Hapsari, Lia (2015) Keragaman Dan Kekerabatan Genetik Pisang (Musa L.) Di Jawa Timur Berdasarkan Sekuen Daerah Internal Transcribed Spacer. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Pisang (Musa L.) adalah tanaman herba tahunan termasuk dalam Famili Musaceae dan ordo Zingiberales. Wilayah Indo-Malesia merupakan pusat asal-usul dan pusat keragaman pisang baik dari spesies liar dan kultivar. Pisang spesies liar berbiji tidak banyak dimanfaatkan secara ekonomi sedangkan pisang kultivar merupakan komoditas hortikultura yang berperanan penting secara sosial, ekonomi dan budaya. Dalam rangka untuk meningkatkan kualitas dan adaptasi pisang di masa mendatang maka seluruh sumber daya genetik pisang perlu dikonservasi agar tetap tersedia bagi upaya pemuliaan. Serangkaian kegiatan penelitian dasar untuk mendukung program pemuliaan pisang perlu dilakukan meliputi inventarisasi, identifikasi, karakterisasi dan evaluasi potensi termasuk studi yang mendalam tentang keragaman, kekerabatan dan evolusi pada sumber plasma nutfah Genus Musa dan kerabatnya baik secara morfologi dan molekular. Keragaman plasma nutfah pisang lokal dari wilayah Propinsi Jawa Timur cukup besar dengan ciri morfologi yang beragam dan dengan berbagai nama daerah yang bermacammacam. Studi keragaman dan kekerabatan genetik pisang Jawa Timur perlu dilakukan karena sejauh ini informasi tersebut belum tersedia. Plasma nutfah pisang di Jawa Timur perlu diidentifikasi komposisi genomnya, dianalisis ragam genetik dan kekerabatannya secara molekular agar dapat efektif digunakan sebagai materi pemuliaan lebih lanjut serta sebagai informasi dasar dalam penyusunan strategi konservasi pisang di Jawa Timur. Material pisang yang menjadi fokus penelitian adalah 64 pisang kultivar koleksi Kebun Raya Purwodadi yang berasal dari 17 wilayah kabupaten/kota di Propinsi Jawa Timur. Pisang liar Spesies Musa balbisiana, Musa acuminata dan Ensete glaucum dari Jawa Timur, Jawa Tengah dan Sumatera turut dianalisis untuk rekonstruksi filogenetik. Data sekuen daerah ITS dari NCBI ditambahkan dalam analisis filogenetik meliputi M. balbisiana dan M. acuminata dari India, Srilanka, Cina dan Indo-Malesia. Spesies Musa textilis, E. glaucum, Strelitzia alba dan Strelitzia reginae serta Ravenala madagascariensis digunakan sebagai out-group. Isolasi DNA dilakukan menggunakan Kit Purifikasi Genom DNA (Promega) dengan material sampel berupa daun muda menggulung. Analisis molekular dilakukan menggunakan penanda molekular daerah Internal Transcribed Spacer dengan sepasang primer yaitu ITS-L (5`-TCG TAA CAA GGT TTC CGT AGG TG-3`) dan ITS-4 (5`-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3`). Pengurutan basa nukleotida dilakukan dengan direct sequencing pada produk PCR di Laboratorium 1stBase Sdn Bhd, di Selangor, Malaysia. Hasil direct sekuensing menunjukkan bahwa sekuen DNA daerah ITS pada beberapa aksesi pisang Jawa Timur mengandung basa nukleotida polimorfik yang menyebabkan rendahnya hasil sekuen pada aksesi tersebut. Sebanyak 49 aksesi pisang menghasilkan sekuen DNA dengan homologi BLAST ≥ 92 % untuk analisis selanjutnya. Sekuen daerah ITS dari 70 OTU aksesi pisang dilakukan pensejajaran bersama terdiri atas 41 pisang kultivar dan 8 pisang liar serta 21 data sekuen dari NCBI. Pensejajaran sekuen DNA dilakukan menggunakan software MEGA5.03 dengan program ClustalW kemudian ii disesuaikan secara visual. Hasil pensejajaran sekuen terpilih sebanyak 625 posisi basa nukleotida daerah ITS untuk dianalisis lebih lanjut. Analisis keragaman genetik untuk mengetahui perubahan basa nukleotida yang terjadi dilakukan dengan DnaSP ver.5.10.01. Sekuen daerah ITS pada 70 OTU menunjukkan keragaman genetik yang tinggi. Data polimorfisme menunjukkan sebanyak 242 (38,72 %) posisi basa merupakan daerah terkonservasi, 127 (20,32 %) posisi basa berupa gap dan 380 (60,80 %) posisi berupa basa nukleotida variabel meliputi 82 posisi basa variasi singletone dan 298 posisi basa informatif parsimoni. Kandungan G+C sekuen daerah ITS pada aksesi pisang ditemukan lebih banyak (63,90 %) dibandingkan A+T. Rekonstruksi jaringan haplotipe dilakukan dengan analisis median joining menggunakan Haplotype Network 4.6.1.2. Keragaman haplotipe aksesi pisang pada 70 OTU sangat tinggi (Hd = 0, 9913) membentuk 60 haplotipe meliputi 11 haplotipe pada out-group dan 49 haplotipe pada in-group. Keragaman haplotipe pada M. acuminata sangat tinggi membentuk 11 haplotipe (Hd = 1,000) sedangkan pada M. balbisiana sangat rendah hanya membentuk 2 haplotipe (Hd = 0,5238). Rekonstruksi kekerabatan dan filogenetik dilakukan menggunakan program MEGA5.03 berdasarkan model evolusi Kimura 2 parameter (K2P) dengan metode algoritma Neighbor Joining (berdasarkan jarak), Maximum Parsimony dan Maximum Likelihood (berdasarkan karakter), bootstrap 1000 ulangan. Topologi pohon filogeni dengan ketiga metode baik NJ, MP dan ML mendukung monofili dari Famili Musaceae, dengan Famili Strelitziaceae sebagai kerabat primitif. Pohon filogeni dengan metode MP menunjukkan hubungan kekerabatan pada in-group dengan lebih tepat dibandingkan metode NJ dan ML. Famili Musaceae terpisah dalam empat klad utama meliputi Genus Ensete (klad 1), M. textilis atau Genom T (klad 2), genom B (klad 3) dan genom A (klad 4). Klad genom B terdiri atas pisang liar M. balbisiana (BBw) dan pisang kultivar kelompok genom ABB. Klad genom A terdiri atas pisang liar M. acuminata (AAw) dan pisang kultivar kelompok genom AAB, AA dan AAA. Klad genom A merupakan sister klad dengan klad genom B. Jaringan haplotipe dan topologi pohon filogeni mengkonfirmasi bahwa aksesi pisang kultivar di Jawa Timur memiliki garis keturunan dari moyang pisang liar Spesies M. acuminata (AAw) dan M. balbisiana (BBw). Konfirmasi identitas genom aksesi pisang kultivar Jawa Timur berdasarkan sekuen daerah ITS yang dikombinasikan dengan metode PCR-RFLP dan morfologi menunjukkan sebanyak 65,63 % aksesi teridentifikasi bergenom AA/AAA meliputi 16 aksesi bergenom AA dan 26 aksesi bergenom AAA. Pisang kultivar dengan genom B teridentifikasi sebanyak 14 aksesi bergenom ABB dan 8 aksesi bergenom AAB. Sebagian besar aksesi pisang di Jawa Timur menjadi prioritas konservasi karena memiliki keragaman genetik tinggi dan jarak genetik yang jauh. Aksesi pisang dengan keragaman genetik identik dan membentuk satu haplotipe yaitu pada pisang liar Spesies E. glaucum dari Malang dan E. glaucum dari Bogor serta kultivar Pisang Kusta Putih dan Sabeh Biru dari Pulau Madura direkomendasikan dipilih salah satu sebagai prioritas konservasi. Pisang liar M. acuminata ssp. flava identik dengan Pisang Mas dari Bangkalan namun M. acuminata ssp. flava lebih direkomendasikan sebagai prioritas konservasi sebagai tetua donor genom A. Pisang liar Spesies M. balbisiana Klutuk Ijo identik dengan Klutuk Wulung namun keduanya direkomendasikan sebagai prioritas konservasi, berpotensi sebagai tetua donor genom B. Pisang liar meliputi Spesies E. glaucum, M. textilis, M. balbisiana, dan M. acuminata berpotensi sebagai tetua dalam program pemuliaan untuk disilangkan dengan pisang kultivar yang diinginkan. Diantara pisang kultivar, Pisang Santen (AAA) dan Ebung (ABB) memiliki jarak genetik terjauh berpotensi untuk disilangkan dalam program pemuliaan pisang.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/584.39/HAP/k/2015/041507039 |
| Subjects: | |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Biologi, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 12 Jan 2016 09:33 |
| Last Modified: | 12 Jan 2016 09:33 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/157810 |
Actions (login required)
 |
View Item |