SKRIPSI OLEH : RIKA HARDIANTI /PEMULIAAN TANAMAN

(1)

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK TANAMAN KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) VARIETAS MTG (Moderat Tahan Gano) BERDASARKAN

PRIMER SSR (Simple Sequence Repeats)

SKRIPSI

OLEH :

RIKA HARDIANTI

110301048/PEMULIAAN TANAMAN

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

(2)

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK TANAMAN KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) VARIETAS MTG (Moderat Tahan Gano) BERDASARKAN

PRIMER SSR (Simple Sequence Repeats)

SKRIPSI

OLEH :

RIKA HARDIANTI

110301048/PEMULIAAN TANAMAN

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Dapat Memperoleh Gelar Sarjana di Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara, Medan

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

(3)

Judul : Analisis Keragaman Genetik Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq.) Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) Berdasarkan Primer SSR (Simple Sequence Repeats)

Nama : Rika Hardianti

NIM : 110301048

Prodi : Agroekoteknologi Minat Studi : Pemuliaan Tanaman

Disetujui oleh:

Komisi Pembimbing

(Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si) (Ir.MbueKata Bangun, MS)

Ketua Anggota

Mengetahui,

(Prof. Ir. T. Sabrina, M.Sc. ) Ketua Program Studi Agroekoteknologi

(4)

i ABSTRACT

RIKA Hardianti: Genetic diversity analysis of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) Varieties MTG (Moderat Tahan Gano) Based Primer SSR (Simple Sequence Repeats), supervised by Lollie AGUSTINA P.PUTRI and MBUE K.

BANGUN.

The aimed of this research was to determine the pattern of DNA bands MTG plant oil palm varieties (Moderate Tahan Gano) with SSR markers (SSR primer FR-1, FR 3745, FR 0783 and FR 0779). This research was conducted in the Laboratory of Plant Tissue Culture, Agriculture Faculty , University of Sumatra Utara and the Laboratory of Molecular Bio PT. Socfin Indonesia SSPL Bangun Bandar, Dolok Masihul, Serdang Bedagai, Sumatra Utara, from February to August 2016.

Individuals were observed as many as 27 samples of oil palm crop varieties MTG issued by PT. Socfin Indonesia using SSR markers. Coefisisen calculation of genetic diversity and the establishment of dendogram done with the help of program DARWIN 5:05.The results showed that of the 27 samples of oil palm varieties MTG analyzed using four primer selected (SSR primer FR-1, FR 3745, FR 0783 and FR 0779) resulted polymorphic percentage of 100% to as much as 16 total DNA banding pattern. The size of the DNA that produced a varied range between 193 to 391 bp. From the 27 DNA samples were analyzed, 13 DNA samples that can be processed in software, because there are some samples that are not amplified so it does not meet the standardized presentation. The group's analysis of 13 DNA samples of palm oil showed high genetic diversity by having three main groups, each consisting of two subgroups.

Keywords: genetic diversity, oil palm varieties of MTG, SSR markers.

(5)

ii ABSTRAK

RIKA HARDIANTI : Analisis Keragaman Genetik Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq.) Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) Berdasarkan Primer SSR (Simple Sequence Repeats), dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan MBUE K. BANGUN.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola pita DNA tanaman Kelapa Sawit Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) dengan marka SSR (primer FR SSR-1, FR 3745, FR 0783 dan FR 0779). Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Bio Molekuler PT. Socfin Indonesia SSPL Bangun Bandar, Dolok Masihul, Serdang Bedagai Sumatera Utara, dimulai dari bulan Februari sampai Agustus 2016.

Individu yang diamati sebanyak 27 sampel tanaman Kelapa Sawit Varietas MTG yang dikeluarkan oleh PT. Socfin Indonesia menggunakan marka SSR.

Perhitungan koefisisen keragaman genetic dan pembentukan dendogram dilakukan dengan bantuan program DARwin 5.05. Hasil penelitian menunjukan bahwa dari 27 sampel kelapa sawit Varietas MTG yang dianalisis dengan menggunakan 4 primer terpilih (primer FR SSR-1, FR 3745, FR 0783 dan FR 0779) menghasilkan persentase polimorfik 100 % dengan sebanyak 16 total pola pita DNA. Ukuran pita DNA yang di hasilkan bervariasi berkisar antara 193 sampai 391 bp. Dari 27 sampel DNA yang dianalisis, 13 sampel DNA yang dapat diproses software, karena ada beberapa sampel yang tidak teramplifikasi sehingga tidak memenuhi persentasi yang distandarkan. Analisis kelompok dari 13 sampel DNA kelapa sawit menunjukan Keragaman genetik yang tinggi dengan memiliki 3 kelompok utama yang masing-masing terdiri dari 2 subkelompok.

Kata Kunci : kelapa sawit Varietas MTG, keragaman genetik, marka SSR.

(6)

iii

RIWAYAT HIDUP

Rika Hardianti dilahirkan di Desa Sumber padi, Lima Puluh 06 Oktober 1993 dari ayahanda Timbul dan ibunda Jumiyem. Penulis merupakan putri ketiga dari tiga bersaudara.

Pendidikan formal yang pernah ditempuh adalah SD Negeri 010202 di Desa Sumber Padi lulus pada tahun 2005, SMP Negeri 5 Lima Puluh lulus pada tahun 2007 dan tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Air Putih dan pada tahun yang sama lulus seleksi penerimaan mahasiswa baru melalui SNMPTN Jalur Ujian Tertulis (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) pada program studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis berkesempatan membantu dosen sebagai asisten dalam menjalankan pratikum Dasar Ilmu Tanah pada tahun 2012 dan Genetika Molekuler pada tahun 2016. Selain itu penulis merupakan anggota dalam organisasi HIMAGROTEK.

Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT Tolan Tiga Indonesia (SIPEF) Kebun Tolan Estate, Aek Nabara, Labuhan Batu Selatan dari Juli – Agustus 2015.

(7)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan Rahmat-NYA penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Analisis Keragaman Genetik Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq.) Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) Berdasarkan Primer SSR (Simple Sequence Repeats)” yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di

Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr.Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si selaku Ketua Komisi Pembimbing dan

Bapak Ir. Mbue Kata Bangun, MS selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberi bimbingan, arahan, petunjuk, saran serta kepercayaan dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar- besarnya kedua orang tua tercinta, Ayahanda Timbul dan Ibunda Jumiyem atas doa, dan semua dukungannya kepada penulis. Kepada Kakak saya Murni dan Tim Hartina dan abang Mulyadi ST, kakak Sri Harsuli Prastiwi, A.Md atas dukungan dan motivasinya.

Di samping itu ucapan terima kasih penulis kepada Abangda Arnen Pasaribu SP, MP yang telah memberi berbagai masukan dan diskusi kepada penulis, Laboran Kultur Jaringan kakak Asni, SP. Penulis juga berterima kasih

kepada. Bapak Ir.Indra Syahputra, MP, Bapak Dadang Afandy, SP, Bapak Deni Arifiyanto, SP, MP, atas izin dan kesempatan untuk melakukan

kegiatan penelitian dan pemakaian alat laboratorium Bio Molekuler Socfindo SSPL Bangun Bandar, kepada kak Rafika Tri Windari, A.Md atas bantuannya

(8)

v

untuk tinggal bersama di rumah karyawan socfindo, kepada kak Pipit Kumala Sari dan Om Hanafi serta kak Ainun Zariah, SP, kak Halimahtusyadiah, SP atas bantuan dan kebersamaannya selama di Laboratorium Serta karyawan/ pihak yang terlibat. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Larosa Harahap SP, Desi Simanjuntak, SP, Nuraminah Nasution, SP, Nurhadi Satrio, SP, Sri Datul Marwiyah, SP, Dini Rizkita P, SP, Heru Ibnu Lestari, SP, dan teman-teman stambuk 2011 Agroekoteknologi Pemuliaan Tanaman, kepada teman kos Warung Teteh Iqbal Heryanto, Rizky F Roberto ST, Indra R Gultom,. Kepada Adik Dian Arvita, SP, Ana Christin Simbolon, SP, Desi Rismayuli, SP dan Alexander M.Luthfi, SP selama melakukan penelitian bersama, Adik stambuk 2012 dan stambuk 2013 Pemuliaan Tanaman yang tidak dapat disebut satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan skripsi dimasa yang akan datang.

Medan, November 2016

Penulis

(9)

vi DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

RIWAYAT HIDUP ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... x

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 01

Tujuan Penelitian ... 04

Kegunaan Penelitian ... 04

TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman ... 05

Pemuliaan Kelapa Sawit ... 10

Keragaman Genetik... 12

Marka SSR ... 15

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 16

Bahan dan Alat Penelitian ... 17

Analisis Data ... 18

PELAKSANAAN PENELITIAN Pengambilan Sample ... 20

Isolasi DNA ... 20

Uji Kuantitas ... 20

Uji Kualitas ... 21

Amplifikasi ... 21

Elektroforesis ... 23

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ... 20

Uji Kualitas ... 21

Profil Pita Hasil Amplifikasi PCR-SSR ... 23

Pembahasan ... 23

(10)

vii KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ... 20

Saran ... 20

DAFTAR PUSTAKA ... 38

LAMPIRAN ... 45

(11)

viii

DAFTAR TABEL

No. Hal

1. Primer SSR yang digunakan dalam Penelitian ... 22

2. Proses Amplifikasi PCR ... 22

3. Hasil Uji Kuantitas ... 24

4. Deteksi Pita yang Berbeda pada Hasil Amplifikasi PCR-SSR ... 31

5. Jumlah fragmen DNA dan Tingkat Keinformatifan ... 33

6. Hasil Amplifikasi primer yang digunakan ... 33

(12)

ix

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

1. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG I ... 25 2. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG II ... 26 3. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR SSR-1(T1-T15). ... 27 4. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer fr 3745 (T1-T15). ... 28 6. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR 3745(T16-T27). ... 28 7. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR 0783 (T1-T19). ... 29 8. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR 0779(T11-T27). ... 30 11 Profil Pita yang diukur dengan software UVITEC Cambridge. ... 31 12. Pohon Filo Genetik 27 Kelapa Sawit Varietas MTG berdasarkan Matrix

Dissimilarity Simple Matching. ... 34 13. Profil Radial neighbor-joining 27 Tanaman Varietas MTG Kelapa Sawit

berdasarkan Matrix Dissimilarity Simple Matching . ... 35 14. Faktorial Analisis Principal Coordinate Analysis (PCoA) aksis 1 (Horizontal)

dan aksis 2 (Vertikal) ... 36

(13)

x

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

1. Pembuatan Larutan Stok dan Buffer ... 45

2. Hasil Elektroforesis Primer SSR ... 47

3. Profil Penetuan Ukuran Pasangan Basa DNA (base pair) dengan Software UVITEC Cambridge ... 50

4. Hasil Uji Kuantitas dengan UV-Spektrofotometer ... 51

5. Data Ukuran Pita DNA. ... 52

6. Primer Mikrosatelit yang digunakan dalam Penelitian ... 54

7. Data Skooring... 55

8. Data Factorial Coordinates. ... 56

9. Data Matriks Jarak Ketidaksamaan Genetik. ... 57

10. Proses Isolasi DNA. ... 58

11. Proses PCR-SSR. ... 59

12. Proses Elektroforesis hasil PCR-SSR. ... 60

13. Gambar Kegiatan Penelitian. ... 61

14. Gambar Sampel Daun Muda Kelapa Sawit Varietas MTG. ... 62

(14)

i ABSTRACT

RIKA Hardianti: Genetic diversity analysis of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) Varieties MTG (Moderat Tahan Gano) Based Primer SSR (Simple Sequence Repeats), supervised by Lollie AGUSTINA P.PUTRI and MBUE K.

BANGUN.

The aimed of this research was to determine the pattern of DNA bands MTG plant oil palm varieties (Moderate Tahan Gano) with SSR markers (SSR primer FR-1, FR 3745, FR 0783 and FR 0779). This research was conducted in the Laboratory of Plant Tissue Culture, Agriculture Faculty , University of Sumatra Utara and the Laboratory of Molecular Bio PT. Socfin Indonesia SSPL Bangun Bandar, Dolok Masihul, Serdang Bedagai, Sumatra Utara, from February to August 2016.

Individuals were observed as many as 27 samples of oil palm crop varieties MTG issued by PT. Socfin Indonesia using SSR markers. Coefisisen calculation of genetic diversity and the establishment of dendogram done with the help of program DARWIN 5:05.The results showed that of the 27 samples of oil palm varieties MTG analyzed using four primer selected (SSR primer FR-1, FR 3745, FR 0783 and FR 0779) resulted polymorphic percentage of 100% to as much as 16 total DNA banding pattern. The size of the DNA that produced a varied range between 193 to 391 bp. From the 27 DNA samples were analyzed, 13 DNA samples that can be processed in software, because there are some samples that are not amplified so it does not meet the standardized presentation. The group's analysis of 13 DNA samples of palm oil showed high genetic diversity by having three main groups, each consisting of two subgroups.

Keywords: genetic diversity, oil palm varieties of MTG, SSR markers.

(15)

ii ABSTRAK

RIKA HARDIANTI : Analisis Keragaman Genetik Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq.) Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) Berdasarkan Primer SSR (Simple Sequence Repeats), dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan MBUE K. BANGUN.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola pita DNA tanaman Kelapa Sawit Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) dengan marka SSR (primer FR SSR-1, FR 3745, FR 0783 dan FR 0779). Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Bio Molekuler PT. Socfin Indonesia SSPL Bangun Bandar, Dolok Masihul, Serdang Bedagai Sumatera Utara, dimulai dari bulan Februari sampai Agustus 2016.

Individu yang diamati sebanyak 27 sampel tanaman Kelapa Sawit Varietas MTG yang dikeluarkan oleh PT. Socfin Indonesia menggunakan marka SSR.

Perhitungan koefisisen keragaman genetic dan pembentukan dendogram dilakukan dengan bantuan program DARwin 5.05. Hasil penelitian menunjukan bahwa dari 27 sampel kelapa sawit Varietas MTG yang dianalisis dengan menggunakan 4 primer terpilih (primer FR SSR-1, FR 3745, FR 0783 dan FR 0779) menghasilkan persentase polimorfik 100 % dengan sebanyak 16 total pola pita DNA. Ukuran pita DNA yang di hasilkan bervariasi berkisar antara 193 sampai 391 bp. Dari 27 sampel DNA yang dianalisis, 13 sampel DNA yang dapat diproses software, karena ada beberapa sampel yang tidak teramplifikasi sehingga tidak memenuhi persentasi yang distandarkan. Analisis kelompok dari 13 sampel DNA kelapa sawit menunjukan Keragaman genetik yang tinggi dengan memiliki 3 kelompok utama yang masing-masing terdiri dari 2 subkelompok.

Kata Kunci : kelapa sawit Varietas MTG, keragaman genetik, marka SSR.

(16)

iii

(17)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan tepat pada waktunya.

Adapun judul dari skripsi ini adalah “Analisis Keragaman Genetik Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq.) Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) Berdasarkan Primer SSR (Simple Sequence Repeats)” yang merupakan

salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri M.Si selaku ketua pembimbing dan Bapak Ir. Mbue Kata Bangun, MS selaku anggota pembimbing yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan di masa yang akan datang.

Medan, November 2016 Penulis

(18)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 01

Tujuan Penelitian ... 04

Kegunaan Penelitian ... 04

TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman ... 05

Pemuliaan Kelapa Sawit ... 10

Keragaman Genetik... 12

Marka SSR ... 15

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 16

Bahan dan Alat Penelitian ... 17

Analisis Data ... 18

PELAKSANAAN PENELITIAN Pengambilan Sample ... 20

Isolasi DNA ... 20

Uji Kualitas ... 21

Amplifikasi ... 21

Elektroforesis ... 23

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ... 20

Uji Kualitas ... 21

Profil Pita Hasil Amplifikasi PCR-SSR ... 23

Pembahasan ... 23

(19)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ... 20

Saran ... 20

DAFTAR PUSTAKA ... 38

LAMPIRAN ... 40

(20)

DAFTAR TABEL

No. Hal

1. Primer SSR yang digunakan dalam Penelitian ... 22

2. Proses Amplifikasi PCR ... 22

3. Hasil Uji Kuantitas ... 24

4. Deteksi Pita yang Berbeda pada Hasil Amplifikasi PCR-SSR ... 31

5. Jumlah fragmen DNA dan Tingkat Keinformatifan ... 33

6. Hasil Amplifikasi primer yang digunakan ... 33

(21)

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

1. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG I ... 25 2. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG II ... 26 3. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer fr 3745 (T1-T15). ... 28 6. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR 0783 (T1-T19). ... 29 8. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG

dengan primer FR 0779(T11-T27). ... 30 11 Profil Pita yang diukur dengan software UVITEC Cambridge. ... 31 12. Pohon Filo Genetik 27 Kelapa Sawit Varietas MTG berdasarkan Matrix

Dissimilarity Simple Matching. ... 34 13. Profil Radial neighbor-joining 27 Tanaman Varietas MTG Kelapa Sawit

berdasarkan Matrix Dissimilarity Simple Matching . ... 35 14. Faktorial Analisis Principal Coordinate Analysis (PCoA) aksis 1 (Horizontal)

dan aksis 2 (Vertikal) ... 36

(22)

(23)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

1. Pembuatan Larutan Stok dan Buffer ... 45 2. Hasil Elektroforesis Primer SSR ... 47 3. Profil Penetuan Ukuran Pasangan Basa DNA (base pair) dengan Software

UVITEC Cambridge ... 50 4. Hasil Uji Kuantitas dengan UV-Spektrofotometer ... 51 5. Data Ukuran Pita DNA. ... 52 6. Primer Mikrosatelit yang digunakan dalam Penelitian ... 54 7. Data Skooring... 55 8. Data Factorial Coordinates. ... 56 9. Data Matriks Jarak Ketidaksamaan Genetik. ... 57 10. Proses Isolasi DNA. ... 58 11. Proses PCR-SSR. ... 59 12. Proses Elektroforesis hasil PCR-SSR. ... 60 13. Gambar Kegiatan Penelitian. ... 61 14. Gambar Sampel Daun Muda Kelapa Sawit Varietas MTG. ... 62

(24)

(25)

1

PENDAHULUAN Latar Belakang

Asal tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) secara pasti belum bisa diketahui. Namun, ada dugaan kuat tanaman ini berasal dari dua tempat, yaitu Amerika Selatan dan Afrika (Guenia). Spesis Elaeis melanococca atau Elaeis oleivera diduga berasal dari Amerika Selatan dan spesies Elaeis guineensis

berasal dari Afrika (Guenia). Kelapa sawit merupakan tanaman komoditas perkebunan yang cukup penting di Indonesia dan masih memiliki prospek pengembangan yang cukup cerah. Komoditas kelapa sawit, baik berupa bahan mentah maupun hasil olahannya, menduduki peringkat ketiga penyumbang devisa non migas terbesar bagi negara setelah karet kan kopi (Sastrosayono, 2003).

Menurut Statistik Perkebunan Indonesia Komoditas Kelapa Sawit (2015) produksi kelapa sawit sebesar 29.344.479 ton angka sementara pada tahun 2014 dan pada tahun 2015 sebesar 30.948.931 ton angka estimasi. Industri ini juga berkontribusi dalam pembangunan daerah, sebagai sumber daya penting untuk pengentasan kemiskinan melalui budidaya pertanian dan pemrosesan selanjutnya (Laporan World Growth, 2011).. Berdasarkan Angka Sementara (ASEM) 2011 dari Direktorat Jenderal Perkebunan, luas areal kelapa sawit di Indonesia cenderung meningkat selama tahun 2000-2011 Perkebunan Besar Swasta (PBS) mendominasi luas areal kelapa sawit, diikuti oleh Perkebunan Rakyat (PR) dan Perkebunan Besar Negara (PBN). Tahun 2011 luas areal kelapa sawit Indonesia mencapai 8,91 juta ha, dengan rincian luas areal PBS sebesar 4,65 juta ha (52,22%), luas areal PR sebesar 3,62 juta ha (40,64%), dan luas areal PBN sebesar 0,64 juta ha (7,15%) (PUSDATIN, 2013).

(26)

2

Minyak kelapa sawit mengandung kalori yang cukup tinggi dan mengandung sejumlah vitamin, antara lain provitamin A (Beta Karotena), tokeferol sebagai sumber pro-vitamin E, dan tokotrienol. Kandungan vitamin E (tokoferol dan tokotrienol) minyak kelapa sawit dapat mencapai 1,081 ppm.

Dibandingkan dengan kedelai 958 ppm, bunga matahari 546 ppm, kelapa 362 ppm, zaitun (olive) 51 ppm, dan minyak jagung 382 ppm (82). Minyak kelapa sawit untuk industri bahan makanan, dan non-bahan makanan, juga mempunyai potensi yang cukup besar untuk industri kosmetik dan industri farmasi. Karena mempunyai sifat sangat mudah diabsropsi oleh kulit, minyak kelapa sawit banyak dipakai untuk pembuatan shampo, krim (Cream), minyak rambut, sabun cair, lipstik, dan lain-lain (Mangoensoekarjo, 2008).

Dengan adanya nilai ekonomi yang tinggi pada kelapa sawit, kontribusi produksi kelapa sawit diproyeksikan akan meningkat secara signifikan pada tahun-tahun mendatang. Pusat Kebijakan Ekonomi Makro (2012) menjelaskan Hilirisasi kelapa sawit memberi manfaat dalam peningkatan pendapatan petani dan masyarakat, menciptakan nilai tambah di dalam negeri, penyerapan tenaga kerja, pengembangan wilayah industri, proses alih teknologi, dan untuk ekspor sebagai penghasil devisa. Dengan begitu, Peningkatan produksi kelapa sawit tersebut terus diupayakan, salah satunya melalui program pemuliaan tanaman.

Menurut Mangoensoekarjo (2008), melalui program-program pemuliaan yang mutakhir, potensi ini dapat ditingkatkan lagi.

Indonesia membutuhkan Sumber Daya Genetik kelapa sawit yang kaya dan beragam sebagai bahan baku untuk perakitan varietas unggul baru yang mampu mendukung pertumbuhan industri kelapa sawit, seperti aspek ketersediaan

(27)

3

sumber daya genetik, eksplorasi sumber daya genetik baru untuk perluasan keragaman genetik (Kementerian Riset dan Teknologi, 2008). Sedangkan Sobir dan Syukur (2015) dalam bukunya bahwa perkembangan cepat bidang genetika molekuler telah membuka wawasan baru mengenai perakitan varietas baru.

Dimulai dari meningkatkan akurasi seleksi dengan pendekatan pemuliaan dengan bantuan marka (Marker Assisted Breeding/ MAS).

Keragaman genetik berbasis informasi agromorfologis untuk mengevaluasi keragaman genotipik, saat ini dirasakan sudah tidak memadai lagi.

Oleh sebab itu aplikasi marka molekuler sudah menjadi satu keharusan untuk meningkatkan efisiensi dalam menganalisis kekerabatan, pemetaan gen, dan marker-assisted selection (MAS) pada tanaman-tanaman pangan seperti padi

(Susanto et al., 2008), jagung (Vigouroux et al., 2005), tanaman perkebunan seperti kelapa sawit (Billotte et al., 2005), (Marhalil et al., 2013), serta tanaman kehutanan dan hortikultura (Benor et al., 2008) dan (Fofana et al., 2009).

PT. Socfindo telah merasakan masalah serangan ganoderma ini yaitu menurunnya kerapatan pohon per hektar yang berdampak pada menurunnya produktivitas, dan perusahaan telah mengantisipasi/mengatasi serangan penyakit ganoderma tersebut baik secara kimia, mekanis (fisik) maupun biologis namun tidak memberikan hasil yang nyata. Selain upaya di atas, PT. Socfindo sejak tahun 2000 telah melakukan percobaan dan screening untuk mencari bahan tanam kelapa sawit unggul dan yang diharapkan dapat tahan terhadap penyakit Ganoderma boninense Pat. Percobaan dan screening telah dilakukan, baik di lingkup laboratorium (pembibitan) maupun di wilayah perkebunan komersial PT.

Socfin Indonesia. Dari hasil percobaan dan screening tersebut diperoleh hasil

(28)

4

bahwa terdapat tanaman D x P Socfindo yang selain unggul dalam hal produktivitas juga memiliki sifat moderat tahan terhadap serangan penyakit Ganoderma boninense Pat. Menurut Prof. Dr. Meity Suradji Sinaga, varietas ini

bukan vareitas yang “total resisten” terhadap serangan penyakit ganoderma, tetapi

“moderat tahan” yang berarti masih bisa terserang, namun tingkat serangannya jauh di bawah rata-rata serangan pada varietas lain. Kementerian Pertanian pada bulan Agustus 2013 telah merilis kelapa sawit varietas DxP Socfindo Moderat Tahan Gano (Arisanti, 2013).

Ketersediaan plasma nutfah yang cukup besar dan informasi keragaman genetic merupakan modal dasar untuk merakit kultivar yang superior. Lokus mikrosatelit atau Simple Sequence Repeats (SSR) diyakini merupakan penand molekuler yang efektif untuk memperoleh informasi keragaman genetic (Putri, 2010).

Berdasarkan uraian diatas, untuk upaya pemuliaannya dalam meningkatkan produksi tanaman kelapa sawit di masa yang akan datang dapat di lakukan dengan menganalisis varietas MTG pada kelapa sawit yang potensial untuk koleksi plasma nutfah berdasarkan penanda molekuler. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk mengetahui keragaman genetik dari tanaman kelapa sawit berdasarkan Marka SSR (Simple Sequence Repeats), serta menggunakan beberapa jenis primer SSR untuk dapat menampilkan polimorfisme pita-pita DNA diantara sampel yang diuji.

(29)

5

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola pita DNA tanaman kelapa sawit Varietas MTG (Moderat Tahan Gano) dengan marka SSR (primer FR SSR- 1, FR 3745, FR 0779 dan FR 0783).

Kegunaan Penelitian

Sebagai salah satu syarat untuk dapat mendapatkan gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

(30)

6

TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman

Kelapa sawit termasuk famili Arecaceae (dulu palmae), sub famili Cocoideae, genus elaeis yang mempunyai 3 spesis yaitu Elaeis. guineensis Jacq, Elaeis. oleifera (HBK) Cortes, dan Elaeis. Odora W. Spesis pertama adalah yang pertama kali dan terluas dibudidayakan. Dua spesis lainnya terutama digunakan untuk menambah keanekaragaman sumber daya genetik dalam rangka program

pemuliaan. Klasifikasi tanaman kelapa sawit, Kingdom: Plantae,

Divisis: Embryophyta siphonagama, Kelas: Angiospermae, Ordo: Monocotyledonae, Famili: Arecaceae (Dahulu Palmae), Sub-famili:

Cocoideae, Genus: Elaeis, Spesies : Elaeis guineensis Jacq.

(Allorerung, et al., 2010).

Akar yang pertama muncul dari biji yang telah berkecambah adalah radikula yang panjangnya 15 cm. Dari radikula akan tumbuh akar lain yang berfungsi mengambil air dan hara dari media. Selanjutnya akan tumbuh akar primer uang keluar dari bagian bawah batang dengan arah 45^odari permukaan tanah. dari akar primer ini akan tumbuh akar sekunder dengan arah horizontal.

Dari akar sekunder tumbuh akar-akar tertier dan kwarter yang berada dekat permukaan tanah. akar tertier dan akar kwarter adalah akar yang paling aktif dalam mengambil air dan hara (Soehardjo, 1999).

Dalam satu satu sampai dua tahun pertama perkembangan batang lebih mengarah ke samping, diameter batang dapat mencapai 60 cm. Setelah itu perkembangan mengarah keatas, sehingga diameter batang hanya sekitar 40 cm, dan pertumbuhan meninggi berlangsung cepat. Pohon kelapa sawit hanya

(31)

7

memiliki satu titik tumbuh terminal. Percabangan jarang sekali terjadi. Ujung batang berbentuk kerucut, diselimuti oleh daun - daun mudah yang masih kecil dan lembut (Mangoensoekarjo, 2008).

Daun dibentuk di dekat titik tumbuh. Setiap bulan, biasanya akan tumbuh dua lembar daun. Pertumbuhan daun awal dan daun berikutnya akan berbentuk sudut 135^o.Daun pupus yang tumbuh keluar masih melekat dengan daun lainnya.

Arah pertumbuhan daun pupus tegak lurus ke atas dan berwarna kuning. Anak daun (leaf let) pada daun normal berjumlah 80-120 lembar. Helaian daun makin lama makin berat. Karena itu, semakin lama daun semakin melengkung kearah bawah. Daun yang tua akan saling menutup sehingga, daun paling bawah akan ternaungi oleh daun yang berada diatasnya. Daun yang telah tua patah didekat pangkal pelepahnya, sedangkan pangkal pelepah daun ini tidak akan lepas dari batangnya. Akibatnya, permukaan batang tidak akan licin seperti pohon kelapa pada umumnya. Dibagian pangkal pelepah daun duri-duri yang sangat tajam.

Setiap tahun, tanaman kelapa sawit mengeluarkan 20-24 lembar daun (Sastrosayono, 2003).

Jika pertumbuhannya normal, kelapa sawit akan berbunga untuk pertama kali pada umur 14 bulan, namun bunga tersebut belum akan menjadi buah karena masih dalam tahap belajar berbunga. Pada tanaman kelapa sawit, letak bunga jantan dan bunga betina terpisah, masing-masing tersusun pada tandan yang berbeda tetapi masih dalam satu pohon. Oleh karena itu, kelapa sawit disebut tanaman berumah satu atau monoceus. Namun, demikian, terkadang dalam satu tandan terdapat bunga jantan sekaligus bunga betina. Bunga ini di sebut bunga hermaprodit. Bunga jantan muncul dari ketiak (pelepah) daun. Satu tandan bunga

(32)

8

jantan terdiri dari 150-200 spinkelet atau manggar. Dalam satu spinkelet (manggar) terdapat 600-1.500 bunga jantan. Pada spinkelet bunga jantan itulah terdapat tepung sari sebagai bahan penyerbuk bunga betina. Tepung sari dan putik bunga kelapa sawit mempunyai bau yang khas dan merupakan tempat yang disukai oleh serangga penyerbuk kelapa sawit (SPKS), yaitu Elaedobius camerunicus . serangga ini mempunyai andil sangat besar dalam proses

penyerbukan pada bunga kelapa sawit (Hadi, 2004).

Hasil utama perkebunan kelapa sawit adalah buah kelapa sawit.

Selanjutnya, buah kelapa sawit di proses (ekstraksi) di pabrik penggiling (mill) sehingga menghasilkan ekstrak, berupa minyak kelapa sawit yang mentah atau CPO (Crude Palm Oil) dan minyak kelapa sawit KPO (Kernel Palm Oil). Tandan bunga betina yang telah menjadi buah disebut tandan buah segar (TBS). Setiap TBS pada tanaman dewasa umumnya terdiri dari 1.000- 2.000 buah. Setiap buah berdiameter 1,5- 3 cm. Berat setiap butir buah adalah 10 – 30 gram, sehingga satu TBS pada tanaman dewasa beratnya mencapai 10- 40 Kg. Pada umur 3 tahun atau saat tanaman berbuah untuk pertama kali, berat TBS adalah 3 – 6 Kg (Soehardjo, 1999). Dalam kondisi utuh (tidak pecah), biji kelapa sawit bersifat dorman sampai sekitar enam bulan. Kondisi dorman ini dapat dipatahkan, antara lain dengan pemanasan biji (Mangoensoekarjo,2008).

Syarat Tumbuh

Tanaman kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik di banyak jenis tanah, yang penting tidak kekurangan air pada musim kemarau dan tidak tergenang air pada musim kemarau dan tidak tergenang air pada musim hujan (draenasi baik).

Di lahan-lahan yang permukaan air tanahnya tinggi atau tergenang, akar akan

(33)

9

membusuk. Selain itu, perrtumbuhan batang dan daunnya tidak mengindikasikan produksi buah yang baik. Adapun beberapa jenis tanah yang baik untuk perrtumbuhan tanaman kelapa sawit yaitu Latosol, Alluvial. Di sumatera sendiri, jenis tanah yang ditanami kelapa sawit seperti Leparitic Latosol, Basallik, andesitik, dan sedimen dari laut dan sungai (Sastrosayono, 2003).

Tanaman kelapa sawit dapat tumbuh dan berbuah bila ditanam pada lahan dengan ketinggian diatas 500 m di atas permukaan laut. Namun secara ekonomis tanaman kelapa sawit hanya akan menguntungkan bila ditanam di lahan dengan ketinggian maksimum 400 m diatas permukaan laut (Soehardjo,1999). Selain ketinggian tempat, tanaman kelapa sawit juga hanya dapat di tanam pada lahan dengan topografi tertentu yaitu pada kemiringan 0ô – 12ô (21%). Pada kemiringan 13ô- 15ô (46%) kurang baik dan pada kemiringan lebih dari 25ô tidak dianjurkan.

Lama penyinaran matahari yang baik untuk kelapa sawit antara 5-7 jam/hari. Tanaman ini memerlukan curah hujan tahunan 1.500-4.000 mm, temperatur optimal 24-28^oC. Ketinggian tempat yang ideal untuk sawit antara 1- 500 m dpl (di atas permukaan laut). Kelembaban optimum yang ideal untuk tanaman sawit sekitar 80-90% dan kecepatan angin 5-6 km/jam untuk membantu proses penyerbukan (Kiswantoet al., 2008).

Pemuliaan Kelapa Sawit

Pemuliaan tanaman kelapa sawit telah berjalan lama, sejalan dengan berkembangnya perkebunan kelapa sawit dan ilmu pengetahuan pemuliaan tanaman. Tujuan pemuliaan kelapa sawit antara lain untuk memperoleh keuntungan yang besar melalui peningkatan produktivitas, rendemen minyak tinggi, pohon yang pertumbuhan meningginya melambat, tahan terhadap penyakit,

(34)

10

responsif terhadap pupuk, tandan buah yang berat, komposisi buah terhadap minyak lebih baik, tangkai tandan buah lebih pendek hingga panen lebih mudah, dan mudah beradaptasi dengan lingkungan. Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan di Afrika dan Malaysia telah diketahui bahwa sebagian karakter dapat diturunkan atau diwariskan dengan baik atau kuat (positif) (Mangoensoekarjo, 2008).

Pada umumnya proses kegiatan pemuliaan diawali dengan (i) usaha koleksi plasma nutfahsebagai sumber keragaman, (ii) identifikasi dan karakterisasi, (iii) induksi keragaman, misalnya melaluipersilangan ataupun dengan transfer gen, yang diikuti dengan (iv) proses seleksi, (v) pengujian danevaluasi, (vi) pelepasan, distribusi dan komersialisasi varietas. Teknik persilangan yang diikuti denganproses seleksi merupakan teknik yang paling banyak dipakai dalam inovasi perakitan kultivar unggul baru, selanjutnya, diikuti oleh kultivar introduksi, teknik induksi mutasi dan mutasi spontan yang juga menghasilkan beberapa kultivar baru (Carsono, 2008).

Kegiatan pemuliaan pada tanaman kelapamerupakan proses yang sangat lama dan mahal.Pengujian satu keturunan tunggal untuktanaman kelapa membutuhkan minimal 70pohon atau membutuhkan lahan setara 0.5 Hauntuk masa penelitian minimal selama 10 tahunsetelah tanam. Selain itu jumlah zuriat yang bias diperoleh dari satu tetua betina dalam setahun sangat rendah (Santos et al., 1996 Dalam Pandin, 2010). Pada kondisi ini diperlukan metode yang dapat meningkatkan efisiensi untuk pemuliaan tanaman kelapa.

Karena lamanya waktu yang dibutuhkandalam pemuliaan tanaman kelapa, maka teknologi molekular seperti penanda DNA memiliki potensi besar untuk

(35)

11

digunakan sebagaialat untuk menyeleksi dan mengidentifikasi sifa-sifat genetika dalam program pemuliaan kelapa. Kemajuan dibidang molekular terutama pada penanda DNA telah banyak merubah pola penelitian pada disiplin ilmu genetika dan pemuliaan tanaman. Beberapa penanda DNA yang dapat digunakan untuk menganalisis variasi genetika, evolusi dari suatu tanaman, keterpautan gen tertentu terhadap karakter spesifik, penelusuran tetua, analisis lokus-lokus karakter kuantitatif, dan revisi klasifikasi tanaman, diantaranya yaitu mikrosatelit atau Simple Sequence Repeat (SSR) (Pandin, 2010).

Keragaman Genetik

Keragaman genetik merupakan faktor yang sangat berpengaruh dalam menyusun strategi pemuliaan pohon. Karakter genetik suatu jenis pohon baik yang terdapat dalam satu tempat tumbuh maupun yang berbeda provenansinya, hal ini disebabkan karena perbedaan genetik. Kondisi ini menunjukkan sifat dan kekhasan suatu tegakan. Sehingga tegakan atau provenansi yang memiliki karakter genetik yang baik dapat menjadi sumber yang tepat untuk kegiatan pemuliaan pohon (Langga dkk, 2012).

Program pemuliaan jangka panjang yang memanfaatkan plasma nutfah untuk memperbaiki sifat-sifat agronomi dari kultivar-kultivar terpilih di dasarkan pada perkiraan determinasi genetik yang lebih akurat, sehingga penentuan individu tanaman sebagai bahan dalam perbaikan genetik dapat dilakukan dengan tepat. lnformasi tentang keragaman genetik plasma nutfah sangat diperlukan untuk mendukung program pemuliaan dan upaya konservasi (Karsinah et al., 2002).

Pemahaman mengenai keragaman genetik dan hubungan dengan materi plasma nutfah kelapa sawit sangat penting dalam menyeleksi materi bahan tanam

(36)

12

unggul. Fridell (2001) mengatakan bahwa semakin luas keragaman genetik berarti semakin banyak varietas tanaman yang dapat dikembangkan untuk berbagai macam kondisi lingkungan. Pemulian tanaman dapat menggunakan sumber data untuk membandingkan perbedaan genetik antar varietas. Dengan sumber data ini, pemulia dapat memilih tanaman induk dan benih dengan perluasan keragaman genetik. Adapun teknologi perbanyakan klonal secara konvensional tidak mungkin dilakukan terutama untuk memenuhi kebutuhan bibit yang banyak dalam waktu yang singkat (Badan litbang pertanian, 2013). Oleh karena itu, diperlukan teknologi baru yang efisien dalam pengerjaan bagi pemulia tanaman, yaitu penggunaan penanda molekuler.

Evaluasi keragaman genetik paling mudah dilakukan berdasarkan pengamatan karakter morfologi karena mudah terlihat, tetapi beberapa karakter morfologi dipengaruhi oleh faktor lingkungan sehingga kurang akurat.

Sedangkan, penggunaan penanda DNA dapat memberikan keragaman yang tinggi, konsisten, dan tidak dipengaruhi oleh faktor lingkungan maupun tahap perkembangan tanaman (Arisetianingsihet al., 2010).

Marka SSR (Simple Sequence Repeats)

Sejak ditemukan teknologi PCR oleh Mullis dan Faloona tahun 1987, penanda molekuler DNA berkembang pesat dan diaplikasikan pada berbagai bidang, baik yang menggunakan primer acak atau yang tidak memerlukan informasi sekuen DNA maupun yang memerlukan informasi sekuen DNA.Penanda molekuler didefinisikan sebagai segmen DNA tertentu yang mewakili perbedaan pada tingkat genom. DNA merupakan sumber informasi genetik yang potensial dan akurat. DNA ditemukan dalam hampir semua sel

(37)

13

semua organisme, baik pada jaringan hidup maupun yang mati. Ditambah lagi, jaringan tersebut dapat secara mudah disimpan di bawah kondisi lapangan.

Penanda molekuler ini memiliki keuntungan dibandingkan dengan penanda morfologi, yaitu stabil dan dapat dideteksi dalam semua jaringan tanaman, serta tidak dipengaruhi oleh lingkungan (Zulfahmi, 2013).

Simple Sequence Repeat (SSR) populer digunakan sebagai marka

molekuler karena bersifat kodominan. Lokus mikrosatelit juga bersifat spesifik (satu lokus setiap pasangan primer) dengan kandungan informasi polimorfik yang cukup tinggi (Li et al., 2002). Analisis keragaman genetik pada aksesi plasma

nutfah kelapa sawit telah dilakukan menggunakan marka SSR (Tasma dan Arumsari, 2013).

Teknologi marka molekuler pada tanamanberkembang sejalan dengan makinbanyaknya pilihan marka DNA yaitu: 1)marka yang berdasarkan pada hibridisasiDNA seperti restriction fragment lengthpolymorphism (RFLP), 2) marka yangberdasarkan pada reaksi rantai polymerase yaitu polymerase chain reaction (PCR)dengan menggunakan sekuen-sekuennukleotida sebagai primer,

sepertirandomly amplified polymorphic DNA(RAPD) dan amplified fragment lengthpolymorphism (AFLP), 3) marka yangberdasarkan pada PCR dengan

menggunakanprimer yang menggabungkansekuen komplementer spesifik dalam DNAtarget, seperti sequence tagged sites(STS), sequence characterized amplifiedregions (SCARs), simple sequencerepeats (SSRs) atau mikrosatelit,

dansingle nucleotide polymorphisms (SNPs) (Azrai, 2006).

DNA ruas berulang yang memiliki variasi paling tinggi dalam genom tanaman adalah sekuen berulang dengan fragmen berulang sederhana atau pendek.

(38)

14

Fragmen ini dikenal dengan nama minisatelit dan mikrosatelit. Minisatelit adalah DNA yang memiliki pengulangan biasanya antara 10-60 pasang basa, yang pada awal penemuannya banyak diaplikasikan pada genom manusia. Sedangkan Mikrosatelit (SSR) memiliki unit berulang lebih sedikit berkisar antara 1 – 6 pasang basa, terdapat dalam jumlah sangat banyak dan menyebar di dalam genom, dan banyak digunakan pada tanaman. Mikrosatelit dikenal dengan beberapa nama seperti simple sequence repeat (SSR), simple tandem repeat (STR), sequence tagged microsatelit site (STMS), dan simple sequence length polymorphism (SSLP) (Pandin,2010). SSR juga merupakan marka genetic yang bermanfaat karena bersifat kodominan,dapat mendeteksi keragaman alel pada tingkattinggi, serta mudah dan tidak terlalu mahal untukdianalisis dengan menggunakan polymerase chainreaction (PCR) (Moeljopawiro, 2010).

Marka SSR memiliki beberapa keunggulan, di antaranya memilikitingkat polimorfisme tinggi, bersifat kodominan, memilikiakurasi tinggi dan terdapat berlimpah di genom (Indria et al., 2013).Marka SSR telah digunakan secara luas dalamanalisis berbasis molekuler. Marka ini telah banyakdigunakan pada berbagai studi keragaman genetic (Blair et al., 1999).

Polimorfisme yang didapatkan dengan marka SSR jauh lebih besar daripada yang terdeteksi melalui isozim atau RFLP. Terbukti pemakaian marka SSR sangat efektif untuk memperoleh polimorfisme yang tinggi dari stiap individu tanaman (Putri, 2010).

Marka Simple Sequence Repeats (SSR) saat ini masih merupakan marka yang paling popular digunakan dalam studi genetic dan pemuliaan karena berbagai keunggulannya, diantaranya lokasinya yang menyebar di seluruh genom

(39)

15

tanaman, multi alelik, dan mudah diamplifikasi denganteknik Polymaerase Chain Reaction (PCR) (Powelet al.,1996). Untukkelapa sawit, saat ini marka SSR

merupakan marka yangpaling prospektif untuk menganalisis populasi danmengetahui struktur genetik populasi kelapa sawit (Singhetal., 2007). Peta genetik kelapa sawit berdasar marka SSR (Billotte et al., 2005).Marka SSR ini juga telah digunakan secara luas untuk mengkarakterisasi koleksi plasma nutfah kelapa sawit (Zulhermana, 2009).

Penerapan marka mikrosatelit (SSR) telah banyak dilakukan pada tanaman kelapa sawit. Marka SSR kelapa sawit menunjukan tingkat polimorfisme yang tinggi pada kelapa sawit. Pada penelitian Tasma dan Arumsari (2013) menunjukan tingkat polimorfisme marka SSR yang diuji tergolong tinggi dengan rataan nilai PIC 0,80 berkisar antara 0,63-0,91. Rataan jumlah alel per lokus 3,6 berkisar 2-6 alel per lokus SSR, tingkat polimorfisme marka SSR yang digunakan sebesar 0,53 berkisar 0,21-0,73 telah di laporkan dalam penelitian oleh Tasma, et al. (2012).

Dimasa mendatang pemanfaatan Mikrosatelit DNA (SSR) dalam program pemuliaan tanaman kelapa akan sangat membantu untuk (1) mempercepat mengidentifikasi penanda DNA atau gen tertentuyang berkaitan dengan suatu karakter spesifikyang bernilai ekonomi, (2) memperkecil penggunaan lahan untuk setiap satuanpenelitian, (3) memperkecil biaya yangdiperlukan untuk pemeliharan tanamanmengingat tanaman kelapa merupakan tanamantahunan, (4) dapat mencegah duplikasi materi koleksi (Pandin, 2010).

(40)

16

BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Genetika Molekuler Fakultas

Pertanian Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Bio Molekuler PT. SOCFINDO Bangun Bandar, Desa Martebing, Kecamatan Dolok Masihul,

Kabupaten Serdang Bedagai, Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2016 sampai bulan September 2016.

Bahan dan Alat

Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel daun muda kelapa sawit varietas MTG (Moderat Tahan Gano) sebanyak 27 sampel

yang dikeluarkan oleh Pusat Seleksi Bangun Bandar PT. SOCFINDO, Desa Martebing, Kecamatan Dolok Masihul, Kabupaten Serdang Bedagai,

Sumatera Utara. Bahan kimia yang digunakan adalah Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (CTAB), β-merkaptoethanol, Nitrogen Cair, Polyvinylpolypyrolidone

(PVPP), (CTAB 5 % : NaCl 2.0 gr, CTAB 5.0 gr, dan aquades 100 ml), Kloroform Isoamil-alkohol 24 : 1 (KIAA), isopropanol dingin, alkohol 70%,

aquades, ethanol absolute, buffer TE, agarose LE Analitycal Grade (Promega V3121), buffer TAE 1X, etidium bromide, DNA loading Dye (Therma Scientific), Go Tag Green Master Mix (Promega, M7122), nuclease free water, tube 2 ml,

tube 1,5 ml, tube 0,2 ml, buffer TBE 1x, DNA marker 100bp Ladder (Bench Top 100 bp DNA ladder), serta Primer FR SSR-1, FR 3745, FR 0779 dan FR

0783.

Alat yang digunakan dalam penelitin ini adalah gunting, pinset, mortar, pinset, scapel, waterbath (Grant SUB Aqua 12 Plus), tube (2 ml, 1,5 ml, 100 μl),

(41)

17

rak tube, pipet mikro Eppendrof (0,5 – 10 μl, 20 – 200 μl, 100 – 1000 μl), tips white, yellow, blue (1 ml, 200 μl, 10 μl), alat-alat gelas (beaker gelas, erlenmeyer,dll), magnetic stirer, sentrifuge (Tomy MX 307 (ECO)), alumunium foil, freezer, computer, vortex (Biosan), spektrofotometer (Biospectrofotometer eppendrof), timbangan elektrik (Precisa XT 32000), microwave, cetakan agarose,

PCR (eppendrof MasterCyle Nexus Gradient) dan (labcyler SensQuest), UV Transilluminator (UVP), Gel-Doc (UV-Cambridge), power supply (ms major science MP-300 V) dan (consort EV 245) serta alat tulis.

Analisis Data

Data molekuler untuk dapat di analisis harus diubah ke dalam bentuk data biner berdasarkan muncul tidaknya pita DNA. Profil pita diterjemahkan kedalam data biner. Pita yang muncul diberi kode 1 (ada) dan 0 (tidak ada). Matriks jarak atau ketidaksamaan genetik untuk semua kombinasi pasangan individu dapat dilakukan dengan dua tipe analisis deskriptif dari keragaman (1) Principal Coordinates Analysis (PCoA), suatu jenis analisis factorial pada table

ketidaksaman untuk mendapatkan group origin utama dan (2) Neighbour-Joining Tree (NJtree) berdasarkan Saitou dan Nei (1978) untuk memperoleh gambaran dari kekerabatan diantara individu-individu. Perhitungan dan analisis deskriptif ini menggunakan software DARwin5.05 (Perrier dan Jacquemoud-Collet 2009).

(42)

18

PELAKSANAAN PENELITIAN Pengambilan Sampel

Semua alat disiapkan seperti pisau dan plastik sampel, lalu diambil sampel daun muda di lapangan. Daun dibersihkan dengan air mengalir kemudian di keringkan dengan tisu kemudian dibuang tulang daunnya dan dibawah ke laboratorium Fakultas Pertanian.

Isolasi DNA

Ekstrak DNA dari daun kelapa sawit dilakukan menurut metode CTAB Orozco-Castilo et al. (1994) yang dimodifikasi khususnya penambahan Polyvinyl- Polypyrolidone (PVPP) dan β-merkaptoethanol (Toruan-Mathius et al. 1997 ;

Asmono et al. 2000). Sebanyak 0,3 gr daun muda kelapa sawit yang sudah dicuci dan bersih, di potong dengan gunting lalu di masukan ke dalam mortar dengan penambahan nitrogen cair kemudian ditambahkan ± 0,1 gr- 0,3 gr Polyvinyl- Polypyrolidone (PVPP) digerus hingga halus. Serbuk halus yang dihasilkan

kemudian dimasukkan ke dalam tube 1,5 ml yang berisi 1 ml buffer CTAB yang telah dipanaskan dan diberi 10 μl β-merkaptoethanol. Campuran tersebut kemudian dikocok selama 5 menit dan dipanaskan selama 30 menit pada suhu 65^oC di waterbath (Setiap 10 menit sekali larutan di bolak balik dengan perlahan agar homogen). Larutan dibiarkan dingin pada suhu kamar lalu, ditambahkan khloroform : isoamil alkohol (24:1) (KIAA) sebanyak 1 ml ke dalam tabung.

Tabung tersebut disentrifuge selama 10 menit dengan kecepatan 13.000 rpm. Supernatan yang diperoleh diambil dan dipindahkan ke dalam tube yang baru. Kemudian ditambahkan 1ml khloroform: Isoamil alkohol, Tube tersebut dikocok bolak balik, kemudian tube tersebut disentrifuge selama 10 menit dengan

(43)

19

kecepatan 13.000 rpm, supernatan yang diperoleh di pindahkan kembali ke tube yang lain dan di tambahkan isopropanol dingin sebanyak 1 ml lalu di kocok tabung perlahan hingga terbentuk benang-benang halus berwarna putih kemudian simpan dalam lemari es selama satu malam.

Tabung di keluarkan dari lemari es, Kemudian disentrifuge selama 10 menit dengan kecepatan 13.000 rpm. Cairain isopropanol di buang dan benang- benang halus dalam tabung ditinggalkan kemudian dikering anginkan. Lalu ditambahkan dengan buffer TE (Tris EDTA) 100 µL dan dispin manual agar terbentuk pellet dengan buffer TE. Tabung dibolak balik kemudian ditambahkan 1 ml etanol absolute dan dikocok kembali secara perlahan kemudian cairan atas dibuang dan pellet dikeringanginkan kembali setelah dikeringanginkan ditambah dengan buffer TE 100 µL. Stok DNA yang diperoleh disimpan pada suhu ± 20^oC bila tidak digunakan.

Uji Kuantitas DNA

Pengujian di lakukan dengan menggunakan Spektofotometer UV-vis. Di ambil stok DNA dari lemari es, kemudian di kocok dengan vortex. Sebanyak 2 μl stok DNA di ambil dan diteteskan ke spektofotometri dan dapat diperoleh kemurnian dan konsentrasi DNA sampel. Tingkat kemurnian DNA di tentukan dengan nilai perbandingan A 260/A 280. Menurut Wilson dan Walker (2010), sampel DNA murni akan menghasilkan rasio A 260/A280 berkisar 1,8-2,0. Nilai kemurnian yang lebih dari 2,0 menunjukan sampel mengandung kontaminan RNA, sedangkan nilai kemurnian yang kurang dari 18 menunjukan bahwa sampel mengandung kontaminan protein (Yuwono, 2006).

(44)

20

Uji Kualitas DNA

Uji kualitas DNA dilakukan dengan elektroforesis metode standar dengan cara memasukkan 3 μl stok DNA ditambah 1 μl loading dye kedalam sumur gel agarose 0,8 % yang telah dilakukan sebelumnya oleh Harahap (2013).

Sebelum dilakukan elektroforesis, Agarose ditimbang 1,6 gr kemudian dilarutkan kedalam 80 ml buffer TAE 1x. Larutan tersebut dimasukkan kedalam erlenmeyer kemudian dipanaskan dan diaduk dengan pengaduk magnetik hingga larutan menjadi bening hingga 35 menit lalu didinginkan ditambahkan 1 μL etidium bromida, diaduk dan didinginkan hingga (suhu ± 60^oC).

Kemudian di masukan ke dalam cetakan agar yang telah dipasang sisir pembuat lubang dan dibiarkan memadat selama ± 40 menit. Gel yang telah memadat dimasukkan kedalam elektroforesis dan diberi larutan TAE 1x 300 ml (hingga terendam). Contoh DNA yang telah disiapkan dimasukkan kedalam sumur gel. Pada saat stok DNA di beri Loading dye (pewarnaan) sebanyak 1 μL dan stok DNA sebanyak 3 μL kemudian di campur dengan mikropipet setelah merata masing-masing di masukan ke dalam sumur gel dan selanjutnya dielektroforesis. Running elektroforesis dilakukan pada kondisi 70 volt selama 60 menit. Visualisasi DNA yang telah dielektroforesis dilakukan dengan UV transluminator dan didokumentasikan.

Kualitas DNA dinyatakan baik bila hasil elektroforesis menunjukkan pola pita yang terang dan fokus. Artinya DNA yang dihasilkan cukup solid, utuh dan mempunyai konsentrasi yang tinggi.

(45)

21

Amplifikasi PCR- pemilihan marka SSR

Amplifikasi PCR dilakukan dengan menggunakan primer SSR, Sesuai prosedur Billotte et al. (2005) di tampilkan pada (Tabel 1.) Amplifikasi dilakukan sebanyak 5 primer SSR. Sebelum running PCR dilakukan pengenceran DNA dengan mengambil 9 µl stok DNA dan ditambah 15 µl ddH20 sehingga diperoleh 24 µl aliquot DNA.

Persiapan awal PCR adalah mencairkan komponen untuk running PCR yaitu paket PCR produksi Promega dalam kotak berisi pecahan es. Untuk mempermudah pembuatan larutan master dimisalkan 5 sampel yang akan digunakan maka larutan master terdiri atas: ddH20 3,5 µl x 5 = 17,5 µl, Go Tag 7,5 µl x 5 = 37,5 µl, (primer R 1 µl x 5 = 5 µl dan primer F 1 µl x 5 = 5 µ) . Dari tube diambil 13 µl ke tube yang lain sehingga diperoleh 5 tube untuk PCR dan ditambahkan masing-masing DNA sebanyak 2 µl. Kemudian tabung dispin manual lalu dimasukkan dalam blok sampel di mesin PCR dengan annealing 52^o C. Reaksi amplifikasi Gene Amp PCR Applied Biosystem didesain waktu, suhu dan jumlah siklus termal 30 kali yang telah digunakan pada tanaman kelapa sawit, tertera pada Tabel 2. (Putri, 2010).

Setelah reaksi PCR selesai DNA hasil amplifikasi disimpan dalam suhu 20 ^OC bila sedang tidak digunakan.

(46)

22

Tabel 1. Primer SSR yang digunakan dalam penelitian

(Billotte et al. 2005)

Tabel 2. Proses amplifikasi PCR

No. Tahapan Suhu Waktu Jumlah

Siklus

1 Denaturasi awal 94o C 4 menit 1

2 Denaturasi 94o C 30 detik 30

3 Annealing 52o C 1 menit, 15 detik 30

4 Extension 72o C 1 menit, 30 detik 30

5 Extension akhir 72o C 8 menit 1

(Putri,2010).

Elektroforesis

Gel agarose disiapkan dengan konsentrasi 4%, dengan agarose sebanyak 3,2 gr yang dilarutkan dalam buffer TBE 1X sebanyak 80 ml di masukan kedalam Erlenmeyer seperti yang dilakukan Nasution, et al. (2011), serta di panaskan dan di beri pengaduk magnetic sampai larutan menjadi bening. Setelah larutan di panaskan lalu didinginkan untuk sementara hingga suhu 60^oC dan ditambahkan sebanyak 0,5 µL Etidium bromide dan dipanaskan kembali dengan cara yang sama. Setelah larutan mendingin dengan suhu 60^o C larutan dicetak dan dimasukkan ke dalam cetakan agar yang telah di pasang sisir pembuat lubang (well-forming combs), setelah memadat dan gel mengeras well-forming combs, di lepas secara perlahan dan gel agarose siap digunakan untuk elektroforesis.

No. Nama

Primer Forward sequence Reverse sequence

1 FR SSR-1 ACGTTTTGGCAACTCTC ACTCCCCTCTTTGACAT

2 FR 3745 GGAAGTCTTGATGTTGAAAG ATCAAGCAGTCGCATAATAC

3 FR 0783 GAATGTGGCTGTAAATGCTGAGTG AAGCCGCATGGACAACTCTAGTAA 4 FR 0779 ATGCAGACCAAGCTAATCATATAC GTTCAGGTGATGGTGACTCAGATAG

(47)

23

Untuk elektroforesis tray yang berisi gel agarose diletakkan ke dalam bak elektroforesis dan di tambahkan larutan buffer TBE 1x dituang ke dalam bak tersebut ± 300 ml (hingga terendam) atau sampai batas yang telah ditentukan.

Contoh DNA yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam sumur pada gel. Setelah semua sampel dimasukkan dalam sumur (well), serta Ladder 100 bp sebanyak 3 yang di tambahkan Loading dye sebanyak 1 µl selanjutnya bak elektroforesis ditutup dan dihubungkan dengan arus listrik. Kemudian proses elektroforesis siap dijalankan. Running elektroforesis dilakukan pada kondisi 50 volt selama 240 menit. Setelah running elektroforesis selesai, arus listrik dimatikan dan gel diambil dengan menggunakan sarung tangan. Visualisasi DNA yang telah dielektroforesis dilakukan dengan UV transluminator dengan cara meletakkan gel pada UV transluminator dan jika pita/band molekul DNA kelihatan terang maka didokumentasikan.

(48)

24

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil

Berdasarkan Uji kuantitas DNA yang dilakukan secara spektrofotometri pada panjang gelombang 260 nm dan 280 nm sehingga di peroleh nilai kemurnian dan konsentrasi DNA hasil isolasi. Panjang gelombang 260 nm merupakan serapan maksimum untuk asam nukleat, sedangkan panjang gelombang 280 nm merupakan serapan maksimum untuk protein. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil uji kuantitas 27 sampel DNA tanaman kelapa sawit No. Nama Sampel

Kemurnian

260A/280 A Konsentrasi DNA (ng/µL)

1 T1 1,79 79,9

2 T2 1,55 34,2

3 T3 1,63 6,6

4 T4 1,87 41,3

5 T5 1,37 60,4

6 T6 1,35 40,6

7 T7 1,95 17,5

8 T8 1,62 18,9

9 T9 1,00 145,3

10 T10 1,61 42,8

11 T11 1,07 90,6

12 T12 1,05 119,8

13 T13 2,49 31,8

14 T14 1,73 24,7

15 T15 1,62 30,7

16 T16 1,90 12,3

17 T17 1,19 133,2

18 T18 1,13 32,6

19 T19 1,40 61,3

20 T20 1,81 11,9

21 T21 1,53 62,2

22 T22 2,13 45,9

23 T23 1,82 25,4

24 T24 1,29 18,0

25 T25 1,98 63,3

26 T26 1,03 1,03

27 T27 0,97 34,4

(49)

25

Kemurnian DNA yang diperoleh pada penelitian ini berkisar antara 0.97- 2.49. Dari 27 sampel DNA tanaman kelapa sawit, sebanyak 6 tanaman kelapa sawit memiliki nilai kemurnian 1.8-2.0 yang menunjukkan DNA yang diisolasi telah murni yaitu tanaman dengan kode sampel T4, T7, T16, T20, T23, dan T25.

Namun, ada juga nilai kemurnian sampel DNA di bawah 1.8 sebanyak 19 sampel dengan kode sampel meliputi T1, T2, T3, T5, T6, T8, T9, T10, T11, T12, T14, T15, T17, T18, T19, T21, T24, T26, dan T27. Serta kemurnian di atas 2.0 sebanyak 2 sampel yaitu T13 dan T22.

Uji Kualitas DNA

Uji kualitas merupakan tahapan dari dari proses isolasi DNA. Tahapan ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kemurnian hasil isolasi DNA yang di lakukan.

Proses isolasi DNA tanaman kelapa sawit menggunakan metode Orozco-Castillo et al (1994) yang dimodifikasi dengan penambahan β-mercaptoethanol dan PVPP karena metode ini lebih praktis dan dapat

menghasilkan DNA yang baik. Uji kualitas terhadap 27 sampel DNA dilakukan dengan elektroforesis gel agaros 0.8%. Hasil yang diperoleh dari 27 sampel DNA tanaman kelapa sawit varietas MTG dapat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2.

Gambar 1. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG dengan gel agarose 0,8%.

Keterangan : T1-T13 (tanaman kelapa sawit varietas MTG).

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13

(50)

26

Gambar 2. Profil Uji Kualitas DNA genotip kelapa sawit varietas MTG dengan gel agarose 0,8%.

Keterangan : T14 -T27 (tanaman kelapa sawit varietas MTG).

Dari hasil pengamatan kualitas DNA pada gambar 1 dan gambar 2 menunjukan bahwa pola pita yang di hasilkan pada gel agarose cukup baik. Dari 27 sampel tanaman yang di lakukan, terdapat pola pita yang terang dan tebal, terdapat juga pola pota yang tipis serta ada yang menunjukan smear pada pola pita tersebut.

Ada 5 pola pita yang tipis yaitu sampel (T20, T21, T22, T23, dan T27), ada juga 4 pola pita yang bersmear yaitu dengan sampel (T1, T10, T19, dan T25) dan terdapat pola pita yang terang dan jelas yaitu sampel (T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T24, T26). Pola pita selanjutnya di analisis dengan menggunakan mesin pcr.

Profil Pita Hasil Amplifikasi PCR-SSR Tanaman Kelapa Sawit

Hasil amplifikasi menggunakan 4 primer yang digunakan yaitu FR SSR-1, FR 3745, FR 0783, dan FR 0779 pada 27 tanaman kelapa sawit menghasilkan produk PCR yang dapat dibaca, sehingga hasilnya dapat dianalisis. Namun, tidak

T14 T15 T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26 T27

(51)

27

semua primer mengamplifikasi DNA pada 27 tanaman kelapa sawit. Hasil PCR dapat dilihat pada gambar 3 – gambar 10.

Gambar 3. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG dengan primer FR SSR-1.

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T1-T15 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG), = Pita Berbeda.

Gambar 4. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG dengan primer FR SSR-1.

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T5, T9, T16-T27 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG), = Pita Berbeda.

1500 bp 1000 bp 900 bp 800 bp 700 bp 600 bp 500 bp 400 bp 300 bp 200 bp 100 bp

M T1 T2 T3 T4 T6 T7 T8 T10 T11 T12 T13 T14 T15

M T5 T9 T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26 T27

(52)

28

Gambar 5. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA Kelapa Sawit Varietas MTG dengan primer FR 3745.

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T1-T15 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG), = Pita Berbeda.

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T16-T27 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG).

M T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15

M T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26 T27

(53)

29

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T1-T19 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG).

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T20-T27 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG).

M T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15

M T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26 T27

(54)

30

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T1-T10 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG).

Keterangan : M= Marker ladder 100 bp, T11-T27 (DNA Kelapa Sawit varietas MTG), = Pita Berbeda.

M T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10

M T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26 T27