BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Asal Usul
Umumnya diketahui bahwa kelapa sawit (E. guineensis) berasal dari wilayah hutan hujan tropis Afrika Barat. Penyebarannya melalui Bagian Selatan Kamerun, Pantai Gading, Ghana, Liberia, Nigeria, Sierra Leone, Togo dan ke wilayah equatorial Angola dan Kongo. Pemrosesan kelapa sawit untuk menjadi minyak telah dipraktekkan di Afrika selama ribuan tahun, dan menghasilkan minyak yang berwarna dan dibumbui yang unsur penting dalam banyak masakan tradisional Afrika Barat. Proses secara tradisional ini sangat sederhana, tetapi sudah lama dan tidak efisien (Jacquemard et al, 2010).
Kelapa sawit (E. guineensis)termasuk golongan palma yang dapat menghasilkan minyak. Ada tiga macam tipe/jenis yang sudah dikenal yaitu, Dura,Tenera dan Pisifera yang masing-masing dibedakan berdasarkan tebal cangkang dan daging buah (mesokarp) (Jacquemard et al, 2010).
Pada buah kelapa sawit, tipe buah muda yang paling sering ditemui berwarna ungu gelap hingga hitam pada bagian apex dan kuning kehijauan pada bagian basal buah sebelum buah masak, disebut dengan Nigrescens. Tipe lain yang kurang lazim ditemui berwarna hijau sebelum masak dan disebut Virescens. Tipe ini berubah warna menjadi jingga kemerahan pada saat masak, meskipun bagian apex dari eksternal buah tetap hijau (Corley dan Tinker, 2003).Warna buah Virescens ini juga ditemui pada beberapa aksesi di populasi Nigeria.Karakter Virescens merupakan karakter penting yang dapat digunakan untuk menentukan waktu panen yang tepat sehingga meminimalkan kehilangan hasil pada saat panen.Analisis genetik karakter Virescens belumbanyak dilakukan terutama pada populasi spesifik yaitu populasi yang berasal dari Nigeria (Tinche et al, 2014).
Botani Tanaman
Tanaman Kelapa sawit dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Kingdom: Plantae, Class:Monocotyledonae, Ordo: Cocoineae, Family: Palmae, Genus: Elaeis, Spesies: Elaeis guineensisJacq. (Steeniset al, 2001).
Tanaman kelapa sawit mempunyai tipe akar serabut, tumbuh kebawah dan kesamping membentuk akar primer, sekunder, tersier dan kuarter. Akar primer akan tumbuh kebawah sampai batas permukaan air tanah. Batang tumbuh tegak lurus keatas dan dibungkus oleh pangkal pelepah daun. Bagian bawah batang umumnya lebih besar, disebut bonggol batang (Lubis, 2000).
Daun dibentuk di dekat titik tumbuh. Setiap bulan biasanya akan tumbuh dua lembar daun. Pertumbuhan daun awal dan daun berikutnya akan membentuk sudut 1350 (Sastrosayono, 2006). Daun-daun tersebut akan membentuk suatu pelepah yang panjangnya dapat mencapai kurang lebih 7,5-9 m. Daun yang masih 18 muda belum membuka dan tegak berdiri. Pada tanah-tanah yang subur daun akancepat membuka yang berarti makin efektif menjalankan fungsinya sebagai pusat proses assimilasi, berlangsungnya fotosintesa dan alat respirasi (Mansjur, 1980). Untuk tanaman yang tumbuh normal terdapat 45 sampai 55 pelepah daun.Kedudukan daun pada batang dirumuskan dengan rumus daun (phylotaxis) 3/8, pada setiap 3 putaran terdapat 8 daun. Letak daun kesembilan berada di garis lurus dari daun yang pertama (Sastrosayono, 2006).
betina terdapat dalam tandan yang sama. Bunga jantan selalu masak lebih dahulu daripada bunga betina. Karena itu penyerbukannya sendiri antara bunga jantan dan bunga betina dalam satu tandan sangat jarang terjadi (Sastrosayono, 2003).
Padabuah kelapa sawit proses pembentukannya dari proses penyerbukan hingga buah matang dipengaruhi oleh keadaaan iklim dan faktor-faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman, lama proses pemasakan buah di beberapadaerah kawasan mempunyai perbedaaan, diMalaysia proses pemasakan buah sekitar 5,5 bulan, di Sumatera Sekitar 5 - 6 bulan, sedangkan di Afrika sekitar
6 - 9 bulan (Setyamidjaja, 2006). Keragaman Genetik
Penilaian keragaman genetik tanaman secara morfologi dilakukan melalui uji progeni, uji provenan dan pengujian lainnya dengan mengamati penampilan fenotipik tanaman. Pengujian ini dilakukan pada lingkungan yang berbeda dengan fokus utama adalah ciri kualitatif dan kuantitatif yang bernilai ekonomi serta ciri yang secara biologi penting seperti kemampuan hidup (survive), sifat toleran terhadap stres lingkungan, sifat produksi dan resistensi terhadap hama dan penyakit. Sebagian diantara ciri–ciri tersebut bersifat poligenik dan ekspresinya dipengaruhi oleh lingkungan.Studi secara tradisional dengan metode genetika kuantitatif, penilaian keragaman dan distribusi keragaman dikelompokkan ke dalam beberapa kelas pengaruh, seperti pengaruh fenotifik, genotipe, lingkungan dan interaksi antara lingkungan dan genotipe.Penentuan keragaman genetik tanaman secara konvensional ini membutuhkan waktu yang lama, relatif mahal, dipengaruhi oleh lingkungan dan keragaman yang diperoleh terbatas dan tidak konsisten (Zulfahmi, 2013).
Keragaman genetik yang tinggi merupakan salah satu faktor penting untuk merakit varietas unggul baru.Peningkatan keragaman genetik dapat dilakukan dengan memanfaatkan plasma nutfah yang tersedia di alam dan dapat pula dengan melakukan persilangan. Sifat-sifat tertentu sering tidak ditemukan pada sumber gen yang ada sehingga teknologi lainnya perlu diterapkan (Hutami et al, 2005).
Informasi parameter genetik sangat diperlukan untuk kegiatan seleksi dan penapisan.Kegiatan seleksi membutuhkan karakter yang tepat agar dapat berjalan efisien.Hasil (produksi minyak) merupakan perhatian yang paling penting dalam program pemuliaan sawit, tetapi hasil merupakan karakter yang diwariskan secara kompleks dan melibatkan beberapa komponen terkait.Karakter seleksi ini salah satunya dapat diketahui berdasarkan pendugaan heritabilitas (Putri et al, 2009).
Selain penentuan metode seleksi, keberhasilan program pemuliaan kelapa sawit dapat dipercepat dengan pemilihan karakter seleksi yang tepat. Seleksi dapat dilakukan secara langsung atau tidak langsung. Seleksi langsung hanya efisien jika karakter yang ingin diperbaiki mempunyai nilai heritabilitas yang tinggi. Namun jika karakter yang ingin diperbaiki mempunyai nilai heritabilitas yang rendah maka seleksi tidak langsung menggunakan satu atau beberapa karakter akan lebih efisien (Putri et al, 2009).
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Polymerase Chain Reaction (PCR) adalah suatu teknik sintesis dan amplifikasiDNA secara in vitro. Teknik ini pertama kali dikembangkan oleh Karry Mullispada tahun 1985. Teknik PCR dapat digunakan untuk mengamplifikasi segmenDNA dalam jumlah jutaan kali hanya dalam beberapa jam. Dengan diketemukannyateknik PCR di samping juga teknik-teknik lain seperti sekuensing DNA, telahmerevolusi bidang sains dan teknologi khususnya di bidang diagnosa penyakitgenetik, kedokteran forensik dan evolusi molekular.(Handoyo dan Ari, 2000).
sekuen oligonukleotida pendek (15 - 25 basa nukleotida) yang digunakan untuk mengawali sintesis rantai DNA. Primer yang digunakan dalam PCR ada dua yaitu oligonukleotida yang mempunyai sekuen yang identik dengan salah satu rantai DNA cetakan pada ujung 5’ - fosfat dan oligonukleotida yang identik dengan sekuen pada ujung 3’ - OH rantai DNA cetakan yang lain, (3) Deoxynucleotide
triphosphates(dNTP), yang terdiri atas dATP, dCTP, dGTP, dTTP, dan (4) Enzim DNA polimerase yaitu enzim yang berfungsi sebagai katalis dalam reaksi sintesis rantai DNA. Komponen lainnya yang juga berperan penting adalah senyawa buffer (Yuwono dan Tribowo, 2006).
Proses PCR melibatkan beberapa tahap yaitu: (1) pra-denaturasi DNAtemplat; (2) denaturasi DNA templat; (3) penempelan primer pada templat(annealing); (4) pemanjangan primer (extension) dan (5) pemantapan (post-extension). Tahap (2) sampai dengan (4) merupakan tahapan berulang (siklus),di mana pada setiap siklus terjadi duplikasi jumlah DNA (Handoyo dan Ari, 2011).
meningkatsecara eksponensial setelah siklus keempat dan DNA non-target (long product) akan meningkat secara linier seperti tampak pada bagan di atas (Newtondan Graham, 1994).
Biosintesis Asam Lemak Pada Kelapa Sawit
Asam lemak bersama-sama dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyaknabati atau lemak dan merupakan bahan baku untuk semua lipida pada makhluk hidup.Asam ini mudah dijumpai dalam minyak masak (goreng), margarin, atau lemak hewan danmenentukan nilai gizinya. Secara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas (karena lemakyang terhidrolisis) maupun terikat sebagai gliserida. Asam lemak merupakan salah satubasic oleochemical (Jamidi,2008).
sekitar 0,9 % setiap hari, kenaikan ALB ini sulit dihentikan. Apabila buah mengalami kerusakan mekanis (memar) atau terkontaminasi mikroba maka ALBnya akan meningkat lebih tinggi lagi asam lemak bebas meningkat dari 3,39% menjadi 4,70% dalam buah sawit yang berada di lapangan selama 4 hari (Saxena dan Trans, 1981).
Minyak yang dihasilkan buah kelapa sawit mengandung asam lemak jenuhyang terdiri atas asam palmitat (16:0) dan asam stearat (18:0)serta asam lemak tidak jenuh yang terdiri atas asam oleat (18:1) dan asam linoleat (18:2).Kandungan asam lemaktidak jenuh dan asam lemak jenuh berbeda antara minyak sawit yang dihasilkan dari buah E.guineensis danE. oleifera.Minyak sawit dari
E. guineensis mempunyai kandungan asam lemak tidak jenuh yang berkisar antara 40-60%.Sebaliknya, minyak sawit dari E.oleifera dilaporkan mempunyai kandungan asam lemah tidak jenuh yang lebih tinggi, yaitu berkisar antara 70-80% (Rajanaidu et al, 2000).E. oleiferamemiliki karakter unggul yang dapat dimanfaatkan untuk perbaikan genetik spesies E. guineensisyang telah dibudidayakan secara komersial, melalui pemuliaan tanaman guna menghasilkan varietas E. guineensis baru dengan karakter unggul kandungan asam lemak tidakjenuh yang tinggi (Subhash dan Farida, 2012).
Proses pembentukan asam lemak tidak jenuh berhubungan dengan aktifitas enzim Stearoyl ACP (Acyl Carier Protein) Desaturase (SAD)yang merupakan gen kunci pada pembentukan asam oleat. Mesokarp buah kelapa sawit mengandung enzim SAD yang aktif dan sebagian besar enzim SAD efektif membentuk asam oleat (Parveez, 2004). Sejumlah gen kunci yang berperanan dalam pembentukan asam lemak pada tanaman secara umum, juga mempunyai fungsi yang sama dalam biosintesis asam lemak pada buah kelapa sawit (Basri et al, 2004).
tanaman. Gen SAD menyandi protein yang berfungsi dalam biosintesis asam lemak tidak jenuh (asam oleat dan asam linoleat). Karakterisasi dan purifikasi gen penting tersebut pada kelapa sawit telah dilakukan (Ravigadevi et al, 2000), namun studi yang mempelajari keragaman DNA sekuens dari gen SAD antar varietas dan spesies kelapa sawit yang mempunyai perbedaan kandungan dan komposisi asam lemak tidak jenuh belum terdokumentasi dengan baik. Mesokarp kelapa sawit sangat aktifdan efektif merubah hampir semua stearoyl ACP menjadi oleoyl-ACP dalam pembentukan asam oleat pada lintasan bisosintesis asam lemak pada kelapa sawit, sehingga untuk meningkatkan kandungan asam oleat pada kelapa sawit dibutuhkan peningkatan aktifitas gen SAD.
MesokarpE.oleiferamengandung komposisi asam lemak tidak jenuh (asam oleat) lebih tinggi dibandingkan E.guineensis, mempelajari dan membandingkan aktifitas gen SAD pada kedua spesies ini akan membantu mengetahui kunci utama yang menyebabkan perbedaan komposisi asam lemak tidakjenuh pada kedua tanamanini (Siti et al, 2001).
Primer Spesifik
Primer adalah salah satu unsur penting, merupakan deretan protein yang akan melipatgandakan DNA target. Primerberfungsi sebagai pembatas fragmen DNA target yang akandiamplifikasi dan sekaligus menyediakan gugus hidroksi (-OH) pada ujung 3’ yang diperlukan untuk proses eksistensi DNA (Handoyo dan Rudiretna, 2001).
dan komponen lainnya sudah tersedia. Selain itu primer bertanggung jawab untuk mengenali dan menandai fragmen sampel DNA (Tempalte DNA) yang akan di amplifikasi (Zein dan Prawiradilag, 2013).
Memilih primer yang sesuai mungkin adalah faktor tunggal yang paling penting dalam mempengaruhi Polymerase Chain Reaction(PCR). Amplifikasi spesifik dari target yang diharapkan membutuhkan primer yang tidak cocok dengan target lainnya pada beberapa orientasi dan dalam jarak tertentu yang memungkinkan terjadinya proses amplifikasi yang tidak diinginkan. Proses mendesain primer spesifik biasanya melibatkan dua tahap. Pertama, daerah apit primer yang diinginkan dapat diciptakan baik secara manual maupun menggunakan software tool lalu dicari database sekuen nukleotida yang sesuai dengan menggunakan alat seperti Blast untuk mengamati target-target potensial (Ye et al, 2012).
Komposisi primer juga merupakan salah satu pertimbangan penting. Deretan nukleotida yang sama pada setiap primerperlu dihindari karna dapat menurunkan spesifisitas primerdan memungkinkan terajadinya misprimingdi tempat lain. Kandungan GC sebaiknya pada rentang 40% -60%. Primerdengan GC rendah tidak dapat berkompetisi untuk menempel secara efektif pada tempat tujuan, sedangkan primer dengan komposisi GC terlalu tinggi dapat menyebabkan hasil menjadi tidak spesifik (Marlna et al, 2015).
sebagai alat untuk mebedakan pada tingkat genus, spesies bahkan genotipe spesifik dari individu (Edel, 1998).
Primer ILY-2
Kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak nabati dengan produktifitas per hektar tertinggi dibandingkan tanaman penghasil minyak lainnya. Asam oleat merupakan salahsatu komponen asam lemak tidak jenuh yang baik untuk kesehatan dan terdapat pada tanaman penghasil minyak nabatidan mempengaruhi kualitas minyak. Kandungan asam oleat (asam lemak tidak jenuh) pada kelapa sawit komersil (E.guineensis) lebih rendah dibandingkan minyak yangdihasilkanE. Oleifera, yang merupakan spesies kelapa sawit yang belum termanfaatkan secara optimal. Pembentukan asam oleat dipengaruhi oleh gen kunci Stearoyl ACP Desaturase, diduga perbedaankomposisi asam oleat pada E. guineensisdan E.oleiferadisebabkan oleh perbedaan basa penyusun gen Stearoyl ACP Desaturase (Rismayanti, 2014).
Biosintesis asam oleat (asam lemak tidak jenuh) ditentukan oleh gen Stearoyl ACP Desaturase (SACPD). Pendekatan untuk memodifikasi kandungan minyak sawit dapat dilakukan berdasarkan informasi keragaman runutan nukleotida gen SACPD. Isolasi dan karakterisasi gen-gen yang berperanan dalam biosintesis asam lemak tidak jenuh merupakan langkah awal usaha memodifikasi komposisi minyak kelapa sawit secara bioteknologi (Rismayanti, 2014).
disebut juga asamlemak tidak jenuh karena mempunyai ikatan ganda dalam rantai atom C nya. Hampir seluruh ikatannya berbentuk simetri dan merupakan isomer ruang, asam oleat tergolong asam yang berbentuk cis dan trans (Bio Kimia) (Mulyazmi, 2008).
Kandungan dan komposisi asam oleat yang ada pada E.guineensismengindikasikan adanya perbedaan gen penyandi enzim yang berperanan dalam lintasan biosintesis pada pembentukan asam oleat pada genom kedua tanaman tersebut. Perbedaan ini dapat diidentifikasi dengan mengevaluasi keragaman DNA sekuens dari masing-masing gen terkait menggunakan teknologi molekuler(Rismayanti, 2014).
Simple Sequence Repeat(SSR)
semua spesiestanaman, sehingga untuk merancang primer yang baru dibutuhkan waktu yang lama danbiaya yang cukup mahal (Afifah, 2012).
Marka SSR merupakan salah satumarka yang paling banyak digunakanuntuk pemetaan genetik, analisiskeragaman dan studi evolusi. Keunggulanpenanda SSR dibandingkan dengan markalainnya antara lain bersifat kodominan,polimorfisme tinggi, lokus tersebar meratadalam genom, dan dalam jumlah yangsangat banyak dan berbasis PCR sehinggahanya diperlukan DNA dalam jumlah yangsedikit (Putri, 2010).
Mikrosatelit, atau pengulangan urutan sederhana (Simple Sequence Repeat) adalah sekuen sederhana yang berulang-ulang yang melimpah dalam genom suatu spesies. Mikrosatelit memiliki pengulangan sekuen yang berurutan 2sampai 4 motif sekuen nukleotida sebagai sekuen konservatif. Penciriini sangat berguna sebagai penciri genetik karena bersifat kodominan, sehingga dapat mendeteksi keragaman alel pada level yang tinggi, mudah dan ekonomis dalam pengaplikasiannya karena menggunakan proses PCR. Penciri ini muncul sebagai marka yang sangat variatif dan mudah diulang, menjadikan sangat ideal untuk pemetaan genom(Sayekti et al, 2015).
Konservasiplasma nutfah, pola sebaran distribusi alel-alel, keberadaan alel spesidik dandistribusi variasi genetik dapat digunakansebagai kriteria genetik untuk melindungigenotipe-genotipe yang berbeda dalam genbank dan dapat digunakan sebagai penegetahuan yang ekstensif tentangmaterial pemuliaan (Putri, 2010).
spesieskelapa sawit. Oleh sebab itu, validasi keturunan hasil persilangan kelapa sawit,untuk mengetahui kebenaran tetua yang disilangkan dengan marka SSR, sehingga membantu proses perakitan varietas kelapa sawit unggul (Putri, 2010).
