STUDI KERAGAMAN MORFOLOGI, ST R UKTUR SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE Ipom o ea batatas Lamk.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
STUDI KERAGAMAN MORFOLOGI, STRUKTUR SERBUK SARI
DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE
Ipomoea batatas Lamk.
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat Magister Program Studi Biosain
Oleh
Dwi Wahyuni
S901308003
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
24
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
25
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
26
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
27
PERNYATAAN
ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul
SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE Ipomoea
batatas Lamk.
serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis
digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber
acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat
dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan
peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17 tahun 2010).
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum
ilmiahlain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai autor dan
PPs UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu
semester (enam bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi
dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Prodi Biosain PPs UNS berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh prodi Biosain
PPs UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini,
maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, 29 Desember 2014
Dwi Wahyuni
NIM. S901308003
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
28
Dwi Wahyuni. NIM S901308003. 2014. Studi Keragaman Morfologi, Stuktur
Serbuk Sari Dan Pola Pita Isozim Peroksidase Ipomoea batatas Lamk. TESIS.
Pembimbing I: Prof. Drs. Suranto,M.Sc., Ph.D. Pembimbing II: Prof. Dr. Ir. Edi
Purwanto,M.Sc. Program Studi Biosain, Program Pascasarjana, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Ipomoea batatas Lamk. (I. batatas) mempunyai beragam kultivar dan
variasi sangat besar pada karakter morfologi tidak hanya pada daun dan bunga
tetapi juga pada umbi dan warnanya. Ubijalar termasuk dalam famili solanaceae
dan memiliki nilai ekonomi yang sangat tinggi, terutama sebagai makanan
tambahan karena mengandung karbohidrat yang cukup tinggi dan beberapa nutrisi
lainnya.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui apakah keragaman morfologi
dalam spesies ini juga ditunjukkan pada mikro karakter seperti struktur serbuk
sari, pola pita isozim peroksidase. Adapun kultivar yang diamati terdiri dari
sepuluh kultivar yaitu Antin 1, Antin 2, Antin 3, Beta 1, Beta 2, Kidal, Papua
Solossa, Sari, Sawentar dan Sukuh. Uji karakter morfologi adalah dengan
pengamatan organ ubi, batang, daun dan bunga. Analisis struktur serbuk sari
dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Analisis isozim
menggunakan Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) dengan pewarnaan
enzim peroksidase, Analisa morfologi dan pola pita isozim menggunakan analisis
NTSYS Spc 2.0 untuk menghasilkan dendrogram hubungan kekerabatan. Adapun
data struktur serbuk sari dianalisis secara deskriptif.
Hasil analisis NTSYS Spc 2.0. menunjukkan bahwa kultivar Antin 3 dan
Papua Solossa memiliki karakter morfologi yang berbeda dibandingkan delapan
kultivar lainnya. Analisis struktur serbuk sari menunjukkan kultivar Beta 1
mempunyai ukuran serbuk sari yang sangat besar yaitu 116,50 µm (panjang aksis
polar) dan 103.90 µm (diameter ekuatorial) serta garis bentuk (countour) dinding
cekung (concave). Analisis pola pita isozim peroksidase menunjukkan kultivar
Beta 1, Beta 2 dan Papua Solossa memiliki pola pita yang berbeda (baik secara
kualitatif maupun kuantitatif) dari kultivar-kultivar yang lain. Analisis
dendrogram berdasarkan karakter morfologi dan pola pita isozim peroksidase
membuktikan bahwa pada kultivar Papua Solossa yang selalu terpisah dari
kultivar lainnya.
Kata Kunci: Keragaman, Morfologi, Serbuk sari, Isozim, Ipomoea batatas Lamk
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
29
Dwi Wahyuni. NIM S901308003. 2014. Studies on the Variation of Morphology,
The Stucture of Pollen, and Peroxidase Isozyme Banding Pattern of Ipomoea
batatas Lamk. THESIS. Advisor I: Prof. Drs. Suranto,M.Sc., Ph.D. Advisor II:
Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto,M.Sc. Departement of Biosain, Postgraduated Program,
Sebelas Maret University.
ABSTRACT
Ipomoea batatas Lamk. (I. batatas) which is recorded to have many
cultivar and variation in the morphologycal character not only for the leaves and
flowers but also the tuber and colours. This sweet potatos included in the family
solanaceae and having economic significant, especially as additional food due to
the high content of carbohydrate and other nutricions values.
In other to test whether the morphologycal variation in this species was
also expressed at the microcharacter, such as pollen morphology and enzyme
activity, there were ten cultivar were used. The morphologycal character used in
this experiment consisted of leaf, stem, flower and tuber, while the shape and
structure of the pollen were examined using Scanning Electron Microscopy
(SEM). Acordingly, Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) was used to
look at the activity of peroxidase isoxymes. The above both data of of isozymcal
and morphology were employed to construct the dendrogram using NTSYS to
look at their relationship. Meanwhile the pollen morphologycal observation were
analized descriptvely.
The result showed that there were variation among ten cultivar of I.
batatas was confirmed not only on their morphologycal character but also the
isozyme banding pattern from ten cultivars tested. At least, two cultivar Antin 3
and Papua Solossa had uniques character especcially the purple stem and yellow
tuber and dark skin on the tuber respectively.
The structural analysis of pollen showed Beta 1 cultivar has a very large
pollen, namelly 116,50 µm (axis polar) and 103.90 µm (equatorial) and countour
of was concave. The analysis of isozyme banding pattern showed Beta 1, Beta 2
and Papua Solossa cultivar had different banding pattern (either qualitative or
quantitative) from other cultivars. The dendrogam based on morphologycal
character and the peroxidase isozyme banding pattern proved showed that Papua
Solossa cultivar was always stand alone from the other nine cultivars.
Keyword : Variation, morphological, pollen, isozymes, Ipomoea batatas Lamk.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
30
MOTTO
Sesungguhnya menuntut ilmu adalah pendekatan diri kepada Allah,
mengajarkannya kepada orang yang tidak mengetahuinya adalah
sedekah.
Sesungguhnya ilmu pengetahuan menempatkan orangnya dalam
kedudukan terhormat dan mulia (tinggi).
Ilmu pengetahuan adalah keindahan bagi ahlinya di dunia dan di
akhirat
(Sabda Rasulullah Saw)
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
31
PERSEMBAHAN
Karya sederhana ini saya persembahkan kepada:
Ibunda Disih dan Ayahanda
Terima kasih untuk segala pengorbanan, doa, kasih sayang, dan
penanaman disiplin yang telah diberikan pada saya.
yang telah banyak berkorban, dan
mengizinkan saya untuk menuntut ilmu, selalu memberi
dorongan, semangat, dan kegembiraan.
Terima kasih, senantiasa mengatakan kita adalah tim, dan
pencapaian yang satu adalah pencapaian semua.
Faiz Arka Awanta
Karena doa kalian ibu dapat menyelesaikan studi ini
Serta keluarga besar dan Almamater
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
32
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan
rahmat,
taufik
serta
hidayahNya
sehingga
dapat
STUDI KERAGAMAN MORFOLOGI,
STUKTUR SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE
Ipomoea batatas Lamk.
an lancar. Tesis ini ditulis sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh derajat Magister Sain di Program Studi Biosain Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Tesis ini berisi tentang keragaman morfologi, stuktur serbuk sari dan
pola pita isozim peroksidase Ipomoea batatas Lamk. serta hubungan
kekerabatannya. Karakter morfologi yang disajikan meliputi karakter organ ubi,
batang, daun dan bunga. Struktur serbuk sari yang disajika meliputi panjang
spina, panjang aksis polar (P), ukuran serbuk sari, diameter ekuatorial (E), indeks
P/E dan bentuk serbuk sari. Pola pita Isozim disajikan dengan menggunakan
pewarnaan peroksidase pada organ batang dan daun I.batatas.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Penulis juga
mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan tesis ini. Semoga tesis
ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Surakarta, Desember 2014
Penulis
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
33
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas terselesainya tesis
ini. Penulis menyadari bahwa terselesainya tesis ini tidak terlepas dari keterlibatan
dan sumbangsih berbagai pihak baik perseorangan,kelompok maupun
kelembagaan. Maka dari itu, melalui laporan ini dengan segenap kerendahan hati
patutlah penulis ucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:
1.
Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. selaku Rektor Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2.
Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus,M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.
Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D. dan Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc.
selaku dosen pembimbing yang telah mendambingi dan mengarahkan
penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
4.
Prof. Dr. Sugiyarto,M.Si dan Dr. Ari Susilowati, M.Si, selaku penguji
yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran untuk tesis ini.
5.
Segenap staf dosen Program Studi Biosain PPs Universitas Sebelas Maret
Surakarta yang telah memberikan materi perkuliahan yang menunjang
kelancaran pelaksanaan penelitian.
6.
Ir. Yudi Widodo, M.S, peneliti utama di Balitkabi Malang yang telah
memberikan arahan pada pelaksanaan penelitian di lapangan.
7.
Ketua dan Laboran Laboratorium Biologi Molekuler FMIPA Universitas
Negeri Malang yang telah memberikan ijin dan bantuan dalam
pelaksanaan penelitian.
8.
Ketua Yayasan dan Kepala Sekolah Menengah Farmasi Bhakti Wiyata
Kediri yang telah memberikan ijin dan dukungan untuk menyelesaikan
studi ini.
9.
Kedua orang tua dan keluarga besar yang memberikan doa dan
dukungannya.
10.
Suamiku yang telah mendampingi dan membantu untuk mendapatkan
sampel penelitian di lapangan.
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
34
11.
TemanAzmin, S.Pd., M.Si, Ria Karno, S.Pd., M.Si, Mas Adi, Ali, Wafi, Alfatiha
Permatasasari, M.Si, Arti Wahyu Utami, S.Pd., M.Si, Mbak Nurul, MM.
Riyaniarti, Anik Andayani, S.Pd., M.Si dan Wiwik Yuli S., yang telah
banyak memberikan masukan, motivasi, bantuan dan semangat yang
sangat luar biasa dalam menyelesaikan tesis ini.
12.
Teman-teman
SMK
Kesehatan
Bhakti
Wiyata
Kediri:
Yanti
Rahayuningtyas, Yuni Ika, mbak Siti Zaenab, Siska, Pak Jerhi yang telah
menberikan bantuan secara teknis dalam menyelesaikan tesis ini.
13.
Seluruh pihak yang telah membantu penyelesaian tesis ini.
Segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan kepada penulis dalam
menyelesaikan
tesis semoga menjadi amal sholeh dan memperoleh
imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT. Amin
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
35
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ILMIAH
iv
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
MOTTO
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
viii
KATA PENGANTAR
ix
UCAPAN TERIMA KASIH
x
DAFTAR ISI
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR GAMBAR
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
1
B.
Perumusan Masalah
3
C.
Tujuan Penelitian
3
D.
Manfaat Penelitian
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Tinjauan Umum Tentang Ipomoea batatas Lamk
4
1. Spesies tanaman Ipomoea batatas Lamk
4
2. Taksonomi tanaman Ipomoea batatas Lamk
4
3. Kandungan zat kimia Ipomoea batatas Lamk
4
4. Morfologi tanaman Ipomoea batatas Lamk
5
a. Akar
6
b. Batang
7
c. Daun
7
1) Bentuk helaian
8
2) Bentuk tepi daun (kedalaman cuping daun)
9
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
36
3) Jumlah cuping daun
9
4) Bentuk ujung daun
10
5) Panjang daun dewasa
10
6) Warna Tulang daun
11
7) Warna helaian daun dewasa
11
8) Warna helaian daun muda
12
9) Warna tangkai daun
12
10) Panjang tangkai daun
12
d. Bunga
13
1) Bentuk permukaan mahkota
14
2) Kedudukan kepala putik (stigma)
14
3) Serbuk sari (polen)
15
e. Buah
16
f. Ubi
17
1) Bentuk ubi
17
2) Tipe formasi ubi
18
3) Warna kulit ubi
19
4) Warna daging ubi dan pola penyebaran warna sekunder
19
B.
Enzim dan Isozim Peroksidase
20
C.
Kerangka Penelitian
23
D.
Hipotesis
23
BAB III
METODE PENELITIAN
A.
Waktu dan Tempat Penelitian
24
B.
Alat dan Bahan
24
1. Bahan dan Alat untuk Analisa Morfologi
24
2. Bahan dan Alat untuk Analisa
24
3. Bahan dan Alat untuk analisa Pola Pita Isozim peroksidase
25
Cara Kerja
25
1. Pengambilan Sampel
25
2. Pengamatan Morfologi
26
3. Pengamatan Struktur Serbuk sari
28
C.
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
37
D.
4. Analisa Pola Pita Isozim Peroksidase
28
Analisa Data
30
BAB IV
A.
B.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakaterisasi Morfologi Ipomoea batatas Lamk.
32
1. Ubi
34
2. Batang
37
3. Daun
37
4. Bunga
43
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan
Karakter Morfologi
45
C.
Karakterisasi Struktur Serbuk Sari Ipomoea batatas Lamk.
48
D.
Karakterisasi Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Penanda Isozim
52
1. Hasil Analisis Pola Pita Isozim dengan Pewarnaan Peroksidase
Pada Organ Batang
53
2. Hasil Analisis Pola Pita Isozim dengan Pewarnaan Peroksidase
3. Pada Organ Daun
E.
54
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk.Berdasarkan Pola Pita
Isozim Peroksidase
56
1. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
pada organ Batang
56
2. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
pada organ Daun
59
3. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
F.
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Karakter
Morfologi Dan Pola Pita Isozim Peroksidase
G.
60
61
Keunikan Kultivar Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Karakter
Morfologi, Struktur Serbuk Sari dan Pola Pita Isozim Peroksidase
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
63
66
66
67
B. Saran
Daftar pustaka
Lampiran-lampiran
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
38
DAFTAR TABEL
Tabel 1
: Komposisi kimia ubi dan daun tiap 100 gram bahan edibel
5
Tabel 2
: Hasil pengamatan morfologi sepuluh kultivar I. batatas Lamk. ..
32
Tabel 3
: Hasil pengamatan morfologi ubi pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas. Lamk
Tabel 4
...........................................................
: Hasil pengamatan morfologi batang pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas. Lamk
Tabel 5
41
: Hasil pengamatan morfologi bunga pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
Tabel 7
37
: Hasil pengamatan morfologi daun pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
Tabel 6
36
44
: Hasil pengamatan dan pengukuran serbuk sari sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
commitxvto user
49
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
39
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
: Bagian dari Organ tanaman Ipomea batatas Lamk
6
Gambar 2
: Macam-macam akar pada tanaman Ipomea batatas Lamk ..
7
Gambar 3
: Bentuk helaian
8
Gambar 4
: Bentuk tepi daun
9
Gambar 5
: Jumlah cuping daun
9
Gambar 6
: Bentuk ujung daun
10
Gambar 7
: Panjang daun
10
Gambar 8
: Warna tulang daun
11
Gambar 9
: Panjang tangkai daun
12
Gambar 10 : Bagian-bagian bunga
14
Gambar 11 : Bentuk permukaan mahkota
14
Gambar 12 ; Kedudukan kepala putik
15
Gambar 13 : Buah Ipomea batatas Lamk dengan 1-4 biji
16
Gambar 14 : Bentuk ubi
18
Gambar 15 : Tipe formasi
18
Gambar 16 : Pola penyebaran warna sekunder
19
Gambar 17 : Skema kerangka penelitian
23
Gambar 18 : Skema cara kerja analisa morfologi
27
Gambar 19 : Morfologi ubi Ipomoea batatas Lamk.
35
Gambar 20 : Morfologi daun Ipomoea batatas Lamk.
38
Gambar 21 : Morfologi bunga Ipomoea batatas Lamk.
44
Gambar 22 : Dendrogram Hubungan Kekerabatan berdasarkan Karakter
Morfologi
Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
Gambar 23 : Struktur Serbuk Sari Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
45
49
Gambar 24 : Pola Pita Isozim dan Zimogram Peroksidase Organ
Batang pada Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
53
Gambar 25 : Pola Pita Isozim dan Zimogram Peroksidase Organ
Daun pada Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
commit to user
xvi
55
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
40
Gambar 26 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase pada organ Batang
57
Gambar 27 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase pada organ Daun
60
Gambar 28 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase
61
Gambar 29 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Karakter Morfologi
dan Pola Pita Isozim Peroksidase
commit to user
xvii
62
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
41
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
: Daftar Karakter Morfologi untuk Identifikasi I. batatas Lamk
74
Lampiran 2
: Data karakterisasi Morfologi Ipomoea batatas Lamk.
78
Lampiran 3
: Data Binomial Karakter Morfologi
88
Lampiran 4
: Dokumentasi Sepuluh Kultivar Ipomoea batatas Lamk. di
Kebun Balitkabi Malang
.
Lampiran 5
92
: Hasil SEM Kotak Sari dan Serbuk Sari Bunga Sepuluh Kultivar
Ipomoea Batatas Lamk.
93
Lampiran 6
: Hasil Elektoforesis Pola Pita Isozim Peroksidase
94
Lampiran 7
: Dokumentasi Alat Dalam Pelaksanaan Penelitian
95
Lampiran 8
: Surat Permohonan Rencana Penelitian
97
Lampiran 9
: Surat Permohonan Ijin Penelitian
98
commit to user
xviii
digilib.uns.ac.id
STUDI KERAGAMAN MORFOLOGI, STRUKTUR SERBUK SARI
DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE
Ipomoea batatas Lamk.
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat Magister Program Studi Biosain
Oleh
Dwi Wahyuni
S901308003
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
24
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
25
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
26
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
27
PERNYATAAN
ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul
SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE Ipomoea
batatas Lamk.
serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis
digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber
acuan serta daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat
dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan
peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17 tahun 2010).
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum
ilmiahlain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai autor dan
PPs UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu
semester (enam bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi
dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Prodi Biosain PPs UNS berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh prodi Biosain
PPs UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini,
maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta, 29 Desember 2014
Dwi Wahyuni
NIM. S901308003
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
28
Dwi Wahyuni. NIM S901308003. 2014. Studi Keragaman Morfologi, Stuktur
Serbuk Sari Dan Pola Pita Isozim Peroksidase Ipomoea batatas Lamk. TESIS.
Pembimbing I: Prof. Drs. Suranto,M.Sc., Ph.D. Pembimbing II: Prof. Dr. Ir. Edi
Purwanto,M.Sc. Program Studi Biosain, Program Pascasarjana, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Ipomoea batatas Lamk. (I. batatas) mempunyai beragam kultivar dan
variasi sangat besar pada karakter morfologi tidak hanya pada daun dan bunga
tetapi juga pada umbi dan warnanya. Ubijalar termasuk dalam famili solanaceae
dan memiliki nilai ekonomi yang sangat tinggi, terutama sebagai makanan
tambahan karena mengandung karbohidrat yang cukup tinggi dan beberapa nutrisi
lainnya.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui apakah keragaman morfologi
dalam spesies ini juga ditunjukkan pada mikro karakter seperti struktur serbuk
sari, pola pita isozim peroksidase. Adapun kultivar yang diamati terdiri dari
sepuluh kultivar yaitu Antin 1, Antin 2, Antin 3, Beta 1, Beta 2, Kidal, Papua
Solossa, Sari, Sawentar dan Sukuh. Uji karakter morfologi adalah dengan
pengamatan organ ubi, batang, daun dan bunga. Analisis struktur serbuk sari
dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Analisis isozim
menggunakan Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) dengan pewarnaan
enzim peroksidase, Analisa morfologi dan pola pita isozim menggunakan analisis
NTSYS Spc 2.0 untuk menghasilkan dendrogram hubungan kekerabatan. Adapun
data struktur serbuk sari dianalisis secara deskriptif.
Hasil analisis NTSYS Spc 2.0. menunjukkan bahwa kultivar Antin 3 dan
Papua Solossa memiliki karakter morfologi yang berbeda dibandingkan delapan
kultivar lainnya. Analisis struktur serbuk sari menunjukkan kultivar Beta 1
mempunyai ukuran serbuk sari yang sangat besar yaitu 116,50 µm (panjang aksis
polar) dan 103.90 µm (diameter ekuatorial) serta garis bentuk (countour) dinding
cekung (concave). Analisis pola pita isozim peroksidase menunjukkan kultivar
Beta 1, Beta 2 dan Papua Solossa memiliki pola pita yang berbeda (baik secara
kualitatif maupun kuantitatif) dari kultivar-kultivar yang lain. Analisis
dendrogram berdasarkan karakter morfologi dan pola pita isozim peroksidase
membuktikan bahwa pada kultivar Papua Solossa yang selalu terpisah dari
kultivar lainnya.
Kata Kunci: Keragaman, Morfologi, Serbuk sari, Isozim, Ipomoea batatas Lamk
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
29
Dwi Wahyuni. NIM S901308003. 2014. Studies on the Variation of Morphology,
The Stucture of Pollen, and Peroxidase Isozyme Banding Pattern of Ipomoea
batatas Lamk. THESIS. Advisor I: Prof. Drs. Suranto,M.Sc., Ph.D. Advisor II:
Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto,M.Sc. Departement of Biosain, Postgraduated Program,
Sebelas Maret University.
ABSTRACT
Ipomoea batatas Lamk. (I. batatas) which is recorded to have many
cultivar and variation in the morphologycal character not only for the leaves and
flowers but also the tuber and colours. This sweet potatos included in the family
solanaceae and having economic significant, especially as additional food due to
the high content of carbohydrate and other nutricions values.
In other to test whether the morphologycal variation in this species was
also expressed at the microcharacter, such as pollen morphology and enzyme
activity, there were ten cultivar were used. The morphologycal character used in
this experiment consisted of leaf, stem, flower and tuber, while the shape and
structure of the pollen were examined using Scanning Electron Microscopy
(SEM). Acordingly, Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE) was used to
look at the activity of peroxidase isoxymes. The above both data of of isozymcal
and morphology were employed to construct the dendrogram using NTSYS to
look at their relationship. Meanwhile the pollen morphologycal observation were
analized descriptvely.
The result showed that there were variation among ten cultivar of I.
batatas was confirmed not only on their morphologycal character but also the
isozyme banding pattern from ten cultivars tested. At least, two cultivar Antin 3
and Papua Solossa had uniques character especcially the purple stem and yellow
tuber and dark skin on the tuber respectively.
The structural analysis of pollen showed Beta 1 cultivar has a very large
pollen, namelly 116,50 µm (axis polar) and 103.90 µm (equatorial) and countour
of was concave. The analysis of isozyme banding pattern showed Beta 1, Beta 2
and Papua Solossa cultivar had different banding pattern (either qualitative or
quantitative) from other cultivars. The dendrogam based on morphologycal
character and the peroxidase isozyme banding pattern proved showed that Papua
Solossa cultivar was always stand alone from the other nine cultivars.
Keyword : Variation, morphological, pollen, isozymes, Ipomoea batatas Lamk.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
30
MOTTO
Sesungguhnya menuntut ilmu adalah pendekatan diri kepada Allah,
mengajarkannya kepada orang yang tidak mengetahuinya adalah
sedekah.
Sesungguhnya ilmu pengetahuan menempatkan orangnya dalam
kedudukan terhormat dan mulia (tinggi).
Ilmu pengetahuan adalah keindahan bagi ahlinya di dunia dan di
akhirat
(Sabda Rasulullah Saw)
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
31
PERSEMBAHAN
Karya sederhana ini saya persembahkan kepada:
Ibunda Disih dan Ayahanda
Terima kasih untuk segala pengorbanan, doa, kasih sayang, dan
penanaman disiplin yang telah diberikan pada saya.
yang telah banyak berkorban, dan
mengizinkan saya untuk menuntut ilmu, selalu memberi
dorongan, semangat, dan kegembiraan.
Terima kasih, senantiasa mengatakan kita adalah tim, dan
pencapaian yang satu adalah pencapaian semua.
Faiz Arka Awanta
Karena doa kalian ibu dapat menyelesaikan studi ini
Serta keluarga besar dan Almamater
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
32
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan
rahmat,
taufik
serta
hidayahNya
sehingga
dapat
STUDI KERAGAMAN MORFOLOGI,
STUKTUR SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM PEROKSIDASE
Ipomoea batatas Lamk.
an lancar. Tesis ini ditulis sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh derajat Magister Sain di Program Studi Biosain Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Tesis ini berisi tentang keragaman morfologi, stuktur serbuk sari dan
pola pita isozim peroksidase Ipomoea batatas Lamk. serta hubungan
kekerabatannya. Karakter morfologi yang disajikan meliputi karakter organ ubi,
batang, daun dan bunga. Struktur serbuk sari yang disajika meliputi panjang
spina, panjang aksis polar (P), ukuran serbuk sari, diameter ekuatorial (E), indeks
P/E dan bentuk serbuk sari. Pola pita Isozim disajikan dengan menggunakan
pewarnaan peroksidase pada organ batang dan daun I.batatas.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Penulis juga
mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan tesis ini. Semoga tesis
ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Surakarta, Desember 2014
Penulis
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
33
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas terselesainya tesis
ini. Penulis menyadari bahwa terselesainya tesis ini tidak terlepas dari keterlibatan
dan sumbangsih berbagai pihak baik perseorangan,kelompok maupun
kelembagaan. Maka dari itu, melalui laporan ini dengan segenap kerendahan hati
patutlah penulis ucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:
1.
Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. selaku Rektor Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2.
Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus,M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.
Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D. dan Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc.
selaku dosen pembimbing yang telah mendambingi dan mengarahkan
penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
4.
Prof. Dr. Sugiyarto,M.Si dan Dr. Ari Susilowati, M.Si, selaku penguji
yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran untuk tesis ini.
5.
Segenap staf dosen Program Studi Biosain PPs Universitas Sebelas Maret
Surakarta yang telah memberikan materi perkuliahan yang menunjang
kelancaran pelaksanaan penelitian.
6.
Ir. Yudi Widodo, M.S, peneliti utama di Balitkabi Malang yang telah
memberikan arahan pada pelaksanaan penelitian di lapangan.
7.
Ketua dan Laboran Laboratorium Biologi Molekuler FMIPA Universitas
Negeri Malang yang telah memberikan ijin dan bantuan dalam
pelaksanaan penelitian.
8.
Ketua Yayasan dan Kepala Sekolah Menengah Farmasi Bhakti Wiyata
Kediri yang telah memberikan ijin dan dukungan untuk menyelesaikan
studi ini.
9.
Kedua orang tua dan keluarga besar yang memberikan doa dan
dukungannya.
10.
Suamiku yang telah mendampingi dan membantu untuk mendapatkan
sampel penelitian di lapangan.
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
34
11.
TemanAzmin, S.Pd., M.Si, Ria Karno, S.Pd., M.Si, Mas Adi, Ali, Wafi, Alfatiha
Permatasasari, M.Si, Arti Wahyu Utami, S.Pd., M.Si, Mbak Nurul, MM.
Riyaniarti, Anik Andayani, S.Pd., M.Si dan Wiwik Yuli S., yang telah
banyak memberikan masukan, motivasi, bantuan dan semangat yang
sangat luar biasa dalam menyelesaikan tesis ini.
12.
Teman-teman
SMK
Kesehatan
Bhakti
Wiyata
Kediri:
Yanti
Rahayuningtyas, Yuni Ika, mbak Siti Zaenab, Siska, Pak Jerhi yang telah
menberikan bantuan secara teknis dalam menyelesaikan tesis ini.
13.
Seluruh pihak yang telah membantu penyelesaian tesis ini.
Segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan kepada penulis dalam
menyelesaikan
tesis semoga menjadi amal sholeh dan memperoleh
imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT. Amin
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
35
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ILMIAH
iv
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
MOTTO
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
viii
KATA PENGANTAR
ix
UCAPAN TERIMA KASIH
x
DAFTAR ISI
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR GAMBAR
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
1
B.
Perumusan Masalah
3
C.
Tujuan Penelitian
3
D.
Manfaat Penelitian
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Tinjauan Umum Tentang Ipomoea batatas Lamk
4
1. Spesies tanaman Ipomoea batatas Lamk
4
2. Taksonomi tanaman Ipomoea batatas Lamk
4
3. Kandungan zat kimia Ipomoea batatas Lamk
4
4. Morfologi tanaman Ipomoea batatas Lamk
5
a. Akar
6
b. Batang
7
c. Daun
7
1) Bentuk helaian
8
2) Bentuk tepi daun (kedalaman cuping daun)
9
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
36
3) Jumlah cuping daun
9
4) Bentuk ujung daun
10
5) Panjang daun dewasa
10
6) Warna Tulang daun
11
7) Warna helaian daun dewasa
11
8) Warna helaian daun muda
12
9) Warna tangkai daun
12
10) Panjang tangkai daun
12
d. Bunga
13
1) Bentuk permukaan mahkota
14
2) Kedudukan kepala putik (stigma)
14
3) Serbuk sari (polen)
15
e. Buah
16
f. Ubi
17
1) Bentuk ubi
17
2) Tipe formasi ubi
18
3) Warna kulit ubi
19
4) Warna daging ubi dan pola penyebaran warna sekunder
19
B.
Enzim dan Isozim Peroksidase
20
C.
Kerangka Penelitian
23
D.
Hipotesis
23
BAB III
METODE PENELITIAN
A.
Waktu dan Tempat Penelitian
24
B.
Alat dan Bahan
24
1. Bahan dan Alat untuk Analisa Morfologi
24
2. Bahan dan Alat untuk Analisa
24
3. Bahan dan Alat untuk analisa Pola Pita Isozim peroksidase
25
Cara Kerja
25
1. Pengambilan Sampel
25
2. Pengamatan Morfologi
26
3. Pengamatan Struktur Serbuk sari
28
C.
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
37
D.
4. Analisa Pola Pita Isozim Peroksidase
28
Analisa Data
30
BAB IV
A.
B.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakaterisasi Morfologi Ipomoea batatas Lamk.
32
1. Ubi
34
2. Batang
37
3. Daun
37
4. Bunga
43
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan
Karakter Morfologi
45
C.
Karakterisasi Struktur Serbuk Sari Ipomoea batatas Lamk.
48
D.
Karakterisasi Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Penanda Isozim
52
1. Hasil Analisis Pola Pita Isozim dengan Pewarnaan Peroksidase
Pada Organ Batang
53
2. Hasil Analisis Pola Pita Isozim dengan Pewarnaan Peroksidase
3. Pada Organ Daun
E.
54
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk.Berdasarkan Pola Pita
Isozim Peroksidase
56
1. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
pada organ Batang
56
2. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
pada organ Daun
59
3. Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim Peroksidase
F.
Hubungan Kekerabatan Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Karakter
Morfologi Dan Pola Pita Isozim Peroksidase
G.
60
61
Keunikan Kultivar Ipomoea batatas Lamk. Berdasarkan Karakter
Morfologi, Struktur Serbuk Sari dan Pola Pita Isozim Peroksidase
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
63
66
66
67
B. Saran
Daftar pustaka
Lampiran-lampiran
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
38
DAFTAR TABEL
Tabel 1
: Komposisi kimia ubi dan daun tiap 100 gram bahan edibel
5
Tabel 2
: Hasil pengamatan morfologi sepuluh kultivar I. batatas Lamk. ..
32
Tabel 3
: Hasil pengamatan morfologi ubi pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas. Lamk
Tabel 4
...........................................................
: Hasil pengamatan morfologi batang pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas. Lamk
Tabel 5
41
: Hasil pengamatan morfologi bunga pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
Tabel 7
37
: Hasil pengamatan morfologi daun pada sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
Tabel 6
36
44
: Hasil pengamatan dan pengukuran serbuk sari sepuluh kultivar
Ipomoea batatas Lamk.
commitxvto user
49
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
39
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
: Bagian dari Organ tanaman Ipomea batatas Lamk
6
Gambar 2
: Macam-macam akar pada tanaman Ipomea batatas Lamk ..
7
Gambar 3
: Bentuk helaian
8
Gambar 4
: Bentuk tepi daun
9
Gambar 5
: Jumlah cuping daun
9
Gambar 6
: Bentuk ujung daun
10
Gambar 7
: Panjang daun
10
Gambar 8
: Warna tulang daun
11
Gambar 9
: Panjang tangkai daun
12
Gambar 10 : Bagian-bagian bunga
14
Gambar 11 : Bentuk permukaan mahkota
14
Gambar 12 ; Kedudukan kepala putik
15
Gambar 13 : Buah Ipomea batatas Lamk dengan 1-4 biji
16
Gambar 14 : Bentuk ubi
18
Gambar 15 : Tipe formasi
18
Gambar 16 : Pola penyebaran warna sekunder
19
Gambar 17 : Skema kerangka penelitian
23
Gambar 18 : Skema cara kerja analisa morfologi
27
Gambar 19 : Morfologi ubi Ipomoea batatas Lamk.
35
Gambar 20 : Morfologi daun Ipomoea batatas Lamk.
38
Gambar 21 : Morfologi bunga Ipomoea batatas Lamk.
44
Gambar 22 : Dendrogram Hubungan Kekerabatan berdasarkan Karakter
Morfologi
Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
Gambar 23 : Struktur Serbuk Sari Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
45
49
Gambar 24 : Pola Pita Isozim dan Zimogram Peroksidase Organ
Batang pada Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
53
Gambar 25 : Pola Pita Isozim dan Zimogram Peroksidase Organ
Daun pada Sepuluh Kultivar Ipomea batatas Lamk.
commit to user
xvi
55
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
40
Gambar 26 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase pada organ Batang
57
Gambar 27 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase pada organ Daun
60
Gambar 28 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Pola Pita Isozim
Peroksidase
61
Gambar 29 : Dendrogram Berdasarkan Keragaman Karakter Morfologi
dan Pola Pita Isozim Peroksidase
commit to user
xvii
62
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
41
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
: Daftar Karakter Morfologi untuk Identifikasi I. batatas Lamk
74
Lampiran 2
: Data karakterisasi Morfologi Ipomoea batatas Lamk.
78
Lampiran 3
: Data Binomial Karakter Morfologi
88
Lampiran 4
: Dokumentasi Sepuluh Kultivar Ipomoea batatas Lamk. di
Kebun Balitkabi Malang
.
Lampiran 5
92
: Hasil SEM Kotak Sari dan Serbuk Sari Bunga Sepuluh Kultivar
Ipomoea Batatas Lamk.
93
Lampiran 6
: Hasil Elektoforesis Pola Pita Isozim Peroksidase
94
Lampiran 7
: Dokumentasi Alat Dalam Pelaksanaan Penelitian
95
Lampiran 8
: Surat Permohonan Rencana Penelitian
97
Lampiran 9
: Surat Permohonan Ijin Penelitian
98
commit to user
xviii