (diamati pada daun ke-10, setelah tanaman berbunga)
a. Panjang daun (PD) (cm)
b. Lebar daun (LD) (cm)
c. Panjang tangkai daun (PTD) (cm)
d. Warna daun (WD)
k. Lapisan lilin tangkai daun (LLTD)
3. Bunga (diamati pada saat tanaman mulai berbunga, pada 3 tandan bunga per tanaman)
a. Umur berbunga (hari)
b. Jumlah bunga betina per tandan (dihitung saat 50 % bunga sudah mekar),
c. Jumlah bunga jantan per tandan (dihitung saat 50 % bunga sudah mekar),
15
4. Buah (pengamatan dilakukan pada 3 buah per tandan pertama tiap tanaman)
a. Waktu terbentuknya buah (hari)
5. Biji (Karakter biji diamati pada biji tandan pertama dari buah yang diambil pada pengamatan 4)
a. Jumlah biji per buah
b. Diameter biji (cm)
c. Panjang biji (cm)
d. Bobot per biji basah per buah
e. Bobot per biji kering per buah
f. Bobot biji basah per tandan (BB)
g. Bobot biji kering per tandan (BK)
Eksraksi kadar minyak. Kadar minyak dianalisis menggunakan metode ekstraksi dengan alat soxhlet (SNI 01-2891-1992)
Cara kerja :
1. Persiapan sampel jarak yang akan diekstraksi. Biji jarak dikupas kulit biji
(shell) nya, karena bagian yang akan diekstraksi adalah daging biji (kernel) nya saja.
2. Kernel jarak dihaluskan, kemudian ditimbang ± 2 g sampel, dicatat bobotnya (A g).
3. Sampel dimasukkan ke dalam selongsong kertas yang telah diberi nomor. 4. Selongsong kertas berisi sampel tersebut dimasukkan ke dalam alat soxhlet
yang telah dihubungkan dengan labu lemak yang berisi batu didih yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya, dicatat bobot labu lemak kosong (B g). 5. Dilakukan ekstraksi dengan 150 ml n-hexane atau pelarut lemak lainnya
selama 5 jam.
6. Ekstrak yang tertampung dalam labu lemak didestilasi, lalu ekstrak lemak yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada suhu 105 ºC selam 1 jam.
7. Ekstrak lemak yang tertampung pada labu lemak, selanjutnya dinginkan dan dtimbang sampai bobot tetap, dicatat bobotnya (C g)
16
Tahap 2 Analisis Kemiripan 16 Genotipe Tetua dan F1 Berdasarkan Penanda Molekuler
Isolasi DNA genom
17
Gambar 3 Tahapan isolasi DNA genom: a) daun muda jarak pagar, b) penggerusan daun, c) fase yang terbentuk setelah penambahan CIAA (24:1), d) pemisahan setelah sentifugasi, e) pembentukan endapan DNA dan f) pelet DNA setelah disentifugasi
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Pada reaksi Polymerase Chain Reaction (PCR), DNA tanaman jarak pagar dipergunakan sebagai cetakan DNA. Pada penelitian ini, enam belas DNA tetua dan F1 jarak pagar diamplifikasi menggunakan 20 primer RAPD yang terdiri dari 10 basa dengan kandungan G+C antara 60-70% (Lampiran 2). Primer yang memberikan pita amplifikasi lebih dari dua dan polimorfik dipilih untuk mengamplifikasi DNA progeni F2 jarak pagar.
DNA jarak pagar diamplifikasi menggunakan KAPA2G Fast PCR Kit dengan komposisi PCR yang digunakan dalam proses PCR meliputi 1 µl DNA template (100 ng/µl), 2.5 µl buffer PCR (buffer A), 0.25 µl 25 mM MgCl2, 0.25 µl 10 mMdNTPmix, 0.05 µl Fast Tag DNA, 5.95 µl ddH2O, dan 1.5 µl primer.
Reaksi amplifikasi dilakukan menggunakan alat PCR Thermal Cycler
(Gradient PCR, Takara) berlangsung selama 45 siklus setelah pra-PCR 5 menit pada 94 ºC. Masing-masing siklus terdiri dari 5 detik 94 ºC untuk denaturasi, 30 detik pada temperatur annealing (TM-4 ºC) untuk penempelan primer pada DNA cetakan, dan 1 menit 72 ºC untuk pemanjangan fragmen DNA. Reaksi amplifikasi diakhiri dengan pasca-PCR selama 10 menit 72 ºC dan pendinginan selama 10 menit 4 ºC.
Elektroforesis untuk Pemisahan Fragmen DNA
Fragmen DNA hasil amplifikasi PCR dapat dipisahkan melalui elektroforesis pada gel agarose 1.5% dengan larutan bufer TAE 1x (2 mM Tris Base, 0.017 M Asam Asetat Glasial, 0,5 M EDTA pH 8). Elektroforesis berlangsung selama 90 menit pada tegangan 90 volt, suhu ruang. Banyaknya produk PCR yang dimasukkan adalah 5 µl ke dalam sumur gel. Sampel yang
a b c
f e
18
dimasukkan ke dalam sumur, tidak ditambahkan loading dye, karena PCR mix nya sudah mengadung loading dye. Berat molekul pita DNA diduga dengan menggunakan DNA standar 100 bp dan 1 kb DNA ladder (Vivantis).
Setelah elektroforesis, gel diwarnai dengan larutan etidium bromida (0.5 µl/ml) selama 10-20 menit, kemudian direndam dalam aquades selama 20 menit untuk menghilangkan etidium bromida yang terikat non spesifik pada gel agarose. Selanjutnya fragmen DNA pada gel di visualisasikan dengan UV transilluminator dan di dokumentasikan dengan Gel Doc (Alphaimager Mini, Alpha Innotech).
Tahap 3 Analisis Korelasi Karakter Morfo-Agronomi di F2 Jarak Pagar
Penelitian yang dilakukan meliputi beberapa tahap kegiatan, yaitu: Pembentukan Populasi F2 (CRP x PDI)
Pemilihan genotipe tetua silangan F1 Curup x Pidi (CRPxPDI) berdasarkan hasil penelitian pada tahap 1. Telah diperoleh dua kandidat genotipe dengan kadar minyak dan bobot biji per tandan yang tinggi (tetua asal Lampung (LMP) dan F1 persilangan Curup x Pidi (CRPxPDI)) yang dapat dipakai sebagai tetua F1 potensial untuk di selfing secara manual. Tahapan persilangan dapat dilihat pada Gambar 4. Untuk menghindari terjadinya penyerbukan oleh bunga jantan dari genotipe lain, maka penyerbukan dilakukan dengan cara selfing
manual. Persilangan tetua CRP x PDI secara selfing dilakukan selama tiga bulan. Persilangan dilakukan pada pagi hari dimulai pukul 06.00 hingga 10.00 WIB.
Gambar 4 Prosedur persilangan tanaman jarak. (a) pemilihan bunga betina, (b) pemilihan bunga jantan, (c) bunga betina dan jantan yang sudah mekar, (d) pengambilan polen dari bunga jantan (e) proses penyerbukan, (f) peyungkupan bunga, (g) pemberian label hasil persilangan, (h) pembentukan bakal buah
a b c d
h g
19
Penyemaian benih F2
Benih F2 yang diperoleh, selanjutnya disemai pada polibag berukuran 12 cm x 15 cm dengan komposisi media tanam tanah top soil: pasir : pupuk kandang (vv-1v-1) (1:1:1). Selanjutnya dilakukan perawatan tanaman yang meliputi penyiraman, pemberian pupuk dan penyemprotan insektisida dan fungisida. Pengamatan daya kecambah benih (%), dihitung setelah tidak ada biji yang berkecambah (setelah dua bulan dipersemaian). Perhitungan daya kecambah benih dilakukan dengan rumus:
Pengamatan terhadap karakter morfo-agronomi populasi F2 dilakukan selama empat bulan difokuskan pada karakter yang diduga berpengaruh langsung terhadap produktivitas biji dan kadar minyak, yaitu karakter batang, buah dan biji. Pengamatan yang dilakukakan berdasarkan kriteria pada pengamatan tahap 1. Analisis kadar minyak dilakukan terhadap enam progeni yang memiliki produktivitas biji yang tinggi dan enam progeni dengan produktivitas biji rendah.
Analisis Data
Analisis Keragaman Genetik Berdasarkan Karakter Morfo-Agronomi di Lapangan
Data kualitatif hasil pengamatan digunakan untuk membuat deskripsi masing-masing genotipe. Data kuantitatif dianalisis menggunakan SAS 9.1 untuk
Analysis of Variance (ANOVA). Hasil ANOVA selanjutnya digunakan untuk analisis parameter genetik, yaitu heritabilitas arti luas (h2bs) dan koefisien keragaman genetik (KKG) yang diduga menggunakan analisis komponen ragam. Analisis ragam dan korelasi antar karakter dengan koefisien korelasi Pearson
diolah dengan menggunakan fasilitas software SAS 9.1. Formulasi analisis varian untuk rancangan acak kelompok lengkap tersaji pada Tabel 2.
20
Pendugaan komponen ragam genetik dilakukan menurut Singh dan Chaudhary (1979):
KTg = kuadrat tengah genotipe KTe = kuadrat tengah error r = ulangan
x = nilai tengah populasi
KKG = koefisien keragaman genetik h2bs = heritabilitas arti luas.
Kriteria KKG yang dipergunakan adalah seperti yang digunakan oleh Alnopri (2004), yaitu: kriteria sempit (0<X<10%), kriteria sedang (10%≤ X ≤ 20%) dan kriteria luas (X>20%), sedangkan kriteria heritabilitas berdasarkan Stansfield (1983) dikelompokkan sebagai berikut: kriteria rendah (0<X≤20%), kriteria sedang (20%<X≤50%) dan kriteria tinggi (50%< X≤100%).
Analisis korelasi digunakan untuk menduga keeratan antar karakter agronomi. Hubungan antar karakter agronomi diestimasi menggunakan formula:
2
21
Analisis Kemiripan Genetik Berdasarkan Marka RAPD
Profil fragmen RAPD yang tampak sebagai pita-pita DNA pada gel agarose diterjemahkan menjadi data biner berdasarkan ada atau tidak adanya pita DNA amplifikasi. Pita dengan ukuran (pasang basa) tertentu yang hanya diamplifikasi pada beberapa individu tanaman disebut dengan pita DNA polimorfik. Sedangkan total pita DNA merupakan keseluruhan pita DNA yang berhasil diamplifikasi oleh setiap primer pada seluruh tanaman.
Pita-pita DNA yang terbentuk dari hasil amplifikasi dianggap sebagai satu karakter. Semua pita DNA dengan laju migrasi yang sama diasumsikan sebagai lokus yang homolog. Data pita DNA diterjemahkan ke dalam data biner dengan ketentuan nilai 0 (tidak ada pita) dan 1 (ada pita). Selanjutnya data biner dari 21 primer RAPD dianalisis menggunakan fasilitas software Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System (NTSYS-pc) versi 2.02 untuk menganalisis kemiripan antar genotipe (matriks jarak genetik) menggunakan Sequential, Agglomerative, Hierarchical and Nested (SAHN)-UPGMA (Unweighted Pair-Group Method, Arithmetic Average) (Rohlf 1998). Jarak genetik dihitung dari selisih nilai persentase kemiripan genetik data RAPD terhadap 100%. Hasil analisis disajikan dalam bentuk dendrogram.
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahap 1 Pendugaan Parameter Genetik dan Korelasi Antar Karakter serta Seleksi Genotipe Berdasarkan Karakter Morfo-Agronomi pada 16 Genotipe Tetua dan F1 Jarak Pagar
22
Tabel 3. Karakter kualitatif daun 16 genotipe jarak pagar
No. Genotipe WD BTD TD TLD WTLD PMD WTD LLTD WTLD=warna tulang daun, PMD=permukaan daun, WTD=warna tulang daun, LLTD=lapisan lilin tangkai daun, HK=hijau kekuningan, HM=hijau kemerahan.
Pengamatan karakter kualitatif daun pada 16 genotipe jarak pagar, tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Hasil pengamatan ini sejalan dengan yang dilakukan oleh Susantidiana (2011) dan Surahman et al. (2009) terhadap karakter daun.
23
Hasil sidik ragam untuk 18 karakter morfo-agronomi yang diamati, disajikan pada Tabel 4. Terdapat 13 karakter morfo-agronomi yang dipengaruhi secara signifikan oleh genotipe. Delapan belas karakter morfo-agronomi tersebut akan dianalisis lebih lanjut nilai keragaman genetiknya.
Pendugaan Ragam Genetik dan Heritabilitas Berdasarkan Analisis Univariate
Salah satu kunci penentu keberhasilan perbaikan genetik karakter harapan yaitu adanya keragaman genetik yang luas pada karakter-karakter tersebut dan diwariskan dengan nilai heritabilitas yang tinggi. Pada penelitian ini, heritabilitas arti luas dapat diduga dengan cara tidak langsung dari pendugaan komponen ragam, diantaranya adalah perhitungan ragam turunan dan perhitungan komponen ragam dari analisis ragam. Ragam fenotipe dan ragam genetik diantara genotipe jarak telah dilaporkan oleh beberapa peneliti untuk beberapa karakter dalam populasi yang berbeda (Ginwal et al. 2005; Kaushik et al. 2007; Rao et al. 2008).
Nilai pendugaan parameter genetik dari 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar ditampilkan pada Tabel 5. Koefisien keragaman genetik adalah nisbah akar kuadrat dari ragam genetik dengan nilai tengah karakter yang bersangkutan. Adanya perbedaaan latar belakang genetik tetua yang luas dapat berpengaruh langsung terhadap besarnya ragam genetik dalam populasi. Tingginya keragaman genetik dalam populasi menandakan dapat dilakukan tahapan seleksi sesuai dengan arah pemuliaan yang diinginkan. Berdasarkan nilai koefisien keragaman genetiknya, delapan belas karakter amatan memiliki keragaman genetik yang sempit sampai luas, dengan kisaran nilai 1.102% hingga 27.042%. Tiga belas karakter amatan memiliki keragaman genetik yang sempit, empat karakter amatan memiliki keragaman genetik yang sedang, dan satu karakter amatan yaitu karakter jumlah biji total per tandan memiliki keragaman genetik yang luas. Sempitnya kisaran nilai KKG yang diperoleh (1.102%-9.024%), mengindikasikan kekerabatan genotipe-genotipe tersebut sangat dekat. Kemungkinan besar, genotipe-genotipe tersebut berasal dari ansestor yang sama.
Heritabilitas adalah perbandingan antara besaran ragam genotipe dengan besaran total ragam fenotipe dari suatu karakter (Baihaki 2000; Syukur et al.
2012). Nilai duga heritabilitas terhadap karakter-karakter yang diamati berkisar antara 15.30% hingga 85.89%. Nilai heritabilitas dikelompokkan menurut Stanfield (1983) yaitu kriteria rendah (0<X≤20%), kriteria sedang (20%<X≤50%) dan kriteria tinggi (50%< X≤100%). Berdasarkan kriteria tersebut, lima belas karakter amatan diduga diwariskan dengan nilai duga heritabilitas yang tinggi dengan kisaran 32.26%-85.89%. Nilai heritabilitas untuk karakter diameter batang dan diameter biji tergolong sedang dengan kisaran 25.69-32.26%. Sedangkan nilai heritabilitas untuk karakter tinggi tanaman tergolong rendah dengan nilai 15.30%. Menurut Wicaksana (2001) karakter yang mempunyai nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik lebih dominan terhadap karakter yang ditampilkan tanaman karena faktor genetiknya memberi sumbangan yang lebih besar dibandingkan dengan faktor lingkungan.
24
Tabel 5 Nilai duga parameter genetik karakter morfo-agronomi16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar
No. Karakter x KTg KTe σ2g σ2f σ2e KKG Kriteria h²bs Kriteria
1 Jumlah cabang produktif 1.03 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 5.02 sempit 56.47 tinggi
2 Tinggi tanaman (cm) 40.46 79.42 67.27 4.05 26.47 8.82 4.97 sempit 15.30 rendah
3 Diameter batang (cm) 1.30 0.04 0.03 0.00 0.01 0.00 4.41 sempit 25.68 sedang
4 Panjang daun (cm) 11.44 2.93 1.11 0.61 0.96 0.33 6.81 sempit 62.24 tinggi
5 Lebar daun (cm) 12.02 1.85 0.58 0.42 0.62 0.21 5.42 sempit 68.71 tinggi
6 Panjang tangkai daun (cm) 13.63 7.86 3.32 1.513 2.62 0.87 9.02 sempit 57.77 tinggi
7 Jumlah buah per tandan 7.85 9.32 4.50 1.61 3.11 1.04 16.15 sedang 51.72 tinggi
8 Bobot per buah (g) 10.46 9.18 5.91 1.09 3.06 1.02 9.98 sempit 35.61 tinggi
9 Diameter buah 9cm) 2.63 0.06 0.04 0.01 0.02 0.01 3.49 sempit 40.90 tinggi
10 Panjang buah (cm) 3.07 0.08 0.03 0.02 0.03 0.01 4.20 sempit 66.25 tinggi
11 Jumlah biji per buah 2.74 0.27 0.10 0.06 0.09 0.03 8.76 sempit 63.59 tinggi
12 Diameter biji (cm) 1.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.10 sempit 32.26 sedang
13 Panjang biji (cm) 1.97 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 2.73 sempit 64.89 tinggi
14 Bobot per biji basah (g) 1.07 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 6.25 sempit 62.38 tinggi
15 Bobot per biji kering (g) 0.65 0.02 0.00 0.01 0.01 0.00 12.05 sedang 85.89 tinggi
16 Jumlah biji total per tandan 17.98 91.78 20.88 23.63 30.59 10.20 27.04 luas 77.25 tinggi
17 Bobot biji kering total per tandan (g)
12.16 32.22 9.54 7.56 10.74 3.58 22.61 sedang 70.40 tinggi
18 Kadar minyak(%) 13.16 17.69 5.40 4.10 5.90 1.97 15.38 sedang 69.48 tinggi
Keterangan: x = nilai tengah, KTg = kuadrat tengah genotipe, KTe = kuadrat tengah error, σ2g = ragam genetik, σ2f = ragam fenotipe, σ2
25
Berdasarkan informasi dugaan keragaman genetik 18 karakter amatan dan nilai heritabilitasnya, seleksi dapat dilakukan pada karakter jumlah biji total per tandan karena memiliki nilai koefisien keragaman genetik yang luas dengan nilai heritabilitas arti luas yang tinggi. Karakter kadar minyak dapat juga dipakai sebagai parameter amatan karena memiliki nilai koefisien keragaman genetik sedang dengan nilai heritabilitas arti luas yang tinggi.
Pendugaan Ragam Genetik Berdasarkan Analisis Multivariate
Hasil analisis keragaman genetik menggunakan pendekatan multivariate
disajikan pada Gambar 5. Nilai koefisien kemiripan 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar berkisar dari 0.97 sampai 1.00, yang artinya memiliki kemiripan 97 hingga 100%. Pada koefisien kemiripan 0.98 dapat dibentuk tiga kelompok utama. Kelompok pertama terdiri dari dua genotipe yaitu Indralaya (IND) dan Komering x Komering ( KMR x KMR), kelompok kedua terdiri dari sebelas genotipe yaitu Pidi (PDI), Curup (CRP), Pidi x Medan (PDI x MDN), Lampung x Lampung (LMP x LMP), Curup x Pidi (CRP x PDI), Komering (KMR), Curup x Medan (CRP x MDN), Lampung (LMP), Palembang x Palembang (PLG x PLG), Pidi x Lampung (PDI x LMP), Indralaya x Indralaya (IND x IND) dan kelompok tiga terdiri dari tiga genotipe yaitu Jogyakarta (JGY), Medan (MDN),
Gambar 5 Dendrogram 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar hasil analisis klaster berdasarkan karakter morfo-agronomi
Berdasarkan dendrogram yang diperoleh, terlihat bahwa sebagian besar genotipe jarak pagar yang dipakai dalam penelitian ini berada pada kelompok dua. Dari hasil yang diperoleh, tanaman F1 PidixMedan (PDIxMDN) dan LampungxLampung (LMPxLMP) memiliki tingkat kemiripan 100%. Tingginya koefisien kemiripan antar genotipe yang diamati¸ sejalan dengan hasil analisis koefisien keragaman genetik yang telah diperoleh.
I
26
Seleksi pada karakter-karakter harapan dapat dilakukan menggunakan dua pendekatan yaitu (1) seleksi langsung menggunakan karakter target seleksi; (2) seleksi tidak langsung menggunakan karakter sekunder. Efektivitas pendekatan seleksi tidak langsung menggunakan karakter sekunder ditentukan oleh keeratan hubungan karakter-karakter tersebut. Keeratan hubungan antar karakter tanaman dianalisis menggunakan analisis korelasi. Karakter tersebut harus mudah diamati, cepat, murah dan tidak bersifat destruktif (Misnen et al. 2012). Penelitian yang dilakukan Kaushik et al. (2007) menunjukkan bahwa berat biji jarak memiliki korelasi positif dengan kandungan minyak. Pada penelitian ini, tidak terlihat adanya korelasi antara berat biji dan kadar minyak. Nilai korelasi antar karakter yang diamati dari 16 genotipe yang diuji disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6 Koefisien korelasi antar karakter vegetatif dan komponen hasil 16
jumlah cabang produktif, PD=panjang daun, LD=lebar daun, PTD=panjang tangkai daun, PBU=panjang buah, JB=jumlah buah, PBI=panjang biji, BB=bobot per biji basah, BK=bobot per biji kering, JBT=jumlah biji total per tandan, BKT=bobot total biji kering per tandan, KM=kadar minyak
Karakter jumlah buah (r = 0.78*) berkorelasi positif sangat nyata dengan
jumlah biji total per tandan dan dengan bobot total biji kering per tandan (r = 0.82*). Karakter panjang biji (r = 0.91*) berkorelasi positif sangat nyata
