Praktikum 1 (Genom Pisang) [PDF]

Citation preview

PENDUGAAN GENOM PISANG BERDASARKAN KARAKTER FENETIK



LAPORAN GENETIKA DAN PEMULIAAN TANAMAN



DOSEN PENGAMPU : Dr. Ir. Badruzsaufari, M.Sc.



OLEH : Olivia Anafarida NIM. 1711013120014



PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARBARU 2020



Abstrak Kalimantan Selatan merupakan salah satu daerah potensial untuk mengembangkan tanaman pisang. Beberapa jenis pisang yang dikenal di Kalimantan Selatan yaitu pisang manurun (kepok), pisang mauli, pisang talas dan pisang raja. Praktikum tentang pendugaan karakter pisang berdasarkan karakter fenetik ini dilakukan di kebun belakang gedung 1 FMIPA ULM Banjarbaru. Sampel yang digunakan berjumlah satu pohon yang dipilih dan di identifikasi karakter fenetiknya. Metode yang digunakan yaitu pengamatan karakter morfologi dengan 15 parameter yang telah ditentukan. Total skor yang didapatkan pada adalah 63, yang berarti bahwa pisang ini termasuk kolompok genom ABB (triploid). Namun metode-metode tersebut perlu dikonfirmasi menggunakan penentuan jenis genom dan tingkat ploidi secara mikroskopik. Sehingga digunakan karakter molekuler yaitu gen rbcl untuk digunakan dalam analisis filogenetik penentu kekerabatan pisang.



Kata kunci: Fenetik, genom, pisang, triploid



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu dari 17 negara yang disebutkan sebagai negara mega biodiversitas (Behera & Das, 2008). Menurut Mittermeier (2005), Indonesia ditetapkan sebagai negara biodiversitas tertinggi kedua di dunia. Salah satu komoditas di Indonesia yang memiliki potensi besar namun selama ini masih sedikit diperhatikan adalah buah pisang. Pisang tersebar hampir diseluruh wilayah Indonesia. Pisang dapat ditanam di pekarangan maupun di ladang, dan sebagian telah dibudidayakan. Pisang yang ditanam oleh masyarakat beranekaragam, mulai dari pisang untuk olahan (plantain) hingga



pisang komersial (banana) yang



memiliki nilai ekonomi tinggi (Wardhany, 2014). Penggolongan dapat dilakukan untuk mengetahui jenis pisang yang tersebar di Indonesia. Penggolongan dilakukan berdasarkan kesamaan maupun perbedaan yang dimiliki tiap individu pisang. Semakin dekat antar individu dengan individu lain, maka semakin besar pula kesamaan antar individu tersebut(Saupe, 2005).. Praktikum tentang pendugaan genom pisang berdasarkan karakter fenetik antar varietas pada pisang spesies Musa paradisiaca L. dengan pendekatan morfologi perlu dilakukan untuk mengetahui jenis genom pada pisang tersebut. 1.2 Tujuan Praktikum Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa mampu ; 1. Mengidentifikasi karakter fenetik pisang secara tepat 2. Menganalisis data untuk menentukan genom pisang dengan benar



BAB II TINJAUAN PUSTAKA Indonesia merupakan negara yang dikenal sebagai salah satu pusat keanekaragaman pisang yang tinggi, lebih dari 230 jenis pisang dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia (Prabawati dkk, 2008). Pisang (Musa sp.) sebagai salah satu buah tropis yang terkenal di masyarakat berpotensi tinggi untuk dikembangkan di Indonesia (Astawan, 2008). Tanaman pisang yang sering di budidayakan di Indonesia merupakan keturunan dari Musa acuminata Colla (A) dan Musa balbisiana Colla (B), keduanya termasuk golongan Eumusa (Simmond & Stephard 1955). Berdasarkan pengamatan terhadap karakter morfologi pohon diketahui bahwa tanaman pisang jenis Musa acuminata secara umum memiliki keadaan daun yang tegak (Blandina dkk, 2019). Menurut Sari & Badruzsaufari (2013), Kalimantan Selatan merupakan salah satu daerah potensial untuk mengembangkan tanaman pisang. Beberapa jenis pisang yang dikenal di Kalimantan Selatan yaitu pisang manurun (kepok), pisang mauli, pisang talas dan pisang raja. Menurut Woodland (1991) klasifikasi pisang secara umum adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisi



: Magnoliophyta



Kelas



: Liliopsida



Ordo



: Zingiberales



Famili



: Musaceae



Genus



: Musa



Spesies



: Musa paradisiaca L.



BAB III METODE PRAKTIKUM 3.1 Waktu dan Tempat Praktikum ini dilaksanakan pada hari Senin, 17 Februari 2020 pukul 16.0017.00 WITA bertempat di Belakang Gedung 1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru. 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Bahan Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu tanaman pisang yang ada di Belakang Gedung 1 FMIPA ULM dan tabel karakter fenetik pisang Acuminata dan Balbisiana. 3.2.2 Alat Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu alat tulis, pisau, alat pemotong buah/daun, penggaris dan kamera. 3.3



Prosedur Praktikum Pertama, satu pohon pisang dipilih untuk di amati karakter fenetiknya.



Kemudian karakter fenetik di skoring menggunakan 15 karakter penentu genom. Karakter yang digunakan yaitu warna batang semu, kanal tangkai daun, bulu tandan, ukuran tangkai bunga (pedisel), bakal buah (ovul), bahu braktea (kelopak bunga), keadaan braktea sebelum rontok, bentuk braktea, ujung braktea, warna braktea, keberadaan warna pudar di braktea, bekas luka tempelan braktea, bentuk tepal bebas bunga jantan, warna bunga jantan dan warna stigma. Apabila karakter mirip atau serupa dengan karakter Acuminata maka diberikan skor 1. Apabila mirip dengan Balbisiana maka diberikan skor 5. Jika karakternya diantara 1 dan 5, maka praktikan dapat mengira skor yang tepat.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil No.



Karakter



1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.



Warna batang semu Kanal tangkai daun Bulu tandan Ukuran tangkai bunga (pedisel) Bakal buah (ovul) Bahu braktea (kelopak bunga) Keadaan braktea sebelum rontok Bentuk braktea Ujung braktea Warna braktea Keberadaan warna pudar di braktea Bekas luka tempelan braktea Bentuk tepal bebas bunga jantan Warna bunga jantan Warna stigma Total Skor Genom Dugaan



Skor Kultivar Tanaman Pisang Pisang 4 5 5 5 5 5 5 3 3 5 5 1 2 5 5 63 ABB



Tabel 1. Data Komplikasi Skor Penentuan Genom Beberapa Kultivar Pisang Tabel 1. Data Komplikasi Skor Penentuan Genom Beberapa Kultivar Pisang



Tabel 2. Data Komplikasi Skor Penentuan Genom Beberapa Kultivar Pisang



No.



Karakter



1.



Warna batang semu



2.



Kanal tangkai daun



3.



Bulu tandan



4.



Ukuran tangkai bunga (pedisel)



Gambar Karakter Pisang



5.



Bakal buah (ovul)



6.



Bahu braktea (kelopak bunga)



7.



Keadaan braktea sebelum rontok



8.



Bentuk braktea



9.



Ujung braktea



10.



Warna braktea



11.



Keberadaan warna pudar di braktea



12.



Bekas luka tempelan braktea



13.



Bentuk tepal bebas bunga jantan



14.



Warna bunga jantan



15.



Warna stigma



4.2 Pembahasan Praktikum tentang pendugaan karakter pisang berdasarkan karakter fenetik ini dilakukan di kebun belakang gedung 1 FMIPA ULM Banjarbaru. Sampel yang digunakan berjumlah satu pohon yang dipilih dan di identifikasi karakter fenetiknya. Pengamatan karakter morfologi dilakukan dengan mengamati 15 parameter yang telah ditentukan. Terdapat 5 skor yang dapat dipilih yakni 1, 2, 3, 4 dan 5. Apabila skor 1 berarti pisang yang diamati masuk dalam karakter Acuminata tetapi apabila 5 maka pisang yang diamati masuk dalam karakter Balbisiana. Namun jika karakter berbeda dari Acuminata dan Balbisiana maka digunakan skor 2 dan 4. Berdasarkan pengamatan morfologi pohon diketahui bahwa warna batang semu mendapat skor 4. Warna batang pada saat pengamatan adalah hijau namun memiliki sedikit bercak-bercak pada permukaanya. Kanal tangkai daun diketahui memiliki tepi yang tertutup serta menjepit batang, sehingga mendapatkan skor 5. Tandan pisang ketika di raba tidak memiliki bulu atau licin sehingga mendapatkan skor 5. Ukuran tangkai bunga (pedisel) yang dapat diamati pada tangkai buah pisang berukuran panjang sehingga mendapatkan skor 5. Tangkai bunga yang



pendek akan membuat pisang dan tandan menempel namun pada pengamatan tandan dan tangkai pisang memiliki jarak yang jelas sehingga dikatakan tangkai bunga panjang dan mendapatkan skor 5. Bakal buah yang diamati dengan membelah secara horizontal buah pisang diketahui bahwa jumlah ovul adalah 4 baris tidak beraturan, sehingga mendapatkan skor 5. Skor 2 dan 4 untuk karakter yang berbeda dari Acuminata dan Balbisiana. Hasil identifikasi morfologi bahu braktea (kelopak bunga) memiliki rasio yang rendah yaitu kurang dari 30 mendapatkan skor 5. Keadaan braktea sebelum rontok yakni terangkat namun tidak menggulung kebelakang sehingga mendapatkan skor 5. Bentuk braktea yang diamati mendapat skor 3 karena bentuknya tidak lonjong dan tidak persegi lebar, melainkan diantaranya. Ujung braktea tumpul sehingga mendapatkan skor 3. Braktea berwarna ungu kecoklatan pada bagian luar dan bagian dalam berwarna merah tua terang, sehingga warna braktea mendspatkan skor 5. Braktea memiliki warna seragam pada bagian dalamnya sehingga mendapatkan skor 5. Braktea yang gugur meninggalkan bekas luka, pisang jenis ini memiliki bekas luka yang terlihat jelas (prominent) sehingga mendapatkan skor 1. Tapal bebas bunga jantan yang berwarna putih sedikit transparan memiliki bagian ujung lekuk yang lumayan beragam sehingga mendapatkan skor 2. Warna bunga jantan tampak beragam dengan semu merah muda sehingga skornya adalah 5. Warna stigma atau bunga betina adalah kuning pucat sehingga mendapatkan skor 5. Total skor yang didapatkan pada pisang ini adalah 63, yang berarti bahwa pisang ini termasuk dalam kolompok genom ABB (triploid). Menurut Simmonds & Stephard (1955), kelompok genom ABB cenderung memiliki hubungan kekerabatan dengan



Musa balbisiana. Genom tersebut



termasuk kedalam pisang triploid. Menurut Fitriyah dkk, (2017) Genom A berasal dari M. Acuminata sedangkan genom B berasal dari M. Balbisiana. Pisang triploid umumnya memiliki buah yang tampak lebih besar jika dibandingkan dengan pisang diploid. Notabunun & Karuwal (2014) menegaskan bahwa pisang triploid dengan ciri genotip ABB dapat ditemukan pada jenis pisang kepok sedangkan menurut Hapsari & Masrum (2012) genotip ABB dapat ditemukan pada jenis pisang klutuk. Namun karena di pisang kepok banyak ditemukan di Kalimantan



Selatan, sehingga kemungkinan besar pisang yang diamati pada praktikum ini adalah pisang kepok. Metode yang dapat dipakai untuk menentukan genom pisang berdasarkan karakter fenetik terbagi menjadi 3 jenis. Pertama kunci determinasi (Stover & Simmonds), kedua yaitu 15 tabel karakter pengamatan (Simmonds & Stepherd) dan ketiga skor harapan (Silayoi & Camchalow) (Nisa dkk, 2010). Namun metode-metode tersebut perlu dikonfirmasi menggunakan penentuan jenis genom dan tingkat ploidi secara mikroskopik (Yulianty dkk, 2006). Menurut Sari & Badruzsaufari (2013), metode teknik analisis kromosom akar pisang dapat digunakan untuk mengamati jenis genom dan tingkat ploidi dengan jelas. Metode yang dapat digunakan untuk mengkonfirmasi asal usul pisang liar yang menjadi moyang pisang yang diamati adalah metode analisis sistematika dengan memahami keanekaragaman dengan hubungan kekerabatan (Hidayat & Pancoro, 2008). Metode ini mengelompokan organisme dalam pohon filogenetik dimana anggotanya memiliki banyak kesamaan sifat atau karakter sehingga dianggap memiliki kekerabatan yang dekat dan diturunkan dari nenek moyang. Terkadang karakter morfologi masih diragukan dalam mencari kedudukan yang jelas untuk mengevaluasi kekerabatan (Santos dkk, 2011). Sehingga digunakan karakter molekuler yaitu gen rbcl untuk digunakan dalam analisis filogenetik. Laju mutasi gen rbcl lebih lambat dibandingkan gen kloroplas lainnya. Hal tersebut membuat gen rbcl masih memiliki lebih banyak informasi genetik nenek moyang. Gen tersebut digunakan untuk analisis filogenetik tumbuhan karena sifatnya yang mudah di isolasi, sehingga dapat digunakan untuk mengkonfirmasi asal-usul pisang liar yang menjadi moyangnya. Analisis interaksi tetua pada tingkat genom dan urutan DNA dapat lebih menjelaskan asal usul pisang saat ini. (Clegg, 1993). Menurut Rinaldi dkk, (2014) informasi ploidi penting dalam pemuliaan tanaman pisang. Pemuliaan tanaman perlu di dukung dengan informasi sifat genetik tingkat ploidi serta mengetahui jumlah kromosom dan jenis genom. M. Acuminata dan M. Balbisiana dalam tingkat ploidi dan genom di identifikasi menggunakan sistem skoring dari 15 karakter morfologi yang diamati. Selain itu juga perlu dilakukan analisis keragaman genetik dan hubungan kekerabatan



diantara plasma nutfah pisang untuk program pemuliaan tanaman dan manajemen konservasi plasma nutfah pisang. Menurut Sukartini (2007), pisang dengan jarak genetik yang semakin besar akan membuat peluang variasi genetik keturunannya makin besar.



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini antara lain : 1. Total skor yang didapatkan pada pisang ini adalah 63, yang berarti bahwa pisang ini termasuk dalam kolompok genom ABB (triploid). 2. Kelompok genom ABB cenderung memiliki hubungan kekerabatan dengan Musa balbisiana. 3. Analisis interaksi tetua pada tingkat genom dan urutan DNA dapat lebih menjelaskan asal usul pisang saat ini.



DAFTAR PUSTAKA Astawan, M. 2008. Pisang Buah Kehidupan. http//: www.kompas.com. (Diakses pada 29 Februari 2020). Behera, R. C & D. K. Das. 2008. Environmental Science: Principles and Practice, Kindle edition. PHI, New Delhi. Blandina, B., L. A. M. Siregar & H. Setiado. Identifikasi Fenotipe Pisang Barangan (Musa acuminata Linn.) di Kabupaten Deli Sedang Sumatera Utara. Jurnal Agroteknologi. 7(1): 94-105. Clegg, M. T. 1993. Chloropast Gene Sequences and the Study of Plant Evolution. Sci USA. 90: 363-367. Fitriyah, A., E. A. Ariyanti, Damanhuri & Kuswanto. 2017. Pengelompokan 30 Kultivar Pisang (Musa spp.) Berdasarkan Genom dan Hubungan Kekerabatannya. Jurnal Produksi Tanaman. 5(4): 568-567. Hapsari, L & A. Masrum. 2012. Preliminary Screening Resistance of Musa Germplasms for Banana Bunchy Top Disease in Purwodadi Botanic Garden, Pasuruan, East Java. Buletin Kebun Raya. 15(2): 57-68. Hidayat, T & A. Pancoro. 2008. Kajian Filogenetika Molekuler dan Peranannya dalam Menyediakan Informasi Dasar Untuk Meningkatkan Kualitas Sumber Genetik Anggrek. Jurnal Agro Biogen. 4. Mittermeier R. A., P. R. Gil & M. Hoffman. 2005. Hotspots Revisited : Earth's Biologically Richest and Most Endangered Terrestrial Ecoregions. Conservation International, New York. Nisa, C., Badruzsaufari & E. Wijaya. 2010. Penentuan Genom Fenetik Kultivar Pisang yang Tumbuh Di Kalimantan Selatan. ZIRAA’AH. 29(3): 188-192. Notabunun, R & R. L. Karuwal. 2014. Hubungan Kekerabatan Fenetik Varietas Pisang (Musa sp.) di Pulau Ambon. Biopendix. 1(1): 3-9. Prabawati, S., Suyanti, dan Setiabudi, D.A., 2008, Teknologi Pascapanen dan Teknik Pengolahan Buah Pisang. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Sari, S. G & Badruzsaufari. 2013. Hubungan Kekerabatan Fenetik Beberapa Varietas Pisang Lokal Kalimantan Selatan. Jurnal Penelitian Sains. 16(1): 33-36. Simmonds, N. W &K. Shepherd. 1955. Bananas. Longmans:London.



Saupe, S.G. 2005. Phenetic Classification Systems. Plant Taxonomy. College of St. Benedict/ St. John's University. Biology Department, Collegeville. Sukartini. 2007. Pengelompokan Aksesi Pisang Menggunakan Karakter Morfologi IPGRI .Hortikultura. 17(1): 26-33. Wardhany, K. H. 2014. Khasiat Ajaib Pisang – Khasiatnya A to Z, dari Akar Hingga Kulit Buahnya, Edisi I. Rapha Publishing, Yogyakarta. Woodland, D.W. 1991. Contemporary Plant Systematic. Englewood Cliffs, Ney Jersey. Yulianty, M., E. D. Pujawati & Badrizsaufari. 2006. Analisis Kariotipe Pisang Mauli. BIOSCIENTIAE. 3(2): 103-109.



LAMPIRAN Tabel Pengamatan Kultivar Pisang



No.



Hari/Tanggal



: Senin, 17 Februari 2020



Lokasi



: Belakang Gedung 1 FMIPA ULM



Nama Pengamat



: Olivia Anafarida



Kultivar Pisang



: Triploid (ABB)



Karakter



Acuminata



Skor 1



1.



Warna batang semu



Bercak coklat/hitam



2.



Kanal tangkai daun



Tepi



tegak/bersayap,



2



3



Balbisiana 4



5



V tidak



Bercak tipis/tidak ada V



menjepit batang 3.



Bulu tandan



4. 5.



Tepi tertutup dan menjepit batang



Berbulu (kasar)



V



Tanpa bulu (licin)



Ukuran tangkai bunga Pendek



V



Panjang



(pedisel) Bakal buah (ovul)



V



4 baris tidak beraturan



V



Biasanya rasionya rendah (