1
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan energi dunia hingga saat ini sebagian besar dipenuhi dengan mengandalkan bahan bakar fosil minyak bumi, gas dan batubara. Telah disadari
bahwa bahan bakar fosil adalah sumber energi yang tidak terbarukan dan saat ini cadangannya di dalam bumi semakin menipis. Bahan bakar tak terbarukan ini dari
hari ke hari harganya semakin meningkat dan perannya dalam kerusakan lingkungan baik dari proses eksploitasi maupun sisa penggunaannya semakin
terasa. Saat ini dunia tengah dihadapkan pada krisis energi jika alternatif pengganti bahan bakar fosil tidak ditemukan.
Antisipasi terhadap krisis energi harus segera dilakukan. Cara yang dapat ditempuh adalah dengan melakukan penghematan penggunaan bahan bakar fosil
dan mencari alternatif baru sumber bahan bakar terbarukan yang lebih ramah lingkungan. Beberapa sumber minyak yang berasal dari bahan nabati telah
dieksplorasi seperti kelapa sawit, kelapa, sorgum, jagung dan ubi kayu yang kemudian dikenal sebagai bahan bakar nabati BBN. Hampir semua komoditi
yang disebutkan tersebut adalah komoditi pangan, sehingga pemanfatannya untuk sumber energi akan mengganggu keamanan ketersediaan pangan. Diperlukan
produksi yang cukup, bahkan berlebih untuk dapat menggunakan komoditi- komoditi tersebut sebagai sumber bahan bakar agar tidak bersaing dengan
kebutuhan pangan Djazuli dan Prastowo, 2008. Jarak pagar Jatropha curcas L. adalah sumber BBN yang menarik untuk
dikembangkan karena bukan merupakan sumber pangan non edible. Beberapa hal menarik lain yang dimiliki oleh jarak pagar adalah kemampuannya untuk
tumbuh di daerah marginal dan secara umum lebih toleran terhadap cekaman biotik. Beberapa percobaan membuktikan bahwa minyak jarak dapat digunakan
secara langsung sebagai minyak diesel tanpa modifikasi apapun pada mesin dieselnya. Minyak jarak juga dapat dimanfaatkan sebagai bio-kerosene untuk
mengganti minyak tanah yang biasa dipakai oleh masyarakat menengah ke bawah.
2
Selain hal-hal tersebut, keunggulan lain dari jarak pagar adalah bahwa hampir semua produk sampingnya seperti bungkil, kulit biji, gliserol dll. masih dapat
dimanfaatkan Anonim, 2006. Pemerintah Indonesia telah menanggapi perkembangan kelangkaan
sumber energi dengan keluarnya Perpres No 5 tahun 2006 tentang ‘Kebijakan Energi Nasional’ yang salah satu poinnya menyebutkan bahwa proyeksi
penggunaan energi nasional pada tahun 2025 sebesar 5 berasal dari bio-fuel. Jarak pagar merupakan salah satu komoditi yang ditetapkan sebagai sumber bio-
fuel. Kebijakan lain yang dikeluarkan oleh pemerintah adalah Inpres No 1 tahun
2006 tentang ‘Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati bio-fuel sebagai Bahan Bakar Lain’. Di antara poin yang tertuang dalam Inpres ini
menyebutkan tugas Menteri Pertanian di antaranya adalah: memfasilitasi penyediaan benih dan bibit tanaman bahan baku bahan bakar nabati. Selanjutnya
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian telah menyusun langkah-langkah strategis yang salah satu di antaranya adalah mengembangkan bibit ungul tanaman
jarak pagar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Perkebunan telah
mengawali langkah untuk dapat menyediakan bahan tanam unggul jarak pagar dengan melakukan eksplorasi terhadap plasma nutfah jarak pagar ke hampir
seluruh wilayah Indonesia. Seleksi tahap pertama terhadap provenan-provenan tersebut mendapatkan IP-1 Improved Population -1 yang memiliki produksi 1
tonhatahun dengan kadar minyak 36.06 – 37.64. Siklus ke dua mendapatkan IP-2 dengan peningkatan pada hasilnya yaitu menjadi 2 tonhatahun Hasnam et
al ., 2007. Hasil ini menurut kajian ekonomi yang dilakukan Kemala 2006
belum menguntungkan karena dengan teknologi budidaya sederhana, keuntungan baru akan diperoleh jika hasil jarak pagar mencapai lebih dari 2 tonhatahun sejak
tahun pertama dengan patokan harga Rp. 700 sampai dengan Rp. 1000 per kilogram biji kering. Bahkan, Martono 2009 mengemukakan bahwa jika
dibudidayakan dengan metode standar, harga jual biji Rp. 1.000 per kg dan asumsi produksi 5 tonhath maka petani masih akan merugi.
Hasil seleksi awal tersebut di atas dapat ditingkatkan dengan mengintensifkan program pemuliaan tidak saja dengan mengandalkan seleksi
3
massa tetapi harus diiringi dengan kegiatan persilangan memanfaatkan keragaman genetik yang dimiliki. Beberapa pengamatan terhadap keragaman genetik plasma
nutfah Indonesia berdasarkan marka morfologis menunjukkan adanya keragaman yang cukup tinggi Hasnam, 2006a;
Sudarmo et al., 2007; Hartati et al., 2009. Pemilihan tetua untuk persilangan jarak pagar dengan tujuan meningkatkan daya
hasil mengandalkan pengamatan pada karakter morfologis cukup riskan karena penampilan fenotipik tidak sepenuhnya menggambarkan genotip. Kesalahan
penentuan tetua akan sangat merugikan baik dari segi biaya, tenaga, waktu maupun kesempatan. Jarak pagar adalah tanaman tahunan sehingga perencanaan
program pemuliaan harus dilakukan dengan lebih matang khususnya yang berkaitan dengan informasi keragaman genetik.
Teknologi marka molekuler telah berkembang pesat dan telah dimanfaatkan untuk mendukung program pemuliaan pada banyak spesies tanaman
terutama dalam identifikasi genetik. Marka molekuler memiliki presisi yang lebih tinggi dibandingkan dengan marka morfologi dan dapat diaplikasikan pada fase
sangat awal dari pertumbuhan tanaman. Seleksi tetua maupun keturunan dengan demikian dapat dilakukan dengan lebih akurat dan lebih awal menggunakan
marka molekuler. Marka molekuler belum banyak dieksplorasi pada komoditi jarak pagar khususnya di Indonesia. Pengembangan marka molekuler untuk jarak
pagar diperlukan untuk dapat mengonfirmasi keragaman morfologis yang telah terdokumentasi sebelumnya maupun untuk eksplorasi keragaman pada materi
genetik yang lebih luas bahkan pada kerabat jarak pagar yang lain Jatropha spp..
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi berbasis kajian molekuler untuk mendukung pelaksanaan program pemuliaan
dalam rangka mendapatkan kultivar jarak pagar unggul yang memiliki daya hasil dan kadar minyak tinggi. Informasi yang dimaksud di antaranya ialah:
• Marka molekuler yang dapat digunakan untuk evaluasi genetik jarak pagar,
kerabatnya serta keturunan hasil persilangan antara keduanya.
4
• Keragaman genetik plasma nutfah jarak pagar Indonesia berdasarkan marka molekuler yang dikembangkan.
Strategi Penelitian
Marka molekuler akan dikembangkan berdasarkan pertimbangan ketersediaan sarana pendukung penelitian, ketersediaan informasi awal yang
memadai, ketersediaan dana serta manfaat yang akan diperoleh. Marka SSR Simple Sequence Repeat dipilih karena keunggulannya untuk evaluasi
keragaman genetik. Pengembangan marka SSR dilakukan dengan memanfaatkan basis data sekuen DNA yang tersedia pada bank gen sehingga biaya tinggi dalam
pembuatan pustaka genom, pengurutan DNA dan penapisan SSR dapat dihindari. Berdasarkan informasi awal yang telah diperoleh maka marka RAPD Random
Amplified Polymorphic DNA , ISSR Inter Simple Sequence Repeat dan SCAR
Sequence Characterized Amplified Region dipilih karena kemudahan dan kesederhanaan teknik serta ketersediaan informasi sekuen primer yang telah ada.
Primer-primer yang telah dibuat kemudian diuji coba dan dimanfaatkan untuk mengevaluasi keragaman genetik plasma nutfah jarak pagar. Identitas
genetik yang diperoleh berdasarkan evaluasi dengan marka molekuler tersebut apabila mencukupi maka selanjutnya dapat digunakan untuk pemilihan tetua
persilangan, evaluasi heterosis pada keturunan serta pembuatan peta pautan genetik pada jarak pagar. Adapun apabila informasi yang didapatkan dari marka
tersebut tidak memadai untuk melakukan hal tersebut di atas maka marka dapat digunakan untuk mengakses keragaman genetik dari spesies kerabat jarak pagar.
Marka juga dapat dimanfaatkan untuk mengevaluasi hasil persilangan interspesifik pada Jatropha spp.
Secara skematis keseluruhan kegiatan penelitian digambarkan pada Gambar 1. Adapun tahapan kegiatan untuk mencapai tujuan penelitian dilakukan
sebagai berikut: I. Pengembangan marka simple sequence repeat SSR untuk Jatropha spp.
Kegiatan 1 : Optimasi ekstraksi DNA jarak pagar Kegiatan 2 : Desain primer dan pengujian pada templat DNA sampel
5
II. Evaluasi keragaman genetik jarak pagar Jatropha curcas L. berdasarkan marka molekuler.
Kegiatan 1 : Evaluasi keragaman genetik dengan marka SSR Kegiatan 2 : Evaluasi keragaman genetik dengan marka RAPD, ISSR dan
SCAR III. Amplifikasi lintas spesies marka SSR jarak pagar Jatropha curcas L. dalam
genus: polimorfisme alel dan derajat hubungan IV. Pengembangan marka dan karakterisasi molekuler hasil persilangan
interspesifik J. curcas x J. integerrima Kegiatan 1 : Pengamatan karakter morfologis pada F
1
dan tetua Kegiatan 2 : Evaluasi genetik berdasar marka molekuler pada F
1
dan tetua
Gambar 1 Bagan alir kegiatan penelitian. Kolom paling kiri adalah macam kegiatan yang dilakukan, kolom di tengah adalah materi yang
digunakan dan kolom paling kanan adalah keluaran dari masing- masing kegiatan. Kotak paling bawah dengan garis putus-putus
adalah kegiatan yang dapat dilakukan apabila informasi genetik dari primer yang digunakan memadai untuk melakukan kegiatan tersebut.
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Kategori