Fingerprinting kelapa sawit (Elaeis guinensis Jacq.) Berdasarkan Marka Simple Sequence Repeats (SSR) dan Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD)
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) merupakan salah satu komoditas
unggulan nasional karena kontribusinya yang besar terhadap perekonomian
Indonesia. Saat ini, Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak
sawit di dunia. Produksi minyak sawit Indonesia meningkat dari 15,19 juta ton
pada tahun 2011 menjadi 17,39 juta ton pada tahun 2013 (BPS, 2014).
Kelapa sawit (E.guineensis) adalah tanaman perkebunan penting penghasil
minyak makanan, minyak industri, maupun bahan bakar nabati (biodiesel).
Khusus untuk perkebunan sawit rakyat, permasalahan umum yang dihadapi antara
lain rendahnya produktivitas dan mutu produksi. Produktivitas kebun sawit rakyat
rata-rata 16 ton TBS per ha, sementara potensi produksi bila menggunakan bibit
unggul bisa mencapai 30 ton TBS per ha. Produktivitas CPO (Crude Palm Oil)
perkebunan rakyat hanya mencapai rata-rata 2,5 ton CPO per ha dan 0,33 ton
minyak inti sawit per ha, sementara diperkebunan negara rata-rata menghasilkan
4,82 ton CPO perhektar dan 0,91 ton PKO per hektar dan perkebunan swasta ratarata menghasilkan 3,48 ton CPO per hektar dan 0,57 ton PKO per hektar
(Deptan, 2008).
Program pelestarian plasma nutfah dalam rangka perbaikan genetik
tanaman sangat bergantung pada sumber keragaman genetik. Identifikasi
keragaman tersebut sangat penting dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat genetik
sehingga dapat digunakan sebagai informasi awal dalam pengunaan tetua untuk
kegiatan manipulasi genetik dari sifat-sifat tanaman yang hendak diciptakan.
Universitas Sumatera Utara
Bahar dan Zen (1993) menyatakan bahwa pengamatan secara visual yaitu
dengan memilih fenotipe yang baik belum memberikan hasil yang memuaskan.
Novita (2013) menjelaskan bahwa keragaman tanaman secara umum dapat dikaji
melalui pendekatan morfologi, biokimia dan molekuler.
Namun, penanda
morfologi memiliki kelemahan karena dipengaruhi oleh lingkungan. Keterbatasan
penanda morfologi adalah hanya mampu membedakan keragaman visual saja,
oleh karena itu diperlukan penanda lain yang diharapkan dapat memberikan hasil
yanglebih akurat yaitu marka molekuler melalui pengamatan pada tingkat
polimorfisme DNA.
Hal ini juga dijelaskan oleh Dua Lembang et al. (2010) yang menyatakan
bahwa identifikasi keragaman plasma nutfah tanaman secara lebih luas
menggunakan marka molekuler dapat memberikan hasil yang lebih cepat, efektif,
dan akurat dibandingkan dengan karakterisasi berdasarkan ciri-ciri morfologi.
Karakterisasi menggunakan marka molekuler dapat dilakukan pada stadium awal,
bahkan dapat dilakukan pada benih.
Pengamatan ditingkat DNA tanaman kelapa sawit dapat dilakukan dengan
menggunakan teknik fingerprinting. Weising et al. (2005) menjelaskan bahwa
akhir-akhir ini pengamatan di tingkat molekuler terus berkembang termasuk pada
jenis teknologi dan peralatannya sehingga pengamatan ditingkat DNA pada
tanaman akan terus dilakukan. Teknik fingerprinting merupakan langkah awal
yang dapat dijadikan sebagai data awal dalam proses hibridisasi tanaman kelapa
sawit.
Universitas Sumatera Utara
Ada beberapa marka DNA yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi
keberagaman genetik. Diantara marka tersebut adalah marka RAPD. Marka
RAPD merupakan salah satu marka berbasis molekuler yang mudah dilakukan,
membutuhkan waktu dan biaya yang lebih rendah, memiliki tingkat polimorfisme
yang tinggi, dapat digunakan untuk menelaah adanya diversitas genetik serta
hanya membutuhkan volume DNA yang sedikit untuk mengaplikasikannya.
Dalam penyusunan program persilangan pada tanaman kelapa sawit,
marka RAPD dapat digunakan untuk mendeteksi adanya keragaman. Penggunaan
marka RAPD untuk tanaman kelapa sawit telah diterapkan oleh penelitian
terdahulu diantaranya penelitian yang dilakukan oleh Satish dan Mohankumar
(2007), Thawaro (2009) dan Odenoreet al. (2015). Namun demikian, ada
beberapa kelemahan dalam penggunaan marka RAPD diantaranya adalah marka
ini bersifat dominan sehingga tidak dapat membedakan individu heterozigot. Oleh
sebab itu, maka penggunaan marka RAPD dapat digunakan untuk melihat
keragaman tetapi dijumpai kendala ketika dijadikan sebagai marka untuk melihat
individu yang bersifat heterozigot.
Oleh sebab itu, untuk melengkapi analisis RAPD maka dapat digunakan
marka SSR, karena marka SSR dapat membedakan antar individu yang bersifat
heterozigot. Marka SSR merupakan salah satu marka yang paling banyak
digunakan untuk pemetaan genetik, analisis keragaman dan studi evolusi.
Keunggulan penanda mikrosatelit dibandingkan dengan marka lainnya antara lain
bersifat kodominan, polimorfisme tinggi, lokus tersebar merata dalam genom,
Universitas Sumatera Utara
dan dalam jumlah yang sangat banyak dan berbasis PCR sehingga hanya
diperlukan DNA dalam jumlah yang sedikit (Putri, 2010).
Hal ini juga diungkapkan oleh Sugiono (2010) yang menyebutkan bahwa
mikrosatelit merupakan salah satu marka molekuler yang berupa urutan dinukleotida sampai tetra-nukleotida yang berulang dan berurutan. SSR merupakan
marka genetik yang bermanfaat karena bersifat kodominan, dapat mendeteksi
keragaman alel pada tingkat tinggi, serta mudah dan tidak terlalu mahal untuk
dianalisis dengan menggunakan PCR.
Penggunaan marka SSR sebagai penanda untuk tanaman sawit telah di
lakukan oleh berbagai pihak. Salah satu yang membuktikan hal ini adalah
berdasarkan hasil penelitian oleh Mardziah et. al. (2013) tentang pengembangan
penapisan protokol non-radioaktif pada kelapa sawit yang menyimpulkan bahwa
SSR sangat sesuai untuk mengkarakterisasi keragaman genetik, penelitian ini juga
menyimpulkan bahwa primer SSR efektif digunakan untuk fingerprinting pada
tanaman kelapa sawit yaitu E. guinensis dan E. oleifera dan persilangan keduanya.
Kombinasi penggunaan marka RAPD dan SSR dapat dijadikan sebagai
langkah awal untuk fingerprinting tanaman kelapa sawit. Namun demikian,
diperlukan informasi awal terhadap primer-primer yang dapat dijadikan sebagai
penanda dalam kegiatan fingerprinting tanaman kelapa sawit, sehingga primerprimer tersebut dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi keragaman genetik.
Primer-primer tersebut diharapkan mampu memberikan kontribusi dalam proses
pemuliaan tanaman kelapa sawit.
Universitas Sumatera Utara
Perumusan Masalah
Tanaman kelapa sawit merupakan salah satu tanaman yang memiliki nilai
ekonomi yang tinggi karena tanaman tersebut merupakan bahan baku untuk
pengolahan berbagai macam produk. Oleh sebab itu, proses pemuliaan tanaman
kelapa sawit sangat dibutuhkan untuk menghasilkan benih kelapa sawit yang
berkarakter unggul. Sebelum dilakukan proses hibridisasi terlebih dahulu
dilakukan proses karakterisasi terhadap tanaman yang akan dijadikan sebagai
tetua donor atau tetua resipient.
Proses karakterisasi terhadap tanaman untuk mendapatkan karakter unggul
biasanya dilakukan dengan melakukan pengamatan terhadap karakter morfologi
tanaman. Pengamatan secara morfologi memiliki beberapa kekurangan antara lain
hasil pengamatan yang sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Untuk
menjawab permasalahan tersebut maka perlu dilakukan pengamatan secara
molekuler. Pengamatan secara molekuler terhadap karakter genotipik tanaman
dikenal dengan fingerprinting.
Istilah fingerprinting tersebut hampir sama dengan prinsip analisis sidik
jari pada manusia, hal ini dilatar belakangi oleh setiap manusia memiliki pola
sidik jari yang berbeda. Hal yang sama diterapkan melalui analisis fingerprinting
karena etiap individu tanaman walaupun berasal dari varietas yang sama akan
menunjukkan perbedaan secara genetik. Untuk melihat perbedaan genetik
tanaman diperlukan primer yang berfungsi sebagai penanda. Berdasarkan sifat
primer marka molekuler dapat dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu primer
yang bersifat dominan (RAPD) dan kodominan (SSR).
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menganalisis keragaman genetik kelapa sawit (E. guineensis) Varietas DxP
Unggul Socfindo berdasarkan marka RAPD dan SSR.
2. Menganalisis primer yang dapat dijadikan sebagai marker hasil fingerprinting
kelapa sawit (E. guineensis) Varietas DxP Unggul Socfindo berdasarkan
marka RAPD dan SSR.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan informasi awal yang bermanfaat dalam usaha program pemuliaan
kelapa sawit (E. Guineensis) Varietas DxP Unggul Socfindo.
2. Memberikan informasi terkait dengan keragaman genetik, marker dan pita
spesifik hasil fingerprinting kelapa sawit (E. Guineensis) Varietas DxP Unggul
Socfindo.
3. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar magister di Program
Magister Agroekotenologi Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara,
Medan.
Universitas Sumatera Utara
Latar Belakang
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) merupakan salah satu komoditas
unggulan nasional karena kontribusinya yang besar terhadap perekonomian
Indonesia. Saat ini, Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak
sawit di dunia. Produksi minyak sawit Indonesia meningkat dari 15,19 juta ton
pada tahun 2011 menjadi 17,39 juta ton pada tahun 2013 (BPS, 2014).
Kelapa sawit (E.guineensis) adalah tanaman perkebunan penting penghasil
minyak makanan, minyak industri, maupun bahan bakar nabati (biodiesel).
Khusus untuk perkebunan sawit rakyat, permasalahan umum yang dihadapi antara
lain rendahnya produktivitas dan mutu produksi. Produktivitas kebun sawit rakyat
rata-rata 16 ton TBS per ha, sementara potensi produksi bila menggunakan bibit
unggul bisa mencapai 30 ton TBS per ha. Produktivitas CPO (Crude Palm Oil)
perkebunan rakyat hanya mencapai rata-rata 2,5 ton CPO per ha dan 0,33 ton
minyak inti sawit per ha, sementara diperkebunan negara rata-rata menghasilkan
4,82 ton CPO perhektar dan 0,91 ton PKO per hektar dan perkebunan swasta ratarata menghasilkan 3,48 ton CPO per hektar dan 0,57 ton PKO per hektar
(Deptan, 2008).
Program pelestarian plasma nutfah dalam rangka perbaikan genetik
tanaman sangat bergantung pada sumber keragaman genetik. Identifikasi
keragaman tersebut sangat penting dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat genetik
sehingga dapat digunakan sebagai informasi awal dalam pengunaan tetua untuk
kegiatan manipulasi genetik dari sifat-sifat tanaman yang hendak diciptakan.
Universitas Sumatera Utara
Bahar dan Zen (1993) menyatakan bahwa pengamatan secara visual yaitu
dengan memilih fenotipe yang baik belum memberikan hasil yang memuaskan.
Novita (2013) menjelaskan bahwa keragaman tanaman secara umum dapat dikaji
melalui pendekatan morfologi, biokimia dan molekuler.
Namun, penanda
morfologi memiliki kelemahan karena dipengaruhi oleh lingkungan. Keterbatasan
penanda morfologi adalah hanya mampu membedakan keragaman visual saja,
oleh karena itu diperlukan penanda lain yang diharapkan dapat memberikan hasil
yanglebih akurat yaitu marka molekuler melalui pengamatan pada tingkat
polimorfisme DNA.
Hal ini juga dijelaskan oleh Dua Lembang et al. (2010) yang menyatakan
bahwa identifikasi keragaman plasma nutfah tanaman secara lebih luas
menggunakan marka molekuler dapat memberikan hasil yang lebih cepat, efektif,
dan akurat dibandingkan dengan karakterisasi berdasarkan ciri-ciri morfologi.
Karakterisasi menggunakan marka molekuler dapat dilakukan pada stadium awal,
bahkan dapat dilakukan pada benih.
Pengamatan ditingkat DNA tanaman kelapa sawit dapat dilakukan dengan
menggunakan teknik fingerprinting. Weising et al. (2005) menjelaskan bahwa
akhir-akhir ini pengamatan di tingkat molekuler terus berkembang termasuk pada
jenis teknologi dan peralatannya sehingga pengamatan ditingkat DNA pada
tanaman akan terus dilakukan. Teknik fingerprinting merupakan langkah awal
yang dapat dijadikan sebagai data awal dalam proses hibridisasi tanaman kelapa
sawit.
Universitas Sumatera Utara
Ada beberapa marka DNA yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi
keberagaman genetik. Diantara marka tersebut adalah marka RAPD. Marka
RAPD merupakan salah satu marka berbasis molekuler yang mudah dilakukan,
membutuhkan waktu dan biaya yang lebih rendah, memiliki tingkat polimorfisme
yang tinggi, dapat digunakan untuk menelaah adanya diversitas genetik serta
hanya membutuhkan volume DNA yang sedikit untuk mengaplikasikannya.
Dalam penyusunan program persilangan pada tanaman kelapa sawit,
marka RAPD dapat digunakan untuk mendeteksi adanya keragaman. Penggunaan
marka RAPD untuk tanaman kelapa sawit telah diterapkan oleh penelitian
terdahulu diantaranya penelitian yang dilakukan oleh Satish dan Mohankumar
(2007), Thawaro (2009) dan Odenoreet al. (2015). Namun demikian, ada
beberapa kelemahan dalam penggunaan marka RAPD diantaranya adalah marka
ini bersifat dominan sehingga tidak dapat membedakan individu heterozigot. Oleh
sebab itu, maka penggunaan marka RAPD dapat digunakan untuk melihat
keragaman tetapi dijumpai kendala ketika dijadikan sebagai marka untuk melihat
individu yang bersifat heterozigot.
Oleh sebab itu, untuk melengkapi analisis RAPD maka dapat digunakan
marka SSR, karena marka SSR dapat membedakan antar individu yang bersifat
heterozigot. Marka SSR merupakan salah satu marka yang paling banyak
digunakan untuk pemetaan genetik, analisis keragaman dan studi evolusi.
Keunggulan penanda mikrosatelit dibandingkan dengan marka lainnya antara lain
bersifat kodominan, polimorfisme tinggi, lokus tersebar merata dalam genom,
Universitas Sumatera Utara
dan dalam jumlah yang sangat banyak dan berbasis PCR sehingga hanya
diperlukan DNA dalam jumlah yang sedikit (Putri, 2010).
Hal ini juga diungkapkan oleh Sugiono (2010) yang menyebutkan bahwa
mikrosatelit merupakan salah satu marka molekuler yang berupa urutan dinukleotida sampai tetra-nukleotida yang berulang dan berurutan. SSR merupakan
marka genetik yang bermanfaat karena bersifat kodominan, dapat mendeteksi
keragaman alel pada tingkat tinggi, serta mudah dan tidak terlalu mahal untuk
dianalisis dengan menggunakan PCR.
Penggunaan marka SSR sebagai penanda untuk tanaman sawit telah di
lakukan oleh berbagai pihak. Salah satu yang membuktikan hal ini adalah
berdasarkan hasil penelitian oleh Mardziah et. al. (2013) tentang pengembangan
penapisan protokol non-radioaktif pada kelapa sawit yang menyimpulkan bahwa
SSR sangat sesuai untuk mengkarakterisasi keragaman genetik, penelitian ini juga
menyimpulkan bahwa primer SSR efektif digunakan untuk fingerprinting pada
tanaman kelapa sawit yaitu E. guinensis dan E. oleifera dan persilangan keduanya.
Kombinasi penggunaan marka RAPD dan SSR dapat dijadikan sebagai
langkah awal untuk fingerprinting tanaman kelapa sawit. Namun demikian,
diperlukan informasi awal terhadap primer-primer yang dapat dijadikan sebagai
penanda dalam kegiatan fingerprinting tanaman kelapa sawit, sehingga primerprimer tersebut dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi keragaman genetik.
Primer-primer tersebut diharapkan mampu memberikan kontribusi dalam proses
pemuliaan tanaman kelapa sawit.
Universitas Sumatera Utara
Perumusan Masalah
Tanaman kelapa sawit merupakan salah satu tanaman yang memiliki nilai
ekonomi yang tinggi karena tanaman tersebut merupakan bahan baku untuk
pengolahan berbagai macam produk. Oleh sebab itu, proses pemuliaan tanaman
kelapa sawit sangat dibutuhkan untuk menghasilkan benih kelapa sawit yang
berkarakter unggul. Sebelum dilakukan proses hibridisasi terlebih dahulu
dilakukan proses karakterisasi terhadap tanaman yang akan dijadikan sebagai
tetua donor atau tetua resipient.
Proses karakterisasi terhadap tanaman untuk mendapatkan karakter unggul
biasanya dilakukan dengan melakukan pengamatan terhadap karakter morfologi
tanaman. Pengamatan secara morfologi memiliki beberapa kekurangan antara lain
hasil pengamatan yang sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Untuk
menjawab permasalahan tersebut maka perlu dilakukan pengamatan secara
molekuler. Pengamatan secara molekuler terhadap karakter genotipik tanaman
dikenal dengan fingerprinting.
Istilah fingerprinting tersebut hampir sama dengan prinsip analisis sidik
jari pada manusia, hal ini dilatar belakangi oleh setiap manusia memiliki pola
sidik jari yang berbeda. Hal yang sama diterapkan melalui analisis fingerprinting
karena etiap individu tanaman walaupun berasal dari varietas yang sama akan
menunjukkan perbedaan secara genetik. Untuk melihat perbedaan genetik
tanaman diperlukan primer yang berfungsi sebagai penanda. Berdasarkan sifat
primer marka molekuler dapat dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu primer
yang bersifat dominan (RAPD) dan kodominan (SSR).
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menganalisis keragaman genetik kelapa sawit (E. guineensis) Varietas DxP
Unggul Socfindo berdasarkan marka RAPD dan SSR.
2. Menganalisis primer yang dapat dijadikan sebagai marker hasil fingerprinting
kelapa sawit (E. guineensis) Varietas DxP Unggul Socfindo berdasarkan
marka RAPD dan SSR.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan informasi awal yang bermanfaat dalam usaha program pemuliaan
kelapa sawit (E. Guineensis) Varietas DxP Unggul Socfindo.
2. Memberikan informasi terkait dengan keragaman genetik, marker dan pita
spesifik hasil fingerprinting kelapa sawit (E. Guineensis) Varietas DxP Unggul
Socfindo.
3. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar magister di Program
Magister Agroekotenologi Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara,
Medan.
Universitas Sumatera Utara