Genetic Diversity and Identification of Specific Production Character Markers of Oil Palm Progeny and Parent with SSR Marker

i

KERAGAMAN GENETIK DAN IDENTIFIKASI PENANDA SPESIFIK
KARAKTER PRODUKSI PADA PROGENI DAN TETUA
KELAPA SAWIT DENGAN MARKA SSR

NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Keragaman Genetik dan
Identifikasi Penanda Spesifik Karakter Produksi pada Progeni dan Tetua Kelapa

Sawit dengan Marka SSR 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.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2014
Nida Wafiqah Nabila M. Solin
NIM A253110191

iv

RINGKASAN
NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN. Keragaman Genetik dan Identifikasi
Penanda Spesifik Karakter Produksi pada Progeni dan Tetua Kelapa Sawit dengan
Marka SSR. Dibimbing oleh SOBIR dan NURITA TORUAN-MATHIUS.
Studi tesis ini mengamati hubungan antara marka mikrosatelit dengan
karakter produksi kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dalam upaya untuk
mendapatkan penanda spesifik yang dapat bermanfaat dalam pemilihan tetua.

Percobaan pertama dilakukan dengan mengamati keragaman genetik 80
progeni kelapa sawit yang telah dikelompokkan berdasarkan karakter produksi
dan tinggi rendah karakter produksinya. Masing-masing 20 individu diamati untuk
karakter minyak per tandan (OB), jumlah tandan (BN), produksi minyak (OY) dan
tandan buah segar (FFB). Hasil penelitian menunjukkan keragaman genetik yang
cukup tinggi dari keempat karakter, yang ditunjukkan oleh rata-rata persentase
polimorfik dan PIC yang cukup tinggi, yaitu 52,78% dan 0.51. Konstruksi
dendogram berdasarkan UPGMA dapat membedakan karakter satu dengan yang
lain dengan persentase kemiripan genetik 56-100% atau keragaman genetik
~44%. Pemisahan karakter ke dalam empat kelompok ini juga dikonfirmasi
menggunakan PCoA (Principle Coordinate Analysis). Selain itu juga didapatkan
marka yang spesifik untuk karakter yang diamati, yaitu satu lokus spesifik
terhadap karakter OB, empat lokus spesifik terhadap karakter BN, satu lokus
spesifik terhadap karakter OY dan dua lokus spesifik terhadap karakter FFB.
Percobaan kedua dilakukan untuk mengidentifikasi marka yang spesifik
terhadap keempat karakter. Pendekatan korelasi dan regresi stepwise digunakan
dalam percobaan ini. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat 11 marka
spesifik yang diperoleh menggunakan pendekatan korelasi, serta 16 marka
spesifik diperoleh menggunakan pendekatan regresi stepwise. Dari hasil tesebut
diketahui bahwa satu marka berkorelasi dan beregresi positif terhadap OB, dua

marka berkorelasi dan beregresi positif terhadap BN, satu marka beregresi positif
terhadap OY, namun hanya satu marka yang berkorelasi positif terhadap OY, serta
tidak ada maka yang berkorelasi maupun beregresi positif terhadap FFB.
Percobaan ketiga dilakukan untuk mengetahui keragaman genetik tetua
Dura yang digunakan sebagai induk betina pada percobaan 1 dan 2, dan
peranannya dalam keragaman keempat karakter yang diuji. Dua populasi Dura
hasil selfing dengan 30 sampel per populasi digunakan untuk analisis. Hasil
analisis menunjukkan pemisahan tetua ke dalam dua kelompok berdasarkan
selfingnya. Grup A, dengan keragaman genetik ~20%, merupakan hasil selfing
D1. Sedangkan Grup B, dengan keragaman genetik ~28% merupakan hasil selfing
D2. Kedua bahan genetik ini memiliki keragaman genetik yang rendah di dalam
kelompok, tetapi keragaman genetik lebih tinggi antar kelompoknya (~32%),
sebagaimana dikonfirmasi dengan menggunakan PCoA dan Structure. Hasil
analisis uji t menunjukkan bahwa pasangan D1 dan D2 dengan keempat karakter,
memiliki pengaruh yang signifikan terhadap karakter OB, OY dan FFB,
sementara pada karakter BN, pengaruh Dura tidak signifikan.
Kata kunci: Elaeis guineensis Jacq., saudara tiri, Dura Deli, penanda spesifik,
korelasi, regresi stepwise

v

SUMMARY
NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN. Genetic Diversity and Identification of
Specific Production Character Markers of Oil Palm Progeny and Parent with SSR
Marker. Supervised by SOBIR dan NURITA TORUAN-MATHIUS.
This thesis studies the relationship between microsatellite markers with the
character of the production of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in an attempt to
get specific markers that can be useful in the parental selection.
The first experiment was carried out by observing the genetic diversity of 80
progeny palm oil that has been classified by the character of high and and low
production. Each of these 20 individuals were observed for the characters of oil to
bunch (OB), bunch number (BN), oil yield (OY) and fresh fruit bunches (FFB).
The results showed a fairly high genetic diversity of the four characters, which is
shown by the quite high average percentage of polymorphic and PIC, ie 52.78%
and 0.51. Construction of dendogram based on UPGMA can distinguish the
characters from one to another by the percentage of genetic similarity 56-100% or
~44% of genetic diversity. The separation of the characters into the four groups
was also confirmed using PCoA (Principle Coordinate Analysis). It also found the
specific markers for the characters observed, ie one marker specific to the
character of OB, four markers specific to the character of BN, one marker specific

to the character of OY and two marker specific to the character of FFB.
The second experiment was conducted to identify specific markers of the
four characters. Correlation and stepwise regression approach used in this
experiment. The results showed that there are 11 specific markers were obtained
using the correlation approach, as well as 16 specific markers obtained using
stepwise regression approach. From the results it is known that one marker
positively correlated and regressed to the OB, two markers positively correlated
and regressed to the BN, one marker positively regressed to OY, but only one
marker that positively correlated to OY, and no one is positively correlated or
regressed to FFB.
The third experiment was conducted to determine the genetic diversity of
Dura parents which is used as female parent in experiments 1 and 2, and its role in
the diversity of the four characters tested. Two populations of Dura selfing with
30 samples per population used for analysis. The analysis showed parental
separation into two groups based on the selfing. Group A, with ~20% genetic
diversity, is the result of D1 selfing. While Group B, with ~28% genetic diversity
is the result of D2 selfing. Both genetic material has a low genetic diversity within
groups, but higher genetic diversity between group (~ 68%), as well as confirmed
by PCoA and Structure. The results of t-test analysis showed that the pair D1 and
D2 with a fourth character, has a significant effect on the character of the OB, OY

and FFB, while the character of BN, Dura influence is not significant.
Keywords: Elaeis guineensis Jacq., half-sibs, Dura Deli, specific markers,
correlation, stepwise regression

vi

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
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

i

KERAGAMAN GENETIK DAN IDENTIFIKASI PENANDA SPESIFIK
KARAKTER PRODUKSI PADA PROGENI DAN TETUA

KELAPA SAWIT DENGAN MARKA SSR

NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

ii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis:

Dr. Desta Wirnas, SP, MSi

iii
Judul Tesis : Keragaman Genetik dan Identifikasi Penanda Spesifik Karakter Produksi pada
Progeni dan Tetua Kelapa Sawit dengan Marka SSR
Nama
: Nida Wafiqah Nabila M. Solin
NIM
: A253110191
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Sobir, MSi
Ketua

Dr Nurita Toruan-Mathius, MS
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi

Pemuliaan dan
Bioteknologi Tanaman

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Yudiwanti Wahyu EK, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 13 Maret 2014

Tanggal Lulus:

Judul Tesis : Keragaman Genetik dan Identifikasi Penanda Spesifik Karakter Produksi pada
Progeni dan Tetua Kelapa Sawit dengan Marka SSR
: Nida Wafiqah Nabila M. Solin
:-.rama
: A253110191
ｾｉｍ＠
Disetujui oleh

Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Sobir, MSi
Ketua

Dr Nur' a Toruan-Mathius MS
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Pemuliaan dan
Bioteknologi Tanaman

Dr Ir Yudi anti Wahyu EK, MS

Tanggal Ujian: 13 Maret 2014

II! --

ＧＭ］Ｚｦ

Sekolah Pascasarjana

ｾｉＺｂｭ＠

Syah, MScAgr

Tanggal Lulus:

o3 APR

2014

iv

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. atas segala karunia-Nya
sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Adapun judul tesis ini yaitu “Keragaman Genetik dan
Identifikasi Penanda Spesifik Karakter Produksi pada Progeni dan Tetua Kelapa Sawit
dengan Marka SSR”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Sobir, MSi dan Ibu Dr Nurita
Toruan-Mathius, MS selaku komisi pembimbing, atas bimbingan, arahan, kritik dan saran,
serta dukungan moril mulai dari pembuatan proposal, pelaksanaan penelitian, sampai
penyelesaian tesis ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pimpinan Laboratorium Bioteknologi,
Plant Production and Biotechnology Division, PT. SMART Tbk atas izin yang diberikan
untuk menggunakan fasilitas penelitian, sampai penelitian diselesaikan dengan baik. Terima
kasih juga penulis sampaikan kepada Direktur Lembaga Pengelola Dana Pendidikan yang
telah memberikan beasiswa tesis kepada penulis.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Ismail Maskromo, MSi, Bapak Roberdi
SP, MSi, Bapak Azis Natawijaya, SP, MSi yang banyak membantu penulis dalam
menyelesaikan tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak
Prof Sudarsono, MSc, atas keluangan waktunya untuk berdiskusi dengan penulis. Terima
kasih juga penulis ucapkan kepada Yogo Adhi Nugroho, SP, MSi, Wulan Artutiningsih, SP,
MSi, Intana Pamela dan Diana Mekar Jayanti, yang banyak membantu pelaksanaan penelitian
mulai dari pengambilan sampel sampai visualisasi gel acrylamide, serta rekan-rekan PBT
2011 yang banyak membantu baik selama perkuliahan sampai penulisan tesis ini.
Dengan segenap rasa hormat dan bangga serta terima kasih penulis sampaikan kepada
Ayahanda tercinta Bapak Dr Mutsyuhito Solin, MPd dan Ibunda tercinta Ibu Dr Sri Minda
Murni, MS, serta abang Syafiq Anshori M. Solin, SS dan adik-adik, Thareq Muhammad M.
Solin dan Aqilah Nadira Safia M. Solin, yang telah memberikan dukungan moril dan materiil,
kasih sayang, bimbingan dan doa kepada penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada Allen Wijaya, SP atas kesabaran, serta dukungan dan doanya untuk penulis. Tak lupa
penulis mengucapkan terima kasih kepada Nenek Dra. Masniari Poeloengan, MSi dan Kakek
Dr. Amri Jahi, MS atas segala bantuan dan motivasinya selama penulis berada di Bogor.
Akhirnya, dengan segala kerendahan hati penulis berharap agar hasil penelitian ini
dapat bermanfaat dan dapat digunakan untuk kepentingan penelitian serta kemajuan ilmu
pengetahuan.

Bogor, Maret 2014
Nida Wafiqah Nabila M. Solin

v

RIWAYAT HIDUP
Nida Wafiqah Nabila M. Solin dilahirkan di Medan pada tanggal 02 Oktober 1989,
sebagai putri kedua dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak Dr Mutsyuhito Solin, MPd
dan Ibu Dr Sri Minda Murni, MS. Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan di Medan,
Sumatera Utara, yaitu SD Harapan 1 Medan tahun 2001, SMP Harapan 1 Medan tahun 2004,
SMA Negeri 1 Medan tahun 2007. Tahun 2007 penulis diterima di Universitas Sumatera
Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) pada
jurusan Budidaya Pertanian, program studi Pemuliaan Tanaman dan memperoleh gelar
Sarjana Pertanian (SP) pada pada Maret 2011. Penulis melanjutkan studi ke Program
Pascasarjana IPB, pada program studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman (PBT) pada
tahun 2011. Penulis pernah menjadi asisten di laboratorim Kultur Jaringan Tanaman dan
Perbanyakan Tanaman pada tahun 2010/2011. Selama perkuliahan, penulis aktif sebagai
pengurus di berbagai organisasi, seperti Himpunan Mahasiswa Islam (HmI), ketua umum
Korps HmI Wati (KOHATI) 2010/1011, serta Forum Pascasarjana AGH (Forsca-AGH) dan
Forum Mahasiswa Pascasarjana (Forum Wacana) IPB tahun 2012/2013. Biaya perkuliahan
ditanggung oleh keluarga, sementara biaya penelitian didapatkan penulis dari PT SMART
Tbk. Tahun 2013, penulis mendapatkan beasiswa tesis dari Lembaga Pengelola Dana
Pendidikan (LPDP), Kementerian Keuangan.

vi

vii

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI

vii

DAFTAR TABEL

ix

DAFTAR GAMBAR

ix

DAFTAR LAMPIRAN

x

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa Sawit
Pemuliaan Kelapa Sawit
Mikrosatelit
Penerapan Metode Mikrosatelit pada Kelapa Sawit
Populasi Half-Sib
Bulk Segregant Analysis (BSA)
Analisis Statistik untuk Data Molekuler

4
4
5
5
6
7
7
8

3 KERAGAMAN GENETIK KARAKTER PRODUKSI POPULASI DxP PADA FAMILI
PATERNAL HALF-SIB KELAPA SAWIT BERDASARKAN MARKA DNA SSR
9
ABSTRAK

9

ABSTRACT

9

PENDAHULUAN

10

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan Tanaman dan Isolasi DNA
Pemilihan Populasi
Amplifikasi PCR
Analisis Data

11
11
11
11
12
12

HASIL DAN PEMBAHASAN
14
Uji Signifikansi Individu di dalam Bulk
14
Analisis Mikrosatelit dan Polimorfisme
14
Polymorphism Information Content (PIC)
15
Jumlah alel (Na), jumlah alel efektif (Ne), Indeks Informasi (I), heretozigositas
teramati (Ho), Heterozigositas harapan (He) dan indeks Fiksasi (F)
16
Keragaman Genetik Antar dan Intra Populasi
17
KESIMPULAN

20

4 IDENTIFIKASI MARKA MOLEKULER SPESIFIK UNTUK KARAKTER PRODUKSI
POPULASI DxP PADA FAMILI PATERNAL HALF-SIB KELAPA SAWIT
21
ABSTRAK

21

viii
ABSTRACT

21

PENDAHULUAN

22

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan Tanaman dan Isolasi DNA
Pemilihan Populasi
Amplifikasi PCR
Analisis Data

23
23
23
23
25
25

HASIL DAN PEMBAHASAN

25

KESIMPULAN

29

5 KERAGAMAN GENETIK POPULASI TETUA SAUDARA KANDUNG (SIBS)
KELAPA SAWIT DURA DELI BERDASARKAN MARKA DNA SSR

30

ABSTRAK

30

ABSTRACT

31

PENDAHULUAN

32

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan Tanaman dan Isolasi DNA
Amplifikasi PCR
Analisis Data

33
33
33
35
35

HASIL DAN PEMBAHASAN
35
Analisis Mikrosatelit dan Polimorfisme
35
Jumlah Alel Efektif (Ne), Heterozigositas Harapan (He), Heterozigositas Teramati
(Ho) dan Polymorphism Information Content (PIC)
36
Keragaman Genetik Antar dan Intra Populasi
38
Uji Signifikansi Tetua dan Individu dengan Keempat Karakter yang Dianalisis 40
KESIMPULAN

41

6 PEMBAHASAN UMUM

42

7 KESIMPULAN UMUM

45

DAFTAR PUSTAKA

46

ix

DAFTAR TABEL
1. Daftar primer beserta urutan basa nukleotida dan suhu annealing yang digunakan
2. Rekapitulasi uji t dari keempat karakter yang dianalisis
3. Jumlah alel dan Polymorphism Information Content (PIC) pada mikrosatelit yang
dievaluasi
4. Rata-rata jumlah alel (Na), jumlah alel efektif (Ne), Indeks Informasi (I),
heretozigositas teramati (Ho), Heterozigositas harapan (He) dan indeks Fiksasi (F)
pada setiap karakter
5. Daftar primer beserta urutan basa nukleotida dan suhu annealing yang digunakan
6. Matriks Korelasi Antar Marka dan Karakter minyak per tandan (OB)
7. Matriks Korelasi Antar Marka dan Karakter jumlah tandan (BN)
8. Matriks Korelasi Antar Marka dan Karakter Produksi Minyak (OY)
9. Matriks Korelasi Antar Marka dan Karakter Tandan Buah Segar (FFB)
10. Rekapitulasi Jumlah Marka yang Berkorelasi Nyata terhadap Masing-Masing
Karakter produksi
11. Rekapitulasi Jumlah Marka yang Beregresi Nyata terhadap Masing-Masing
Karakter produksi
12. Daftar primer beserta urutan basa nukleotida dan suhu annealing yang digunakan
13. Jumlah alel dan polimorfisme dari mikrosatelit yang dievaluasi
14. Jumlah alel efektif (Ne), heterozigositas harapan (He), heterozigositas teramati (Ho)
dan Polymorphism Information Content (PIC) pada 20 lokus SSR yang polimorfik
15. Rekapitulasi uji t tetua D1 dan D2 dengan keempat karakter yang dianalisis

13
14
15
16
24
25
26
27
27
28
29
34
36
37
41

DAFTAR GAMBAR
1.
2.

3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.

Alur penelitian
Pola amplifikasi dua marka mikrosatelit dari bahan genetik kelapa sawit dengan 4
alel (a) lokus monomorfik; (b) lokus polimorfik. 10 lokus paling kiri merupakan
individu di dalam bulk dengan produksi rendah, dan 10 lokus paling kanan
merupakan individu di dalam bulk dengan produksi tinggi
Principal Coordinate Analysis (PCoA) dari empat karakter produksi kelapa sawit
Principal Coordinate Analysis (PCoA) pada masing-masing karakter yang diuji
menggunakan 27 primer mikrosatelit.
Dendogram kemiripan genetik individu dalam bulk untuk karakter produksi jumlah
tandan buah segar (bunch number/BN), berat tandan buah segar (fresh fruit
bunches/FFB), jumlah minyak per tandan (oil to bunch/OB), dan produksi minyak
(oil yield/OY) sawit berdasarkan marka SSR
Dendogram kemiripan genetik pada karakter produksi minyak (oil yield/OY).
Principal Coordinate Analysis pada 60 sampel kelapa sawit yang digunakan
Kesamaan genetik populasi tetua kelapa sawit dengan hasil klastering terbaik
(K=2) dari 60 pohon tetua.
Dendogram kesamaan genetik 60 sampel populasi tetua saudara kandung (sibs)
Dura Deli berdasarkan marka mikrosatelit

3

15
17
18

19
20
38
39
40

x

DAFTAR LAMPIRAN
1. Uji t pada keempat karakter yang diuji
2. Hasil analisis regresi stepwise untuk keempat karakter yang diuji
3. Hasil analisis uji t pada pasangan tetua dengan keempat karakter

52
54
56

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) merupakan komoditi perkebunan
yang mempunyai peran penting dalam berbagai aspek kehidupan di Indonesia,
khususnya aspek perekonomian dalam negeri. Indonesia memiliki beberapa
keunggulan sebagai salah satu negara yang sangat potensial untuk menanamkan
investasi di bidang perkebunan kelapa sawit dan industri hilirnya. Hal tersebut
ditunjang dengan meningkatnya permintaan minyak sawit dunia untuk kebutuhan
pangan (edible oil), industri (oleochemical), dan sumber energi alternatif berbasis
biodiesel (Wahyono 2006). Secara konsisten pendapatan nasional dari kelapa
sawit terus menunjukkan peningkatan dan berpeluang menjadi komoditi yang
paling menguntungkan dibandingkan dengan komoditi lainnya (Sugema 2007).
Luas areal tanaman kelapa sawit di Indonesia, hanya sekitar 7 363 847
pada tahun 2008 kemudian berkembang sangat cepat hingga mencapai 9 074 621
pada tahun 2012. Hal ini seiring dengan meningkatnya produksi CPO, yaitu 17
539 788 pada tahun 2008 hingga mencapai 23 521 071 ton pada tahun 2012
(Direktorat Jenderal Perkebunan 2012). Indonesia sampai saat ini merupakan
negara pengahasil Crude Palm Oil (CPO) terbesar di dunia.
Pengembangan industri kelapa sawit memerlukan beberapa upaya untuk
mencapai tujuan peningkatan produktivitas nasional, salah satunya adalah
pemanfaatan benih unggul bermutu yang didukung dengan ketersedian sumber
daya genetik (plasma nutfah) yang mempunyai tingkat keragaman genetik yang
tinggi (Direktorat Jenderal Perkebunan 2010). Benih unggul bermutu dapat
dihasilkan dari program pemuliaan yang efisien dan terarah. Peningkatan produksi
melalui penyediaan bibit unggul berdaya hasil tinggi merupakan salah satu upaya
strategis, yang terus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan minyak sawit yang
semakin meningkat dari tahun ke tahun (Asmono et al. 1999).
Lamadji et al. (1999) menyatakan bahwa terdapat beberapa hambatan
dalam pemuliaan secara konvensional, yaitu memerlukan waktu yang cukup lama,
gen yang menjadi target seleksi untuk diekspresikan pada sifat-sifat morfologi
sulit ditentukan, karena penampilan fenotipe tanaman bukan hanya ditentukan
oleh komposisi genetik tetapi juga oleh lingkungan, rendahnya frekuensi individu
yang diinginkan dalam suatu populasi sehingga menyulitkan kegiatan seleksi
untuk mendapatkan hasil yang valid secara statistik, dan pautan gen antara sifat
yang diinginkan dengan yang tidak diinginkan sulit dipisahkan saat persilangan.
Guna mendukung upaya pemberdayaan potensi plasma nutfah pada
program seleksi, maka diperlukan kelengkapan informasi yang berkaitan dengan
berbagai karakter morfologi maupun genetik. Informasi genetik sangat bermanfaat
untuk memberi kelengkapan informasi tanaman dan mampu mencerminkan
potensi setiap individu (Asmono 1998). Marka molekuler merupakan teknik yang
sangat baik bagi pemulia dan ahli genetik untuk menganalisis genom tanaman.
Cara ini telah merevolusi bidang pemetaan genetik dan bermanfaat untuk
manganalisis keragaman genetik, klasifikasi dan filogeni dalam pengelolaan
plasma nutfah, sebagai alat bantu dalam pemuliaan, dan seleksi melalui marka gen
(Azrai 2006). Penggunaan marka DNA yang berasosiasi dengan lokus suatu

2

karakter sesuai dengan peta pautan dan genom bertujuan untuk menyeleksi
tanaman sesuai karakter yang diinginkan (Kasim dan Azrai 2004). Kemampuan
penggunaan pita DNA tanaman pada setiap tahap pengembangan tanaman,
membuat marka molekuler sebagai alat yang cepat dan akurat untuk mengevaluasi
kebenaran dan kemurnian suatu kultivar (Lim and Rao 2005). Marka molekuler
dapat mendeteksi variasi genetik dan sifat polimorfismenya tidak dipengaruhi
oleh lingkungan (Tanksley 1983).
Marka SSR untuk kelapa sawit pertama kali dikembangkan oleh CIRAD
Perancis. Billotte et al. (2001) berdasarkan hasil analisis data multivariate
melaporkan kemampuan marka SSR yang sangat efisien untuk menunjukkan
struktur keragaman genetik genus Elaeis sesuai dengan daerah asalnya.
Berdasarkan tingkat variabilitas aleliknya yang tinggi, marka SSR dapat menjadi
perangkat yang sangat bermanfaat untuk kajian genetik genus Elaeis, antara lain
untuk identifikasi plasma nutfah dan pemetaan genetik intra atau interspesifik.
Saghai-Maroof et al. (1994) mengemukakan beberapa alasan pemakaian SSR
untuk analisis molekular yaitu: (1) melimpah, (2) terdistribusi dengan seragam,
(3) sangat polimorfis, (4) kodominan, (5) dihasilkan dengan cepat melalui PCR,
(6) relatif sederhana untuk ditafsirkan, dan (7) mudah diakses oleh laboratorium
lain melalui publikasi sekuen primer. Bahkan Powell et al. (1996) membuktikan
bahwa dari empat marka molekuler yang diuji (RFLP, RAPD, AFLP dan SSR),
marka SSR memiliki kandungan informasi (kemampuan membedakan genotipe)
yang paling tinggi untuk mengevaluasi plasma nutfah kedelai dibandingkan
dengan marka molekuler yang lain.
Integrasi marka DNA ke dalam program marker-assisted selection (MAS)
diketahui mampu meningkatkan efektivitas seleksi. Ketersediaan peta lokus sifat
kuantitatif (quantitative trait loci/QTL) yang berasosiasi dengan komponen
produktivitas minyak, merupakan prasyarat penerapan MAS. Lokus DNA yang
berasosiasi dengan komponen produktivitas minyak dan mempunyai pengaruh
genetik yang besar akan bermanfaat untuk meningkatkan efektifitas seleksi (Singh
et al. 2009).
Teknik yang merupakan kombinasi seleksi berbasis marka molekuler
dengan teknik pemuliaan konvensional merupakan alat bantu strategis yang dapat
mempersingkat waktu seleksi, sehingga dapat mempercepat pencapaian tujuan
pemuliaan tanaman, yaitu untuk menyediakan sumberdaya genetik yang memiliki
karakter unggul dalam waktu yang singkat.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (1) mengestimasi keragaman genetik
karakter hasil populasi DxP pada famili paternal half-sib serta tetua sibs Dura Deli
kelapa sawit berdasarkan marka DNA SSR, dan (2) mengidentifikasi marka
spesifik karakter minyak per tandan (Oil to Bunch/OB), jumlah tandan (Bunch
Number/BN), produksi minyak (Oil Yield/OY) dan tandan buah segar (Fresh
Fruit Bunches/FFB) menggunakan pendekatan korelasi dan regresi.

3

Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk memperoleh marka spesifik karakter
produksi kelapa sawit, sehingga dapat dijadikan sebagai alat untuk seleksi
berbasis marka (Marker Assisted Selection/MAS), yang dapat mempersingkat
proses pemuliaan kelapa sawit.

Populasi DxP

Populasi Dura

Analisis karakter produksi
Pemilihan tanaman untuk
Bulk Segregant Analysis
Analisis SSR

Keragaman genetik
karakter produksi DxP
Identifikasi marka spesifik
menggunakan pendekatan
korelasi dan regresi
Gambar 1 Alur penelitian

Keragaman genetik
tetua Dura

4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa Sawit
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) termasuk dalam subfamily
Cocoidae dari family Arecaceae atau Palmae. Populasi alami E. guineensis
sebagian besar ditemukan di Afrika Barat, sedang spesies E. oleifera di Amerika
Tengah dan Selatan. Famili Palmae memuat lebih dari 225 genus dan 2600
spesies. Dari jumlah tersebut hanya 35 genus dan 75 spesies termasuk E.
guineensis yang diketahui jumlah kromosomnya (Madon et al 1996).
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.), berasal dari bahasa Yunani, yaitu
elaion yang berarti minyak dan guineensis yang menunjukkan bahwa tanaman
kelapa sawit berasal dari pantai Guinea Afrika Barat, sedangkan Jacq., adalah
singkatan dari nama belakang Nicolaus Josef von Jacquin, orang yang memberi
nama kelapa sawit secara botani (Hartley 1988). Tanaman ini memiliki genom
diploid dengan 16 pasang kromosom homolog (2n = 32).
Tanaman kelapa sawit diintroduksi ke Indonesia pada tahun 1848.
Sebanyak empat bibit kelapa sawit ditanam di Kebun Raya Bogor. Dari keempat
bibit tersebut, dua bibit diintroduksi dari Bourbon atau Mauritius pada Februari
1848, dua bibit yang lain diintroduksi dari Amsterdam pada Maret 1848 (Pamin
1998).
Tipe pembungaan kelapa sawit adalah monoecious, yaitu bunga jantan dan
betina ada di satu tanaman, tetapi pada tandan yang berbeda. Rasio bunga jantan
terhadap betina dapat dipengaruhi keadaan iklim. Pada musim kemarau biasanya
bunga jantan yang mendominasi sedangkan pada musim penghujan bunga betina
yang mendominasi. Kadangkala dijumpai bunga hermaprodit pada tanaman
kelapa sawit muda yang berumur sekitar 2-4 tahun, bunga ini akan menyusut atau
hilang sejalan dengan bertambahnya umur tanaman. Pada setiap ketiak pelepah
daun kelapa sawit tumbuh hanya satu tandan bunga, dapat berupa bunga jantan
atau bunga betina. Periode antesis bunga jantan dan reseptif bunga betina tidak
bersamaan sehingga memungkinkan terjadinya penyerbukan silang antar pohon
kelapa sawit. Buah kelapa sawit merupakan buah batu yang terdiri atas kulit buah,
daging buah, cangkang dan inti yang tersusun dalam satu tandan (Hartley 1988).
Berdasarkan ketebalan cangkangnya, kelapa sawit dapat dibedakan
menjadi kelapa sawit tipe Dura, Pisifera, dan Tenera dengan ciri-ciri sebagai
berikut:
a) Dura: persentase mesokarp terhadap buah bervariasi antara 35-55%, meskipun
ada yang mencapai 65%; ketebalan cangkang 2-8 mm; tidak mempunyai
lingkar serabut di sekeliling inti; inti relatif besar dan rendemen minyak relatif
rendah (17-18%). Dura sangat baik digunakan sebagai induk betina dalam
produksi benih komersial (Hartley 1988).
b) Pisifera: tidak mempunyai cangkang; cangkang digantikan oleh lingkar
serabut di sekeliling inti; persentase mesokarp terhadap buah sangat besar dan
rendemen minyak sangat tinggi (45-50%). Pisifera disebut juga sebagai pohon
betina yang steril karena sebagian besar tandan aborsi pada awal
perkembangannya. Sehingga ia digunakan sebagai induk jantan dalam
produksi benih komersial (Hartley 1988).

5

c) Tenera: merupakan hasil persilangan Dura dengan Pisifera; banyak ditanam
secara komersil di perkebunan dan mempunyai karakteristik gabungan dari
kedua induk dura dan pisifera. Ketebalan cangkang 0.4-4 mm; di sekelilingnya
ada lingkar serabut dan perbandingan mesokarp terhadap buahnya cukup
tinggi mencapai (60-96%). Tenera menghasilkan tandan relatif lebih banyak
dibandingkan dengan Dura, walaupun ukuran tandannya lebih kecil dari Dura.
Rendemen minyak mencapai 22-24% (Soehardjo et al. 1996). Tenera
merupakan tanaman kelapa sawit komersial yang ditanam untuk menghasilkan
minyak sawit.
Pemuliaan Kelapa Sawit
Program pemuliaan kelapa sawit di Indonesia dimulai pada tahun 1910-an,
menggunakan material tanaman secara terbatas dari empat bibit kelapa sawit
induk varietas Dura yang ditanam pertama kali di Kebun Raya Bogor pada tahun
1848 (Pamin 1998). Berbagai penelitian pemuliaan terus dilakukan untuk
menghasilkan tanaman kelapa sawit yang ideal sesuai harapan pengusaha
perkebunan terkait produktivitas maupun konsumen minyak terkait kualitas
minyak sawit tersebut.
Menurut Asmono et al. (2005), pemuliaan kelapa sawit di Indonesia
umumnya ditujukan untuk menghasilkan bahan tanaman kelapa sawit unggul
yang memiliki produktivitas minyak tinggi dan karakteristik sekunder (auxiliary
traits) tertentu dan spesifik misalnya kualitas minyak, fenologi, ketahanan
terhadap cekaman biotik atau cekaman abiotik. Kualitas minyak yang dimaksud
adalah perbaikan kandungan CPO, kandungan asam laurat pada minyak inti sawit
(PKO), perbaikan asam lemak tak jenuh ALTJ, β karoten, tokoferol serta
tokotrienol.
Mikrosatelit
Tanaman menyimpan informasi genetiknya di dalam genom inti dan
organel, yaitu kloroplas dan mitokondria.Beberapa mekanisme seperti delesi,
inversi, translokasi, dan transposisi yang dapat terjadi secara alami maupun
diinduksi, dapat menyebabkan terjadinya penggantian atau perubahan basa
nukleotida pada sekuen DNA. Mekanisme perubahan tersebut tidak selalu
mengubah fenotipe tanaman sehingga penggunaan marka morfologi menjadi
terbatas pemanfaatannya, sedangkan marka DNA yang langsung berinteraksi
dengan sistem genetik lebih mencerminkan keadaan genom sesungguhnya.
Pemanfaatan marka DNA memberikan alternatif analisis keragaman genetik
(DNA fingerprinting) yang lebih baik terutama untuk karakterisasi populasi
tanaman karena mampu menyediakan polimorfisme pita DNA dalam jumlah yang
banyak, konsisten, dan tidak dipengaruhi lingkungan (Putri 2010).
Dalam DNA individu eukariot terdapat tiga kelas pengulangan fragmen
DNA, yaitu fragmen sangat berulang (highly repeated fraction), fragmen berulang
sedang (moderately repeated fraction), dan fragmen tidak berulang (nonrepeated
fraction). fragmen sekuen sangat berulang terdiri atas DNA satelit, DNA
minisatelit, dan DNA mikrosatelit. Pengulangan sekuennya tersusun secara
tandem. Satelit DNA terdiri atas sekuen-sekuen pendek dengan ukuran 5-10 bp
yang jumlah pengulangannya sangat banyak sehingga membentuk klaster sangat

6

besar dan panjang DNA-nya dapat mencapai 100 juta bp. DNA minisatelit, ratarata sekuen berulangnya sekitar 15 bp dan dijumpai pada klaster yang
mengandung 1000-3000 pengulangan.
DNA mikrosatelit terdiri atas sekuen-sekuen pendek dengan ukuran 2-5 bp
dan berada pada klaster yang rata-rata pengulangannya maksimum 100 kali (Karp
1996). Pola ulangan DNA mikrosatelit terdiri atas pola di-, tri- atau
tetranukleotida berulang. Pola ini ditemukan pada semua organisme, baik
prokariot atau eukariot. Ulangan dinukleotida yang paling sering ditemukan pada
tanaman adalah AA/TT dan AT/TA, sedangkan pada hewan GT/AC (Hoelzel
1998).
Mikrosatelit, yang juga dikenal sebagai Simple Sequece Repeats (SSRs).
SSR memiliki pengulangan tandem yang pendek dari urutan DNA (2-6 bp) dan
sangat polimorfik karena variasi dalam jumlah unit berulang. SSR diwariskan
dalam pola yang kodominan dan sangat terwariskan. Di samping itu, SSR mudah
diskoring dan dapat diproduksi dengan cepat menggunakan teknologi PCR (Bindu
et al. 2004). Billotte et al (2005) berkolaborasi dengan MPOB telah
mengembangkan 390 mikrosatelit pada kelapa sawit.
Penerapan Metode Mikrosatelit pada Kelapa Sawit
Bilotte et al (2001) melaporkan hasil pengembangan marka SSR kelapa
sawit yang dilakukan secara bertahap, mulai dari penapisan pustaka SSR yang
diperkaya dengan unit pengulangan (GA)n, (GT)n, dan (CCG)n, sampai kepada
karakterisasi akhir 21 lokus SSR. Juga telah dilaporkan tentang sekuen primer,
perkiraan kisaran ukuran alel, dan heterosigositas yang diharapkan pada E.
guineensis dan E. oleifera. Isolasi dan karakterisasi mikrosatelit pada E.
guineensis telah dilakukan oleh Cheruku et al (2009).
Saat ini, SSR tampak sebagai sistem marka molekuler paling menjanjikan
untuk memahami struktur populasi genetik kelapa sawit (Singh et al 2009).
Selanjutnya pengembangan dan karakterisasi mikrosatelit pada E. oleifera telah
dilakukan oleh Zaki et al (2010). Selain itu Thongthawee et al. (2010) telah
menggunakan marka mirosatelit untuk analisis tetua pada kelapa sawit. Analisis
data multivariat menunjukkan kemampuan marka SSR yang sangat efisien untuk
mengevaluasi struktur keragaman genetik pada genus Elaeis. Keberadaan
keragaman alel yang tinggi mengindikasikan bahwa penggunaan SSR pada E.
guineensis akan menjadi perangkat yang sangat bermanfaat untuk kajian genetik.
Marka SSR juga mampu dipindahkan antar taksa yang menguntungkan
karena dapat menghemat waktu dan biaya dalam mengembangkan marka yang
belum dipelajari secara ekstensif. Marka SSR juga alat yang berguna untuk studi
perbandingan genetik di dalam genus. Pada kelapa sawit, E. guineensis berbasis
PCR juga telah digunakan untuk merekonstruksi peta genetik (Billotte et al 2005,
Billotte et al 2010), sebagai probe molekuler untuk sidik jari DNA pada klon
kultur jaringan sawit (Singh et al 2007), dan juga secara aktif digunakan untuk
karakterisasi koleksi plasma nutfah (Teh 2010). Penggunaan marka mikrosatelit
juga telah digunakan untuk identifikasi populasi kelapa sawit tipe liar dari
Kamerun untuk memperkaya plasma nutfah dalam pemuliaan kelapa sawit masa
depan (Ajambang et al. 2012).

7

Populasi Half-Sib
Baro et al. (2000) menyajikan hasil untuk analisis sensitivitas pada deteksi
QTL menggunakan pool DNA yang dipilih dari populasi half-sib. Simulasi
menunjukkan bahwa deteksi konklusif dapat dicapai dengan famili setidaknya 500
half sib jika tetua jantan yang dipilih pada kriteria bahwa sebagian besar marka
alel hilang atau xed.
Bovi et al. (2003) melakukan penelitian half-sib pada kelapa sawit King
dan menyimpulkan bahwa model sistem kawin acak harus digunakan ketika
memperkirakan parameter genetik. Setidaknya 50% dari selfing terjadi pada saat
penyerbukan dalam tetua betina. Multi-efek indeks, menggunakan semua efek
acak dari model linear menyediakan pilihan dengan akurasi tertinggi utuk setiap
sifat, apapun tingkat heritabilitas idividu, dan harus digunakan untuk program
pemuliaan tanaman kelapa sawit King. Di bawah model allogamous, ukuran
efektif dari populasi yang diteliti adalah setara dengan 93 individu yang tidak
berhubungan. Ukuran ini dikurangi menjadi 32 di bawah model campuran, bahkan
begitu populasi ini memiliki variabilitas yang cukup untuk memungkinkan
kemajuan genetik melalui seleksi.
Bulk Segregant Analysis (BSA)
Teknik bulked segregant analysis dapat digunakan untuk menentukan gen
(gene tagging). Dalam metode BSA, DNA di-pool (digabung) dari individuindividu yang memiliki kesamaan fenotipe. Sebagai contoh, untuk mencari marka
molekuler yang terpaut dengan karakter ketahanan terhadap penyakit dalam suatu
populasi bersegregasi, dibuat dua bulk sample DNA; salah satu bulk terdiri atas
DNA tanaman-tanaman yang tahan dan bulk kedua adalah DNA pool dari
tanaman-tanaman yang peka. Perbedaan (polymorphism) suatu marka antara
kedua bulk diduga terpaut dengan karakter ketahanan penyakit tersebut. BSA
semula digunakan untuk karakter kualitatif, tetapi kesederhanaan metode dan
biaya analisis yang relatif murah telah mendorong penggunaannya untuk karakterkarakter kuantitatif (Mackay and Caligari 2000).
Michelmore (1991) menggunakan metode BSA menggunakan marka SSR
untuk menemukan marka yang berkaitan dengan gen ketahanan terhadap cekaman
suhu tinggi. Marka SSR kemudian diskrining pada tetua dan kedua sample DNA
bulk, dimana beberapa kombinasi primer mengungkapkan pita yang polimorfik,
tidak hanya di kalangan genotipe tetua, tetapi juga antar sepasang DNA bulk.
Berdasarkan evaluasi dari DNA bulk, tanaman F2 dianalisis dengan primer kosegregasi untuk mengkonfirmasi marka yang terpaut dengan sifat ketahanan
terhadap suhu tinggi. Hasil yang diperoleh Barakat et al. (2012) pada tanaman
gandum menunjukkan bahwa marka SSR yang dikombinasikan dengan metode
BSA dapat digunakan untuk mengidentifikasi marka molekuler yang terkait
dengan sifat ketahanan tersebut. BSA dapat mengukur variasi yang ada di dalam
pool segregants yang telah diurutkan sesuai dengan fenotip dan menggunakan
korelasi antara pengukuran dan pool fenotip untuk menetapkan lokasi peta yang
mungkin (Brauer et al 2006).
Analisis teoritis BSA untuk eksperimen yang melibatkan silang balik, F2
dan desain half-sib menunjukkan bahwa kekuatan DNA pooling yang selektif

8

untuk mendeteksi gen dengan pengaruh yang besar bisa sama seperti yang
diperoleh dengan genotiping individu yang selektif (Semagn et al. 2010). Marka
yang terpaut juga dapat teridentifikasi dengan membandingkan pool homozigot
(AA atau aa) dengan DNA tetua. Marka kodominan akan menghasilkan kedua
pita tetua di pool homozigot jika tidak terpaut dengan gen target, namun akan
menghasilkan hanya satu pita tetua jika terpaut. Dengan demikian, marka akan
memunculkan pita yang polimorfik dalam pool homozigot jika tidak terpaut
dengan gen target, tetapi monomorfik jika terpaut. Oleh karena itu, membangun
pool homozigot adalah kunci untuk BSA (Wu and Huang 2006).
Analisis Statistik untuk Data Molekuler
Metode statistik dan multivariat secara luas digunakan untuk analisis pola
genotipe DNA dalam studi keragaman tanaman. Analisis koordinat utama
(Principal coordinate analysis/PCoA) merupakan metode multivariat yang umum
digunakan untuk studi keragaman genetik. PCoA juga digunakan untuk
menunjukkan penyebaran posisi relatif dari materi yang diuji dalam dua atau tiga
dimensi sehingga jarak geometrikal sejumlah materi yang diuji dapat
merefleksikan jarak genetik di antara materi tersebut dengan sedikit distorsi.
Pengelompokan materi dalam plot sebaran akan menunjukkan set berdasarkan
kemiripan genetik secara individu (Mohammadi and Prasanna 2003).
Analisis gerombol mengarah pada materi dalam kelompok yaitu genotipe
yang berdasarkan pada karakteristik yang dimilikinya, dimana individu dengan
deskripsi yang serupa secara matematik dikumpulkan ke dalam gerombol yang
sama. Metode gerombol biasanya digambarkan dalam bentuk dendogram dimana
gerombol dapat diidentifikasi secara visual (Mohammadi and Prasanna 2003).

9

3 KERAGAMAN GENETIK KARAKTER PRODUKSI
POPULASI DxP PADA FAMILI PATERNAL HALF-SIB
KELAPA SAWIT BERDASARKAN MARKA DNA SSR
ABSTRAK
Pemuliaan kelapa sawit untuk memperoleh tanaman dengan produksi yang tinggi
memerlukan waktu yang sangat panjang. Marka mikrosatelit dapat digunakan
untuk menjelaskan keragaman genetik individu dan untuk memilih individu
dengan sifat yang diinginkan. Tujuan penelitian ini adalah (1) untuk mengestimasi
keragaman genetik karakter produksi populasi DxP dalam famili paternal half-sib
kelapa sawit berdasarkan marka SSR dan (2) mencari kandidat marka spesifik
untuk karakter minyak per tandan (oil to bunch/OB), jumlah tandan (bunch
number/BN), produksi minyak (oil yield/OY) dan tandan buah segar (fresh fruit
bunches/FFB). Rata-rata persentase lokus polimorfik adalah 52,78% dengan ratarata nilai PIC 0,51. Dari hasil analisis mikrosatelit diperoleh satu lokus spesifik
terhadap karakter OB, empat lokus spesifik terhadap karakter BN, satu lokus
spesifik terhadap karakter OY dan dua lokus spesifik terhadap karakter FFB.
Analisis klaster menunjukkan kemiripan genetik pada 56-100%, yang
memisahkan keempat karakter berdasarkan bulknya, sebagaimana yang
dikonfirmasi menggunakan Principal Coordinate Analysis (PCoA).
Kata kunci: kelapa sawit, keragaman genetik, pengelompokan populasi, lokus
spesifik.

ABSTRACT
Oil palm breeding to obtain plants with high production requires a very long time.
Microsatellite markers can be used to describe an individual's genetic diversity
and to select individuals with the trait of interest. The purpose of this study was (1)
to estimate the genetic diversity of DxP population based on yield component in
the oil palm paternal half-sib families based on SSR markers and (2) search for a
specific candidate markers for the character of oil to bunch (OB), bunch number
(BN), oil yield (OY) and fresh fruit bunches (FFB). The average percentage of
polymorphic loci was 52.78% with an average PIC value is 0.51. From the results
obtained by the analysis of microsatellite, one marker specific to the character of
OB, four markers specific to the character of BN, one marker specific to the
character of OY and two markers specific to the character of FFB. Cluster
analysis showed 56-100% of genetic similarity, which separates the four
characters based on the bulk, as well as confirmed by Principal Coordinate
Analysis (PCoA).
Keywords: oil palm, genetic diversity, population grouping, specific markers.

10

PENDAHULUAN
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) merupakan komoditi perkebunan
yang mempunyai peran penting di Indonesia, khususnya dalam aspek
perekonomian dalam negeri. Indonesia saat ini merupakan negara pengahasil
Crude Palm Oil (CPO) terbesar di dunia (Direktorat Jenderal Perkebunan 2010).
Selain itu Indonesia memiliki keunggulan sebagai salah satu negara yang sangat
potensial untuk menanamkan investasi di bidang perkebunan dan industri hilir
kelapa sawit.
Hartley (1988) menyatakan bahwa pemuliaan kelapa sawit bertujuan
meningkatkan kuantitas minyak sawit dan minyak inti. Lubis (1992) dan Pamin
(1999) menyebutkan tujuan lain dari pemuliaan kelapa sawit adalah untuk
mendapatkan varietas dengan produksi minyak yang tinggi. Peningkatan peran
kelapa sawit tidak terlepas dari kontribusi pemuliaan tanaman dalam mendukung
penyediaan bahan tanaman unggul. Usaha merakit bahan tanaman kelapa sawit
unggul sangat ditentukan oleh ketersediaan bahan dasar plasma nutfah dan
variabilitas genetiknya. Informasi yang berkaitan dengan berbagai karakter
morfologi dan genetik diperlukan dalam mendukung upaya pemberdayaan potensi
plasma nutfah pada program seleksi. Informasi genetik sangat bermanfaat untuk
memberikan kelengkapan informasi tanaman dan mampu mencerminkan potensi
setiap individu (Asmono 1998).
Bahan tanaman unggul kelapa sawit yang banyak digunakan merupakan
hibrida persilangan Dura x Pisifera, atau lazim disebut DxP. Untuk menghasilkan
bahan tanaman yang unggul diperlukan material genetik yang berkualitas dan
beragam, serta strategi pemuliaan yang efektif dan berkelanjutan. Pemuliaan
kelapa sawit dikarakterisasi menggunakan skema reciprocal recurrent selection
yang menggunakan dua tipe populasi awal, Dura dan Pisifera, untuk persilangan
dan pengujian progeni, darimana tetua terbaik akan dipilih, dan benih tipe Tenera
diproduksi (Corley and Tinker 2003).
Kelapa sawit secara alami merupakan tanaman tahunan dengan siklus
generatif yang panjang, oleh karena itu pemuliaan konvensional dapat memakan
waktu beberapa tahun. Hal tersebut sangat menghambat kemajuan dan efisiensi
dalam pemilihan individu. Berbagai teknik biologi molekuler telah tersedia saat
ini untuk mendeteksi variabilitas genetik dan untuk membangun hubungan
kemiripan genetik antara individu-individu dan dapat digunakan dalam berbagai
aplikasi dalam program pemuliaan.
Marka molekuler merupakan alat bantu yang sangat baik bagi pemulia
dan ahli genetik untuk menganalisis genom tanaman. Marka molekuler dapat
mendeteksi variasi genetik dan sifat polimorfismenya tidak dipengaruhi oleh
lingkungan (Tanksley 1989). Billotte et al. (2001) melaporkan kemampuan marka
SSR yang sangat efisien untuk menunjukkan struktur keragaman genetik genus
Elaeis sesuai dengan daerah asalnya. Keragaman alelik juga ditemukan pada
populasi alami E. guineensis di Afrika (Bakoume et al. 2006). Zulhermana (2009)
meneliti keragaman genetik intra dan interpopulasi Pisifera asala Nigeria serta
pendugaan parameter genetik dan analisa keragaman genetik kelapa sawit telah
dilakukan Hairinsyah (2010).

11

Tujuan penelitian ini adalah (1) untuk mengestimasi keragaman genetik
karakter produksi populasi DxP dalam famili paternal half-sib kelapa sawit
berdasarkan marka SSR dan (2) mencari kandidat marka spesifik untuk karakter
minyak per tandan (oil to bunch/OB), jumlah tandan (bunch number/BN),
produksi minyak (oil yield/OY) dan tandan buah segar (fresh fruit bunches/FFB).

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di laboratorium Genomic and Traanscriptomic,
Plant Production and Biotechnology Division, PT SMART Tbk., Sentul.
Pengambilan sampel tanaman dilaksanakan di kebun percobaan Indra Sakti
Estate, Pekanbaru. Waktu pelaksanaan penelitian dimulai dari bulan Agustus 2012
hingga November 2013.
Bahan Tanaman dan Isolasi DNA
Tanaman yang digunakan adalah sampel daun muda kelapa sawit yang
terdiri dari 160 tanaman progeni half-sib (Dura x Pisifera) milik PT SMART Tbk
yang ditanam di Pekanbaru. Tetua betina merupakan dua tanaman saudara
kandung (sibs) hasil selfing dari Dura Deli, dan tetua jantan merupakan Pisifera
AVROS.
DNA genom total diperoleh dengan menggerus sampel menggunakan
Nitrogen cair, kemudian sampel diisolasi menggunakan GenElute Plant Genomic
DNA Miniprep Kit (Sigma-Aldrich 2008) mengikuti instruksi pabrik. Kualitas
DNA diketahui melalui elektroforesis menggunakan gel agarose 1%, dan kuantitas
DNA diperkirakan menggunakan NanoDrop HND-1000 spektrofotometer
(NanoDrop Technologies Inc.), dan terakhir kosentrasi DNA diencerkan hingga 20
ng μL-1.
Pemilihan Populasi
Populasi tanaman kelapa sawit tersebut diamati karakter-karakter yang
terkait dengan produksi, dianalisis untuk mengetahui tingkat keragaman populasi.
Sebanyak empat karakter yang diamati, yaitu jumlah tandan buah segar (bunch
number/BN), berat tandan buah segar (fresh fruit bunches/FFB), jumlah minyak
per tandan (oil to bunch/OB), dan produksi minyak (oil yield/OY). Pengamatan
dilakukan selama 10 tahun. Analisis keragaman dan pengklasifikasian
berdasarkan nilai terendah dan tertinggi karakter produksi tersebut, menjadi dasar
penentuan tanaman yang digunakan dalam seleksi primer SSR menggunakan
metode Bulk Segregant Analysis (BSA).
Materi genetik yang digunakan pada tahapan seleksi primer adalah DNA
bulk dari masing-masing 5 DNA tanaman dari 4 karakter produksi yang tertinggi
dan terendah. Sebanyak 50 primer marka mikrosatelit yang dikembangkan pada
kelapa sawit (Billotte et al. 2001, Billotte et al. 2005) diskrining untuk uji
polimorfisme. Primer-primer yang polimorfik divalidasi pada 10 individu untuk
masing-masing karakter.

12

Amplifikasi PCR
Metode standar isolasi DNA dan evaluasi parameter PCR untuk
amplifikasi mikrosatelit adalah tahap pertama penelitian yang melibatkan analisis
keempat karakter yang digunakan. Seleksi primer dilakukan dengan menyeleksi
lokus yang dapat membedakan bulk yang tinggi dan rendah. Primer-primer yang
polimorfik pada setiap bulk di masing-masing lokus kemudian diuji untuk setiap
individu di dalam bulk.
Sebanyak 80 sampel progeni terseleksi dievaluasi menggunakan
Polymerase Chain Reaction (PCR) dengan 50 marka mikrosatelit sesuai dengan
kondisi amplifikasi yang dilaporkan oleh Billotte et al. (2001). Polyacrylamide
Gel Electrophoresis (PAGE) 6%w/v digunakan untuk visualisasi produk hasil
amplifikasi PCR dengan metode pewarnaan mengikuti Benbouza et al. (2006).
Pita DNA yang didapat dari lokus SSR diskor secara manual sesuai metode Allou
et al. (2008).
Analisis Data
Analisis berdasarkan hasil skoring pita DNA pada gel acrylamid. Pita
diskor secara manual sebagai data biner dengan ada (1) atau tidak (0) pita.
Kemudian data di eksport berdasarkan permintaan perangkat lunak yang
digunakan.
Untuk membandingkan nilai tengah BSA, sepasang data uji t dilakukan
menggunakan perangkat lunak Minitab ver. 16 (Minitab, State College, PA)
dengan nilai ambang batas P≤ 0.05 untuk signifikansi. Untuk menentukan jumlah
alel dan Polymorphism Information Content (PIC) digunakan software
PowerMarker V3.25 (Liu, 2005). Untuk menghitung jumlah alel efektif per lokus
(Na), observed heterozigosity (Ho), expected heterozigosity (He), dan Principal
Coordinate Analysis (PCoA), digunakan GenAlex ver. 6.501 (Peakall and Smouse
2012). Untuk membuat pohon filogeni dan menghitung jarak genetik antar
individu di dalam bulk digunakan NTSyspc2.1 (Rohlf, 2000).

13
Tabel 1. Daftar primer beserta urutan basa nukleotida dan suhu annealing yang digunakan

Locus

P2
P3
P4
P5
P6
P8
P9
P11
P12
P15
P16
P18
P19
P21
P25
P26
P28
P29
P31
P32
P34
P35
P36
P37
P38
P39
P46

mEgCIR3847
mEgCIR3574
mEgCIR0878
mEgCIR2518
mEgCIR2569
mEgCIR2427
mEgCIR0783
mEgCIR0059
mEgCIR3869
mEgCIR3519
mEgCIR3639
mEgCIR0134
mEgCIR0046
mEgCIR3890
mEgCIR3389
mEgCIR3543
mEgCIR0779
mEgCIR2144
mEgCIR3555
mEgCIR3569
mEgCIR3809
mEgCIR3275
mEgCIR2590
mEgCIR3260
mEgCIR0801
mEgCIR0521
mEgCIR0326

Forward marker (5' - 3')
CGTTAGTGTCGCTTATTATG
AGAGACCCTATTTGCTTGAT
CAAAGCAACAAAGCTAGTTAGTA
GATCCCATGGTAAAGACT
TAGCCGCACTCCCACGAAGC
GAAGGGGCATTGGATTT
GAATGTGGCTGTAAATGCTGAGTG
TGCAGGGGATGCTTTTATT
CCAATGCAGGGGACATT
CCACTGCTTCAAATTTACTAG
ACGTTTTGGCAACTCTC
AGTTTGGGGCTTACCTG
AGCCTTAGTATTTTGTTGAT
GTGCAGATGCAGATTATATG
GTCCATGTGCATAAGAGAG
GTTCCCTGACCATCTTTGAG
AATGCAGACCAAGCTAATCATATAC
ACAAGGCTCTTCAAGAGAT
CATCAGAGCCTTCAAACTAC
AAGGCTTGGAGTTGAGGTAT
CCTTGCATTCCACTATT
GAAGCCTGAGACCGCATAGA
GTAGTTAAGGGACTTGTAGTC
AGGGCAAGTCATGTTTC
TGGTTGGCAGGTATTATTAG
GTGACTTTGGGCTGAAT
GCTAACCACAGGCAAAAACA

Reverse Marker (5' - 3')
AAATGAGGAAGCGTAAC
GACAAAGAGCTTGTCACAC
CAAGCAACCTCCATTTAGAT
AAGCCTCAAAAGAAGACC
CCAGAATCATCAGACTCGGACAG
TACCTATTACAGCGAGAGTG
AAGCCGCATGGACAACTCTAGTAA
CCCTTAATTCCTGCCTTATT
GAAGCCAGTGGAAAGATAGT
GCGTCCAAAACATAAATCAC
ACTCCCCTCTTTGACAT
CTTCCACGCACCCTCTC
CCTCTGATT