Keragaman Genetik Aren Asal Sulawesi Tenggara Berdasarkan Marka Random Amplified Polymorphic DNA
KERAGAMAN GENETIK AREN ASAL SULAWESI TENGGARA BERDASARKAN MARKA RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA TESIS Oleh : ARIANI SYAHFITRI HARAHAP 127001015/ MAET PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
KERAGAMAN GENETIK AREN ASAL SULAWESI TENGGARA BERDASARKAN MARKA RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister dalam Program Magister Agroekoteknologi pada Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Oleh : ARIANI SYAHFITRI HARAHAP 127001015/MAET PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Judul Tesis : Keragaman Genetik Aren Asal Sulawesi Tenggara Berdasarkan Marka Random Amplified Polymorphic DNA Nama : Ariani Syahfitri Harahap NIM : 127001015 Program Studi : Magister Agroekoteknologi
Disetujui oleh,
Komisi PembimbingDr.Ir.Lollie Agustina P.Putri, M.Si Ketua Anggota Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D
Diketahui oleh,
Ketua Program Studi Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS
Tanggal Lulus: 29 Desember 2014Telah diuji pada Tanggal : 29 Desember 2014 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Ir. Lollie Agustina P.Putri, M.Si Anggota : Mohammad Basyuni, S. Hut, M.Si, Ph.D Dr. Diana Sofia, SP, MP Prof. Dr. Drs. Dwi Suryanto, M.Sc Luthfi A.M. Siregar, SP, M.Agr.Sc, Ph.D
ABSTRAK
ARIANI SYAHFITRI HARAHAP : Keragaman Genetik Aren Asal Sulawesi Tenggara Berdasarkan Marka Random Amplified Polymorphic DNA, dibimbing oleh Lollie Agustina P. Putri dan Mohammad Basyuni.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik aren asal
Sulawesi Tenggara berdasarkan marka Random Amplified Polymorphic DNA.
Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran
USU pada April - November 2014. Populasi yang diamati meliputi 27 aksesi
tanaman aren yang berasal dari Sulawesi Tenggara terdiri dari tiga lokasi yaitu
Konawe Selatan, Kendari dan Konawe. Penelitian ini menggunakan 10 primer
yaitu OPN 03, OPC 12, OPD 03, OPD 13, OPD 16, OPH 09, OPB 07, OPH 12,
OPH 13 dan SB 19. Perhitungan dan analisis deskriptif dari penelitian ini
menggunakan software Darwin 5.05. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari
10 primer acak yang dipergunakan dalam penelitian ini telah diperoleh total 41
pola pita DNA. Ukuran pita DNA yang dihasilkan bervariasi berkisar antara 170
bp sampai 3376 bp. Persentase pita yang polimorfik bervariasi berkisar antara
66.7% sampai 100%. Tingkat keinformatifan dari setiap primer bervariasi dari
0.35 sampai 0.50. Dari 27 aksesi yang dianalisis, 21 aksesi yang bisa diproses
oleh software, karena ada beberapa aksesi yang tidak teramplifikasi sehingga
tidak memenuhi persentase yang distandarkan. Analisis kluster dari 21 aksesi
aren asal Sulawesi Tenggara menunjukkan tingkat keragaman genetik yang tinggi
dan memiliki hubungan kekerabatan yang dekat dengan membentuk 3 kluster
utama dan 6 subkluster. Sebagian mengelompok berdasarkan populasinya dan
sebagian lainnya mengelompok secara acak. Aksesi yang berasal dari Konawe
Selatan menyebar pada 2 kluster, aksesi yang berasal dari Kendari menyebar
pada 3 kluster dan ada yang mengelompok sendiri, sedangkan aksesi yang
berasal dari Konawe menyebar pada 2 kluster.Kata Kunci: Keragaman genetik, aren, RAPD
ABSTRACT
ARIANI SYAHFITRI HARAHAP : Genetic Diversity of Sugar Palm from South East Sulawesi Based on Random Amplified Polymorphic DNA Markers, supervised by Lollie Agustina P. Putri and Mohammad Basyuni.
The purpose of the research was to find out genetic diversity of sugar palm from
South East Sulawesi based on Random Amplified Polymorphic DNA Markers. The
research was conducted at Integrated Laboratory of Faculty of Medicine,
University of Sumatra Utara, April-November 2014. Ten RAPD primers, OPN 03,
OPC 12, OPD 03, OPD 13, OPD 16, OPH 09, OPB 07, OPH 12, OPH 13 and SB
19 was used to study genetic relationship and genetic diversity among 27
accessions of sugar palm from South East Sulawesi consisting of three locations
namely South Konawe, Kendari and Konawe. Darwin 5.05 software was used to
calculate and describe the results. The results showed that the amplification of 27
accessions of sugar palm using 10 random primers obtained a total of 41 DNA
band numbers. The size of DNA bands were varied ranging from 170 bp to 3376
bp. The percentage of polymorphic bands were also varied between 66.7% to
100%. Level of polymorphic information content of each primer showed variation
from 0.35 to 0.50. From Twenty one of 27 accessions were processed by software
due to miss-amplified as well as standard of percentage was excluded. Cluster
analysis from 21 accessions of sugar palm from South East Sulawesi showed high
genetic diversity and had near genetic relationship among them to form 3 main
clusters and 6 subclusters. Some of them were grouped based on their population
and some others were randomly. Accessions from South East Konawe spread into
2 clusters, accessions from Kendari spread into 3 clusters and were grouped
itself, while accessions from Konawe extended in 2 clusters.Key words: Genetic diversity, sugar palm, RAPD
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sosopan pada tanggal 28 Juni 1987 dari ayah Mester Harahap dan ibu Ratna Sari Daulay. Penulis merupakan putri pertama dari empat bersaudara.
Tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 18 Medan dan pada tahun 2006 masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur ujian tertulis Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru. Penulis memilih Program Studi Pemuliaan Tanaman, Departemen Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan Strata-1 pada Program Studi Pemuliaan Tanaman, Departemen Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penulis sempat bekerja sebagai Asisten Pribadi Dosen Fakultas Ekonomi Universitas Sumatera Utara dan membantu Program Studi PWD dan PW Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dalam hal administrasi mahasiswa.
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul ”Keragaman Genetik Aren Asal Sulawesi Tenggara Berdasarkan Marka Random Amplified Polymorphic DNA ”.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar- besarnya kepada kedua orang tua penulis yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Dr.Ir.Lollie Agustina P.Putri, M.Si (Ketua) dan Bapak Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D (Anggota) yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai menetapkan judul, melakukan penelitian sampai pada ujian akhir serta Ibu Dr. Diana Sofia, SP, M.Si (Penguji), Bapak Prof. Dr. Drs. Dwi Suryanto, M.Si (Penguji) dan Bapak Luthfi A.M.
Siregar, SP, M.Agr.Sc, Ph.D (Penguji) yang memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dinas Peternakan Provinsi Sumatera Utara, Bapak Ahmad Suryadin, Bapak Efendi Manik, Ryan Iskandar SP, Srinidyanti Misrun SP, Giovanna Bastini Siagian SP, Mariana Romina Manik, Ahmad Kamal S.Pt, Marianus Sitepu SP, semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi. Semoga tesis ini bermanfaat.
Medan, Desember 2014 Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................ i ABSTRACT ......................................................................................................... ii DAFTAR RIWAYAT HIDUP .......................................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv DAFTAR ISI ....................................................................................................... v DAFTAR TABEL .............................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... viii PENDAHULUANLatar Belakang ................................................................................................ 1 Perumusan Masalah ......................................................................................... 3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4 Hipotesis Penelitian .......................................................................................... 4 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Tanaman Aren .................................................................................. 5 Keragaman Genetik .......................................................................................... 8 Isolasi DNA ...................................................................................................... 9 Penanda Molekuler ......................................................................................... 11 Polymerase Chain Reaction (PCR) ................................................................ 13 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ........................................... 14
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................................... 17 Bahan dan Alat ............................................................................................... 17 Metode
Isolasi DNA Pohon Aren ...................................................................... 18 Uji Kualitas DNA ................................................................................ 20 Uji Kuantitas DNA ............................................................................... 20 RAPD DNA Pohon Aren ...................................................................... 21 Elektroforesis Hasil Amplifikasi ........................................................... 21
Analisis Data .................................................................................................. 22
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Profil Pita Hasil Isolasi DNA Tanaman Aren ................................. 23 Analisis Profil Pita Hasil Amplifikasi PCR Tanaman Aren ........................... 27 Analisis Kluster Tanaman Aren ..................................................................... 40
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .................................................................................................... 48 Saran ............................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 49 LAMPIRAN ....................................................................................................... 53
DAFTAR TABEL No.
Hal 1. Daftar koleksi aren yang digunakan untuk analisis RAPD ................. 17 2. Urutan basa primer dari sepuluh primer yang digunakan .................... 18 3. Hasil amplifikasi sepuluh primer yang digunakan ............................... 28 4. Polymorphic Information Content (PIC) pada sepuluh primer ............ 30 5. Perbedaan persentase pita polimorfik (%) antara aren asal Sulawesi
Tenggara dan Sumatera Utara dengan primer yang sama .................... 40 6. Hasil koordinat faktorial dari matriks jarak ketidaksamaan genetik .... 46
DAFTAR GAMBAR No.
Hal 1. Bagian Tanaman Aren.......................................................................... 7 2. Elektroforegram uji kualitatif 27 DNA tanaman aren.......................... 23 3. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPD 03.... 31 4. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPH 12.... 32 5. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPB 07 .... 32 6. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPD 16.... 33 7. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPN 03.... 34 8. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPC 12 .... 34 9. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer SB 19 ....... 35 10.
Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPD 13.... 35 11. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPH 09.... 36 12. Elektroforegram amplifikasi 27 DNA aren dengan primer OPH 13.... 37 13. Dendogram 21 aksesi tanaman aren asal Sulawesi Tenggara yang dianalisis berdasarkan matrix dissimilarity simple matching ............... 42
14. Profil radial Neighbour-Joining Tree (NJtree) dari 21 aksesi aren di Sulawesi Tenggara yang dianalisis berdasarkan matrix dissimilarity simple
matching ............................................................................................... 43 15.
Analisis faktor Principal Coordinates Analysis (PCoA) aksis I (horizontal) dan aksis 2 (vertikal) yang dianalisis berdasarkan matrix dissimilarity
simple matching ................................................................................... 46