BAB I
PENDAHULUAN Latar Belakang
Kakao merupakan salah satu jenis tanaman perkebunan yang telah lama dikembangkan baik oleh masyarakat maupun lahan perkebunan yang dikelola oleh pemerintah. Hal ini disebabkan karena hingga saat ini berbagai produk pangan yang berbahan biji kakao sangat digemari oleh berbagai kalangan masyarakat.
Oleh karena itu permintaan pasar akan tanaman ini terus meningkat dari waktu ke waktu seiring dengan peningkatan pertumbuhan penduduk, baik untuk pasar dalam negeri maupun ekspor ke berbagai negara yang merupakan prod usen makanan berbahan dasar kakao.
Permintaan biji kakao terus meningkat, terutama dari Amerika Serikat dan negara-negara Eropa Barat. Berbagai negara tersebut dikenal sebagai produsen makanan yang menggunakan kakao sebagai bahan dasar utamanya. Indo nesia sebagai salah satu negara produsen perlu memanfaatkan peluang tersebut untuk meningkatkan devisa negara dengan meningkatkan ekspor biji kakao (coklat).
Hal ini menyebabkan terbukanya peluang untuk pengembangan budi daya tanaman ini secara lebih baik, apalagi mengingat Indonesia sebagai salah satu produsen kakao terbesar di dunia (Drenth dan Sendall 2004). Di Indo nesia dibudidayakan dua tipe kakao, yaitu kakao lindak (bulk cocoa) dan kakao mulia (fine flavour cocoa) yang mempunyai harga jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kakao lindak.
Seiring dengan peningkatan permintaan pasar terhadap biji kakao, maka upaya pengembangan budi daya kakao terus dilaksanakan untuk dapat memenuhi tuntutan pasar. Hingga kini lebih dari seratus klon kakao telah dikemba ngkan di berbagai sentra produksi kakao di Indonesia, baik melalui perkebunan rakyat maupun yang dike lola oleh pe merintah da n swasta. Namun demikian upaya pengembangannya masih menemui berbagai kendala, antara lain serangan hama dan penyakit yang dapat menurunkan kualitas serta kuantitas produksi biji kakao.
Berbagai penyakit yang disebabkan oleh patogen dapat ditemukan pada tanaman kakao, salah satunya adalah penyakit busuk buah (black pod) yang disebabk an
oleh Phytophthora palmivora. Penyakit busuk buah ini menyebabkan kerugian yang bervariasi antara daerah satu de ngan yang lainnya ba hka n antar negara.
Secara umum, kerugian antara 20-30% pertahun terjadi akibat penyakit busuk buah pada pertanaman kakao di lapangan (Wood dan Lass 1985).
Untuk mengatasi masalah tersebut maka berbagai upaya terus dilakukan untuk mendapatkan bibit yang unggul dan bermutu. Salah satu upaya yang telah dilakuka n Pusat Penelitian Kop i dan Kakao Indo nesia ada lah de ngan melakukan persilangan antara klon-klon kakao yang resisten terhadap penyakit sebagai tetua donor dengan kon-klon yang berdaya hasil tinggi sebagai tetua penerima. Dengan demikian diharapkan akan diperoleh klon-klon baru yang memiliki perpadua n karakter tersebut. Keberhasilan penyilangan kakao ditentukan oleh pemilihan tetua yang tepat sehingga diperoleh hibrida yang sesuai dengan yang diharapkan.
Berkaitan dengan hal tersebut maka diperlukan informasi yang akurat tentang keragaman genetik p lasma nutfah kakao yang akan dipilih sebagai tetua.
Pemuliaan tanaman untuk mengembangkan varietas kakao unggul yang tahan terhadap P. palmivora sangat penting untuk dilakukan dan perlu mendapatkan perhatian khusus jika Indonesia tetap ingin menjadi produsen besar komoditas ekspor ini. Tersedianya varietas kakao yang resisten terhadap infeksi P.
palmivora membantu meringankan biaya produksi berupa pembelian fungisida
yang harus ditanggung petani produsen, sehingga berpotensi meningkatkan pendapatan. Jika telah dikembangkan, kultivar unggul kakao yang resisten terhadap infeksi P. palmivora dapat menjadi metode terbaik yang tersedia bagi petani produsen kakao di Indonesia untuk mengatasi masalah penyakit busuk buah kakao di lapangan.
Di Indo nesia, arah pe muliaan tanaman kakao ditujukan unt uk mengembangkan kultivar unggul dengan sifat-sifat seba gai berikut : (i) mempunyai potensi daya hasil yang tinggi, (ii) kualitas biji yang bermutu tinggi, dan (iii) tahan terhadap hama (seperti: penggerek buah kakao PBK da n penyakit utama (seperti busuk buah kakao P. palmivora dan vascular streak dieback (Iswanto & Winarno 1992). Program pemuliaan untuk memperoleh kultivar kakao yang resisten terhadap P. palmivora merupakan tujuan kegiatan yang dilakukan di berbagai negara produsen kakao (van der Vossen 1997).
Salah satu upa ya yang telah dikembangkan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao untuk mendapatkan kultivar kakao unggul adalah dengan menggunakan benih hibrida F1. Untuk menghasilkan hibrida F1 unggul yang berproduksi tinggi dan resisten terhadap penyakit busuk buah kakao akibat infeksi P. palmivora perlu digunakan tetua donor yang mempunyai sifat resisten dan tetua penerima yang mempunyai daya hasil tinggi. Untuk mendapatkan tetua tersebut diperlukan identifikasi dan analisis keragaman plasma nutfah kakao dari berbagai sentra produksi kakao di Indonesia.
Analisis keragaman genetik tanaman dapat dilakukan secara morfologi dengan pengamatan langsung terhadap fenotipe maupun dengan menggunakan marka molekuler. Penggunaan marka molekuler memiliki beberapa keuntungan dalam membantu pemuliaan, karena dapat digunakan untuk (1) analisis pautan dan pemetaan genetik, (2) identifikasi genotipe, (3) menduga keragaman genetik dan kekerabatan inter dan antar spesies atau varietas dan juga dapat membantu menjelaskan filogenetiknya (Weising et al. 1995).
Berbagai studi keragaman genetik tanaman kakao telah banyak dilakukan baik secara morfologi maupun pada tingkat molekuler. Berbagai jenis marka molekuler telah digunakan untuk kerakterisasi dan analisis keragaman, serta pemetaan genetik kakao (Lanaud et al. 1999). Pengembangan marka seleksi untuk program pemuliaan tanaman kakao telah mulai dilakukan o leh Schnell et al.
(2007), sementara keragaman genetik kakao dengan menggunakan marka SSR telah dilakukan oleh Zang et al.(2006). Selain itu, beberapa penelitian untuk mempelajari gen- gen ke tahanan kakao terhadap P. palmivora juga telah dilakukan oleh Clement et al. (2003) dan Lanaud et al. (2004).
Dengan menggunakan marka molekuler, diversitas genetik plasma nutfah kakao sebagai calon tetua yang akan digunakan dalam program pemuliaan tanaman akan dapat ditentukan. Untuk meningkatkan kemungkinan didapatkannya kultivar unggul baru, perlu dilakukan persilangan antar dua tetua yang mempunyai jarak genetik yang tinggi. Identitas tetua dengan jarak ge netik yang tinggi dapat diketahui dengan menggunakan marka molekuler, sehingga metode ini dapat meningkatkan efektivitas dan efisiensi program pemuliaan yang akan dilakuka n.
Pendekatan Masalah
Penyakit busuk buah pada kakao yang disebabkan cendawan P. palmivora merupaka n masalah yang sulit untuk dike nda lika n. O leh karena itu cara ya ng paling efektif untuk mengatasi penyakit ini adalah dengan mengembangkan kultivar kakao yang berdaya hasil tinggi dan tahan terhadap penyakit busuk buah.
Berdasarkan hal tersebut maka upaya pemuliaan tanaman kakao terutama diarahkan untuk mendapatkan kultivar unggul yang berdaya hasil tinggi dan mempunyai sifat resisten terhadap hama dan penyakit terutama penyakit busuk buah yang disebabka n P. palmivora. Namun demikian, kemajuan yang didapat untuk mencapai tujuan tersebut masih terbatas. Hal ini disebabkan beberapa permasalahan yang ditemukan, antara lain: (1) Rendahnya keanekaragaman plasma nutfah kakao; (2) Belum dibakukannya metode penapisan (screening) da n metode seleksi (selection) yang efisien; (3) Tidak dilakukannya strategi pemuliaan secara efektif.; (4) Belum tersedianya informasi dasar tentang keragaman genetik dan mekanisme dari sifat resisten terhadap P. palmivora yang ada pada plasma nutfah kakao.
Studi tentang keragaman genetik kakao koleksi internasional telah dilakukan (Zang et al. 2009), akan tetapi hingga saat ini belum ada informasi mengenai ke ragaman genetik p lasma nut fah kakao ko leksi Indo nesia. Berdasarkan hal tersebut, maka perlu tersedia data yang terkait dengan informasi genetik plasma nutfah kakao. Untuk mendapatkan informasi genetik maka perlu dilakukan analisis keragaman genetik tanaman kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao Indonesia, sehingga pemulian tanaman kakao akan lebih terarah. Puslit Kopi dan Kakao Indonesia mengoleksi hampir semua klon kakao yang terdapat di berbagai sentra produksi kakao di Indonesia, sehingga informasi keragaman genetik plasma nutfah kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao ini dapat merepresentasikan keragaman plasma nutfah kakao Indonesia.
Di samping itu telah dikembangkan pula hibrida F1 kakao yang merupakan hasil silangan tetua terpilih. Untuk itu maka perlu dilakukan analisis keragaman genetik hibrida F1 yang dihubungkan dengan tingkat resistensi kakao terhadap infeksi P. palmivora. Dengan demikian akan diperoleh informasi yang
akurat mengenai keterkaitan antara tingkat heterosigositas hibrida F1 dengan resistensinya terhadap P. palmivora.
Terkait dengan sifat resistensinya terhadap penyakit busuk buah yang disebabkan P. palmivora, maka diperlukan informasi mengenai gen-gen ya ng diduga terkait dengan sifat ketahanan kakao terhadap P.palmivora
Tujuan Penelitian
Penelitian ini secara umum bertujuan unt uk mempelajari penggunaan marka molekuler untuk studi ke ragaman genetik kakao. Tujuan tersebut dapa t diuraikan sebagai berikut:
1. Menganalisis keragaman plasma nutfah kakao berdasarkan karakter morfologis dan marker molekuler SSR
2. Menganalisis keragaman hibrida F1 kakao hasil silangan tetua menggunakan marker molekuler SSR
3. Mengana lisis hubungan antara jarak genetik tetua dan bibit hibrida F1 hasil persilangan antar tetua terpilih dengan respon terhadap infeksi P palmivora
4. Isolasi dan karakterisasi fragmen DNA yang diduga terkait dengan sifat resistensi kakao terhadap P. palmivora
5. Menganalisis keragaman hibrida F1 berdasarkan marka RGA yang terkait dengan sifat ketahanan terhadap P. palmivora.
Manfaat Penelitian
Penelitian mengenai keragaman plasma nutfah maupun hibrida kakao ini diharapkan dapat memberikan informasi awal tentang identitas genetik klon-klon kakao yang dapat digunakan sebagai calon tetua. Hasil penelitian diharapk an dapat dimanfaatkan sebagai berikut:
1. Diperoleh katalog marka mor fologis untuk membedakan plasma nutfah kakao.
2. Diperoleh daftar primer yang dapat digunakan untuk analisis marka SSR da n mampu menghasilkan marka molekuler yang polimorfik.
3. Hasil analisis keragaman genetik yang diperoleh dari berba gai plasma nutfah kakao, dapat memudahkan para pemulia tanaman kakao untuk menentukan calon tetua yang digunakan da lam persilangan.
4. Persilangan dari tetua yang telah diketahui karakteristiknya diharapkan akan menghasilkan hibrida F1 yang memiliki karakter unggul.
5. Dengan banyaknya hibrida F1 yang dihasilkan, maka akan menambah keragaman klon kakao, sehingga diperoleh bibit yang berdaya hasil tinggi dan tahan terhadap P. palmivora.
Ruang Lingk up Penelitian
Tujuan akhir da ri pe nelitian ini adalah mendapatkan informasi mengenai klon-klon kakao yang dapat dijadikan tetua dalam persilangan untuk mendapatkan bibit unggul, yaitu kakao yang berdaya hasil tinggi sekaligus tahan terhadap pe nyakit busuk buah yang disebabka n oleh P. palmivora. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan serangkaian penelitian yang meliputi:
I. Analisis keragaman plasma nutfah kakao (Theobroma cacao L.) berdasarkan karakter morfologis dan marka molekuler SSR
II. Hubungan antara heterosigositas hibrida F1 kakao (Theobroma cacao L.) Dengan tingkat resistensinya terhadap Phytophthora palmivora.
III. Isolasi dan karakterisasi fragmen DNA yang diduga terkait dengan sifat resistensi kakao terhadap Phytophthora palmivora
Gambar 1. Bagan alir penelitian untuk mendapatkan klon-klon kakao yang berpotensi sebagai tetua untuk merakit bibit kakao yang berdaya hasil tinggi dan resisten terhadap Phytophthora palmivora
