SIMPULAN DAN SARAN Pemanfaatan marka molekuler untuk mendukung perkaitan kultivar unggul kakao (Theobroma cacao L.)

sudah dibuat pada penelitian ini. Namun demikian jumlah primer yang didesain juga masih perlu ditambah, sehingga hasilnya menjadi lebih informatif. 6. Kegiatan penelitian untuk memperoleh bibit kakao yang unggul perlu terus dikembangkan, sehingga tujuan pemuliaan tanaman kakao untuk mendapatkan klon-klon kakao yang memiliki daya hasil tinggi sekaligus tahan terhadap pe nyakit secara bertahap dapat terwujud. DAFTAR PUSTAKA Agrios GN. 2005. Plant Pathology. Ed ke-5. Amsterdam. Elsevier Acad Press. 803p Akrofi AY, Opoku IY. 2000. Managing Phytophthora megakarya pod root disease. Ghana experience. Proc 3 rd Int. Seminar of International Permanent Working Group for Cacao Pests and Diseases. Kota Kinabalu, Sabah Malaysia. 16-17 th App iah AA, Flood J, Bridge PD, Ancher SA.2003. Inter-and intraspecific morphometric variation and characterization of Phytophthora isolates from cocoa. Plant Pathol. 52:168-180 October. Argout et al. 2010. The genome of Theobroma cacao. Nat. Genet. http:www.nature.comdoifinder10.1038ng.736 Bailey BA et al. 2005. Developmental expression of stress response genes in Theobroma cacao leaves and their response to Nep1 treatment and a compatible infection by Phytophthora megakarya, Plant physiol and Biochem. 43: 611-622. Bekele F, Bekele I, Butler D, and Bidai GSEE. 2006. Patterns of morphological variation in a sample of cacao Theobroma cacao L. germplasm from the International Cocoa Genebank, Trinidad. Genet. Resour. Crop Evol. 53:933- 948. Borrone JW, Brown JS, Kuhn DN, Motamayor JC, Schnell RJ. 2007. Microsatellite markers developed from Theobroma cacao L.expressed sequence tags. Mol. Ecol. Notes. 7: 236–239 Bruno I et al. 2008. Genetic diversity and structure of farm and Gene Bank accession of cacao Theobroma cacao L. in Cameroon revealed by microsatellite markers. Tree Genet Genomes. 4: 821-831 Bustamam M, Reflinur, Agisimanto, Suyono. 2004. Variasi genetik padi tahan blas berdasarka n sidik jari DNA dengan marka h gen analog resisten. J Biotek Pertanian. 9: 56-61 Chen GS, Zhou YF, Hou LL, Pan DR. 2009. Cloning and characterization of full length cDNA of a CC-NBS-LRR Resistance Gene in Sweetpotato. Agric. Sci. in China. 85: 538-545. Clement D, Risterucci AM, Grivet L,Motamayor JC, Goran JN, a nd Lanaud C, 2003. Mapping QTL for yield components, vigor and resistance to Phytophthora palmivora in Theobroma cacao L. Genome. 46:204-212. Conqruist A. 1984. An Integrated System of Classification of Flowering Plants. New York. Columbia University Press. 1262p. De young BI, Innes RW.2006. Plant NBS-LRR prot eins in pathogen sensing and host defense. Nat. Immunol. 7: 1243-1249 Di Gaspero G Cipriani G. 2002. Resistance gene analogs are candidate marker for disease-resistance genes in grape Vitis spp.. Theor. and Apl. Genet. 106: 163-172 Dias LAS, Picoli EAT, Rocha RB, Alfenas AC. 2004. A priori choice of hybrid parentas in plants. Genet. and Mol. Research. 33: 356-368. Dilbirligi M, Gill KS. 2004. Identification and analysis og expressed resistance gene sequences in wheat. Plant mol. biol. 53:771-787 Drenth A, Sendall B. 2004. Economic Impact of Phytophthora Diseases in Southeast Asia. Di dalam: Drenth A, Guest DI, editor. Diversity and Management of Phytophthora in Southeast Asia. ACIAR Monograph. P. 10-18 Freeman S, West J, James C, Lea V, and Mayes S. 2004. Isolation and Characterization of Highly Polymorfic Microsatellites in Tea Camellia sinensis. Mol. Ecol. Notes 4: 324-326. Gao Y, Guo W, Wang L, Zhang T. 2006. Isolation and characterization of resistance and de fense gene analogs in cot ton Gossypium barbadense L.. Science in China Series C: Life Sci. 496: 530-542. Hammond-Kosack K E, Jones JDG. 1997. Plant disease resistance gene. Ann. review plant Mol. Biol. 48;575-607. Iswanto A, Winarno H. 1992. Cooa Breeding at RIEC Jember and The Role of Planting Material Resistant to VSD and Black Pod. Di dalam Keane PJ, Putter Eds. Cocoa Pest and Disease Management in Southeast Asia and Australia: 163-169. FAO Plant Production and Protection Paper No.112. Kacar YA, Lezzoni A, and Cetiner S. 2005. Sweetcherry Cultivar Identification by using SSR Markers. J. of Biosci. p. 616-619. Kumar Pradep S, Manimekalai R, and Kumari BDR. 2011. Microsatellite Marker based Characterization of South Pacific Coconut Cocos nucifera L. Accessions. Int. J. Plant Breed. and Genet. 51: 34-43. Lanaud C et al. 1999. Isolation and characterization of microsattellites in Theobroma cacao L. Mol Ecol 8:2141-2143 Lanaud C, Risterucci AM, Pieretti I, N’goran JAK, and Fargeas D. 2004. Characterisation and genetic mapping of resistance and defence gene analogs in cocoa Theobroma cacao L.. Mol. Breed. 13:211-227 Miller RN, et al. 2008. Analysis of non-TIR-NBS-LRR resistance gene analogs in Musa acuminate Colla: isolation, RFLPmarker development, and physical mapping. BMC Plant Biol. 30: 8-15 Motamayor et al. 2008. Geographic and genetic population differentiation of the Amazonian chocolate tree Theobroma cacao L.. Cacao Pos Differentiation 310: 1-8 Motilal L, and Butler D. 2003. Verification of identities in global cacao germplasm collections. Genet Resour Crop Evol 50:799-807. Prawoto AA. 2008. Botani dan Fisiologi. Di dalam: Wahyudi T, editor. Panduan Lengkap Kakao. Jakarta: Penebar Swadaya. hlm 38-47 Priolli RHG, Mendez CT, Arantes NE, and Contel EPB. 2002. Characterization of Brazilian Soybean Cultivars using M icrosatellite Markers, Gen and Mol. Biol. 25.2: 185-193. Pugh T et al. 2004. A new cacao linkage map based on codominant markers: development and integration of 201 new microsatelite markers. Theor. Appl. Genet. 108:1151 – 1161 Rubiyo. 2009. Kajian Genetika Ketahanan Tanaman Kakao Theobroma cacao L. terhadap Penya kit Busuk Buah Phytophthora palmivora Butl. di Indo nesia. Disertasi S3 IPB tidak diterbitkan, 168p. Saunder JA, Mischke S, Leany EA, Hemeida AA.2004. Selection of International molecular standards for DNA fingerprinting of Theobroma cacao L. Theor. Appl. Genet. 110:41-47 Schnell RJ et al. 2007. Development of a marker assisted selection program for cacao. Phytopath. 12: 1664-1669 Sereno ML, Albuquerque PSB, Vencovsky R, Fiqueira A. 2006. Genetic diversity and natural population structure of cacao Theobroma cacao from the Brazillian Amazon evaluated by microsatellite marker. Conserv. Genet. 7: 13 - 24. Solodenko A, and Yu S. 2005. Genotyping of Helianthus-Based on Microsatelite Sequences. Helia. 2842: 19-26. Sudarsono et al. 2009. Teknik molekuler dan pemuliaan tanaman untuk percepatan perakitan kultivar unggul kakao Theobroma cacao L. resisten terhadap penyakit busuk buah Phytophthora palmivora Butl.. Lap. Penel. KKP3T tidak diterbitkan. 208p. Sukamto S. 2008. Pengendalian Penyakit. Di dalam: Wahyudi T, editor. Panduan Lengkap Kakao. Jakarta: Penebar Swadaya. hlm 154-167. Susilo AW.2010. studi karakteristik sifat ketahanan tanaman kakao Theobroma cacao L. terhadap hama penggerek buah kakao Canopomorpha cramerella Snell.. Disertasi S3 UGM. tidak diterbitkan. 186. Totad AS, Fkhrudin B, Kuruvinashetti MS. 2005. Isolation and characterization of resistnce gene analogue RGAs from sorghum Sorghum bicolor L.Moenih. Euphytica vol. 143, no 1-2.p 179-188. Wahyudi T, Raharjo P. 2008. Sejarah dan Prospek. Di dalam: Wahyudi T, editor. Panduan Lengkap Kakao. Jakarta: Penebar Swadaya. hlm 11-26. Weising K, Nybom H, Wolff K, and Meyer W. 1995. DNA Fingerprinting in Plant and Fungi. CRC Press, Boca Raton, F la. Winarno H. 2008. Bahan Tanam. Di dalam: Wahyudi T, editor. Panduan Lengkap Kakao. Jakarta: Penebar Swadaya. hlm 68-73. Wood GAR. 1985. Establishment. Di dalam: GAR Wood and RA Lass Eds. Cocoa: 119-165. Longman, London Xinwu P et al. 2007. Isolation, characterization and phylogenetic analysis of the resistance gen ana logues RGAs in ba nana Musa spp.. Plant Sci. 172: 1166- 1174 Zhang D, Mischke S, Goe naga R, Hemeida AA, Saunders JA. 2006. Accuracy and Reliability of High-Throughput Microsatellite Genotyping for Cacao Clone Identification. Crop Sci. 46:2084–2092. Zhang D et al. 2006. Genetic diversity and structure of managed and semi- natural populations of cocoa Theobroma cacao L. in Huallaga and Ucayali Valleys of Peru. Annals of Bot. 98: 647-655. Zhang D, Mischke S, Johnson ES, Phillips-Mora W, Meinhardt L.2009. Molecular characterization of an international cacao collection using microsatellite markers. Tree Genetics Genomes 5:1–10 DAFTAR ISTILAH GLOSARY Alel Fenotipe Genotype Heterosigot Heterosigositas Hibrida Homosigot Kakao linadak bulk cacao Kakao mulia fine flavor cacao Klon Lokus Primer PIC Lampiran 2. Katalog karakter morfologis 22 klon kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao Indonesia No Klon Pohon Bagian-bagian Daun P os tur T ip e P e rcab an g a n T ing gi J or ke t P a n jan g L eb ar B en tu k H el ai B e nt u k U ju ng B e n tuk P ang ka l T ep i H el ai T a ngk a i T e ks tur P er m u k aan A tas T ek st u r P er m u k aan B aw ah W ar n a F lu sh W a rna D au n T ua 1 SCA 12 3 2 5 5 5 2 2 3 2 2 5 5 7 2 2 SCA 6 3 2 5 5 5 3 2 1 2 2 5 5 2 3 3 GC7 5 2 5 5 5 1 2 1 2 2 7 5 9 1 4 ICS 60 3 2 5 7 7 2 2 3 1 2 5 7 2 3 5 DR 2 3 2 5 7 7 3 2 3 2 2 7 7 2 3 6 DR 38 3 2 5 7 7 1 2 3 2 2 5 5 2 3 7 DRC 16 3 2 5 5 5 3 2 3 1 2 5 5 2 3 8 ICS13 3 2 7 7 7 2 3 3 1 2 5 5 6 3 9 ICCRI 3 3 2 3 5 5 2 2 3 2 2 5 5 6 3 10 ICCRI 4 3 2 3 5 5 3 2 1 2 2 5 5 3 3 11 RCC 70 3 2 5 7 5 2 2 3 2 2 3 5 7 3 12 RCC 71 3 2 5 7 5 3 2 1 2 2 3 5 9 3 13 RCC 72 3 2 5 7 5 2 2 3 2 2 3 5 4 3 14 ICCRI 1 3 2 5 5 2 2 1 2 2 2 5 3 3 3 15 ICCRI 2 3 2 7 5 5 1 2 3 2 2 5 5 3 3 16 PA 300 5 2 5 7 3 1 2 1 1 2 5 5 9 3 17 PA 303 5 2 5 7 3 3 2 1 1 2 5 5 6 3 18 TSH 858 3 2 5 7 3 1 2 3 2 2 5 5 6 3 19 DR 1 3 2 5 5 7 3 3 1 2 2 3 3 3 3 20 NIC 4 3 2 7 5 7 3 3 1 1 2 3 3 9 3 21 UF 667 3 2 3 5 5 3 3 1 1 2 3 3 2 3 22 NIC 7 3 2 7 5 7 2 3 1 1 1 5 5 6 3 Keterangan: Postur pohon- 3 vigor baik, 5 sedang, 7 lemah; Tipe percabangan – 1 tegak, 2 horizontal; Tinggi jorket- 3 pendek, 5 sedang, 7 tinggi; Panjang daun- 3 pendek, 5 sedang, 7 panjang; Lebar daun- 3 sempit, 5 sedang, 7 lebar; Bentuk helai daun- 1 ellips, 2 oblong, 3 obovate; Bentuk ujung daun- 1 runcing, 2 meruncing pendek, 3 meruncing panjang, 4 membulat; Bentuk pangkal dau- 1 runcing, 2 meruncing 3 membulat; Tepi helai daun- 1 rata, 2 bergelombang; Tangkai daun- 1 pulvini tidak tampak, 2 pulvini tampak; Tekstur permukaan atas daun- 3 halus, 5 sedang, 7 kasar; Tekstur permukaan atas daun- 3 halus, 5 sedang, 7 kasar; Warna flush- 1 kuning, 2 kuning kecoklatan, 3 coklat, 4 coklat muda, 5 coklat tua, 6 coklat kemerahan, 7 merah kecoklatan, 8 merah muda, 9 merah; Warna daun tua- 1 hijau muda, 2 hijau, 3 hijau tua. No Klon Bunga Biji K e ad a an S tam in o d ia W ar n a S ep al a W ar n a P et al a A nt ho c y ani n Int ens it as A nt ho cya ni n W a rna K un cup W ar n a T an g k ai B e n tu k W a rna K o ti le don 1 SCA 12 1 1 5 1 - 5 7 2 1 2 SCA 6 1 1 1 1 - 5 5 2 1 3 GC7 2 4 4 9 7 7 7 1 1 4 ICS 60 1 1 1 1 - 5 5 2 1 5 DR 2 2 3 1 9 3 3 5 2 2 6 DR 38 1 2 1 9 5 7 7 2 3 7 DRC 16 2 1 1 1 - 3 5 2 2 8 ICS13 1 5 1 9 5 7 7 1 1 9 ICCRI 3 1 1 1 1 - 5 7 2 1 10 ICCRI 4 1 1 1 9 3 5 7 2 2 11 RCC 70 4 1 9 5 7 7 1 1 12 RCC 71 1 4 1 9 7 7 1 1 13 RCC 72 1 1 1 9 5 5 7 1 1 14 ICCRI 1 1 1 1 9 5 5 7 3 1 15 ICCRI 2 1 1 1 9 7 7 3 1 16 PA 300 1 1 1 1 5 5 1 2 17 PA 303 1 1 1 1 5 7 2 2 18 TSH 858 1 5 5 9 7 7 2 2 19 DR 1 2 4 4 9 5 7 7 1 1 20 NIC 4 1 4 4 9 5 7 7 2 2 21 UF 667 1 1 1 1 5 5 3 2 22 NIC 7 1 4 4 9 5 7 7 2 2 Keterangan: Keadaan staminodia- 1 membuka, 2 menutup; warna sepala- 1 kuning kehijauan, 2 kuning tepi merah, 3 hijau, 4 merah, 5 merah tepi hijau; Warna petala- 1 kuning kehijauan, 2 kuning tepi merah, 3 hijau, 4 merah, 5 merah tepi hijau; Pewarnaan anthocyanin- 1 tidak ada, 9 ada; Intensitas pada anthocyanin-3 lemah, 5 sedang, 7 kuat; Warna kuncup bunga-3 kekuningan, 5 kehijauan, 7 kemerahan; Warna tangkai bunga- -3 kekuningan, 5 kehijauan, 7 kemerahan-3 kekuningan, 5 kehijauan, 7 kemerahan;- 1 oblong, 2 ellips, 3 lonjong; Warna kotile don - 1 ungu, 2 putih. No Klon Buah In ten si tas B u ah B e n tu k B e n tuk P ang ka l B e nt u k U ju ng U k u ran K e teb a lan K u lit P e rm u k a an K ed a lam a n A lu r W a rna K u li t B ua h M u da W a rna K u li t B ua h M a sak P ew ar n a A n th o cy an in P a da A lur 1 SCA 12 9 2 1 2 5 3 7 5 1 1 9 2 SCA 6 9 2 1 2 5 3 7 5 1 1 1 3 GC7 9 4 4 3 5 3 3 2 3 2 9 4 ICS 60 9 2 2 1 5 3 7 5 1 1 9 5 DR 2 9 2 1 1 5 3 7 5 4 2 1 6 DR 38 9 4 4 1 5 3 7 3 3 2 9 7 DRC 16 9 2 2 2 5 3 5 3 2 1 9 8 ICS13 9 1 1 3 5 3 7 3 5 2 9 9 ICCRI 3 9 2 1 2 5 3 7 7 5 2 1 10 ICCRI 4 9 2 1 1 5 3 7 5 1 1 9 11 RCC 70 9 2 2 3 7 3 7 5 5 2 9 12 RCC 71 9 2 1 3 7 3 7 5 5 2 9 13 RCC 72 9 1 3 3 5 3 7 3 2 1 1 14 ICCRI 1 9 2 3 2 5 5 5 3 3 2 9 15 ICCRI 2 9 2 3 2 5 5 5 3 3 2 9 16 PA 300 9 2 3 2 7 7 7 5 3 2 1 17 PA 303 9 1 3 3 7 7 7 3 1 1 1 18 TSH 858 9 2 3 2 7 7 7 5 3 2 9 19 DR 1 1 1 2 2 5 7 7 5 4 2 9 20 NIC 4 9 3 4 4 7 7 7 3 3 2 1 21 UF 667 9 1 3 1 7 7 7 5 1 1 1 22 NIC 7 9 2 4 3 7 5 7 5 5 2 1 Keterangan: Intensitas buah- 1 tegas, 9 kontinyu; Bentuk buah- 1 oblong, 2 ellips, 3 obovate, 4 orbicularis, 5 oblet; Bentuk pangkalleher botol- 1 samar; 2, agak jelas, 3 kuat, 4 tidak hadir; Bentuk ujung - 1meruncing, 2 runcing, 3 tumpul, 4 bulat, 5 puting; Ukuran buah- 3 kecil, 5 sedang, 7 besar; Ukuran 3 tipis, 5 sedang, 7 tebal; Permukaan buah 3 halus, 5 sedang, 7 kasar; Keadaan alur buah- 1 tanpa alur, 3 dangkal, 5 sedang, 7 dalam, 9 sangat dalam; Warna kulit buah muda - 1 hijau muda, 2 hijau muda, 3 merah, 4 merah muda, 5 merah tua, 6 merah ungu, 7 coklat; Warna kulit buah masak- 1 kuning, 2 kuning tua-oranye; Pewarnaan anthosianin pada alur - 1 tidak ada, 9 ada. Lampiran 3. Gambar 1. Hasil amplifikasi DNA 29 klon kakao dengan Primer MTcCIR 69, MTcCIR 82, dan MTcCIR 138 pada gel agarose, M = marka Gambar 2. Hasil amplifikasi DNA 29 klon kakao dengan Primer MTcCIR 10, MTcCIR 144, dan MTcCIR 106 pada gel agarose, M = marka iii ABSTRACT SURTI KURNIASIH. Utilization of Molecular Marker to Support High Yield Culltivar Construction of Cocoa Theobroma cacao L.. Under supervised by SUDARSONO, ASEP SETIAWAN, AGUS PURWANTARA Theobroma cacao L. is one of the important cash crop, native to the South American rain forest. The beans are the sole source of cacao, the raw material for chocolate. Production of cacao beans can be increased by cultivar which has high production and resistant to black pod caused by Phytophthora palmivora. Identification and characterization of genetic diversity cacao germplasm were needed in constructing supe rior F1 hibrid. Diversity analyses of cacao germplasm need to be done for finding the clones that potentially as parental in the cacao hybridization programme for high yield and resistant to P. palmivora. Diversity of 29 clone cacao germplasm based on morphological characters was high. Results of the experiment indicated that all SSR primer pairs evaluated were able to produce kultivar SSR markers for 29 cacao clones. The total number of observed alleles among 29 clones were 132. Number of allele per locus ranged from 4 to 8, with an average of 5.5 alele per locus. Results of data analysis indicated the PIC value was 0.665, the observed heterozigosity Ho was 0.651, the gene diversity He was 0.720. The PIC, Ho, and He values were considered high. Genetic distances were evaluated using NTSys version 2.1 and de ndrogram was constructed. Based on those finding, all SSR primer pairs evaluated could be used to analyze cacao genome and be useful for genetic diversity analysis of cacao germplasm. The SSR marke r analysis in ICCRI cacao collections resulted in high PIC, high observed heterozygosity, and high genetic diversity. Genetic distance among the parents and genetic distance between the F1 hybrid individuals with the nature of resistance to black pod disease caused by infection with P. palmivora were evaluated. The genetic distance between the parents used to produce F1 hybrid strains of cocoa has a relatively high value, which ranges from 0.52 - 0.85. The farther the distance of genetic between the parents the higher genetic diversity of hybrid individuals is expected. SSR analysis results of ten individual crossed hybrids, suggest that individual genetic hybrid has a relatively high genetic diversity. Parents which have a further genetic distance were also produced hybrids with a relatively high diversity. To study the analog genes thought related to the nature of plant resistance to P. palmivora, a PCR strategy was used to clone resistance genes analogs RGAs and defense gene analogs DGAs using specific and non-specific primers. Of the eight cloned sequences, only three sequences were successfully isolated, they are one RGA sequence of Pto and two sequences of DGA of Cat1 and Cat2. Key words: Genetic diversity, Theobroma cacao L., moleculer marker. iv RINGKASAN SURTI KURNIASIH. Pemanfaatan Marka Molekuler untuk Mendukung Perkaitan Kultivar Unggul Kakao Theobroma cacao L.. Dibimbing oleh SUDARSONO, ASEP SETIAWAN, dan AGUS PURWANTARA Kakao Theobroma cacao L. merupaka n salah satu tanaman perkebunan penting yang berasal dari wilayah Amerika Selatan. Biji tanaman ini merupakan bahan dasar untuk pembuatan coklat. Permintaan yang terus meningkat membuka peluang untuk terus meningkatkan produksi tanaman ini. Akan tetapi budi daya tanaman ini menemui berbagai kendala. Salah satu kendala yang cukup berarti ada lah seranga n pe nyakit busuk buah yang disebabka b oleh Phytophthora palmivora. Salah satu upaya peningkatan produksi kakao adalah dengan mengembangkan kultivar unggul kakao yang berdaya hasil tinggi dan resisten terhadap penyakit busuk buah yang disebabkan oleh P. palmivora. Kultivar tersebut dapat diperoleh dengan cara pengembangan hibrida F1 yang berasal dari tetua do nor yang mempunyai sifat resisten da n tetua pe nerima yang mempunyai daya hasil tinggi. Keberhasilan penyilangan kakao ditentukan oleh pemilihan tetua yang tepat sehingga diperoleh hibrida yang sesuai dengan yang diharapkan. Untuk itu diperlukan informasi yang akurat tentang keragaman genetik plasma nutfah kakao yang aka n dipilih seba gai tetua. Analisis keragaman terhadap plasma nutfah kakao perlu dilakuka n untuk mencari klon-klon yang memiliki potensi sebagai tetua da lam upa ya perakitan klon-klon kakao yang berdaya hasil tinggi sekaligus tahan terhadap penyakit busuk buah yang disebabkan P. palmivora. Pada kegiatan pertama dilakukan analisis keragaman plasma nutfah kakao berdasarkan karakter morfologi dan marka SSR. Hasil analisis keragaman morfologi dengan menggunakan descriptor list terhadap 22 klon kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao Indonesia, menunjukkan terdapat keragaman yang cukup tinggi. Dua puluh empat lok us SSR yang digunaka n mampu mengamplifika si DNA genom 29 klon kakao dan menghasilkan pita polimorfik. Hasil analisis menunjukkan r ataan jumlah alel per lokus sebanyak 5.50. Hasil analisis data yang dilakukan juga menunjukkan nilai PIC untuk marka SSR yang digunakan sebesar 0.665. Untuk populasi klon kakao yang dievaluasi, diperoleh nilai rataan heterosigos itas pengamatan Ho sebesar 0.651, dan rataan diversitas gen He sebesar 0.720. Nilai PIC, Ho dan He yang didapat tergolong tinggi. Pada penelitian sebelumnya telah dipilih lima tetua dengan ketahanan terhadap infeksi busuk buah dan daya hasil yang tinggi dan digunakan untuk memproduksi satu rangkaian populasi hibrida F1 dengan metode semi-dialel. Tetua terpilih yang digunakan dalam persilangan tersebut adalah klon kakao ICCRI 3, TSH 858, ICS 13, DR1 dan Sca 6. Untuk menguji apakah pilihan ke- lima tetua tersebut telah dilakukan dengan benar atau belum, DNA dari lima klon kakao yang digunakan untuk menghasilkan hibrida F1 telah diisolasi dan dianalisis menggunakan marker SSR pada lokus- lokus yang telah digunakan sebelumnya. Data yang dihasilkan selanjutnya dianalisis untuk mendapatkan informasi tingkat kesamaan antar klon dan digunakan untuk mengelompokkan masing- masing klon dengan analisis klaster. Hasil analisis tingkat kesamaan genetik antar lima klon tetua yang digunakan dapat diketahui bahwa tingkat v kesamaan diantara lima klon kakao yang dijadikan sebagai tetua bervariasi antara 0.15 – 0.48. Hal ini berarti jarak genetik antar tetua yang digunakan untuk menghasilkan galur kakao hibrida F1 berkisar antara 0.52 – 0.85 yang nilainya relatif tinggi. Dari informasi jarak genetik antar tetua tersebut mengindikasikan bahwa populasi F1 yang dihasilkan akan mempunyai tingkat keragaman genetik yang tinggi. Keragaman genetik antar individu dalam populasi F1 yang dihasilkan diduga akan terlihat mempunyai nilai yag tinggi, terutama dari hasil kombinasi persilangan antara: klon kakao DR1 x Sca 6, ICS 13 x Sca 6, dan ICCRI 3 x Sca 6. Bagian ketiga dari penelitian dilakukan bertujuan untuk: 1 mengisolasi gen-gen analog yang diduga terkait dengan sifat resistensi kakao terhadap P. palmivora; 2 mengidentifikasi fragmen DNA gen-gen DGARGA pada tanaman kakao; 3 menentukan runutan fragmen DNA gen-gen DGARGA pada kakao. Selanjutnya dari hasil penelitian ini akan dikembangkan penanda molekuler spesifik untuk gen-gen DGARGA yang dapat digunakan untuk analisis keragaman kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao Indonesia. Dari penelitian ini dapat diisolasi tiga fragmen DNA yang terdiri atas dua gen yang menyandi catalase dan satu Pto. Setelah dilakukan pensejajaran dengan sekuens dari berbagai tanaman menggunakan Blast P, ditemukan bahwa sekuens yang ditemukan pada kakao ini memiliki homologi yang cukup tinggi dengan berbagai tanaman lain, ba ik untuk Cat maupun Pto.

BAB I PENDAHULUAN

Latar Belakang Kakao merupakan salah satu jenis tanaman perkebunan yang telah lama dikembangkan baik oleh masyarakat maupun lahan perkebunan yang dikelola oleh pemerintah. Hal ini disebabkan karena hingga saat ini berbagai produk pangan yang berbahan biji kakao sangat digemari oleh berbagai kalangan masyarakat. Oleh karena itu permintaan pasar akan tanaman ini terus meningkat dari waktu ke waktu seiring dengan peningkatan pertumbuhan penduduk, baik untuk pasar dalam negeri maupun ekspor ke berbagai negara yang merupakan prod usen makanan berbahan dasar kakao. Permintaan biji kakao terus meningkat, terutama dari Amerika Serikat dan negara-negara Eropa Barat. Berbagai negara tersebut dikenal sebagai produsen makanan yang menggunakan kakao sebagai bahan dasar utamanya. Indo nesia sebagai salah satu negara produsen perlu memanfaatkan peluang tersebut untuk meningkatkan devisa negara dengan meningkatkan ekspor biji kakao coklat. Hal ini menyebabkan terbukanya peluang untuk pengembangan budi daya tanaman ini secara lebih baik, apalagi mengingat Indonesia sebagai salah satu produsen kakao terbesar di dunia Drenth dan Sendall 2004. Di Indo nesia dibudidayakan dua tipe kakao, yaitu kakao lindak bulk cocoa dan kakao mulia fine flavour cocoa yang mempunyai harga jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kakao lindak. Seiring dengan peningkatan permintaan pasar terhadap biji kakao, maka upaya pengembangan budi daya kakao terus dilaksanakan untuk dapat memenuhi tuntutan pasar. Hingga kini lebih dari seratus klon kakao telah dikemba ngkan di berbagai sentra produksi kakao di Indonesia, baik melalui perkebunan rakyat maupun yang dike lola oleh pe merintah da n swasta. Namun demikian upaya pengembangannya masih menemui berbagai kendala, antara lain serangan hama dan penyakit yang dapat menurunkan kualitas serta kuantitas produksi biji kakao. Berbagai penyakit yang disebabkan oleh patogen dapat ditemukan pada tanaman kakao, salah satunya adalah penyakit busuk buah black pod yang disebabk an oleh Phytophthora palmivora. Penyakit busuk buah ini menyebabkan kerugian yang bervariasi antara daerah satu de ngan yang lainnya ba hka n antar negara. Secara umum, kerugian antara 20-30 pertahun terjadi akibat penyakit busuk buah pada pertanaman kakao di lapangan Wood dan Lass 1985. Untuk mengatasi masalah tersebut maka berbagai upaya terus dilakukan untuk mendapatkan bibit yang unggul dan bermutu. Salah satu upaya yang telah dilakuka n Pusat Penelitian Kop i dan Kakao Indo nesia ada lah de ngan melakukan persilangan antara klon-klon kakao yang resisten terhadap penyakit sebagai tetua donor dengan kon-klon yang berdaya hasil tinggi sebagai tetua penerima. Dengan demikian diharapkan akan diperoleh klon-klon baru yang memiliki perpadua n karakter tersebut. Keberhasilan penyilangan kakao ditentukan oleh pemilihan tetua yang tepat sehingga diperoleh hibrida yang sesuai dengan yang diharapkan. Berkaitan dengan hal tersebut maka diperlukan informasi yang akurat tentang keragaman genetik p lasma nutfah kakao yang akan dipilih sebagai tetua. Pemuliaan tanaman untuk mengembangkan varietas kakao unggul yang tahan terhadap P. palmivora sangat penting untuk dilakukan dan perlu mendapatkan perhatian khusus jika Indonesia tetap ingin menjadi produsen besar komoditas ekspor ini. Tersedianya varietas kakao yang resisten terhadap infeksi P. palmivora membantu meringankan biaya produksi berupa pembelian fungisida yang harus ditanggung petani produsen, sehingga berpotensi meningkatkan pendapatan. Jika telah dikembangkan, kultivar unggul kakao yang resisten terhadap infeksi P. palmivora dapat menjadi metode terbaik yang tersedia bagi petani produsen kakao di Indonesia untuk mengatasi masalah penyakit busuk buah kakao di lapangan. Di Indo nesia, arah pe muliaan tanaman kakao ditujukan unt uk mengembangkan kultivar unggul dengan sifat-sifat seba gai berikut : i mempunyai potensi daya hasil yang tinggi, ii kualitas biji yang bermutu tinggi, dan iii tahan terhadap hama seperti: penggerek buah kakao PBK da n penyakit utama seperti busuk buah kakao P. palmivora dan vascular streak dieback Iswanto Winarno 1992. Program pemuliaan untuk memperoleh kultivar kakao yang resisten terhadap P. palmivora merupakan tujuan kegiatan yang dilakukan di berbagai negara produsen kakao van der Vossen 1997. Salah satu upa ya yang telah dikembangkan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao untuk mendapatkan kultivar kakao unggul adalah dengan menggunakan benih hibrida F1. Untuk menghasilkan hibrida F1 unggul yang berproduksi tinggi dan resisten terhadap penyakit busuk buah kakao akibat infeksi P. palmivora perlu digunakan tetua donor yang mempunyai sifat resisten dan tetua penerima yang mempunyai daya hasil tinggi. Untuk mendapatkan tetua tersebut diperlukan identifikasi dan analisis keragaman plasma nutfah kakao dari berbagai sentra produksi kakao di Indonesia. Analisis keragaman genetik tanaman dapat dilakukan secara morfologi dengan pengamatan langsung terhadap fenotipe maupun dengan menggunakan marka molekuler. Penggunaan marka molekuler memiliki beberapa keuntungan dalam membantu pemuliaan, karena dapat digunakan untuk 1 analisis pautan dan pemetaan genetik, 2 identifikasi genotipe, 3 menduga keragaman genetik dan kekerabatan inter dan antar spesies atau varietas dan juga dapat membantu menjelaskan filogenetiknya Weising et al. 1995. Berbagai studi keragaman genetik tanaman kakao telah banyak dilakukan baik secara morfologi maupun pada tingkat molekuler. Berbagai jenis marka molekuler telah digunakan untuk kerakterisasi dan analisis keragaman, serta pemetaan genetik kakao Lanaud et al. 1999. Pengembangan marka seleksi untuk program pemuliaan tanaman kakao telah mulai dilakukan oleh Schnell et al. 2007, sementara keragaman genetik kakao dengan menggunakan marka SSR telah dilakukan oleh Zang et al.2006. Selain itu, beberapa penelitian untuk mempelajari gen- gen ke tahanan kakao terhadap P. palmivora juga telah dilakukan oleh Clement et al. 2003 dan Lanaud et al. 2004. Dengan menggunakan marka molekuler, diversitas genetik plasma nutfah kakao sebagai calon tetua yang akan digunakan dalam program pemuliaan tanaman akan dapat ditentukan. Untuk meningkatkan kemungkinan didapatkannya kultivar unggul baru, perlu dilakukan persilangan antar dua tetua yang mempunyai jarak genetik yang tinggi. Identitas tetua dengan jarak ge netik yang tinggi dapat diketahui dengan menggunakan marka molekuler, sehingga metode ini dapat meningkatkan efektivitas dan efisiensi program pemuliaan yang akan dilakuka n. Pendekatan Masalah Penyakit busuk buah pada kakao yang disebabkan cendawan P. palmivora merupaka n masalah yang sulit untuk dike nda lika n. Oleh karena itu cara ya ng paling efektif untuk mengatasi penyakit ini adalah dengan mengembangkan kultivar kakao yang berdaya hasil tinggi dan tahan terhadap penyakit busuk buah. Berdasarkan hal tersebut maka upaya pemuliaan tanaman kakao terutama diarahkan untuk mendapatkan kultivar unggul yang berdaya hasil tinggi dan mempunyai sifat resisten terhadap hama dan penyakit terutama penyakit busuk buah yang disebabka n P. palmivora. Namun demikian, kemajuan yang didapat untuk mencapai tujuan tersebut masih terbatas. Hal ini disebabkan beberapa permasalahan yang ditemukan, antara lain: 1 Rendahnya keanekaragaman plasma nutfah kakao; 2 Belum dibakukannya metode penapisan screening da n metode seleksi selection yang efisien; 3 Tidak dilakukannya strategi pemuliaan secara efektif.; 4 Belum tersedianya informasi dasar tentang keragaman genetik dan mekanisme dari sifat resisten terhadap P. palmivora yang ada pada plasma nutfah kakao. Studi tentang keragaman genetik kakao koleksi internasional telah dilakukan Zang et al. 2009, akan tetapi hingga saat ini belum ada informasi mengenai ke ragaman genetik p lasma nut fah kakao ko leksi Indo nesia. Berdasarkan hal tersebut, maka perlu tersedia data yang terkait dengan informasi genetik plasma nutfah kakao. Untuk mendapatkan informasi genetik maka perlu dilakukan analisis keragaman genetik tanaman kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao Indonesia, sehingga pemulian tanaman kakao akan lebih terarah. Puslit Kopi dan Kakao Indonesia mengoleksi hampir semua klon kakao yang terdapat di berbagai sentra produksi kakao di Indonesia, sehingga informasi keragaman genetik plasma nutfah kakao koleksi Puslit Kopi dan Kakao ini dapat merepresentasikan keragaman plasma nutfah kakao Indonesia. Di samping itu telah dikembangkan pula hibrida F1 kakao yang merupakan hasil silangan tetua terpilih. Untuk itu maka perlu dilakukan analisis keragaman genetik hibrida F1 yang dihubungkan dengan tingkat resistensi kakao terhadap infeksi P. palmivora. Dengan demikian akan diperoleh informasi yang akurat mengenai keterkaitan antara tingkat heterosigositas hibrida F1 dengan resistensinya terhadap P. palmivora. Terkait dengan sifat resistensinya terhadap penyakit busuk buah yang disebabkan P. palmivora, maka diperlukan informasi mengenai gen-gen ya ng diduga terkait dengan sifat ketahanan kakao terhadap P.palmivora Tujuan Penelitian Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mempelajari penggunaan marka molekuler untuk studi ke ragaman genetik kakao. Tujuan tersebut dapa t diuraikan sebagai berikut: 1. Menganalisis keragaman plasma nutfah kakao berdasarkan karakter morfologis dan marker molekuler SSR 2. Menganalisis keragaman hibrida F1 kakao hasil silangan tetua menggunakan marker molekuler SSR 3. Menganalisis hubungan antara jarak genetik tetua dan bibit hibrida F1 hasil persilangan antar tetua terpilih dengan respon terhadap infeksi P palmivora 4. Isolasi dan karakterisasi fragmen DNA yang diduga terkait dengan sifat resistensi kakao terhadap P. palmivora 5. Menganalisis keragaman hibrida F1 berdasarkan marka RGA yang terkait dengan sifat ketahanan terhadap P. palmivora. Manfaat Penelitian Penelitian mengenai keragaman plasma nutfah maupun hibrida kakao ini diharapkan dapat memberikan informasi awal tentang identitas genetik klon-klon kakao yang dapat digunakan sebagai calon tetua. Hasil penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai berikut: 1. Diperoleh katalog marka mor fologis untuk membedakan plasma nutfah kakao. 2. Diperoleh daftar primer yang dapat digunakan untuk analisis marka SSR dan mampu menghasilkan marka molekuler yang polimorfik.