Validasi Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT. Socfindo Berdasarkan Marka SSR (Simple Sequence Repeats)

(1)

VALIDASI KETURUNAN KELAPA SAWIT MATERIAL GENETIK

PT SOCFINDO BERDASARKAN MARKA SSR

(

SIMPLE SEQUENCE REPEATS

)

T E S I S

Oleh

INDRA SYAHPUTRA

147001014/MAET

PROGRAM MAGISTER AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

VALIDASI KETURUNAN KELAPA SAWIT MATERIAL GENETIK

PT SOCFINDO BERDASARKAN MARKA SSR

(

SIMPLE SEQUENCE REPEATS

)

T E S I S

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister

dalam Program Magister Agroekoteknologi pada Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

Oleh

INDRA SYAHPUTRA

147001014/MAET

PROGRAM MAGISTER AGROEKOTEKNOLOGI

SEKOLAH PASCASARJANA PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Judul Tesis : VALIDASI KETURUNAN KELAPA SAWIT MATERIAL GENETIK PT SOCFINDO BERDASARKAN MARKA SSR (SIMPLE SEQUENCE REPEATS)

Nama Mahasiswa : Indra Syahputra

NIM : 147001014

Program Studi : Magister Agroekoteknologi

Menyetujui, Komisi Pembimbing

(Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si.) (Mohammad Basyuni, S.Hut,M.Si, Ph.D.

Ketua Anggota

)

Ketua Program Studi Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP Dr. Ir. Hasanuddin, MS

(4)

Telah diuji pada

Tanggal : 18 Agustus 2016

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si Anggota : Mohammad Basyuni, S. Hut, M.Si, Ph.D

Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS Dr. Diana Sofia, SP, MP.

(5)

PERNYATAAN

Judul Tesis

VALIDASI KETURUNAN KELAPA SAWIT MATERIAL GENETIK PT SOCFINDO BERDASARKAN MARKA

SSR (SIMPLE SEQUENCE REPEATS)

Dengan ini Penulis menyatakan bahwa Tesis ini disusun sebagai

syarat untuk memperoleh gelar Magister Agroekoteknologi pada

Program Studi Magister Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

adalah benar merupakan karya penulis sendiri.

Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada

bagian-bagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan Tesis ini,

telah Penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma,

kaidah, dan etika penulisan ilmiah.

Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian

Tesis ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam

bagian-bagian tertentum Penulis bersedia menerima sanksi pencabutan

gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi-sanksi lainnya sesuai

dengan peraturan perundangan yang berlaku.

Medan, Oktober 2016

Penulis,

(6)

ABSTRAK

Indra Syahputra, Validasi Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT. Socfindo Berdasarkan Marka SSR (Simple Sequence Repeats). Dibimbing oleh Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si. dan Mohammad Basyuni, S.Hut., M.Si., Ph.D.

Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman penghasil devisa terbesar bagi Indonesia, oleh sebab itu perakitan varietas unggul terus dilakukan. Validasi dengan teknik molekuler dapat membantu proses identifikasi keurunan kelapa sawit dengan hasil yang lebih cepat dan akurat dibandingkan dengan cara konvensional. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kandidat primer yang dapat memvalidasi turunan kelapa sawit, kemurnian genetik dan tingkat keragaman molekuler tanaman kelapa sawit material genetik PT. Socfindo berdasarkan marka SSR. Bahan yang digunakan pada penelitian adalah 5 turunan kelapa sawit material generik PT. Socfindo. Primer yang digunakan pada penelitian ini antara lain mCnCIR0038, mEgCIR0894, mEgCIR3292 dan mEgCIR3663. Analisis data dilakukan dengan menggunakan Softwere Gen Alex 3.0, Power Marker 3.25 dan DARwin 6.0. Kesimpulan penelitian ini menunjukkan bahwa primer mCnCIR0038, primer mEgCIR3785, primer mEgCIR3663 dan primer mEgCIR0257 telah berhasil memvalidasi turunan kelapa sawit material genetik PT. Socfindo, kemurnian genetik berdasarkan empat marka SSR mencapai 95 % sampai dengan 100% dan tingkat keragaman molekuler berdasarkan empat marka SSR sebesar 41.68%.

(7)

ABSTRACT

Indra Syahputra, Validation of Oil Palm Progeny from Genetic Material of PT. Socfindo Based on SSR Marker (Simple Sequence Repeats) supervised by Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si. dan Mohammad Basyuni, S.Hut., M.Si., Ph.D.

Oil palm is the plant's largest foreign exchange earner for Indonesia, therefore the assembly of high-yielding progeny has been continuously done. Validation results with molecular techniques to assist in the identification of oil palm progeny more quickly and accurately than the conventional way. The purpose of this study was to analyze the primer candidate to validate oil palm progeny, genetic purity and genetic diversity at the molecular level from the genetic material of PT. Socfindo based on SSR marker. There were 5 palm genetic materials and 4 primers (mCnCIR0038, mEgCIR0894, mEgCIR3292 dan mEgCIR3663) were used in this research. Gen Alex 3.0, Power Marker 3.25 and DARwin 6.0 were used to analyze data in this research has successfully validated the genetic material of oil palm progeny from the fgenetic material of PT. Socfindo,where genetic purity of SSR markers was achieved 95% to 100% and molecular variance based on four SSR markers of was 41.68%.

(8)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan, Sumatera Utara, pada tanggal 12 April 1964, sebagai anak ke 4 dari 8 bersaudara, pasangan Bapak Mohd. Yusuf Djaya dan Ibu Salbiah. Penulis lulus SMA Negeri 3 Medan pada tahun 1983 dan melanjutkan ke Fakultas Pertanian IPB, Bogor pada tahun yang sama, dan lulus pada tahun 1988.

Penulis pernah bekerja sebagai Marketing Eksekutive di perusahan pestisida PT Agricorn, Bogor pada tahun 1988-1990. Dan sejak 1990 hingga sekarang bekerja di PT Socfin Indonesia, saat ini sebagai Head of Socfindo Seed Production and Laboratories.

Pada tahun 1999, penulis mengikuti Oil Palm Breeding Course di Cirad, Montpellier, Perancis selama 3 bulan. Kemudian pada tahun 2008, penulis menjadi salah seorang anggota team Eksplorasi germplasm kelapa sawit Pemerintah Indonesia dan Konsorsium germplasm sawit ke Kamerun (Afrika) selama 2 bulan.

(9)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini.

Selama melakukan penelitian dan penulisan tesis ini, Penulis banyak memperoleh bantuan moril dan materil dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH. M.Hum., selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Ir. Hasanuddin, M.S., selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Ir Abdul Rauf, M.P. selaku Ketua Program Studi Magister Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si., selaku Ketua Komisi Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penulisan tesis ini.

5. Bapak Mohammad Basyuni, S.Hut. M.Si. Ph.D., selaku Anggota Komisi Pembimbing

6. Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS., Dr. Diana Sofia, SP, MP. Ir. Revandy I.M. Damanik, M.Sc. Ph.D., selaku Komisi Penguji atas saran dan kritik yang diberikan.

yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penulisan tesis ini.

(10)

telah berjuang membesarkan, merawat, dan mendidik penulis selama ini.

8. Mr. Harold Owen Williams yang telah memberikan motivasi kepada Penulis untuk melanjutkan studi S2 karena setelah 25 tahun lebih meninggalkan dunia kampus, dan bekerja di perkebunan kelapa sawit, melanjutkan study S2 rasanya sesuatu yang mustahil.

9. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Magister Agroekoteknologi yang telah membantu Penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.

10. Semua teman-teman yang membantu yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan proposal tesis ini.

Penulis menyadari tesis ini masih banyak memiliki kekurangan dan jauh dari sempurna. Namun, harapan penulis semoga tesis ini bermanfaat kepada seluruh pembaca. Semoga kiranya Tuhan Yang Maha Esa memberkati kita semua. Amin.

Medan, Juli 2016

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Profil Kuantitatif hasil elektroforesis empat marka SSR pada kelapa sawit material genetik PT Socfindo ... 49 2. Karakteristik hasil persilangan tanaman kelapa sawit PT Socfindo

berdasarkan marka SSR ... 57 3. Keragaman alel dan persentase kecocokan alel dengan tetua pada varietas

SL-4642 berdasarkan 4 marka SSR ... 60 4. Keragaman alel dan persentase kecocokan alel dengan tetua pada varietas

(12)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Visualisasi uji kualitas DNA kelapa sawit dari material genetik

PT Socfindo ... 18 2. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit Sampel 1-6 (Persilangan

SL-4642) Socfindo berdasarkan primer mCnCIR0038 ... 21 3. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit Sampel 7-10 (Persilangan

SL-4642), 11-12 (Persilangan SL-4556), Socfindo berdasarkan

primermCnCIR003820 ... 22 4. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 13-20 (Persilangan SL-4556), Socfindo berdasarkan primer mCnCIR0038 ... 23 5. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 21-26 (Persilangan

SL-4543) Socfindo berdasarkan primermCnCIR0038 ... 23 6. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 27-30 (Persilangan

SL-4543), 31-32 (Persilangan SL-4544) Socfindo berdasarkan

primermCnCIR0038 ... 24 7. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 33-40 (Persilangan

SL-4544), Socfindo berdasarkan primer mCnCIR0038 ... 25 8. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 41-46 (Persilangan SL-5332) Socfindo berdasarkan primer mCnCIR0038 ... 26 9. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 47-50 (Persilangan

SL-5332) Socfindo berdasarkan primer mCnCIR0038 ... 27 10. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 1-6 (Persilangan

SL-4642) Socfindo berdasarkan primer mEgCIR0257 ... 28 11. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 7-10 (Persilangan

SL-4642), 11-12 (Persilangan SL-4556), Socfindo berdasarkan primer

mEgCIR0257 ... 28 12. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 13-20 (Persilangan

(13)

13. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 21-26 (Persilangan SL-4543) Socfindo berdasarkan primer mEgCIR0257 ... 30 14. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 27-30 (Persilangan

SL-4543), 31-32 (Persilangan SL-4544) Socfindo berdasarkan primer

SL-4544), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR0257 ... 32 16. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 41-46 (Persilangan

SL-5332) Socfindo berdasarkan primermEgCIR0257) ... 32 17. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 47-50 (Persilangan

SL-4642) Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3663 ... 34 19. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 7-10 (persilangan

SL-4642), 11-12 (persilangan SL-4556), Socfindo berdasarkan

primer mEgCIR3663 ... 34 20. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 13-20 (Persilangan

SL-4556), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3663 ... 35 21. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 21-26 (persilangan

SL-4543) Socfindo berdasarkan primermEgCIR3663) ... 36 22. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 27-30 (Persilangan

SL-4544), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3663I ... 38 24. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 41-46 (Persilangan

(14)

27. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 7-10 (Persilangan SL-4642), 11-12 (Persilangan SL-4556), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3785 ... 41 28. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 13-20 (Persilangan

SL-4556), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3785 ... 42 29. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 21-26 (Persilangan

SL-4543) Socfindo berdasarkan primer 3785 ... 42 30. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 27-30 (Persilangan

SL-4544), Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3785 ... 44 32. Elektroforegram amplifikasi DNA kelapa sawit sampel 41-46 (Persilangan

SL-5332) Socfindo berdasarkan primer mEgCIR3785 ... 45 34. Analisis faktorial Principal Coodinates Analysis (PCoA) pada Kelapa

Sawit material genetik PT Socfindo berdasarkan marka SSR ... 51 35. Dendogram matrix dissimilarity simple matching Kelapa Sawit material

genetik PT Socfindo berdasarkan marka SSR ... 53 36. Visualisasi alel hasil elektroforesis dengan menggunakan polyacrilamid

gel pada hasil keturunan SL-4544 primer mCnCIR0038 ... 66 37. Visualisasi alel hasil elektroforesis dengan menggunakan polyacrilamid

gel pada hasil keturunan SL-5332 primer mEgCIR3663 ... 67 38. Visualisasi alel hasil elektroforesis dengan menggunakan polyacrilamid

gel pada hasil keturunan SL-4544 primer ... 67 39.Produk PCR dengan primer mCnCIR0038pada sampel SL-834, PO-6144

dan 1-6 (SL-4642) ... 77 40.Primer mCnCIR0038 No. Sampel 7-10 (SL-4642), SL-725, PO-5918,

(15)

42.Primer mCnCIR0038 dengan sampel, INB (SL-726), INJ (SL-956), dan 21 – 26 (SL-4543) ... 78 43. Primer mCnCIR0038 sambungan sampel INB (SL-710), INJ (SL-956),

27-30 (SL-4543), 31-32 (SL-4544) ... 79 44.Primer mCnCIR0038 sambungan 33-40 (SL-4544)... 79 45. Primer mCnCIR0038 sampel, INB (LM-12108) , INJ (SL-710) dan 41-46

(SL-5332) ... 80 46.Primer mCnCIR0038 sambungan sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-710),

47-50 (SL-5332), X dan Y ... 80 47.Primer mEgCIR0257 dengan sampel ,INB (SL-834), INJ (PO-6144) dan

1-6 (SL-4642) ... 81 48.Primer mEgCIR0257 dengan sampel 7-10 (SL-4642), INB (SL-725),

INJ (PO-5918) dan 11-12 (SL-4556) ... 81 49. Primer mEgCIR0257 dengan sampel 13-20 (SL-4556) ... 82 50. Primer mEgCIR0257 dengan sampel, INB (SL-726), INJ (SL-956) dan

21-26 (SL-4543) ... 82 51.Primer mEgCIR0257 sambungan sampel, 27-30 (SL-4543), INB SL-710),

INJ (SL-956) dan 31-32 (SL-4544) ... 83 52.Primer mEgCIR0257 sambungan sampel, 33-40 (SL-4544) ... 83 53.Primer mEgCIR0257 sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-710), dan 41-46

(SL-5332) ... 84 54.Primer mEgCIR0257 sambungan sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-710),

47-50 (SL-5332), X dan Y ... 84 55.Primer mEgCIR3663 dengan sampel ,INB (SL-834), INJ (PO-614) dan 1-6

(SL-4642) ... 85 56.Primer mEgCIR3663 dengan sampel INB (SL-725), INJ (PO-5918) , 7-10

(16)

21-26 (SL-4543) ... 86

59.Primer mEgCIR3663 sambungan sampel,INB (SL-710), INJ (SL-956), 27-30 (SL-4543) dan 31-32 (SL-4544) ... 87

60.Primer mEgCIR3663 sambungan sampel,INB (SL-710), INJ (SL-956), 27-30 (SL-4543) dan 31-32 (SL-4544) ... 87

61.Primer mEgCIR3663 sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-710), dan 41-46 (SL-5332) ... 88

62.Primer mEgCIR3663 sambungan sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-710), 47-50 (SL-5332), X dan Y ... 88

63.Primer mEgCIR3785 dengan sampel,INB (SL-834), INJ (PO-6144), 1-6 (SL 4642) ... 89

64.Primer mE/gCIR3785 dengan sampel,INB (SL-725), INJ (PO-5918), 7-10 (SL-4642) dan 11-12 (SL-4556) ... 89

65.Primer mEgCIR3785 sambungan sampel 13-20 (SL-4556) ... 90

66.Primer mEgCIR3785 dengan sampel,INB (SL-726), INJ (SL-956) dan 21-26 (SL-4543) ... 90

67.Primer mEgCIR3785 sambungan sampel,INB (LM-12108), INJ (SL-710), 27-30 (SL-4543) dan 31-32 (SL-4544) ... 91

68.Primer mEgCIR3785 dengan sampel 33-40 (SL-4544) ... 91

69.Primer mEgCIR3785 sampel, INB (LM-12108), INJ (SL-956) dan 41-46 (SL-5332) ... 92

70.Primer mEgCIR3785 sambungan sampel, INB (LM12108), INJ (SL-710), 47-50 (SL-5332), X dan Y ... 92

71.Hasil uji kualitas sampel No.14 – No.28 INJ (Jantan), INB (Betina) ... 93

72.Hasil uji kualitas sampel No.29 – No.43, INJ (Jantan), INB (Betina) ... 93

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Elektroforegram produk PCR primer PCR ... 77

2. Uji kualitas sampel tanaman kelapa sawit material genetik PT. Socfindo ... 93

3. Hasil uji kuantitas kelapa sawit material genetik PT. Socfindo ... 95

4. Keragaman Alel 4 Primer SSR pada kelapa sawit material genetik PT. Socfindo dengan menggunakan Power Marker V3.25 ... 97

5. Jumlah Alel 4 Primer SSR pada kelapa sawit material genetik PT. Socfindo dengan menggunakan Gen Alex V.6.5 ... 97

6. Primer SSR yang digunakan dalam penelitian ... 98

7. Jadwal Kegiatan Penelitian ... 99

8. Pembuatan Larutan Stok ... 100

(18)

DAFTAR ISI

Hal.

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

RIWAYAT HIDUP ... iii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

DAFTAR ISI... xiii

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian ... 3

TINJAUAN PUSTAKA ... 4

Botani Tanaman ... 4

Pemuliaan Kelapa Sawit ... 6

Marka Simple Sequence Repeats (SSR) ... 7

BAHAN DAN METODE ... 10

Tempat dan Waktu Penelitian ... 10

Bahan dan Alat ... 10

Metode Penelitian ... 10

Prosedur Penelitian ... 11

Pengambilan Sampel Daun ... 11

Analisis molekuler. ... 11

Isolasi DNA ... 11

Uji Kualitas DNA ... 13

Uji Kuantitas DNA ... 13

Amplifikasi PCR-Pemilihan Marka Mikrosatelit (SSR) ... 14

Visualisasi Hasil Amplifikasi dengan Marka SSR ... 14

Analisis Data ... 15

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 17

Uji Kualitas Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo ... 17

Uji Kuantitas Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo ... 19

Profil Elektroforesis Pita Hasil Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo ... 20

Profil Kuantitatif Pola Pita Hasil Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo ... 47

Analisis Faktoral Principal Coordinates Analysis (PCoA) Marka SSR ... 50

(19)

Analisis Profil Radial Neighbour-Joining Tree (NJTree) Keturunan Karakteristik Pita Hasil Persilangan Kelapa Sawit Material Genetik

PT. Socfindo ... 56

Kemurnian Hasil Persilangan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo ... 58

Validasi Keturunan Kelapa Sawit Material Genetik PT Socfindo Berdasarkan Marka SSR ... 65

KESIMPULAN DAN SARAN ... 70

Kesimpulan ... 70

Saran ... 70