ANALISIS KERAGAMAN GENETIK ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) SUMATERA UTARA MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
Oleh:
AYU OSHIN YAP SINAGA 100301064
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
ANALISIS KERAGAMAN GENETIK ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) SUMATERA UTARA MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
OLEH:
AYU OSHIN YAP SINAGA 100301064/PEMULIAAN TANAMAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
Judul Skripsi :Analisis Keragaman Genetik Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium Dc.) Sumatera Utara Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
Nama : Ayu Oshin Yap Sinaga
NIM : 100301064
Program Studi : Agroekoteknologi
Minat : Pemuliaan Tanaman
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi Luthfi Aziz M. Siregar, SP.,MSc.,PhD Ketua Komisi Pembimbing Anggota Komisi Pembimbing
Mengetahui,
ABSTRACT
AYU OSHIN YAP SINAGA: Genetic diversity analysis of andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) in North Sumatera population based on RAPD markers. Supervised by LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI and LUTHFI AZIZ M. SIREGAR.
The aim of the research was to analyze the genetic diversity of the endemic andaliman in North Sumatera based on RAPD markers.
A total of 30 accessions andaliman originated from the various region in North Sumatera, i.e.: Dairi, Karo Highland, Simalungun. The RAPD analyse was used with 3 random primer: OPH-06, OPC-12 and OPN-03. Theses three primers showed 32 bands, on which 31 were polymorphic (95.23%). Further genetic diversity coefficient and the filogenetic dendogram were obtained using the Darwin 5.05 software. The results showed that 30 accessions of andaliman were clustered in three groups. Each group consisted of the accessions of three regions from different altitudes. There were 30 accessions of three regions studied showed a high genetic diversity.
ABSTRAK
AYU OSHIN YAP SINAGA: Analisis Keragaman Genetik Tanaman Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) Di Sumatera Utara Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). Dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI sebagai ketua komisi pembimbing dan LUTHFI AZIZ M. SIREGAR sebagai anggota komisi pembimbing.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui keragaman genetik andaliman Sumatera Utara berdasarkan marka Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD).
Sebanyak 30 aksesi andaliman, yang berasal dari berbagai daerah di Sumatera Utara, terdiri dari 3 Kabupaten yaitu Dairi, Tanah Karo dan Simalungun. Analisis RAPD dilakukan dengan menggunakan 3 primer acak: OPH-06, OPC-12 dan OPN-03. Ketiga primer tersebut menghasilkan 32 pola pita DNA, dimana 31 dari pita tersebut adalah polimorfik (95,23%). Selanjutnya koefisien keragaman genetik dan dendogram filogenetik diperoleh menggunakan software Darwin 5.05. Hasil ini menunjukkan bahwa 30 aksesi andaliman tersebut dikelompokkan menjadi tiga kelompok. Dalam setiap kelompok terdapat aksesi andaliman yang berasal dari tiga kabupaten tersebut dan dari ketinggian yang berbeda. Artinya setiap aksesi andaliman tidak mengelompok berdasarkan daerah dan ketinggian tempatnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa 30 aksesi dari tiga lokasi menunjukkan keragaman genetik yang tinggi.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Ayu Oshin Yap Sinaga, lahir pada tanggal 08 Agustus 1991 di Sidikalang, Sumatera Utara yang merupakan anak kedua dari lima bersaudara, putri dari Bapak Sabam Yap Sinaga dan Ibu Sorta Tampubolon.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sidikalang dan pada tahun yang sama masuk Fakultas Pertanian USU melalui jalur tertulis Ujian Masuk Bersama Perguruan Tinggi Negeri (UMB-PTN). Penulis memilih Program Studi Agroekoteknologi.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai asisten Laboratorium Morfologi dan Taksonomi Tumbuhan (2012-2014), asisten Laboratorium Anatomi Tumbuhan (2012-2014), asisten Laboratorium Dasar Pemuliaan tanaman (2014) dan asisten Laboratorium Genetika Molekuler (2014). Penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi eksternal di Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Universitas Sumatera Utara (UKM-KMK USU). Penulis adalah anggota Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK).
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya Penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Analisis Keragaman Genetik Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
Sumatera Utara Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)”.
Pada Kesempatan ini Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua Penulis yang telah berjuang membesarkan, membimbing dan mendukung Penulis selama ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Komisi Pembimbing Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi., selaku ketua dan Luthfi Aziz. M. Siregar, SP., M.Sc., PhD., selaku anggota yang telah membimbing dan memberikan arahan kepada Penulis mulai dari penetapan judul, melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini.
Disamping itu, Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Tanoto Foundation yang turut membantu Penulis dalam hal materi, kepada Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran serta staf dan laboran yang telah membantu Penulis dalam penelitian, serta kepada para staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang telah banyak membantu Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Semoga skripsi ini dapat menjadi bahan informasi yang bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Oktober 2014
DAFTAR ISI
Manfaat dan Kandungan Andaliman ... 6
Keragaman Genetik ... 7
Marka RAPD ... 9
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 11
Bahan dan Alat ... 11
Metode Penelitian ... 13
PELAKSANAAN PENELITIAN Pengambilan Sampel Daun ... 14
Isolasi Pemurnian DNA ... 14
Uji Kualitas DNA ... 15
Uji Kuantitas DNA ... 16
Amplifikasi dan Genotiping ... 17
Elektroforesis ... 18
Analisis Data... 19
Penentuan Skoring Marka RAPD ... 19
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil ... 21
Data geografis dan morfologi andaliman ... 21
Uji Kualitas DNA ... 25
Hasil PCR dengan Marka RAPD ... 26
Analisis Hubungan Genetik Andaliman... 29
Pita Spesifik ... 32
Pembahasan ... 35
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 41
Saran ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 42
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Siklus, proses, suhu dan waktu dalam amplifikasi DNA 30 aksesi
andaliman ...18
2. Data sampel 30 aksesi andaliman dari 3 kabupaten ...22
3. Jumlah fragmen DNA dari masing-masing andaliman dan tingkat keinformatifan masing-masing primer RAPD ... 26
4. Pita spesifik hasil skoring amplifikasi dengan primer OPN-03 ...32
5. Pita spesifik hasil skoring amplifikasi dengan primer OPH-06 ...33
6. Pita spesifik hasil skoring amplifikasi dengan primer OPH-06 pada kabupaten Simalungun ... 34
7. Hasil skoring dengan primer OPH-06 ... 56
8. Hasil skoring dengan primer OPN-03 ... 57
9. Hasil skoring dengan primer OPC-12 ... 58
10.Ukuran pola pita dengan primer OPH-06 ... 59
11.Ukuran pola pita dengan primer OPN-03 ... 60
12.Ukuran pola pita dengan primer OPC-12 ... 61
13.Faktorial analisis (PCoA) ... 62
14.Nilai Factorial coordinates ... 62
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Tanaman andaliman ... 5
2. Daun andaliman yang berduri pada tanaman muda ... 5
3. Bagian bawah daun andaliman yang berwarna hijau... 21
4. Bagian bawah daun andaliman yang berwarna hijau kemerahan ... 21
5. Bagian bawah daun andaliman yang berwarna merah...21
6. Profil kualitas DNA genom andaliman dengan gel agarose 0,8% ...25
7. Profil hasil PCR dengan primer OPH-06 pada sampel aksesi andaliman D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, K1, K2, K3 ...27
8. Profil hasil PCR dengan primer OPH-06 sampel aksesi andaliman S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, D13, D14, D15, D16, D17, D18 ...27
9. Profil hasil PCR dengan primer OPC-12 sampel aksesi andaliman D1, D2, D3, D4, D5, D7, D8, D11, K1, K2, K3, S1, S2, S3, S4 ...28
10.Profil hasil PCR dengan primer OPN-03 sampel aksesi andaliman D1, D2, D3, D4, D5, D7, D8, D9, D10, D11, K1, K2, K3, S1, S2 ...28
11.Pohon filogenetik 30 aksesi andaliman dari 3 kabupaten (Dairi, Tanah Karo dan Simalungun) yang dianalisis berdasarkan Matrix Dissimilarity Simple Matching ...29
12.Profil radial neighbor-joining 30 aksesi andaliman dari 3 kabupaten (Dairi, Tanah Karo dan Simalungun) yang dianalisis berdasarkan Matrix Dissimilarity Simple Matching ... 30
13.Faktorial analisis (Principal Coordinate Analysis) aksis 1 (horizontal) dan aksis 2 (vertikal) dengan 3 primer marka RAPD ... 31
14.Tanaman andaliman berumur 4 tahun ... 46
15.Tanaman andaliman berumur 3 tahun ... 46
16.Tanaman andaliman berumur 2 tahun ... 47
17.Tanaman andaliman berumur 1 tahun ... 47
18.Daun muda andaliman (0,3 gram) yang akan digerus ... 48
20.Stok DNA andaliman sebanyak 100 μl ... 48
21.Pencampuran stok DNA + loading dye ... 49
22.Pemasukan stok DNA pada sumur agar ... 49
23.Agarose yang telah siap untuk dielektroforesis ... 49
24.Hasil elektroforesis uji kualitas pada agarose 0,8% ... 50
25.Elektroforesis hasil amplifikasi dengan primer OPC-12 dan primer OPH-06 ... 51
26.Elektroforesis hasil amplifikasi dengan primer OPC-12 ... 51
27.Elektroforesis hasil amplifikasi dengan primer OPH-06 ... 52
28.Elektroforesis hasil amplifikasi dengan primer OPN-03 ... 52
29.Ukuran pasangan basa (base pairs) pada primer OPN-03 ... 53
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Deskripsi pembuatan larutan stok ... 46
2. Gambar sampel aksesi andaliman ... 48
3. Foto isolasi DNA ... 50
4. Foto uji kualitas ... 51
5. Foto hasil amplifikasi DNA andaliman ... 53
6. Profil penentuan ukuran pasangan basa DNA (base pairs) dengan software UVITEC Cambridge FireReader ...55
7. Hasil skoring 3 primer pada 30 sampel andaliman ... 56
8. Tabel ukuran pola pita 3 primer (base pairs) ... 59
9. Faktorial koordinat ... 62
