Analisis Keragaman Genetik Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di Samosir Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
ANALISIS KERAGAMAN GENETIK BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.)
PADA BEBERAPA AKSESI DI SAMOSIR MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
Oleh:
ROSLINA HULU / 120301246
AGROEKOTEKNOLOGI-BPP
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KERAGAMAN GENETIK BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.)
PADA BEBERAPA AKSESI DI SAMOSIR MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
Oleh:
ROSLINA HULU / 120301246
AGROEKOTEKNOLOGI-BPP
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian
Nama
NIM
Program Studi
Minat
: Analisis Keragaman Genetik Bawang Merah (Allium
ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di Samosir
Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified
Polymorphic DNA)
: Roslina Hulu
: 120301246
: Agroekoteknologi
: Budidaya Pertanian dan Perkebunan
Disetujui Oleh :
Komisi Pembibing
Ir. Mariati, M.Sc.
Ketua
Prof. Ir. Edison Purba, Ph.D.
Anggota
Mengetahui
Prof. Ir. T. Sabrina, MSc.
Ketua Program Studi Agroekoteknolo gi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ROSLINA HULU: Analisis Keragaman Genetik Bawang Merah (Allium
ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di Samosir Menggunakan Marka RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA), dibimbing oleh MARIATI dan EDISON
PURBA. Beberapa tahun terakhir, pemerintah Sumatera Utara mengimpor
bawang merah untuk memenuhi kebutuhan penduduknya yang semakin
meningkat seiring dengan pertambahan penduduk. Hal ini dapat ditekan dengan
pengembangan bawang merah melalui kegiatan pemuliaan seperti karakterisasi
dan evaluasi keragaman genetik untuk menghasilkan klon berdaya hasil tinggi.
Namun sejauh ini, deskripsi bawang merah di Sumatera Utara masih terbatas pada
morfologi dan agronomi. Data ini kurang akurat karena sifat-sifat yang kelihatan
merupakan interaksi genetik dan lingkungan, sehingga diperlukan data tingkat
molekuler. Identifikasi genetik dengan penanda molekuler akurat karena tidak
dipengaruhi lingkungan. Salah satu teknologi bidang biologi molekuler untuk
mendeteksi keragaman genetik adalah
teknologi penanda RAPD untuk
meningkatkan efisiensi seleksi. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis
keragaman genetik bawang merah pada beberapa aksesi di Samosir menggunakan
Marka RAPD. Penelitian dilakukan di Laboratorium Terpadu Fakultas
Kedokteran Universitas Sumatera Utara pada Maret hingga Mei 2016. Materi
genetik yang dianalisis berasal dari enam aksesi yaitu: Aksesi Sianjur mula-mula,
Harian, Nainggolan, Palipi, Simanindo dan Pangururan menggunakan empat
primer acak: OPA-2, OPA-4, OPA-19, dan OPA-20. Setiap sampel DNA
diamplifikasi menurut metode elektroforesis. Amplifikasi empat primer tersebut
menghasilkan fragmen tunggal dengan ukuran sama besar sekitar 100 bp dan
persentase pita monomorfik 100%. Hasil penelitian ini menunjukkan tidak ada
keragaman genetik dari enam aksesi bawang merah yang diamati di Samosir
Kata kunci: bawang merah, keragaman genetik, RAPD.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
ROSLINA HULU: Genetic Variability Analysis of accessions the shallot (Allium
ascalonicum L.) in Samosir Based on the RAPD (Random Amplified Polymorphic
DNA) Markers, supervised by MARIATI and EDISON PURBA. In last few years,
North Sumatera Provincial Government has been imported the shallot to meet the
needs of the ever increasing population. It can be suppressed by the development
of the shallot through breeding such as characterization and evaluation of
genetic diversity to produce high yielding clones. But so far description of the
shallot in Norh Sumatera still limited to morphological and agronomic. This data
is less accurate because the properties that seem is interaction between genetic
and environmental, so needed the molecular level data. Identification of genetic
molecular markers is accurate because it is not influenced by the environment.
One of the technologies of molecular biology to detect the genetic diversity is
RAPD marker technology to improve the efficiency of selection. The aim of the
research was to analyze genetic variability of accessions the shallot in Samosir
based on the RAPD marker. The research was conducted in Integrated
Laboratory, Medicines Faculty, Sumatera Utara University began from March up
to May 2016. The genetic material that analized came from six accessions i.e.:
Sianjur mula-mula, Harian, Nainggolan, Palipi, Simanindo dan Pangururan by
using four random primers i.e.: OPA-2, OPA-4, OPA-19, and OPA-20. Every
DNA sample amplified by electrophoresis method. Amplification of four primers
produces single fragment with same size about 100 bp and percentage of
monomorpic band is 100%. The research shwoed no genetic variability by six
accessions of shallot that observed in Samosir.
Key words: shallot, genetic variability, RAPD
ii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Malombu pada tanggal 04 September 1992
dari ayah Saredi Hulu dan ibu Yusniar Zebua. Penulis merupakan anak ketiga dari
delapan bersaudara.
Tahun 2012 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tukka dan pada tahun yang
sama masuk ke Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian
Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih program studi Agroekoteknologi.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan
Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK) dan aktif pada Unit Kegiatan
Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen (UKM-KMK). Penulis melaksanakan
Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PTPN V Kebun Sei Buatan Afd. II Inti Riau
pada bulan Juli-Agustus 2015.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik
dan tepat pada waktunya.
Adapun judul dari skripsi ini adalah “Analisis Keragaman Genetik
Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di
Samosir
Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada orang tua
penulis yang telah memberikan dukungan serta motivasi baik materil maupun
spiritual. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada komisi pembimbing
Ir. Mariati, M.Sc., dan Prof. Ir. Edison Purba, Ph.D. yang telah memberikan
banyak saran, petunjuk, bimbingan, dan arahan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih. Semoga skripsi ini
bermanfaat.
Medan,
Maret 2016
Penulis
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................
i
ABSTRACT ...................................................................................................
ii
RIWAYAT HIDUP ...................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................. iv
DAFTAR ISI ................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ........................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................................
Hipotesis Penelitian ......................................................................................
Kegunaan Penelitian......................................................................................
1
4
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman ...........................................................................................
Syarat Tumbuh ..............................................................................................
Iklim .....................................................................................................
Tanah ...................................................................................................
Keragaman Genetik .....................................................................................
Polymerase Chain Reaction (PCR) ..............................................................
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) ...........................................
5
6
6
7
7
8
10
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................
Bahan dan Alat Penelitian .............................................................................
Metode Penelitian..........................................................................................
Pelaksanaan Penelitian .................................................................................
Pengambilan Sampel Daun .................................................................
Isolasi dan Pemurnian DNA ...............................................................
Uji Kuantits DNA ...............................................................................
Amplifikasi dan Genotiping ...............................................................
Elektroforesis ......................................................................................
Analisis Data .......................................................................................
Penentuan Skoring Marka RAPD .............................................
Penentuan Ukuran Pasangan Basa ............................................
13
13
13
14
14
14
15
16
17
18
18
18
v
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..................................................................................................
Saran .............................................................................................................
25
25
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Hal.
1.
Data geografis enam aksesi bawang merah dari enam aksesi
di Samosi ................ .....................................................................................19
2.
Hasil uji kuantitatif DNA enam aksesi bawang merah di
Samosir ........................................................................................................19
3.
Hasil amplifikasi empat primer yang digunakan .........................................22
4.
Jumlah fragmen DNA dan tingkat keinformatifan masingmasing primer ...............................................................................................23
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1.
Elektroforegram amplifikasi enam DNA bawang merah dengan
primer OPA-2 dan OPA-4 ..............................................................................21
2.
Elektroforegram amplifikasi enam DNA bawang merah dengan
primer OPA-19 dan OPA-20...........................................................................21
PENDAHULUAN
vi
Universitas Sumatera Utara
PADA BEBERAPA AKSESI DI SAMOSIR MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
Oleh:
ROSLINA HULU / 120301246
AGROEKOTEKNOLOGI-BPP
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KERAGAMAN GENETIK BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.)
PADA BEBERAPA AKSESI DI SAMOSIR MENGGUNAKAN MARKA
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
SKRIPSI
Oleh:
ROSLINA HULU / 120301246
AGROEKOTEKNOLOGI-BPP
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian
Nama
NIM
Program Studi
Minat
: Analisis Keragaman Genetik Bawang Merah (Allium
ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di Samosir
Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified
Polymorphic DNA)
: Roslina Hulu
: 120301246
: Agroekoteknologi
: Budidaya Pertanian dan Perkebunan
Disetujui Oleh :
Komisi Pembibing
Ir. Mariati, M.Sc.
Ketua
Prof. Ir. Edison Purba, Ph.D.
Anggota
Mengetahui
Prof. Ir. T. Sabrina, MSc.
Ketua Program Studi Agroekoteknolo gi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
ROSLINA HULU: Analisis Keragaman Genetik Bawang Merah (Allium
ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di Samosir Menggunakan Marka RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA), dibimbing oleh MARIATI dan EDISON
PURBA. Beberapa tahun terakhir, pemerintah Sumatera Utara mengimpor
bawang merah untuk memenuhi kebutuhan penduduknya yang semakin
meningkat seiring dengan pertambahan penduduk. Hal ini dapat ditekan dengan
pengembangan bawang merah melalui kegiatan pemuliaan seperti karakterisasi
dan evaluasi keragaman genetik untuk menghasilkan klon berdaya hasil tinggi.
Namun sejauh ini, deskripsi bawang merah di Sumatera Utara masih terbatas pada
morfologi dan agronomi. Data ini kurang akurat karena sifat-sifat yang kelihatan
merupakan interaksi genetik dan lingkungan, sehingga diperlukan data tingkat
molekuler. Identifikasi genetik dengan penanda molekuler akurat karena tidak
dipengaruhi lingkungan. Salah satu teknologi bidang biologi molekuler untuk
mendeteksi keragaman genetik adalah
teknologi penanda RAPD untuk
meningkatkan efisiensi seleksi. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis
keragaman genetik bawang merah pada beberapa aksesi di Samosir menggunakan
Marka RAPD. Penelitian dilakukan di Laboratorium Terpadu Fakultas
Kedokteran Universitas Sumatera Utara pada Maret hingga Mei 2016. Materi
genetik yang dianalisis berasal dari enam aksesi yaitu: Aksesi Sianjur mula-mula,
Harian, Nainggolan, Palipi, Simanindo dan Pangururan menggunakan empat
primer acak: OPA-2, OPA-4, OPA-19, dan OPA-20. Setiap sampel DNA
diamplifikasi menurut metode elektroforesis. Amplifikasi empat primer tersebut
menghasilkan fragmen tunggal dengan ukuran sama besar sekitar 100 bp dan
persentase pita monomorfik 100%. Hasil penelitian ini menunjukkan tidak ada
keragaman genetik dari enam aksesi bawang merah yang diamati di Samosir
Kata kunci: bawang merah, keragaman genetik, RAPD.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
ROSLINA HULU: Genetic Variability Analysis of accessions the shallot (Allium
ascalonicum L.) in Samosir Based on the RAPD (Random Amplified Polymorphic
DNA) Markers, supervised by MARIATI and EDISON PURBA. In last few years,
North Sumatera Provincial Government has been imported the shallot to meet the
needs of the ever increasing population. It can be suppressed by the development
of the shallot through breeding such as characterization and evaluation of
genetic diversity to produce high yielding clones. But so far description of the
shallot in Norh Sumatera still limited to morphological and agronomic. This data
is less accurate because the properties that seem is interaction between genetic
and environmental, so needed the molecular level data. Identification of genetic
molecular markers is accurate because it is not influenced by the environment.
One of the technologies of molecular biology to detect the genetic diversity is
RAPD marker technology to improve the efficiency of selection. The aim of the
research was to analyze genetic variability of accessions the shallot in Samosir
based on the RAPD marker. The research was conducted in Integrated
Laboratory, Medicines Faculty, Sumatera Utara University began from March up
to May 2016. The genetic material that analized came from six accessions i.e.:
Sianjur mula-mula, Harian, Nainggolan, Palipi, Simanindo dan Pangururan by
using four random primers i.e.: OPA-2, OPA-4, OPA-19, and OPA-20. Every
DNA sample amplified by electrophoresis method. Amplification of four primers
produces single fragment with same size about 100 bp and percentage of
monomorpic band is 100%. The research shwoed no genetic variability by six
accessions of shallot that observed in Samosir.
Key words: shallot, genetic variability, RAPD
ii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Malombu pada tanggal 04 September 1992
dari ayah Saredi Hulu dan ibu Yusniar Zebua. Penulis merupakan anak ketiga dari
delapan bersaudara.
Tahun 2012 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tukka dan pada tahun yang
sama masuk ke Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian
Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih program studi Agroekoteknologi.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan
Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK) dan aktif pada Unit Kegiatan
Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen (UKM-KMK). Penulis melaksanakan
Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PTPN V Kebun Sei Buatan Afd. II Inti Riau
pada bulan Juli-Agustus 2015.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik
dan tepat pada waktunya.
Adapun judul dari skripsi ini adalah “Analisis Keragaman Genetik
Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) pada Beberapa Aksesi di
Samosir
Menggunakan Marka RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada orang tua
penulis yang telah memberikan dukungan serta motivasi baik materil maupun
spiritual. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada komisi pembimbing
Ir. Mariati, M.Sc., dan Prof. Ir. Edison Purba, Ph.D. yang telah memberikan
banyak saran, petunjuk, bimbingan, dan arahan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih. Semoga skripsi ini
bermanfaat.
Medan,
Maret 2016
Penulis
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................
i
ABSTRACT ...................................................................................................
ii
RIWAYAT HIDUP ...................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................. iv
DAFTAR ISI ................................................................................................
v
DAFTAR TABEL ........................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................
Tujuan Penelitian ..........................................................................................
Hipotesis Penelitian ......................................................................................
Kegunaan Penelitian......................................................................................
1
4
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman ...........................................................................................
Syarat Tumbuh ..............................................................................................
Iklim .....................................................................................................
Tanah ...................................................................................................
Keragaman Genetik .....................................................................................
Polymerase Chain Reaction (PCR) ..............................................................
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) ...........................................
5
6
6
7
7
8
10
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................
Bahan dan Alat Penelitian .............................................................................
Metode Penelitian..........................................................................................
Pelaksanaan Penelitian .................................................................................
Pengambilan Sampel Daun .................................................................
Isolasi dan Pemurnian DNA ...............................................................
Uji Kuantits DNA ...............................................................................
Amplifikasi dan Genotiping ...............................................................
Elektroforesis ......................................................................................
Analisis Data .......................................................................................
Penentuan Skoring Marka RAPD .............................................
Penentuan Ukuran Pasangan Basa ............................................
13
13
13
14
14
14
15
16
17
18
18
18
v
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..................................................................................................
Saran .............................................................................................................
25
25
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Hal.
1.
Data geografis enam aksesi bawang merah dari enam aksesi
di Samosi ................ .....................................................................................19
2.
Hasil uji kuantitatif DNA enam aksesi bawang merah di
Samosir ........................................................................................................19
3.
Hasil amplifikasi empat primer yang digunakan .........................................22
4.
Jumlah fragmen DNA dan tingkat keinformatifan masingmasing primer ...............................................................................................23
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1.
Elektroforegram amplifikasi enam DNA bawang merah dengan
primer OPA-2 dan OPA-4 ..............................................................................21
2.
Elektroforegram amplifikasi enam DNA bawang merah dengan
primer OPA-19 dan OPA-20...........................................................................21
PENDAHULUAN
vi
Universitas Sumatera Utara