commit to user IDENTIFIKASI PENANDA
PADI TAHAN WERENG
PROGRAM STUDI AGR FAKULTAS PERTANIAN
i SKRIPSI
PENANDA MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR TAHAN WERENG BERDASARKAN ANALISIS PROTEIN TOTAL
Oleh
Mei Nazilatun Nikmah H0709069
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2013
MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR PROTEIN TOTAL
commit to user IDENTIFIKASI PENANDA
PADI TAHAN WERENG
untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian
PROGRAM STUDI AGR FAKULTAS PERTANIAN
ii
PENANDA MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR TAHAN WERENG BERDASARKAN ANALISIS PROTEIN TOTAL
SKRIPSI
untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian
di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret
Oleh
Mei Nazilatun Nikmah H0709069
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2013
MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR PROTEIN TOTAL
commit to user iii
Halaman Pengesahan Skripsi
SKRIPSI
IDENTIFIKASI PENANDA MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR PADI TAHAN WERENG BERDASARKAN ANALISIS PROTEIN TOTAL
Mei Nazilatun Nikmah H0709069 Pembimbing Utama Dr. Ir. Supriyadi, MS. NIP. 19580813 198503 1 003 Pembimbing Pendamping Dr. Ir. Parjanto, MP. NIP. 19620323 198803 1 001 Surakarta, ………
Fakultas Pertanian UNS Dekan
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS. NIP. 19560225 198601 1 001
commit to user iv
Halaman Persetujuan Skripsi
SKRIPSI
IDENTIFIKASI PENANDA MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR PADI TAHAN WERENG BERDASARKAN ANALISIS PROTEIN TOTAL
yang dipersiapkan dan disusun oleh Mei Nazilatun Nikmah
H0709069
telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal: ……… dan dinyatakan telah memenuhi syarat
untuk memperoleh gelar (derajat) Sarjana Pertanian Program Studi Agroteknologi
Susunan Tim Penguji:
Ketua Dr. Ir. Supriyadi, MS. NIP. 195808131985031003 Anggota I Dr. Ir. Parjanto, MP. NIP. 196203231988031001 Anggota II Dr. Ir. Supyani, MP. NIP. 196610161993021001
commit to user v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kita panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan kasih dan karunia-Nyalah, saya selaku mahasiswa dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Identifikasi Penanda Molekular Beberapa Kultivar Padi Tahan Wereng Berdasarkan Analisis Protein Total” ini tepat pada waktunya.
Skripsi ini tidak akan berjalan dengan baik tanpa bantuan dari pihak lain Oleh karena itu, pada kesempatan ini saya selaku penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak, khususnya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, MS. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Ir. Hadiwiyono, MSi. selaku Ketua Program Studi Agroteknologi Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Ir. Ato Sulistyo, MP. selaku Pembimbing Akademik saya yang telah memberikan bimbingan, petunjuk serta saran yang sangat berguna hingga penyusunan skripsi ini terselesaikan.
4. Dr. Ir. Supriyadi, MS. selaku Pembimbing Utama saya yang telah memberikan bimbingan, petunjuk serta saran yang sangat berguna hingga penyusunan skripsi ini terselesaikan.
5. Dr. Ir. Parjanto, MP. selaku Pembimbing Pendamping saya yang telah memberikan bimbingan, petunjuk serta saran yang sangat berguna hingga penyusunan skripsi ini terselesaikan.
6. Dr. Ir. Supyani, MP. selaku Pembahas saya yang telah memberikan bimbingan, petunjuk serta saran yang sangat berguna hingga penyusunan skripsi ini terselesaikan.
7. Orang tua penulis yang telah memberikan dukungan secara materiil dan moril. 8. Teman-teman Keluarga Besar Agroteknologi 2009 “KETAN” dan Keluarga
Kecil Agroteknologi B yang telah memberikan dukungan dan semangat. 9. Teman-teman Minat Perlindungan Tanaman yang telah memberikan dukungan
dan semangat.
Penulis menyadari, dalam penulisan ini masih terdapat ketidak sempurnaan oleh karena terbatasnya pengetahuan dan kemampuan yang penulis miliki. Untuk
commit to user vi
itu dengan senang hati penulis menerima kritik maupun saran yang membangun dari para pembaca.
Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi para pembaca sekalian.
April, 2013
commit to user vii DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ... iv DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
RINGKASAN ... xi
SUMMARY ... xii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Perumusan Masalah ... 2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Tanaman Padi (Oryza sativa) ... 4
B. Wereng Coklat (Nilaparvata lugens Stall.) ... 6
C. Analisis Marka Protein Total ... 8
III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 12
B. Bahan dan Alat Penelitian ... 12
C. Pelaksanaan Penelitian ... 12
D. Analisis Data ... 16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Profil Pita Protein Beberapa Kultivar Padi ... 17
B. Kemiripan Ekspresi Genetik Beberapa Kultivar Padi ... 30
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 36
B. Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 37
LAMPIRAN ... 41
commit to user viii
Nomor Dalam Teks Halaman
1. Data Biner Profil Pita Protein Total Beberapa Kultivar Padi Tanpa Investasi Wereng Coklat ... 24 2. Data Biner Profil Pita Protein Total Beberapa Kultivar Padi
Investasi Wereng Coklat ... 26 3. Data Biner Profil Pita Protein Total Beberapa Kultivar Padi yang
commit to user ix
DAFTAR GAMBAR
Nomor Dalam Teks Halaman
1. Profil Pita Protein Total Beberapa Kultivar Padi ... 19
2. Zimogram Pita Protein Beberapa Kultivar Padi ... 21
3. Dendogram-UPGMA berdasarkan Profil Pita Protein Beberapa Kultivar Padi Tanpa Investasi Wereng Coklat Asal Klaten ... 30
4. Dendogram-UPGMA berdasarkan Profil Pita Protein Beberapa Kultivar Padi Investasi Wereng Coklat Asal Klaten ... 32
5. Dendogram-UPGMA Beberapa Kultivar Padi berdasarkan Profil Pita Protein ... 34
Dalam Lampiran 6. Rumah Kasa ... 45
7. Kotak Rearing Wereng Coklat ... 45
8. Pemindahan Wereng Coklat ... 45
9. Pakan Wereng Coklat ... 45
10. Pembibitan Padi ... 45
11. Penanaman Padi ... 45
12. Wereng Coklat Klaten ... 46
13. Penyungkupan ... 46
14. Pengambilan Sampel ... 46
15. Laboratorium Mikrobiologi II, PAU, UGM Yogyakarta ... 46
16. Peralatan Ekstraksi Protein ... 46
17. SDS-PAGE Vertical ... 46
18. Mesin Mini Protean-II Elektroforesis ... 47
19. Penggerusan Sampel Daun Padi ... 47
20. Proses Sentrifugasi ... 47
21. Supernatan Hasil Sentrifugasi ... 47
22. Perebusan sampel ... 47
23. Running Protein ... 48
commit to user x
25. Destaining (Pelunturan Cat) ... 48 26. Visualisasi Pita pada Lampu Visible ... 48 27. Proses Pengeringan Gel Elektroforesis dengan Plastik Kaca ... 48
commit to user xi
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Deskripsi Padi Kultivar Cisadane ... 41
2. Deskripsi Padi Kultivar IR-26 ... 42
3. Deskripsi Padi Kultivar IR-42 ... 43
4. Deskripsi Padi Kultivar Inpari 13 ... 44
5. Gambar 6. Rumah Kasa ... 45
6. Gambar 7. Kotak Rearing Wereng Coklat ... 45
7. Gambar 8. Pemindahan Wereng Coklat ... 45
8. Gambar 9. Pakan Wereng Coklat ... 45
9. Gambar 10. Pembibitan Padi ... 45
10. Gambar 11. Penanaman Padi ... 45
11. Gambar 12. Wereng Coklat Klaten ... 46
12. Gambar 13. Penyungkupan ... 46
13. Gambar 14. Pengambilan Sampel ... 46
14. Gambar 15. Laboratorium Mikrobiologi II, PAU, UGM ... 46
15. Gambar 16. Peralatan Ekstraksi Protein ... 46
16. Gambar 17. SDS-PAGE Vertical ... 46
17. Gambar 18. Mesin Mini Protean-II Elektroforesis ... 47
18. Gambar 19. Penggerusan Sampel Daun Padi ... 47
19. Gambar 20. Proses Sentrifugasi ... 47
20. Gambar 21. Supernatan Hasil Sentrifugasi ... 47
21. Gambar 22. Perebusan sampel ... 47
22. Gambar 23. Running Protein ... 48
23. Gambar 24. Staining (Pengecatan Gel) ... 48
24. Gambar 25. Destaining (Pelunturan Cat) ... 48
25. Gambar 26. Visualisasi Pita pada Lampu Visible ... 48
commit to user xii
RINGKASAN
IDENTIFIKASI PENANDA MOLEKULAR BEBERAPA KULTIVAR PADI TAHAN WERENG BERDASARKAN ANALISIS PROTEIN TOTAL.
Skripsi: Mei Nazilatun N (H0709069). Pembimbing: Supriyadi, Parjanto. Program Studi: Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta.
Padi merupakan tanaman pangan yang sangat penting bagi masyarakat Indonesia. Hama wereng coklat merupakan salah satu hama penting tanaman padi. Pengendalian hama yang dilakukan dengan pemanfaatan varites unggul tahan wereng mengakibatkan munculnya biotipe baru wereng coklat. Tetapi, hubungan dan respon dari kultivar tahan melawan hama wereng coklat masih belum terungkap. Ekspresi respon tanaman terhadap serangan wereng coklat mungkin terlihat pada aspek molekuler, yakni ekspresi gen dalam bentuk protein total. Oleh karena itu, muncul suatu pemikiran untuk mengidentifikasi profil protein total dalam beberapa kultivar tanaman padi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon kultivar tahan tanaman padi melawan serangan hama wereng coklat berdasarkan marka protein.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2012 sampai dengan bulan Desember 2012 yang bertempat di Laboratorium Hama dan Penyakit Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Laboratorim Mikrobiologi II, Pusat Antar Universitas (PAU), Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Penelitian ini meliputi penanaman padi kultivar rentan (Cisadane) dan kultivar tahan (IR26, IR42 dan Inpari 13) dengan dua ketentuan yaitu diinvestasi wereng coklat dan tidak diinvestasi wereng coklat. Sampel daun padi diambil untuk dianalisis molekuler berdasarkan marka protein total dengan metode SDS-PAGE. Elektroforesis protein menghasilkan rangkaian pola pita protein yang disajikan dalam bentuk zimogram. Kemudian ditabulasi secara kuantitatif dengan kemunculan pita bernilai 1 dan ketidak munculan bernilai 0 untuk menghasilkan dendogram dengan program NTSYS metode UPGMA.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan profil pita protein antara tanaman padi yang terserang wereng dan tidak, serta antara kultivar tahan dan rentan, khususnya pada pita protein 50 kDa. Ketebalan pita protein 50 kDa pada tanaman padi yang terinfestasi wereng berbeda jelas dengan profil pita tanaman padi tidak terserang. Oleh karena itu, pita protein total 50 kDa tersebut potensial untuk digunakan sebagai penanda adanya serangan wereng coklat pada tanaman padi dan penanda tanaman tahan atau rentan terhadap serangan wereng.
commit to user xiii SUMMARY
MOLECULAR MARKER IDENTIFICATION OF SOME BROWN PLANT HOPPER RESISTANT RICE CULTIVARS BASED ON TOTAL PROTEIN PATTERN. Thesis-S1: Mei Nazilatun N (H0709069). Advisers: Supriyadi,
Parjanto. Study Program: Agrotechnology, Faculty of Agriculture, University of Sebelas Maret (UNS) Surakarta.
Rice is an important food crop for the people of Indonesia. Brown plant hopper is one of the key pest in rice plant. Control of the pest by using the leafhopper resistant varieties could induce a new brown plant hopper biotype. However, the relation and the resistant cultivar respond to against the brown plant hopper have not revealed yet. The expression of plant respond to against brown plant hopper may be seen on the molecular aspects, namely the expression of genes in the form of total protein. Therefore, there is an idea to identify the respond of the resistant cultivar to against brown plant hopper by using protein pattern. This study aims to determine the respond of the resistant cultivar to against brown plant hopper (N. lugens) by using protein pattern.
The research was conducted in October 2012 to December 2012 that took place in the Laboratory of Plant Pests and Diseases of the Faculty of Agriculture, University of Sebelas Maret (UNS) Surakarta and Laboratorim of Microbiology II, Inter-University (PAU), Gadjah Mada University in Yogyakarta. This study includes the planting of susceptible rice cultivars (Cisadane) and resistant cultivars (IR26, IR42 and Inpari 13) with two conditions, that are the brown plant hopper infested and not infested by brown plant hopper. Rice leaf samples were taken for analysis of molecular markers based on total protein by SDS-PAGE method. Electrophoretic protein banding pattern produced a series of proteins that are presented in the form of zimogram. Then tabulated quantitatively with the emergence of bands 1 and the lack of value is 0 to generate a pop-up with the program NTSYS dendogram UPGMA method.
The result shows that there is a protein profile pattern difference between rice plant that infested and non-infested by brown plant hopper, and also between resistant cultivars and susceptible cultivar, especially in 50 kDa protein band. The 50 kDa protein band of rice cultivars that are infested by brown plant hopper is different clearly from the non-infested rice cultivars protein band. Therefore, 50 kDa protein band is potential to be used as an identifying mark of brown plant hopper attack and also as tenacity level mark.
