Analisis interaksi batang bawah dan batang atas pada okulasi tanaman karet
ANALISIS INTERAKSI BATANG BAWAH
DAN BATANG ATAS PADA OKULASI
TANAMAN KARET
OLEH:
LIZAWAT I
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
Liavrati. Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas Pada Okulasi Tanaman
Karet. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc dan Dr. Nurita ToruanMathius, MS. APU.
Salah satu masalah dalam sistem okulasi pada tanaman karet adalah
inkon~patibilitasantara batang bawah dengan batang atas, yang baru dapat dideteksi
bebempa tahun setelah tanaman menghasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk
mempelajari interaksi berbagai batang bawah dengan batang atas dari klon karet yang
sama berdasarkan data pertumbuhan yaitu tebal kulit asli dan lilit batang, kandungan
sukrosa, fosfat inorganik (Pi), tiol dan magnesium ( M ~ ~ 'lateks,
)
polimorfisme pola
pita protein dan isoenzim tertentu pada daunlserum lateks batang atas.
Penelitian terdiri dari dua percobaan yang berkaitan yaitu: (1) Analisis
fisiologi clan agronomi, serta (2) Analisis SDS-PAGE protein dan isoenzim. Bahan
tanantan yang digunakan berurnur 66 bulan dengan kombinasi batang atasibatang
bawah asal kebun Sembawa, Palembang adalah BPM1, BPM24, RRIC100, dan
RRIC102 dikombinasikan dengan batang bawah BPM1, BPM24, RRIC100,
RRIC101, RRIC102, dan RRICllO. Sedangkan asal Ciomas, Bogor adalah PB260
yang dikombinasikan dengan batang bawah PR255, BPMI, PR300, RRIM712,
AVRlOS2037, dan GTlIGT1. Percobaan dilaksanakan dengan Rancangan acak
kelonlpok yang diulang tiga kali.
Teqadi interaksi yang berbeda antara berbagai batang bawah dengan batang
atas tiari klon yang sama yang ditunjukkan oleh respon kandungan Sukrosa, Pi, ti01
dan ivl$+ lateks yang bewariasi pada seluruh kombinasi yang diuji. Terbentuknya
atau l~ilangnyaprotein dengan BM 24 - 50 kDa merupakan indikasi adanya interaksi
berba.gai batang bawah terhadap batang atas dari klon yang sama. Isoenzim AP dapat
digur~akanuntuk menetapkan ketidak sesuaian batang bawah terhadap batang atas dari
klon-klon tertentu. Pada urnumnya tidak teqadi perubahan pengelompokkan
berdalsarkan kesamaan pola pita protein dan isoenzim lateks batang atas dari klon yang
sama apabila dlokulasikan pada berbagai klon batang bawah. Kombinasi okulasi yang
menmjukkan adanya ketidak sesuaian antara batang
bawah dengan batang atas
adalah RRIC1001RRIC 110, BPM24RRICIOI dan PB260PR255.
Kombinasi
okulslsi yang dianggap cukup kompatibel adalah RRIC102RRIC101 dan PB260lGTl.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :
Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas Pada Okulasi
Tanaman Karet.
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah
dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah
dinyatakan secara jelas clan dapat diperiksa kebenarannya.
ANALISIS INTERAKSI BATANG BAWAH
DAN BATANG ATAS PADA OKULASI
TANAMAN KARET
LIZAWAT I
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program studi Bioteknologi
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judi~lTesis
:Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas
Pada Okulasi Tanamau Karet
Nama
:Lizawati
NRF'
: 99620
Program Studi
:Bioteknologi
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc
Ketua
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi Bioteknologi
-
Tanglgal Lulus : 26 April 2002
rogram Pascasarjana
Penulis dilahirkan d~ Desa Kotomajidin Kabupaten Kerinci Propinsi Jambi
pada tanggal 5 Desember 1970 anak bungsu dari empat bersaudara pasangan
Ibundii Hj. Azizah dan Ayahanda Drs.H. M.Rusli.
Penulis menyelesaikan pendidikan Dasar tahun 1984, Sekolah Lanjutan
Pertarna tahun 1987 dan sekolah Lanjutan Atas tahun 1990. Pada tahun 1995 penulis
memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Jurusan Agronomi Universitas Jambi. Dan
pada tahun 1995 tersebut penulis diterima sebagai staf pengajar tetap di Jurusan
Agror~omiFakultas Pertanian Universitas Jambi. Pada tahun 1999 penulis mendapat
keserr~patmuntuk melanjutkan pendidikan Pascasarjana (S2) di lnstitut Pertanian
Bogo~;Program studi Bioteknologi dengan beasiswa dari Departemen Pendidikan Dan
Kebutlayaan melalui program Bantuan Pendidikan Pascasajana (BPPS).
Pada tahun 1995 Penulis menikah dengan Ir. Zainuddin dan saat ini telah
dikantnia seorang anak laki-laki bemama Puja Ahmad Habibi yang berumur 6 tahun.
P'RAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Alloh SWT, atas limpahan rahmat dan hidayahNya,
sehing,ga tesis yang bejudul Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas
Pads (DkulasiTanaman Karet dapat diselesrukan.
Terima kasih diucapkan kepada Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc dan Dr.
Nurita Toruan-Matius. MS. APU selaku pembimbing, atas arahan dan dorongan
melalui diskusi yang sangat berguna dalam menambah serta memperluas wawasan
untuk menyelesaikan penelitian serta penulisan tesis. Keberhasilan dalam
menyt:lesaikan tesis ini tidak lepas dari bantuan dan biaya beasiswa BPPS dan Proyek
penelitian APBN a.n. Dr. Nurita Toruan-Mathius MS. APU. Untuk itu penulis
menglcapkan terima kasih atas dana beasiswa dan dana penelitian yang telah
diberikan. Ucapan yang sama juga penulis sampaikan kepada Ketua Program studi
Bioteknologi beserta staf atas kepercayaan dan kesediaannya memberikan ilmu serta
mem~erluaswawasan penulis, Direktur Program Pascasaqana IPB beserta staf atas
pelayanan selama penulis menempuh pendidikan, Rektor Universitas Jambi yang
telah lnemberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan,
Terima kasih juga diucapkan kepada kepala Unit Penelitian Bioteknologi
Perkebunaan, Bogor beserta staf yang telah memberi izin serta fasilitas tempat
pene1:itian; Bapak Ir.Island Boerhendhy, MS atas bantuannya dalam koleksi data dan
bahm, tanaman untuk penelitian di kebun percobaan milik Balai Penelitian Sembawa.
Bapak Tolhas Hutabarat, BSc-Dipl.Kim atas arahan yang berharga, Bapak Suhartono,
Mbak Nani, Dra. Ummi Djulaika, Sumaryadi, Sudrajad, Dra. Nurhaimi-Haris MSi
atas t~antuandan kejasamanya yang sangat besar artinya; dan kepada semua teman
Program Bioteknologi angkatan 99, rekan-rekan IMPASJA dan khusus kepada lsroi,
Yulfita Fami, Andi Wijanarko dan Dirvamena Boer terima kasih telah banyak
meml~antu.
Terima kasih yang utama kepada suami tercinta dan anakku tersayang Puja
Ahmad Habibi yang telah mengiklaskan dan mendo'akan selalu, serta terima kasih
kepatla Ibu dan Bapak serta mertua dan saudara-saudaraku yang telah memberikan
do'a dan kasih sayang yang selalu menyertai untuk menyelesaikaan studi, semoga
Alloti SWT melimpahkan balasan yang berlipat ganda.
Akhimya saya berharap semoga tulisan ini dapat memberikan informmi yang
bermanfaat bagi kemaajuan ilmu pengetahuan khususnya tentang tanman karet.
Bogor,
April 2002
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
viii
...
I . PENDAHULUAN.....................................................................................
Latar Belakang.....................................................................................
..
Tujuan Penellban ................................................................................
..
Kegunaan Penelltian ...........................................................................
Hipotesis ..........................................................................................
1
1
4
4
4
I1. TlNJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Tanaman Karet ......................... .
.
....................................................
Cara Perbanyakan Tanaman Kar
Kompatibilitas-Inkompatibilitas
.............................................
Protein Lateks ....................................................................................
lsoenzim ...........................................................................................
Elektroforesis ...................................................................................
5
5
6
6
8
10
12
111. METODE PENELITIAN .......................................................................
Tempat dm Waktu
Penelitian ............................................................
..
Tahapan Penelit~an ............................................................................
14
14
14
IV . PtNALISIS AGRONOMI DAN FISIOLOGI PADA BERBAGAI
C)KULASI TANAMAN KARET .....................................................
Pendahuluan ......................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan .......................................................................
Kesimpulan dan Saran........................................................................
16
18
21
32
IV. ANALISIS SDS-PAGE PROTEIN DAN ISOENZIM PADA
ElERBAGAI OKULASl TANAMAN KARET .....................................
Pendahuluan
Bahan dan Metode ............................................................................
Hasil dan Pembahasan .....................................................................
Kesimpulan dan Saran.......................................................................
34
34
36
41
58
V. F'EMBAHASAN UMUM ......................................................................
61
KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................
68
DAF'TAR PUSTAKA ...................................................................................
70
DAFTAR TABEL
Halaman
No
Teks
1
Rata-tara lilit batang dan tebal kulit asli serta kandungan sukrosa,
PI, tiol, dan M$' dan lateks batang atas tanarnan karet yang
dikombinasikan dengan berbagai jenisbatang bawah tanaman
kiuet asal kebun Sembawa .............................................................................
22
R.ata-rata kandungan sukrosa, Pi, tiol, dan M~'+dari batang atas
tanaman karet asal Ciomas yang dikombinasikan dengan berbagai
. .
jc:nis batang bawah ....................................................................................
23
Rataan di dalam setiap gerombol untuk semua parameter kuantitatif
diui 24 kombinasi klon karet asal Sembawa ............................................
26
2
3
4 Rataan di dalam setiap gerombol untuk semua parameter kuantitatif
dari delapan kombinasi klon karet asal Ciomas .....................................
5
K'mbinasi okulasi yang menyebabkan tejadinya polimorfisme
pada pola pita isoenzim Esterase dan Asam Fosfat ........................................
27
48
DAFTAR GAMBAR
No
Teks
Halaman
..
I
Bagan alair prosedur penelltlan .................................................................
2
Dendrogram dari dua puluh empat kombinasi klon
karet asal Sembawa ................................. .... .......
15
3
D~:ndrogramdari delapan kombinasi klon karet asal Ciomas ....................
27
4
Elektroforegram protein lateks dari hasil ekstmksi dengan cara
(A,) pembekuan -20 % (lajur 1 & 3) dan sentrifugasi
(Iajur 2 & 4). (B) pembekuan -20 "C (lajur 2 & 4) dan
asam asetat (lajur 1 & 3). Pengujian tersebut menggunakan
lateks tanaman karet klon PB260 dan PR300 ...........................................
42
Elektroforegram protein lateks batang atas tanaman karet
klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100, (D) RRIC 102
yang dikombinasikan dengan enam klon batang bawah, yaitu;
(1)BPM 1, (2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101, (5) RRIC 102,
(6) RRlC 110, dan (M) Standar protein. ......................................................
44
Elektroforegram protein lateks batang atas tanaman karet klon PB 260
dikombinasikan dengan 7 klon batang bawah, yaitu ( I ) PR 255,
(Z!) BPM 1, (3) PR 300, (4) GT 1, (M) standar protein,
(5) AVROS 2037, (6) LCB 1320, (7) RRIM 712, dan GTIIGTI .................
44
Elektroforegram isoenzim esterase lateks batang atas tanaman karet
klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100, dan (D) RRIC102
dikombinasi dengan enam klon batang bawah, yaitu ( I ) BPM 1,
(2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101, (5) RRIC 102, dan
(6:1 RRIC 110.................................................................................................
49
Elektroforegram isoenzim Asam Fosfat lateks batang atas
tanaman karet klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100,
dam (D) RRIC102 dikombinasi dengan enam klon batang bawah, yaitu :
( I) BPM 1. (2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101. (5) RRIC 102,
(2) dan (6) RRlC 110...................................................................................
49
5
6
7
8
9
Elektroforegram isoenzim (A) Esterase, (B) Asam Fosfat, (C) Malat
D~~hidrogenase,
dan (D) Sikimit Dehidrogenase dari daun
brltang atas klon PB 260, yang dikombinasi dengan tujuh klon
bzltang bawah, yaitu (I) PR 255, (2) BPM 1, (3) PR 300,
(4'1LCB 1320, (5) AVROS 2037, (6) GT 1 (kontrol), (7) RRIM 71 2,
dan (8) GT IIGT 1 (kontrol)...................
............
........................................
10 E:lektroforegram isoenzim (A) Esterase, (B) Asam Fosfat, (C) Malat
Dehidrogenase dan (D) Sikimit Dehidrogenase dari lateks
biltang atas Mon PB 260, yang dikombinasi dengan tujuh
klon batang bawah, yaitu (I) PR 255, (2) BPM 1, (3) PR 300,
(4) LCB 1320, (5) ALTOS 2037, (6) GT 1 (kontrol), (7) RRIM 712,
dan (8) GT l/GT 1 (kontrol)........................................................................
11 Dendrogram 24 kombinasi okulasi tanaman karet asal
S~:mbawaberdasarkan analisis (A) SDS-PAGE protein, (B) analisis
isoenzim dan (C) gabungan analisis SDS-PAGE protein dan
12 Dendrogran delapan kombinasi okttlasi tanaman karet asal
C:iomas berdasarkan analisis (A) SDS-PAGE protein,
(15) isoenzim dam, (C) isoenzim lateks, dan (D) gabungan
SDS-PAGE protein dan isoenzim daudateks ....................
51
51
DAFTAR LAMPIRAN
No
Teks
karet dan tetuanya, yang digunakan
1. Dafiar klon tanaman
..
dsilam peneht~an.......................................................................................
2
Halaman
77
Hisit analisis sidik ragam untuk sukrosa, Pi, tiol, dan
~ g ' + dan batang atas klon BPM1, BPM24, RRIC100, dan
FUUC
. . 102 asal Sembawa yang dkombinasikan dengan bebempa
je;nls batang bawah ......................................................................................
77
3 Hasil analisis sidlk ragam unttk sukrosa, Pi, tiol, dan Mg'dan
ba~mgatas klon PB 260 asal Ciomas yang dikombinasikan
dalgan beberapa jenis batang bawah .......................................
4 Pembuatan gel poliakrilamida dengan menggunakan metode
di!ikontinyu (Lebrun & Chevallier, 1988) ....................
.
.......................
78
5 Komposisi larutan pewarna isoenzim ......................................................
79
I
6 Bt:rat molekul protein lateks batang atas klon BPMI, BPM24,
RlUC100, dan RRIC102 yang dikombinasikan dengan berbagai
kllsn batang bawah ..........................................................................
7. Bt:rat molekul protein lateks batang atas klon PB 260 yang
di'kombinasikan dengan berbagai klon batang bawah ..............................
81
8 Skor pita polimortik isoenzim lateks batang atas klon BPM1,
BPM24, RRIC100, dan RRIClO2 dengan sistem enzim
EST dan AP.............................................................................................
81
7 Skor
polimorfik isenzim daun dan lateks batang atas
klon PB260 dengan sistem enzim EST, AP, MDH dan SKD ...................
82
10 Mahik SDS-PAGE protein klon karet asal kebun Sembawa ...................
83
I I Matrik isoenzim lateks klon karet asal kebun Sembawa...........................
84
12 Miabik gabungan SDS-PAGE protein dan isoenzim lateks
klon karet asal kebun Sembawa ................................................................
85
13 h4amk SDS-PAGE protein dan isoenzim daunllateks kombinasi okulasi
timaman karet asal Ciomas ......................................................................
86
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman karet (Havea brasiliensis Muell Agr) merupakan penghasil devisa
negara di luar minyak dan gas bumi dengan luas total areal perkebunan sekitar 3.7 juta
hektar, dimana 85 % (3.2 juta hektar) merupakan perkebunan rakyat, sisanya perkebunan
negara dan swasta (Drjenbun, 2000).
Pada saat ini Indonesia merupakan negara
eksportir karet dam terbesar kedrm di dunia setelah Thailand, sedangkan posisi ketiga
diduduki negara Malaysia (IRSG, 1999).
Dalam perluasan areal dan peremajaan kebun-kebun tua, klon-klon karet yang
mempr~nyaiproduktivitas lebih tinggi dari klon sebelumnya sudah digunakan. Namun
demlkian usaha untuk mendapatkan klon unggul baru yang lebih baik lagi masih tetap
dilakukan, mengingat potensi produksi karet kering per hektar per tahun belum tercapai.
Karet rakyat hanya mencapai produksi rata-rata 413 kgihdth, sedangkan perkebunan
besar 833 kgihdth. Angka ini masih jauh di bawah potensi produksi klon yang dapat
mencapai 3000 kgihdth atau sekitar 7.5 kg/pohon/th (Aidi-Daslin et al., 2000).
Okulasi adalah salah satu cara perbanyakan
vegetatif yang bertujuan untuk
mendapatkan sifat unggul, mempertinggi produksi dan mempersingkat
masa tanam
belum menghas~lkan(TBM) (Boerhendhy, 1990; Lasminingsih, 1990; Siag~an, 1993).
Okularii dilakukan dengan cara menempelkan tunas batang atas dari klon skala anjuran
besar pada batang bawah asal biji dari klon yang berbeda. Klon batang atas umumnya
terdiri dari klon unggul, sedang batang bawah memiliki ciri perakaran yang baik dan
tahan terhadap penyakit akar.
Pada sistirn okulasi yang melibatkan dua individu yang berbeda menyebabkan
timbulr~yainteraksi antar batang bawah dengan batang atas, interaksi ini menimbulkan
reaksi negatif disebut ketidaksesuaian atau inkompatibilitas. Lord et al. (1985)
menemukan pada kombinasi batang bawah-batang atas tanaman ape1 menunjukkan
adanya perbedaan dalam pertumbuhan, konsentrasi mineral di dam, hasil dan kualitas
buah. Alenurut Agbaria et al. (1997) penyambungan mempengamhi aktivitas enzim mtuk
pembungaan pada bunga ros yaitu nitrat reduktase clan glutamin sintetase dalam diiun.
Noda
e.l
al. (2000) melaporkan bahwa batang bawah mempengamhi konsentrasi IAA
batang atas 'Eureka' Lemon (Cltnrs llmon var 'Eureka').
Inkompatibilitas pada tanam*
karet dapat berupa pembengkakan batang di
sekitar tempat pertautan, penghambatan pertumbuhan, dan p e n m a n produksi sampai
40% (Madjid, 1974; Boehendhy, 1989). Sebaliknya, apabila terdapat kombinasi yang
sesuai, okulasi akan dapat mempercepat pertumbdaii
dh
meningkatkan produksi.
Produksi suatu klon karet pada umumnya ditentukan oleh koinponen hasil yang dimiliki
oleh klon tersebut. Komponen hasil yang selama ini digunakan adalah perkembangan lilit
batang dan tebal kulit bidang sadap yang merupakan karakter pertumbuhan dan
menentukan tingkat has11 tanaman karet (Danimihardja, 1986; Boerhendhy, 1989).
Karakttz fisiologi yang juga digunakan adalah kadar sukrosa, fosfat inorganlk (PI), tiol,
dan magnesium ( M ~ ~yang
+ ) merupakan bahan dasar dalam flembentukan lateks (Serres et
al., 198'8; Jacob et a[., 1988; D'Auzac, 2001).
Toruan-Mathius et a1 . (1999) melaporkan bahwa pola pita protein kulit batang
atas PEI 260 dan struktur anatomi batang daerah pertautan dipengaruhi oleh jenis batang
bawah yang digunakan pada okulasi karet. Mubiyanto (1983) menemukan perubahan pola
protein lateks tanaman karet pada batang tengah, perubahan yang teqadi diduga akibat
adanya kombinasi genetik klon tajuk dengan batang tengah.
Inkompatibilitas pada okulasi tanaman karet diketzhui setelah tanaman
menghasilkan (TM). Hal ini menimbulkan kemgian yang cukup besar bagi pekebun
karena diperlukan biaya untuk penanaman, pemellharaan tanaman dan areal penanaman
yang 1:ukup luas. Berdasarkan pennasalahan tersebut di atas diperlukan suatu tekmk yang
mampu mendeteksi kesesuaian batang bawah-batang atas pada sistim okulasi tanaman
karet pada fase h i (tanam muda) antara lain dengan isoenzim (Moore & Collins, 1983).
Isoenzim
adalah enzim polimorfis yang terdapat dalam suatu organisme,
mengkatalisis reaksi kimia yang sama namun berbeda berat molekul dan muatan
listriknya (Weeden & Wendel, 1989). Perbedaan suatu sistem enzim yang mengkatalisis
suatu reaksi kimia dapat dilihat melalui perbedaan pola pita apabila dipisahkan secara
elekhoforesis. Perbedaan pola pita ini berkaitan langsung dengan perbedaan susunan
asam amino dari enzim yang dianalisis.
Melalui studi pewarisan pola pita isoenzim dapat diketahui jumlah lokus dan ale1
yang mengontrol ekspresi suatu sistem enzim (Wendel & Weeden, 1989), identifikasi
varielas (Corts & Marbnez, 2000; Posvec & Griga, 2000; Elisiario el al, 1999;
Hackehberg & Kohler, 1996), ketahanan terhadap penyakit (Lebeda et al., 1999),
mem~:riksa sidik jari
(Weeden & Lamb, 1985; Estilai et al., 1990), dan mempelajari
hubulngan gen dan pewarisan sifat (Mowrey & Werner, 1990), Chaidamsari &
Darussamin (1993) juga melaporkan adanya polimorfisme isoenzim beberapa tetua dari
hasil persilangan tanaman karet.
Degani el al. (1990) mempelajari pola pita isoenzim dari okulasi kultivar mangga
dan mendapatkan pola pita isoenzim yang tidak tetap. Krisnakumar er al. (1992)
menc:mukan bahwa penggunaan batang bawah dari klon karet yang berbeda yang
diohllasikan dengan batang atas dari klon RRll 105 menyebabkan variasi yang cukup
besrtl. pa& pola pita isoenzim yang berperan penting dalam proses metabolisme.
1.2. T'ujuanPenelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari interaksi berbagai batang bawah
dengan batang atas dari klon karet yang sama berdasarkan data pertumbuhan yaitu
tebal kulit asli dan lilit batang, kandungan sukrosa, fosfat inorganik (Pi), ti01 dan
magnesium (M~'+)lateks, polimorfisme pola pita protein dan isoenzim tertentu pada
daun ~nudadan serum lateks batang atas.
1.3. ILegunaan Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai :
(1) Adanya interaksi yang positif maupun yang negatif antara batang bawah dengan
b:~tangatas pada kombinasi klon-klon karet tertentu.
(2) Kombinasi batang bawahlbatang atas pada tanaman karet yang mempunyai tingkat
kesesuaian yang lebih tinggi.
1.4. Elipotesis
(1) likuran lilit batang dan tebal M i t asli dipengaruhi oleh interaksi batang bawah
dengan batang atas
(2) Terdapat perbedaan kandungan sukrosa, fosfat inorganik pi), tiol, dan Magnesium
OM$') pada batang atas yang dikombinasikan dengan berbagai klon batang bawah
(3) Adanya protein dengan BM dm isoenzim tertenh~mengindikasikan tejadi interaksi
batang bawah dengan batang atas pada okulasi tanaman karet.
11. TlNJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Karet
Tanaman karet (Hevea brasiliensis Muell Arg.) masuk ke Indonesia lebih dari
satu abad yang lalu dan mempakan tanaman introduksi dari Brasil. Tanaman tersebut
tumbuh baik di daerah dengan rata-rata curah hujan 2000 mm/th, suhu 27 C
' dan tanah
bertekstur ringan, dengan pH 4.5. Pohon karet umumnya dapat disadap pada umur sekitar
5 tahun, yaitu setelah 60 % populasi tanaman mempunyai lilit batang 45 cm, dengan
umur produktif kurang lebih 25 tahun (Raswil, 1998).
H. brasiliensis adalah pohon yang dapat tumbuh cepat dengan batang lurus
berkay dan berkulit kayu.
Warna permukaan batangnya abu-abu dan halus atau
variasinya. Karet adalah spesies yang memiliki pertumbuhan batang tertinggi di dalam
genusnya, tingginya bisa mencapai 40 m dan mencapai umur 100 tahun. Di perkebunan
umurrlnya karet hanya mencapai ketinggian 25 m karena pertumbuhan direduksi oleh
penyadapan dan peremajaan setelah 25-35 tahun (Webster & Paardekooper, 1990).
Salah satu bagian penting pada tanaman karet adalah bagian kulit kayu, yang
merupakan tempat dilakukannya penyadapan untuk menghasilkan lateks. Struktur
anato~nikulit kayu dewasa pertama kali ditemukan oleh Bryce & Campbell tahun 1917.
Pada batang karet dewasa, bagian kayu ditutupi oleh kulit kayu yang dipisahkan oleh
lapisan tipis kambium. Bagian dalarn atau xilem terdiri dari serat kayu, trakheid dan
pembuluh yang bertanggung jawab dalam transportasi air dan numsi yang diambil dari
tanah oleh akar. Sistem perakaran karet rnemiliki akar tumggang yang kuat dan dilengkapi
dengm akar lateral yang menyebar (Webster & Paardekooper, 1990).
2.2. Cara Perbanyakan Tanaman Karet
Perbanyakan tanaman karet dilakukan secara vegetatif melalui okulasi. Klon
anjuran untuk batang bawah adalah biji dari klon-klon tertentu seperti AVROS 2037, GT
1, LCB 1320, PR 228 dan PR 300. Biji diproduksi dari pohon induk yang berumur
minin~al10 tahun dan diketahui tetuanya, memiliki daya kecarnbah dan kesegaran yang
baik serta kemurnian jenis (Siagian & Husny, 1995). Semaian klonal tersebut diokulasi
dengan mata tunas yang juga berasal dari kayu okulasi klon-klon anjuran dan hasilnya
bempa stum mata tidur dipakai sebagai bahan tanaman. Bentuk bahan tanaman karet
seperti sttun mata tidur, shun mini, slum tinggi dan tanaman polibag adalah berasal dari
hasil okulasi. Program perbanyakan dan seleksi dengan cara okulasi pada tanarnan karet
bertujuan untuk mendapatkan kombinasi genetik yang lebih bak, seperti produksi yang
tinggi, tahan penyakit, toleran terhadap kondisi lingkungan yang buruk dan
mempersingkat masa TBM (Siagian, 1993; Boerhendhy, 1990; Lasminingsih, 1990).
Metode okulasi pada tanaman karet ada tiga macam, yaitu okulasi dini, okulasi
hijau dan okulasi cokelat. Okulasi dini dilakukan pada batang tanaman karet yang
beru~nurdua sampai empat bulan, okulasi hijau pada umur empat sampai enam bulan dan
okul:~icokelat dilakukan pada umur delapan sampai sepuluh bulan. Okulasi cokelat
menlpakan okulasi yang paling banyak dilakukan (Santoso & Lubis, 1989).
2.3. Kompatibilitas-lnkompatibilitasOkulasi
Pada sistem okulasi yang melibatkan dua individu yang berbeda menyebabkan
timklulnya interaksi antara batang bawah dengan batang atas.
Pada okulasi yang
kompatibel tanaman dapat tumbuh normal dan sebaliknya terjadi pada okulasi yang tidak
korr~patibel. Gejala inkompatibilitas antara batang bawah clan batang atas mulai terlihat
pada beberapa tahapan,
dimulai sejak gagalnya okulasi hingga matinya tanaman.
Menwut Hartman et al. (1997) inkompatibilitas dapat disebabkan ketidak sesuaian
matomi, respon fisiologis yang tidak cocok antara kedua bagian tanaman, transmisi
vims atau fitoplasma dan abnormalitasjaringan vaskuler dalam pertautan
Tingkat kompatibilitas pada okulasi tanaman karet beqman sangat penting dalam
proses translokasi senyawa anorgad dari batang bawah melalui jaringan ikat pembuluh
kayu dan translokasi senyawa organik dari batang atas melalui jaringan ikat pembuluh
kulit kayu. Proses biosintesis senyawa organik dan pengangkutan unsur hara pada okulasi
karet ;rang kompatibel akan bejalan lancar. Sedangkan inkompatibilitas okulasi tanaman
karet dapat bempa pembengkakan batang di sekeliling pertautan, atau penghambatan
pemindahan air, hara, dan hasil biosintesis seperti protein dan sukrosa. lnkompatibilitas
okula:ii
ini karena struktur anatomi batang bawah dan batang atas, atau susunan
komponen biokimia dan genetik berbeda, sehingga batang yang digunakan bertindak
sebag,i individu terpisah. Keadaan ini akan menghambat laju translokasi protein dan
sukro:;a hasil biosintesis lateks pada batang karet (Boerhendhy, 1992; Toman-Matius el
al., 15199).
Prawoto et al. (1987) menemukan adanya perbedaan anatomi kulit batang pada
daerah pertautan antar okulasi yang kompatibel dengan yang inkompatibel pada tananan
kakao.
Okulasi yang kompatibel ditunjukkan dengan batas pertautan yang tidak
kelihatan, sedang okulasi yang inkompatibel ditunjukkan dengall banyaknya akumulasi
lignin pada daerah pertautan. lnkompatibilitas pada okulasi ape1 menyebabkan penyatuan
hdit kayu yang tidak mulus akibat digantinya pembuluh xilem oleh jaringan parenkhim di
daeraln pertautan (Wannund el al., 1993). Tom-Mathius el al. (1999) menemukan
bahw;3 anatomi kulit batang daerah pertautan pada kombinasi okulasi tanaman karet
PB26CIPR255 dan PB 260PR 300 terjadi penyambungan batang yang tidak mdus dan
pada claerah floem terjadi pembentukan sel batu yang lebib banyak.
lnkompatibilitas pada okulasi juga dapat menyebabkan terjadmya penunman
kandungan protein dan asam amino diseluruh organ pada okulasi tanaman peach dengan
plum (Moreno et al., 1994).
C m s o et al. (1996) juga menemukan pada kombinasi
okulasi batang bawah dari lima kultivar peach dengan Prunus perslca Lo secara nyata
mempengamhi hasil panen. Batang bawah mempengaruhi kandungan mineral (N, K, Fe
dan ZII), gula (sukrosa dan fruktosa) dan asam organik (suksinat) buah peach
Lord et al. (1985) melaporkan bahwa kombinasi batang bawah pada tanaman
'Emp~re' ape1 (Malus domestrca Borkh.) menyebabkan adanya perbedaan pertumbuhan,
konsentrasi M n di dalam dam, ukuTan buah yang tidak tetap, dan perbedaan hngkat
kmaiangan buah serta perbedaan kandungan zat yang telarut di dalam buah ape1 namun
tidak 1,erpengamh terhadap efesiensi produksi batang atas.
3.4. Protein lateks
Lateks merupakan suatu larutan koloid dari partikel karet dan bukan karet yang
tersuspensi di dalam suatu media cair. Lateks segar hemama putih susu sampai kuning
tergar~tungdari klon (varietas) tanaman karet. Selain mengandung partikel karet (Cis-1,4
- polyisoprene) lateks juga mengandung lemak 2.4 %, protein 2.2 %, glikolipidafosfolipida 1.0 % , karbohidrat 0.4 %, bahan-bahan organik 0.2 %, dan lain-lain 0.1 %
(Tanaka, 1998). Men~m~t
Oh et al. (1999) lateks segar dapat dipisahkan dengan ultra
sentrifugasi ke dalam tiga fraksi, fraksi atas berisi partikel karet, fraksi tengah yang berisi
s e m i C, dan fiaksi bawah yang berisi serum B (lutoids). Cara lain yang lebih sederhana
untuk memisahkan serum lateks adalah koagulasi lateks dengan menggunakan ass% dan
dengsin pembekuan pada suhu -20°C
cara seperti ini akan diperoleh dua fraksl, yaitu
partikel karet dan serum C. Terdapat variasi dalam jumlah protein yang terlarut dalam
ketiga. eaksi tersebut di atas. Hashim (1993) memperoleh besaran sekitar 2 % protein
dalm lateks, dimana 27 % berada di M s i atas, 25 % dalam serum B, dan 48 % dalam
serum C.
Protein merupakan senyawa organik yang berbobot molekul besar berkisar antara
beberapa ribu sampai jutaan. Protein disusun oleh banyak asam amino yang unit masingmasin~gmonomernya dihubungkan oleh tkatan peptida. Semua sel mengandung protein
yang berfungsi sebagai penyusun struktur, biokatalis, hormon, sumber energi, penyangga
racun, dan pengatur pH.
Unit-unit protein yang membentuk suatu sel organisme dapat diidentifikasi
melalui metode elektroforesis gel poliaknlamida. Unit-unit protein akan terpisah-pisah
sesuai dengan ukuran, bentuk dan besar muatanya dalam bentuk pola pita-pita protein,
banyzlknya pola pita protein yang terbentuk dan hasil elektroforesis menunjukkan jumlah
unit pembentuk suatu protein dan merupakan ciri yang khas untuk suatu genotipe tertentu,
serta dapat menunjukkan asal usul suatu organisme (Lasminingsih, 1987).
Pola pita protein hasil elektroforesis telah banyak digunakan untuk
mengidentifikasi berbagai tanaman, dan pada tanaman karet
dilakukan untuk
memlbandingkan pola pita protein lateks dari berbagai klon karet (Arreguin et al, 1988);
isola!;i, karakterisasi dan analisis fungsi Sn~allRubber Particle Protein (SSRP) (Oh et al.,
1999); identifikasi protein lateks yang dikode oleh Hev b 5 (Slater et a[., 1996);
kand~mganprotein lateks di dalam karet alam (Siler & Cornish, 1995); protein yang
berpr:ran dalam koagulasi lateks( Gidrol
el
al., 1994).
Mubiyanto (1983) menemukan perubahan pola protein lateks tanaman karet pada
batar~gtengah, pembahan yang terjadi diduga akibat adanya kombinasi genetik klon tajuk
deng,m batang tengah.
Lasminingsih (1987) menemukan bahwa pola pita protein
tananlan karet muda tidak berbeda dengan tanaman tua, sehmgga pola pita protein dapat
diguriakan untuk mengidentifikasi klon karet dalam waktu yang tepat dan relatif tidak
dipengamhi oleh umur.
Toman-Mathius et al. (1999) melaporkan pada okulasi tanaman karet
menggunakan berbagai jenis batang bawah dengan batang atas yang sama, mengakibatkan
p e ~ t ~ ~ pola
h a npita protein kulit batang atas. Pembahan pola pita protein batang atas yang
terbesar diperoleh pada kombinasj okulasi PB 260PR 255 dan PB 260PR 300.
3.5. Isoenzim
Isoenzim adalah enzim yang mempakan produk lansung dari gen, terdiri dari
berbagai molekul aktif yang mempunyai sbuktur kimia yang berbeda tetapi mengkatalisis
reakri kimia yang sama (Adam, 1983). Enzim merupakan protein biokatalisator untuk
prost:s-proses fisiologis tanaman yang pengadaan dan pengaturanya dikonirol secara
genetis.
Perbedaan suatu sistem enzim yang mengkatalis suatu reaksi dalam sel, dapat
dilih,~tmelalui perbedaan pola pita dengan metode elektroforesis gel sesudah diwamai.
Perbedaan pola pita ini berkaitan langsung dengan perbedaan bobot dan muatan listrik
asam amino penyusun enzim yang dianalisis dan susunan asam amino yang rnernbentuk
maciun-macam protein ini disandikan oleh susunan basa nukleotida dalam DNA yang
khas untuk setiap jenis enzim (Ghesquiere, 1984).
Analisis isoenzim telah diterapkan pada banyak tanaman. Isoenzim Peroksidase
(PER)
digunakan untuk mengidentifikasi kultivar
terhadap jamur (Lebeda et al., 1999).
Cucurbita pepo dan ketahanan
Isoenzim Phosphoglucomutase (PGM) dan
Isocirrare dehydrogenase (IDH) digunakan untuk mengidentifikasi varietas alfalfa dan
ditemukzn dua lokus untuk PGM dan satu lokus untuk IDH. Ketiga lokus isoenzim
tersebut ditemukan di sitosol (Corts & Martinez, 2000).
Chaidamsari & Dmssamin (1993) melaporkan adanya polimorfisme isoenzim
bebempa tetua dari hasil persilangan karet. Dan' lima macam sistim enzim yaitu Esterase
(EST>l,Alkohol Dehrdrogenase (ADH), Leusrn Amrnopeptrdase (LAP), Acrd Phospatase
(AP), dan Srkrmrc Dehrdrogenase (SK) yang diisolasi ditemukan tujuh macam lokus gen
dari klon tetuanya yaitu ADH, SK, LAP-1, LAP-2, AP, EST-4 dan EST-5, sedangkan dari
empat macam sistim enzim yaitu EST, AP, LAP dan ADH, dari ortet hail persilangannya
ditemllkan enam lokus gen yang semuanya polimorfik yaitu; ADH, AP, LAP-I, LAP-2,
EST4, EST-5, yang bertumt-turut mempunyai 4,3,2,5,2 dan 3 alel.
Analisis isoenzim dapat juga digunakan untuk mengetahui kesesua~an antara
batan;: bawah-batang atas yang digunakan pada okulasi.
Degani et al. (1990)
mempelajari pola pita isoenzim dari Akonitase, Isositrat Dehidrogenase, Leusin
Amin~~peptidasedan Glukosa Fosfat Isomerase pada okulasi kultivar mangga, dan
mendapatkan pola pita isoenzim yang tidak tetap pada setiap perbedaan genomik dari
batan;; atas-batang bawah pada tanaman mangga.
Krisbnakumar el al. (1992) meneliti 22 ekstrak tunas tanaman karet klon RRII
105 untuk mempelajari polimorfisme isoenzim untuk menetapkan kesesuaian batang atasbatan;: bawah. Dari penelitian ini dihasilkan variasi dari pola pita isoenzim Aspartut
Aminotran.~f'era.ve(AAT), 1,eusin Aminopeptidase (LAP), Acid I'ho.sphu/ase (ACP),
Alkalrnc i'hhospho/a.ve (ALP) dan Cilucose I'hosphate Isomerase (GPI). lsozim ini sangat
pentir~gperanannya di dalam proses metabolisme tanaman
Elektroforesis adalah suatu cara pemisahan dalam suatu lamtan atas dasar proses
perpir~dahanpartikel-partikel bermuatan karena pengaruh medan listrik. Molekul-moleln~l
biologis yang bermuatan listrik, di dalam lamtan akan bergerak ke arah elektroda yang
polaritasnya berlawanan dengan muatan molekul.
Metode ini akan memisahkan
nukleotida berbeda dan tiap protein (enzim) yang dianalisis ke dalam pola pita yang
dapat dilihat melalui pewamaan. Pola pita tersebut adalah hasil reaksi enzimatik dari
substrat dengan enzim yang diamati. Perbedaan jarak migrasi pada pita-pita merupakan
wujud dari perbedaan muatan dan bentuk molekul enzim.
Struktur isoenzim tersusun dari asam-asam amino yang mengandung gugus
karb~~rsil
dan gugus amino tertentu.
Urutan asam amino yang berbeda dari suatu
polipeptida ditentukan oleh susunan nukleotida atau gen yang berbeda. Dengan demikian
hasil tdektroforesis isoenzim suatu tanaman dapat digunakan untuk menganalisis gen itu
sendiri (Simpson & Withers, 1986).
Menurut Pasteur 62 Pasteur (1987) ada dua teknik elektroforesis yang digunakan
untuk menganalisis isoenzim yaitu poliakrilamida ( N,N'-metilena-bis akrilamida) dan gel
pati. Gel poliakrilamida diperoleh dengan polimerisasi akrilamida (20% - 40%) dengan
agen i m g k a t silang seperb metilen bis-akrilamida (3%) dan amonium per sulfat (0.2 0.4%) sebagai katalisnya. Untuk mengawali terjadinya proses polimerisasi diperlukan
0.23%)tetrametil-etilenadiamine(TEMED) sebagai katalis.
Pada gel pati molekul-molekul protein yang bermuatan negatif dan positif karena
sifat amfoterik akan bergerak ke arah elektroda yang polaritasnya berbeda. Namun pada
gel pc~liakrilamida,konstitusi asam amino yang bermuatan positif dapat dirubah menjadi
negatif dengan bantuan Sodium Ilodecyl Suffat (SDS) dan larutan bufer vang bersifat
basa sehingga seluruhnya bermigrasi ke kutub positip medan listrik (Sambrook er al.,
1989)
Dalam analisis protein, gel poliakrilamida mempunyai keunggulan dibandingkan
dengal bahan lain karena substansinya yang bersifat stabil dan tidak bebas dalam medan
listik. porositasnya seragam dan transparan. Di samping itu pita yang terbentuk oleh
protein dengan berat molekul besar leblh tajam dan juga menguntungkan dalam
penye'diaan matriks yang tidak bermuatan yang diperlukan pada pemisahan campuran
molekul atas dasar ukuran molekul dan perbedaan mobilitas. Kekurangan sistem gel ini
jika dibandingkan dengan pati antara lain adalah sifat racun, tingkat viskositasnya, dan
jumlah ekstrak yang mampu dipisahkan.
Feret & Bergman (1976) mengemukakan untuk mencapai pemisahan yang
optimim, protein dan enzim membutuhkan sistem penyangga khusus. Ini disebabkan
karenii sifat molekul protein selama pemisahan gel tergantung pada nilai pH, kekuatan ion
dan tipe penyangganya. Sistem penyangga berfungsi untuk mempertahankan pH dalam
bejani~ dan dalam gel akrilamida agar selalu stabil, clan sebagai elektrolit pembawa arus
listrik Pada umwnnya sistem penyangga terdiri dari dua bagian yaitu penyangga
elektmsda dan penyangga gel.
Pada elekroforesis suatu sampel tanaman akan terpisah berbagai macam isoenzim
yang dimiliki tanaman tersebut. U n t ~ kmendapatkan pola pita dari isoenzim yang
dikehendaki, ditentukan oleh pewarnaan yang dilakukan. Setiap isoenzim memiliki
komp~~sisi
bahan kimia pewarna tersendiri.
111. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratoriwn Biomolekuler clan Immunologi,
Unit l?enelitian Bioteknologi Perkebunan (UPBP) Jalan Taman Kencana No. I Bogor,
kebun Percobaan Ciomas milik UPBP di Bogor, dan kebun Percobaan Balai Penelitian
Sembsawa, Palembang. Penelitian dilakukan mulai bulan Januari
2001 hngga
November 2001.
2.2. Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitu :
1. Analisis agronomi dan fisiologi berbagai kombinasi okulasi tanaman karet
2. Analisis SDS-PAGE protein dan isoenzim berbagai kombinasi okulasi tanaman karet
Bahan dan metode percobaan tersebut diurakan secara lengkap pada masingmasirkg percobaan.
Alur keja dari penelitian analisis kesesuaian batang atas dengan
batang bawah pada okulasi tanaman karet disajikan pada Gambar 1.
Berbagai
kombinasi okulasi
tanaman karet
Anahsls agronoml dan fis~olog~
berbaga komblnasi okulas~
tanaman karet
a
Analisis Fisiologi
Analis~sSDS-PAGE protern dan
lsoenzlm berbaga kombrnas~okulasl
tanaman karet
a
Optimalisasi analisis
Optimalisasi analisis
isoenzim
Pengukuran konsentrasi
protein dalam serum
lateks
(kontinu/diskontinu)
Jenis enzim yang
digunakan
A malisis Agronomi
Elektroforesis SDSPAGE
Elektroforesis lsoenzim
Tebal kulit as11
m latek batang atas
tanaman karet yang
dkombrnaslkrm dengan
berbaga~jenls batang bawah
lateks batang atas tanaman
karet yang d~kombmaskan
dengan berbagm jems
batang bawah
Magnesium
s
Analisis interaksi batang bawah dan batang atas serta klonklon yang mempunyai tingkat kesesuaian yang tinggi
Gambar 1. Bagan alir prosed~upenelitian
IV. ANALISIS AGRONOMI DAN FISIOLOGI
PADA BERBAGAI KOMBINASI
OKULASI TANAMAN KARET
IV. 1. Pendahuluan
Perbanyakan tanaman karet sampai saat ini yang dlanggap paling berhasil dan
telah dilakukan secara besar-besaran adalah dengan sistem okulasi. Batang atas bempa
mata tunas dari klon yang dianjurkan, sedangkan batang bawah berupa semaian dari biji
suatu klon karet yang dianjurkan untuk batang bawah. Pertumbuhan dan hasil karet yang
diokulasi bergantung pada tingkat kompatibilitas antara batang bawah dan batang atas.
Inko~npatibilitasantara batang bawah dan batang atas dapat menyebabkan terhambatnya
pertumbuhan dan menurunnya produksi.
Sebaliknya bila terdapat kombinasi yang
kompatibel, okulasi akan dapat mempercepat pemunbuhan dan meningkatkan produksi.
Dalam okulasi, kompatibilitas antara jaringan batang bawah dan batang atas
mem,tgang peran penting. Agar pengaliran lateks dapat bejalan lancar, maka pembuluh
lateks batang bawah dan batang atas harus bertautan dengan baik dan mempakan kesatuan
yang harmonis. Kompatibilitas ini ditunjukkan mulai dari keberhasilan okulasi sampai
karakter agmnomi, fisiologi, dan ada juga yang bersifat morfologi. Menurut Sagay &
Omalrhafe (1997) keberhasilan okulasi akibat kesesuaian batang atas dan batang bawah
bewariasi dari 55 sampai 90 persen. Madjid (1974) mengemukakan bahwa okulasi
tanaman karet yang inkompatibel dapat menurunkan produksi sampai 40%. Sedang
inkornpatibilitas baru dapat diketahui setelah tanaman menghasilkan (TM).
Pengujian kesesuaian ini umumnya memerlukan waktu yang lama, tetapi sebagai
tahap awal dapat didekati dengan melakukan analisis fisiologi dan agronomi. Ukuran lilit
batang merupakan salah satu karakter agronomi yang dapat digunakan untuk
mengindikasikan kesesuaian batang atas dengan batang bawah pada sistem okulasi
(Na~litupulu,1992; Kuswanhadi, 1992). Seperti halnya lilit batang, tebal M i t batang juga
mmpakan salah satu tolak uku~untuk memilih klon yang baik karena menunjukkan
korelasi yang tinggi dengan produksi (Boerhendhy, 1990).
Produksi lateks yang diperoleh dari basil penyadapan ditentukan antara lain oleh
lamanya aliran dan kecepatan biosintesis lateks. Sedangkan biosintesis lateks ditentukan
oleh ketersediaan bahan dasar pembentt~klateks berupa sukrosa dan oleh aktivitas enzim
yang berperan secara langsung. Lacrotte et al. (1988) menyatakan pasokan sukrosa ke
pembu~luhlateks merupakan faktor utama potensi produksi suatu klon
Kandungan sukrosa yang tinggi menunjukkan adanya influks yang cukup baik
dalarn sel pembuluh lateks. Kandungan fosfat inorganik (Pi) yang tinggi mencerminkan
metabolisme yang aktif, karena Pi berfungsi sebagai senyawa fosforilasi dan sebagai
komponen pembentuk energi. Kandungan ti01 dalam lateks dapat mencerminkan fungsi
ganda yaitu aliran lateks dan metabolisme lateks (Jacob et al., 1998). Sedangkan M$
berpt:ran dalam pengendalian reaksi enzimatis yaitu befingsi sebagai kofaktor pada
proses pembentukan molekul karet (Raswil, 1998).
Penelitian mengenai mekanisme kompatibilitas ataupun inkompatibilitas
terhadap klon-klon anjuran hasil okulasi tanaman karet belum banyak dilakukan.
Berdasarkan pennasalahan yang dikemukakan di atas penelitian ini bertujuan untuk
mempelajari interaksi berbagai jenis batang bawah terhadap batang atas okulasi tanaman
karet berdasarkan karakter aFonomi yaitu lilit batang dan tebal kulit asli dan karakter
fisiologi yaitu kandungan st~krosa,fosfat inorganik (Pi), tiol dan M?.
1V.2. Bahan dan Metode
Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Biomolekul dan Imunologi, Unit
Penelitian Bioteknologi Perkebunan (UPBP), Bogor. Kebun percobaan milk UPBP
Ciontas, Bogor dan kebun percobaan Balai Penelitian Sembawa, Pelembang.
IV.2.1. Bahan tanaman
Bahan tanaman karet yang digunakan adalah okulasi berumur 66 bulan yang
dipelihara di kebun percobaan Unit Penelitian Biotelcnologi Perkebunan (UF'BP),
Bogor,
dan I3alai penelitian Sembawa (Tabel Lampiran 1). Kombinasi batang atashatang bawah
pertanaman yang berasal dari kebun percobaan Ciomas, UPBP di Bogor adalah 8
kombinasi sebagai berikut : PB 2601PB 255, PB260lBPM 1, PB260PR 300, PB260lLCB
1320, PB260lAVROS 2037, PB260lGT1, dan PB260/RRIM 712 dan GTlIGT1 sebagai
konb.01. Sedangkan tanaman karet yang dipelihara di kebun percobaan Balai Penelitian
Sembawa, Palembang dengan kombinasi batang atashatang bawah adalah sebagai berikut
: bat;mg atas BPM 1, BPM 24, RRIC 100, dan RRIC 102 dikombinasikan dengan batang
bawah BPM 1, BPM 24, RRIC 100, RRIC 101, RRIC 102, dan RRIC 110 (24 kombinasi).
Kombinasi batang atashatang bawah dari okulasi klon tanaman karet yang sama
digur~akansebagai kontrol.
1V.2.2. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan
Acak Kelompok (RAK) dengan tiga kelompok. Dimana kombinasi klon
sebagai
perlakuan dan peubah-peubah yang diukur adalah kadar sukrosa, fosfat inorganik, tiol dan
rnagr~esiumyang dianalisis dari serum lateks batang atas tanaman karet.
Pada analisis fisiologi, semn lateks diekstraksi menggunakan Trichloro Acetic
Acid (TCA) 2.5%
(IRRDB, 1993). Unhk memisahkan partikel karet dari serum
dilahkan dengan caTa sebanyak 1 ml lateks segar hcampur dengan 9 ml TCA 2.5 % di
dalan~botol film. Gumpalan partikel karet dikeluarkan dari botol film dan larutan serum
' untuk digunakan
disaring dengan kertas Whatman kemudian disimpan pada suhu 4 C
pada analisis selanjutnya.
Penentuan kadar sukrosa.
Kadar sukrosa dianalisis berdasarkan metode
Dische (1962). Ke dalam 5 pl contoh senun lateks ditambahkan TCA 2.5% hingga
volunne total 500 p1, kemudian direaksikan dengan 3 ml pereaksi antron (&So4 70%,
dan 0.1 g anhon) dan divortek. Campuran tersebut dipanaskan pada suhu 100 "C selama
15 menit untuk menghasilkan derifatif furfural yang berwama hijau. Selanjutnya kadar
sukrosa ditetapkan dengan spehofotometer pada panjang gelombang h 627 nm.
Penentuan kadar fosfat inorganik (Pi).
Kadar Pi dianalisis berdasarkan
metotle Taussky dan Shon (1953). Ke dalam 0.3 ml contoh serum lateks ditambahkan
TCA 2.5% hingga volume 1.5 ml, kemudian direaksikan dengan 1 ml perekasi campuran
1 g FeS04, 2 ml lan~tan stok molibdat, ditera dengan akuades hingga 18 ml, dan
didia~mkan10 menit pada suhu kamar agar menghasilkan kompleks Pi-molibdat yang
berwma bim. Kadar Pi ditetapkan dengan spehofotometer pada panjang gelombang h
750 rim.
Penentuan kadar tiol. Kadar tiol dianalisis berdasarkan metode McMullen
(1 960). Ke dalam 1.5 ml contoh serum lateks ditambahkan 75 pl pereaksi asam di-tiobisnitrobensoat (DTNB) 10 mM (79.3 mg DTNB, 148.8 mg EDTA, 6.25 ml Tris 0.5 M, dan
5 ml akuades) dan 1.5 ml bufer Tris 0.5 M kemudian divortek sampai dihasilkan tionitrobensoat (TNB) yang berwama kuning. Campuran didiamkan pada suhu kamar
selama 30 menit, kemudian kadar ti01 ditetapkan dengan spektrofotometer pada panjang
gelombang h 412 nm.
Penentuan kadar Magnesium
( ~ fPengukuran
i.
kadar M$
dilakukan
dengan menggunakan metode Jones dan Benton (1984). Kedalam 1 ml contoh serum
lateks ditambahkan 9 ml HzO, kemudian diambil sebanyak 2 ml contoh dan ditambahkan
2 ml larutan lantan (111) khlorida 4000 ppm (2.675 gl250 ml + 5 tetes HC1 pa) clan
divoriek. Kadar M$
ditetapkan dengan menggunakan alat spektroskopi serapan atom
(SSA:).
IV.2.3. Analisis Data
Untuk menetapkan pengaruh perlakuan yakni kombinasi antara batang atas dan
batan,g bawah tanaman karet, maka data hasil pengukuran ditransformaskan terlebh
dahulu, dalam bentuk tansfonnasi aka untuk sukrosa dan transfonnasi logaritma untuk
Pi, Ti01 dan M$'.
Data hasil pengukuran dianalisis sidik ragarn dan uji beda Duncan
dengitn menggunakan program Statistical Analysis System (SAS) versi 6.12 (SAS User S
Guide: 1990).
Data karakter agronomi yang dianalisis dalam tulisan ini adalah data sekunder
yang diperoleh dari Bapak Boerhendhy (komunikasi pribadi, 2001).
Data sekunder
karakter agronomi tersebut adalah data lilit batang dan tebal kulit asli untuk tanaman karet
yang dipelihara di kebum percobaan Balai Penelitian Sembawa, Palembang, diperoleh
dalarr~benttlk rataan dari tiga ulangan sehingga tidak bisa dianalisis secara statistik.
Adaplun metode pengukuran kedila karakter agronomi tersebut adalah sebagai berikut
(Boerhendhy, kornunikasi pribadi, 2001) :
Pengukuran lilit batang (em). Pengukuran lilit batang dllakukan pada
ketinggian 100 crn dari permukaan okulasi (dpo).
Pengukuran tebal kulit asli (mm). Kulit tanaman karet diambil pada
ketinggian 100 cm dari permukaan okulasi (dpo), kemudian diukur tebalnya.
Untuk menetapkan perbedaan dan persamaan di antara kombinasi dan di
dalan~kombinasi okulasi itu sendiri serta kesesuaian kombinasi berdasarkan peubah
agronomi dan fisiologi maka dilakukan analisis gerombol.
Seluruh proses
pengt:rombolan dilakukan dengan menggunakan program Statistical Analysis System
(SAS) versi 6.12 (SAS User's Guide, 1990).
IV.3. Hasil dan Pembahasan
IV.3.1. Analisis Karakter Agronomi dan Fisiologis
IV.3.1.1. Bahan tanaman asal Sembawa
Rataan lilit batang dan tebal kulit asli serta kandungan sukrosa, Pi, tiol dan
M ~ dari
~ +lateks batang atas yang dikombinasikan dengan berbagai jenis batang
bawah tanaman karet asal kebun Sembawa disajikan pada Tabel 1. Secara mum
klon BPMl sebagai batang atas dan RRIC102 sebagai batang bawah menghasilkan nilai
rataan lilit batang tertinggi apabila dibandingkan dengan klon RRICIOO dan BPM24.
Sedangkan untuk tebal kulit asli yang tertinggi dihasilkan dari klon RRICIOO sebagai
batang atas dan klon BPMl sebagai batang bawah.
Dan seluruh kombinasi okulasi yang diuji ternyata BPMI RRIC 101,
BPM24lBPM1, RRIC100RRIC100, dan RRIC102/RRIC10 1 memiliki nilai rataan
lilit batang terbesar. Sedangkan tebal kulit asli terbesar diperoleh dari kombinasi
BPM l/
DAN BATANG ATAS PADA OKULASI
TANAMAN KARET
OLEH:
LIZAWAT I
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
Liavrati. Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas Pada Okulasi Tanaman
Karet. Dibimbing oleh Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc dan Dr. Nurita ToruanMathius, MS. APU.
Salah satu masalah dalam sistem okulasi pada tanaman karet adalah
inkon~patibilitasantara batang bawah dengan batang atas, yang baru dapat dideteksi
bebempa tahun setelah tanaman menghasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk
mempelajari interaksi berbagai batang bawah dengan batang atas dari klon karet yang
sama berdasarkan data pertumbuhan yaitu tebal kulit asli dan lilit batang, kandungan
sukrosa, fosfat inorganik (Pi), tiol dan magnesium ( M ~ ~ 'lateks,
)
polimorfisme pola
pita protein dan isoenzim tertentu pada daunlserum lateks batang atas.
Penelitian terdiri dari dua percobaan yang berkaitan yaitu: (1) Analisis
fisiologi clan agronomi, serta (2) Analisis SDS-PAGE protein dan isoenzim. Bahan
tanantan yang digunakan berurnur 66 bulan dengan kombinasi batang atasibatang
bawah asal kebun Sembawa, Palembang adalah BPM1, BPM24, RRIC100, dan
RRIC102 dikombinasikan dengan batang bawah BPM1, BPM24, RRIC100,
RRIC101, RRIC102, dan RRICllO. Sedangkan asal Ciomas, Bogor adalah PB260
yang dikombinasikan dengan batang bawah PR255, BPMI, PR300, RRIM712,
AVRlOS2037, dan GTlIGT1. Percobaan dilaksanakan dengan Rancangan acak
kelonlpok yang diulang tiga kali.
Teqadi interaksi yang berbeda antara berbagai batang bawah dengan batang
atas tiari klon yang sama yang ditunjukkan oleh respon kandungan Sukrosa, Pi, ti01
dan ivl$+ lateks yang bewariasi pada seluruh kombinasi yang diuji. Terbentuknya
atau l~ilangnyaprotein dengan BM 24 - 50 kDa merupakan indikasi adanya interaksi
berba.gai batang bawah terhadap batang atas dari klon yang sama. Isoenzim AP dapat
digur~akanuntuk menetapkan ketidak sesuaian batang bawah terhadap batang atas dari
klon-klon tertentu. Pada urnumnya tidak teqadi perubahan pengelompokkan
berdalsarkan kesamaan pola pita protein dan isoenzim lateks batang atas dari klon yang
sama apabila dlokulasikan pada berbagai klon batang bawah. Kombinasi okulasi yang
menmjukkan adanya ketidak sesuaian antara batang
bawah dengan batang atas
adalah RRIC1001RRIC 110, BPM24RRICIOI dan PB260PR255.
Kombinasi
okulslsi yang dianggap cukup kompatibel adalah RRIC102RRIC101 dan PB260lGTl.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :
Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas Pada Okulasi
Tanaman Karet.
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah
dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah
dinyatakan secara jelas clan dapat diperiksa kebenarannya.
ANALISIS INTERAKSI BATANG BAWAH
DAN BATANG ATAS PADA OKULASI
TANAMAN KARET
LIZAWAT I
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program studi Bioteknologi
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judi~lTesis
:Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas
Pada Okulasi Tanamau Karet
Nama
:Lizawati
NRF'
: 99620
Program Studi
:Bioteknologi
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc
Ketua
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi Bioteknologi
-
Tanglgal Lulus : 26 April 2002
rogram Pascasarjana
Penulis dilahirkan d~ Desa Kotomajidin Kabupaten Kerinci Propinsi Jambi
pada tanggal 5 Desember 1970 anak bungsu dari empat bersaudara pasangan
Ibundii Hj. Azizah dan Ayahanda Drs.H. M.Rusli.
Penulis menyelesaikan pendidikan Dasar tahun 1984, Sekolah Lanjutan
Pertarna tahun 1987 dan sekolah Lanjutan Atas tahun 1990. Pada tahun 1995 penulis
memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Jurusan Agronomi Universitas Jambi. Dan
pada tahun 1995 tersebut penulis diterima sebagai staf pengajar tetap di Jurusan
Agror~omiFakultas Pertanian Universitas Jambi. Pada tahun 1999 penulis mendapat
keserr~patmuntuk melanjutkan pendidikan Pascasarjana (S2) di lnstitut Pertanian
Bogo~;Program studi Bioteknologi dengan beasiswa dari Departemen Pendidikan Dan
Kebutlayaan melalui program Bantuan Pendidikan Pascasajana (BPPS).
Pada tahun 1995 Penulis menikah dengan Ir. Zainuddin dan saat ini telah
dikantnia seorang anak laki-laki bemama Puja Ahmad Habibi yang berumur 6 tahun.
P'RAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Alloh SWT, atas limpahan rahmat dan hidayahNya,
sehing,ga tesis yang bejudul Analisis Interaksi Batang Bawah dan Batang Atas
Pads (DkulasiTanaman Karet dapat diselesrukan.
Terima kasih diucapkan kepada Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc dan Dr.
Nurita Toruan-Matius. MS. APU selaku pembimbing, atas arahan dan dorongan
melalui diskusi yang sangat berguna dalam menambah serta memperluas wawasan
untuk menyelesaikan penelitian serta penulisan tesis. Keberhasilan dalam
menyt:lesaikan tesis ini tidak lepas dari bantuan dan biaya beasiswa BPPS dan Proyek
penelitian APBN a.n. Dr. Nurita Toruan-Mathius MS. APU. Untuk itu penulis
menglcapkan terima kasih atas dana beasiswa dan dana penelitian yang telah
diberikan. Ucapan yang sama juga penulis sampaikan kepada Ketua Program studi
Bioteknologi beserta staf atas kepercayaan dan kesediaannya memberikan ilmu serta
mem~erluaswawasan penulis, Direktur Program Pascasaqana IPB beserta staf atas
pelayanan selama penulis menempuh pendidikan, Rektor Universitas Jambi yang
telah lnemberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan,
Terima kasih juga diucapkan kepada kepala Unit Penelitian Bioteknologi
Perkebunaan, Bogor beserta staf yang telah memberi izin serta fasilitas tempat
pene1:itian; Bapak Ir.Island Boerhendhy, MS atas bantuannya dalam koleksi data dan
bahm, tanaman untuk penelitian di kebun percobaan milik Balai Penelitian Sembawa.
Bapak Tolhas Hutabarat, BSc-Dipl.Kim atas arahan yang berharga, Bapak Suhartono,
Mbak Nani, Dra. Ummi Djulaika, Sumaryadi, Sudrajad, Dra. Nurhaimi-Haris MSi
atas t~antuandan kejasamanya yang sangat besar artinya; dan kepada semua teman
Program Bioteknologi angkatan 99, rekan-rekan IMPASJA dan khusus kepada lsroi,
Yulfita Fami, Andi Wijanarko dan Dirvamena Boer terima kasih telah banyak
meml~antu.
Terima kasih yang utama kepada suami tercinta dan anakku tersayang Puja
Ahmad Habibi yang telah mengiklaskan dan mendo'akan selalu, serta terima kasih
kepatla Ibu dan Bapak serta mertua dan saudara-saudaraku yang telah memberikan
do'a dan kasih sayang yang selalu menyertai untuk menyelesaikaan studi, semoga
Alloti SWT melimpahkan balasan yang berlipat ganda.
Akhimya saya berharap semoga tulisan ini dapat memberikan informmi yang
bermanfaat bagi kemaajuan ilmu pengetahuan khususnya tentang tanman karet.
Bogor,
April 2002
DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
viii
...
I . PENDAHULUAN.....................................................................................
Latar Belakang.....................................................................................
..
Tujuan Penellban ................................................................................
..
Kegunaan Penelltian ...........................................................................
Hipotesis ..........................................................................................
1
1
4
4
4
I1. TlNJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Tanaman Karet ......................... .
.
....................................................
Cara Perbanyakan Tanaman Kar
Kompatibilitas-Inkompatibilitas
.............................................
Protein Lateks ....................................................................................
lsoenzim ...........................................................................................
Elektroforesis ...................................................................................
5
5
6
6
8
10
12
111. METODE PENELITIAN .......................................................................
Tempat dm Waktu
Penelitian ............................................................
..
Tahapan Penelit~an ............................................................................
14
14
14
IV . PtNALISIS AGRONOMI DAN FISIOLOGI PADA BERBAGAI
C)KULASI TANAMAN KARET .....................................................
Pendahuluan ......................................................................................
Bahan dan Metode .............................................................................
Hasil dan Pembahasan .......................................................................
Kesimpulan dan Saran........................................................................
16
18
21
32
IV. ANALISIS SDS-PAGE PROTEIN DAN ISOENZIM PADA
ElERBAGAI OKULASl TANAMAN KARET .....................................
Pendahuluan
Bahan dan Metode ............................................................................
Hasil dan Pembahasan .....................................................................
Kesimpulan dan Saran.......................................................................
34
34
36
41
58
V. F'EMBAHASAN UMUM ......................................................................
61
KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................
68
DAF'TAR PUSTAKA ...................................................................................
70
DAFTAR TABEL
Halaman
No
Teks
1
Rata-tara lilit batang dan tebal kulit asli serta kandungan sukrosa,
PI, tiol, dan M$' dan lateks batang atas tanarnan karet yang
dikombinasikan dengan berbagai jenisbatang bawah tanaman
kiuet asal kebun Sembawa .............................................................................
22
R.ata-rata kandungan sukrosa, Pi, tiol, dan M~'+dari batang atas
tanaman karet asal Ciomas yang dikombinasikan dengan berbagai
. .
jc:nis batang bawah ....................................................................................
23
Rataan di dalam setiap gerombol untuk semua parameter kuantitatif
diui 24 kombinasi klon karet asal Sembawa ............................................
26
2
3
4 Rataan di dalam setiap gerombol untuk semua parameter kuantitatif
dari delapan kombinasi klon karet asal Ciomas .....................................
5
K'mbinasi okulasi yang menyebabkan tejadinya polimorfisme
pada pola pita isoenzim Esterase dan Asam Fosfat ........................................
27
48
DAFTAR GAMBAR
No
Teks
Halaman
..
I
Bagan alair prosedur penelltlan .................................................................
2
Dendrogram dari dua puluh empat kombinasi klon
karet asal Sembawa ................................. .... .......
15
3
D~:ndrogramdari delapan kombinasi klon karet asal Ciomas ....................
27
4
Elektroforegram protein lateks dari hasil ekstmksi dengan cara
(A,) pembekuan -20 % (lajur 1 & 3) dan sentrifugasi
(Iajur 2 & 4). (B) pembekuan -20 "C (lajur 2 & 4) dan
asam asetat (lajur 1 & 3). Pengujian tersebut menggunakan
lateks tanaman karet klon PB260 dan PR300 ...........................................
42
Elektroforegram protein lateks batang atas tanaman karet
klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100, (D) RRIC 102
yang dikombinasikan dengan enam klon batang bawah, yaitu;
(1)BPM 1, (2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101, (5) RRIC 102,
(6) RRlC 110, dan (M) Standar protein. ......................................................
44
Elektroforegram protein lateks batang atas tanaman karet klon PB 260
dikombinasikan dengan 7 klon batang bawah, yaitu ( I ) PR 255,
(Z!) BPM 1, (3) PR 300, (4) GT 1, (M) standar protein,
(5) AVROS 2037, (6) LCB 1320, (7) RRIM 712, dan GTIIGTI .................
44
Elektroforegram isoenzim esterase lateks batang atas tanaman karet
klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100, dan (D) RRIC102
dikombinasi dengan enam klon batang bawah, yaitu ( I ) BPM 1,
(2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101, (5) RRIC 102, dan
(6:1 RRIC 110.................................................................................................
49
Elektroforegram isoenzim Asam Fosfat lateks batang atas
tanaman karet klon (A) BPM 1, (B) BPM 24, (C) RRIC 100,
dam (D) RRIC102 dikombinasi dengan enam klon batang bawah, yaitu :
( I) BPM 1. (2) BPM 24, (3) RRIC 100, (4) RRIC 101. (5) RRIC 102,
(2) dan (6) RRlC 110...................................................................................
49
5
6
7
8
9
Elektroforegram isoenzim (A) Esterase, (B) Asam Fosfat, (C) Malat
D~~hidrogenase,
dan (D) Sikimit Dehidrogenase dari daun
brltang atas klon PB 260, yang dikombinasi dengan tujuh klon
bzltang bawah, yaitu (I) PR 255, (2) BPM 1, (3) PR 300,
(4'1LCB 1320, (5) AVROS 2037, (6) GT 1 (kontrol), (7) RRIM 71 2,
dan (8) GT IIGT 1 (kontrol)...................
............
........................................
10 E:lektroforegram isoenzim (A) Esterase, (B) Asam Fosfat, (C) Malat
Dehidrogenase dan (D) Sikimit Dehidrogenase dari lateks
biltang atas Mon PB 260, yang dikombinasi dengan tujuh
klon batang bawah, yaitu (I) PR 255, (2) BPM 1, (3) PR 300,
(4) LCB 1320, (5) ALTOS 2037, (6) GT 1 (kontrol), (7) RRIM 712,
dan (8) GT l/GT 1 (kontrol)........................................................................
11 Dendrogram 24 kombinasi okulasi tanaman karet asal
S~:mbawaberdasarkan analisis (A) SDS-PAGE protein, (B) analisis
isoenzim dan (C) gabungan analisis SDS-PAGE protein dan
12 Dendrogran delapan kombinasi okttlasi tanaman karet asal
C:iomas berdasarkan analisis (A) SDS-PAGE protein,
(15) isoenzim dam, (C) isoenzim lateks, dan (D) gabungan
SDS-PAGE protein dan isoenzim daudateks ....................
51
51
DAFTAR LAMPIRAN
No
Teks
karet dan tetuanya, yang digunakan
1. Dafiar klon tanaman
..
dsilam peneht~an.......................................................................................
2
Halaman
77
Hisit analisis sidik ragam untuk sukrosa, Pi, tiol, dan
~ g ' + dan batang atas klon BPM1, BPM24, RRIC100, dan
FUUC
. . 102 asal Sembawa yang dkombinasikan dengan bebempa
je;nls batang bawah ......................................................................................
77
3 Hasil analisis sidlk ragam unttk sukrosa, Pi, tiol, dan Mg'dan
ba~mgatas klon PB 260 asal Ciomas yang dikombinasikan
dalgan beberapa jenis batang bawah .......................................
4 Pembuatan gel poliakrilamida dengan menggunakan metode
di!ikontinyu (Lebrun & Chevallier, 1988) ....................
.
.......................
78
5 Komposisi larutan pewarna isoenzim ......................................................
79
I
6 Bt:rat molekul protein lateks batang atas klon BPMI, BPM24,
RlUC100, dan RRIC102 yang dikombinasikan dengan berbagai
kllsn batang bawah ..........................................................................
7. Bt:rat molekul protein lateks batang atas klon PB 260 yang
di'kombinasikan dengan berbagai klon batang bawah ..............................
81
8 Skor pita polimortik isoenzim lateks batang atas klon BPM1,
BPM24, RRIC100, dan RRIClO2 dengan sistem enzim
EST dan AP.............................................................................................
81
7 Skor
polimorfik isenzim daun dan lateks batang atas
klon PB260 dengan sistem enzim EST, AP, MDH dan SKD ...................
82
10 Mahik SDS-PAGE protein klon karet asal kebun Sembawa ...................
83
I I Matrik isoenzim lateks klon karet asal kebun Sembawa...........................
84
12 Miabik gabungan SDS-PAGE protein dan isoenzim lateks
klon karet asal kebun Sembawa ................................................................
85
13 h4amk SDS-PAGE protein dan isoenzim daunllateks kombinasi okulasi
timaman karet asal Ciomas ......................................................................
86
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman karet (Havea brasiliensis Muell Agr) merupakan penghasil devisa
negara di luar minyak dan gas bumi dengan luas total areal perkebunan sekitar 3.7 juta
hektar, dimana 85 % (3.2 juta hektar) merupakan perkebunan rakyat, sisanya perkebunan
negara dan swasta (Drjenbun, 2000).
Pada saat ini Indonesia merupakan negara
eksportir karet dam terbesar kedrm di dunia setelah Thailand, sedangkan posisi ketiga
diduduki negara Malaysia (IRSG, 1999).
Dalam perluasan areal dan peremajaan kebun-kebun tua, klon-klon karet yang
mempr~nyaiproduktivitas lebih tinggi dari klon sebelumnya sudah digunakan. Namun
demlkian usaha untuk mendapatkan klon unggul baru yang lebih baik lagi masih tetap
dilakukan, mengingat potensi produksi karet kering per hektar per tahun belum tercapai.
Karet rakyat hanya mencapai produksi rata-rata 413 kgihdth, sedangkan perkebunan
besar 833 kgihdth. Angka ini masih jauh di bawah potensi produksi klon yang dapat
mencapai 3000 kgihdth atau sekitar 7.5 kg/pohon/th (Aidi-Daslin et al., 2000).
Okulasi adalah salah satu cara perbanyakan
vegetatif yang bertujuan untuk
mendapatkan sifat unggul, mempertinggi produksi dan mempersingkat
masa tanam
belum menghas~lkan(TBM) (Boerhendhy, 1990; Lasminingsih, 1990; Siag~an, 1993).
Okularii dilakukan dengan cara menempelkan tunas batang atas dari klon skala anjuran
besar pada batang bawah asal biji dari klon yang berbeda. Klon batang atas umumnya
terdiri dari klon unggul, sedang batang bawah memiliki ciri perakaran yang baik dan
tahan terhadap penyakit akar.
Pada sistirn okulasi yang melibatkan dua individu yang berbeda menyebabkan
timbulr~yainteraksi antar batang bawah dengan batang atas, interaksi ini menimbulkan
reaksi negatif disebut ketidaksesuaian atau inkompatibilitas. Lord et al. (1985)
menemukan pada kombinasi batang bawah-batang atas tanaman ape1 menunjukkan
adanya perbedaan dalam pertumbuhan, konsentrasi mineral di dam, hasil dan kualitas
buah. Alenurut Agbaria et al. (1997) penyambungan mempengamhi aktivitas enzim mtuk
pembungaan pada bunga ros yaitu nitrat reduktase clan glutamin sintetase dalam diiun.
Noda
e.l
al. (2000) melaporkan bahwa batang bawah mempengamhi konsentrasi IAA
batang atas 'Eureka' Lemon (Cltnrs llmon var 'Eureka').
Inkompatibilitas pada tanam*
karet dapat berupa pembengkakan batang di
sekitar tempat pertautan, penghambatan pertumbuhan, dan p e n m a n produksi sampai
40% (Madjid, 1974; Boehendhy, 1989). Sebaliknya, apabila terdapat kombinasi yang
sesuai, okulasi akan dapat mempercepat pertumbdaii
dh
meningkatkan produksi.
Produksi suatu klon karet pada umumnya ditentukan oleh koinponen hasil yang dimiliki
oleh klon tersebut. Komponen hasil yang selama ini digunakan adalah perkembangan lilit
batang dan tebal kulit bidang sadap yang merupakan karakter pertumbuhan dan
menentukan tingkat has11 tanaman karet (Danimihardja, 1986; Boerhendhy, 1989).
Karakttz fisiologi yang juga digunakan adalah kadar sukrosa, fosfat inorganlk (PI), tiol,
dan magnesium ( M ~ ~yang
+ ) merupakan bahan dasar dalam flembentukan lateks (Serres et
al., 198'8; Jacob et a[., 1988; D'Auzac, 2001).
Toruan-Mathius et a1 . (1999) melaporkan bahwa pola pita protein kulit batang
atas PEI 260 dan struktur anatomi batang daerah pertautan dipengaruhi oleh jenis batang
bawah yang digunakan pada okulasi karet. Mubiyanto (1983) menemukan perubahan pola
protein lateks tanaman karet pada batang tengah, perubahan yang teqadi diduga akibat
adanya kombinasi genetik klon tajuk dengan batang tengah.
Inkompatibilitas pada okulasi tanaman karet diketzhui setelah tanaman
menghasilkan (TM). Hal ini menimbulkan kemgian yang cukup besar bagi pekebun
karena diperlukan biaya untuk penanaman, pemellharaan tanaman dan areal penanaman
yang 1:ukup luas. Berdasarkan pennasalahan tersebut di atas diperlukan suatu tekmk yang
mampu mendeteksi kesesuaian batang bawah-batang atas pada sistim okulasi tanaman
karet pada fase h i (tanam muda) antara lain dengan isoenzim (Moore & Collins, 1983).
Isoenzim
adalah enzim polimorfis yang terdapat dalam suatu organisme,
mengkatalisis reaksi kimia yang sama namun berbeda berat molekul dan muatan
listriknya (Weeden & Wendel, 1989). Perbedaan suatu sistem enzim yang mengkatalisis
suatu reaksi kimia dapat dilihat melalui perbedaan pola pita apabila dipisahkan secara
elekhoforesis. Perbedaan pola pita ini berkaitan langsung dengan perbedaan susunan
asam amino dari enzim yang dianalisis.
Melalui studi pewarisan pola pita isoenzim dapat diketahui jumlah lokus dan ale1
yang mengontrol ekspresi suatu sistem enzim (Wendel & Weeden, 1989), identifikasi
varielas (Corts & Marbnez, 2000; Posvec & Griga, 2000; Elisiario el al, 1999;
Hackehberg & Kohler, 1996), ketahanan terhadap penyakit (Lebeda et al., 1999),
mem~:riksa sidik jari
(Weeden & Lamb, 1985; Estilai et al., 1990), dan mempelajari
hubulngan gen dan pewarisan sifat (Mowrey & Werner, 1990), Chaidamsari &
Darussamin (1993) juga melaporkan adanya polimorfisme isoenzim beberapa tetua dari
hasil persilangan tanaman karet.
Degani el al. (1990) mempelajari pola pita isoenzim dari okulasi kultivar mangga
dan mendapatkan pola pita isoenzim yang tidak tetap. Krisnakumar er al. (1992)
menc:mukan bahwa penggunaan batang bawah dari klon karet yang berbeda yang
diohllasikan dengan batang atas dari klon RRll 105 menyebabkan variasi yang cukup
besrtl. pa& pola pita isoenzim yang berperan penting dalam proses metabolisme.
1.2. T'ujuanPenelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari interaksi berbagai batang bawah
dengan batang atas dari klon karet yang sama berdasarkan data pertumbuhan yaitu
tebal kulit asli dan lilit batang, kandungan sukrosa, fosfat inorganik (Pi), ti01 dan
magnesium (M~'+)lateks, polimorfisme pola pita protein dan isoenzim tertentu pada
daun ~nudadan serum lateks batang atas.
1.3. ILegunaan Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai :
(1) Adanya interaksi yang positif maupun yang negatif antara batang bawah dengan
b:~tangatas pada kombinasi klon-klon karet tertentu.
(2) Kombinasi batang bawahlbatang atas pada tanaman karet yang mempunyai tingkat
kesesuaian yang lebih tinggi.
1.4. Elipotesis
(1) likuran lilit batang dan tebal M i t asli dipengaruhi oleh interaksi batang bawah
dengan batang atas
(2) Terdapat perbedaan kandungan sukrosa, fosfat inorganik pi), tiol, dan Magnesium
OM$') pada batang atas yang dikombinasikan dengan berbagai klon batang bawah
(3) Adanya protein dengan BM dm isoenzim tertenh~mengindikasikan tejadi interaksi
batang bawah dengan batang atas pada okulasi tanaman karet.
11. TlNJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Karet
Tanaman karet (Hevea brasiliensis Muell Arg.) masuk ke Indonesia lebih dari
satu abad yang lalu dan mempakan tanaman introduksi dari Brasil. Tanaman tersebut
tumbuh baik di daerah dengan rata-rata curah hujan 2000 mm/th, suhu 27 C
' dan tanah
bertekstur ringan, dengan pH 4.5. Pohon karet umumnya dapat disadap pada umur sekitar
5 tahun, yaitu setelah 60 % populasi tanaman mempunyai lilit batang 45 cm, dengan
umur produktif kurang lebih 25 tahun (Raswil, 1998).
H. brasiliensis adalah pohon yang dapat tumbuh cepat dengan batang lurus
berkay dan berkulit kayu.
Warna permukaan batangnya abu-abu dan halus atau
variasinya. Karet adalah spesies yang memiliki pertumbuhan batang tertinggi di dalam
genusnya, tingginya bisa mencapai 40 m dan mencapai umur 100 tahun. Di perkebunan
umurrlnya karet hanya mencapai ketinggian 25 m karena pertumbuhan direduksi oleh
penyadapan dan peremajaan setelah 25-35 tahun (Webster & Paardekooper, 1990).
Salah satu bagian penting pada tanaman karet adalah bagian kulit kayu, yang
merupakan tempat dilakukannya penyadapan untuk menghasilkan lateks. Struktur
anato~nikulit kayu dewasa pertama kali ditemukan oleh Bryce & Campbell tahun 1917.
Pada batang karet dewasa, bagian kayu ditutupi oleh kulit kayu yang dipisahkan oleh
lapisan tipis kambium. Bagian dalarn atau xilem terdiri dari serat kayu, trakheid dan
pembuluh yang bertanggung jawab dalam transportasi air dan numsi yang diambil dari
tanah oleh akar. Sistem perakaran karet rnemiliki akar tumggang yang kuat dan dilengkapi
dengm akar lateral yang menyebar (Webster & Paardekooper, 1990).
2.2. Cara Perbanyakan Tanaman Karet
Perbanyakan tanaman karet dilakukan secara vegetatif melalui okulasi. Klon
anjuran untuk batang bawah adalah biji dari klon-klon tertentu seperti AVROS 2037, GT
1, LCB 1320, PR 228 dan PR 300. Biji diproduksi dari pohon induk yang berumur
minin~al10 tahun dan diketahui tetuanya, memiliki daya kecarnbah dan kesegaran yang
baik serta kemurnian jenis (Siagian & Husny, 1995). Semaian klonal tersebut diokulasi
dengan mata tunas yang juga berasal dari kayu okulasi klon-klon anjuran dan hasilnya
bempa stum mata tidur dipakai sebagai bahan tanaman. Bentuk bahan tanaman karet
seperti sttun mata tidur, shun mini, slum tinggi dan tanaman polibag adalah berasal dari
hasil okulasi. Program perbanyakan dan seleksi dengan cara okulasi pada tanarnan karet
bertujuan untuk mendapatkan kombinasi genetik yang lebih bak, seperti produksi yang
tinggi, tahan penyakit, toleran terhadap kondisi lingkungan yang buruk dan
mempersingkat masa TBM (Siagian, 1993; Boerhendhy, 1990; Lasminingsih, 1990).
Metode okulasi pada tanaman karet ada tiga macam, yaitu okulasi dini, okulasi
hijau dan okulasi cokelat. Okulasi dini dilakukan pada batang tanaman karet yang
beru~nurdua sampai empat bulan, okulasi hijau pada umur empat sampai enam bulan dan
okul:~icokelat dilakukan pada umur delapan sampai sepuluh bulan. Okulasi cokelat
menlpakan okulasi yang paling banyak dilakukan (Santoso & Lubis, 1989).
2.3. Kompatibilitas-lnkompatibilitasOkulasi
Pada sistem okulasi yang melibatkan dua individu yang berbeda menyebabkan
timklulnya interaksi antara batang bawah dengan batang atas.
Pada okulasi yang
kompatibel tanaman dapat tumbuh normal dan sebaliknya terjadi pada okulasi yang tidak
korr~patibel. Gejala inkompatibilitas antara batang bawah clan batang atas mulai terlihat
pada beberapa tahapan,
dimulai sejak gagalnya okulasi hingga matinya tanaman.
Menwut Hartman et al. (1997) inkompatibilitas dapat disebabkan ketidak sesuaian
matomi, respon fisiologis yang tidak cocok antara kedua bagian tanaman, transmisi
vims atau fitoplasma dan abnormalitasjaringan vaskuler dalam pertautan
Tingkat kompatibilitas pada okulasi tanaman karet beqman sangat penting dalam
proses translokasi senyawa anorgad dari batang bawah melalui jaringan ikat pembuluh
kayu dan translokasi senyawa organik dari batang atas melalui jaringan ikat pembuluh
kulit kayu. Proses biosintesis senyawa organik dan pengangkutan unsur hara pada okulasi
karet ;rang kompatibel akan bejalan lancar. Sedangkan inkompatibilitas okulasi tanaman
karet dapat bempa pembengkakan batang di sekeliling pertautan, atau penghambatan
pemindahan air, hara, dan hasil biosintesis seperti protein dan sukrosa. lnkompatibilitas
okula:ii
ini karena struktur anatomi batang bawah dan batang atas, atau susunan
komponen biokimia dan genetik berbeda, sehingga batang yang digunakan bertindak
sebag,i individu terpisah. Keadaan ini akan menghambat laju translokasi protein dan
sukro:;a hasil biosintesis lateks pada batang karet (Boerhendhy, 1992; Toman-Matius el
al., 15199).
Prawoto et al. (1987) menemukan adanya perbedaan anatomi kulit batang pada
daerah pertautan antar okulasi yang kompatibel dengan yang inkompatibel pada tananan
kakao.
Okulasi yang kompatibel ditunjukkan dengan batas pertautan yang tidak
kelihatan, sedang okulasi yang inkompatibel ditunjukkan dengall banyaknya akumulasi
lignin pada daerah pertautan. lnkompatibilitas pada okulasi ape1 menyebabkan penyatuan
hdit kayu yang tidak mulus akibat digantinya pembuluh xilem oleh jaringan parenkhim di
daeraln pertautan (Wannund el al., 1993). Tom-Mathius el al. (1999) menemukan
bahw;3 anatomi kulit batang daerah pertautan pada kombinasi okulasi tanaman karet
PB26CIPR255 dan PB 260PR 300 terjadi penyambungan batang yang tidak mdus dan
pada claerah floem terjadi pembentukan sel batu yang lebib banyak.
lnkompatibilitas pada okulasi juga dapat menyebabkan terjadmya penunman
kandungan protein dan asam amino diseluruh organ pada okulasi tanaman peach dengan
plum (Moreno et al., 1994).
C m s o et al. (1996) juga menemukan pada kombinasi
okulasi batang bawah dari lima kultivar peach dengan Prunus perslca Lo secara nyata
mempengamhi hasil panen. Batang bawah mempengaruhi kandungan mineral (N, K, Fe
dan ZII), gula (sukrosa dan fruktosa) dan asam organik (suksinat) buah peach
Lord et al. (1985) melaporkan bahwa kombinasi batang bawah pada tanaman
'Emp~re' ape1 (Malus domestrca Borkh.) menyebabkan adanya perbedaan pertumbuhan,
konsentrasi M n di dalam dam, ukuTan buah yang tidak tetap, dan perbedaan hngkat
kmaiangan buah serta perbedaan kandungan zat yang telarut di dalam buah ape1 namun
tidak 1,erpengamh terhadap efesiensi produksi batang atas.
3.4. Protein lateks
Lateks merupakan suatu larutan koloid dari partikel karet dan bukan karet yang
tersuspensi di dalam suatu media cair. Lateks segar hemama putih susu sampai kuning
tergar~tungdari klon (varietas) tanaman karet. Selain mengandung partikel karet (Cis-1,4
- polyisoprene) lateks juga mengandung lemak 2.4 %, protein 2.2 %, glikolipidafosfolipida 1.0 % , karbohidrat 0.4 %, bahan-bahan organik 0.2 %, dan lain-lain 0.1 %
(Tanaka, 1998). Men~m~t
Oh et al. (1999) lateks segar dapat dipisahkan dengan ultra
sentrifugasi ke dalam tiga fraksi, fraksi atas berisi partikel karet, fraksi tengah yang berisi
s e m i C, dan fiaksi bawah yang berisi serum B (lutoids). Cara lain yang lebih sederhana
untuk memisahkan serum lateks adalah koagulasi lateks dengan menggunakan ass% dan
dengsin pembekuan pada suhu -20°C
cara seperti ini akan diperoleh dua fraksl, yaitu
partikel karet dan serum C. Terdapat variasi dalam jumlah protein yang terlarut dalam
ketiga. eaksi tersebut di atas. Hashim (1993) memperoleh besaran sekitar 2 % protein
dalm lateks, dimana 27 % berada di M s i atas, 25 % dalam serum B, dan 48 % dalam
serum C.
Protein merupakan senyawa organik yang berbobot molekul besar berkisar antara
beberapa ribu sampai jutaan. Protein disusun oleh banyak asam amino yang unit masingmasin~gmonomernya dihubungkan oleh tkatan peptida. Semua sel mengandung protein
yang berfungsi sebagai penyusun struktur, biokatalis, hormon, sumber energi, penyangga
racun, dan pengatur pH.
Unit-unit protein yang membentuk suatu sel organisme dapat diidentifikasi
melalui metode elektroforesis gel poliaknlamida. Unit-unit protein akan terpisah-pisah
sesuai dengan ukuran, bentuk dan besar muatanya dalam bentuk pola pita-pita protein,
banyzlknya pola pita protein yang terbentuk dan hasil elektroforesis menunjukkan jumlah
unit pembentuk suatu protein dan merupakan ciri yang khas untuk suatu genotipe tertentu,
serta dapat menunjukkan asal usul suatu organisme (Lasminingsih, 1987).
Pola pita protein hasil elektroforesis telah banyak digunakan untuk
mengidentifikasi berbagai tanaman, dan pada tanaman karet
dilakukan untuk
memlbandingkan pola pita protein lateks dari berbagai klon karet (Arreguin et al, 1988);
isola!;i, karakterisasi dan analisis fungsi Sn~allRubber Particle Protein (SSRP) (Oh et al.,
1999); identifikasi protein lateks yang dikode oleh Hev b 5 (Slater et a[., 1996);
kand~mganprotein lateks di dalam karet alam (Siler & Cornish, 1995); protein yang
berpr:ran dalam koagulasi lateks( Gidrol
el
al., 1994).
Mubiyanto (1983) menemukan perubahan pola protein lateks tanaman karet pada
batar~gtengah, pembahan yang terjadi diduga akibat adanya kombinasi genetik klon tajuk
deng,m batang tengah.
Lasminingsih (1987) menemukan bahwa pola pita protein
tananlan karet muda tidak berbeda dengan tanaman tua, sehmgga pola pita protein dapat
diguriakan untuk mengidentifikasi klon karet dalam waktu yang tepat dan relatif tidak
dipengamhi oleh umur.
Toman-Mathius et al. (1999) melaporkan pada okulasi tanaman karet
menggunakan berbagai jenis batang bawah dengan batang atas yang sama, mengakibatkan
p e ~ t ~ ~ pola
h a npita protein kulit batang atas. Pembahan pola pita protein batang atas yang
terbesar diperoleh pada kombinasj okulasi PB 260PR 255 dan PB 260PR 300.
3.5. Isoenzim
Isoenzim adalah enzim yang mempakan produk lansung dari gen, terdiri dari
berbagai molekul aktif yang mempunyai sbuktur kimia yang berbeda tetapi mengkatalisis
reakri kimia yang sama (Adam, 1983). Enzim merupakan protein biokatalisator untuk
prost:s-proses fisiologis tanaman yang pengadaan dan pengaturanya dikonirol secara
genetis.
Perbedaan suatu sistem enzim yang mengkatalis suatu reaksi dalam sel, dapat
dilih,~tmelalui perbedaan pola pita dengan metode elektroforesis gel sesudah diwamai.
Perbedaan pola pita ini berkaitan langsung dengan perbedaan bobot dan muatan listrik
asam amino penyusun enzim yang dianalisis dan susunan asam amino yang rnernbentuk
maciun-macam protein ini disandikan oleh susunan basa nukleotida dalam DNA yang
khas untuk setiap jenis enzim (Ghesquiere, 1984).
Analisis isoenzim telah diterapkan pada banyak tanaman. Isoenzim Peroksidase
(PER)
digunakan untuk mengidentifikasi kultivar
terhadap jamur (Lebeda et al., 1999).
Cucurbita pepo dan ketahanan
Isoenzim Phosphoglucomutase (PGM) dan
Isocirrare dehydrogenase (IDH) digunakan untuk mengidentifikasi varietas alfalfa dan
ditemukzn dua lokus untuk PGM dan satu lokus untuk IDH. Ketiga lokus isoenzim
tersebut ditemukan di sitosol (Corts & Martinez, 2000).
Chaidamsari & Dmssamin (1993) melaporkan adanya polimorfisme isoenzim
bebempa tetua dari hasil persilangan karet. Dan' lima macam sistim enzim yaitu Esterase
(EST>l,Alkohol Dehrdrogenase (ADH), Leusrn Amrnopeptrdase (LAP), Acrd Phospatase
(AP), dan Srkrmrc Dehrdrogenase (SK) yang diisolasi ditemukan tujuh macam lokus gen
dari klon tetuanya yaitu ADH, SK, LAP-1, LAP-2, AP, EST-4 dan EST-5, sedangkan dari
empat macam sistim enzim yaitu EST, AP, LAP dan ADH, dari ortet hail persilangannya
ditemllkan enam lokus gen yang semuanya polimorfik yaitu; ADH, AP, LAP-I, LAP-2,
EST4, EST-5, yang bertumt-turut mempunyai 4,3,2,5,2 dan 3 alel.
Analisis isoenzim dapat juga digunakan untuk mengetahui kesesua~an antara
batan;: bawah-batang atas yang digunakan pada okulasi.
Degani et al. (1990)
mempelajari pola pita isoenzim dari Akonitase, Isositrat Dehidrogenase, Leusin
Amin~~peptidasedan Glukosa Fosfat Isomerase pada okulasi kultivar mangga, dan
mendapatkan pola pita isoenzim yang tidak tetap pada setiap perbedaan genomik dari
batan;; atas-batang bawah pada tanaman mangga.
Krisbnakumar el al. (1992) meneliti 22 ekstrak tunas tanaman karet klon RRII
105 untuk mempelajari polimorfisme isoenzim untuk menetapkan kesesuaian batang atasbatan;: bawah. Dari penelitian ini dihasilkan variasi dari pola pita isoenzim Aspartut
Aminotran.~f'era.ve(AAT), 1,eusin Aminopeptidase (LAP), Acid I'ho.sphu/ase (ACP),
Alkalrnc i'hhospho/a.ve (ALP) dan Cilucose I'hosphate Isomerase (GPI). lsozim ini sangat
pentir~gperanannya di dalam proses metabolisme tanaman
Elektroforesis adalah suatu cara pemisahan dalam suatu lamtan atas dasar proses
perpir~dahanpartikel-partikel bermuatan karena pengaruh medan listrik. Molekul-moleln~l
biologis yang bermuatan listrik, di dalam lamtan akan bergerak ke arah elektroda yang
polaritasnya berlawanan dengan muatan molekul.
Metode ini akan memisahkan
nukleotida berbeda dan tiap protein (enzim) yang dianalisis ke dalam pola pita yang
dapat dilihat melalui pewamaan. Pola pita tersebut adalah hasil reaksi enzimatik dari
substrat dengan enzim yang diamati. Perbedaan jarak migrasi pada pita-pita merupakan
wujud dari perbedaan muatan dan bentuk molekul enzim.
Struktur isoenzim tersusun dari asam-asam amino yang mengandung gugus
karb~~rsil
dan gugus amino tertentu.
Urutan asam amino yang berbeda dari suatu
polipeptida ditentukan oleh susunan nukleotida atau gen yang berbeda. Dengan demikian
hasil tdektroforesis isoenzim suatu tanaman dapat digunakan untuk menganalisis gen itu
sendiri (Simpson & Withers, 1986).
Menurut Pasteur 62 Pasteur (1987) ada dua teknik elektroforesis yang digunakan
untuk menganalisis isoenzim yaitu poliakrilamida ( N,N'-metilena-bis akrilamida) dan gel
pati. Gel poliakrilamida diperoleh dengan polimerisasi akrilamida (20% - 40%) dengan
agen i m g k a t silang seperb metilen bis-akrilamida (3%) dan amonium per sulfat (0.2 0.4%) sebagai katalisnya. Untuk mengawali terjadinya proses polimerisasi diperlukan
0.23%)tetrametil-etilenadiamine(TEMED) sebagai katalis.
Pada gel pati molekul-molekul protein yang bermuatan negatif dan positif karena
sifat amfoterik akan bergerak ke arah elektroda yang polaritasnya berbeda. Namun pada
gel pc~liakrilamida,konstitusi asam amino yang bermuatan positif dapat dirubah menjadi
negatif dengan bantuan Sodium Ilodecyl Suffat (SDS) dan larutan bufer vang bersifat
basa sehingga seluruhnya bermigrasi ke kutub positip medan listrik (Sambrook er al.,
1989)
Dalam analisis protein, gel poliakrilamida mempunyai keunggulan dibandingkan
dengal bahan lain karena substansinya yang bersifat stabil dan tidak bebas dalam medan
listik. porositasnya seragam dan transparan. Di samping itu pita yang terbentuk oleh
protein dengan berat molekul besar leblh tajam dan juga menguntungkan dalam
penye'diaan matriks yang tidak bermuatan yang diperlukan pada pemisahan campuran
molekul atas dasar ukuran molekul dan perbedaan mobilitas. Kekurangan sistem gel ini
jika dibandingkan dengan pati antara lain adalah sifat racun, tingkat viskositasnya, dan
jumlah ekstrak yang mampu dipisahkan.
Feret & Bergman (1976) mengemukakan untuk mencapai pemisahan yang
optimim, protein dan enzim membutuhkan sistem penyangga khusus. Ini disebabkan
karenii sifat molekul protein selama pemisahan gel tergantung pada nilai pH, kekuatan ion
dan tipe penyangganya. Sistem penyangga berfungsi untuk mempertahankan pH dalam
bejani~ dan dalam gel akrilamida agar selalu stabil, clan sebagai elektrolit pembawa arus
listrik Pada umwnnya sistem penyangga terdiri dari dua bagian yaitu penyangga
elektmsda dan penyangga gel.
Pada elekroforesis suatu sampel tanaman akan terpisah berbagai macam isoenzim
yang dimiliki tanaman tersebut. U n t ~ kmendapatkan pola pita dari isoenzim yang
dikehendaki, ditentukan oleh pewarnaan yang dilakukan. Setiap isoenzim memiliki
komp~~sisi
bahan kimia pewarna tersendiri.
111. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratoriwn Biomolekuler clan Immunologi,
Unit l?enelitian Bioteknologi Perkebunan (UPBP) Jalan Taman Kencana No. I Bogor,
kebun Percobaan Ciomas milik UPBP di Bogor, dan kebun Percobaan Balai Penelitian
Sembsawa, Palembang. Penelitian dilakukan mulai bulan Januari
2001 hngga
November 2001.
2.2. Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitu :
1. Analisis agronomi dan fisiologi berbagai kombinasi okulasi tanaman karet
2. Analisis SDS-PAGE protein dan isoenzim berbagai kombinasi okulasi tanaman karet
Bahan dan metode percobaan tersebut diurakan secara lengkap pada masingmasirkg percobaan.
Alur keja dari penelitian analisis kesesuaian batang atas dengan
batang bawah pada okulasi tanaman karet disajikan pada Gambar 1.
Berbagai
kombinasi okulasi
tanaman karet
Anahsls agronoml dan fis~olog~
berbaga komblnasi okulas~
tanaman karet
a
Analisis Fisiologi
Analis~sSDS-PAGE protern dan
lsoenzlm berbaga kombrnas~okulasl
tanaman karet
a
Optimalisasi analisis
Optimalisasi analisis
isoenzim
Pengukuran konsentrasi
protein dalam serum
lateks
(kontinu/diskontinu)
Jenis enzim yang
digunakan
A malisis Agronomi
Elektroforesis SDSPAGE
Elektroforesis lsoenzim
Tebal kulit as11
m latek batang atas
tanaman karet yang
dkombrnaslkrm dengan
berbaga~jenls batang bawah
lateks batang atas tanaman
karet yang d~kombmaskan
dengan berbagm jems
batang bawah
Magnesium
s
Analisis interaksi batang bawah dan batang atas serta klonklon yang mempunyai tingkat kesesuaian yang tinggi
Gambar 1. Bagan alir prosed~upenelitian
IV. ANALISIS AGRONOMI DAN FISIOLOGI
PADA BERBAGAI KOMBINASI
OKULASI TANAMAN KARET
IV. 1. Pendahuluan
Perbanyakan tanaman karet sampai saat ini yang dlanggap paling berhasil dan
telah dilakukan secara besar-besaran adalah dengan sistem okulasi. Batang atas bempa
mata tunas dari klon yang dianjurkan, sedangkan batang bawah berupa semaian dari biji
suatu klon karet yang dianjurkan untuk batang bawah. Pertumbuhan dan hasil karet yang
diokulasi bergantung pada tingkat kompatibilitas antara batang bawah dan batang atas.
Inko~npatibilitasantara batang bawah dan batang atas dapat menyebabkan terhambatnya
pertumbuhan dan menurunnya produksi.
Sebaliknya bila terdapat kombinasi yang
kompatibel, okulasi akan dapat mempercepat pemunbuhan dan meningkatkan produksi.
Dalam okulasi, kompatibilitas antara jaringan batang bawah dan batang atas
mem,tgang peran penting. Agar pengaliran lateks dapat bejalan lancar, maka pembuluh
lateks batang bawah dan batang atas harus bertautan dengan baik dan mempakan kesatuan
yang harmonis. Kompatibilitas ini ditunjukkan mulai dari keberhasilan okulasi sampai
karakter agmnomi, fisiologi, dan ada juga yang bersifat morfologi. Menurut Sagay &
Omalrhafe (1997) keberhasilan okulasi akibat kesesuaian batang atas dan batang bawah
bewariasi dari 55 sampai 90 persen. Madjid (1974) mengemukakan bahwa okulasi
tanaman karet yang inkompatibel dapat menurunkan produksi sampai 40%. Sedang
inkornpatibilitas baru dapat diketahui setelah tanaman menghasilkan (TM).
Pengujian kesesuaian ini umumnya memerlukan waktu yang lama, tetapi sebagai
tahap awal dapat didekati dengan melakukan analisis fisiologi dan agronomi. Ukuran lilit
batang merupakan salah satu karakter agronomi yang dapat digunakan untuk
mengindikasikan kesesuaian batang atas dengan batang bawah pada sistem okulasi
(Na~litupulu,1992; Kuswanhadi, 1992). Seperti halnya lilit batang, tebal M i t batang juga
mmpakan salah satu tolak uku~untuk memilih klon yang baik karena menunjukkan
korelasi yang tinggi dengan produksi (Boerhendhy, 1990).
Produksi lateks yang diperoleh dari basil penyadapan ditentukan antara lain oleh
lamanya aliran dan kecepatan biosintesis lateks. Sedangkan biosintesis lateks ditentukan
oleh ketersediaan bahan dasar pembentt~klateks berupa sukrosa dan oleh aktivitas enzim
yang berperan secara langsung. Lacrotte et al. (1988) menyatakan pasokan sukrosa ke
pembu~luhlateks merupakan faktor utama potensi produksi suatu klon
Kandungan sukrosa yang tinggi menunjukkan adanya influks yang cukup baik
dalarn sel pembuluh lateks. Kandungan fosfat inorganik (Pi) yang tinggi mencerminkan
metabolisme yang aktif, karena Pi berfungsi sebagai senyawa fosforilasi dan sebagai
komponen pembentuk energi. Kandungan ti01 dalam lateks dapat mencerminkan fungsi
ganda yaitu aliran lateks dan metabolisme lateks (Jacob et al., 1998). Sedangkan M$
berpt:ran dalam pengendalian reaksi enzimatis yaitu befingsi sebagai kofaktor pada
proses pembentukan molekul karet (Raswil, 1998).
Penelitian mengenai mekanisme kompatibilitas ataupun inkompatibilitas
terhadap klon-klon anjuran hasil okulasi tanaman karet belum banyak dilakukan.
Berdasarkan pennasalahan yang dikemukakan di atas penelitian ini bertujuan untuk
mempelajari interaksi berbagai jenis batang bawah terhadap batang atas okulasi tanaman
karet berdasarkan karakter aFonomi yaitu lilit batang dan tebal kulit asli dan karakter
fisiologi yaitu kandungan st~krosa,fosfat inorganik (Pi), tiol dan M?.
1V.2. Bahan dan Metode
Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Biomolekul dan Imunologi, Unit
Penelitian Bioteknologi Perkebunan (UPBP), Bogor. Kebun percobaan milk UPBP
Ciontas, Bogor dan kebun percobaan Balai Penelitian Sembawa, Pelembang.
IV.2.1. Bahan tanaman
Bahan tanaman karet yang digunakan adalah okulasi berumur 66 bulan yang
dipelihara di kebun percobaan Unit Penelitian Biotelcnologi Perkebunan (UF'BP),
Bogor,
dan I3alai penelitian Sembawa (Tabel Lampiran 1). Kombinasi batang atashatang bawah
pertanaman yang berasal dari kebun percobaan Ciomas, UPBP di Bogor adalah 8
kombinasi sebagai berikut : PB 2601PB 255, PB260lBPM 1, PB260PR 300, PB260lLCB
1320, PB260lAVROS 2037, PB260lGT1, dan PB260/RRIM 712 dan GTlIGT1 sebagai
konb.01. Sedangkan tanaman karet yang dipelihara di kebun percobaan Balai Penelitian
Sembawa, Palembang dengan kombinasi batang atashatang bawah adalah sebagai berikut
: bat;mg atas BPM 1, BPM 24, RRIC 100, dan RRIC 102 dikombinasikan dengan batang
bawah BPM 1, BPM 24, RRIC 100, RRIC 101, RRIC 102, dan RRIC 110 (24 kombinasi).
Kombinasi batang atashatang bawah dari okulasi klon tanaman karet yang sama
digur~akansebagai kontrol.
1V.2.2. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan
Acak Kelompok (RAK) dengan tiga kelompok. Dimana kombinasi klon
sebagai
perlakuan dan peubah-peubah yang diukur adalah kadar sukrosa, fosfat inorganik, tiol dan
rnagr~esiumyang dianalisis dari serum lateks batang atas tanaman karet.
Pada analisis fisiologi, semn lateks diekstraksi menggunakan Trichloro Acetic
Acid (TCA) 2.5%
(IRRDB, 1993). Unhk memisahkan partikel karet dari serum
dilahkan dengan caTa sebanyak 1 ml lateks segar hcampur dengan 9 ml TCA 2.5 % di
dalan~botol film. Gumpalan partikel karet dikeluarkan dari botol film dan larutan serum
' untuk digunakan
disaring dengan kertas Whatman kemudian disimpan pada suhu 4 C
pada analisis selanjutnya.
Penentuan kadar sukrosa.
Kadar sukrosa dianalisis berdasarkan metode
Dische (1962). Ke dalam 5 pl contoh senun lateks ditambahkan TCA 2.5% hingga
volunne total 500 p1, kemudian direaksikan dengan 3 ml pereaksi antron (&So4 70%,
dan 0.1 g anhon) dan divortek. Campuran tersebut dipanaskan pada suhu 100 "C selama
15 menit untuk menghasilkan derifatif furfural yang berwama hijau. Selanjutnya kadar
sukrosa ditetapkan dengan spehofotometer pada panjang gelombang h 627 nm.
Penentuan kadar fosfat inorganik (Pi).
Kadar Pi dianalisis berdasarkan
metotle Taussky dan Shon (1953). Ke dalam 0.3 ml contoh serum lateks ditambahkan
TCA 2.5% hingga volume 1.5 ml, kemudian direaksikan dengan 1 ml perekasi campuran
1 g FeS04, 2 ml lan~tan stok molibdat, ditera dengan akuades hingga 18 ml, dan
didia~mkan10 menit pada suhu kamar agar menghasilkan kompleks Pi-molibdat yang
berwma bim. Kadar Pi ditetapkan dengan spehofotometer pada panjang gelombang h
750 rim.
Penentuan kadar tiol. Kadar tiol dianalisis berdasarkan metode McMullen
(1 960). Ke dalam 1.5 ml contoh serum lateks ditambahkan 75 pl pereaksi asam di-tiobisnitrobensoat (DTNB) 10 mM (79.3 mg DTNB, 148.8 mg EDTA, 6.25 ml Tris 0.5 M, dan
5 ml akuades) dan 1.5 ml bufer Tris 0.5 M kemudian divortek sampai dihasilkan tionitrobensoat (TNB) yang berwama kuning. Campuran didiamkan pada suhu kamar
selama 30 menit, kemudian kadar ti01 ditetapkan dengan spektrofotometer pada panjang
gelombang h 412 nm.
Penentuan kadar Magnesium
( ~ fPengukuran
i.
kadar M$
dilakukan
dengan menggunakan metode Jones dan Benton (1984). Kedalam 1 ml contoh serum
lateks ditambahkan 9 ml HzO, kemudian diambil sebanyak 2 ml contoh dan ditambahkan
2 ml larutan lantan (111) khlorida 4000 ppm (2.675 gl250 ml + 5 tetes HC1 pa) clan
divoriek. Kadar M$
ditetapkan dengan menggunakan alat spektroskopi serapan atom
(SSA:).
IV.2.3. Analisis Data
Untuk menetapkan pengaruh perlakuan yakni kombinasi antara batang atas dan
batan,g bawah tanaman karet, maka data hasil pengukuran ditransformaskan terlebh
dahulu, dalam bentuk tansfonnasi aka untuk sukrosa dan transfonnasi logaritma untuk
Pi, Ti01 dan M$'.
Data hasil pengukuran dianalisis sidik ragarn dan uji beda Duncan
dengitn menggunakan program Statistical Analysis System (SAS) versi 6.12 (SAS User S
Guide: 1990).
Data karakter agronomi yang dianalisis dalam tulisan ini adalah data sekunder
yang diperoleh dari Bapak Boerhendhy (komunikasi pribadi, 2001).
Data sekunder
karakter agronomi tersebut adalah data lilit batang dan tebal kulit asli untuk tanaman karet
yang dipelihara di kebum percobaan Balai Penelitian Sembawa, Palembang, diperoleh
dalarr~benttlk rataan dari tiga ulangan sehingga tidak bisa dianalisis secara statistik.
Adaplun metode pengukuran kedila karakter agronomi tersebut adalah sebagai berikut
(Boerhendhy, kornunikasi pribadi, 2001) :
Pengukuran lilit batang (em). Pengukuran lilit batang dllakukan pada
ketinggian 100 crn dari permukaan okulasi (dpo).
Pengukuran tebal kulit asli (mm). Kulit tanaman karet diambil pada
ketinggian 100 cm dari permukaan okulasi (dpo), kemudian diukur tebalnya.
Untuk menetapkan perbedaan dan persamaan di antara kombinasi dan di
dalan~kombinasi okulasi itu sendiri serta kesesuaian kombinasi berdasarkan peubah
agronomi dan fisiologi maka dilakukan analisis gerombol.
Seluruh proses
pengt:rombolan dilakukan dengan menggunakan program Statistical Analysis System
(SAS) versi 6.12 (SAS User's Guide, 1990).
IV.3. Hasil dan Pembahasan
IV.3.1. Analisis Karakter Agronomi dan Fisiologis
IV.3.1.1. Bahan tanaman asal Sembawa
Rataan lilit batang dan tebal kulit asli serta kandungan sukrosa, Pi, tiol dan
M ~ dari
~ +lateks batang atas yang dikombinasikan dengan berbagai jenis batang
bawah tanaman karet asal kebun Sembawa disajikan pada Tabel 1. Secara mum
klon BPMl sebagai batang atas dan RRIC102 sebagai batang bawah menghasilkan nilai
rataan lilit batang tertinggi apabila dibandingkan dengan klon RRICIOO dan BPM24.
Sedangkan untuk tebal kulit asli yang tertinggi dihasilkan dari klon RRICIOO sebagai
batang atas dan klon BPMl sebagai batang bawah.
Dan seluruh kombinasi okulasi yang diuji ternyata BPMI RRIC 101,
BPM24lBPM1, RRIC100RRIC100, dan RRIC102/RRIC10 1 memiliki nilai rataan
lilit batang terbesar. Sedangkan tebal kulit asli terbesar diperoleh dari kombinasi
BPM l/