xiii DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM ... i
PRASYARAT GELAR ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT... v
UCAPAN TERIMAKASIH ... vi
ABSTRAK ... ix
ABSTRACT ... x
RINGKASAN ... xi
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah... 5
1.3 Tujuan Penelitian ... 7
1.4 Manfaat Penelitian ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Distribusi dan Syarat Tumbuh Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.) ... 9
2.2 Identifikasi Morfologi dan Genetik Tanaman Jambu Biji ... 12
2.3 Jenis-jenis Tanaman Jambu Biji ... 16
2.4 Manfaat dan Kandungan Kimia Jambu Biji ... 20
2.5 Teknik Perbanyakan Tanaman Jambu Biji ... 22
2.5.1 Perbanyakan dengan Biji ... 22
2.5.2 Perbanyakan Tanaman dengan Okulasi atau Menempel (Budding) ... 23
2.5.3 Perbanyakan Tanaman dengan Penyusuan (Approach Grafting)... 24
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN ... 29
3.1 Kerangka Berpikir ... 29
3.2 Konsep ... 30
xiv
BAB IV METODE PENELITIAN ... 35
4.1 Tempat dan Waktu Penelitian... 35
4.2 Ruang Lingkup Penelitian ... 35
4.3 Metode Pengumpulan Data ... 36
4.4 Variabel dan Prosedur Penelitian ... 37
4.4.1 Identifikasi Keragaman Morfologi Aksesi Jambu Biji ... 37
4.4.2 Analisis Kandungan Kimia Buah Jambu Biji ... 40
4.4.3 Identifikasi Karakter Genetik Aksesi Jambu Biji ... 44
4.4.4 Teknik Perbanyakan Tanaman ... 47
4.5 Bahan dan Alat Penelitian ... 48
4.6 Analisis Data... 49
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 51
5.1 Hasil ... 51
5.1.1 Karakteristik Morfologi Aksesi Jambu Biji ... 52
5.1.1.1 Karakter Morfologi Bentuk Tajuk dan Warna Batang... 53
5.1.1.2 Karakter Morfologi Daun ... 56
5.1.1.3 Karakter Morfologi Bunga ... 61
5.1.1.4 Karakter Morfologi Buah ... 62
5.1.1.5 Karakter Morfologi Akar ... 68
5.1.2 Kandungan Kimia Buah Aksesi Jambu Biji di Bali ... 71
5.1.3 Karakteristik Genetik Aksesi Jambu Biji di Bali ... 72
5.1.4 Perbanyakan Aksesi secara Vegetatif ... 78
5.2 Pembahasan ... 81
5.3 Nilai Kebaruan ... 96
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 98
6.1 Simpulan ... 98
6.2 Saran ... 99
DAFTAR PUSTAKA ... 100
xv
DAFTAR TABEL
Halaman 4.1 Daftar Primer yang Digunakan dalam Amplifikasi DNA ... 46 5.1 Kode Aksesi Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.) dan Lokasi
Tumbuhnya ... 51 5.2 Nilai Royal Horticultural Society (RHS) Colour Chart Warna Batang
Aksesi Jambu Biji di Bali ... 56 5.3 Rasio Panjang dan Lebar Daun, Bentuk Daun, Ujung Daun, dan Pangkal
Daun Tanaman Jambu Biji ... 58 5.4 Nilai Royal Horticultural Society (RHS) Colour Chart Warna Daun
Aksesi Jambu Biji di Bali ... 59 5.5 Rata-rata Panjang Tangkai Daun, dan Kandungan Klorofil Daun ... 60 5.6 Rata-rata Panjang Tangkai Bunga, Panjang Benang Sari, dan Panjang
Putik ... 62 5.7 Nilai Royal Horticultural Society (RHS) Colour Chart Warna Kulit Buah
Aksesi Jambu Biji di Bali ... 65 5.8 Nilai Royal Horticultural Society (RHS) Colour Chart Warna Daging
Buah Aksesi Jambu Biji di Bali. ... 66 5.9 Rata-rata Diameter, Panjang, Rasio Diameter/Panjang, dan Bentuk Buah
Jambu Biji ... 67 5.10 Rata-rata Berat Buah, Jumlah Biji per Buah, dan Berat Biji per Buah ... 68 5.11 Rata-rata Panjang Akar Utama, Jumlah Akar Sekunder, dan Total Berat
Kering Akar ... 70 5.12 Rata-rata Kandungan Kimia Buah Jambu Biji ... 71 5.13 Kode Aksesi, Nama Lokal, dan Ciri Spesifik Aksesi Jambu Biji Hasil
Eksplorasi ... 90 5.14 Primer RAPD yang Digunakan serta Pita Hasil Amplifikasi ... 91
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Perbanyakan Tanaman dengan Penyusuan ... 26
3.1 Bagan Alir Konsep Penelitian ... 33
4.1 Wadah dan Media Pertanaman yang Siap Ditanami Bibit Jambu Biji untuk Pengamatan Akar ... 40
5.1 Peta Distribusi Aksesi Jambu Biji (Psidium guajava L.) di Bali ... 52
5.2 Tipe Percabangan Aksesi Jambu Biji di Bali ... 54
5.3 Warna Batang Aksesi Jambu Biji di Bali ... 55
5.4 Bentuk Daun Aksesi Jambu Biji di Bali ... 57
5.5 Tampilan Bunga Aksesi Jambu Biji ... 61
5.6 Bentuk Buah Aksesi Jambu Biji di Bali ... 64
5.7 Perakaran Aksesi Jambu Biji Setelah Ditanam di Bak Kaca ... 69
5.8 Amplifikasi DNA dengan Primer OPA 11 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 72
5.9 Amplifikasi DNA dengan Primer OPA 20 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 73
5.10 Amplifikasi DNA dengan Primer OPB 7 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 73
5.11 Amplifikasi DNA dengan Primer OPB 8 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 74
5.12 Amplifikasi DNA dengan Primer OPB 10 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 74
5.13 Amplifikasi DNA dengan Primer OPB 18 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 75
5.14 Amplifikasi DNA dengan Primer OPC 8 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 75
5.15 Amplifikasi DNA dengan Primer OPD 5 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 76
5.16 Amplifikasi DNA dengan Primer OPD 11 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 76
5.17 Amplifikasi DNA dengan Primer OPD 20 Aksesi Jambu Biji Hasil Eksplorasi ... 77
5.18 Dendrogram Keragaman Genetik 12 (dua belas) Aksesi Jambu Biji di Bali Berdasarkan Uji Penanda RAPD ... 78
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Eksplorasi Jambu Biji di Lapangan... 107
2. Aktivitas Pembibitan Jambu Biji ... 108
3. Pengamatan terhadap Akar ... 109
4. Uji Genetik di Laboratorium ... 110
5. Teknik Perbanyakan dengan Penyusuan (Approach Grafting) dan Penempelan (Budding) ... 111
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Buah-buahan merupakan salah satu komoditas hortikultura yang mempunyai nilai ekonomi tinggi, dapat menjadi sumber pendapatan bagi masyarakat dan petani baik berskala kecil, menengah, maupun besar. Buah-buahan memiliki jenis yang beragam dan mengandung berbagai vitamin yang sangat bermanfaat bagi kesehatan manusia. Peningkatan kesadaran masyarakat untuk mengkonsumsi buah-buahan menyebabkan permintaan buah semakin meningkat.
Bali sebagai salah satu daerah tujuan wisata membutuhkan buah untuk memenuhi permintaan hotel dan restoran. Buah-buahan juga sangat dibutuhkan sebagai sarana upacara. Saat hari raya ataupun pelaksanaan upacara keagamaan, permintaan buah-buahan di Bali meningkat. Ketika buah dibutuhkan dalam jumlah banyak, sering terjadi ketersediaannya di pasar tidak mencukupi, sehingga untuk memenuhi permintaan tersebut buah didatangkan dari luar daerah, atau bahkan mengimpor dari negara lain. Hal ini menyebabkan buah-buahan impor mendominasi baik pasar tradisional maupun pasar modern. Tingginya permintaan akan buah impor disebabkan oleh beberapa kelemahan buah lokal, antara lain: mutu buah rendah, ketersediaan terbatas, dan kontinuitas tidak terjaga.
Jambu biji (Psidium guajava L.) adalah salah satu buah lokal nusantara, merupakan tanaman buah jenis perdu yang kepopulerannya di pasaran masih
2
kalah bila dibandingkan buah-buahan impor. Jambu biji mempunyai potensi yang besar untuk dikembangkan dalam rangka pemenuhan gizi masyarakat karena mengandung vitamin C yang tinggi (87 mg dalam 100 g jambu biji), dua kali lebih banyak bila dibandingkan dengan kandungan vitamin C jeruk manis (Parimin, 2007). Selanjutnya Prakash et al. (2002) menyatakan bahwa buah jambu biji dikenal sebagai apel tropis dan sub tropis. Kandungan vitaminnya tinggi (A dan B kompleks) serta kaya akan vitamin C. Jambu biji juga mengandung antoksidan yang tinggi (Yan et al., 2006), yang berfungsi untuk membantu melindungi tubuh dari radikal bebas. Jambu biji dapat dikonsumsi dalam keadaan segar sebagai buah meja, ataupun diolah menjadi sirop, sari buah, selai, jeli, ataupun dodol. Jambu biji mempunyai rasa dan aroma yang khas disebabkan oleh senyawa eugenol serta mengandung senyawa kimia quercentin dari golongan flavonoid yang efektif menaikkan jumlah trombosit dalam darah. Kandungan tanin dalam daun jambu biji mujarab untuk mengatasi diare, gastroenteritis, dan keluhan-keluhan lain yang berhubungan dengan pencernaan (Soedarya, 2010).
Potensi yang dimiliki jambu biji tidak didukung kenyataan di lapangan karena belum dibudidayakan dan dikembangkan secara intensif di Bali. Jambu biji di Bali masih diusahakan secara sporadis dan belum menggunakan teknologi budidaya yang memadai seperti pemilihan jenis yang dibudidayakan, pemeliharaan, hingga penanganan panen dan pascapanen. Kebutuhan bibit untuk budidaya jambu biji sebagian besar masih didatangkan dari Jawa Timur.
3
Perbanyakan tanaman jambu biji secara seksual (perbanyakan dari biji) masih digunakan untuk pembibitan di seluruh dunia, namun menghasilkan banyak variasi pada bibit karena terjadi penyerbukan silang hingga 25-40%, sehingga hasil perbanyakan secara seksual ini lebih banyak digunakan untuk penyediaan batang bawah. Perbanyakan secara vegetatif adalah metode perbanyakan yang efektif untuk menghasilkan jenis dan kualitas tanaman yang baik (Kareem et al., 2013). Perbanyakan secara vegetatif menghasilkan tanaman yang mempunyai sifat sama dengan induknya serta waktu yang dibutuhkan hingga tanaman berbuah menjadi lebih pendek. Perbanyakan vegetatif yang banyak dilakukan pada tanaman jambu biji adalah mencangkok, menempel, dan menyambung. Untuk menghasilkan bibit jambu biji yang baik dalam teknik menempel dan menyambung dibutuhkan batang atas dan batang bawah memiliki sifat unggul. Identifikasi dan karakterisasi berbagai aksesi jambu biji di lapangan dibutuhkan untuk menyeleksi dan menemukan aksesi terbaik yang dapat digunakan sebagai batang atas dan batang bawah.
Sampai saat ini dari sekian banyak jenis jambu biji yang dijumpai di lapangan, data mengenai aksesi unggulan yang ada di Bali belum ada sehingga perlu diadakan penelitian untuk mengidentifikasi aksesi-aksesi jambu biji yang ada. Informasi tentang morfologi dari jenis-jenis jambu biji yang ada di Bali juga belum ada, sehingga menyulitkan dalam menentukan jenis yang baik untuk digunakan sebagai batang bawah dan batang atas pada perbanyakan vegetatif dengan teknik penyusuan. Dari identifikasi dan karakterisasi yang dilakukan maka akan diperoleh aksesi yang memiliki sifat unggul secara morfologi, genetik,
4
dan kandungan kimia. Tidak menutup kemungkinan juga masih ada jenis-jenis lain yang belum dieksplorasi.
Penelitian ini diawali dengan melakukan inventarisasi dan identifikasi morfologi dan genetika terhadap tanaman jambu biji yang ada di Bali. Hal ini dilakukan karena data mengenai keragaman kultivar jambu biji di Bali belum ada (belum ditemukan). Selanjutnya dilakukan analisis laboratorium untuk mengetahui beberapa unsur kimia bermanfaat yang terdapat dalam buah jambu biji hasil eksplorasi. Pengamatan terhadap karakter morfologi juga dilakukan dengan menanam/membiakkan aksesi yang dijumpai di lapangan untuk dapat melihat pertumbuhan akar aksesi yang bersangkutan.
Seiring dengan kemajuan teknologi, untuk menentukan variasi genetik suatu tumbuhan digunakan penanda molekular. Berbagai metode yang sudah dikembangkan antara lain elektroforesis protein, isozim, maupun variasi DNA menggunakan enzim restriksi dan teknik PCR (Polymerase Chain Reaction) guna mendapatkan estimasi variasi genetik pada level molekular. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) merupakan salah satu cara analisis polimorfisme DNA berdasarkan perbedaan fragmen DNA yang dapat diamplifikasi melalui proses PCR dengan menggunakan primer acak (Williams et al., 1990). Dimasukkannya penanda berbasis DNA untuk karakterisasi plasma nutfah memberikan informasi yang lebih mendasar, karena penanda ini tidak terpengaruh oleh lingkungan. Kesimpulan dan interpretasi terhadap aksesi tanaman jambu biji bisa lebih dapat diandalkan (Sanchez-Teyer et al., 2010).
5
Astarini et al. (2004) telah menggunakan penanda RAPD sebagai dasar penyusunan kunci sidik jari DNA pada tanaman kembang kol (Brassica oleracea var. botrytis), sedangkan Pradhan et al. (2004) menggunakan penanda RAPD pada tanaman lobak (Raphanus sativus). Damayanto (2012) menggunakan penanda RAPD untuk melihat keragaman genetik dan kunci sidik jari kultivar salak bali (Salacca zalacca var. amboinensis). Banyaknya tanaman yang telah diidentifikasi berdasarkan penanda RAPD menunjukkan bahwa penanda RAPD berpotensi menjadi penanda molekuler untuk menentukan keragaman genetik, hubungan kekerabatan, dan penyusunan kunci sidik jari tanaman.
1.2 Rumusan Masalah
Di Bali dapat dijumpai banyak kultivar jambu biji. Masing-masing kultivar memiliki keunggulan yang spesifik. Guna mengetahui sifat unggul yang dimiliki oleh masing-masing kultivar jambu biji perlu dilakukan inventarisasi dan identifikasi melalui karakterisasi morfologi, genetik, serta analisis kandungan kimia buah. Informasi mengenai data morfologi, genetik dan kandungan kimia buah untuk kultivar jambu biji yang ada di Bali belum terdata dengan baik. Hasil penelitian ini akan menjadi data base yang bisa digunakan oleh peneliti, pemulia tanaman, maupun masyarakat untuk pengembangan jambu biji ke depan. Setelah mengetahui karakter morfologi, genetik, dan kandungan kimia buah dari jambu biji, maka akan dapat direkomendasikan untuk pengembangan jenis-jenis jambu biji yang mempunyai sifat unggul, baik kualitas maupun kuantitas.
6
Variasi sifat-sifat genetik yang ada pada tanaman jambu biji di Bali akan diamati dengan menggunakan penanda molekuler RAPD. Penanda molekuler ini sudah dilakukan untuk menentukan variasi genetik pada tanaman kembang kol (Brassica oleracea var botrytis), tanaman lobak (Raphanus sativus) dan tanaman salak bali (Salacca zalacca var amboinensis), namun belum pernah dilaporkan untuk tanaman jambu biji yang ada di Bali. Dengan demikian penelitian ini akan menjadi sumber data pertama untuk variasi genetik jambu biji yang ada di Bali dan sangat penting untuk memberikan informasi keragaman plasma nutfah. Selain itu hasil RAPD jambu biji ini dapat digunakan untuk menentukan hubungan kekerabatan diantara kultivar jambu biji yang ditemukan di Bali. Hubungan kekerabatan ini penting untuk pengembangan jambu biji ke depan. Perbaikan sifat-sifat agronomi baik melalui plant breeding maupun secara vegetatif melalui teknik okulasi membutuhkan data hubungan kekerabatan. Tingkat kompatibilitas antara batang bawah dan batang atas yang digunakan meningkat dengan semakin dekatnya hubungan kekerabatan.
Dari uraian yang dikemukakan di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimanakah keragaman morfologi dan genetik pada berbagai aksesi jambu biji yang ada di Bali ?
2. Bagaimanakan komposisi kimia buah pada berbagai aksesi jambu biji yang ada di Bali?
7
3. Aksesi apakah yang memiliki pertumbuhan akar terbaik sehingga terpilih sebagai batang bawah dan aksesi yang memiliki sifat unggul secara agronomi sehingga terpilih sebagai batang atas?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan di atas, tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan keragaman morfologi dan genetik berbagai aksesi jambu biji yang ada di Bali
2. Mendapatkan komposisi kandungan kimia buah aksesi jambu biji yang ada di Bali
3. Mendapatkan aksesi jambu biji dengan pertumbuhan akar terbaik, sehingga dapat dipilih sebagai batang bawah, dan aksesi yang memiliki sifat unggul secara agronomi sehingga terpilih sebagai batang atas
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat akademis yang diperoleh adalah dapat memperluas khasanah pengetahuan tentang berbagai kultivar jambu biji yang ada di Bali, lengkap dengan keunggulan dan kekurangan dari kultivar tersebut. Inventarisasi dan identifikasi yang dilakukan mendapatkan kultivar yang baik untuk dijadikan batang atas yang cocok (compatible) disambungkan dengan batang bawah dari tanaman yang memiliki perakaran yang baik sehingga diperoleh bibit tanaman jambu biji yang baik.
8
Manfaat praktis penelitian ini bagi masyarakat adalah terformulasikan strategi pengembangan produksi bibit jambu biji yang mampu beradaptasi dengan lingkungan, memiliki sifat morfologi dan agronomi unggul, sehingga produktivitasnya tinggi serta kandungan kimia buah yang bermanfaat bagi tubuh, sebagai upaya menjadikan jambu biji sebagai buah unggulan nasional.
