ANALISIS KEKERABATAN BAWANG MERAH (ALLIUM CEPA L. AGGREGATUM GROUP) BERDASARKAN MARKA MOLEKULAR RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD).
ANALISIS KEKERABATAN BAWANG MERAH (Allium cepa L.
Aggregatum Group) BERDASARKAN MARKA MOLEKULAR
RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Oleh:
Agus Handoko
NIM 4123220001
Program Studi Biologi
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Medan provinsi Sumatera Utara, pada tanggal
17 Agustus 1994, yang bernama Agus Handoko. Ibu bernama Suriaty dan ayah
bernama Rachmad, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Pada tahun
2000 penulis memulai pendidikan pertamanya di SD PAB 6 Medan, dan lulus
pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan ke MTS
Negeri 3 di Medan, dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis
melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 15 Medan, dan lulus pada tahun 2012.
Pada tahun 2012, penulis diterima di Program Studi Biologi Jurusan Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan dan
lulus ujian pada tahun 2012. Selama kuliah penulis pernah aktif di Komunitas
Ilmuan Muda Biologi dan pernah turut serta dalam berbagai kegiatan Himpunan
Mahasiswa Jurusan Biologi.
iii
ANALISIS KEKERABATAN BAWANG MERAH (Allium cepa L. Aggregatum Group)
BERDASARKAN MARKA MOLEKULAR
RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Agus Handoko (4123220001)
Email : AgusHandoko400@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa variasi marka molekular RAPD, untuk dapat
dijadikan sebagai landasan dalam menganalisis kekerabatan bawang merah introduksi dan
lokal. Bawang merah varietas introduksi (Peking, India dan Birma) dan lokal (Samosir, Biru,
Tiron dan Crok Kuning). Ekstraksi DNA menggunakan metode CTAB
(Cetyltrimethylammonium Bromide). Analisis RAPD dilihat ada atau tidak adanya pita DNA
dengan melakukan skoring yaitu bila ada pita diberi skor 1, bila tidak ada pita diberi skor 0
dari setiap individu tanaman pada ukuran tertentu untuk setiap primer, sehingga diketahui
jumlah dan presentase lokus polimorfik. Hubungan kekerabatan genetik antar varietas dapat
dianalisis dengan perangkat lunak Numerical Taxonomy and Mulivariate Analysis System
(NTSYS) 2.02 dengan hasil akhir berupa dendogram. Seleksi primer yang dilakukan memilih
tujuh primer yang menghasilkan pita DNA yang polimorfis, yaitu OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, dan
13. Persentase lokus polimorfis masing-masing primer berkisar antara 80 – 100%.
Keragaman gen tertinggi ditunjukkan oleh primer OPA 4, dengan nilai 0,412. Sedangkan
keragaman gen terendah ditunjukkan oleh primer OPA 11 dengan nilai 0,300. Bawang merah
introduksi (India, Birma dan Peking) berkerabat jauh dengan bawang merah lokal (Samosir,
Biru dan Tiron). Bawang merah introduksi (Peking) berkerabat dekat dengan bawang merah
lokal (Crok Kuning). Kekerabatan paling dekat adalah varietas India dan Birma dengan
koefisien kemiripan 0,72.
Kata Kunci : bawang merah, ekstraksi DNA, RAPD, primer, kekerabatan
iv
SHALLOT (Allium cepa L. Aggregatum Group) RELATIONSHIP ANALYSIS BY
MOLECULAR MARKERS RANDOM AMPLIFIED
POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Agus Handoko (4123220001)
Email: AgusHandoko400@gmail.com
ABSTRACT
This study aims to analyze the variation of RAPD molecular markers, to be used as a
foundation in analyzing relationship of local and introduction shallot. The shallot consist of
introduction varieties (Peking, India and Burma) and local varieties (Samosir, Biru, Tiron and
Crok Kuning). DNA extraction using CTAB (Cetyltrimethylammonium Bromide) method.
RAPD analysis views the presence or absence of DNA bands by scoring that if there is tape
was given a score of 1, if there isn’t tape is given a score of 0 on each individual of plant at a
specific size for each primer, so that be known the number and percentage of polymorphic
loci. The genetic relationship between varieties can be analyzed with the software Numerical
Taxonomy and Mulivariate Analysis System (NTSYS) 2.02 with the final result is
dendogram. The primary selection conducted choose seven primary produce polymorphic
DNA bands, it’s namely OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, and 13. The percentage of polymorphic loci
each primer ranged between 80-100%. The highest gene diversity shown by primer OPA 4,
with a value of 0.412. While the diversity shown by the lowest gene primer OPA 11 with a
value of 0.300. The introduction shallot (India, Burma and Peking) distantly related to the
local shallot (Samosir, Biru and Tiron). The introduction shallot (Peking) is closely related to
the local shallot (Crok Kuning). The closest relationship are varieties of India and Burma by
the similarity coefficient of 0.72.
Keywords: shallot, DNA extraction, RAPD, primer, relationship
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan hasil penelitian penulis yang berjudul “Analisis
Kekerabatan Bawang Merah (Allium cepa L. Aggregatum Group) berdasarkan
Marka Molekular Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD).” Penelitian ini
dilaksanakan pada bulan Januari sampai Maret 2016 di Laboratorium Penelitian
Genetika dan Pemuliaan Tanaman Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
Dalam proses penyusunan skripsi ini penulis telah memperoleh banyak
kritik, saran, dan motivasi. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis
menyampaikan ucapan terimakasih kepada Ibu Dr. Tumiur Gultom, S.P., M.P.
selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah membantu dari segi material dan
non material terhadap penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Ibu
Dr. Fauziyah Harahap, M.Si., Ibu Dr. Melva Silitonga, M.S., Ibu Endang
Sulistyarini Gultom, S.Si., M.Si., Apt. selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan banyak saran dan masukan dalam perbaikan skripsi ini. Terimakasih
kepada Bapak Drs. Lazuardi, M.Si. sebagai Dosen Pembimbing Akademik yang
telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis selama masa
perkuliahan. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. H.
Hasruddin, M.Pd., selaku Ketua Jurusan Biologi, Ibu Dr. Melva Silitonga, M.S.,
selaku Ketua Program Studi Biologi Non Kependidikan, serta kepada seluruh
Bapak dan Ibu Dosen, beserta para pegawai di Jurusan Biologi yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Teristimewa ucapan terimakasih untuk keluarga besar penulis yang selalu
memberikan doa dan dukungan baik material maupun non material, yaitu
Ayahanda Rachmad dan Ibunda Suriaty, Nenek Siti Asmah, Nenek Wasila, dan
kakek Paidi serta seluruh keluarga besar penulis.
Terimakasih juga kepada teman-teman terkasih penulis di Biologi
Nondik A dan B 2012, untuk kebersamaan yang terjalin hingga saat ini, terkhusus
untuk Siti Sekar Wangi, Quistina Sinaga, Siska Boru Panjaitan, dan Difa
vi
Diniandra yang telah memberi bantuan dan motivasi kepada penulis. Terimakasih
kepada Bapak Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc., Pak Sumbogo, dan seluruh temanteman di Laboratorium Penelitian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Universitas
Gadjah Mada Yogyakarta.
Penulis berharap kesediaan pembaca untuk memberikan kritik dan saran
yang membangun bagi penyempurnaan skripsi ini, dan semoga bermanfaat bagi
pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta aplikasi dalam kehidupan
bermasyarakat.
Medan, 29 Maret 2016
Penulis
Agus Handoko
NIM. 4123220001
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Abstract
iv
Kata Pengantar
v
Daftar Isi
vii
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Identifikasi Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Rumusan Masalah
1.5. Tujuan Penelitian
1.6. Manfaat Penelitian
1.7. Definisi Operasional
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Bawang Merah
2.2. Kekerabatan Genetika
2.3. PCR (Polymerase Chain Reaction)
2.4. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
2.5. Ekstraksi DNA
6
6
7
9
11
13
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu
3.2. Alat dan Bahan
3.3. Tahapan Penelitian
3.4. Pengumpulan Data
3.5. Analisis Data
14
14
14
15
19
20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Kondisi PCR dan Seleksi Primer
4.2. Hasil Amplifikasi
4.3. Persentase Lokus Polimorfik dan Keragaman Gen
21
21
23
27
3
3
4
4
4
5
viii
4.4. Jarak Genetik
4.5. Analisis Kekerabatan
29
30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
32
32
32
DAFTAR PUSTAKA
33
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Bagan Proses Polymerase Chain Reaction
10
Gambar 4.1. Hasil Running Genome terhadap 21 Sampel
21
Gambar 4.2. Hasil Seleksi Primer
22
Gambar 4.3. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 4
24
Gambar 4.4. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 5
24
Gambar 4.5. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 7
25
Gambar 4.6. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 8
25
Gambar 4.7. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 10
26
Gambar 4.8. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 11
26
Gambar 4.9. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 13
27
Gambar 4.10. Dendogram 7 Varietas Bawang Merah berdasarkan Primer
OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, dan 13
30
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1. Varietas Bawang Merah yang Digunakan
14
Tabel 3.2. Primer yang Digunakan dalam Seleksi
19
Tabel 4.1. Primer yang Digunakan dalam PCR
23
Tabel 4.2. Persentasi Lokus Polimorfik dan Keragaman Gen tiap Primer
27
Tabel 4.3. Keragaman Gen tiap Primer
28
Tabel 4.4. Matriks Jarak Genetik
29
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Uraian Kegiatan
36
Lampiran 2. Desain Isolasi DNA
37
Lampiran 3. Data Biner Hasil RAPD
38
Lampiran 4. Data Keragaman Genetik (h) tiap Primer berdasarkan
Hasil dari POPGENE 3.2
41
Lampiran 5. Dokumentasi 7 Varietas Bawang Merah
43
Lampiran 6. Penggunaan POPGENE 3.2, GenAlEx 6.1 dan NTSYS 2.02
46
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bawang merah (Allium cepa L. Aggregatum group) merupakan salah
satu tanaman sayuran yang umbinya menjadi menu pokok pada hampir semua
jenis masakan dengan fungsi sebagai penyedap masakan. Selain sebagai bumbu
penyedap masakan, bawang merah juga sering digunakan sebagai bahan obatobatan untuk penyakit kolestrol (Samadi dan Cahyono, 2005).
Umbi bawang merah sebagian besar terdiri atas air yang jumlahnya dapat
mencapai 80 – 85%. Pada setiap 100 g, kandungan protein sekitar 15%, lemak
0,3%, karbohidrat 9,2%, β-karoten 50 IU, thiamin 30 mg, niasin 20 mg, riboflavin
0,04 mg, asam karbonat 9 mg, kalium 334 mg, zat besi 0,8 mg dan fosfor 40 mg
(Wibowo, 2006). Dalam umbi bawang merah terdapat senyawa kimia asam amino
yang dikenal sebagai alliin yang karena pengaruh enzim lain dapat berubah
menjadi zat yang mengandung belerang disebut allicin. Dengan vitamin B1
(thiamin), allicin membentuk ikatan kimia allithiamine sehingga lebih mudah
diserap oleh sel tubuh manusia. Senyawa-senyawa lain yang terdapat dalam
minyak atsiri bawang merah diduga dapat bersifat desinfektan terhadap bakteri
dan jamur tertentu (Samadi dan Cahyono, 2005).
Provinsi penghasil utama bawang merah di Indonesia (luas panen >1.000
ha/tahun) adalah Sumatera Utara, Sumatera Barat, Jawa Barat, Jawa Tengah, DIY,
Jawa Timur, NTB dan Sulawesi Selatan.
Produksi bawang merah tahun 2014 sebesar 1,234 juta ton, mengalami
peningkatan sebanyak 223,22 ribu ton (22,08%) dibandingkan tahun 2013.
Peningkatan produksi tersebut disebabkan oleh meningkatnya luas panen di Pulau
Jawa sebesar 15,815 ribu hektar atau sebesar 21,06% dan di luar Pulau Jawa
sebesar 5,952 ribu hektar atau sebesar 24,97% (Badan Pusat Statistik, 2015).
Varietas bawang merah yang ditanam di Indonesia cukup banyak
macamnya, tetapi umur produksi varietas tersebut masih rendah (kurang dari 10
ton/ha). Beberapa hal yang membedakan antar varietas bawang merah biasanya
didasarkan pada bentuk, ukuran, warna, kekenyalan, aroma umbi, umur tanam,
ketahanan terhadap penyakit serta hujan, dan lain-lain. Varietas bawang merah
yang ada di Indonesia yaitu Varietas Bima Brebes, Samosir, Maja Cipanas, Keling
(Majalengka), Ampenan (Bali), Sumenap (Madura), Kuning, Timor, Lampung,
Banteng (Tangerang), dan lain-lain (Anonim, 2012).
Bawang merah yang sudah terkenal di Sumatera Utara adalah bawang
Samosir. Ukuran umbi bawang merah Samosir yang kecil merupakan salah satu
kekurangan dari bawang tersebut. Benih bawang merah yang diimpor dari
Philiphina, Thailand, Birma, Srilanka, Vietnam, India dan Malaysia memiliki
ukuran umbi yang lebih besar dari bawang Samosir dan diharapkan dapat menjadi
sumber gen untuk ukuran umbi.
Analisis kekerabatan bawang merah sangat perlu dilakukan untuk
melihat jarak genetiknya. Jarak genetik sangat penting diketahui, karena dengan
mengetahuinya akan menentukan keberhasilan dalam persilangan. Persilangan
antar individu yang berkerabat dekat pada tanaman yang menyerbuk silang
cenderung menghasilkan keturunan yang lemah, ukuran lebih kecil, kurang subur,
dan banyak individu yang cacat (Allard, 1960). Persilangan antar individu yang
berkerabat jauh biasanya sulit dilakukan dan sering menghasilkan hibrida yang
sukar berkecambah atau steril, karena adanya pembatas internal dan eksternal
(Hadley dan Openshaw, 1980 dalam Sriyadi et al., 2001). Dengan melakukan
analisis kekerabatan genetik, maka akan diketahui kekerabatan antar varietas
bawang merah yang sesuai untuk menghindari hal tersebut. Dari hal ini perlu
dicari marka yang berhubungan dengan karakter agronomik, tetapi tidak
dipengaruhi lingkungan, seperti marka molekular. Menurut Prana dan Hartati
(2003) dalam Farid et al (2011), marka RAPD memiliki kelebihan yaitu lebih
sederhana, DNA yang dibutuhkan sedikit, mampu menghasilkan polimorfisme
lebih cepat. Kekurangan metoda RAPD adalah tingkat pengulangan yang rendah,
tetapi dapat dijaga dengan konsistensi kondisi PCR. Oleh sebab itu digunakan
marka molekular RAPD.
Ada beberapa penelitian mengenai marka RAPD, seperti yang telah
dilakukan oleh Parjanto et al (2006) menyimpulkan bahwa penanda RAPD berupa
2
fragmen DNA 400 bp hasil amplifikasi dengan primer OPP-08 (OPP-08400) dapat
digunakan sebagai penanda jenis kelamin untuk membedakan tanaman salak
jantan dan betina pada fase bibit (vegetatif), khususnya pada tanaman salak asal
biji (seedling). Selanjutnya penanda RAPD juga digunakan pada penelitian
Sriyadi et al (2001) menyimpulkan bahwa dari 45 tanaman F1 teh, ternyata 40
klon memiliki hubungan kekerabatan yang dekat dengan klon PS 1, menggunakan
11 primer, yang salah satunya adalah OPB 1. Penelitian pada bawang merah
menggunakan variasi marka molekular RAPD belum banyak dilakukan, sehingga
dilakukan pada penelitian ini agar dapat dijadikan sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan antara bawang merah introduksi terhadap lokal. Oleh
sebab itu, penelitian perlu dilakukan untuk menganalisis kekerabatan bawang
merah berdasarkan marka RAPD.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat diidentifikasi permasalahan
sebagai berikut:
1. Dampak gagal panen terhadap kerugian yang dialami petani.
2. Tidak ada varietas bawang merah yang sesuai (unggul) untuk ditanam di
Sumatera Utara.
3. Tidak adanya informasi genetik yang dapat dijadikan landasan mengenai
hubungan kekerabatan bawang merah dengan lokasi dimana varietas
bawang merah cocok ditanam.
4. Marka yang berhubungan dengan karakter agronomik, tetapi tidak
dipengaruhi lingkungan, seperti marka molekular RAPD.
1.3 Batasan Masalah
Dari permasalahan yang teridentifikasi dalam penelitian ini dibatasi pada
pertumbuhan dan produktivitas tanaman, dengan batasan sebagai berikut:
1. Jenis tanaman yang digunakan adalah tanaman bawang merah (Allium cepa
L. Aggregatum group).
2. Varietas yang diteliti yaitu 7 varietas, yaitu: Samosir, Biru, Tiron, Crok
Kuning, Peking, India, dan Birma.
3
3. Analisis yang dilakukan menggunakan sampel daun dari masing-masing
varietas.
4. Marka molekular yang digunakan adalah marka RAPD.
5. Analisis kekerabatan bawang merah ini melihat jarak genetik antara varietas
introduksi terhadap varietas samosir.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut:
1. Bagaimana variasi marka molekular RAPD, sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan bawang merah?
2. Bagaimana kekerabatan bawang merah introduksi dan lokal berdasarkan
marka RAPD?
1.5 Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui variasi marka molekular RAPD, sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan bawang merah.
2. Untuk menganalisa kekerabatan bawang merah introduksi dan lokal
berdasarkan marka RAPD.
1.6 Manfaat Penelitian
Beberapa manfaat yang diperoleh dari penelitian ini, yaitu:
1. Bagi peneliti khususnya, penelitian ini bermanfaat untuk memperoleh
informasi genetik dan kekerabatan dari bawang merah introduksi dan lokal.
2. Bagi peneliti lanjutan, penelitian ini memberikan ulasan mengenai
penerapan analisa genetik berdasarkan marka molekular RAPD.
3. Bagi petani, penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi dalam
menentukan tetua dalam persilangan tanaman bawang merah.
4
1.7 Definisi Operasional
1. dNTPs merupakan campuran yang terdiri atas dATP (deoksiadenosin
trifosfat), dTTP (deoksitimidin trifosfat), dCTP (deoksisitidin trifosfat) dan
dGTP (deoksiguanosin trifosfat).
2. Enzim Polimerase DNA merupakan katalis untuk reaksi polimerisasi DNA
yang berperan dalam proses ekstensi DNA.
3. GeneQuant merupakan alat yang digunakan untuk menghitung konsentrasi
dan kemurnian DNA maupun RNA dari sampel.
4. Melting temperature merupakan temperatur di mana 50% untai ganda DNA
terpisah (berpengaruh dalam pemilihan suhu anneling proses PCR.
5. Mesin Vortex merupakan alat yang digunakan untuk mencampurkan
suatu bahan yang sudah dihancurkan dengan mortar pestle dengan larutan
buffer, atau hanya untuk mencampurkan beberapa jenis larutan agar
homogen.
6. Mikropipet merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan cairan
dalam jumlah kecil secara akurat.
7. Primer merupakan urutan DNA yang telah diketahui atau urutan protein
yang dituju, berfungsi sebagai pembatas fragmen DNA target yang akan
diamplifikasi dan sekaligus menyediakan gugus hidroksi (-OH) pada ujung
3` yang diperlukan untuk proses ekstensi DNA.
8. Purifikasi DNA merupakan proses pembersihan hasil ekstrak DNA jika
masih mengandung komponen pengotor (RNA, Fenol, dll).
9. Templat DNA merupakan cetakan untuk membentuk molekul DNA baru
yang sama.
10. Sentrifuge merupakan alat yang digunakan untuk sentrifugasi larutan
sehingga dapat dipisahkan antara substansi padatan maupun cairan
supernatan.
11. UV transluminator merupakan alat yang digunakan untuk melihat hasil
elektroforesis pada agarosa.
12. Elektroforesis merupakan proses migrasi molekul bermuatan dalam
medium yang dialiri arus listrik.
5
DAFTAR PUSTAKA
Allard, R. W., (1960), Principle of Plant Breeding, Wiley & Sons Inc, New York
London-Sydney.
Anggereini, E., (2008), Random Amplified Polymorphyc DNA (RAPD), suatu
Metode Analisis DNA dalam Menjelaskan berbagai Fenomena Biologi,
Biospecies, 1(2).
Anonim, (2012), Jenis-jenis Varietas Bawang Merah, www.smilecry.com.
Ashari, S., (2006), Hortikultura Aspek Budaya, Universitas Indonesia, Jakarta.
Badan Pusat Statistik dan Direktorat Jenderal Hortikultura, (2015), Produksi
Bawang Merah, www.pertanian.go.id/ap_pages/mod/datahorti.
Doyle, J.J. dan J.L. Doyle, (1990), Isolation of plant from tissue, Focus 12: 13-15.
Farid, N., Sugiharto, A.N., Purwito, A., Herison, C., dan Sutjahyo, S.H., (2011),
Pendugaan Jarak Genetik Bawang Merah Hasil Persilangan
Berdasarkan Agronomik dan Primer Random Amplified Polymorphyc
DNA (RAPD), Agronomika, 11 (2): 2.
Gultom, T., Purwantoro, A., Sulistyaningsih, E., dan Nasrullah, (2012),
Estimating of RAPD Marker Associated to Color Gene in Zinnia
Elegans Jacq, ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 7,
(11), 959 – 961.
Handoyo, D. dan Rudiretna, A., (2001), Prinsip Umum dan Pelaksanaan
Polymerase Chain Reaction (PCR), Unitas, 9 (1): 18 – 20.
Indhirawati, R., Purwantoro, A., dan Basunanda, P., (2015), Karakterisasi
Morfologi dan Molekuler Jagung Berondong Stroberi dan Kuning (Zea
mays L. Kelompok Everta), Vegetalika, 4(1), 102 – 114.
Jamsari, Nitzt, I., Reamon-Buttner, S.M., Jung, C., (2004), The Use of BACBased Large Insert Library for Development of Gender Diagnostic
Marker in Asparagus (Asparagus officinalis L.) Theor and Appl,
Genetic, 10(8): 1140 – 1146.
Julisaniah, N.I., Sulistyowati, L., dan Sugiharto, A.N., (2008), Analisis
Kekerabatan Mentimun (Cuvumis sativus L.) menggunakan metode
RAPD-PCR dan Isozim, Biodiversitas, 9 (2): 99 – 102.
Kartikaningrum, S., Hermiati, N., Baihaki, A., Karmana, M.H., dan Mathius,
N.T., (2003), Kekerabatan 13 Genotip Anggrek Subtribe Sarchanthinae
berdasarkan Karakter Morfologi dan Pola Pita DNA, J. Hort, 13 (1): 7 –
15.
Komar, T.E., (1999), Petunjuk Teknis Analisa DNA dengan Random Amplified
Polymorphic DNA (RAPD), Balai Penelitian dan Pengembangan
Tanaman Hutan, Yogyakarta.
Kuckuck, H., G. Kobabe, dan G. Wenzel, (1991), Fundamentals of Plant
Breeding, Springer-verlag, Berlin.
Lefebvre, V., Goffinet, B., Chauvet, J., Caromel, B., Signoret, P., Brand, R., dan
palloix, A., (2001), Evaluation of Genetic Distance Between Pepper
Inbred Lines for Cultivar Protection Purposes: Comparison of AFLP,
RAPD and Phenotypic Data. Theor. Appl. Genet. 102: 741-75.
Mustaqim, (2011), Keragaman dan Segregasi Genetik Populasi M2 Bunga Kertas
(Zinnia elegans jacq.) berdasar Penanda RAPD, Fakultas Pertanian,
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Nei, M. dan Li, W., (1979), Mathematical Model for Studying Genetic Variation
in Terms of Restriction Endonucleases. Proceeding of National
Academic of Science, USA, 76: 5269-5273.
Palupi, E.R., Rosliani, R., dan Hilman, Y., (2015), Peningkatan Produksi dan
Mutu Benih Botani Bawang Merah (True Shallot Seed) dengan
Introduksi Serangga Penyerbuk (Increasing of True Shallot Seed
Production and Quality by Pollinator Introduction), J. Hort. 25(1): 26 –
36.
Parjanto, Moeljopawiro, S, Artama, W.T., dan Purwantoro, A., (2006),
Identifikasi Penanda RAPD untuk Penentuan Jenis Kelamin Tanaman
Salak (Salacca zalacca GART. VOSS.), Berkala Ilmiah Biologi, 5 (1),
57 – 63.
Pharmawati, M., (2009), Optimalisasi Ekstraksi DNA dan PCR RAPD pada
Grevillea spp. (Proteaceae), Jurnal Biologi, 13 (1) : 12 -16.
Poespodarsono, S., (1988), Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman, PAU-IPB,
Bogor.
Samadi dan Cahyono, (2005), Bawang Merah Intensifikasi Usaha Tani, Kanisius,
Yogyakarta.
Sriyadi, B., Setiamihardja, R., Baihaki, A., dan Astika, W., (2001), Hubungan
Kekerabatan Genetik Antar Tanaman Teh F1 dari Persilangan Tri 2024
x PS 1 berdasarkan Penanda RAPD, Zuriat, 13 (1).
34
Sumarni, N. dan Hidayat, A., (2005), Budidaya bawang merah, Balai Penelitian
Tanaman Sayuran, Bandung, ISBN 979-8304-49-7.
Surzycki, S., (2000), Basic Techniques in Molecular Biology, Springer-Verlay,
Berlin Heidelberg, Germany.
Weising, K., Nybom, H., Wolff, K., dan Kahl, G., (2005), DNA Fingerprinting in
Plants: Principles, Methods, and Applications, Second Edition, Taylor
& Francis Group, Boca Raton.
Wibowo, S. B., (2006), Budidaya Bawang, Penebar Swadaya, Jakarta.
William, J.G.K., Kubelik, A.R., Livak, K.J., Rafalski, J.A., dan Tingey, S.V.,
(1990), DNA Polymorphism Amplified by arbitrary Primers are useful
as genetic marker. Nucleic Acids Research, 18: 6531-6535.
Yulianti, E., (2006), Pengembangan Teknik Isolasi DNA Tumbuhan
menggunakan Detergen Komersial, Seminar Nasional MIPA UNY.
Yuwono, T., (2006), Teori dan Aplikasi Polymerase Chain Reaction, Penerbit
Andi, Yogyakarta.
Zulfahmi, (2013), Penanda DNA untuk Analisis Genetik Tanaman,
Agroteknologi, 3 (2) : 41 – 52.
35
Aggregatum Group) BERDASARKAN MARKA MOLEKULAR
RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Oleh:
Agus Handoko
NIM 4123220001
Program Studi Biologi
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Medan provinsi Sumatera Utara, pada tanggal
17 Agustus 1994, yang bernama Agus Handoko. Ibu bernama Suriaty dan ayah
bernama Rachmad, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Pada tahun
2000 penulis memulai pendidikan pertamanya di SD PAB 6 Medan, dan lulus
pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan ke MTS
Negeri 3 di Medan, dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis
melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 15 Medan, dan lulus pada tahun 2012.
Pada tahun 2012, penulis diterima di Program Studi Biologi Jurusan Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan dan
lulus ujian pada tahun 2012. Selama kuliah penulis pernah aktif di Komunitas
Ilmuan Muda Biologi dan pernah turut serta dalam berbagai kegiatan Himpunan
Mahasiswa Jurusan Biologi.
iii
ANALISIS KEKERABATAN BAWANG MERAH (Allium cepa L. Aggregatum Group)
BERDASARKAN MARKA MOLEKULAR
RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Agus Handoko (4123220001)
Email : AgusHandoko400@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa variasi marka molekular RAPD, untuk dapat
dijadikan sebagai landasan dalam menganalisis kekerabatan bawang merah introduksi dan
lokal. Bawang merah varietas introduksi (Peking, India dan Birma) dan lokal (Samosir, Biru,
Tiron dan Crok Kuning). Ekstraksi DNA menggunakan metode CTAB
(Cetyltrimethylammonium Bromide). Analisis RAPD dilihat ada atau tidak adanya pita DNA
dengan melakukan skoring yaitu bila ada pita diberi skor 1, bila tidak ada pita diberi skor 0
dari setiap individu tanaman pada ukuran tertentu untuk setiap primer, sehingga diketahui
jumlah dan presentase lokus polimorfik. Hubungan kekerabatan genetik antar varietas dapat
dianalisis dengan perangkat lunak Numerical Taxonomy and Mulivariate Analysis System
(NTSYS) 2.02 dengan hasil akhir berupa dendogram. Seleksi primer yang dilakukan memilih
tujuh primer yang menghasilkan pita DNA yang polimorfis, yaitu OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, dan
13. Persentase lokus polimorfis masing-masing primer berkisar antara 80 – 100%.
Keragaman gen tertinggi ditunjukkan oleh primer OPA 4, dengan nilai 0,412. Sedangkan
keragaman gen terendah ditunjukkan oleh primer OPA 11 dengan nilai 0,300. Bawang merah
introduksi (India, Birma dan Peking) berkerabat jauh dengan bawang merah lokal (Samosir,
Biru dan Tiron). Bawang merah introduksi (Peking) berkerabat dekat dengan bawang merah
lokal (Crok Kuning). Kekerabatan paling dekat adalah varietas India dan Birma dengan
koefisien kemiripan 0,72.
Kata Kunci : bawang merah, ekstraksi DNA, RAPD, primer, kekerabatan
iv
SHALLOT (Allium cepa L. Aggregatum Group) RELATIONSHIP ANALYSIS BY
MOLECULAR MARKERS RANDOM AMPLIFIED
POLYMORPHIC DNA (RAPD)
Agus Handoko (4123220001)
Email: AgusHandoko400@gmail.com
ABSTRACT
This study aims to analyze the variation of RAPD molecular markers, to be used as a
foundation in analyzing relationship of local and introduction shallot. The shallot consist of
introduction varieties (Peking, India and Burma) and local varieties (Samosir, Biru, Tiron and
Crok Kuning). DNA extraction using CTAB (Cetyltrimethylammonium Bromide) method.
RAPD analysis views the presence or absence of DNA bands by scoring that if there is tape
was given a score of 1, if there isn’t tape is given a score of 0 on each individual of plant at a
specific size for each primer, so that be known the number and percentage of polymorphic
loci. The genetic relationship between varieties can be analyzed with the software Numerical
Taxonomy and Mulivariate Analysis System (NTSYS) 2.02 with the final result is
dendogram. The primary selection conducted choose seven primary produce polymorphic
DNA bands, it’s namely OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, and 13. The percentage of polymorphic loci
each primer ranged between 80-100%. The highest gene diversity shown by primer OPA 4,
with a value of 0.412. While the diversity shown by the lowest gene primer OPA 11 with a
value of 0.300. The introduction shallot (India, Burma and Peking) distantly related to the
local shallot (Samosir, Biru and Tiron). The introduction shallot (Peking) is closely related to
the local shallot (Crok Kuning). The closest relationship are varieties of India and Burma by
the similarity coefficient of 0.72.
Keywords: shallot, DNA extraction, RAPD, primer, relationship
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan hasil penelitian penulis yang berjudul “Analisis
Kekerabatan Bawang Merah (Allium cepa L. Aggregatum Group) berdasarkan
Marka Molekular Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD).” Penelitian ini
dilaksanakan pada bulan Januari sampai Maret 2016 di Laboratorium Penelitian
Genetika dan Pemuliaan Tanaman Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
Dalam proses penyusunan skripsi ini penulis telah memperoleh banyak
kritik, saran, dan motivasi. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis
menyampaikan ucapan terimakasih kepada Ibu Dr. Tumiur Gultom, S.P., M.P.
selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah membantu dari segi material dan
non material terhadap penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Ibu
Dr. Fauziyah Harahap, M.Si., Ibu Dr. Melva Silitonga, M.S., Ibu Endang
Sulistyarini Gultom, S.Si., M.Si., Apt. selaku Dosen Penguji yang telah
memberikan banyak saran dan masukan dalam perbaikan skripsi ini. Terimakasih
kepada Bapak Drs. Lazuardi, M.Si. sebagai Dosen Pembimbing Akademik yang
telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis selama masa
perkuliahan. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. H.
Hasruddin, M.Pd., selaku Ketua Jurusan Biologi, Ibu Dr. Melva Silitonga, M.S.,
selaku Ketua Program Studi Biologi Non Kependidikan, serta kepada seluruh
Bapak dan Ibu Dosen, beserta para pegawai di Jurusan Biologi yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Teristimewa ucapan terimakasih untuk keluarga besar penulis yang selalu
memberikan doa dan dukungan baik material maupun non material, yaitu
Ayahanda Rachmad dan Ibunda Suriaty, Nenek Siti Asmah, Nenek Wasila, dan
kakek Paidi serta seluruh keluarga besar penulis.
Terimakasih juga kepada teman-teman terkasih penulis di Biologi
Nondik A dan B 2012, untuk kebersamaan yang terjalin hingga saat ini, terkhusus
untuk Siti Sekar Wangi, Quistina Sinaga, Siska Boru Panjaitan, dan Difa
vi
Diniandra yang telah memberi bantuan dan motivasi kepada penulis. Terimakasih
kepada Bapak Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc., Pak Sumbogo, dan seluruh temanteman di Laboratorium Penelitian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Universitas
Gadjah Mada Yogyakarta.
Penulis berharap kesediaan pembaca untuk memberikan kritik dan saran
yang membangun bagi penyempurnaan skripsi ini, dan semoga bermanfaat bagi
pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta aplikasi dalam kehidupan
bermasyarakat.
Medan, 29 Maret 2016
Penulis
Agus Handoko
NIM. 4123220001
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Abstract
iv
Kata Pengantar
v
Daftar Isi
vii
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Identifikasi Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Rumusan Masalah
1.5. Tujuan Penelitian
1.6. Manfaat Penelitian
1.7. Definisi Operasional
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Bawang Merah
2.2. Kekerabatan Genetika
2.3. PCR (Polymerase Chain Reaction)
2.4. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
2.5. Ekstraksi DNA
6
6
7
9
11
13
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu
3.2. Alat dan Bahan
3.3. Tahapan Penelitian
3.4. Pengumpulan Data
3.5. Analisis Data
14
14
14
15
19
20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Kondisi PCR dan Seleksi Primer
4.2. Hasil Amplifikasi
4.3. Persentase Lokus Polimorfik dan Keragaman Gen
21
21
23
27
3
3
4
4
4
5
viii
4.4. Jarak Genetik
4.5. Analisis Kekerabatan
29
30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
32
32
32
DAFTAR PUSTAKA
33
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Bagan Proses Polymerase Chain Reaction
10
Gambar 4.1. Hasil Running Genome terhadap 21 Sampel
21
Gambar 4.2. Hasil Seleksi Primer
22
Gambar 4.3. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 4
24
Gambar 4.4. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 5
24
Gambar 4.5. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 7
25
Gambar 4.6. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 8
25
Gambar 4.7. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 10
26
Gambar 4.8. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 11
26
Gambar 4.9. Hasil Amplifikasi DNA Bawang Merah menggunakan
Primer OPA 13
27
Gambar 4.10. Dendogram 7 Varietas Bawang Merah berdasarkan Primer
OPA 4, 5, 7, 8, 10, 11, dan 13
30
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1. Varietas Bawang Merah yang Digunakan
14
Tabel 3.2. Primer yang Digunakan dalam Seleksi
19
Tabel 4.1. Primer yang Digunakan dalam PCR
23
Tabel 4.2. Persentasi Lokus Polimorfik dan Keragaman Gen tiap Primer
27
Tabel 4.3. Keragaman Gen tiap Primer
28
Tabel 4.4. Matriks Jarak Genetik
29
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Uraian Kegiatan
36
Lampiran 2. Desain Isolasi DNA
37
Lampiran 3. Data Biner Hasil RAPD
38
Lampiran 4. Data Keragaman Genetik (h) tiap Primer berdasarkan
Hasil dari POPGENE 3.2
41
Lampiran 5. Dokumentasi 7 Varietas Bawang Merah
43
Lampiran 6. Penggunaan POPGENE 3.2, GenAlEx 6.1 dan NTSYS 2.02
46
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bawang merah (Allium cepa L. Aggregatum group) merupakan salah
satu tanaman sayuran yang umbinya menjadi menu pokok pada hampir semua
jenis masakan dengan fungsi sebagai penyedap masakan. Selain sebagai bumbu
penyedap masakan, bawang merah juga sering digunakan sebagai bahan obatobatan untuk penyakit kolestrol (Samadi dan Cahyono, 2005).
Umbi bawang merah sebagian besar terdiri atas air yang jumlahnya dapat
mencapai 80 – 85%. Pada setiap 100 g, kandungan protein sekitar 15%, lemak
0,3%, karbohidrat 9,2%, β-karoten 50 IU, thiamin 30 mg, niasin 20 mg, riboflavin
0,04 mg, asam karbonat 9 mg, kalium 334 mg, zat besi 0,8 mg dan fosfor 40 mg
(Wibowo, 2006). Dalam umbi bawang merah terdapat senyawa kimia asam amino
yang dikenal sebagai alliin yang karena pengaruh enzim lain dapat berubah
menjadi zat yang mengandung belerang disebut allicin. Dengan vitamin B1
(thiamin), allicin membentuk ikatan kimia allithiamine sehingga lebih mudah
diserap oleh sel tubuh manusia. Senyawa-senyawa lain yang terdapat dalam
minyak atsiri bawang merah diduga dapat bersifat desinfektan terhadap bakteri
dan jamur tertentu (Samadi dan Cahyono, 2005).
Provinsi penghasil utama bawang merah di Indonesia (luas panen >1.000
ha/tahun) adalah Sumatera Utara, Sumatera Barat, Jawa Barat, Jawa Tengah, DIY,
Jawa Timur, NTB dan Sulawesi Selatan.
Produksi bawang merah tahun 2014 sebesar 1,234 juta ton, mengalami
peningkatan sebanyak 223,22 ribu ton (22,08%) dibandingkan tahun 2013.
Peningkatan produksi tersebut disebabkan oleh meningkatnya luas panen di Pulau
Jawa sebesar 15,815 ribu hektar atau sebesar 21,06% dan di luar Pulau Jawa
sebesar 5,952 ribu hektar atau sebesar 24,97% (Badan Pusat Statistik, 2015).
Varietas bawang merah yang ditanam di Indonesia cukup banyak
macamnya, tetapi umur produksi varietas tersebut masih rendah (kurang dari 10
ton/ha). Beberapa hal yang membedakan antar varietas bawang merah biasanya
didasarkan pada bentuk, ukuran, warna, kekenyalan, aroma umbi, umur tanam,
ketahanan terhadap penyakit serta hujan, dan lain-lain. Varietas bawang merah
yang ada di Indonesia yaitu Varietas Bima Brebes, Samosir, Maja Cipanas, Keling
(Majalengka), Ampenan (Bali), Sumenap (Madura), Kuning, Timor, Lampung,
Banteng (Tangerang), dan lain-lain (Anonim, 2012).
Bawang merah yang sudah terkenal di Sumatera Utara adalah bawang
Samosir. Ukuran umbi bawang merah Samosir yang kecil merupakan salah satu
kekurangan dari bawang tersebut. Benih bawang merah yang diimpor dari
Philiphina, Thailand, Birma, Srilanka, Vietnam, India dan Malaysia memiliki
ukuran umbi yang lebih besar dari bawang Samosir dan diharapkan dapat menjadi
sumber gen untuk ukuran umbi.
Analisis kekerabatan bawang merah sangat perlu dilakukan untuk
melihat jarak genetiknya. Jarak genetik sangat penting diketahui, karena dengan
mengetahuinya akan menentukan keberhasilan dalam persilangan. Persilangan
antar individu yang berkerabat dekat pada tanaman yang menyerbuk silang
cenderung menghasilkan keturunan yang lemah, ukuran lebih kecil, kurang subur,
dan banyak individu yang cacat (Allard, 1960). Persilangan antar individu yang
berkerabat jauh biasanya sulit dilakukan dan sering menghasilkan hibrida yang
sukar berkecambah atau steril, karena adanya pembatas internal dan eksternal
(Hadley dan Openshaw, 1980 dalam Sriyadi et al., 2001). Dengan melakukan
analisis kekerabatan genetik, maka akan diketahui kekerabatan antar varietas
bawang merah yang sesuai untuk menghindari hal tersebut. Dari hal ini perlu
dicari marka yang berhubungan dengan karakter agronomik, tetapi tidak
dipengaruhi lingkungan, seperti marka molekular. Menurut Prana dan Hartati
(2003) dalam Farid et al (2011), marka RAPD memiliki kelebihan yaitu lebih
sederhana, DNA yang dibutuhkan sedikit, mampu menghasilkan polimorfisme
lebih cepat. Kekurangan metoda RAPD adalah tingkat pengulangan yang rendah,
tetapi dapat dijaga dengan konsistensi kondisi PCR. Oleh sebab itu digunakan
marka molekular RAPD.
Ada beberapa penelitian mengenai marka RAPD, seperti yang telah
dilakukan oleh Parjanto et al (2006) menyimpulkan bahwa penanda RAPD berupa
2
fragmen DNA 400 bp hasil amplifikasi dengan primer OPP-08 (OPP-08400) dapat
digunakan sebagai penanda jenis kelamin untuk membedakan tanaman salak
jantan dan betina pada fase bibit (vegetatif), khususnya pada tanaman salak asal
biji (seedling). Selanjutnya penanda RAPD juga digunakan pada penelitian
Sriyadi et al (2001) menyimpulkan bahwa dari 45 tanaman F1 teh, ternyata 40
klon memiliki hubungan kekerabatan yang dekat dengan klon PS 1, menggunakan
11 primer, yang salah satunya adalah OPB 1. Penelitian pada bawang merah
menggunakan variasi marka molekular RAPD belum banyak dilakukan, sehingga
dilakukan pada penelitian ini agar dapat dijadikan sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan antara bawang merah introduksi terhadap lokal. Oleh
sebab itu, penelitian perlu dilakukan untuk menganalisis kekerabatan bawang
merah berdasarkan marka RAPD.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat diidentifikasi permasalahan
sebagai berikut:
1. Dampak gagal panen terhadap kerugian yang dialami petani.
2. Tidak ada varietas bawang merah yang sesuai (unggul) untuk ditanam di
Sumatera Utara.
3. Tidak adanya informasi genetik yang dapat dijadikan landasan mengenai
hubungan kekerabatan bawang merah dengan lokasi dimana varietas
bawang merah cocok ditanam.
4. Marka yang berhubungan dengan karakter agronomik, tetapi tidak
dipengaruhi lingkungan, seperti marka molekular RAPD.
1.3 Batasan Masalah
Dari permasalahan yang teridentifikasi dalam penelitian ini dibatasi pada
pertumbuhan dan produktivitas tanaman, dengan batasan sebagai berikut:
1. Jenis tanaman yang digunakan adalah tanaman bawang merah (Allium cepa
L. Aggregatum group).
2. Varietas yang diteliti yaitu 7 varietas, yaitu: Samosir, Biru, Tiron, Crok
Kuning, Peking, India, dan Birma.
3
3. Analisis yang dilakukan menggunakan sampel daun dari masing-masing
varietas.
4. Marka molekular yang digunakan adalah marka RAPD.
5. Analisis kekerabatan bawang merah ini melihat jarak genetik antara varietas
introduksi terhadap varietas samosir.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut:
1. Bagaimana variasi marka molekular RAPD, sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan bawang merah?
2. Bagaimana kekerabatan bawang merah introduksi dan lokal berdasarkan
marka RAPD?
1.5 Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui variasi marka molekular RAPD, sebagai landasan dalam
menganalisis kekerabatan bawang merah.
2. Untuk menganalisa kekerabatan bawang merah introduksi dan lokal
berdasarkan marka RAPD.
1.6 Manfaat Penelitian
Beberapa manfaat yang diperoleh dari penelitian ini, yaitu:
1. Bagi peneliti khususnya, penelitian ini bermanfaat untuk memperoleh
informasi genetik dan kekerabatan dari bawang merah introduksi dan lokal.
2. Bagi peneliti lanjutan, penelitian ini memberikan ulasan mengenai
penerapan analisa genetik berdasarkan marka molekular RAPD.
3. Bagi petani, penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi dalam
menentukan tetua dalam persilangan tanaman bawang merah.
4
1.7 Definisi Operasional
1. dNTPs merupakan campuran yang terdiri atas dATP (deoksiadenosin
trifosfat), dTTP (deoksitimidin trifosfat), dCTP (deoksisitidin trifosfat) dan
dGTP (deoksiguanosin trifosfat).
2. Enzim Polimerase DNA merupakan katalis untuk reaksi polimerisasi DNA
yang berperan dalam proses ekstensi DNA.
3. GeneQuant merupakan alat yang digunakan untuk menghitung konsentrasi
dan kemurnian DNA maupun RNA dari sampel.
4. Melting temperature merupakan temperatur di mana 50% untai ganda DNA
terpisah (berpengaruh dalam pemilihan suhu anneling proses PCR.
5. Mesin Vortex merupakan alat yang digunakan untuk mencampurkan
suatu bahan yang sudah dihancurkan dengan mortar pestle dengan larutan
buffer, atau hanya untuk mencampurkan beberapa jenis larutan agar
homogen.
6. Mikropipet merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan cairan
dalam jumlah kecil secara akurat.
7. Primer merupakan urutan DNA yang telah diketahui atau urutan protein
yang dituju, berfungsi sebagai pembatas fragmen DNA target yang akan
diamplifikasi dan sekaligus menyediakan gugus hidroksi (-OH) pada ujung
3` yang diperlukan untuk proses ekstensi DNA.
8. Purifikasi DNA merupakan proses pembersihan hasil ekstrak DNA jika
masih mengandung komponen pengotor (RNA, Fenol, dll).
9. Templat DNA merupakan cetakan untuk membentuk molekul DNA baru
yang sama.
10. Sentrifuge merupakan alat yang digunakan untuk sentrifugasi larutan
sehingga dapat dipisahkan antara substansi padatan maupun cairan
supernatan.
11. UV transluminator merupakan alat yang digunakan untuk melihat hasil
elektroforesis pada agarosa.
12. Elektroforesis merupakan proses migrasi molekul bermuatan dalam
medium yang dialiri arus listrik.
5
DAFTAR PUSTAKA
Allard, R. W., (1960), Principle of Plant Breeding, Wiley & Sons Inc, New York
London-Sydney.
Anggereini, E., (2008), Random Amplified Polymorphyc DNA (RAPD), suatu
Metode Analisis DNA dalam Menjelaskan berbagai Fenomena Biologi,
Biospecies, 1(2).
Anonim, (2012), Jenis-jenis Varietas Bawang Merah, www.smilecry.com.
Ashari, S., (2006), Hortikultura Aspek Budaya, Universitas Indonesia, Jakarta.
Badan Pusat Statistik dan Direktorat Jenderal Hortikultura, (2015), Produksi
Bawang Merah, www.pertanian.go.id/ap_pages/mod/datahorti.
Doyle, J.J. dan J.L. Doyle, (1990), Isolation of plant from tissue, Focus 12: 13-15.
Farid, N., Sugiharto, A.N., Purwito, A., Herison, C., dan Sutjahyo, S.H., (2011),
Pendugaan Jarak Genetik Bawang Merah Hasil Persilangan
Berdasarkan Agronomik dan Primer Random Amplified Polymorphyc
DNA (RAPD), Agronomika, 11 (2): 2.
Gultom, T., Purwantoro, A., Sulistyaningsih, E., dan Nasrullah, (2012),
Estimating of RAPD Marker Associated to Color Gene in Zinnia
Elegans Jacq, ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 7,
(11), 959 – 961.
Handoyo, D. dan Rudiretna, A., (2001), Prinsip Umum dan Pelaksanaan
Polymerase Chain Reaction (PCR), Unitas, 9 (1): 18 – 20.
Indhirawati, R., Purwantoro, A., dan Basunanda, P., (2015), Karakterisasi
Morfologi dan Molekuler Jagung Berondong Stroberi dan Kuning (Zea
mays L. Kelompok Everta), Vegetalika, 4(1), 102 – 114.
Jamsari, Nitzt, I., Reamon-Buttner, S.M., Jung, C., (2004), The Use of BACBased Large Insert Library for Development of Gender Diagnostic
Marker in Asparagus (Asparagus officinalis L.) Theor and Appl,
Genetic, 10(8): 1140 – 1146.
Julisaniah, N.I., Sulistyowati, L., dan Sugiharto, A.N., (2008), Analisis
Kekerabatan Mentimun (Cuvumis sativus L.) menggunakan metode
RAPD-PCR dan Isozim, Biodiversitas, 9 (2): 99 – 102.
Kartikaningrum, S., Hermiati, N., Baihaki, A., Karmana, M.H., dan Mathius,
N.T., (2003), Kekerabatan 13 Genotip Anggrek Subtribe Sarchanthinae
berdasarkan Karakter Morfologi dan Pola Pita DNA, J. Hort, 13 (1): 7 –
15.
Komar, T.E., (1999), Petunjuk Teknis Analisa DNA dengan Random Amplified
Polymorphic DNA (RAPD), Balai Penelitian dan Pengembangan
Tanaman Hutan, Yogyakarta.
Kuckuck, H., G. Kobabe, dan G. Wenzel, (1991), Fundamentals of Plant
Breeding, Springer-verlag, Berlin.
Lefebvre, V., Goffinet, B., Chauvet, J., Caromel, B., Signoret, P., Brand, R., dan
palloix, A., (2001), Evaluation of Genetic Distance Between Pepper
Inbred Lines for Cultivar Protection Purposes: Comparison of AFLP,
RAPD and Phenotypic Data. Theor. Appl. Genet. 102: 741-75.
Mustaqim, (2011), Keragaman dan Segregasi Genetik Populasi M2 Bunga Kertas
(Zinnia elegans jacq.) berdasar Penanda RAPD, Fakultas Pertanian,
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Nei, M. dan Li, W., (1979), Mathematical Model for Studying Genetic Variation
in Terms of Restriction Endonucleases. Proceeding of National
Academic of Science, USA, 76: 5269-5273.
Palupi, E.R., Rosliani, R., dan Hilman, Y., (2015), Peningkatan Produksi dan
Mutu Benih Botani Bawang Merah (True Shallot Seed) dengan
Introduksi Serangga Penyerbuk (Increasing of True Shallot Seed
Production and Quality by Pollinator Introduction), J. Hort. 25(1): 26 –
36.
Parjanto, Moeljopawiro, S, Artama, W.T., dan Purwantoro, A., (2006),
Identifikasi Penanda RAPD untuk Penentuan Jenis Kelamin Tanaman
Salak (Salacca zalacca GART. VOSS.), Berkala Ilmiah Biologi, 5 (1),
57 – 63.
Pharmawati, M., (2009), Optimalisasi Ekstraksi DNA dan PCR RAPD pada
Grevillea spp. (Proteaceae), Jurnal Biologi, 13 (1) : 12 -16.
Poespodarsono, S., (1988), Dasar-dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman, PAU-IPB,
Bogor.
Samadi dan Cahyono, (2005), Bawang Merah Intensifikasi Usaha Tani, Kanisius,
Yogyakarta.
Sriyadi, B., Setiamihardja, R., Baihaki, A., dan Astika, W., (2001), Hubungan
Kekerabatan Genetik Antar Tanaman Teh F1 dari Persilangan Tri 2024
x PS 1 berdasarkan Penanda RAPD, Zuriat, 13 (1).
34
Sumarni, N. dan Hidayat, A., (2005), Budidaya bawang merah, Balai Penelitian
Tanaman Sayuran, Bandung, ISBN 979-8304-49-7.
Surzycki, S., (2000), Basic Techniques in Molecular Biology, Springer-Verlay,
Berlin Heidelberg, Germany.
Weising, K., Nybom, H., Wolff, K., dan Kahl, G., (2005), DNA Fingerprinting in
Plants: Principles, Methods, and Applications, Second Edition, Taylor
& Francis Group, Boca Raton.
Wibowo, S. B., (2006), Budidaya Bawang, Penebar Swadaya, Jakarta.
William, J.G.K., Kubelik, A.R., Livak, K.J., Rafalski, J.A., dan Tingey, S.V.,
(1990), DNA Polymorphism Amplified by arbitrary Primers are useful
as genetic marker. Nucleic Acids Research, 18: 6531-6535.
Yulianti, E., (2006), Pengembangan Teknik Isolasi DNA Tumbuhan
menggunakan Detergen Komersial, Seminar Nasional MIPA UNY.
Yuwono, T., (2006), Teori dan Aplikasi Polymerase Chain Reaction, Penerbit
Andi, Yogyakarta.
Zulfahmi, (2013), Penanda DNA untuk Analisis Genetik Tanaman,
Agroteknologi, 3 (2) : 41 – 52.
35