Fatinah, ArikArubil (2013) Analisis Variasi Genetik dan Filogenetik Amaranthus spinosus dari Malang Berdasarkan Marka Morfologi dan Sekuen DNA Kloroplas (Intron trnL, Gen matK dan rbcL). Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Amaranthus spinosus (bayam duri) merupakan salah satu tumbuhan asli Indonesia dan sejak lama digunakan sebagai tanaman obat. Tumbuhan ini dapat tumbuh di daerah beriklim temperata-tropis dan mudah mengalami interbreeding sehingga memiliki variasi morfologi. Variasi morfologi pada tumbuhan ini menyebabkan klasifikasi A. spinosus belum jelas hingga saat ini. Oleh karenanya dilakukan penelitian ini untuk mengetahui karakter morfologi dan variasi genetik A. spinosus yang tumbuh di Malang. Selain itu juga dilakukan untuk analisis filogenetik A. spinosus untuk memperjelas posisi sampel yang dianalisis pada filogeni A. spinosus . Penelitian ini dilakukan dengan eksplorasi sampel A. spinosus di Malang, terutama di Kecamatan Buring dan Wajak. Analisis morfologi dilakukan dengan mengamati 12 karakter morfologi dan dibedakan menjadi 34 character state , serta konstruksi dendogram dilakukan menggunakan software NTsys. Analisis molekuler dilakukan dengan teknik PCR-sekuensing DNA kloroplas, terutama intron trnL , gen matK dan rbcL . Analisis data molekuler dilakukan menggunakan software bioedit, DNAsp dan NETWORK untuk menentukan karakter sekuen DNA dan haplogrup, serta MEGA5 digunakan untuk konstruksi pohon filogeni (kladogram). Dalam penelitian ini juga digunakan sekuen intron trnL , gen matK dan rbcL A. spinosus dari Kanada, Cina dan Amerika Serikat sebagai pembanding. Berdasarkan hasil eksplorasi diperoleh delapan (8) sampel A. spinosus , yaitu As1, As2, As3, As4 dan As5 dari Kecamatan Buring serta A6, As7 dan As8 dari Kecamatan Wajak. Sampel As1, As2, AsAs6 dan As8 diperoleh di habitat ternaungi, sedangkan sampel As3, As4, As5 dan As7 diperoleh di habitat tidak ternaungi. Berdasarkan data karakter morfologi diketahui bahwa bentuk batang quadrangularis dan teres serta daun lanceolate dan rhomboid merupakan karakter pembeda utama pada sampel yang diamati. Karakter morfologi yang terbentuk juga sangat dipengaruhi oleh habitat tumbuh. Sampel yang tumbuh di habitat ternaungi memiliki ukuran daun yang lebih besar. Berdasarkan data molekuler diketahui terdapat pola haplotipe yang berbeda dari kedelapan sampel yang diamati. Pola haplotipe yang berbeda dikelompokan berdasarkan tipe polimorfisme sekuen sampel dalam haplogrup. Berdasarkan analisis haplogrup diketahui bahwa kedelapan sampel A. spinosus dikelompokan menjadi tiga haplogrup. Haplogrup I terdiri dari sampel sampel pembanding A. spinosus , As8 dan As3, haplogrup II terdiri dari As1, As4 dan As7; haplogrup III terdiri dari AS2, As5 dan As6. Berdasarkan pengelompokan tersebut diketahui bahwa sampel dengan karakter bentuk batang dan daun yang sama mengelompok pada haplogrup yang sama. Amaranthus spinosus dibedakan menjadi delapan (8) varian yang berbeda, baik berdasarkan marka morfologi maupun molekuler. Berdasarkan kajian evolusioner menggunakan sekuen DNA kloroplas diketahui bahwa A. spinosus berevolusi secara parafiletik dengan membentuk dua sisterclade . Sampel pembanding A. spinosus , As3 dan As8 dengan bentuk batang teres dan daun lanceolate merupakan sampel yang paling modern dibandingkan sampel lain dengan bentuk batang quadrangularis dan daun rhomboid . Menurut sejarah evolusioner, karakter batang teres dan daun lanceolate merupakan karakter yang bersifat primitif. Sehingga muncul suatu dugaan bahwa sekuen DNA kloroplas (intron trnL , gen matK dan rbcL ) A. spinosus berevolusi secara reversal. Berdasarkan semua analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan karakter bentuk batang dan daun merupakan karakter pembeda A. spinosus . Sampel dengan karakter morfologi yang mirip mengelompok menjadi satu pada haplogrup yang sama. Oleh karenanya, variasi morfologi berkaitan dengan variasi genetik. Sehingga kedelapan sampel A. spinosus ditetapkan menjadi delapan varian yang berbeda, baik berdasarkan karakter morfologi maupun molekuler.
English Abstract
Amaranthus spinosus (spiny amaranth) is an Indonesian native plant and traditionally used as medicinal plant. This plant widely dispersed at temperate to tropical zone and easy to interbreed among its genera which cause morphological variation of A. spinosus . The morphological variation caused difficulties to classify this plant. So this research was conducted to investigate the variation morphological caracters and genetic variation and to analyze the phylogenetic among A. spinosus to confirm the taxa position in the phylogeny tree. This research was carried out by exploring A. spinosus in Malang, especially in Wajak and Buring. Morphological analysis was done by observed twelve (12) characters of stem, leave, seed and spine and divided into 34 character states. The dendogram was constructed using NTsys software. The molecular analysis was done by PCR-sequencing technique using trnL intron, matK and rbcL genes. The sequences was obtained using Bioedit, DNAsp, and NETWORK software ‟ s to characterize the DNA sequence and MEGA5 to construct the phylogenetic tree. In this research was used trnL intron, matK and rbcL genes sequences from Canada, China, and USA which has differentiated at NCBI database as reference sequence and comparator sequences. From the exploration eight (8) A. spinosus samples were found, namely As1, As2, As3, As4 and As5 from Buring Subdistrict and As6, As7 and As8 from Wajak Subdistrict. As1, AS2, As6 and As8 were taken from shade habitat and As3, As4, As5 and As7 from unshade habitat. Based on morphological characteristics, A. spinosus was grouped into quadrangularis or teres stem shape and lanceolate or rhomboid leave shape. The leave characteristics effect by habitat, especially samples that grow in the shade habitat have wider leave than unshade habitat. Based on molecular data there were eight (8) haplotypes. These haplotypes were grouped based on sequence similarity in to three haplogroup. Haplogroup I consists of A. spinosus from NCBI, As3 and As8 which have teres stem shape and lanceolet leave shape; haplogroup II consists of As1, As4 and As7 which have quadrangularis stem shape and rhomboid leave shape; and the last haplogroup III consists of As2, As5 and As6 which have teres or quadrangularis stem shape and lanceolate or rhomboid leave shape. Based on those haplogroups we know that A. spinosus with same morphological characteristics were grouped into same haplogroup. The phylogenetic analysis shown that A. spinosus was divided into eight (8) variants. The phylogenetic tree showed that A. spinosus with teres and lanceolate characters more modern then quadrangularis and rhomboid characters. This evolutionary history indicate that DNA chloroplast of A. spinosus evolve with reverse evolution. Thus, it was concluded that stem and leave shape as divine character of A. spinosus . The eight samples of A. spinosus with the same characters group into the same haplogroup. So that, the morphological variation correlates with genetic variation. This data support that eight samples of A. spinosus were 8 different variants.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/583.53/FAT/a/041307532 |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 583 Magnoliopsida (Dicotyledons) > 583.5 Caryophyllidae |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Biologi, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 04 Feb 2014 14:20 |
| Last Modified: | 04 Feb 2014 14:20 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/157777 |
Actions (login required)
 |
View Item |