Keserasian Silang Ubijalar Berdaging Umbi Jingga dengan lpomoea Trifida Diploid dan Hubungan Genetiknya berdasarkan Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)

KESERASIAN SLANG UBIJALAR BERDAGING UMBl
JINGGA DENGAN lpomoea trifida DIPLOID DAN
HUBUNGAN GENETIKNYA BERDASARKAN RANDOM
AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2002

ABSTRACT
NlNlK NIHAYATUL WAHIBAH. Cross Compatibilities of Orange-flesh
Sweetpotato Clones to Diploid lpomoea trifda and Their Genetic Relationship
based on Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Under the direction of
ALEX HARTANA and RITA MEGlA
Sweetpotato is one of important worldwide food crops. Orange-flesh
sweetpotato tubers are known to be one of the major p-carotene food sources.
For cultivar improvement, sweetpotato genetic information was limited due to
cross-incompatibility and polyploidy. Therefore these studies were needed.
Thirteen orange-flesh sweetpotato clones, 8063, B088, Ciceh 32, G22, Joang,
Prambanan, S138, TI, T2, T3. T4, T5, and T7 were chosen as female parents,

and tuberous diploid lpomoea trifda as a male parent to produce tetraploids by
artificial hybridition. Seven clones of female parents (8063,Ciceh32, G22,
Joang, Prambanan, S138, T5) were cross compatible to I.trifda with crossability range 0.71-7.69%. 4 of them (G22,Joang, S138. T5) produced 34
seedlings and only 10 tuberous tetraploid progenies survived. Tuber yield and Pcarotene content of progenies were lower than their female parent. Tuber yield
and quality of 15 orange flesh sweetpotato clones were varied, 4 clones of them
(Prambanan, 8063, PN 11, T5) showed higher p-carotene content than others.
RAPD analyses used 4 primers produced 38 bands with 9 polymorphic bands per
primer. Genetic similarity among 15 sweetpotato clones, I.trifida, and 10
progenies were analyzed using Dice coefficient and the value ranged from 0 to
87%. The degree of polymorphism was large, indicating a high level of genetic
variability. The phenogram showed progenies were varied and I.trifida
separated from others. Using only 4 primers could not get RAPD band that was
related to level of p-carotene content. However, 2 RAPD bands (OPA-04#3 dan
OPA-10#2) could be related to present or absent of pcarotene and RAPD OPA13#12 band was specific for I.trifda.

Key words :

sweetpotato, orange-flesh, pcarotene, lpomoea tifida, tetraploid,
RAPD.

ABSTRAK
NlNlK NIHAYATUL WAHIBAH. Keserasian Silang Ubijalar Berdaging Umbi
Jingga dengan lpomoea trifda Diploid dan Hubungan Genetiknya Berdasarkan
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Dibimbing oleh ALEX HARTANA
dan RITA MEGIA.
Ubijalar merupakan salah satu tanaman pangan penting di dunia. Ubijalar
berdaging umbi jingga merupakan sumber p-karoten yang murah. Meskipun
banyak kegunaan tanaman ini tetapi informasi genetiknya masih terbatas yang
disebabkan oleh adanya ketidakserasian silang dan tingginya taraf ploidi. Oleh
karena itu studi genetika tanaman ubijalar sangat diperlukan. Tiga belas klon
ubijalar hekspaloid berdaging umbi jingga yaitu 6063, 6088, Ciceh 32, G22,
Joang, Prambanan, S138, TI, T2, T3,T4, T5, dan T7, sebagai tetua betina dan
lpomoea trifida diploid berumbi putih sebagai tetua jantan, digunakan untuk
menghasilkan ubijalar tetraploid melalui persilangan buatan. Tujuh tetua betina
(6063, Ciceh32, G22, Joang, Prambanan, S138, T5) serasi disilangkan dengan I.
tnfida dengan daya silang berkisar 0.71-7.69%, dari 7 tetua betina tersebut 4
diantaranya (G22, Joang, S138, T5) menghasilkan zuriat. Dari 34 zuriat hanya
10 zuriat tetraploid yang bertahan hidup dan 6 diantaranya berumbi. Bobot umbi
dan kandungan P-karoten zuriat ubijalar tetraploid lebih rendah dari tetua
betinanya. Daya hasil dan kualitas umbi 15 klon ubijalar heksaploid sangat

bewariasi dan 4 klon diantaranya belkadar p-karoten relatif tinggi yaitu
Prambanan, 6063, PN11, dan T5. Analisis RAPD menggunakan 4 primer
terhadap 15 klon ubijalar, I.trifida, dan 10 zuriat ubijalar tetraploid menghasilkan
38 pita RAPD (rata-rata 9 pita polimorfik per primer). Kemiripan genetik
berdasarkan koefisien Dice antar 26 genotipe tersebut berkisar dari 047%.
Persentase polimotfisme yang luas ini mengindikasikan tingginya variabilitas
genetik tanaman ubijalar. Fenogram yang dibuat menunjukkan zuriat ubijalar
tetraploid bewariasi dan cenderung lebih dekat dengan tetua betina daripada
tetua jantan, sedangkan I.tnfida cenderung terpisah dari genotipe lainnya. Hasil
pengelompokan berdasarkan pita RAPD menggunakan koefisien Dice belum
berhasil melacak hubungan tinggi rendahnya kandungan p-karoten dengan pita
RAPD tetapi terlacak pita RAPD spesifik pada I.trifida (OPA-13 pita ke-12). Pita
RAPD tetua betina yang diwariskan ke zuriatnya dan terdapat pada klon
berkadar p-karoten tinggi terlacak 2 pita RAPD (OPA-04 pita ke-3 dan OPA-10
pita ke-2). Kedua pita tenebut mungkin berhubungan dengan ada tidaknya
karakter p-karoten ubijalar.

Kata kunci :

ubijalar, daging umbi jingga, p-karoten, lpomoea trifida, tetraploid,

RAPD

SURATPERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :
Keserasian silang ubijalar berdaging umbi jingga dengan lpomoea triflda
diploid dan hubungan genetiknya berdasarkan Random Ampllfled
Polymorphic DNA (RAPD)
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah
dipublikasikan.

Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah

dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

-

Bogor, Maret 2002

Ninik Nihayatul Wahibah

NRP. 98263

KESERASIAN SILANG UBIJALAR BERDAGING UMBl
JINGGA DENGAN lpomoea trifida DIPLOID DAN
HUBUNGAN GENETIKNYA BERDASARKAN RANDOM
AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)

Ninik Nihayatul Wahibah

Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Magister Sains
pada Program Pascasarjana
lnstitut Pertanian Bogor

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2002

Tesis

:

Narna Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi

:
:
:

Keserasian silang ubijalar berdaging urnbi jingga
dengan lpomoea trifida diploid dan hubungan genetiknya
berdasarkan Random Amplified Polymorphic DNA
(RAPD)
Ninik Nihayatul Wahibah
98263
Biologi

Menyetujui :

/

Ketua

Anggota

2. Ketua Program Studi

0
Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin

Tanggal Lulus : 2 Mei 2002

afrida Manuwoto, M.Sc.

Penulis dilahirkan di Bangil-Pasuruan, Jawa Timur, pada tanggal 5
Januari 1972 sebagai anak ketiga dari empat benaudara keluarga Bapak
Ahmad Qusyairi Husaini ( a h ) dan lbu Zainiyah. Tahun 1984 lulus dari SDN
Kiduldalem IV Bangil, tahun 1997 lulus dari SMP Negeri I Bangil, dan lulus dari

SMA Negeri Bangil pada tahun 1990. Pada tahun yang sama penulis diterima
sebagai mahasiswa lnstitut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMl (Undangan
Seleksi Masuk IPB), setahun kemudian diterima di Fakultas Pertanian, J U N S ~ ~
Budidaya Pertanian, Program Studi llmu dan Teknologi Benih.
Setelah
mempemleh gelar Sarjana Pertanian, penulis bekerja sebagai Asisten Peneliti
JICA-Expert di CIP (The International Potato Center), Bogor. Selanjutnya penulis
diterima sebagai Staf Pengajar J u ~ s a nBiologi. FMIPA. Univenitas Riau.
Pekanbam-Riau dan memperoleh beasiswa DUE (Development of
Undergraduate Education)-Project, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan,
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Republik Indonesia, untuk melanjutkan ke
Program Studi Biologi pada Program Pascasarjana IPB.

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt, atas rahmat, hidayah.
dan perkenanNya penulis dapat menyelesaikantesis ini.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Bapak Dr. Ir Alex
Hartana dan lbu Dr. Rita Megia, berturut-turut sebagai ketua dan anggota komisi
pembimbing atas segala bimbingan, saran, dan petunjuk yang diberikan hingga
selesainya penulisan laporan ini. Keberhasilan penelitian ini tidak terlepas dari

dukungan dana dan fasilitas yang diberikan oleh Bapak Dr. Ir. Alex Hartana,
penulis sangat berterima kasih atas bantuan tersebut.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan juga kepada Proyek Pendidikan
Pascasariana DUE 1111998 atas dana beasiswa yang diberikan, juga kepada
Pusat ~ t i dllmu
i
Hayati IPB atas kemudahan pemakian fasilitas iaboratohum.
Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua yang sangat
mencintaipenul/s : Umik. Ayah (alm), suami (mas Ari9, Bapak, Ibu, kakak (ning
Zahro, mas Husni), dan adikku (Kawakib), juga keponakanku tersayang (Faiz),
atas doa, kasih sayang, bantuan, dan dukungannya; semoga Allah swt.
membalasnya dengan lautan kasih sayangNya yang maha luas. '
Kepada Ibu Ir. Ni Made Armini Wiendi. MS, terima kasih atas saran dan
masukan yang diberikan; juga kepada Pak Sam, Ibu Donata, mbak Nouke , lin,
Ifa, Hanum. Mulyanah, dan Defita; serta Pak Sutiyo, Arkat, dan Pak Encep; dan
juga semua rekan-rekan yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas
bantuan dan kerjasamanya. Semoga tesis ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2002
Ninik Nihayatul Wahibah

DAFTAR IS1

Halarnan
DAFTAR TABEL........................................................................................

vi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................

vii

................................................................................

viii

DAFTAR LAMPIRAN

PENDAHULUAN .......................................................................................
Latar Belakang..............................................................................

Tujuan...........................................................................................

1
1
4

TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Botani dan Genetika Ubijalar .........................................................
Kerabat Liar Ubijalar ......................................................................
Ubijalar Berdaging Urnbi Jingga.....................................................
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) ...............................

5
5
7
9
10

BAHAN DAN METODE ............................................................................. 13
Tempat dan Waktu ........................................................................ 13
Bahan Tanarnan ............................................................................ 13
Metode...........................................................................................13
Analisis Data ..................................................................................
18
1.....................
HASlL DAN PEMBAHASAN................................................
Persilangan Buatan .......................................................................
Pembungaan Tetua Betina .....................................................
Keserasian Silang dan Perkecambahan Zuriat .......................
Perumbian Zuriat Tetraploid....................................................
Pengujian Daya Hasil dan Kualitas 15 Klon Ubijalar Heksaploid
Berdaging Umbi Jingga..................................................................
Analisis RAPD................................................................................
Profil Pita RAPD......................................................................
Hubungan Genetik 15 Klon Ubijalar Heksaploid Berdaging
Urnbi Jingga dan 1.trifda Diploid .............................................
Hubungan Genetik Zuriat Ubijalar Tetraploid dan Tetuanya ...
Hubungan Genetik 15 Klon Ubijalar Heksaploid Berdaging
Umbi Jingga. I
. tnfida Diploid. dan 10 Zuriat Ubijalar
Tetraploid ................................................................................
Analisis Kornponen Utama...:.........................................................

KESIMPULAN .......................................................................................

47

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

48

DAFTAR TABEL
Halaman
Jumlah bunga tetua ubijalar betina yang disilangkan per bulan ....

22

Daya silang klon-klon ubijalar heksaploid yang serasi disilangkan
dengan 1.trifda diploid (It-2) ...........................................................

24

Beberapa karakter perumbian zuriat ubijalar tetraploid hasil
persilangan ubijalar heksaploid dengan I.trifida diploid (It-2) ........

26

Kandungan p-karoten tetua betina, tetua jantan, dan zuriat ubijalar
tetraploid

28

Nilai rataan karakter daya hasil dan kualitas 15 klon ubijalar
heksaploid berdaging umbi jingga ................................................

29

Jenis primer, susunan basa, jumlah pita polimorfik, dan ukuran
fragmen DNA hasil analisis RAPD pada 15 klon ubijalar
heksaploid, I.trifda, dan 10 zuriat ubijalar tetraploid .....................

33

Pita-pita RAPD klon Joang dan T5 yang diwariskan ke zuriatnya
dan ada pada 4 klon berkadar $-karoten relatif tinggi....................

41

Pita-pita RAPD klon S138 yang diwariskan ke zuriatnya dan ada
pada 4 klon berkadar p-karoten relatif tinggi..................................

41

Dua komponen utama pertama dengan nilai mutlak lebih dari 0.2
pada 15 klon ubijalar heksaploid dan I. trifda ..............................

42

Dua komponen utama pertama dengan nilai mutlak lebih dari 0.2
pada 15 klon ubijalar heksaploid. 1. trifda, dan 10 zuriat tetraploid

44

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Prosedur pembacaan pita-pita RAPD............................................

19

Jumlah bunga dan periode berbunga tetua ubijalar betina............

23

Jumlah umbi per tanaman dan jumlah umbi dapat dipasarkan per
tanaman pada 15 klon ubijalar heksaploid berdaging umbi jingga.

30

Kandungan bahan kering dan p-karoten pada 15 klon ubijalar
heksaploid berdaging umbi jingga .................................................

31

Profil pita RAPD 15 klon ubijalar heksaploid, I.trifida, dan 10 zuriat
ubijalar tetraploid dengan menggunakan primer OPA-13 ..............

34

Fenogram kemiripan genetik antara 15 klon ubijalar dan
I.trifida diploid berdasarkan koefisien Dice ...................................

35

Fenogram kemiripan genetik antara 10 zuriat tetraploid, tetua
betina, dan tetua jantan berdasarkan koefisien Dice .....................

36

Fenogram kemiripan genetik antara 15 klon ubijalar heksaploid,
I.trifida, dan 10 zuriat ubijalar tetraploid berdasarkan koefisien
Dice................................................................................................

38

Pemetaan dua dimensi 15 klon ubijalar heksaploid dan I.frifida
berdasarkan Analisis Komponen Utarna........................................

43

Pemetaan dua dimensi 15 klon ubijalar heksaploid, I.tnfida, dan
10 zuriat tetraploid berdasarkan Analisis Komponen Utama ........

46

DAFTAR LAMPIRAN

Tanaman I.trifida diploid yang digunakan sebagai tetua jantan ....

53

Jenis primer acak yang diseleksi dan pita RAPD yang dihasilkan

53

Kromosom somatik tetua ubijalar betina (a), I.trifda diploid (b),
dan zuriat ubijalar tetraploid (c) dengan perbesaran 400x .............

54

Perumbian zuriat ubijalar tetraploid (a) dan warna daging umbi
tetua betina (b)...............................................................................

54

Matriks kemiripan genetik 15 klon ubijalar heksaploid dan I.trifda
diploid berdasarkan koefisien Dice ...............................................

55

Matriks kemiripan genetik 10 zuriat ubijalar tetraploid dan tetuanya
berdasarkan koefisien Dice ...........................................................

55

Matriks kemiripan genetik 15 klon ubijalar heksaploid, I.trifida,
dan 10 zuriat ubijalar tetraploid berdasarkan koefisien Dice .........

56

Komponen Utama I dan II dari hasil Analisis Komponen Utama
terhadap pita-pita RAPD 15 klon ubijalar heksaploid dan I. trifda
diploid ...........................................................................................

57

Komponen Utama I dan II dari hasil Analisis Komponen Utama
terhadap pita-pita RAPD 15 Won ubijalar heksaploid, I.trifda,
dan 10 zuriat ubijalar tetraploid .....................................................

58

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Ubijalar (Ipomoea batatas (L.) Lam.) merupakan salah satu tanarnan
pangan penting di beberapa tempat seperti Cina, Indonesia, Korea Selatan, dan
Papua Nugini.

Indonesia, terutama lrian Jaya dianggap sebagai pusat

keanekaragaman ubijalar kedua. Saat ini lebih dari 12000 klon telah dikoleksi di
wilayah Asia dan Pasifik

(Rao & Schmiediche 1996).

Tanaman ubijalar

mempunyai sifat morfologi seperti bentuk daun, warna kulit umbi, dan warna
daging umbi yang sangat bewariasi (Woolfe 1992; Sulistijawati et a/. 1994).
Ubijalar berdaging umbi jingga merupakan sumber p-karoten atau provitamin A
yang murah dan dapat digunakan untuk mernbantu mengatasi kekurangan
vitamin A yang terjadi di Kenya (Low et a/. 1995). Defisiensi vitamin A dapat
mengakibatkan gangguan kesehatan mata atau xerophthalmia. Beta karoten
yang umum dijumpai sebagai pigmen ini merupakan karotenoid yang paling
penting bagi manusia. Sifat antioksidan karotenoid, yang rnelindungi tanaman
dalam fotosintesis, juga melindungi manusia terhadap karsinogen, penyakit hati,
perlindungan terhadap bentuk-bentuk kanker tertentu, dan mereduksi penyakit
kardiovaskuler.
Pemanfaatan ubijalar berdaging umbi jingga di Indonesia pada umumnya
dalam bentuk umbi segar atau olahan sederhana, sebaliknya di luar negeri telah
dimanfaatkan di berbagai industri pengolahan pangan seperti mie instan,
minuman, dan makanan pelengkap untuk bayi, selain itu juga dimanfaatkan
sebagai pakan ternak.

Walaupun potensi ubijalar ini cukup besar, tetapi

informasi genetik yang diperlukan untuk pengernbangan kultivar masih terbatas.
Salah satu penyebabnya adalah ploidi tanaman ubijalar heksaploid (2n=6x=90)

sehingga menimbulkan kesulitan dalam mernpelajari pewarisannya yang berbeda
dengan tanaman diploid yang lebih sederhana.
Kendala lainnya dalam mempelajari genetika ubijalar adalah adanya
ketidakserasian sendiri (self-incompatibility). dan ketidakserasian silang (crossincompatibility), yang bergantung pada status keserasian dari tetua betina.
Keserasian silang antar beberapa klon ubijalar heksaploid berdaging umbi jingga
pernah dilaporkan oleh Novita et a/. (1996), sedangkan laporan mengenai
keserasian silang antara ubijalar berdaging umbi jingga dengan kerabat liarnya
belum pernah dilaporkan.
Kerabat liar suatu spesies telah banyak dimanfaatkan dalam pemuliaan
tanaman. Beberapa kultivar ubijalar di Jepang merupakan hasil pemuliaan yang
memanfaatkan kerabat liar ubijalar lpomoea trifda diploid (Sakamoto 1976;
Kukimura et a/. 1990). Spesies liar yang berkerabat dekat dengan ubijalar
adalah I.triloba dan I.trifda (Austin 1988). sedangkan berdasarkan metode

RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) I.tabascana dan I.trifida
(Jarret et al. 1992)
Studi mengenai genetika ubijalar masih sangat diperlukan sebagai alat
pendukung program pernuliaan tanaman ubijalar. Salah satu upaya yang dapat
diiempuh adalah dengan mereduksi tingkat ploidi ubijalar berdaging umbi jingga
melalui persilangan buatan dengan kerabat liar ubijalar diploid berdaging umbi
putih yang tidak mernpunyai kandungan P-karoten. Zuriat yang diperoleh dari
persilangan tersebut mernpunyai ploidi tetraploid.
mempunyai kandungan P-karoten maka

Bila diperoleh zuriat yang

gen penyandi P-karoten tersebut

berasal dari klon ubijalar berdaging umbi jingga dan bukan dari kerabat liarnya.
Untuk mengikuti pewarisan karakter P-karoten tersebut akan lebih mudah bila
jumlah kromosomnya lebih sedikit.

Selain itu pemanfaatan spesies liar

diharapkan akan memperluas variabilitas genetik plasma nutfah ubijalar yang
ada.
Kandungan P-karoten pada ubijalar berdaging umbi jingga mencapai 89%
dari total karotenoid yang ada (Woolfe 1992). Sernakin tinggi intensitas warna
jingga diduga semakin tinggi pula kadar 0-karotennya (Takahata 1995).
lntensitas wama jingga pada klon ubijalar sulit dibedakan secara visual sehingga
untuk membedakan antar klon perlu dilakukan kuantifikasi dengan menentukan
besarnya kandungan P-karoten, yaitu karotenoid yang rnempunyai aktifitas pro
vitamin A terbesar diantara karotenoid lainnya.
Salah satu metode untuk mempermudah mengikuti pewarisan karakter
warna jingga atau kandungan P-karoten adalah menggunakan penanda molekul
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) yang dapat melacak pita-pita DNA
yang diwariskan dari tetua ke zuriatnya dan diharapkan dapat rnengidentifikasi
pola pita RAPD yang berhubungan dengan tingginya kandungan P-karoten.
Metode RAPD melacak pita DNA yang tidak dipengaruhi oleh faktor lingkungan
ternpat ubijalar ditanam.

Dibandingkan dengan penanda molekul yang lain,

RAPD adalah metode yang lebih sederhana dan relatif murah (Tingey et a/.
1992). Penanda RAPD telah digunakan untuk mendeteksi variabilitas genetik

antar klon ubijalar di Amerika (Villordon & LaBonte 1995), di Chili (Sagredo et a/.
1998). di Malaysia (Ramisah et al. 2000), dan untuk mendeteksi keterpautan

penanda RAPD dengan gen resisten ubijalar terhadap nernatoda (Ukoskit et a/.
1997).

Hubungan keterpautan ini pada tanaman ubijalar merupakan yang

pertama kali dilaporkan dan diketahui sampai saat ini. Sedangkan penggunaan
metode RAPD pada tanaman ubijalar di Indonesia sampai saat ini belum pernah
dilaporkan.

Tujuan
Penelitian ini bertujuan menguji keserasian silang antara beberapa klon
ubijalar heksaploid berdaging umbi jingga sebagai tetua betina dengan spesies
kerabat liarnya yaitu I. trifida diploid sebagai tetua jantan, dan mengidentifikasi
pita DNA yang berhubungan dengan kandungan P-karoten menggunakan
metode RAPD.

TINJAUAN PUSTAKA

Botani dan Genetika Ubijalar
Tanaman ubijalar (Ipomoea batatas L.) secara umum diyakini berasal dari
Amerika Selatan. Spesies ini pertama kali dideskripsikan pada tahun 1753 oleh
Linnaeus sebagai Convolvulus batatas. Tetapi pada tahun 1791 Lamarck mengklasifikasikannya ke dalam genus lpomoea berdasarkan bentuk stigma dan
permukaan bentuk polen. Oleh karena itu namanya diubah menjadi lpomoea
batatas (L.) Lam. (Huaman 1992). Sekarang ubijalar telah dibudidayakan di
hampir semua wilayah tropis dan penanaman terbesar terdapat di Cina dan
beberapa negara Asia.
Jumlah kromosom tanarnan ubijalar adalah 2n=6x=90, ini rnenunjukkan
bahwa ubijalar merupakan tanarnan heksaploid dengan jurnlah krornosom dasar
x=15.

Kemungkinan besar bertipe autopoliploid (Martin 1982; Ukoskit &

Thompson 1997) tetapi ada juga yang rnenganggap sebagai alopoliploid.
Morfologi tanaman ubijalar sangat bervariasi.

Indonesia rnerupakan pusat

keanekaragaman ubijalar kedua setelah Amerika Selatan. Keanekaragaman
morfologi ubijalar asal lrian Jaya terlihat dari bentuk, ukuran, dan warna baik dari
daun, batang, bunga, maupun umbi ( Woolfe 1992; Sulistijawati et a/. 1994).
Secara umum seluruh tanaman ubijalar yaitu pucuk, daun, batang, dan
umbinya mempunyai potensi untuk dirnanfaatkan
maupun pakan ternak.

sebagai bahan pangan

Peranan ubijalar dalam menyumbangkan kebutuhan

kalori menempati urutan kelima terutama di negara berkembang. Di luar negeri,
terutama di Jepang, ubijalar banyak dimanfaatkan di berbagai industri
pengolahan pangan, seperti minuman, mie instan, dan makanan pelengkap bagi
bayi. Meskipun mempunyai potensi yang cukup besar namun informasi genetika

tanaman ubijalar yang diperlukan untuk pengembangan kultivar masih sangat
terbatas. Keterbatasan inforrnasi ini diduga karena ubijalar merupakan tanaman
heksaploid dengan jumlah kromosom yang banyak dan mempunyai ukuran
kromosom yang kecil. Oleh karena itu penelitian bidang sitogenetika ubijalar
sangat terbatas dan penentuan tipe ploidinya masih diperdebatkan.
Persilangan buatan pada ubijalar pada umumnya sulit menghasilkan
kapsul dan biji, dan fenomena yang menyebabkannya adalah ketidakserasian
dan sterilitas. Keserasian ditentukan oleh dua kriteria yaitu berhasil tidaknya
butir polen berkecambah pada batang putik dan berhasil tidaknya pembentukan
bakal kapsul setelah polinasi. Sedangkan sterilitas diduga dipengaruhi oleh dua
ha1 yaitu polen mampu berkecambah tetapi gagal melakukan fertilisasi dan
lemahnya atau matinya embrio yang terjadi setelah fertilisasi (Martin 1982).
Kapsul yang terbentuk seringkali mengalami gugur saat belum matang penuh.
Adanya ketidakserasian silang disertai

dengan rendahnya jumlah biji yang

dihasilkan dari persilangan yang serasi mengakibatkan studi genetik pada
tanaman ubijalar menjadi sulit.
menghasilkan kapsul,

yang

Penyehukan sendiri yang dilakukan tidak
artinya

pada tanaman

ubijalar

terdapat

ketidakserasian sendiri (Srinivasan 1977). Persentase ketidakserasian silang
pada tanaman ubijalar juga cukup tinggi.

Persentase keserasian silang akan

lebih tinggi jika tetua betina mempunyai ploidi yang lebih besar dari tetua jantan
(Bai 1988). Oleh karena itu pada persilangan antara ubijalar heksaploid dengan
kerabat liar diploid atau tetraploid pada umumnya ubijalar heksaploid dipakai
sebagai tetua betina.
Persentase klon yang bersifat serasi sendiri (self compatible) dalam
populasi ubijalar di Indonesia sekitar 20% dan be~ariasibergantung pada asal
geografi klon ubijalar. Keberhasilan pembentukan biji yang diperoleh melalui
penyerbukan sendiri (selfing) pada klon yang mempunyai karakter serasi sendiri

tersebut berkisar 2-57%. Ada sejumlah faktor yang mempengaruhi keberhasilan
penyerbukan sendiri, penyerbukan silang, dan pembentukan biji yang belum
dimengerti hingga saat ini (Rao & Schmiediche 1996).
Bunga pada ubijalar mekar pada sekitar pk.05.00-06.00 pagi diikuti
dengan penanggalan butir polen sekitar pk.06.00-07.00 dengan munculnya sinar
matahari. Aktivitas lebah madu sebagai polinator alami pada ubijalar dimulai
pada saat ini dan berlanjut sampai pk.08.00 pagi yang merupakan waktu
terjadinya persilangan alami. Semakin siang anter menjadi kosong dan polen
tidak ada lagi sehingga persentase terbentuknya kapsul pada persilangan yang
dibuat setelah pk. 09.00 semakin menurun.

Namun demikian keadaan ini

bervariasi antar klon ubijalar. Selain itu faktor lingkungan seperti suhu yang
lebih tinggi dan penurunan kelembaban nisbi mempengaruhi persentase
terbentuknya kapsul sehingga lebih rendah (Srinivasan 1977). Persilangan antar
klon ubijalar berdaging umbi jingga yang pernah dilakukan

menunjukkan

beberapa klon ubijalar tidak dapat digunakan sebagai tetua jantan dan tidak
berhasil membentuk kapsul (Novita et a/. 1996).

Kerabat Liar Ubijalar
Dalam seksi Batatas terdapat 13 spesies liar yang dianggap berkerabat
dekat dengan ubijalar yang pada umumnya diploid atau tetraploid. I. littoralis dan
I. tiliacea adalah tetraploid sedangkan I. trifda mempunyai taraf ploidi 2x, 3x, 4x,
dan 6x (Huarnan 1992). Berdasarkan analisis RFLP (Restriction Fragment
Length Polymorphism), I. trifda dan I. tabascana merupakan spesies liar ubijalar
yang terdekat (Jarret et a/. 1992).
Kerabat liar dianggap mempunyai peran penting dalam program
pemuliaan tanaman ubijalar di Jepang. I. trifida pertama kali diintroduksikan dari
Meksiko ke Jepang pada tahun 1956.

Sejak saat itu kerabat liar ubijalar

dimanfaatkan sebagai sumber gen dalam program pemuliaan ubijalar.
Pemuliaan ubijalar dimulai pada tahun 1957 dan pada tahun 1978 dilepas dua
ltultivar ubijalar yang memanfaatkan I.trifida yaitu Minamiyutaka dan Okiyutaka
~:Kukimura et al. 1990).

Gen resisten terhadap nematoda pada k u l t i i r

IWinamiyutaka diyakini diperoleh dari i. trifda (Sakamoto 1976). Spesies kerabat
liar juga banyak digunakan pada tanaman lain seperti pemuliaan tanaman
centang memanfaatkan spesies kerabat liar Solanum phureja ssp. phureja dan
S. stenotomum ssp. stenotomum diploid sebagai sumber gen warna daging
kuning untuk meningkatkan intensitas warna kuning pada tanaman kentang
tetraploid (Haynes 2000).
Tanaman I.trifda diploid di Indonesia ditemukan di daerah atatah, Jawa
Barat sedangkan spesimen I.trifda tertua di Indonesia dikoleksi dari Malang.

Jawa Timur (Hambali 1988). Hasil peneliian mengungkapkan bahwa I.t M i a
sangat berpotensi sebagai sumber gen dalam pemuliian ubijalar untuk
memperbaiki karakter daya hasil, kadar k h a n kering, pati, ketahanan terhadap
hama, dan penyakit tertentu, serta meningkatkan kadar protein (Kobayashi &
Miyazaki 1976).
Kerabat liar ubijalar lainnya yaitu I.nil dan I.pupurea telah digunakan
secara luas oleh peneliii-peneliii di Jepang.

Kedua spesies tersebut digunakan

sebagai batang bawah untuk menginduksi pembungaan pada klon-klon ubijalar
yang relatif sulit atau sedikii berbunga (Eguchi 1996). Plasma nutfah spesies liar
ubijalar juga dimanfaatkan sebagai sumber gen dalam program pemuliaan di
Filipina. Ubijalar heksaploid telah berhasil disilangkan dengan I. pes-caprea
dan I.trifda 2x, 4x, dan 6x, untuk memperluas variabilitas genetik (Mariscal &
Lopez 1996).

Kerabat liar ubijalar 1. trifda juga digunakan sebagai sumber

genetik di Korea (Ahn 1996) dan Cina (Guo et a/. 1996).

I.trifda diploid dapat juga berperan membantu untuk mempermudah

mempelajari pewarisan karakter tertentu. Untuk mempelajari pewarisan karakter
tertentu pada ubijalar heksaploid sangat sulit karena besarnya ploidi. Penu~nan
taraf pleidi dengan memanfaatkan I. trifida diploid diharapkan akan
mempermudah mengikuti pola pewarisan karakter warna jingga daging umbi
atau kandungan P-karoten.

Ubijalar Berdaging Umbi Jingga
Keanekaragaman tanaman ubijalar dapat tercermin pada warna daging
umbinya yaitu putih, kuning, jingga, dan ungu (Woolfe 1992; Sulistijawati 1996).
Ubijalar berdaging umbi jingga merupakan bahan pangan sumber vitamin A
yang relatif murah dan merupakan sumber kalori terbaik diantara tanaman
sumber vitamin A lainnya.

lntensitas warna daging umbi ubijalar diduga

mengindikasikan nilai provitamin A atau P-karoten yang dikandungnya (Takahata
1995). Karena variabilitas genetik ubijalar sangat luas, hingga saat ini belum
diketahui dengan pasti kultivar ubijalar yang paling tinggi kandungan

P-

karotennya.
Karotenoid utama meliputi p-karoten, a-karoten, cryptoxanthin, lutein,
zeaxanthin, dan lycopene, tetapi aktivitas vitamin A dari P-karoten lebih besar
daripada karotenoid lainnya.

Komposisi karotenoid ubijalar berdaging umbi

jingga didominasi P-karoten (Takahata 1995) dan mencapai 89% dari total
karotenoid yang ada (Woolfe 1992). Penelitian terhadap 34 kultivar ubijalar
berdaging umbi jingga di Cina menunjukkan bahwa kandungan karoten
berkorelasi positif dengan kandungan protein tetapi berkorelasi negatif dengan
kandungan bahan kering (Lu 8 Wu 1990).

Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)
Penelitian mengenai variabilitas genetik tanaman biasanya dilakukan
dengan membandingkan bentuk morfologi, pembahan anatomi, embrio, dan
reaksi biokimia. Data yang diamati biasanya dipengaruhi oleh faktor lingkungan
umur, dan kondisi tumbuh tanaman. Kesulitan lain mungkin terjadi bila karakter
yang diamati dikendalikan oleh gen-gen yang bersifat kuantitatif, atau karakter
yang diteliti diekspresikan pada akhir pertumbuhan (Weising et al. 1995).
Karena kompleksnya genom ubijalar, penanda morfologi dan penanda
protein (isozim) memberikan sedikit infomasi terhadap hasil analisis genom
ubijalar karena terbatasnya jumlah penanda yang tersedia (Kennedy &
Thompson 1991).

Sebaliknya penanda yang berbasis DNA menyediakan

penanda genetik yang tidak terbatas.

Penanda tersebut secara langsung

mendeteksi pada taraf DNA sehingga ekspresi gen tidak diperlukan.

Efek

epistasis atau pleiotropik, efek lingkungan dan tahap perkembangan jaringan
tertentu tidak menjadi faktor pembatas bagi penanda berbasis DNA.
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) merupakan salah satu
teknik biologi molekul yang banyak digunakan untuk menganalisis variabilitas
genetik berdasarkan hasil amplifikasi reaksi berantai polimerase (Polymerase
Chain Reaction = PCR).

Amplifikasi sekuen DNA secara in vjtm ini meliputi

denaturasi DNA cetakan menjadi utas tunggal (94'C),

penempelan primer

dan perpanjangan
(annealing) pada sekuen DNA cetakan (25°~-650~),
(elongation) utas DNA (72OC). Perpanjangan primer oleh enzim polimerase DNA
dibantu dengan adanya basa nukleotida (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) dan MgCI,
yang berfungsi sebagai kofaktor enzim (Weising et al. 1995).
Teknik RAPD mendeteksi polimorfisme sekuen nukleotida pada
amplifikasi DNA yang menggunakan satu primer acak. Dalam reaksi ini, primer
berikatan dengan DNA genom pada dua situs yang berbeda pada utas DNA

cetakan yang berlawanan. Jika situs penempelan primer berada pada jarak yang
dapat diamplifikasi, maka akan dihasilkan produk DNA diskret.

Primer yang

sering digunakan adalah primer acak berukuran 10 pasang basa. Setiap primer
dapat mengamplifikasi beberapa lokus dalam DNA total, sehingga analisis RAPD
menjadi efisien untuk mengevaluasi polimorfisme urutan basa antar individu
tanaman. Polimorfisme tersebut diamati melalui ada tidaknya pita DNA yang
teramplifikasi (Thormann & Osborn 1992).
Keberhasilan amplifikasi ini ditentukan oleh kemampuan primer
mengamplifikasi DNA cetakan (template) dengan bantuan enzim polimerase
DNA, dNTP (dATP, dTTP, dCTP, dan dGTP), suhu yang sesuai untuk mengurai
DNA cetakan menjadi utas tunggal, pelekatan primer pada situs DNA cetakan,
dan polimerisasi DNA (Thormann & Osbom 1992). Sedangkan keberhasilan
suatu primer dalam mengamplifikasi DNA cetakan ditentukan oleh ada tidaknya
homologi sekuen nukleotida primer dengan sekuens nukleotida DNA cetakan
(Tingey et a/. 1992). Selain itu juga dipengaruhi oleh kualitas dan kuantiias DNA
yang mencukupi, konsentrasi MgC12 yang sesuai, banyaknya enzim Taq DNA
polimerase yang wkup, dan suhu pelekatan primer yang cocok (Promega 2000).
Kualitas DNA cetakan mempunyai pengaruh yang besar pada hasil dan resolusi
produk amplifikasi. Karena proses amplifikasi memerlukan hanya sedikit DNA
cetakan, prosedur ekstraksi sangat ditekankan pada kemurnian dibandingkan
kuantitas (Weeden et a/. 1992).
Konsentrasi DNA dan MgCI, mempengaruhi hasil amplifikasi PCR.
Konsentrasi DNA lebih tinggi atau lebih rendah dari konsentrasi optimum
menghasilkan pola pita DNA lebih sedikit dan kurang baik. Konsentrasi MgClz
yang lebih rendah dan lebih tinggi dari konsentrasi optimum menghasilkan
jumlah pita yang lebih sedikit. Sedangkan konsentrasi Taq polimerase DNA
tidak berpengaruh terhadap pola pita hasil amplifikasi PCR dan hanya

berpengaruh pada ketajaman pita DNA.

Konsentrasi enzim Taq polimerase

DNA yang tinggi menghasilkan intensitas pita DNA yang lebih tajam
dibandingkan hasil amplifikasi dengan konsentrasi enzim yang lebih rendah
(Lengkong et al. 2001).
Penanda RAPD telah digunakan secara luas pada berbagai spesies
tanaman dan berbagai tujuan seperti pembuatan peta keterpautan, menentukan
variabilitas genetik, menentukan sistematik hubungan antar spesies, dan menguji
kemurnian benih hibrida.

Teknik RAPD seringkali dipilih karena dapat

menghasilkan data dalam waktu yang lebih singkat tanpa harus melakukan
pemindahan fragmen DNA pada membran nilon (Southern Transfer) dan
beberapa prosedur lainnya yang biasa dilakukan pada teknik RFLP (Restricton
Fragment Length Polymorphism), oleh karena itu biaya yang diperlukan untuk
analisis RAPD relatii lebih murah. Selain itu DNA cetakan yang diperlukan relatif
sedikit dan polimorfisme yang dihasilkan cukup tinggi.
Teknik RAPD pada tanaman ubijalar telah digunakan di negara lain
sedangkan di Indonesia hingga saat ini belum pernah dilaporkan. Analisis RAPD
pada tanaman ubijalar terbukti kelayakannya untuk mengembangkan peta
keterpautan genetik (Thompson et a/. 1997), menganalisis tipe ploidi (Ukoskit &
Thompson 1997), mengidentifikasi pita RAPD yang terpaut dengan karakter
resisten terhadap nematoda (Ukoskit et a/. 1997), serta menganalisis variabilitas
genetik tanaman ubijalar yang dibudidayakan di Chili (Sagredo et al. 1998) dan
Malaysia (Ramisah et al. 2000).

Metode RAPD juga membantu efisiensi

manajemen plasma nutfah, klon yang mirip secara morfologi dan menghasilkan
pola pita RAPD yang sama dianggap sebagai klon duplikat dan hanya salah satu
saja yang dikoleksi lebih lanjut. Dengan metode ini, koleksi klon ubijalar di Peru
berkurang dari 1939 menjadi 1069 klon
pemeliharaan (Huaman 1996).

sehingga lebih menghemat

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu
Persilangan buatan dan analisis RAPD masingmasing bertempat di
rumah kaca dan LaboratoriumBiologi Tumbuhan Pusat Studi llmu Hayati (PSIH).
IPB. Pengujian daya hasil di Kebun Percobaan Muara, sedangkan analisis Pllaroten di Laboratorium Enzimatik dan Biokimia Balitbio. Percobaan berlangsung
dari Febmari 2000 sampai September 2001.

Bahan Tanaman
Persilangan buatan menggunakan 13 klon ubijalar heksaploid berdaging
umbi jingga yaitu 8063. 0088. C i i h 32,622, Joang. Prambanan. S138. TI, T2,
'r3, T4, T5, dan T7 sebagai tetua betina dan I.trifda diploid (It-2) berdaging umbi
putih sebagai tetua jantan (Lampiran 1). Pengujian daya hasil menggunakan 15
lvlon ubijalar heksaploid yaitu 0082. 0063. 8088. Ciceh32. G l l . Joang, Penet,
IPN11, Prambanan, SWl, 5026, S138, Ti, T4, dan T5.

Sedangkan analisis

RAPD dilakukan terhadap 15 klon ubijalar tersebut. I.trifda, dan zuriat yang
dihasilkan.

Metode
Persilangan Buatan
Ubijalar ditanam dengan menggunakan media tanah kebun:pasirpupuk
kandang (1:l:l) dalam kantong plastik h i m , sebanyak 7 kantong per klon
dengan 2 tanaman per kantong. Tanaman dirambatkan ke atas menggunakan
batang bambu dan untuk merangsang pembungaan diberi pupuk gandasil B.
Bunga tetua betina diemaskulasi pada sore hari kemudian diiutup kertas untuk

menghindari penyerbukan yang tidak diinginkan. Keesokan harinya dilakukan
persilangan buatan pada pk.06.00-09.00, diberi label tanggal persilangan dan
nama klon yang disilangkan kemudian ditutup kembali.

Bunga yang dipilih

sebagai bunga betina adalah yang masih menguncup tetapi sudah mencapai
ukuran maksimum sebelum mekar dan sehat.
Biji yang terbentuk akan masak pada 25 hari setelah persilangan dan
kapsul berubah warna menjadi coklat dan kering. Biji yang dihasilkan disemai
pada media pasir dengan perlakuan mengikuti Eguchi (1996), setelah mencapai
ukuran yang cukup untuk diambil steknya (1-2 bulan), batang dipotong dan
ditanam di lapang untuk diuji perumbiannya. Jumlah tanaman per nomor zuriat
disesuaikan dengan ketersediaan stek yang ada. Pengamatan yang dilakukan
meliputi: (1) daya silang (%) yaitu jumlah kapsul per persilangan; (2) daya
kecambah (%) yaitu jumlah biji yang berkecambah per jumlah biji yang ditanam;

(3) jumlah zuriat berumbi; (4) diameter, panjang, dan warna daging umbi zuriat.

Pengamatan Jumlah Kromosom
Penentuan tingkat ploidi dilakukan dengan mengamati jumlah kromosom
pada tetua betina, tetua jantan, dan zuriatnya. Untuk memudahkan mengambil
contoh akar, potongan stek dipelihara dalam botol-botol berisi aquades dan
bagian bawah stek diberi roton untuk mempercepat tumbuhnya akar. Ujung akar
dipotong pada pukul 08.00-09.00 dan direndam dalam botol kecil berisi 8hydroxyquinolin 0.002M, ditutup rapat dan disimpan dalam suhu 4 ' ~selama 3
jam. Selanjutnya direndam larutan asam asetat 45% selama 5-10 menit pada
suhu ruang, sebelumnya dibilas terlebih dulu dengan aquades. Potongan akar
dipindahkan ke dalam botol-botol kecil berisi campuran asam asetat 45% : HCI 1
N (3:l) selama 1-2 menit pada suhu 60°C.

Pewarnaan dilakukan dengan

merendam potongan akar ke dalam orcein 2% selama 20-25 menit dalam

keadaan tertutup. Ujung akar kemudian dipotong sepanjang 1 mm diatas gelas
obyek dan ditetesi dengan orcein lalu ditutup dengan gelas penutup. Kelebihan
pewama dihisap menggunakan kertas penghisap. Squash dilakukan dengan
menekan-nekankan ujung pensil kayu di atas gelas penutup dan ditekan dengan
ujung ibu jari. Preparat yang dibuat siap diamati dibawah mikroskop dan dipotret.

Pengujian Daya Hasil
Penanaman

15 klon ubijalar heksaploid di lapang menggunakan

Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan 3 ulangan. Tiap petak kelompok
perwbaan berukuran 15 m x 3 m, dibuat 15 guludan dan dikelilingi tanaman
pinggir. Jarak antar pusat guludan 100 cm dan jarak tanam 25 cm, sehingga
setiap guludan terdapat 12 tanaman. Pupuk diberikan secara larikan dengan
dosis 40 kg Nlha. 60 kg P205/ha.dan 75 &O/ha. Sepertiga dosis pupuk N dan
K serta seluruh pupuk P diberikan saat tanam, sedangkan sisa pupuk diberikan
saat berumur 6 minggu setelah tanam. Pengamatan dilakukan pada saat panen
terhadap 5 tanaman wntoh per guludan. Karakter yang diamati yaitu : (I) jumlah
umbi per tanaman; (2) jumlah umbi dapat dipasarkan per tanaman; (3) bobot
umbi per tanaman; (4) bahan kering umbi (%) yaitu bobot basah per bobot
kering setelah dikeringkan dalam suhu 60% selama 48 jam; (5) kandungan $karoten dtentukan dengan

metode

HPLC (High Performance Liquid

Chromatrography), sedangkan ekstraksi karotenoid mengikuti metode Bushway
dan Wilson (1982) yang dimodifikasi; penentuan bahan kering dan $-karoten
dilakukan sebanyak 3 ulangan. Rumus perhitungan kandungan $-karoten
(Slamet eta/. 1990) sebagai berikut:

TI

p-karoten (pg1100 g) =

T2

TI
T2
K
B
fp

=

100
x K x

x fp
B

tinggi puncak kurva sampel
tinggi puncak kurva standar
konsentrasi standar
berat umbi sampel
faktor pengenceran

=

--

=

lsolasi DNA Tanarnan
lsolasi DNA genom tanaman menggunakan prosedur ekstraksi DNACTAB.

Daun muda yang masih menguncup dengan panjang 10-20 mm

sebanyak 1-2 gram dan pasir kuarsa digerus dalam mortar dengan pestel.
Setelah halus ditambahkan 5 ml 1 . 5 ~buffer CTAB (75 mM Tris-HCI pH 8.0; 1.5%
(mlv) CTAB; 1.05 M NaCI. 15 mM EDTA dan 2% 2-mercaptoetanol yang
ditambahkan sesaat sebelum tiigunakan) dalam tabung 15 ml dan campuran
dihomogenkan. Homogenat diinkubasikan da-lam penangas air dengan suhu
6 0 ' ~selama 1-2 jam, kemudian didinginkan pada suhu ruang. Selanjutnya
ditambah 0.1 volume kloroforrn : isoamilalkohol (24:l) dan dicampur sampai
larutan menjadi homogen. Larutan kemudian disentrifugasi dengan kecepatan
4000 rpm selama 20 menit. Supernatan dipindah ke tabung lain dan dicampur
dengan 2.3 volume isopropanol dan 0.1 volume sodium asetat. Tabung dibolakbalik secara perlahan dan disentrifugasi selama 25 menit dengan kecepatan
4000 rpm.

Supernatan dibuang dan peletnya dikeringkan pada suhu 3 7 ' ~

selama 15 menit, lalu dibilas dengan 500 pl etanol 70% dan disentrifugasi 4000
rpm, 5 menit. Pelet dikeringkan kembali, selanjutnya dilarutkan di dalam 500 p1
TE l x (10 mM Tris-HCI pH 7.5. 1 mM EDTA) dan 5 p1 RNase (20 pllml) untuk
menghilangkan kontaminasi oleh RNA dan diinkubasi pada suhu 3 7 ' ~semalam.

Tahap purifikasi dilakukan dengan menambahkan 500 p1 TE l x dan 0.5
vo-lume fenol.

Pelet dilarutkan dengan digoyang-goyang sebentar dan

disentrifugasi 4000 rpm selama 10 menit. Cairan bagian atas diambil dengan
pipet tumpul dan dikumpulkan dalam tabung 1.5 ml (eppendorf) lalu ditambah 1
volume kloroform : isoamilalkohol (24:l) dan disentrifugasi 14000 rpm selama 10
menit pada suhu ruang. Cairan bagian atas dimasukkan dalam dalam tabung
baru dan ditambah dengan 2.3 volume isopropanol dan 0.1 volume sodium
asetat, digoyang perlahan dan didiamkan sebentar. Kemudian disentrifugasi
14000 rpm selama 30 menit dengan suhu 4OC.

Cairan dibuang dan pelet

dikeringkan pada suhu 37OC selama 15 menit, lalu dibilas dengan 100 pl etanol
70% dan disentrifugasi 10000 rpm selama 5 menit dengan suhu 4OC. Cairan
dibuang, pelet dikeringkan kembali dalam suhu 37'~. Setelah kering endapan
DNA disuspensikan dalam 150 p1 bufer TE l x dan disimpan pada suhu -20°C.
Hasil ekstraksi DNA diuji kuantiias dan kualitasnya berdasarkan
Sambrook et a/. (1989). Kualitas DNA ditentukan dengan cara membandingkan
nilai absorbansi pada panjang gelombang 260 nm dan 280 nm (A&A2~) dengan
menggunakan Spektrofotometer UV-VIS Simadzu 2000. DNA murni mempunyai
rasio A&AZW = 1.8-2.

Kualitas fragmen DNA dilihat dari hasil elektroforesis

pada 1% gel agarose. Sedangkan kuantitas DNA ditetapkan pada nilai
absorbansi pada Am.

Nilai absorbansi AzeO=lsetara dengan konsentrasi DNA

50 pglml.

Analisis RAPD
Reaksi amplifikasi mengikuti metode yang dikembangkan Promega.
Volume final reaksi adalah 40 pl dengan komposisi reaksi l x larutan penyangga
(50 mM KCI, 10 mM Tris-HCI pH 9, dan 0.1% Triton X-loo), 1 unit Taq

Polimerase (Promega). 2.5 mM MgCI. 200 pM dNTP, 0.4 pM primer, dan 50 ng
DNA genom. Primer yang digunakan 10-mer acak Operon nomor 4, 7, 10, dan
13 Kit A (Promega) dari 10 primer yang diseleksi (Lampiran 2). Kondisi PCR
mengikuti hasil optimasi Lengkong et a/. (2001) menggunakan mesin PCR Gene
Amp PCR System 2400 Thermal Cycler (Perkin-Elmer) sebanyak 36 siklus
setelah pra PCR selama 5 menit (94OC). Tiap siklus terdiri dari denaturasi 1
menit (90°c), penempelan primer pada DNA cetakan 1 menit (37'C),
perpanjangan fragmen DNA 2 menit (77'~), pasca-PCR 5 menit (72%). Hasil
PCR dielektroforesis pada 0.8 % gel agarose dengan buffer penyangga TAE l x
(0.04 M Tris-asetat, 0.001 M EDTA), selama 3.5 jam dengan tegangan 70 volt
pada suhu ruang. Penanda ukuran molekul fragmen DNA menggunakan DNA
standar 1 kb DNA ladder (Promega). Setelah itu gel diwarnai dengan larutan
etidium bromida 0.5 pllml selama 20 menit dan direndam dalam aquades selama
20 menit. Pola fragmen DNA pada gel agarose diamati di atas sinar UV, direkam
dalam alat dokumentasi gel, dan disimpan menggunakan disket.

Analisis Data
Data diskor berdasarkan ada atau tidaknya fragmen DNA hasil amplifikasi
pada satu posisi yang sama pada setiap genotipe yang dibandingkan (Gambar
1). yaitu nilai 1 (satu) untuk kehadiran pita dan bila tidak ada pita dinilai 0 (nol)
dan dimasukkan dalam matriks data biner. Selanjutnya data biner dikonversi
menjadi matriks kemiripan genetik dengan menggunakan koefisien Nei dan Li
(1979) yang mempunyai persamaan sebagai berikut :

Fb.
a.b
nab
na
nb

= koefisien kemiripan antara a dan b
= 2 individu yang diamati
= jumlah pita DNA yang sarna posisinya baik pada individu a maupun b
= jumlah pita DNA pada individu a
= jumlah pita DNA pada individu b

posisi pita DNA pada gel agamse

nz

a?

01

as

matriks data biner

ni

1

j===i==; +
fenagram kemiripan genetik
matriks kemiripan genetik

Garnbar 1. Prosedur pembacaan pita-pita RAPD

Nilai kemiripan dari matriks digunakan untuk analisis pengelompokan
(Cluster Analysis) rnelalui UPGMA (Unweighted Pair-Group Method with

Arithmetic Mean) untuk membuat fenogram yang dihitung melalui SAHN
(Sequential Agglomerative Hierarchical and Nested Clustering).

Analisis ini

menggunakan perangkat lunak NTSYS-pc versi 1.8 (Rohlf 1993). Pada program
NTSYS matriks dihitung melalui koefisien Dice yang pada prinsipnya sama
dengan rumus Nei dan Li.
Dari matriks data biner juga dilakukan analisis komponen utama (Principal
Component Analysis).

Analisis Komponen Utama (AKU) ini memungkinkan

untuk mereduksi variabel struktur data yang kompleks dan ditampilkan dengan
gambar dua dimensi sehingga lebih mudah mengintrepretasikan dan mengambil
kesimpulan serta lebih informatif. Melalui AKU peubah-peubah yang saling
berkorelasi direduksi menjadi peubah yang saling bebas namun memberikan
infonasi yang hampir sama dengan peubah asal. Analisis Komponen Utama
(AKU) ini dilakukan dengan menggunakan program Minitab versi 13.2.

HASlL DAN PEMBAHASAN

Studi genetika saat ini telah banyak memanfaatkan berbagai metode
analisis molekul, tetapi persilangan buatan tetap diperlukan untuk mempelajari
genetika tanaman maupun dalam program pemuliaan tanaman. Teknik-teknik
baru metode analisis molekul memberi jalan tempuh alternatif terhadap tujuan
pemuliaan tanaman konvensional maupun dalam studi genetika, sehingga
banyak pemulia tanaman menggunakan keduanya.

Persilangan Buatan
Pembungaan Tetua Ubijalar Betina
Tersedianya bunga sangat diperlukan untuk melakukan persilangan
buatan.

Semakin banyak bunga yang dihasilkan tetua maka diharapkan

keberhasilan memperoleh biji akan lebih besar. Produksi bunga pada ubijalar
dianggap merupakan masalah yang membatasi upaya pemuliaan tanaman
ubijalar. Klon-klon ubijalar berdaging umbi jingga yang digunakan sebagai tetua
betina dalam penelitian ini kesemuanya berbunga. Bunga ubijalar mekar pada
pagi hari dan layu menjelang sore hari. Bunga pertama mekar pada saat
tanaman berumur 64-85 HST (hari setelah tanam), sedangkan pada penelitian
lain pada umur 64-120 HST (Novita et a/. 1996).
Jumlah bunga bewariasi antara 13 (klon B063) hingga 1263 (klon T5)
bunga (Tabel 1). Klon yang berbunga relatif banyak (lebih dari 500 bunga)
adalah Joang, S138, T4, dan T5; yang berbunga sedang (lebih dari 100 dan
kurang dari 500) Ciceh32, Prambanan, TI, T2, T3, dan Ti'; sedangkan klon BOB8
dan G22 adalah berbunga sedikit (lebih dari 50 dan kurang dari 100); dan klon

Tabel 1. Jumlah bunga tetua ubijalar betina yang disilangkan per bulan"
Klon

1

Mei

I

Juni

I

Juli

I

Agst

I

Sept

I

Okt

I Total I

8063 berbunga sangat sedikit (kurang dari 20 bunga). Periode berbunga klon
8063, B088, dan Ciceh32 relatif lebih pendek dibandingkan klon lainnya. Ketiga
klon tersebut berbunga hingga bulan Agustus dan setelah itu tidak berbunga lagi
(Gambar 2). Jumlah bunga mencapai puncaknya pada bulan Juli atau pada saat
tanaman berumur 18-22 minggu setelah tanam.

Setelah itu jumlah bunga

menurun dengan bertambahnya umur tanaman. Berdasarkan hasil pengamatan
tersebut menunjukkan bahwa pembungaan pada ubijalar dipengaruhi oleh faktor
genetik yaitu jenis klon dan faktor lingkungan tempat tumbuh: -Jenis klon yang
sama apabila ditanam pada kondisi dan waktu yang berbeda dapat menampilkan
pembungaaan yang berbeda.

Sebagai wntoh klon Prambanan berbunga

sampai 377. sedangkan pada waktu penelitian lain (Novita et a/. 1996) tidak
berbunga sama sekali.
Faktor lingkungan yang mempengaruhi pembungaan yaitu panjang hari,
kelembaban udara, dan temperatur udara. Dalam penelitian ini tidak dilakukan
pengamatan terhadap faktor lingkungan tersebut, tetapi berdasarkan penelitian

Mei

Juni

Juli

ABust

wt

Okt

Gambar 2. Jumlah bunga dan periode berbunga tetua ubijalar betina

lain (Srinivasan 1977) menunjukkan bahwa untuk berbunga dengan baik,
tanaman ubijalar memerlukan panjang hari 12 jam, panjang hari kurang dari 11
jam dapat menghambat pembungaan. Sedangk