Genetic analysis of morpho agronomic characters of selectively bred jatropha (Jatropha curcas L) based on quantitative and molecular approaches

i

ANALISIS GENETIK KARAKTER MORFO-AGRONOMI
JARAK PAGAR HASIL PEMULIAAN BERBASIS
PENDEKATAN KUANTITATIF DAN MOLEKULER

LINDA NOVITA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Analisis Genetik
Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil Pemuliaan Berbasis Pendekatan

Kuantitatif dan Molekuler adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Juli 2013
Linda Novita
NIM A253100011

iv

RINGKASAN
LINDA NOVITA. Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil
Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler. Dibimbing oleh
YUDIWANTI WAHYU ENDRO KUSUMO, MEMEN SURAHMAN dan
NADIRMAN HASKA.
Kelangkaan bahan bakar minyak akhir-akhir ini menstimulir upaya untuk
melepaskan ketergantungan terhadap minyak bumi dengan mencari sumbersumber energi alternatif baru dan terbarukan sehingga ketersediaannya dapat
diprediksi dan diperbaharui. Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dipilih sebagai salah

satu sumber BBN yang mempunyai peranan penting sebagai pengganti minyak
bumi terutama untuk memproduksi biodiesel, karena biji jarak memiliki
kandungan minyak hingga 35% dengan asam oleat dan linoleat yang banyak
sehingga sangat cocok digunakan sebagai biofuel. Pengembangan jarak pagar
sebagai BBN, masih terkendala oleh permasalahan kurangnya ketersediaan bahan
tanam berkualitas yang menguntungkan secara ekonomi. Upaya yang dapat
dilakukan untuk pengembangan jarak pagar di Indonesia adalah melalui eksplorasi
jarak pagar dari beberapa daerah di Indonesia, introduksi dari luar negeri dan
pemuliaan tanaman.
Penelitian ini bertujuan mempelajari keragaman genetik tetua dan F1 jarak
pagar berdasarkan marka morfologi dan molekuler, mempelajari korelasi antara
karakter morfo-agronomi terhadap produktivitas dan kandungan kadar minyak
dari populasi F2 dan memperoleh kandidat genotipe jarak potensial dengan
kandungan kadar minyak dan produktivitas biji yang tinggi.
Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2011 hingga Januari 2013
di Balai Pengkajian Bioteknologi-BPPT dan Departemen Agronomi dan
Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Penelitian terdiri atas tiga tahap. Tahap
pertama yaitu melakukan pendugaan keragaman genetik dan heritabilitas karakter
morfo-agronomi tetua dan F1 jarak pagar, tahap kedua analisis kemiripan genotipe
tetua dan F1 berdasarkan penanda molekuler, dan tahap ketiga analisis korelasi

karakter morfo-agronomi pada F2 jarak pagar.
Materi genetik yang dipergunakan pada penelitian ini adalah 16 genotipe
tetua dan F1 jarak pagar. Rancangan percobaan yang dipergunakan adalah
rancangan acak kelompok lengkap, masing-masing genotipe terdiri dari lima
tanaman, masing-masing tiga ulangan.
Hasil penelitian terhadap 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar, diperoleh
informasi bahwa keragaman genetik pada karakter morfo-agronomi tetua dan F1
jarak pagar relatif sempit, dengan kisaran koefisien keragaman genetik antara
2.73% hingga 9.02%. Nilai heritabilitas arti luas untuk semua karakter tinggi,
dengan kisaran antara 32.26% hingga 85.89%.
Pada penelitian ini, hasil pengamatan pada 16 genotipe tetua dan F1 jarak
pagar menunjukkan tidak ada karakter morfo-agronomi yang berkorelasi langsung
dengan produktivitas biji dan kadar minyak. Karakter-karakter yang dapat dipilih
sebagai kriteria seleksi untuk memperoleh bobot biji kering total yang tinggi
adalah karakter jumlah buah dan jumlah biji total per tandan.
Berdasarkan hasil analisis kemiripan 15 genotipe jarak pagar pada 33
lokus marka molekuler Random Amplified Polimorphic DNA (RAPD), diperoleh

v
matriks koefisien kemiripan dengan rentang nilai 0.36 hingga 1.00. Nilai koefisien

terendah (0.36) ditemukan antara genotipe LMPxPDI dengan JGY, dan LMPxPDI
dengan JGY. Sedangkan nilai koefisien tertinggi (1.0) ditemukan antara genotipe
LMPxLMP dan KMRxKMR. Dendrogram berdasarkan penanda RAPD
menggolongkan 16 genotipe jarak pagar ke dalam empat kelompok pada koefisien
kemiripan 0.72. Kelompok I, III dan IV hanya terdiri dari satu genotipe, yaitu
secara berturut-turut genotipe Indralaya (IND), LampungxPidi (LMPxPDI) dan
Jogyakarta (JGY). Kelompok II terdiri dari dua belas genotipe yaitu Pidi (PDI),
Komering (KMR), KomeringxKomering (KMRxKMR), LampungxLampung
(LMPxLMP), CurupxMedan (CRPxMDN), PalembangxPalembang (PLGxPLG),
CurupxPidi (CRPxPDI), PidixMedan (PDIxMDN), PidixLampung (PDIxLMP),
Medan (MDN), Lampung (LMP) dan Curup (CRP).
Berdasarkan hasil analisis biplot enam belas genotipe tetua dan F1 jarak
pagar terhadap dua karakter pengamatan (kadar minyak dan bobot biji kering),
maka genotipe LMP dan CRPxPDI dapat direkomendasikan sebagai genotipe
tetua F1 potensial untuk di selfing dalam rangka membentuk populasi F2
Kata kunci: heritabilitas, koefisien keragaman genetik, ragam genetik, ragam
fenotipe

vi
SUMMARY

LINDA NOVITA. Genetic Analysis of Morpho-Agronomic Characters of
Selectively-Bred Jatropha (Jatropha curcas L.) Based on Quantitative and
Molecular Approaches. Supervised by YUDIWANTI WAHYU ENDRO
KUSUMO, MEMEN SURAHMAN and NADIRMAN HASKA.
The recent scarcity of fuel has stimulated many efforts to remove
dependence on petroleum oil by finding alternative sources of new and renewable
energy so that its availability can be predicted and renewable. Jatropha curcas L.
has been chosen as a source of biofuel that has an important role as a petroleum
oil substitute, especially for producing biodiesel, as Jatropha seeds have an oil
content of up to 35% with oleic acid and linoleic as the main components. This
renders Jatropha seeds suitable for use as a biofuel. Development of Jatropha as a
biofuel is still hindered by the lack of variety which is economically profitable.
Possible efforts for the development of Jatropha in Indonesia include: exploration
of Jatropha plants from various regions of Indonesia, introducing the plants from
abroad and plant breeding.
The purpose of this study was to understand the genetic diversity of the
parental and the first generation (F1) Jatropha plants based on morphological and
molecular markers. More over was to investigate the correlation between morphoagronomic traits on the seed productivity and the oil content of the second
generation (F2), as well as to obtain potential candidates of Jatropha genotypes

producing seeds with high content of oil and high seed productivity.
The experiment was conducted at the Biotech Center, BPPT and
Department of Agronomy and Horticulture, Bogor Agricultural University from
November 2011 to January 2013. The study divided into three stages. The first
stage was to formulate hypothesis on genetic diversity and heritability of morphoagronomic characters of the parental and F1 Jatropha plants. The second stage was
to analyze the genotypic similarity of the parental and F1 Jatropha plants based on
molecular markers, and the third stage was to analyze the correlation of morphoagronomic characters on the F2 Jatropha plants.
There were 16 parental and F1 genotypes of Jatropha used in this study,
with the experimental design was a complete randomized block. Five plants were
used from each genotype, with three replications.
Results of this study showed that genetic diversity of morpho-agronomic
characters on the parental and F1 Jatropha plants was relatively narrow, with
genetic diversity coefficient of 2.73% to 9.02%. The broad-sense heritability was
high for all characters, ranged from 32.26% to 85.89%.
In this study among the 16 parental and F1 genotypes of Jatropha had no
morpho-agronomic characters which directly correlated to productivity and seed
oil content. Characters that can be chosen as a selection criterion to obtain the
total dry weight of a high seed were the number of fruit and the total seed number
per bunch.
Based on the similarity analysis of 15 genotypes of Jatropha against 33

loci of Random Amplified Polimorphic DNA (RAPD) marker, it demonstrated that

vii
similarity coefficient matrix was ranging from 0.36 to 1.00. The lowest coefficient
value (0.36) was found between genotype LMPxPDI and JGY, as well as between
LMPxPDI and JGY. While the highest coefficient value (1.0) was found between
genotype KMRxKMR LMPxLMP. RAPD marker-based dendrogram classified
the 16 Jatropha genotypes into four groups at the similarity coefficient of 0.72.
Group I, III and IV consisted of only one genotype, namely Indralaya (IND),
LampungxPidi (LMPxPDI) and Yogyakarta (JGY) genotypes, respectively.
Group II consisted of twelve genotypes, namely Pidi (PDI), Komering (KMR),
KomeringxKomering
(KMRxKMR),
LampungxLampung
(LMPxLMP),
CurupxMedan (CRPxMDN), PalembangxPalembang (PLGxPLG), CurupxPidi
(CRPxPDI), PidixMedan (PDIxMDN), PidixLampung (PDIxLMP), Medan
(MDN), Lampung (LMP) and Curup (CRP) genotypes.
Based on the biplot analysis among the 16 parental and F1 genotypes of
Jatropha observations of two characters (seed oil content and dry weight), it can

be recommended that the LMP and CRPxPDI was the selected genotype to be
used for the F2-cross parental
Keywords: heritability, genetic
phenotypic diversity

variability

coefficient,

genetic

variance,

viii

ix

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

x

xi

ANALISIS GENETIK KARAKTER MORFO-AGRONOMI
JARAK PAGAR HASIL PEMULIAAN BERBASIS
PENDEKATAN KUANTITATIF DAN MOLEKULER

LINDA NOVITA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains

pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

xii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Muhamad Syukur, SP MSi

Judul Tesis
Nama
NIM

: Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar HasH
Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler
: LindaNovita
: A253100011

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Yudiwant Wah
Ketua

Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr
Anggota

EK MS

Prof(R) Dr Ir Nadinnan Haska, MS
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi
Tanaman

Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc

Tanggal Ujian: 31 Juli 2013

Tanggal Lulus:

8 OCT 2013

xiii
Judul Tesis
Nama
NIM

: Analisis Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil
Pemuliaan Berbasis Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler
: Linda Novita
: A253100011

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS
Ketua

Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr
Anggota

Prof(R) Dr Ir Nadirman Haska, MS
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi
Tanaman

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 31 Juli 2013

Tanggal Lulus:

xv

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala rahmat dan pertolongan-Nya sehingga penelitian dan penulisan tugas akhir
ini dapat terselesaikan. Tesis ini merupakan syarat untuk mendapatkan gelar
Magister Sains di Institut Pertanian Bogor (IPB), dengan judul penelitian Analisis
Genetik Karakter Morfo-Agronomi Jarak Pagar Hasil Pemuliaan Berbasis
Pendekatan Kuantitatif dan Molekuler.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr Ir Yudiwanti Wahyu Endro Kusumo, MS, Prof Dr Ir Memen Surahman,
MScAgr, dan Prof(R) Dr Ir Nadirman Haska, MS, atas curahan waktu,
pikiran, nasehat dan arahan selama penelitian dan penulisan tesis ini.
2. Dekan sekolah Pascasarjana IPB dan Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc selaku
ketua program studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, IPB, seluruh staf
pengajar dan teknisi yang telah menberikan bantuan kepada penulis selama
penulis belajar di IPB.
3. Kementerian Negara Riset dan Teknologi atas pemberian beasiswa dan
arahannya selama masa studi di IPB.
4. Kepala Balai Pengkajian Bioteknologi-BPPT, Ibu Dr Yenni Bakhtiar,
M.Ag.Sc selaku Kepala Seksi Bioteknologi Pertanian Balai Pengkajian
Bioteknologi-BPPT yang telah memberikan izin untuk melanjutkan studi S2,
Ibu Ir Wa Ode Hamsinah Bolu, MSc selaku Kepala Seksi Sarana Jasa
Teknologi-BPPT yang telah memberikan izin untuk melakukan penelitian di
laboratorium Teknologi Gen dan laboratorium Analitik.
5. Dr Andi Wijaya dan Dr Susantidiana yang telah bersedia memberikan bahan
tanaman jarak pagar koleksinya untuk dipergunakan dalam penelitian ini.
6. Papa dan mama tersayang, suamiku tercinta Jamaluddin, anak-anakku
Sulthan Fayyadh Naufaluddin, Salsabila Putri Malinda dan Nafil Rizqi
Naufaluddin, adik-adik, om Marsal dan seluruh keluarga yang telah
memberikan doa, dorongan, pengertian, motivasi dan kasih sayangnya
sehingga penulis mampu melewati setiap tahap pendidikan hingga selesai.
7. Teman-teman yang banyak membantu selama penulis menjalankan masa
penelitian dan penulisan tugas akhir, Azis Natawijaya MSi, Dr Marwan
Diapari, Dr Dewi Indriani Roslim, mba Tri Hastini, MSi, Pera Tinpika
Mutiara terima kasih untuk bantuannya dalam analisis data dan diskusidiskusi selama ini, bapak Yudiansyah SSi atas bantuannya di laboratorium
IPB, bang Kubil, Mardoni Elya dan Hayat Khairiyah. atas bantuannya dalam
persiapan, perawatan dan pengamatan tanaman di lapangan.

xvi
8. Drs Minaldi, Dr Teuku Tajuddin, Dr Wahyu Purbowasito, dan Ahmad
Riyadi, MSi atas bantuan dana penelitian dan diskusi-diskusi yang sangat
membantu dalam penelitian yang dilakukan.
9. Rekan-rekan kerja di Pilot Plan Propagasi Tanaman, laboratorium
Micropropagasi, laboratorium Analitik dan laboratorium Teknologi Gen,
Balai Pengkajian Bioteknologi.
10. Teman-teman seperjuangan PBT angkatan 2010 terutama Irni Furnawanthi,
MSi Tinche, Nurlaila, Karyanti, MSi, Siti Kurniawati, teh Bedah Rupaedah,
yang telah memberikan warna dan keceriaan dalam suka dan duka selama
sama-sama menempuh pendidikan di Pascasarjana IPB
Akhirnya penulis berharap tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi
penulis dan juga bagi pengembangaan jarak pagar di Indonesia.

Bogor, Juli 2013
Linda Novita

xvii

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL

xiii

DAFTAR GAMBAR

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
3
3
3

2 TINJAUAN PUSTAKA

5

3 METODE
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian

11
11
11
12

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahap 1 Pendugaan Parameter Genetik dan Korelasi Antar Karakter
serta Seleksi Genotipe Berdasarkan Karakter Morfo-Agronomi
pada 16 Genotipe Tetua dan F1 Jarak Pagar
Tahap 2 Analisis Kemiripan Genotipe Tetua dan F1 Berdasarkan Penada
Molekuler
Tahap 3 Analisis Karakteristik Populasi F2 Jarak Pagar Berdasarkan
Karakter Morfo-Agronomi

21

21
29
34

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

39
39
40

DAFTAR PUSTAKA

41

LAMPIRAN

47

RIWAYAT HIDUP

51

xviii

DAFTAR TABEL
1. Materi genetik tanaman tetua dan F1 jarak pagar
2. Analisis varian rancangan acak kelompok lengkap
3. Karakter kualitatif daun 16 genotipe jarak pagar
4. Nilai tengah dan F hitung karakter morfo-agronomi16 genotipe
jarak pagar
5. Nilai duga parameter genetik karakter morfo-agronomi16 genotipe
jarak pagar
6. Koefisien korelasi antar karakter vegetatif dan komponen hasil 16
genotipe jarak pagar
7. Konsentrasi DNA genom 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar (ng/µl)
8. Jenis primer, susunan basa dan jumlah pita DNA lima belas genotipe
jarak pagar yang diamplifikasi menggunakan 20 primer acak
9. Nilai koefisien kemiripan genetik 15 genotipe tetua dan F1 jarak pagar
berdasarkan 11 primer marka RAPD
10. Keragaan karakter morfo-agronomi 52 progeni jarak pagar pada
populasi F2 CRPxPDI
11. Keragaan karakter morfo-agronomi 12 progeni jarak pagar pada
populasi F2 CRPxPDI
12. Koefisien korelasi antar karakter vegetatif dan komponen hasil 12
genotipe progeni F2jarak pagar

12
19
22
22
24
26
29
30
33
36
36
38

DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.

Diagram alir penelitian jarak pagar
Tahap persiapan tanaman dengan teknik ex-vitro
Tahapan isolasi DNA genom
Prosedur persilangan tanaman jarak
Dendrogram 16 genotipe tetua dan F1 jarak pagar hasil analisis
klaster berdasarkan karakter morfo-agronomi
6. Analisis biplot enam belas genotipe jarakpagar terhadap sembilan
belas karakter pengamatan
7. Analisis biplot enam belas genotipe jarak pagar terhadap dua karakter
(kadar minyak dan bobot biji kering)
8. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar
menggunakan primer OPE-01
9. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar
menggunakan primer OPH-07
10. Profil pita RAPD hasil amplifikasi DNA 15 genotipe jarak pagar
menggunakan primer OPM-20
11. Dendrogram 15 genotipe jarak pagar berdasarkan penanda RAPD

4
13
17
25
25
27
28
31
32
32
34

xix
12. Jumlah tanaman berdasarkan banyaknya tandan yang terbentuk
pada 200 progeni F2 jarak pagar persilangan CPRxPDI
13. Analisis biplot dua belas genotipe progeni jarak pagar pada
populasi F2 CRPxPDI t

35
37

DAFTAR LAMPIRAN
1
2

Deskripsi karakter pengamatan morfo-agronomi jarak pagar
(Jatropha curcas L.)
Urutan basa primer RAPD yang digunakan

49
50

1

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang
Peningkatan kebutuhan minyak bumi seiring dengan peningkatan
pembangunan yang terjadi di Indonesia. Hal ini mengakibatkan semakin
menipisnya cadangan minyak dan akan menyebabkan kelangkaan pasokan
minyak bumi di masa mendatang. Kelangkaan bahan bakar minyak akhir-akhir ini
menstimulir upaya untuk melepaskan ketergantungan terhadap minyak bumi
dengan mencari sumber-sumber energi alternatif baru dan terbarukan (Soetopo et
al. 2010) sehingga ketersediaannya dapat diprediksi dan diperbaharui.
Pengembangan energi alternatif di Indonesia dilandasi oleh dua kebijakan
yaitu Peraturan Presiden No. 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional
dan Instruksi Presiden No. 1 tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan
Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain. Peraturan presiden No.
5 tahun 2006 dalam Kebijakan Energi Nasional menyebutkan bahwa pemanfaatan
biofuel ditargetkan mencapai 5% dari energi mix Indonesia di tahun 2025, atau
sekitar 2.400.000 kilo liter biodiesel dari jarak pagar yang setara dengan 12 juta
ton biji jarak pagar kering (Mardjono et al. 2008).
Salah satu sumber energi alternatif yang dapat digunakan adalah bahan
bakar nabati (BBN). Ariati (2009) mengemukakan alasan yang mendasari
pengembangan BBN adalah BBN merupakan sumber energi terbarukan, budidaya
yang lebih mudah karena sudah teradaptasi dengan iklim tropis, dapat mengurangi
penggunaan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi, dan emisi BBN lebih
ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar dari minyak bumi. Berdasarkan
laporan International Energy Agency (IEA) diprediksi bahwa pada tahun 2050
BBN dapat menurunkan kebutuhan bahan bakar minyak bumi sebanyak 20- 40%.
Beberapa tanaman yang berpotensi sebagai sumber BBN antara lain kelapa
sawit, singkong, sorghum, jarak pagar dan kelapa (Ariati 2009; Sardjono 2008).
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) dipilih sebagai salah satu sumber BBN yang
mempunyai peranan penting sebagai pengganti minyak bumi terutama untuk
memproduksi biodiesel (King et al. 2009), karena biji jarak memiliki kandungan
minyak hingga 35% dengan asam oleat dan linoleat yang banyak sehingga sangat
cocok digunakan sebagai biofuel (Forson et al. 2004; Mohibbe et al. 2005; King
et al. 2009).
Pengembangan jarak pagar sebagai BBN, masih terkendala oleh
permasalahan yang menyebabkan petani kurang tertarik untuk mengembangkan
jarak pagar adalah belum tersedianya jarak pagar yang berproduksi tinggi (Hartati
2007; Shuit et al. 2010; Ghosh and Singh 2011) sehingga mampu memberikan
keuntungan bagi petani yang membudidayakan tanaman jarak pagar. Hartati
(2009) menyatakan untuk mendukung program pengembangan jarak pagar di
Indonesia, dibutuhkan induk tanaman yang memiliki keunggulan yaitu: (1)
berpotensi produksi tinggi kuantitas dan kualitas, (2) berumur genjah dengan
kriteria panen buah serentak, dan (3) memiliki ketahanan terhadap cekaman
lingkungan abiotik dan biotik.
Jarak pagar dapat dikembangkan karena minyak dari tanaman ini tidak
berkompetisi dengan kebutuhan pangan, cepat tumbuh, mudah dibudidayakan,

2

toleran terhadap kekeringan dan mudah beradaptasi pada kondisi lingkungan
marginal (Ariati 2009; Divakara et al. 2010; Sharma et al. 2011). Sebagai bahan
baku untuk produksi biofuel, hasil biofuel secara langsung dipengaruhi oleh hasil
minyak biji J. curcas, yang dipengaruhi oleh hasil biji dan kandungan minyak
(Wu et al. 2012).
Upaya yang dapat dilakukan untuk menunjang pengembangan jarak pagar
di Indonesia, sejak tahun 2005 telah dilakukan kegiatan eksplorasi plasma nutfah
jarak pagar dari beberapa daerah di Indonesia, introduksi dari luar negeri
(Surahman et al. 2009), dan pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman merupakan
suatu metode yang mengeksploitasi potensi genetik tanaman untuk
memaksimumkan ekspresi dari potensi genetik tanaman pada suatu kondisi
lingkungan tertentu (Guzhov 1989; Stoskopf et al. 1993). Pemuliaan tanaman
bertujuan untuk memperbaiki dan meningkatkan potensi genetik tanaman
sehingga didapatkan hasil yang lebih unggul dengan karakter yang diinginkan.
Franco et al. (2001) menyatakan studi tentang ragam fenotipe dan ragam
genetik penting untuk mengidentifikasi kelompok dengan latar belakang genetik
yang sama untuk pelestarian, evaluasi dan pemanfaatan sumber daya genetik.
Sebelumnya Bahar dan Zen (1993) menyatakan bahwa pelaksanaan seleksi secara
visual yaitu dengan memilih fenotipe yang baik belum memberikan hasil yang
memuaskan tanpa berpedoman pada nilai parameter genetik yaitu nilai
heritabilitas, ragam genetik, ragam fenotipe dan koefisien keragaman genetik.
Keragaman tanaman secara umum dapat dikaji melalui pendekatan
morfologi, biokimia dan molekuler. Penanda/marka morfologi merupakan wujud
nyata dari keragaman fenotipik. Namun penanda ini memiliki kelemahan karena
dipengaruhi oleh lingkungan. Keterbatasan penanda morfologi adalah hanya
mampu membedakan keragaman visual, untuk itu diperlukan penanda lainnya
yang diharapkan memberikan hasil yang lebih akurat yaitu penanda/marka
molekuler. Dasar dari penanda molekuler adalah polimorfisme protein atau DNA.
Seleksi tanaman yang akan dijadikan tetua dapat dipercepat dengan menggunakan
penanda molekuler sehingga karakteristik tanaman dapat diketahui dengan cepat.
Marka molekuler adalah sekuens DNA atau protein yang secara langsung dapat
dideteksi dan pewarisannya dapat diketahui (Jamsari 2007). Penanda DNA dapat
digunakan untuk menganalisis keragaman genetik lebih baik karena hasilnya
konsisten dan tidak dipengaruhi oleh lingkungan dan dapat dideteksi pada semua
bagian tanaman.
Data fenotipik tanaman, yang meliputi pengamatan karakter morfoagronomi, diharapkan dapat memberikan informasi produktivitas dan kandungan
minyak dari beberapa genotipe jarak pagar. Adanya korelasi antara marka
molekuler dengan data fenotipik, terutama produktivitas dan kadar minyak,
diharapkan dapat membantu pemulia dalam memilih tanaman induk terseleksi.

Tujuan Penelitian

1.

Penelitian dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:
Mempelajari keragaman genetik dan heritabilitas karakter morfo-agronomi 16
genotipe tetua dan F1 jarak pagar.

3

2.
3.

4.

Mempelajari kemiripan antar 16 genotipe tetua dan F1 berdasarkan marka
molekuler.
Memperoleh informasi adanya korelasi antara karakter morfo-agronomi
dengan produktivitas dan kandungan minyak dari populasi F2 berdasarkan
marka morfologi .
Memperoleh beberapa kandidat genotipe potensial dengan kandungan kadar
minyak dan produktivitas biji yang tinggi.

Hipotesis Penelitian

1.
2.
3.
4.

Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:
Terdapat keragaman genetik pada genotipe tetua dan F1 jarak pagar
berdasarkan karakter morfo-agronomi.
Terdapat kemiripan diantara16 genotipe tetua dan F1 berdasarkan marka
molekuler.
Terdapat beberapa karakter morfo-agronomi yang berkorelasi dengan
produktivitas biji dan kandungan minyak jarak.
Diperoleh beberapa kandidat genotipe potensial dengan kandungan minyak
dan produktivitas biji yang tinggi.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai genotipegenotipe jarak pagar potensial yang memiliki produktivitas dan kadar minyak
tinggi untuk tujuan perbaikan genetik tanaman. Untuk memperoleh informasi
genetik tersebut, perlu dilakukan evaluasi terhadap materi genetik yang tersedia
melalui analisis parameter genetik yaitu koefisien keragaman genetik, heritabilitas
arti luas, analisis korelasi dan analisis biplot.
Pengembangan genotipe jarak pagar dengan produktivitas biji dan kadar
minyak tinggi yang dilakukan, diharapkan dapat mengatasi permasalahan
ketersediaan bibit tanaman dalam budidaya jarak pagar.

Ruang Lingkup Penelitian
Untuk mencapai target dan luaran yang diinginkan, dilakukan sejumlah
kegiatan penelitian seperti yang disajikan pada digram alir pada Gambar 1
meliputi: (1) Pendugaan keragaman genetik dan heritabilitas karakter morfoagronomi 16 tetua dan F1 jarak pagar, (2) Analisis kemiripan16 genotipe tetua
dan F1 jarak pagar berdasarkan penanda molekuler, (3) Analisis korelasi karakter
morfo-agronomi di F2 jarak pagar.

4

Persiapan bahan tanaman
jarak pagar

Tahap 1:

Tahap 2:

Tahap 3:

Pendugaan keragaman
genetik dan
heritabilitas karakter
morfo-agronomi 16
tetua dan F1 jarak
pagar

Analisis kemiripan16
genotipe tetua dan F1
jarak pagar
berdasarkan penanda
molekuler

Analisis korelasi
karakter morfoagronomi di F2 jarak
pagar

Output:

Output:

Output:

1. Memperoleh
informasi beberapa
karakter yang
berkorelasi dengan
produktivitas dan
kadar minyak
2. Memperoleh
rekomendasi
kandidat tetua F1
potensial untuk di
selfing manual

1. Dendrogram 15
genotipe tetua dan
F1 jarak pagar
2. Matriks korelasi
kemiripan genetik
15 genotipe tetua
dan F1 jarak pagar

1. Memperoleh
informasi
korelasi antar
karakter pada
progeni F2 jarak
pagar
2. Memperoleh
informasi
keragaman antar
peubah yang
diamati

Kandidat genotipe F1
potensial untuk di
selfing manual

Genotipe F2 dengan
kandungan kadar
minyak dan
produktivitas tinggi

Gambar 1 Diagram alir penelitian jarak pagar

5

2 TINJAUAN PUSTAKA

Taksonomi dan Botani Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) adalah tanaman asli Amerika Latin yang
menyebar luas di berbagai daerah kering, semi kering, sub-tropik dan tropik di
seluruh dunia (Heller 1996). Jarak pagar termasuk ke dalam famili
Euphorbiaceae, satu famili dengan karet dan ubi kayu. Taksonomi tanaman jarak
pagar menurut Hambali et al. (2006) sebagai berikut:
Divisi
Subdivisi
Kelas
Ordo
Famili
Genus
Spesies

: Spermatophyta
: Angiospermae
: Dicotyledone
: Euphorbiales
: Euphorbiaceae
: Jatropha
: Jatropha curcas L.

Nama genus Jatropha berasal dari bahasa Yunani jatrós (dokter) dan
trophé (makanan), yang menyatakan kegunaan dalam pengobatan. Dalam genus
Jatropha, terdapat sekitar 170 spesies yang dikenal (Heller 1996). Jarak pagar
diperkenalkan oleh bangsa Jepang pada tahun 1942-an sebagai bahan bakar
kendaraan perang. Tanaman jarak pagar banyak ditanam masyarakat sebagai
pagar pekarangan dan cocok untuk reboisasi hutan. Di Indonesia terdapat berbagai
jenis tanaman jarak antara lain jarak kepyar (Ricinus communis), jarak bali
(Jatropha podagrica), jarak ulung (Jatropha gossypifolia L.) dan jarak pagar
(Jatropha curcas). Diantara jenis tanaman jarak tersebut yang memiliki potensi
sebagai penghasil bahan bakar nabati (biofuel) adalah jarak pagar (Jatropha
curcas L.). Tanaman ini dilaporkan dapat menghasilkan biji dan minyak
berkualitas tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai biofuel, baik untuk biodiesel
(Heller 1996), maupun biokarosene (Prastowo 2008; Mahmud et al. 2008).
Pemanfaatan lain dari tanaman jarak pagar adalah digunakan pada pembuatan
pupuk, pembuatan sabun dan biogas. Biji jarak pagar mengandung bahan kimia
curcin, yang merupakan racun untuk serangga, hewan peliharaan, ikan, dan
peternakan, tetapi di bidang kedokteran, curcin dapat dimanfaatkan sebagai bahan
baku anti tumor/kanker (Tukimin dan Soetopo 2011).
Jarak pagar dapat ditemukan hampir di seluruh wilayah Indonesia. Nama
jarak pagar di masing-masing daerah berbeda sebutannya. Di daerah Jawa Barat
disebut jarak kosta, jarak budeg, di daerah Jawa Tengah dan Jawa Timur disebut
jarak gundul, jarak pager, di daerah Madura disebut kalekhe paghar, di Bali
disebut jarak pager, di daerah Nusa Tenggara disebut lulu mau, paku kase, jarak
pageh, di Alor disebut kuman nema, di daerah Sulawesi disebut jarak kosta, jarak
wolanda, bindalo, bintalo, tondo utomene, dan di deaerah Maluku disebut ai huwa
kamala, balacai, kadoto (Hariyadi 2005).
Jarak pagar dapat tumbuh baik di dataran rendah sampai ketinggian sekitar
500 m dpl. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman jarak adalah 625 mm tahun-1 .
Namun, tanaman ini dapat tumbuh pada daerah dengan curah hujan antara 300-

6

2380 mm tahun-1. Kisaran suhu yang sesuai untuk bertanam jarak adalah
20-26 °C. Pada daerah dengan suhu terlalu tinggi (di atas 35 °C) atau terlalu
rendah (di bawah 15 °C) akan menghambat pertumbuhan serta mengurangi kadar
minyak dalam biji dan mengubah komposisinya (Hambali et al. 2006). Jarak
pagar dapat tumbuh pada lahan-lahan marjinal yang miskin hara dengan drainase
dan aerasi yang baik, namun produksi terbaik akan diperoleh pada lahan dengan
lingkungan optimal. Pertumbuhannya cukup baik pada tanah-tanah ringan (terbaik
mengandung pasir 60-90%), berbatu, berlereng pada perbukitan atau sepanjang
saluran air dan batas-batas kebun.
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) termasuk tanaman dikotil (2n =
2x = 22). Pohonnya berupa perdu dengan tinggi tanaman 1–7 m (Heller 1996),
bercabang tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, bila terluka mengeluarkan
getah. Daunnya berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun
menjari dengan 5–7 tulang utama, warna daun hijau (permukaan bagian bawah
lebih pucat dibanding bagian atas). Panjang tangkai daun antara 4-15 cm.

Pembungaan Jarak Pagar
Jarak pagar adalah tanaman monoecius, memiliki bunga betina dan jantan
terpisah tetapi masih di dalam satu infloresen (Raju dan Ezradanam 2002). Bunga
jarak pagar berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai
biasanya terdiri atas 100 bunga atau lebih dengan persentase bunga betina 5-10%
(Hasnam 2006). Bunga jantan dan bunga betina tersusun dalam rangkaian
berbentuk cawan, muncul di ujung batang atau ketiak daun.
Pembungaan pada jarak pagar cukup unik. Hasil pengamatan pada
pertanaman di areal kebun induk jarak pagar di KP Pakuwon Balittri Sukabumi
menunjukkan munculnya bunga pada tanaman jarak pagar dapat bermacammacam tergantung genotipe dan kondisi lingkungan (Hartati 2007).
Hasil penelitian Raju dan Ezradanam di India (2002) menunjukkan bahwa
rata-rata perbandingan bunga jantan dan betina adalah 29:1 dan bunga betina jarak
pagar memasuki masa reseptif ketika telah mekar sempurna. Stigma jarak pagar
memiliki masa reseptif tiga hari. Semua bunga dalam infloresensia mekar dalam
11 hari, dengan bunga jantan yang terlebih dahulu mekar dan bunga akan mekar
harian hingga semua kuncup mekar dan akhirnya rontok. Biasanya bunga yang
tidak terserbuki akan rontok dalam empat hari. Ketika bunga mekar maka di dasar
bunga akan muncul nektar yang mengundang serangga. Pengetahuan mengenai
masa reseptif stigma jarak pagar merupakan informasi penting, salah satunya
untuk program pemuliaan jarak pagar.
Hartati (2007) melaporkan rasio jumlah bunga betina dengan bunga jantan
sebesar 1:15-30, didukung oleh penelitian Utomo (2008) dengan rasio bunga
betina dengan bunga jantan sebesar 1:12. Rasio bunga betina dengan jantan
berkorelasi dengan jumlah buah yang dihasilkan tiap malai.
Utomo (2008) melaporkan, perkembangan kuncup bunga memerlukan
waktu 16-21 hari, diikuti dengan periode bunga mekar sekitar 14-21 hari.
Menurut Hartati (2007), adakalanya bunga jantan mekar terlebih dahulu dari
bunga betina (protandri). Pada kondisi lain, bunga betina mekar terlebih dahulu
dari bunga jantan (protogini).

7

Hartati (2007) menyebutkan, meskipun jarak pagar diketahui sebagai
tanaman yang menyerbuk silang, tanaman jarak juga berpotensi untuk mengalami
selfing akibat adanya serangga terutama semut. Menurut Raju dan Ezradanam
(2002), dengan bantuan serangga, pada jarak pagar dapat terjadi penyerbukan
silang (xenogamy) sekaligus penyerbukan sendiri (geitonogamy). Adanya
penyerbukan silang pada tanaman jarak pagar dapat menyebabkan terjadinya
keragaman genetik karena setiap tanaman adalah satu genotipe yang berbeda
(Hartati 2008a).
Bunga jarak pagar menyerbuk dengan bantuan serangga, bunga
menghasilkan nectar yang mudah terlihat (exposed) dan harum hingga dapat di
akses oleh serangga-serangga. Beberapa jenis serangga yang sering hinggap pada
bunga jarak pagar adalah semut, kupu, ngengat dan kumbang (Hasnam 2006).
Bunga jarak pagar yang telah mengalami penyerbukan akan membentuk buah
yang disebut sebagai kapsul. Buah berisi 3-4 biji berwarna hitam.
Malai buah jarak pagar terdapat pada cabang terminal. Pada tanaman yang
terawat malai buah pada cabang terminal berjumlah 3-4 tandan, terdiri dari malai
dengan buah yang sudah mulai kuning, buah yang masih hijau tapi besarnya sudah
sempurna, buah masih hijau dengan ukuran buah masih kecil. Hasil penelitian
Santoso (2009) menunjukkan bahwa persentase bunga jadi buah pada jarak pagar
sangat beragam di antara masing-masing tanaman maupun masing-masing malai
dalam satu tanaman. Buah sudah terbentuk berupa buah sangat muda pada 10 hari
setelah antesis. Biji mulai berkembang 20 hari setelah antesis. Buah terus
berkembang dan mencapai fase matang pada sekitar 40-45 hari setelah antesis,
kemudian mencapai fase masak pada 55 hari setelah antesis dan akhirnya
memasuki fase senesen pada 60-65 hari setelah antesis. Pertumbuhan dan
perkembangan buah memerlukan waktu 60-65 hari sejak antesis sedangkan
perkembangan bunga sejak terbentuk sampai antesis memerlukan waktu sekitar
15-20 hari. Perkembangan organ generatif dari sejak mulai berbunga hingga buah
masak memerlukan waktu sekitar 75-85 hari.

Heritabilitas
Heritabilitas adalah perbandingan antara besaran ragam genotipe dengan
besaran total ragam fenotipe dari suatu karakter (Baihaki 2000; Syukur et al.
2012). Sesuai dengan komponen ragam genetiknya, heritabilitas dibedakan
menjadi heritabilitas dalam arti luas (broad sense heritability)(h²bs) dan
heritabilitas dalam arti sempit (narrow sense heritability) (h²ns). Heritabilitas
dalam arti luas merupakan perbandingan antara ragam genetik total dan ragam
fenotipe (h²bs = σ2g / σ2p), dimana ragam genetik terdiri dari ragam genetik aditif
(σ2A), ragam genetik dominan (σ2D) dan ragam genetik epistasis (σ2I). Heritabilitas
dalam arti sempit merupakan perbandingan antara ragam aditif dan ragam
fenotipe (h²ns = σ2A /σ2p).
Syukur et al. (2012) menyatakan, heritabilitas dapat diduga dengan cara
tidak langsung dari pendugaan komponen ragam, diantaranya adalah perhitungan
ragam turunan dan perhitungan komponen ragam dari analisis ragam, atau dengan
cara langsung dari pendugaan koefisien regresi (b) dan korelasi antar kelas (t).

8

Metode yang dipergunakan untuk menduga nilai tersebut tergantung dari populasi
yang dimiliki oleh pemulia dan tujuan yang ingin dicapai.

Perbanyakan Jarak Pagar dengan Teknik Ex Vitro
Tanaman jarak pagar dapat diperbanyak secara generatif dan vegetatif.
Perbanyakan tanaman secara generatif menggunakan biji dan vegetatif umumya
menggunakan setek batang. Cara lain perbanyakan vegetatif adalah melalui kultur
jaringan (in vitro). Selain menggunakan setek batang, Balai Pengkajian
Bioteknologi, BPPT telah mengembangkan teknik perbanyakan tanaman jarak
menggunakan setek pucuk dengan perlakuan seperti perbanyakan tanaman dengan
teknik in vitro. Teknik perbanyakan bibit menggunakan setek pucuk ini dikenal
dengan nama teknik ex vitro (Tajuddin et al. 2007). Teknik ex vitro merupakan
salah satu teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif menggunakan setek pucuk
tanaman yang relatif sederhana, lebih mudah dan murah, dengan kualitas bibit
tanaman yang dihasilkan identik dengan tanaman induknya. Pada teknik ini faktor
lingkungan sebagai penentu kualitas bibit tanaman menjadi target optimasi utama
sehingga memberikan kontribusi positif pada ekspresi genotipik tanaman.
Hasil penelitian di India menunjukkan jumlah ideal cabang tanaman jarak
pagar per pohon sebanyak 40 cabang, dengan jumlah buah 10-15 buah per tandan
(Mahmud et al. 2008). Jika jumlah cabang melebihi 40 per pohon, maka akan
mengurangi jumlah dan ukuran buah per tandan, sehingga akan mempengaruhi
mutu biji yang dihasilkan. Bila setiap hektar terdiri atas 2.500 tanaman jarak pagar
unggul yang sudah dewasa (umur 4 tahun setelah tanam) dengan memenuhi syarat
tumbuh (tanah dan iklim) dan pemeliharaan yang optimal, maka setiap pohon
jarak pagar memiliki 40 cabang, setiap cabang memiliki 3 tandan buah per tahun,
setiap tandan menghasilkan 10-15 buah, dengan jumlah biji per buah sebanyak 3
butir, maka jumlah biji yang dihasilkan dalam satu hektar selama satu tahun
mencapai 9.000.000-13.500.000 biji. Jika 1 kg terdiri dari 2.000 biji kering, maka
produksi jarak pagar per hektar per tahun adalah 4.5-6.75 ton. Produktivitas jarak
pagar di Indonesia masih terus diteliti dan diperkirakan produktivitasnya dapat
menghasilkan 4-12 ton biji/ha per tahun dengan kadar minyak 40% dalam lima
tahun. Kandungan asam lemak biji jarak pagar adalah asam miristat (14:1) 00.1%, asam palmitat (16:0) 14.1-15.3%, asam stearat (18:0) 3.7-9.8%, asam
arachidic (20:0) 0-0,3%, asam behedic (22:0) 0-0.2%, asam palmitoleat (16:1) 01.3%, asam oleat (18:1) 34.3-45.8%, asam linoleat (18:2) 29.0-44.2%, dan asam
linolenat (18:3) 0-0.3% (Hambali et al. 2006).

Analisis Biplot
Dalam analisis multivariate terdapat banyak metode yang dapat digunakan
untuk menyelesaikan masalah atau mengolah data yang melibatkan banyak
variabel (Mattjik dan Sumertajaya 2011). Semakin banyak peubah yang diukur
dan semakin banyak objek yang diamati, maka ukuran tabel yang dimiliki akan
semakin besar dan semakin sulit untuk menginterpretasikannya. Untuk

9

mempermudah interpretasi data yang dimiliki, metode multivariat yang dapat
dipergunakan salah satunya adalah analisis biplot.
Analisis biplot adalah salah satu teknik statistika deskriptif dengan dimensi
dua yang dapat menyajikan secara visual segugus objek dan variabel dalam satu
grafik. Grafik yang dihasilkan dari biplot ini merupakan grafik yang berbentuk
bidang datar disarikan oleh Mattjik dan Sumertajaya (2011). Tiga hal penting
yang bisa didapatkan dari tampilan biplot adalah:
1. Kedekatan antar objek yang diamati
Informasi ini dapat dijadikan panduan untuk mengetahui objek yang
memiliki kemiripan karakteristik dengan objek lain. Dua objek yang
memiliki karakteristik sama akan digambarkan sebagai dua titik dengan
posisi yang berdekatan.
2. Keragaman peubah
Informasi ini digunakan untuk melihat apakah ada variabel yang
mempunyai nilai keragaman yang hampir sama untuk setiap objek. Dalam
biplot, variabel yang mempunyai nilai keragaman yang kecil digambarkan
sebagai vektor pendek sedangkan variabel dengan nilai keragaman yang
besar digambarkan sebagai vektor yang panjang.
3. Korelasi antar peubah
Dari informasi ini bisa diketahui bagaimana suatu variabel mempengaruhi
ataupun dipengaruhi variabel yang lain. Pada biplot, variabel akan
digambarkan sebagai garis berarah. Dua variabel yang memiliki nilai
korelasi positif akan digambarkan sebagai dua buah garis dengan arah
yang sama atau membentuk sudut sempit. Sementara itu, dua variabel
yang memiliki nilai korelasi negatif akan digambarkan dalam bentuk dua
garis dengan arah yang berlawanan atau membentuk sudut lebar (tumpul).
Sedangkan dua variabel yang tidak berkorelasi akan digambarkan dalam
bentuk dua garis dengan sudut yang mendekati 90º (siku-siku).
4. Nilai peubah pada suatu objek
Dalam informasi ini digunakan untuk melihat keunggulan dari setiap
objek. Objek yang terletak searah dengan arah vektor variabel dikatakan
bahwa objek tersebut mempunyai nilai di atas rat-rata. Namun jika objek
terletak berlawanan dengan arah dari vektor variabel tersebut, maka objek
tersebut memiliki nilai di bawah rata-rata.

Penanda/ Marka Molekuler
Penanda molekuler digunakan untuk menunjukkan polimorfisme pada
tingkat DNA. Penanda molekuler yang diharapkan adalah sebagai berikut: (1)
polimorfik yang tinggi, (2) kodominan untuk dapat membedakan homozigot dan
heterozigot pada tanaman diploid, (3) pemunculan di seluruh genom, (4) selektif
terhadap perilaku alami, (5) pendugaan mudah, cepat dan murah untuk dideteksi,
dan (6) reproducibility tinggi (Kumar et al. 2009).
Azrai (2006) menyatakan, terdapat beberapa penanda molekuler yang saat
ini digunakan untuk mendeteksi keragaman genetik pada tingkat DNA yaitu: 1)
marka yang berdasarkan pada hibridisasi DNA, seperti restriction fragment length
polymorphism (RFLP), 2) marka yang berdasarkan pada reaksi rantai polimerase

10

yaitu polymerase chain reaction (PCR) dengan menggunakan sekuen-sekuen
nukleotida sebagai primer, seperti randomly amplified polymorphic DNA (RAPD)
dan amplified fragment length polymorphism (AFLP), 3) marka yang berdasarkan
pada PCR dengan menggunakan primer yang menggabungkan sekuen
komplementer spesifik dalam DNA target, seperti sequence tagged sites (STS),
sequence characterized amplified regions (SCARs), simple sequence repeats
(SSRs) atau mikrosatelit, dan single nucleotide polymorphisms (SNPs).
Random Amplified Polimorphic DNA (RAPD)
Teknik RAPD merupakan cara untuk menganalisis variabilitas genetik
melalui amplifikasi DNA genom suatu tanaman menggunakan primer acak
tunggal. Variabilitas genetik tanaman dilihat berdasarkan polimorfisme pita DNA
yang berhasil diamplifikasi. Prinsip dasar RAPD adalah komplementasi urutan
basa primer dengan urutan basa DNA cetakan. Apabila terdapat komplementasi
urutan basa primer dengan urutan basa DNA cetakan, maka primer akan
menempel pada kedua ujung 3’OH utas DNA cetakan. Jika kedua situs
penempelan primer berada pada jarak yang dapat diamplifikasi, maka produk PCR
akan diperoleh berupa fragmen atau pita DNA (Tingey et al. 1992).
Prinsip kerja marka RAPD adalah berdasarkan perbedaan amplifikasi PCR
pada sampel DNA dari sekuen oligonukleotida pendek yang secara genetik
merupakan marka dominan (Williams et al. 1990; Welsh and McClelland 1990).
Primer RAPD bersifat random dengan ukuran panjang basanya 10 nukleotida.
Jumlah produk amplifikasi PCR berhubungan langsung dengan jumlah dan
orientasi sekuen yang komplementer terhadap primer di dalam genom tanaman
(Azrai 2005). Macam primer yang digunakan pada teknik RAPD berkaitan dengan
suhu penempelan primer dalam reaksi amplifikasi. Primer yang biasanya
digunakan mengandung basa G+C antara 60%-70%, karena semakin banyak
kandungan basa Guanin dan Cytosin, maka ikatan antara primer dengan DNA
cetakan semakin kuat dan stabil. Basa Guanin dan Cytosin mempunyai tiga ikatan
hidrogen, lebih banyak daripada basa Timin dan Adenin yang hanya mempunyai
dua ikatan hidrogen.
Analisis variabilitas genetik melalui teknik RAPD menggunakan primer
acak telah banyak digunakan karena memiliki keunggulan-keunggulan
diantaranya adalah (1) kuantitas DNA yang dibutuhkan sedikit, (2) hemat biaya,
(3) mudah dipelajari, dan (4) primer yang diperlukan sudah banyak
dikomersialisasikan sehingga mudah diperoleh. Kelemahan teknik ini antara lain
(1) tingkat reproduksibilitas pola marka dari laboratorium ke laboratorium
berbeda dan antara hasil percobaan dalam laboratorium itu sendiri yang sama, (2)
sangat sensintif terhadap variasi dalam konsentrasi DNA, dan (3) memerlukan
konsentrasi primer dan kondisi siklus suhu yang optimal pada saat pengujian.
Selain itu, marka RAPD dominan dan tidak menampilkan perbedaan sekuen DNA
yang homolog, diantara fragmen-fragmen yang ukurannya hampir sama (Riedy et
al. 1992). Selanjutnya Riedy et al. (1992) mengemukakan bahwa kelemahan ini
dapat diatasi dengan membuat reaksi dan kondisinya sehomogen mungkin,
skrining primer, memilah pita-pita fragmen DNA yang jelas, menggunakan suhu
annealing yang optimal, dan penambahan 1-2 basa pada primer untuk
mempertinggi spesifikasi penempelan DNA.

11

Pemakaian teknik RAPD memiliki resolusi yang sebanding dengan RFLP
dalam hal analisis kekerabatan antar genotipe dan mampu menghasilkan jumlah
karakter yang tidak terbatas sehingga sangat membantu dalam analisis keragaman
genetik tanaman yang tidak diketahui latar belakang genomnya.
Penggunaan marka DNA pada tanaman jarak pagar telah banyak
dilaporkan oleh para peneliti (Agustian 2008; Dewi KP 2008; Maftuchah et al.
2008; Saptadi et al. 2008; Susantidiana et al. 2009; Surahman et al. 2009;
Totikonda et al. 2009; Susantidiana 2011).
Penelitian menggunakan teknik RAPD telah banyak dilakukan pada jarak
pagar. Susantidiana et al. (2009) melaporkan hasil analisis klaster berdasarkan
derajat kemiripan dari 14 aksesi jarak pagar menggunakan penanda RAPD dan
morfologi sama-sama menghasilkan lima klaster, tetapi secara morfologi memiliki
tingkat kemiripan yang lebih tinggi yaitu 72 %, sedangkan analisis RAPD
memiliki tingkat kemiripan yang rendah yaitu 22 %. Teknik RAPD menggunakan
primer acak maupun spesifik telah terbukti dapat digunakan sebagai penanda
molekuler untuk berbagai karakter agronomi penting. Surahman et al. (2009) juga
melaporkan bahwa berdasarkan karakter agronomi koleksi plasma nutfah jarak
pagar SBRC memiliki karakter yang cukup besar untuk dimanfaatkan selanjutnya
sebagai bahan pemuliaan perakitan varietas unggul jarak pagar.

3 METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan November 2011 hingga Januari
2013, bertempat di Balai Pengkajian Bioteknologi Puspiptek, Serpong dan
Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Analisis
laboratorium dilakukan di: (1) analisis kadar minyak di Laboratorium Analitik,
Balai Pengkajian Bioteknologi, (2) analisis marka molekuler (RAPD) di
Laboratorium Teknologi Gen, Balai Pengkajian Bioteknologi, dan Laboratorium
Plant Molecular Biology 2, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Materi genetik yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah 16 genotipe
jarak pagar yang meliputi 7 genotipe tetua dan 9 genotipe F1 hasil persilangan
Susantidiana (2011) (Tabel 1), progeni F2 hasil persilangan Curup x Pidi (CRP x
PDI). Genotipe tetua dan F1 yang dipergunakann merupakan koleksi dari
Universitas Sriwijaya dan ditanam di kebun koleksi Agro Techno Park (ATP),
Palembang.
Bahan-bahan yang dipergunakan untuk persiapan tanaman adalah tanah
top soil, pasir, pupuk kandang, pupuk daun, fungisida, insektisida, bahan sterilan,
hormon induksi perakaran (bioroot), biofertilizer (mikoriza) dan polibag
berukuran 12 cm x 15 cm dan 40 cm x 40 cm.

12

Tabel 1 Materi genetik tanaman tetua dan F1 jarak pagar
No.
1
2
3
4
5
6
7

Kode
genotipe tetua

Asal
genotipe

MDN
KMR
IND
CRP
PDI
LMP
JGY

Medan
Komering
Indralaya
Curup
Pidi
Lampung
Jogyakarta

8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

Kode
genotipe F1

Asal genotipe
(persilangan antara)

PDIxMDN
PDIxLMP
LMPxPDI
CRPxMDN
CRPxPDI
INDxIND
LMPxLMP
KMRxKMR
PLGxPLG

Pidi x Medan
Pidi x Lampung
Lampung x Pidi
Curup x Medan
Curup x Pidi
Indralaya x Indralaya
Jogyakarta
Komering x Komering
Palembang x Palembang

Sumber: Susantidiana (2011).

Bahan yang digunakan untuk analisis molekuler (RAPD) dan analisis
kadar minyak adalah buffer ekstraksi Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (2x
CTAB dan 10% CTAB), Polyvinypyrrolidone (PVP), khloroform: isoamil-alkohol
(CIAA) (24:1), buffer TAE 1x pH 8, etanol 96%, alkohol 70%, enzim 10 mg/ml
RNAse A, agarose, kertas parafilm, loading dye 6x, 1 kb DNA ladder, etidium
bromida, dua puluh primer RAPD, ddH2O, micro tube 1.5 ml, micro tube 2.0 ml,
mikro tube 200 μl, pipet tip 10 µl, 100 µl, 1000 µl, kertas saring, kapas bebas
lemak dan pelarut n-hexane.
Peralatan yang dipergunakan dalam persiapan bahan tanaman, analisis
molekuler dan analisis kadar minyak adalah gunting stek, cutter, bak perendam,
plastik sungkup, gunting, micro-pestle, microwave oven, mikropipet berbagai
ukuran, mesin nanodrop (ND-1000 v 3.5.2), mesin PCR (Gradient PCR, Takara),
thermostat & shaking bath, mesin sentrifugasi, timbangan, vorteks, inkubator,
electrophoresis plastic tray, gel dryer, chamber elektroforesis, scanner, comb,
sharktooth comb, gel documentation (Alphaimager Mini, Alpha Innotech), labu
lemak, alat soxhlet, pemanas listrik, oven, neraca analitik, gegep besi dan
desikator. Alat gelas yang digunakan adalah gelas ukur, labu erlenmeyer 250 ml,
500 ml dan peralatan gelas yang umum digunakan di laboratorium genetika.

Metode Penelitian
Tahap 1 Pendugaan Keragaman Genetik dan Heritabilitas Karakter MorfoAgronomi Tetua dan F1 Jarak Pagar
Rancangan yang digunakan pada tiap lingkungan adalah rancangan acak
kelompok lengkap (RAKL) satu faktor yaitu genotipe dengan tiga ulangan, dan
setiap satuan percobaan terdiri dari 5 tanaman. Model rancangan percobaan yang
digunakan menurut Matjjik dan Sumertajaya (2006) adalah sebagai berikut:
Yij =µ + i + βj + ij

13

Dimana :
i
= 1, 2, 3,.......,16
j
= 1, 2, 3
Yij
= pengamatan pada perlakuan ke-i dalam kelompok ke-j
µ
= rataan umum
i
= pengaruh perlakuan ke-i
βj
= pengaruh kelompok ke-j
ij
= pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
Data morfologi dan agronomi dianalisis dengan uji F menggunakan
program Statistical Analysis System (SAS Institute 2006). Apabila perlakuan
berpengaruh nyata pada ni