ANALIS SIS HUBU UNGAN KEKERAB K BATAN MAN NGGIS (G Garcinia mangostana m a L.) ME ENGGUNA AKAN PE ENANDA MORFOL M LOGI DA AN MOLEK KULER (IISSR) TER RHADAP KERABA AT DEKA ATNYA
SU ULASSIH H
SE EKOLAH H PASCAS SARJANA A INSTITUT PE ERTANIA AN BOGO OR B BOGOR 2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASINYA Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Analisis Hubungan Kekerabatan Manggis (Garcinia mangostana L.) Menggunakan Penanda Morfologi dan Molekuler (ISSR) Terhadap Kerabat Dekatnya adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau kutipan dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Januari 2011
Sulassih NIM A.253080041
ABSTRACT SULASSIH. Analysis Relationship between Mangosteen (Garcinia mangostana L.) and Its Relatives Based on Morphological and Moleculer Marker (ISSR) under direction of SOBIR and EDI SANTOSA
Mangosteen and its relatives of the genus Garcinia L. belong to the family Guttiferae which contains about 35 genera and up to 800 species. Guttifferae diversity was found across the Indonesian archipelago. In order to elucidate genetic diversity of mangosteen and its relatives, morphological and molecular analysis was conducted. Analysis of relationship through morphological marker and molecular ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) between 19 accessions of G. mangostana and their close relatives revealed the phylogenetic relationship. The diversity based on 83 morphological characters, obtained 83 (100%) polymorphic loci Analysis of similarity resulted in 4 groups with distance of similarity coefficient 0.45-1.00. The diversity analysis using 12 ISSR primers, generated 130 loci in which 129 (99.23%) polymorphic loci and 1 (0.77%) monomorphic loci with 0.40-1.00 similarity coefficient, formed 3 groups. It is note worthy that epidermis cells pattern surround stomata cell of G. mangostana is similar same as G. malaccensis and G. celebica. It is concluded that G. celebica has a close relationship with G. mangostana and G. malaccensis. Keywords : epidermis cell, G. celebica, G. malaccensis
RINGKASAN SULASSIH. Analisis Hubungan Kekerabatan Manggis (Garcinia mangostana L.) Menggunakan Penanda Morfologi dan Molekuler (ISSR) Terhadap Kerabat Dekatnya. Dibimbing oleh SOBIR dan EDI SANTOSA.
Manggis (Garcinia mangostana) berasal dari Indonesia atau kawasan Asia Tenggara sebagai queen of tropical fruits merupakan Genus Garcinia dan famili Guttiferae. G. mangostana atau dikenal dengan manggis, merupakan komoditi yang bernilai ekonomis, tetapi masih memiliki permasalahan dalam hal mutu buah dan sistem perakaran. Keberagaman karakter Famili Guttiferae dapat digunakan untuk mengetahui hubungan kekerabatan, sehingga perlunya mengevaluasi hubungan kekerabatan. Hubungan kekerabatan Garcinia mangostana dengan kerabat lainnya dapat terungkap menggunakan analisis morfologi dan molekuler. Salah satu penanda molekuler yang dapat digunakan untuk mengungkap variabilitas genetik manggis adalah Inter Simple Sequence Repeats (ISSR). Analisis kekerabatan Garcinia mangostana bertujuan untuk menjelaskan hubungan kekerabatan antara Garcinia mangostana dengan kerabatnya. G. mangostana dan kerabat dekatnya diperoleh 83 karakter yang berhasil diamati. Jumlah karakter polimorfik mencapai 100% yaitu sebanyak 83 karakter. Hasil analisis pengelompokan diperoleh sebanyak 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67 yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana, dan G. porecta, kelompok B meliputi G. forbesii, kelompok C meliputi G. subelliptica, sedangkan kelompok D meliputi, C. inophyllum. Berdasarkan nilai analisis komponen utama, pengelompokan ditentukan oleh 7 karakter yaitu warna aril putih, ketebalan kulit buah sedang, ukuran bunga sedang, warna mahkota bunga kuning kehijauan, warna daun muda hija muda, posisi buah dibuku dan bentuk buah lonjong. Analisis molekuler DNA terhadap 19 aksesi G. mangostana dan kerabat dekatnya menghasilkan 130 pita yaitu 129 pita polimorfik (99.23%) dan pita monomorfik sebanyak 1 pita (0.77%). Berdasarkan hasil analisis diperoleh 3 kelompok pada koefisien kemiripan 0.55 yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. porecta, kelompok B meliputi G. forbesii dan G. subelliptica, sedangkan kelompok C meliputi C. inophyllum. Analisis komponen utama pada PC ke-3 menghasilkan nilai kumulatif sebesar 70% dengan lokus penentu pengelompokan sebanyak 15 lokus yaitu pada primer PKBT2, PKBT3, PKBT4, PKBT8, PKBT9, PKBT11, ISSRED12, ISSSRED 13 dan ISSRED 23. Penggabungan data penanda morfologi dan molekuler, dapat memberikan informasi baik secara fenotipik maupun genetik. Identifikasi tingkat kemiripan secara morfologi dapat dibedakan diantara aksesi, tetapi pada karakter tertentu terdapat kemiripan yang tidak dapat dibedakan, misalnya pada karakter warna mahkota bunga antara G. celebica dan G. hombroniana. Identifikasi tingkat kemiripan secara morfologi dapat dibedakan diantara aksesi, tetapi pada karakter tertentu terdapat kemiripan yang sulit dibedakan, misalnya pada karakter warna
mahkota bunga antara G. celebica dan G. hombroniana, serta bentuk buah dan warna buah antara G. malaccensis dan G. porecta. Mahkota bunga pada G. celebica dan G. hombroniana berwarna kuning kehijauan, sehingga ketika pengamatan karakter warna mahkota dilakukan pada saat musim yang bersamaan, maka akan sulit untuk membedakan antara pohon G. celebica dan G. hombroniana. Sama halnya dengan G. malaccensis dan G. porecta pada kondisi tertentu ditemukan warna buah matang dan bentuk buah G. malaccensis mirip dengan G. porecta. Berbeda dengan analisis molekuler, G. celebica dapat dibedakan dengan G. hombroniana pada primer ISSRED20 dengan ukuran 250 bp dan 1200bp. Adapun kemiripan pita DNA G. celebica dengan G. malaccensis dan G. mangostana terdapat pada primer ISSRED20 berukuran 400 dan 600 bp. Hipotesa Richards (1990b) menyatakan bahwa G. mangostana adalah hibrid dari tanaman dioecious (Richards 1990a) G. hombroniana sebagai tetua betina dan G. malaccensis sebagai tetua jantan, tetapi terdapat perbedaan dengan hasil pengamatan yaitu diperoleh hubungan kedekatan kerabat G. mangostana dengan G. malaccensis dan G. celebica. Perbedaan tersebut disebabkan oleh perbedaan bahan tanaman, alat ukur dan perbedaan alat analisis yang digunakan. Berdasarkan hasil pengamatan dari ketiga metode analisis diperoleh kedekatan G. mangostana dengan G. celebica dan G. malaccensis. G. celebica membentuk satu kelompok dengan G. mangostana pada koefisien kemiripan sebesar 0.75 atau 75%. Karakter pendukung terbentuknya kelompok tersebut yaitu pada pola susunan sel epidermis permukaan bawah daun, dimana bentuk dan pola sel epidermis yang mengelilingi stomata pada G. celebica mirip dengan G. mangostana dan G. malaccensis. Pola sel epidermis yang mengelilingi stomata G. mangostana merupakan intermediat dari G. celebica dan G. malaccensis. Selain pola sel epidermis, pada ujung buah G. hombroniana tampak memanjang, Cupat atau stigmalobe G. celebica menempel pada ujung buah seperti G. malaccensis dan G. mangostana. Warna mahkota bunga G. mangostana merupakan intermediat antara G. celebica dan G. malaccensis dengan asumsi pembawa warna kuning adalah G. celebica dan pembawa warna merah adalah G. malaccensis.
Kata kunci : sel epidermis G. celebica, G. malaccensis
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011 Hak Cipta dilindungi Undang-undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ANALISIS HUBUNGAN KEKERABATAN MANGGIS (Garcinia mangostana L.) MENGGUNAKAN PENANDA MORFOLOGI DAN MOLEKULER (ISSR) TERHADAP KERABAT DEKATNYA
SULASSIH
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, M.Sc
Judul Tesis : Analisis Hubungan Kekerabatan Manggis (Garcinia mangostana L.) Menggunakan Penanda Morfologi dan Molekuler (ISSR) Terhadap Kerabat Dekatnya Nama : Sulassih NIM : A.253080041
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sobir, MSi Ketua
Dr. Edi Santosa, SP., MSi Anggota
Diketahui
Ketua Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Dr. Ir .Trikoesoemaningtyas, MSc
Tanggal Ujian : 22 Desember 2010
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MSc
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema penelitian adalah Analisis
Hubungan
Kekerabatan
Manggis
(Garcinia
mangostana
L.)
Menggunakan Penanda Morfologi dan Molekuler (ISSR) Terhadap Kerabat Dekatnya yang dilaksanakan sejak bulan September 2009 sampai dengan Agustus 2010. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada : 1.
Dr. Ir. Sobir, MSi dan Dr. Edi Santosa, SP., MSi selaku komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan sejak perencanaan, pelaksanaan penelitian sampai penyelesaian penyusunan tesis.
2.
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc selaku Ketua Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman SPs IPB dan Dr. Ir. Darda Efendi, MS selaku Sekretaris Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman SPs IPB.
3.
Dirjen DIKTI yang telah memberikan bantuan dana melalui program Beasiswa Bantuan Program Pasca Sarjana (BPPS) tahun 2008.
4.
Pusat Kajian Buah Tropika LPPM IPB, yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melanjutkan studi.
5.
Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS, Dr. Ir. Faiza, MS dan Ir Baran Wirawan, MSc yang telah mendukung penulis untuk melanjutkan studi.
6.
Prof. Dr. Ir. Sudarsono, MSc yang memberikan waktunya untuk berdiskusi.
7.
Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, MSc selaku penguji luar komisi pembimbing.
8.
Dr. Ir. M. Reza Tirtawinata dari Taman Wisata Mekar Sari, Ir. Rismita Sari MSc, dan Dr. Izu Andry Fijridiyanto, SSi, MSc dari Kebun Raya Bogor, Dr. Ir. Tri Joko dari Laboratorium Biologi Molekuler Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Dr. Ir. Dorly, MS dari Laboratorium Anatomi dan Biologi Departemen Biologi FMIPA IPB dan Bapak Nanang Kelompok Tani Desa Cengal Leuwiliang Bogor yang telah memberikan bantuan fasilitas untuk penelitian.
9.
Bapak, ibu serta seluruh keluarga atas restu dan doanya.
10.
Dr. D. Iwan Riswandi, SE, MSi., Ir. Heri Purwanto, Dr. Ir. Dwi Hastuti, MS, Dr. Rimbawan, Willy Bayuardi, SP, MSi dan Setiawan, SE yang telah mendukung penulis untuk melanjutkan studi.
11.
Dr. Ir. Soaloon Sinaga, Dr. Ir. Arief Nasution, MSi, Dr. Fitmawati, SSi, MS., Dr. Ir. Lizawati MSi., Dr. Ir. Amin Retnoningsih MSi., Dr. Ir. Fatimah Nursandi., MSi, Ir. Ellina Mansyah, MP., Ir. Kasutjianingati, MSi., Rosmaina, SP, MSi., atas dukungannya untuk melanjutkan studi.
12.
Wening Enggarini, SSi, MSi., Ir. Susanti Basuki, MPhil, Ir. Suskandari, MSi., Ir. Atra Romeida, MSi., Ir. Arifah, MSi., Rd. Selvy Handayani, SP, MSi., Ismadi, SP, MSi, Alwi Mustaha, SP, MSi., Karlin Agustina, SP, MSi, Hilda Susanti, SP, MSi, Safrizal, SP, MSi atas bantuan dan waktunya untuk berdiskusi.
13.
Dede Safitri, Kusuma Darma, SP, MSi, Heri Harti, SP, MSi., Endang Gunawan, SP, MSi., Naekman Naibaho, SP., Rike Lesmawati, Rena Destriani, Rina, Wulan, Ubay, Sulaeman, Baesuni dan Imas atas dukungannya.
14.
Pa Dani, Walter, Arif, Anton, Anggi, Ai, Arin, Cia, Cici, Cori, Daner, Dian, Furi, Nofi, Neli, Roma, Mawi, Misnen, Okti, Prima, Peni, Ria, Susi, Umi, Uma, Yani, Wage, Erni Suminar, Yusi Arisanti, Heni, Noorohmah, Alvin Widyastuti,
Deden,
Karlina,
Asep
atas
kebersamaannya
selama
perkuliahan. 15.
Teman-teman di Faperta IPB, Rektorat IPB, dan LPPM IPB.
16.
Teman-teman Mayor AGH, PBT dan Tekben 2007, 2008, 2009 dan 2010 atas kebersamaannya. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan dan ilmu pertanian.
Bogor, Januari 2011 Sulassih
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 27 Oktober 1976 dari ayah Paino dan ibu Marsinem. Penulis merupakan putri ke empat dari enam bersaudara. Tahun 1995 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Bogor dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan studi pada program diploma III Teknologi Benih Fakultas Pertanian IPB. Pada tahun 2000, penulis diterima pada program sarjana Jurusan Agronomi Universitas Nusa Bangsa Bogor dan lulus pada tahun 2003. Penulis bekerja sebagai tenaga penunjang di Tata Usaha Fakultas Pertanian IPB pada tahun 1999 dan dialihkan pada Kantor Audit Internal IPB tahun 2004. Penulis bekerja sebagai penanggung jawab Laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika LPPM IPB sejak tahun 2005. Penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan Program Magister Sains pada Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Sekolah Pascasarjana IPB pada tahun 2008 dengan memperoleh Beasiswa Bantuan Program Pasca Sarjana (BPPS) dari Direktorat Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xviii PENDAHULUAN .......................................................................................... Latar Belakang ....................................................................................... Tujuan .................................................................................................... Kerangka Pemikiran ..............................................................................
1 1 3 4
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. Manggis dan Kerabat Dekatnya ............................................................ Ekspresi Sex Individu Tanaman Berbunga ........................................... Penanda Morfologi ................................................................................ Penanda Molekuler Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) ..................
7 7 9 10 12
METODOLOGI .............................................................................................. Waktu dan Tempat ................................................................................. Bahan dan Alat ....................................................................................... Metode ................................................................................................... Analisis Data ..........................................................................................
15 15 15 16 25
HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... Keberagaman Karakter Morfologi ......................................................... Analisis Penanda Morfologi .................................................................. Analisis Penanda Molekuler ................................................................. Analisis Gabungan Penanda Morfologi dan Molekuler ....................... Keberagaman dan keragaman Garcinia mangostana dan kerabatnya ..
27 27 29 34 40 42
PEMBAHASAN UMUM ............................................................................... 47 SIMPULAN .................................................................................................... 55 Simpulan ................................................................................................ 55 Saran ...................................................................................................... 55 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 57 LAMPIRAN .................................................................................................... 61
DAFTAR TABEL Halaman 1.
Bahan tanaman tanaman manggis dan kerabatnya ................................ 15
2.
Karakter pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya.. 16
3.
Nama dan susunan basa primer koleksi PKBT-IPB .............................. 21
4.
Suhu yang digunakan pada proses Polymerase Chain Reaction (PCR) ..................................................................................................... 21
5.
Asumsi kesetaraan pengamatan peubah dan lokus yang teramplifikasi pada pengamatan penanda morfologi dan molekuler ..... 22
6.
Pengamatan parameter dan lokus pada penanda morfologi ................... 22
7.
Pengamatan parameter dan lokus pada penanda molekuler .................. 24
8.
Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya .............................................................. 29
9.
Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi ................................................................................. 32
10.
Nilai analisis komponen utama pada karakter morfologi ...................... 32
11.
Karakter morfologi pembentuk komponen utama ................................. 33
12.
Rekapitulasi jumlah amplifikasi pita DNA G. mangostana dan kerabat dekatnya pada 11 primer ISSR .................................................. 35
13.
Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya menggunakan penanda molekuler ......................................................... 37
14.
Nilai komponen utama pada karakter molekuler ................................... 37
15.
Karakter pita DNA pembentuk komponen utama ................................. 38
16.
Rekapitulasi jumlah karakter dan lokus hasil analisis gabungan .......... 40
17.
Nilai koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada analisis gabungan kedua penanda ................................................ 41
18.
Perbandingan pola pita/karakter G. mangostana dan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, penanda molekuler dan gabungan kedua penanda ....................................................................................... 42
19.
Perbandingan koefisien kemiripan dan korelasi kofenetik MxComp (r) pada penanda morfologi, molekuler dan gabungan .......................... 44
20.
Perbandingan koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, molekuler DNA dan gabungan kedua penanda ....................................................................................... 45
21.
Perbedaan kedekatan kekerabatan antara hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b) ..................................................................... 51
22.
Perbedaan metodologi hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b) ................................................................................................... 51
23.
Kemiripan karakter morfologi pada G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana ....................................................................................... 52
DAFTAR GAMBAR Halaman 1.
Bagan alir penelitian untuk mengamati kekerabatan genus Garcinia menggunakan penanda morfologi dan molekuler .................................. 5
2.
Wilayah amplifikasi Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) .............. 12
3.
Hasil pengamatan morfologi karakter warna daun muda, warna daun tua, warna mahkota bunga, warna buah matang, warna aril, warna kulit biji dan warna getah batang pada G. hombroniana (A), G. malaccensis (B), G.mangostana (C), G. celebica (D), G. porecta (E), G. forbesii (F), G. subelliptica (G) dan C. inophylum (H) ............. 27
4.
Bentuk sel epidermis dan tipe stomata pada permukaan bawah daun G. hombroniana (A), G. malaccensis (B), G. mangostana (C), G. porecta (D), G. celebica (E), G. forbesii (F), G. subelliptica (G) dan C. inophyllum (H) pada perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480. Angka 1-6 adalah sel disekeliling sel stomata . ........................................................ 28
5.
Dendrogram analisis karakter morfologi G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67 ........ 31
6.
Analisis komponen utama dalam dua dimensi pada karakter morfologi G. mangostana dan kerabatnya dengan membentuk 6 kelompok yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C meliputi G. porecta, kelompok D meliputi G. forbesii, kelompok E meliputi G. subelliptica dan kelompok F meliputi C. inophyllum ....................................................... 34
7.
Dendrogram analisis karakter molekuler (DNA) pada G. mangostana dan kerabat dekatnya. Terbentuk 3 kelompok pada nilai koefisien kemiripan 0.47 ....................................................................................... 36
8.
Karakter pola pita DNA G. mangostana dan kerabat dekatnya pada primer PKBT8. H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum. ........................................ 39
9.
Hasil analisis komponen utama yang digambarkan ke dalam gambar dua dimensi, menggunakan penanda molekuler pada G. mangostana dan kerabatnya dekatnya membentuk 6 kelompok yaitu kelompok A terdiri dari G. celebica dan G. hombroniana, kelompok B terdiri dari G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C tediri dari
G. porecta, kelompok D terdiri dari G. forbesii, kelompok E terdiri dari G. subelliptica dan kelompok F terdiri dari C. inophyllum. ............ 39 10.
Dendrogram analisis gabungan antara karakter morfologi dan molekuler G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 3 kelompok pada koefisien kemiripan 0.52. ............................................. 41
11.
Pola pita pembeda G. mangostana pada primer ISSRED18. Tanda panah menunjukan tidak adanya pita pada G. mangostana pohon ke2 ukuran 400 bp. Keterangan aksesi yaitu : H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum ................................................................................ 43
12.
Kemiripan pola pita DNA G. malaccensis pada primer PKBT9 dengan ukuran 250, 600, 800, 1000 dan 1300 bp. Keterangan aksesi yaitu : H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum ........................................ 44
13.
Pertumbuhan polen setelah 5 (2) dan 16 jam (3) dikecambahkan pada bunga G. porrecta betina (A), G. celebica jantan (B) dan G. porrecta jantan (C). Tanda panah menunjukan benang sari/stamen yang terbentuk pada bunga G. porrecta betina pada perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480 perbesaran lensa 3.3x megafixel (B2, B3 dan C2) dan 4.6 megafixel (A2, A3 dan C2) ..................................................................................
49
14.
Hasil pengamatan sayatan melintang bakal buah pada bunga G. hombroniana (1), G. celebica (2), G. porecta (3), C. inophyllum (4), G. subelliptica (5). Sayatan melintang bakal buah pada bunga jantan G. celebica (6), G. porecta (7). Bunga untuk pengamatan bakal buah (A) dan sayatan melintang bakal buah (B). Tanda panah menunjukan calon biji pada bunga betina ............................................. 50
15.
Karakter morfologi pada bunga (1), buah (2) dan sel epidermis (3) G. hombroniana (A), G. celebica (B), G. malaccensis (C) dan G. mangostana (D). ................................................................................ 53
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1.
Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarkan penanda morfologi ............................................................. 62
2.
Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarka penanda molekuler .............................................................. 63
3.
Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarkan penanda gabungan ............................................................. 64
4.
Deskripsi pengamatan morfologi IPGRI 2003 ...................................... 65
5.
Karakter pengamatan morfologi ............................................................ 71
6.
Klasifikasi famili Guttiferae menurut Choisy (1824) ............................ 74
1
PENDAHULUAN Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana) berasal dari Indonesia atau kawasan Asia Tenggara (Almeyda dan Martin 1976) dikenal sebagai queen of tropical fruits merupakan Genus Garcinia dan famili Guttiferae. Famili Guttiferae dibagi menjadi 4 suku/sub famili yaitu : (1) Clusieae meliputi Mahurea, Marila, Godoya, Clusia, (2) Garcinieae meliputi Ochrocarpos, Marialva, Michranthera, dan Garcinia, (3) Calophylleae meliputi : Mammea, Xanthocymus, Stalagmitis, Mesua, Calophyllum dan (4) Symphonieae meliputi Canella, Moronobea, Chrysopia, Macanea, Singana dan Rheedia (Choisy, 1824). Genus Garcinia memiliki sekitar 800 species (Osman dan Milan 2006). Berdasarkan data di Herbarium Bogoriense, terdapat 100 jenis Garcinia di Indonesia (Sari 1996). Genus Garcinia terdapat di pulau Kalimantan sebanyak 25 species diantaranya adalah Garcinia malaccensis dan Garcinia xanthochymus, sedangkan di Sumatera dan Sulawesi masing-masing sebanyak 22 species, di Irian Jaya (Papua) 17 species, Jawa 8 species dan Nusa Tenggara sebanyak 5 species (Uji 2007). Genus Garcinia di Indonesia sebagian besar masih tumbuh liar di hutan-hutan, tetapi ada yang telah dibudidayakan seperti asam gelugur (Garcinia atroviridis), mundu (Garcinia dulcis), manggis (Garcinia mangostana), asam kandis (Garcinia nigrolineata), ceri (Garcinia parviflora) dan Garcinia beccari (Uji 2007). Manggis atau G. mangostana merupakan komoditi yang bernilai ekonomi, hal tersebut dapat dilihat dengan luasnya negara tujuan ekspor yaitu Cina, Hongkong, Malaysia, Thailand, Singapura, Perancis, Belanda, Kuwait, Qatar, dan Arab Saudi sebagai pasar ekspor buah manggis yang potensial, dengan nilai ekspor 796,375.00 USD (Deptan 2006). Produksi manggis Indonesia tahun 2009 mencapai 105,558 ton (BPS 2010). Meskipun demikian, tanaman manggis memiliki beberapa permasalahan dalam hal mutu buah dan pertumbuhan tanaman seperti (1) penampilan kulit buah kurang menarik karena adanya burik pada permukaan kulit buah, (2) terdapatnya getah kuning pada kulit dan aril buah,
2
(3) ukuran buah tidak seragam, masa juvenile manggis cukup lama, (4) miskin akar serabut dan (5) terjadi retak pada kulit pohon. Permasalahan-permasalahan tersebut disebabkan karena tanaman mengalami stress/kekurangan air pada saat musim kemarau. Solusi permasalahan tersebut yaitu dengan melakukan perbanyakan secara vegetatif menggunakan sambung pucuk maupun sambung asuh (Deptan 2007). Sambung asuh dapat dilakukan dengan menggunakan kerabat dekat G. mangostana, sehingga perlunya informasi keberagaman kerabat dekat G. mangostana. Genus Garcinia beragam dalam karakter morfologi pada (1) bunga, (2) daun, (3) buah (4) embrio dan biji, serta (5) warna getah. Tipe sex bunga kerabat G. mangostana dapat dibedakan menjadi 3 yaitu : bunga hermaprodit, monoecious dan dioecious. Jumlah kelopak serta mahkota terdiri dari 2, 3, 4 atau 5. Warna pada kelopak bunga berwarna kuning kehijauan dan putih, sedangkan mahkota bunga beragam yaitu putih, kuning, merah, hijau, hijau kekuningan merah muda dan ungu (Sari 2000). Ukuran dan bentuk daun beragam, antara lain G. lattisima yang memiliki bentuk daun elips dan besar, berukuran 25-40 x 10-15 cm dan G. graminea yang memiliki bentuk daun panjang dan sempit. Warna getah meliputi warna putih dan kuning. Bentuk buah bervariasi dari bentuk lonjong sampai oval. Identifikasi karakter Garcinia dapat dicirikan pula melalui karakter kelopak bunga berjumlah 4 helai, mahkota bunga berjumlah 4 helai, benangsari berjumlah 6 buah dengan posisi mengelilingi dasar bakal buah, polen berbentuk bulat, bakal buah berbentuk oval, dan buah terdiri dari lokus yang umumnya berjumlah 8 berbiji (Sari 2000). Genus Calophyllum termasuk sub famili Calophylleae merupakan kerabat genus Garcinia. Calophyllum berasal dari bahasa yunani : kalos yang artinya cantik, dan phullon yang artinya daun. Genus Calophyllum tumbuh mulai dari hutan di pegunungan hingga rawa-rawa. Calophyllum inophyllum adalah salah satu species dari genus Calophyllum. C. inophyllum dapat dikenali pada bunga dan buahnya. Mahkota bunga berwarna putih, dengan buah memiliki biji yang keras. Kulit kayu dapat digunakan sebagai zat antiseptik dan desinfektan. Biji dan daun dapat menghasilkan minyak untuk digunakan sebagai bahan obat dan kecantikan (Dweck dan Meadowsy 2002).
3
Keberagaman karakter dapat digunakan untuk mengetahui hubungan kekerabatan, sehingga perlu dilakukannya evaluasi hubungan kekerabatan antara G. mangostana dengan beberapa kerabat dekatnya. Keragaman genetik dan hubungan kekerabatan G. mangostana dengan kerabat dekatnya dapat terungkap dengan menggunakan analisis morfologi dan molekuler. Penanda morfologi ditujukan pada karakter kualitatif seperti karakter warna dan bentuk pada bunga, buah, daun, biji, getah serta tipe stomata. Karakter kualitatif dikendalikan oleh gen sederhana (satu atau dua gen) dan sedikit dipengaruhi oleh lingkungan (Stoskopf et al. 2009). Penanda molekuler yang dapat digunakan untuk mengungkap variabilitas genetik manggis adalah Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) (Mansyah 2010). Keuntungan ISSR antara lain (1) tidak dipengaruhi musim dan lingkungan (Azrai 2005), (2) tidak diperlukannya data sekuen terlebih dahulu, (2) membutuhkan 5-50 ng templat DNA per reaksi, (3) ISSR tersebar diseluruh genom (4) dapat menghasilkan pola polimorfisme lebih tinggi daripada RAPD (Gao et al. 2006), (5) menghasilkan polimorfisme pada tingkat interspecies (Zietkiewicz et al. 1994), (6) bersifat dominan (Soltis et al. 1998; Kumar et al. 2009), (7) dapat digunakan
untuk
analisis
keragaman
genetik
dan
analisis
kekerabatan
(Trojanowska dan Bolibok 2004).
Tujuan Penelitian keragaman genetik Garcinia mangostana dan kerabatnya pada tingkat individu tanaman bertujuan : a. Menjelaskan hubungan kekerabatan antara Garcinia mangostana dengan kerabatnya berdasarkan penanda morfologi. b. Menjelaskan hubungan kekerabatan antara Garcinia mangostana dengan kerabatnya berdasarkan penanda molekuler.
4
Kerangka pemikiran Genus Garcinia memiliki sekitar 800 species (Osman dan Milan 2006). Genus Garcinia terdapat di sepanjang kepulauan Indonesia seperti pulau Kalimantan, Sumatra, Sulawesi, di Irian Jaya (Papua), Jawa dan Nusa Tenggara (Uji 2007). Kekayaan plasma nutfah genus Garcinia tersebut memiliki keragaman pada bentuk, ukuran, warna dan tipe, baik dari bunga, buah, daun, embrio, biji maupun getah. Manggis (Garcinia mangostana L.) diyakini merupakan hibrid dari Garcinia hombroniana dan Garcinia malaccensis (Richards 1990b) berdasarkan hasil pengamatan 13 karakter morfologi. Namun, analisis kekerabatan menggunakan penanda AFLP menunjukan adanya kemiripan dengan G. celebica dan G. porrecta (Sinaga 2008). Yapwattanaphun dan Subhadrabandhu (2004) menyatakan bahwa G. hombroniana mengelompok dengan G. rostrata, G. speciosa dan G. sizygiifolia letaknya berdekatan dengan kelompok G. mangostana dan G. malaccensis. Hal tersebut mendasari untuk melakukan penelitian, dengan tujuan diperoleh kejelasan hubungan antara G. mangostana dengan kerabatnya baik menggunakan penanda morfologi dan molekuler ISSR. Bagan alir penelitian untuk mengamati kekerabatan genus Garcinia menggunakan penanda morfologi dan molekuler terdapat pada Gambar 1.
5
Keberagaman Genus Garcinia
Ekspresi individu tanaman berbunga
Penanda molekular
Penanda morfologi
Pengamatan Scoring/genotyping
• • • •
Analisis Koefisien kemiripan Pengelompokan Kesesuaian good of fit Komponen utama
Informasi kekerabatan genus Garcinia
Gambar 1. Bagan alir untuk mengamati kekerabatan genus Garcinia menggunakan penanda morfologi dan molekuler
6
7
TINJAUAN PUSTAKA
Manggis dan Kerabat Dekatnya Manggis (Garcinia mangostana) sebagai queen of tropical fruits merupakan famili Guttiferae. Manggis berasal dari Indonesia atau kawasan Asia Tenggara (Almeyda dan Martin 1976). Manggis atau G. mangostana termasuk ke dalam famili Guttiferae. Famili Guttiferae menurut Choisy (1824) terdiri dari 4 suku yaitu (1) Clusieae, (2) Garciniaeae, (3) Calophylleae, dan (4) Symphonieae. Suku Clusieae terdiri dari Mahurea, Marila, Godoya dan Clusia. Suku Garciniaeae terdiri dari genus Ochrocarpos, Marialva, Micranthera, Garcinia. Genus Garcinia dibagi menjadi 2 section atau sub genus yaitu sub genus ke-1 adalah Mangostana seperti species G. mangostana, G. cornea, G. cambogia dan G.
Morella
sedangkan
sub
genus
ke-2
adalah
Brindonia
seperti
G. cochinchinensis, G. elliptica, G. indica dan G. cowa. Suku Calophylleae terdiri dari genus Mammea, Xanthocymus, Stalagmitis, Mesua dan Calophyllum. Suku Symphonieae terdiri dari genus Canella, Moronobea, Chrysopia, Macanea, Singana dan Rheedia. Berdasarkan klasifikasi famili Guttiferae menurut Choisy (1824), hubungan G. mangostana dengan C. inophyllum adalah termasuk ke dalam famili Guttiferae tetapi berbeda suku dan genus yaitu G. mangostana termasuk ke dalam suku Garcinieae dan genus Garcinia, sedangkan C. inophyllum termasuk ke dalam suku Calophylleae dan genus Chalopyllum. G. mangostana dengan G. subelliptica termasuk ke dalam suku yang sama yaitu suku Garcinieae, tetapi berbeda sub genus/section. G. mangostana termasuk ke dalam sub genus ke-1 yaitu sub genus Mangostana sedangkan G. subelliptica termasuk ke dalam sub genus ke-2 yaitu sub genus Brindonia. Jones (1980) mengklasifikasikan genus Garcinia menjadi 14 sub genus berdasarkan karakter mahkota bunga, kelopak bunga dan polen. Sub genus Garcinia yaitu (1) Garcinia, (2) Rheediopsis, (3) Teracentrum, (4) Rheedia, (5) Macrostigma, (6) Tetraphalangium, (7) Tripetalum, (8) Brindonia, (9) Mungotia, (10) Hebradendron, (11) Xanthocymus, (12) Paragarcinia,
8
(13) Discostigma, dan (14) Tagmanthera. Sari (2000) mengklasifikasikan G. mangostana, G. celebica, G. hombroniana, G. porrecta ke dalam sub genus ke-1 yaitu Garcinia. G. subelliptica termasuk ke dalam sub genus ke-11 yaitu Xanthocymus sedangkan G. forbesii merupakan out group dari genus Garcinia, meskipun stuktur buah mirip dengan buah G. mangostana. Sama halnya dengan C. inophyllum yang merupakan out group dari genus Garcinia, karena C. inopyllum termasuk genus Calophyllum. G. mangostana merupakan allotetraploid dari persilangan Garcinia hombroniana (2n=48) dan Garcinia malaccencis (2n=42) (Richards 1990b) berdasarkan karakter morfologi yaitu (1) waktu berbunga, (2) warna getah, (3) warna mahkota bunga, (4) kedudukan stigma, (5) tekstur permukaan stigma, (6) rasio stigma lobes, (7) diameter stigma, (8) susunan benang sari, (9) ada tidaknya benang sari pada bunga betina, (10) bentuk buah, (11) tekstur permukaan kulit buah, (12) warna buah matang (13) aroma aril. Karakter warna getah, warna mahkota bunga, kedudukan stigma dan warna buah dari G. mangostana mirip dengan G. malaccensis, sedangkan empat karakter lainnya meliputi permukaan stigma, bentuk/kerapatan benangsari, bentuk buah dan permukaan buah mirip dengan G. hombroniana. Berdasarkan penelitian Yapwattanaphun dan Subhadrabandhu (2004), dengan menambahkan sekuen T dan C pada area ITS 1 (Internal Transcribed Spacer) pada DNA ribosom (rDNA), terdapat kemiripan melalui pengelompokan dari G. atroviridis, G. cowa, G. dulcis, G. malaccensis, G. mangostana, G. rostrata dan G. vilersiana. Kelompok yang dekat dengan G. mangostana adalah G. malaccensis dan G. hombroniana. Kemiripan G. mangostana berdasarkan penanda AFLP diperoleh bahwa G. malaccensis menghasilkan 57.5% pita sebagai tetua jantan dan 17.5% dari G. hombroniana sebagai tetua betina (Sinaga, 2008). Penanda isozim diperoleh informasi bahwa G. celebica menghasilkan pita yang lebih sama dengan G. mangostana, sehingga diduga terdapat kerabat dekat lain yang dapat menjadi kandidat tetua seperti G. porrecta, dan G. celebica. Kemiripan karakter pada G. porrecta dan G. celebica dimiliki pula oleh G. mangostana baik pada karakter organ bunga, buah, biji, getah, stomata maupun daun.
9
Ekspresi Sex Tanaman Berbunga Ekspresi sex tanaman berbunga dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu (1) individu bunga, (2) individu tanaman dan (3) populasi. Ekspresi sex pada individu bunga dibagi menjadi tiga tipe yaitu (1) bunga hermaprodit yaitu bunga yang memiliki benang sari dan putik, (2) bunga androecious yaitu bunga yang hanya memiliki benang sari tanpa memiliki bakal buah dan (3) bunga gynoecious yaitu bunga yang memiliki putik tanpa memiliki benang sari. Ekspresi sex pada individu tanaman terbagi menjadi 7 tipe yaitu (1) tanaman hermaprodit yaitu individu tanaman yang hanya memiliki bunga hermaprodit, (2) tanaman monoecious yaitu tanaman yang memiliki bunga jantan dan bunga betina dalam satu pohon, (3) tanaman androecious yaitu tanaman yang hanya memiliki bunga jantan, (4) tanaman gynoecious yaitu tanaman yang hanya memiliki bunga betina, (5) tanaman andromonoecious yaitu tanaman yang memiliki bunga hermaprodit dan bunga jantan, (6) gynomonoecious yaitu tanaman yang memiliki bunga hermaprodit dan bunga betina dan (7) trimonoecious yaitu tanaman yang memiliki bunga hermaprodit, bunga jantan dan bunga betina. Ekpresi sex pada populasi dibagi menjadi 5 tipe antara lain : (1) populasi hermaprodit yaitu populasi yang terdiri dari hanya tanaman hermaprodit, (2) populasi monoecious yaitu populasi yang terdiri dari hanya tanaman monoecious, (3) populasi dioecious yaitu populasi yang terdiri dari tanaman androecious dan gynoecious, (4) populasi androecious yaitu populasi yang terdiri dari tanaman hermaprodit dan androecious dan (5) populasi gynodioecious yaitu populasi yang terdiri dari tanaman hermaprodit dan gynoecious (Frankel dan Galun 1977). Tanaman genus Garcinia pada umumnya memiliki bunga jantan dan betina (dioecious), kecuali pada G. scortechinii King dan G. mangostana (Richard 1990a). Garcinia termasuk tanaman berumah dua yaitu bunga jantan dan betina dihasilkan pada tanaman yang berbeda meskipun fakultatif agamospermy. Pemunculan bunga jantan dan bunga betina terdapat pada pohon yang berbeda sehingga termasuk kategori dioecious. Tanaman dioecious memiliki bunga betina hasil obligat agamospermy, sedangkan tanaman jantan merupakan hasil dari reproduksi seksual. Apabila tidak ditemukan bunga jantan, maka dapat
10
diasumsikan bahwa tanaman tersebut adalah obligate agamospermy (Downtown dan William 2009). Berdasarkan hasil penelusuran literatur (Te-chato 2007), disimpulkan bahwa yang dimaksud dengan tanaman jantan adalah tanaman genus Garcinia lain yang memiliki polen yang viabel. Serbuk sari atau polen pada bunga manggis sendiri umumnya mengalami rudimenter, yaitu mengecil dan mengering, maka buah manggis hanya dihasilkan melalui perkembangan bunga betina tanpa melalui pembuahan. Kondisi ini dikenal dengan nama apomiksis. Fenomena apomiksis ini yang menyebabkan keseragaman manggis.
Penanda Morfologi Penanda morfologi merupakan penanda yang dapat digunakan untuk mengukur besarnya keragaman pada tanaman berdasarkan karakter fenotipe, baik pada fase vegetatif maupun fase generatif. Karakter morfologi pada fase vegetatif ditujukan pada pengamatan batang dan daun, sedangkan pada fase generatif melalui bunga, buah dan biji. Karakter kualitatif meliputi warna dan bentuk dikendalikan oleh gen sederhana (satu atau dua gen) dan sedikit dipengaruhi oleh lingkungan (Stoskopf et al. 2009). Karakter morfologi tanaman memperlihatkan perbedaan pada organ akar, batang dan daun. Daun lengkap mempunyai bagian upih daun atau pelepah daun (vagina), tangkai daun (petioles), dan helaian daun (lamina) sedangkan daun tidak lengkap yaitu daun yang kehilangan salah satu bagian dari daun. Heterofili adalah bentuk daun yang berlainan pada satu pohon pada cabang yang berlainan, sedangkan anisofili adalah terdapat dua bentuk daun pada cabang yang sama. Bentuk daun dapat dilihat pada rasio panjang terhadap lebar daun. Bentuk daun oval/elips/jorong apabila rasio panjang : lebar menunjukan 1.5 - 2 : 1, bentuk memanjang/oblong jika rasio menunjukan 2.5 – 3 : 1, dan lanset dengan rasio 3 – 5 : 1 (Tjitrosoepomo 2005). Bentuk ujung daun terbagi menjadi bentuk (1) runcing yaitu ujung daun membentuk sudut lancip 900, (2) meruncing (acuminatus) yaitu ujung runcing lebih tinggi sehingga ujung daun tampak sempit panjang dan runcing, (3) membulat (rotundus) ujung tumpul tidak membentuk sudut, (4) rompang
11
(truncates) ujung daun rata, (5) ujung terbelah (retusus) ujung daun terdapat lekukan dan (6) ujung berduri (mucronatus) (Tjitrosoepomo 2005). Bentuk acuminate dapat didefinisikan pula sebagai ujung yang meruncing sehingga pada ujung daun membentuk cekungan sepanjang sisi pada ujungnya. Bentuk acute meruncing ke ujung dengan bentuk lurus pada kedua sisi ujung daun. Bentuk pangkal daun terbagi menjadi (1) oblique apabila bentuk pangkal daun tidak seimbang, (2) membulat (rounded), (3) aequilateral apabila kedua sisi bentuk seimbang, (4) cuneate apabila pangkal meruncing (Harris dan Harris 2004). Hipotesa Richards (1990b) menyatakan bahwa karakter morfologi G. mangostana berada diantara karakter G. hombroniana dan G. malaccensis berdasarkan : (1) waktu berbunga, (2) warna getah, (3) warna mahkota bunga, (4) kedudukan stigma, (5) tekstur permukaan stigma, (6) rasio stigma lobes, (7) diameter stigma, (8) susunan benang sari, (9) ada tidaknya benang sari pada bunga betina, (10) bentuk buah, (11) tekstur permukaan kulit buah, (12) warna buah matang (13) aroma aril. Karakter morfologi G. mangostana mirip dengan G. celebica, G. porrecta, dan G. hombroniana yaitu memiliki kesamaan karakter pada morfologi tajuk, daun dan bunga. Pada bunga terdapat empat kelompok tangkai sari, mengelilingi putik/pistil terdiri dari 170 kotak sari yang mengandung polen (Zakki 2003). Pengamatan stomata pada permukaan atas maupun permukaan bawah daun merupakan peubah pada pengamatan morfologi. Stomata adalah celah dalam epidermis yang dibatasi oleh dua sel penutup berbentuk ginjal, sedangkan sel yang berbeda bentuknya disebut sel tetangga. Bentuk sisi sel epidermis bervariasi seperti berleluk dalam, berlekuk dangkal atau rata. Sel epidermis yang mengelilingi sel penutup dapat digunakan sebagai identifikasi dari tipe stomata. Tipe stomata dapat dibedakan menjadi 4, berdasarkan susunan sel epidermis yang berada di samping sel penutup yaitu : (1) anomositik apabila sel penutup dikelilingi oleh sel yang tidak dapat dibedakan ukuran dan bentuknya dengan sel epidermis, (2) anisositik apabila sel penutup dikelilingi tiga buah sel tetangga yang tidak sama besar, (3) parasitik apabila sel penutup diringi satu atau lebih oleh sel tetangga yang sejajar dengan sel penutup dan (4) diasitik apabila stomata dikelilingi oleh dua sel tetangga yang letaknya tegak lurus (Hidayat 1995).
12
Penanda Molekuler Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) Penanda molekuler digunakan untuk menunjukan polimorfisme pada tingkat DNA. Penanda molekuler yang diharapkan adalah sebagai berikut : (1) polimorfik yang tinggi, (2) kodominan untuk dapat membedakan homozigot dan heterozigot pada tanaman diploid, (3) pemunculan diseluruh genom, (4) selektif terhadap perilaku alami, (5) pendugaan mudah, cepat dan murah untuk dideteksi, dan (7) reproducibility tinggi (Kumar et al. 2009). Penanda dengan menggunakan DNA terbagi menjadi dua tipe yaitu (1) non PCR seperti RFLP dan (2) berbasis PCR seperti RAPD, AFLP, SSR, ISSR dengan terbentuknya separasi pita hasil proses elektroforesis sebagai pencerminan alel atau lokus. Penanda molekuler berbasis sekuen DNA dapat terdeteksi dan pewarisan sifat mudah diamati, sehingga efisien untuk evaluasi dan seleksi. Penanda molekuler Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) merupakan salah satu penanda dengan motif sekuen berulang. Ada kalanya terdapat penambahan sekuen nukleotida baik pada bagian ujung 3’ maupun ujung 5’ seperti (CA)8RG dan (CA)8RY. ISSR adalah fragmen DNA dengan ukuran 100-3000 bp berlokasi diantara wilayah mikrosatelit, wilayah amplifikasi sekuen DNA yaitu pada inter-SSR bagian flanked genom secara berlawanan pada area yang dekat dengan sekuen berulang (Zietkiewicz et al. 1994). Area amplifikasi menurut Zietkiewicz et al. (1994) dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Wilayah amplifikasi Inter Simple Sequence Repeats (ISSR)
13
Primer yang digunakan adalah primer utas tunggal dengan motif mikrosatelit/SSR. Keuntungan ISSR antara lain tidak diperlukannya data sekuen terlebih dahulu, membutuhkan 5-50 ng templat DNA per reaksi, ISSR tersebar diseluruh genom, dapat bersifat dominan maupun kodominan (Soltis et al. 1998) dan dapat menghasilkan pola polimorfisme lebih tinggi daripada RAPD (Gao et al. 2006). Penanda bersifat dominan, yaitu tidak dapat membedakan individu yang homozigot dan heterozigot, sedangkan penanda kodominan dapat membedakan individu yang homozigot dan heterozigot. Tanaman umumnya memiliki dinukleotida dengan motif SSR seperti AC/TG, AT/AT, dan AG/TC. Inter Simple Sequence Repeats (ISSR) merupakan penanda yang dikembangkan dari motif SSR. Interpretasi alel terletak pada pemunculan atau tidak munculnya pita DNA (Soltis et al. 1998), ISSR dapat digunakan untuk menghasilkan pola separasi pita DNA polimorfik dalam pengamatan genotipe untuk (1) memperoleh hubungan asal tanaman dengan pusat penyebaran, (2) identifikasi genetik tetua, klon, galur dan (3) analisis keragaman genetik serta kekerabatan (Gao et al. 2006).
14
15
METODOLOGI Waktu dan Tempat Lokasi bahan tanaman meliputi : (1) Kebun Raya Bogor, (2) Taman Wisata Mekarsari, (3) Kebun Tajur PKBT LPPM IPB dan (4) kebun manggis Kampung Cengal Leuwiliang Bogor. Analisis laboratorium dilakukan di laboratorium : (1) Pusat Kajian Buah-buahan Tropika LPPM IPB, (2) Laboratorium Anatomi dan Morfologi Departemen Biologi Fakultas Matematika dan IPA IPB, dan (3) Laboratorium Biologi Molekuler BB-Biogen. Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2009 sampai dengan September 2010. Bahan dan Alat Bahan tanaman manggis dan kerabatnya, diperoleh dari koleksi Kebun Raya Bogor, Pusat Kajian Buah-buahan Tropika LPPM IPB, Taman Wisata Mekarsari dan kebun manggis Kampung Cengal Leuwiliang Bogor (Tabel 1). Tabel 1. Bahan tanaman tanaman manggis dan kerabatnya No
Tanaman
Lokasi
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
G. celebica G. hombroniana1 G. hombroniana2 G. malaccensis no1 G. malaccensis no2 G. malaccensis no3 G. celebica TWM 17 G. celebica TWM 18 G. celebica (AJ) G. celebica (AD) G. porrecta Wall var Schizogyna Boerl G. forbesii C. inophyllum G. subelliptica/Fukugi G. mangostana no1 G. mangostana no.2 G. mangostana no. 3 G. mangostana no. 7 G. mangostana no. 10
Kebun Raya Bogor Kebun Raya Bogor Kebun Raya Bogor Taman Wisata Mekarsari Taman Wisata Mekarsari Taman Wisata Mekarsari Taman Wisata Mekarsari Taman Wisata Mekarsari Kebun PKBT Tajur Kebun PKBT Tajur Kebun PKBT Tajur Kebun PKBT Tajur Kebun PKBT Tajur Kebun PKBT Tajur Leuwiliang Bogor Leuwiliang Bogor Leuwiliang Bogor Leuwiliang Bogor Leuwiliang Bogor
16
Bahan kimia yang digunakan antara lain : CTAB, NaCl, Mercaptoetanol, Tris HCl, air bebas ion, pasir kuarsa, polypynylpolypyrolidone (PVP), Chloroform isoamylalkohol (CIAA 24:1), isopropanol, alkohol absolut 70%, loading dye, agarose, buffer TAE 1x, primer ISSR (12 primer), PCR mix, tube 1.5 ml, tube 0.2 ul, tip putih, tip kuning, tip biru, ethidium bromide. Bahan yang digunakan untuk anatomi stomata antara lain alkohol 70%, asam nitrat (HNO3) 40%, NaOCl, Safranin, Glyserin 20%, aquades, dan gelas objek. Peralatan yang digunakan adalah water bath, mortar, gunting, mikropipet, tube rak, vortex, sentrifuge, UV spektofotometer, Polymerase Chain Reaction (PCR) merk Applied Biosystem 2720 thermal cycler, elektroforesis merk Mupid, UV transiluminator, kamera digital dan canon power shoot A480, oven, mikroskop, pinset, mikrometer, dan colour chart Royal Horticultural Society fifth edition. Metode Penanda Morfologi Tanaman Pengamatan morfologi tanaman meliputi karakter daun, bunga, buah, getah dan biji seperti pada Tabel 2 yang mengacu pada IPGRI (2003) pada Lampiran 4. Tabel 2.
Organ No Daun
1. 2. 3. 4. 5.
Karakter pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya Karakter
Keterangan
pengamatan pada daun muda berumur dua minggu setelah flush atau pecah tunas pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna bentuk daun (elips, oblong) pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna bentuk ujung daun (acute, pengamatan pada daun dewasa acuminate, obtuse, retuse) dan tumbuh sempurna jumlah bunga per kelompok (satu, pengamatan pada saat antesis, dua, lebih dari tiga) yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik
warna daun muda (hijau muda, hijau muda kecoklatan, coklat merah) warna daun tua (hijau, hijau tua)
17
Tabel 2.
Organ No Bunga
Karakter pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya (lanjutan) Karakter
6.
jumlah mahkota (empat, lima)
7.
8.
warna mahkota (kuning, kuning kehijauan, putih, merah muda, hijau kekuningan, kuning dengan tepi merah) warna kelopak (hijau, putih)
9.
warna tangkai bunga (hijau, putih)
10. ukuran bunga (kecil diameter < 3 cm, sedang diameter 3 cm, besar diameter > 3 cm) 11. posisi bunga (diujung, dibuku, diujung dan dibuku)
12. jumlah kelopak bunga (empat, lima)
Buah
Keterangan pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada saat antesis, yaitu bunga mekar dan ditandai terdapatnya nektar pada permukaan kepala putik pengamatan pada buah matang (berumur 4 bulan) pengamatan pada buah matang pengamatan pada buah matang
13. jumlah buah per kelompok (satu, dua, tiga) 14. posisi buah (diujung, dibuku) 15. bentuk buah (bulat, gepeng, lonjong) 16. warna stigmalobe (coklat, coklat pengamatan pada buah matang tua, merah) 17. ketebalan kulit (tipis, sedang, pengamatan pada buah matang tebal)
18
Tabel 2.
Organ Buah
Karakter pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya (lanjutan)
No
Karakter
18.
warna buah matang (ungu, merah, hijau, kuning, merah kekuningan) memiliki kelopak buah (ada kelopak buah, tidak ada kelopak buah) penonjolan ujung buah (ujung buah memanjang, ujung buah tidak memanjang) warna aril (putih, putih kekuningan, kuning, tidak ada aril) jumlah aril (empat, enam, tujuh, delapan) bentuk biji (reniform, bulat) warna kulit biji (coklat muda, coklat, coklat tua) warna getah pada batang (putih, kuning) rasio lebar terhadap panjang stomata (kecil, sedang, besar) bentuk sel epidermis di permukaan atas daun (berlekuk dalam, berlekuk dangkal, rata) bentuk sel epidermis di permukaan bawah daun (berlekuk dalam, berlekuk dangkal, rata) keberadaan stomata di permukaan atas dan bawah daun (ada stomata, tidak ada stomata)
19.
20.
21.
22. Biji
23. 24.
Getah
25.
Stomata
26. 27.
28.
29.
Keterangan pengamatan matang
pada
buah
pengamatan matang
pada
buah
pengamatan matang
pada
buah
pengamatan matang
pada
buah
pengamatan pada buah matang pengamatan pada biji dewasa pengamatan pada biji dewasa pengamatan pada batang muda pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna
pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna
pengamatan pada daun dewasa dan tumbuh sempurna
19
Pengamatan stomata dilakukan dengan membuat sayatan paradermal menggunakan modifikasi metode utuh (whole mount) yang diwarnai dengan 1% safranin (Sass 1958). Tahapan preparat antara lain : daun difiksasi dalam 70% alkohol, kemudian dicuci dengan aquades, selanjutnya direndam dalam larutan 20% HNO3 selama 3-4 jam agar lapisan epidermis dapat dengan mudah dilepaskan dari jaringan mesofil. Lapisan epidermis tersebut direndam dalam 1% safranin selama 5 menit, setelah diwarnai diletakkan pada gelas objek dengan ditambahkan medium gliserin, kemudian ditutup dengan gelas penutup. Preparat diamati di bawah mikroskop dengan perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480 pada perbesaran lensa 3.3x megafixel. Karakter yang diamati adalah (1) tipe stomata, (2) panjang stomata, (3) diameter stomata, (4) bentuk sel epidermis permukaan atas dauan, (5) bentuk sel epidermis permukaan bawah daun dan (6) keberadaan stomata di permukaan atas maupun bawah permukaan daun. Data panjang dan diameter stomata merupakan nilai ratarata dari pengukuran 5 ulangan bidang pandang yang dipilih secara acak. Setiap satu ulangan bidang pandang terdiri dari 4 buah stomata yang diamati yaitu 2 buah yang berukuran terbesar dan 2 buah yang berukuran terkecil.
Penanda Molekuler ISSR Isolasi DNA Analisis molekuler diawali dengan isolasi DNA dengan menggunakan metode CTAB Doyle dan Doyle 1987 yang sudah dimodifikasi (Drabkoba et al. 2002). Sampel daun dari masing-masing bahan tanaman dihancurkan dengan menggunakan mortar yang di dalamnya ditambahkan buffer ekstrak, kemudian diinkubasi dalam waterbath pada suhu 65 0C selama 20 menit. Setelah inkubasi, ditambahkan larutan kloroform isoamyl alkohol/CIAA (24:1) sebanyak 1 kali volume kemudian divortex selama 1 menit hingga larutan tercampur. Sampel disentrifuse dengan kecepatan 10 000 rpm selama 10 menit dengan tujuan untuk memisahkan bagian DNA dan bahan-bahan lainnya. Supernatan dimasukan ke dalam tabung baru dan ditambahkan CIAA kembali sebanyak 1x volume dan disentrifuse kembali. Supernatan ditambahkan
20
isopropanol sebanyak 1x volume. Larutan DNA tersebut disentrifuse kembali dan larutan di buang hingga pellet DNA tertinggal diujung tube, kemudian ditambahkan akohol 70% sebanyak 100 µl dan disentrifuge kembali. Alkohol dibuang dan pellet DNA dikeringkan dengan cara tube dibalik disimpan dalam desikator sampai pellet DNA mengering. Pelet DNA yang kering ditambahkan air bebas ion sebanyak 10 µl dan dijadikan sebagai stok DNA. Uji kualitas DNA total dilakukan dengan menggunakan larutan agarose 0.8% dan dielektroforesis dalam larutan buffer TAE 1x yang dialirkan arus listrik dari muatan negatif menuju muatan positif selama selama 50 menit pada voltage 50 volt. Konsentrasi DNA total dapat diperkirakan berdasarkan hasil elektroforesis yaitu dengan cara membandingkan DNA total dengan lamda DNA. Lamda DNA yang digunakan produk merk promega. Lamda yang digunakan untuk mengecek konsentrasi DNA total dibutuhkan sebanyak 1µl dan diisikan pada lubang sumur pertama pada agarose. Konsentrasi Lamda DNA dalam 1 ul adalah 457 µg/ml. Volume DNA total untuk tes kualitas DNA digunakan sebanyak 5 µl, sehingga untuk setiap 1 µl DNA setara dengan 91.4 ng/µl. Kebutuhan DNA untuk tahapan PCR sebanyak 10 ng, maka DNA total diencerkan konsentrasinya menjadi 5x. Pewarnaan dengan cara perendaman gel agarose di dalam larutan EtBr 1% selama 10 menit, kemudian didokumentasikan dengan menggunakan kamera digital canon power shoot A480 pada penyinaran uv transilluminator. Elektroforesis ditujukan untuk pengecekan kualitas DNA total dan produk PCR.
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Polymerase Chain Reaction (PCR) dilakukan dengan alat PCR merk Applied Biosystem 2720 thermal cycler. Primer yang digunakan adalah primer Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) koleksi Laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika LPPM IPB sebanyak 12 primer dengan kode PKBT dan ISSRED. Primer yang digunakan untuk amplifikasi DNA adalah primer yang sudah diuji melalui tahap optimasi suhu di Laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika (Tabel 3).
21
Tabel 3. Nama dan susunan basa primer koleksi PKBT-IPB No
Nama Primer
Susunan Basa
Suhu Annealing
No
Nama Primer
Susunan Basa
Suhu Annealing
1 2 3 4 5 6
PKBT 2 PKBT 3 PKBT 4 PKBT 6 PKBT 8 PKBT 9
(AC)8 TT (AG)8 T (AG)8 AA (AG)8TT (GA)9 C (GA)9T
53 0C 53 0C 53 0C 53 0C 54 0C 54 0C
7 8 9 10 11 12
PKBT 11 ISSRED 20 ISSRED 23 ISSRED 17 ISSRED 12 ISSRED 18
(GT)9 C (TCC) 5A (CT) 8T (GAC) 5 (AGAC) 4 (GGAT) 4
54 0C 48 0C 48 0C 48 0C 36 0C 48 0C
Komposisi PCR yang digunakan dalam proses PCR meliputi DNA stok, primer ISSR, PCR mix go tag green master Promega dan air bebas ion. Komposisi PCR meliputi : DNA 10 ng/µl, primer 10 pmol/µl, PCR mix 12.5 µl, kemudian ditambahkan air bebas ion hingga mencapai volume 25 µl. Tahapan PCR meliputi pre heat, denaturation, annealing, extention, dan pendinginan suhu. Tahapan, penggunaan proses PCR terdapat pada Tabel 4. Tabel 4. Suhu yang digunakan pada proses Polymerase Chain Reaction (PCR) Tahapan Heat Denaturasi Annealing Extension Penurunan Pendinginan Siklus PCR
Suhu 940 C 940 C 0 36 C-530C 720 C 720 C 40 C
Waktu 4 menit 30 detik 30 detik 1 menit 5 menit sampai tak terhingga 35 siklus
Pengamatan Penanda Morfologi dan Molekuler Peubah atau parameter yang diamati pada penanda morfologi sebanyak 29 karakter meliputi bentuk, ukuran, tipe dan warna pada daun, bunga, buah, getah, biji dan stomata. Parameter morfologi yang dapat diamati, diasumsikan setara dengan jenis primer pada penanda molekuler, sedangkan lokus sub karakter setara dengan lokus pita pada penanda molekuler (Tabel 5).
22
Tabel 5. Asumsi kesetaraan pengamatan peubah dan lokus pada pengamatan penanda morfologi dan molekuler
Penanda Morfologi
Penanda Molekuler
karakter sub karakter
primer pita
Peubah Lokus
Peubah yang diamati pada penanda morfologi dinyatakan sebagai karakter. Setiap karakter morfologi terdiri dari beberapa sub karakter yang setara dengan lokus. Peubah yang diamati pada penanda morfologi terdapat pada Tabel 6. Tabel 6. Pengamatan parameter dan lokus pada penanda morfologi
No
Parameter penanda morfologi/ karakter
Lokus/sub karakter penanda morfologi
1.
warna daun muda
2.
warna daun tua
hijau muda, hijau muda kecoklatan, coklat merah hijau, hijau tua
3.
bentuk daun
elips, oblong
4. 5.
acute, acuminate, obtuse, retuse satu, dua, lebih dari tiga
6. 7.
bentuk ujung daun jumlah bunga per kelompok jumlah mahkota warna mahkota
8. 9.
warna kelopak bunga warna tangkai bunga
10.
ukuran bunga
11.
posisi bunga
kecil diameter < 3 cm, sedang diameter 3 cm, besar diameter > 3 cm diujung, dibuku, diujung dan dibuku
12.
jumlah kelopak bunga
empat, lima
13.
jumlah buah kelompok
14.
posisi buah
diujung, dibuku
15.
bentuk buah
bulat, gepeng, lonjong
empat, lima kuning, kuning kehijauan, putih, merah muda, hijau kekuningan, kuning dengan tepi merah hijau, putih hijau, putih
per satu, dua, tiga
23
Tabel 6. Pengamatan parameter dan lokus pada penanda morfologi (lanjutan)
No
Parameter penanda morfologi/ karakter
Lokus/sub karakter penanda morfologi
16.
warna stigmalobe
coklat, coklat tua, merah
17.
ketebalan kulit
tipis, sedang, tebal
18.
warna buah matang
19.
memiliki kelopak buah
ungu, merah, hijau, kuning, merah kekuningan ada kelopak buah, tidak ada kelopak buah
20.
penonjolan di ujung buah
ujung buah memanjang, ujung buah tidak memanjang
21.
warna aril
22.
jumlah aril
putih, putih kekuningan, kuning, tidak ada aril empat, enam, tujuh, delapan, tidak ada aril
23.
bentuk biji
reniform, bulat
24.
warna kulit biji
coklat muda, coklat, coklat tua
25.
warna batang
26.
rasio lebar terhadap (kecil, sedang, besar) panjang stomata
27.
bentuk sel epidermis di (berlekuk dalam, berlekuk dangkal, rata) permukaan atas daun
28.
bentuk sel epidermis di (berlekuk dalam, berlekuk dangkal, rata) permukaan bawah daun keberadaan stomata di (ada stomata, tidak ada stomata) permukaan atas dan bawah daun
29.
getah
pada putih, kuning
Peubah yang diamati pada penanda molekuler adalah jenis primer, sedangkan lokus yang diamati adalah pita. Banyaknya primer yang digunakan adalah 12 primer. Hasil amplifikasi PCR pada setiap primer dapat menghasilkan pita-pita DNA atau lokus. Terbentuknya lokus untuk setiap primer berbeda-beda dalam ukuran basepair (bp). molekuler terdapat pada Tabel 7.
Primer dan lokus yang diamati pada penanda
24
Tabel 7. Pengamatan parameter dan lokus pada penanda molekuler.
No
Parameter penanda molekuler/primer
Lokus/pita penanda molekuler
1.
PKBT2
2.
PKBT3
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
3.
PKBT4
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
4.
PKBT6
5.
PKBT8
6.
PKBT9
7.
PKBT11
8.
ISSRED 12
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
9.
ISSRED 17
10.
ISSRED 18
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500 250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
25
Tabel 7. Pengamatan parameter dan lokus pada penanda molekuler (lanjutan)
No
Parameter penanda molekuler/primer
Lokus/pita penanda molekuler
11.
ISSRED 20
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
12.
ISSRED 23
250a bp, 250b, 250c, 250d, 500a, 500b, 500c, 500d, 750a, 750b, 750c, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d, 1500a, 1500b, 2000a, 2000b, 2500
Pengamatan Viabilitas Polen Viabilitas polen diuji di dalam media perkecambahan 10% sukrosa, 0.005% H3BO3, 10 mM CaCl2, 0.05% KH2PO4 dan 4% PEG 6000 (Schreiber dan Dresselhaus 2003). Pengamatan dilakukan pada pembentukan polen tube. Waktu pengamatan adalah 5 jam dan 16 jam setelah dikecambahkan..
Analisis Data Data hasil pengamatan morfologi dan molekular dianalisis dengan menggunakan program NTSYSpc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis) versi 2.0 (Rohlf 1998). Hasil pengamatan morfologi, diberi nilai skor 0 apabila karakter morfologi tidak dimiliki oleh individu dan nilai skor 1 apabila individu memiliki karakter sesuai pengamatan. Pengamatan pola pita hasil elektroforesis ditujukan pada tingkat migrasi yang sama yaitu bernilai skor 0 apabila tidak terbentuk pita dan skor 1 apabila terdapat pita. Pengamatan pita DNA berdasarkan konsistensi ketebalan pita DNA yang diamati. Skoring pita dilakukan tiga kali untuk mengurangi bias skoring. PCR dilakukan ulang pada pita DNA yang tidak jelas terbaca. Koefisien kemiripan berdasarkan penada morfologi, molekular dan data gabungan dianalisis berdasarkan metode Simple Matching Coeefisient (SM) melalui SIMQUAL (Similarity for Qualitative Data)
26
pada program NTSYSpc versi 2.0. Tingkat keselarasan koefisien kesamaan antara penanda dibandingkan dengan menggunakan MXCOMP program NTSYSpc versi 2.0. Tingkat keselarasan pengelompokan ditentukan oleh nilai goodness of fit yaitu kesesuaian antara nilai koefisien kemiripan (SM) dengan kriteria sangat sesuai (r > 0.9), sesuai (0.8 < r < 0.9), tidak sesuai (0.7 < r < 0.8) dan sangat tidak sesuai (r < 0.7). Analisis pengelompokan (clustering) pada data morfologi, molekuler, dan gabungan dianalisis dengan menggunakan SAHN (Sequential Agglomerative Hierarchical and Nested)-UPGMA (Unweighted pair-group method arithmatic average) (Soltis et al. 1998). Hasil analisis berupa dendrogram. Analisis komponen utama dianalisis pada tahapan multivariate program MINITAB. Hasil analisis berupa plot dua dimensi dan karakter pendukung pengelompokan.
27
HASIL DAN PEMBAHASAN Keberagaman Karakter Morfologi Keberagaman morfologi bentuk, warna, tipe maupun ukuran, diperoleh berdasarkan hasil pengamatan langsung pada karakter warna bunga, warna daun muda, bentuk buah, warna buah matang, dan warna aril (Gambar 3).
A
B
C
D
E
F
G
H 1
2
3
4
5
6
7
Gambar 3. Hasil pengamatan morfologi karakter warna daun muda (1), warna daun tua (2), warna mahkota bunga (3), warna buah matang (4), warna aril (5), warna kulit biji (6) dan warna getah dibatang (7) pada G. hombroniana (A), G. malaccensis (B), G. mangostana (C), G. celebica (D), G. porrecta (E), G. forbesii (F), G. subelliptica (G) dan C. inophyllum (H).
28
Pengamataan stomata pada permuukaan bawahh daun, unttuk ke-19 aksesi a termassuk ke dalam m tipe anom mositik yaitu dicirikan deengan sel peenjaga dikeliilingi oleh sejumlah s sell tertentu yaang tidak berbeda denggan sel epiddermis yangg lain dalam m bentuk mau upun ukurann, umumnyaa dikelilingi 4-7 sel (Cuutler et al. 2008) 2 mbar 4. Stom mata terdapaat pada perm mukaan bagiian bawah daun, d sepertii pada Gam akan tetapi t hanyaa pada G. forbesii yang memiliki sttomata padaa permukaann atas dan baawah daun. Bentuk sissi sel epiderm mis permukkaan bawah daun dibagi menjadi (1) sisi rata seeperti pada G. G porrecta dan d G. subelliptica, (2) sisi berlekukk dangkal seeperti pada G. G hombroniana, G. maalaccensis, G G. mangosta ana, G. celebica dan (3) sisi berlekkuk dalam seeperti pada G. forbesii dan C. inoophyllum (G Gambar 4). Rasio R ukurann stomata teerdiri dari tig ga lokus yaiitu : (1) beru ukuran besaar apabila ukkuran lebar terhadap paanjang stom mata mencapai 1:2-3, seeperti pada G. hombronniana G celebica (1:2), G. porrecta (1:22), (2) berukkuran (1:2), G. malacceensis (1:2), G. sedangg apabila ukkuran lebar terhadap ppanjang stom mata mencappai 1: 2, seeperti C. inoophyllum (1:1.6). dan (3) ( berukuraan kecil apaabila ukurann lebar terhhadap panjanng stomata mencapai m 1:11 seperti G. subelliptica s ( (1:0.98).
1 A
E
2
3 6 4 B 5
C
D
F
G
H
Gambar 4. Bentuk sell epidermis ddan tipe stom mata pada permukaan baawah daun G. G hombroniana (A)), G. maalaccensis (B), G. manggostana (C)), G. porreecta (D), G G. celebica (E), G. forbessii (F), G. ssubelliptica (G) dan C. inophyllum m (H) pada perrbesaran 4000x dan difoto mengggunakan kaamera digital caanon power shoot A4800 pada perbeesaran lensa 3.3x megafixell. Angka 1-66 adalah sel disekeliling d sel stomata.
29
Analisis Penanda Morfologi Keragaman morfologi dapat diamati pada (1) tingkat kultivar sesama G. mangostana, (2) antar species yaitu G. mangostana dengan G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, G. porrecta, G. forbessi dan G. subelliptica dan (3) antar genus seperti G. mangostana dengan C. inophyllum. Parameter atau peubah yang diamati pada penanda morfologi sebanyak 29 karakter meliputi bentuk, ukuran, tipe dan warna pada daun, bunga, buah, getah, biji dan stomata. Parameter morfologi yang dapat diamati, diasumsikan setara dengan jenis primer pada penanda molekuler, sedangkan lokus sub karakter setara dengan lokus pita pada penanda molekuler. Hasil pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabat dekatnya dari 29 peubah yang diamati, diperoleh 83 karakter pembeda. Jumlah karakter polimorfik mencapai 100% yaitu 83 karakter/lokus (Tabel 8). Tabel 8. Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya No
Parameter Penanda Jumlah sub Morfologi karakter
1. 2. 3. 4.
warna daun muda warna daun tua bentuk daun bentuk ujung daun jumlah bunga per kelompok jumlah mahkota
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
warna mahkota warna kelopak warna tangkai bunga ukuran bunga posisi bunga
12.
jumlah bunga
kelopak
13.
jumlah buah kelompok
14.
posisi buah
per
Sub karakter yang berbeda
Jumlah karakter polimorfik
3
3
3
2 2 4 3
2 2 4 3
2 2 4 3
2 6 2 2 2 3
2 6 2 2 2 3
2 6 2 2 2 3
2
2
2
3
3
3
2
2
2
30
Tabel 8. Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya (lanjutan) No
Parameter Penanda Morfologi
Jumlah sub karakter
Sub karakter yang berbeda
Jumlah karakter polimorfik
15.
bentuk buah
3
3
3
16.
warna stigmalobe
3
3
3
17.
ketebalan kulit
3
3
3
18.
warna buah matang
5
5
5
19.
memiliki kelopak buah
2
2
2
20.
penonjolan ujung buah
2
2
2
21.
warna aril
4
4
4
22.
jumlah aril
5
5
5
23.
bentuk biji
2
2
2
24.
warna kulit biji
3
3
3
25.
warna batang
pada
2
2
2
26.
rasio lebar terhadap panjang stomata
3
3
3
27.
bentuk sel epidermis di permukaan atas daun
3
3
3
28.
bentuk sel epidermis di permukaan bawah daun
3
3
3
29.
keberadaan stomata di permukaan atas dan bawah daun
2
2
2
Jumlah
83
83
83 (100%)
getah
Berdasarkan hasil analisis dengan menggunakan program NTSYS, diperoleh dendrogram pengelompokan aksesi sebanyak 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67 yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii, (3) kelompok C meliputi G. subelliptica, dan (4) kelompok D meliputi, C. inophyllum (Gambar 5). Dendrogram yang dihasilkan memiliki matrik korelasi (r) sebesar 0.96005, artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai
31
menggambarkan pengelompokan antara (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) membedakan kelompok sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) inter genus yaitu membedakan genus Garcinia dan genus Calophyllum. Menurut Jones (1980) genus Garcinia diklasifikasikan menjadi 14 sub genus yaitu Garcinia, Rheediopsis, Teracentrum, Rheedia, Macrostigma, Tetraphalangium,
Tripetalum,
Brindonia,
Mungotia,
Hebradendron,
Xanthocymus, Paragarcinia, Discostigma dan Tagmanthera. Berdasarkan klasifikasi dari Jones (1980), G. subelliptica masuk ke dalam sub genus ke XI yaitu Xanthocymus, sehingga hasil dendrogram tepat membentuk kelompok yang memisahkan antara kelompok sub genus Garcinia dengan kelompok sub genus Xanthocymus. hombroniana1 hombroniana2 celebicaTajurAJ celebicaKRB celebicaAD celebicaTWM17 celebicaTWM18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana2 mangostana3 mangostana7 mangostana10 porectaTajur forbesii subelliptica inophylum 0.45
0.59
Gambar 5.
0.67
0.73 0.86 Coefficient Koefisen kemiripan
A
B C D
1.00
Dendrogram analisis karakter morfologi G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67
Berdasarkan pengelompokan tersebut G. mangostana mengelompok dengan G. malaccensis pada koefisien kemiripan 0.88. Hal tersebut sejalan dengan hipotesa Richards (1990b) yang menyatakan tetua G. mangostana adalah G. malaccensis, tetapi pada kelompok A terdapat aksesi lainnya yaitu G. celebica,
32
tampak lebih dekat mengelompok pada koefisien kemiripan sebesar 0.75 (Tabel 9) dibandingkan dengan letak kelompok G. hombroniana terhadap G. mangostana. Tabel 9. Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi
Nilai koefisien kemiripan
Aksesi vs vs vs vs vs vs vs
G. malaccensis G. celebica G. hombroniana G. porrecta G. forbesii G. subelliptica C. inophyllum
0.88 0.75 0.72 0.68 0.64 0.59 0.45
G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana
Karakter yang menentukan terbentuknya pengelompokan dapat dianalisis pada
nilai
Analisis
Komponen
Utama.
Analisis
Komponen
Utama
(AKU/Principal Component Analysis) digunakan untuk (1) identifikasi peubah baru yang mendasari data peubah ganda, (2) mengurangi banyaknya dimensi peubah yang banyak dan berkorelasi menjadi peubah baru yang tidak berkorelasi dengan mempertahankan keragaman pada himpunan data dan (3) menghilangkan peubah asal yang mempunyai sumbangan informasi yang relatif kecil. Banyaknya komponen utama yang dipilih yaitu apabila persentase keragaman kumulatif minimum 70% (Supranto 2004). Hasil analisis komponen utama pada penanda morfologi dapat dijelaskan oleh 3 komponen utama yang mencakup hanya 72% data dari total keseluruhan data (Tabel 10). Tabel 10. Nilai analisis komponen utama pada karakter morfologi
Eigenvalue/akar ciri Proportion Cumulative Jumlah karakter
PC1
PC2
PC3
3.6310 0.360 0.36 4
2.3908 0.237 0.59 2
1.2541 0.124 0.72 1
33
Jumlah karakter penentu pembentuk pengelompokan terpilih adalah selaras dengan nilai akar ciri yaitu 4 karakter pada komponen utama/PC1, 2 karakter pada PC3 dan 1 karakter pada PC3 (Tabel 11). Tabel 11. Karakter morfologi pembentuk komponen utama
Komponen utama
Jumlah karakter
PC1
4
PC2
2
PC3
1
Jenis karakter
Nilai
warna aril putih ketebalan kulit buah sedang ukuran bunga sedang warna mahkota bunga kuning kehijauan warna daun muda hijau muda posisi buah dibuku bentuk buah lonjong
0.251 0.246 -0.246 -0.240 0.230 0.230 0240
Karakter pembentuk komponen utama yaitu warna aril putih, ketebalan kulit buah sedang, ukuran buah sedang, warna mahkota bunga kuning kehijauan, warna daun muda hijau muda, posisi buah di buku dan bentuk buah lonjong. Karakter warna aril putih pada G. mangostana, G. malaccensis dan G. forbesii, ukuran bunga sedang yaitu G. celebica, G. porrecta dan C. inophyllum, warna mahkota bunga kuning kehijauan pada G. hombroniana, G. celebica dan G. porrecta, warna daun hijau pada G. subelliptica dan C. inophyllum, posisi buah di buku/disamping seperti G. forbesii dan G. subelliptica, bentuk buah lonjong pada G. malaccensis dan G. porrecta. Berdasarkan hasil analisis komponen utama terbentuk 6 kelompok yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, (2) kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, (3) kelompok C meliputi G. porrecta, (4) kelompok D meliputi G. forbesii, (5) kelompok E meliputi G. subelliptica dan (6) kelompok F meliputi C. inophyllum (Gambar 6). Pengelompokan tersebut mencerminkan 72% dari keseluruhan data hasil pengamatan, sedangkan pengelompokan berdasarkan 100% data dapat ditunjukan oleh dendrogram, tetapi jumlah kelompok dendrogram pada koefisien kemiripan 0.86, menghasilkan 6 kelompok yang sama dengan hasil analisis komponen utama
34
yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C meliputi G. porrecta, kelompok D meliputi G. forbesii, kelompok E meliputi G. subelliptica dan kelompok F meliputi C. inophyllum.
3
Second Component
19
E
2
D
1
F
18
17
0 -1
C
A
B
11
-2 -3
3 4 97 5 6 10 8
12 2 16 13 14 1 15
-2
Gambar 6.
-1
0 Fir s t Co mp o n e nt
1
2
Analisis komponen utama dalam dua dimensi pada karakter morfologi G. mangostana dan kerabatnya dengan membentuk 6 kelompok yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C meliputi G. porrecta, kelompok D meliputi G. forbesii, kelompok E meliputi G. subelliptica dan kelompok F meliputi C. inophyllum.
Analisis Penanda Molekuler Primer
yang
digunakan
untuk
analisis
hubungan
kekerabatan
G. mangostana adalah sebanyak 12 primer, tetapi primer yang mampu menunjukan pola polimorfik adalah sebanyak 11 primer yaitu PKBT2, PKBT3, PKBT4, PKBT8, PKBT9, PKBT 11, ISSRED 12, ISSRED 17, ISSRED 18, ISSRED 20, dan ISSRED 23. Amplifikasi primer terhadap 19 aksesi G. mangostana dan kerabat dekatnya menghasilkan 130 pita yang terdiri dari pola pita polimorfik sebanyak 129 pita atau sebesar 99.23% dan pita monomorfik sebanyak 1 pita atau sebesar 0.77% (Tabel 12). Keberagaman pola pita dari 11 primer menunjukan keberagaman yang tinggi hingga mencapai 99.23% yang terlihat dari nilai pola pita polimorfik yang dihasilkan, sedangkan pola pita
35
monomorfik hanya terbentuk 1 pita mencapai 0.77% (Tabel 12) yaitu PKBT2 pada ukuran 400 bp. Primer ISSRED12 dengan susunan basa (AGAC)4 mampu menghasilkan jumlah pita terbanyak yaitu 15 pita polimorfik, sedangkan primer yang menghasilkan pola pita polimorfik sedikit adalah primer PKBT3 dengan susunan basa (AG)8T dan ISSRED 20 dengan susunan basa (TCC)5A, masingmasing terbentuk 9 pita. Tabel 12. Rekapitulasi jumlah amplifikasi pita DNA G. mangostana dan kerabat dekatnya pada 11 primer ISSR
No
Primer
Jumlah pita
Jumlah pita polimorfik
Jumlah pita monorfik
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PKBT2 PKBT3 PKBT4 PKBT8 PKBT9 PKBT11 ISSRED12 ISSRED17 ISSRED18 ISSRED20 ISSRED23
13 9 11 10 12 10 15 14 13 9 14
12 9 11 10 12 10 15 14 13 9 14
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Total
130
129 (99.23%)
1 (0.77%)
Analisis penanda molekuler DNA diperlukan untuk mengevaluasi/ menganalisis keragaman genetik dan hubungan kekerabatan antara populasi, spesies maupun individu yang berbeda, karena marka molekuler lebih menunjukan pola perubahan evolusi jika dibandingkan dengan karakter morfologi atau fisiologi. Berdasarkan hasil analisis data biner skor pita DNA dengan menggunakan program NTSYS, diperoleh 3 kelompok pada koefisien kemiripan 0.47 yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii, dan G. subelliptica, dan (3) kelompok C meliputi C. inophyllum (Gambar 7).
36
Matrik korelasi (r) pada penanda molekuler sebesar 0.98602 artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai menggambarkan pengelompokan (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) memisahkan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) memisahkan kelompok genus Garcinia dengan genus Calophyllum. Kesesuaian pengelompokan dapat diartikan bahwa setiap species tepat mengelompok misalnya G. mangostana tepat mengelompok dengan G. mangostana, tidak ada yang mengelompok dengan C. inophyllum.
hombroniana1 hombroniana2 celebicaTajurAJ celebicaKRB celebicaAD celebicaTWM17 celebicaTWM18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana3 mangostana7 mangostana10 mangostana2 porectaTajur forbesii subelliptica inophylum 0.40
0.47
0.55
0.70
0.85
1.00
Coefficient Koefisen kemiripan
Gambar 7.
Dendrogram analisis karakter molekuler (DNA) pada G. mangostana dan kerabat dekatnya. Terbentuk 3 kelompok pada nilai koefisien kemiripan 0.47.
Kelompok (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana, G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, dan G. porrecta, (2) species yang termasuk ke dalam sub genus Xanthocymus yaitu G. subelliptica dan (3) kelompok out group yaitu genus Calophyllum yaitu C. inophyllum. Berdasarkan dendrogram apabila dilihat dari nilai koefisien kemiripan 0.40, maka pengelompokan akan terbagi menjadi dua kelompok besar yang memisahkan antara genus Garcinia dengan genus Calophyllum.
A
B C
37
G. mangostana mengelompok lebih dekat dengan G. malaccensis dengan koefisien kemiripan sebesar 0.72. Kedekatan kelompok G. mangostana dengan G. celebica terjadi pada koefisien kemiripan 0.55 (Tabel 13). Hal tersebut berbeda dengan hipotesa Richards (1990b) yang menyatakan bahwa G. mangostana merupakan hibrid dari G. hombroniana dan G. malaccensis. Kedekatan kelompok G. celebica tampak lebih dekat dengan G. malaccensis dan G. mangostana. Tabel 13. Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya menggunakan penanda molekuler
G. malaccensis G. celebica G. hombroniana G. porrecta G. forbesii G. sub elliptica C. inophyllum
Aksesi
Koefisien kemiripan
vs vs vs vs vs vs vs
0.72 0.55 0.54 0.54 0.39 0.46 0.34
G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana
Karakter yang menentukan terbentuknya pengelompokan dapat dianalisis pada nilai Analisis Komponen Utama (AKU/PCA). Pengelompokan aksesi yang memiliki kemiripan karakter dapat dituangkan ke dalam gambar 3 dimensi melalui pengukuran analisis komponen utama. Data karakter yang dapat digambarkan melalui 3 komponen utama hanya sebesar 70% dari keseluruhan data, sedangkan pengelompokan berdasarkan 100% data, tampak pada hasil analisis pengelompokan menggunakan program NTSYS. Adapun nilai masingmasing komponen utama terdapat pada Tabel 14. Tabel 14. Nilai komponen utama pada karakter molekuler PC1 Eigenvalue/akar ciri Proportion Cumulative Jumlah karakter
7.7235 0.372 0.37 8
PC2
PC3
3.9778 2.8385 0.191 0.137 0.56 0.70 4 3
38
Karakter-karakter yang mempengaruhi pembentukan pengelompokan pada analisis komponen utama adalah 8 karakter pada komponen utama ke-1, 4 karakter pada komponen utama ke-2 dan 3 karakter pada komponen utama ke-3 (Tabel 15). Primer PKBT 8 memiliki nilai komponen utama yang tertinggi 0.229, dimana aksesi G. malaccensis, G. Subelliptica dan C. inophyllum tidak memiliki pita pada 750 bp, sedangkan pada G. hombroniana, G. mangostana, G. porrecta G. celebica dan G. forbesii tampak memiliki pita pada 750 bp (Gambar 8). Nilai komponen utama terendah ditunjukan oleh primer PKBT9 pada komponen utama ke-1. Tabel 15. Karakter pita DNA pembentuk komponen utama Komponen utama
Jumlah karakter
PC1
8
PC2
4
PC3
3
Jenis karakter
Nilai
PKBT9_11 ISSRED17 ISSRED12_9 PKBT2_10 ISSRED18_8 PKBT11_10 ISSRED23_17 PKBT9_1 PKBT8_8 PKBT3_6 PKBT3_1 PKBT2_7 PKBT4_6 PKBT8_1 ISSRED12_4
0.175 0.175 0.175 0.171 0.171 0.171 0.171 0.167 -0.229 -0.219 0.199 0.170 0.198 -0.185 0.184
Nilai komponen utama tertinggi ke-2 yaitu amplifikasi primer PKBT3 dengan nilai 2.19 pada 600 bp dimana G. malaccensis, G. forbesii, G. subelliptica dan C. inophyllum tidak memiliki pita DNA. Pita DNA terbentuk pada G. hombroniana, G. mangostana
dan G. celebica. Nilai komponen utama
tertinggi terdapat pula pada primer PKBT4 600c bp yaitu 0.198 dimana G. malaccensis, G. porrecta, G. forbesii dan G. subelliptica tidak memiliki pita, sedangkan G. hombroniana, G. mangostana dan G. celebica memiliki pita.
39
Kb H1 H H2 M1 M2 L1 L2 L3 L7 L10 P1 AB AJ C2 Fo or Fu Ny kb M3 P2 AD C17 C18 C22 Ak Al
750bp
mbar 8. Karaakter pola piita DNA G. mangostanaa dan kerabaat dekatnya Gam padda primer PK KBT8. H1, H2 = G. hoombronianaa, M1, M2, M3 = G. malacccensis, L1, L2, L L3, L7, L10 = G. mangostana, G celebica, P1, AB = G. poorrecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. d Ny = Forr = G. forbesii, Fu = G. subbelliptica dan C. inophyllum. i Anallisis kompoonen utamaa pada pennanda moleekuler mem mbentuk 6 k kelompok y yaitu (1) kelompok A teerdiri dari G. celebica dan G. hom mbroniana, ( kelompo (2) ok B terdiri dari d G. malaaccensis dann G. mangosstana, (3) keelompok C t tediri dari G. G porrecta, (4) kelompok D terdirii dari G. forrbesii, (5) keelompok E t terdiri dari G. G subellipticca dan (6) kelompok k F terdiri t dari C C. inophyllum m (Gambar data hasil 9 Pengelo 9). ompokan terrsebut menccerminkan 70% 7 dari keseluruhan k p pengamatan . 698
3
1 10
7
B
A C
Second Component
2
13 121512 16 14
11
1
0
E
-1
18
3
-6
-5
5
-4
19
F
D
4
-2
17
-3 -2 First Component
-1
0
1
G Gambar 9. Hasil analisis komponeen utama yaang digambaarkan ke dalaam gambar dua dimensi, menggunnakan penand da molekuleer pada G. mangostana m dan kerabaatnya dekatnnya membenttuk 6 kelom mpok yaitu keelompok A terdiri darii G. celebiica dan G. hombronian h a, kelompokk B terdiri dari G. malaccensis m dan G. manngostana, kelompok C tediri dari G. porrectaa, kelompokk D terdiri dari d G. forbessii, kelompook E terdiri dari G. sub belliptica dann kelompok F terdiri darri C. inophylllum.
40
Analisis Gabungan Penanda Morfologi dan Molekuler Penggabungan data penanda morfologi dan molekuler, dapat memberikan informasi baik secara fenotipik maupun genetik. Analisis kekerabatan di perlukan penanda morfologi dan molekuler dengan tujuan untuk saling melengkapi data. Karakter yang dapat digunakan adalah gabungan dari data 29 karakter morfologi dan 11 primer. Lokus yang diamati sebanyak 213 karakter (Tabel 16). Tabel 16. Rekapitulasi jumlah karakter dan lokus hasil analisis gabungan Karakter/lokus Karakter Jumlah pita/lokus Jumlah pita/lokus polimorfik Jumlah pita/lokus monomorfik
Data gabungan 213 212 211 (99.53%) 1 (0.47%)
Berdasarkan hasil analisis dengan menggunakan program NTSYS pada koefisien kemiripan 0.52, diperoleh dendrogram membentuk 3 kelompok, yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii dan G. subelliptica, dan (3) kelompok C meliputi C. inophyllum (Gambar 10). Hasil dendrogram dapat membedakan kelompok (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana dengan species G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, dan G. porrecta, (2) memisahkan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan kelompok sub genus Xanthocymus seperti G. subelliptica dan (3) inter genus yaitu memisahkan kelompok genus Garcinia dengan genus Calophyllum. Pada koefisen kemiripan 0.40 pengelompokan aksesi dapat dibedakan antara kelompok genus Garcinia dengan kelompok genus Calophyllum. Dendrogram yang dihasilkan memiliki matrik korelasi (r) sebesar 0.99340, artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai dalam mengelompokan species yang termasuk ke dalam genus Garcinia menjadi 1 kelompok dan tidak ada anggota dari genus Garcinia mengelompok dengan genus Calophyllum.
41
hombroniana1 hombroniana2 celebicaTajurAJ celebicaKRB celebicaAD celebicaTWM17 celebicaTWM18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana3 mangostana7 mangostana10 mangostana2 porectaTajur forbesii subelliptica inophylum
(Tabel 17).
0.40
0.52 0.55
0.70
0.85
1.00
Coefficient Koefisen kemiripan
Gambar 10.
Dendrogram analisis gabungan antara karakter morfologi dan molekuler G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 3 kelompok pada koefisien kemiripan 0.52.
Analisis gabungan penanda morfologi dan molekuler membentuk kelompok G. mangostana dengan G. malaccensis pada koefisien kemiripan 0.78. Koefisien kemiripan G. mangostana dengan G. celebica pada nilai 0.63. Kelompok inter genus ditunjukan oleh nilai koefisien kemiripan antara G. mangostana sebagai aksesi dari genus Garcinia dan C. inophyllum sebagai aksesi dari genus Calophyllum pada nilai koefisien kemiripan 0.39 (Tabel 17). Tabel 17. Nilai koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada analisis gabungan kedua penanda
Aksesi G. malaccensis G. celebica G. hombroniana G. porrecta G. forbesii G. subelliptica C. inophyllum
vs vs vs vs vs vs vs
Koefisien kemiripan G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana
0.78 0.63 0.61 0.59 0.50 0.51 0.39
A
B C
42
Keberagaman dan Keragaman Garcinia mangostana dan Kerabatnya Keberagaman genus Garcinia dapat terukur berdasarkan hasil pengamatan berbagai karakter, seperti karakter morfologi dan molekuler. Keberagaman karakter morfologi dapat dibedakan berdasarkan bentuk, warna, tipe, dan ukuran, sedangkan pada molekuler, dibedakan pada kemunculan pita yang terbentuk. Karakter morfologi yang dapat diamati sebanyak 83 karakter dengan menghasilkan pola pita polimorfik sebesar 100%, sedangkan pada analisis molekuler sebanyak 130 pita yang dapat teramplifikasi dari 11 primer dengan menghasilkan pola pita polimorfik sebesar 99.23%. Analisis gabungan menghasilkan 99.53% pola lokus polimorfik (Tabel 18). Tabel 18. Perbandingan pola pita/karakter G. mangostana dan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, penanda molekuler dan gabungan kedua penanda
Penanda
Morfologi
Molekuler
Gabungan
Primer Jumlah pita Jumlah pita/karakter polimorfik Jumlah pita/karakter monomorfik
29 83 83 0
11 130 129 1
40 213 212 (99.53%) 1 (0.47%)
Identifikasi tingkat kemiripan secara morfologi dapat dibedakan diantara aksesi, tetapi pada karakter tertentu terdapat kemiripan yang sulit dibedakan, misalnya pada karakter warna mahkota bunga antara G. celebica dan G. hombroniana, serta bentuk buah dan warna buah antara G. malaccensis dan G. porrecta. Mahkota bunga pada G. celebica dan G. hombroniana berwarna kuning kehijauan, sehingga ketika pengamatan karakter warna mahkota dilakukan pada saat musim yang bersamaan, maka akan sulit untuk membedakan antara pohon G. celebica dan G. hombroniana. Sama halnya dengan G. malaccensis dan G. porrecta pada kondisi tertentu ditemukan warna buah matang dan bentuk buah G. malaccensis mirip dengan G. porrecta. Berbeda dengan analisis molekuler, G. celebica dapat dibedakan dengan G. hombroniana pada primer ISSRED20 dengan ukuran 250 bp dan 1200 bp.
43
Keraagaman di dalam speccies G. maangostana secara morffologi sulit d ditemukan perbedaanny p ya. Secara keseluruhan k memiliki karakter yang fenotipe m s sama dalam 1 species, seperti s padaa G. mangosstana pohon ke-1, ke-2, ke-3, ke-7 d ke-2, tettapi dengan menggunakaan penanda molekuler teerdapat perbbedaan pola dan p baik paada pohon ke-1, pita k ke-2, kke-3, ke-7 daan ke-10. Prrimer ISSRE ED18 dan I ISSRED23 d dapat membbedakan polaa pita dalam m kelompok G. mangostaana seperti t tampak pad da Gambar 11. 1 Perbedaaan pita yan ng terbentukk dapat terjaadi, karena m motif primeer ISSR meengamplifikaasi pada areea non codding, bukan pada area c coding yang g dapat men ngekpresikann suatu karaakter atau ffenotipe, seh hingga pita y yang terbenntuk akan menunjukan m keragaman, berbeda haalnya dengaan karakter m morfologi yang men nunjukan kesamaan karakter k daalam satu kelompok G mangosta G. ana. Kb H1 H2 H M1 M2 L1 L2 L L3 L7 L10 P11 AB AJ C2 For Fu F Ny kb M3 P2 AD A C17 C18 C2 Ak k AL
750bp 400bp
mbar 11. Poola pita pem mbeda G. maangostana paada primer ISSRED18. I Gam Taanda panahh menunjuukan tidak adanya pita p pada G. mangostanna pohon ke-2 k ukurann 400 bp. Keterangan K ak ksesi yaitu : H1, H2 = G. hombronniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L L7, L10 = G. mango ostana, P1, AB B = G. porrrecta, AJ, C2, C AD, C117, C18 = G. G celebica, Foor = G. fo forbesii, Fuu = G. subbelliptica dan d Ny = C.. inophyllum m Kem miripan G. malaccensis dengan d G. mangostana m d ditunjukan o oleh primer P PKBT 9 padda 250 bp, 600 bp, 8000 bp, 1000 bp, dan 13000 bp. Persaamaan pita D DNA antaraa G. mangosttana, G. mallaccensis dann G. celebica terdapat pada ukuran 1300 bp. Perrbedaan pitaa G. mangosstana dengann C. inophyllum terdapatt pula pada p primer PKBT9 berukuraan 500 dan 6600 bp (Gam mbar 12).
44
Kb H1 H2 M1 M M2 L1 L2 L3 L L7 L10 P1 AB AJ C2 For Fu Ny N kb M3 P2 AD C17 C C18 C2 Ak AL L
13 300bp 10 000bp 80 00bp 60 00bp 25 50bp
Gambar 122.
Kemiripan pola pita p DNA G. G malaccennsis pada prrimer PKBT9 dengan uukuran 250, 600, 800, 10000 dan 1300 bp. Keterrangan akseesi yaitu : H1, H H2 = G. G hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccennsis, L1, L22, L3, L7, L10 L = G. mangostana, m P1, AB = G. porrectaa, AJ, C2, AD, C17, C18 = G G. celebica, For = G. forbesii, Fu F = G. suubelliptica daan Ny = C. inophyllum i
Hasil analiisis pada pennanda morfoologi, molekuuler dan gabungan keduaanya, dipero oleh perbedaaan nilai koeefisien kemiiripan (Tabel 19), yang menggambaarkan bahwaa variasi peenanda mollekuler dann gabungan lebih tingggi dibandinngkan penand da morfologgi. Nilai koreelasi kofenettik tertinggi diperoleh paada hasil analisis gabungan sebesar 99%.
Tabel 199.
Perband dingan koefiisien kemiriipan dan koorelasi kofeenetik MxCom mp (r) padaa penanda morfologi, molekuler dan gabungaan
Koefisien kemiripan
Morfollogi
Mo olekuler
Gabunga an
Nilai terend dah Nilai terting ggi Korelasi koofenetik (r)
0.455 1000 0.960005
0.40 100 0.98602 0
0.40 100 0.9934
Kedekatann tingkat kooefisien kem miripan G. mangostana m tertinggi addalah dengan n G. malacccensis dan G. celebicaa (Tabel 20)). Nilai koeefisien kemirripan tertingggi dari hasill ketiga anallisis ditunjukkan oleh hassil analisis morfologi m appabila diband dingkan denggan analisis molekuler ddan gabungan n.
45
Tabel 20.
Perbandingan koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, molekuler DNA dan gabungan kedua penanda
Nilai koefisien kemiripan Aksesi morfologi G. malaccensis G. celebica G. hombroniana G. porrecta G. forbesii G. subelliptica C. inophyllum
vs vs vs vs vs vs vs
G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana G. mangostana
0.88 0.75 0.72 0.68 0.64 0.59 0.45
molekuler gabungan 0.720 0.550 0.537 0.539 0.392 0.457 0.343
0.78 0.63 0.61 0.59 0.50 0.51 0.39
46
47
PEMBAHASAN UMUM Hubungan kekerabatan G. mangostana dengan kerabat dekatnya, dapat ditunjukan oleh hasil analisis menggunakan penanda morfologi dan molekuler. Hasil analisis dendrogram dan analisis komponen utama pada penanda morfologi, molekuler dan gabungan, menunjukan hasil pengelompokan antara lain (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) membedakan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) membedakan kelompok genus Garcinia dengan kelompok out group yaitu genus Calophyllum. Kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana, G. malaccensis, G. celebica dan G. hombroniana. Kelompok sub genus Xanthocymus yaitu G. subelliptica, sedangkan kelompok outgroup yaitu C. inophyllum. Karakter morfologi hasil pengamatan pada 29 karakter antara lain karakter daun muda meliputi warna hijau muda, hijau muda kecoklatan, dan coklat merah. Karakter daun muda berwarna hijau muda kecoklatan merupakan karakter warna daun muda pada G. hombroniana, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. celebica. Warna daun muda G. porecta dan G. forbesii adalah coklat kemerahan, sedangkan G. subelliptica dan G. inophyllum berwarna hijau muda. Karakter warna mahkota bunga beragam yaitu putih, kuning, merah, hijau, hijau kekuningan merah muda dan ungu. Mahkota bunga berwarna (1) kuning kehijauan pada G. celebica, G. porrecta, dan G. hombroniana, (2) merah muda atau pink pada G. malaccensis, (3) kuning dengan tepi merah pada G. mangostana, (4) kuning pada G. forbesii, (5) hijau kekuningan pada G. subelliptica dan (6) putih pada C. inophyllum. Keberagaman pada ukuran bunga terdiri dari (1) bunga berukuran besar yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran > 3 cm. Bunga ukuran besar antara lain pada G. mangostana dan G. malaccensis, (2) berukuran sedang yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran 3 cm. Bunga berukuran sedang terdapat pada G. celebica, G. porrecta, G. hombroniana dan C. inophyllum dan (3) berukuran kecil yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran < 3 cm pada bunga G. subelliptica dan G. forbesii.
48
Karakter warna buah matang meliputi merah kekuningan, ungu, merah, kuning dan hijau, sedangkan untuk karakter bentuk buah meliputi gepeng, lonjong, dan bulat. Karakter warna buah (1) ungu pada G. malaccensis, G. mangostana dan G. porrecta, (2) merah kekuningan pada G. celebica dan G. hombroniana, (3) merah pada G. forbesii (4) hijau pada C. inophyllum serta (5) kuning pada G. subelliptica. Bentuk ukuran buah bulat dimiliki oleh G. mangostana, G. subelliptica dan C. inophyllum. Karakter bentuk buah terdiri dari (1) bulat seperti pada G. mangostana G. subelliptica, G. forbesii dan C. inophyllum, (2) gepeng pada G. hombroniana, G. celebica, dan (3) lonjong pada G. malaccensis dan G. porrecta (Gambar 3). Karakter ukuran buah termasuk buah kecil karena berat buah < 90 g/buah. Karakter ketebalan kulit buah terdiri dari (1) berkulit tipis (tebal kulit berukuran 0.3 mm) seperti pada G. porrecta, G. celebica, C. inophyllum, (2) berkulit sedang (tebal kulit berukuran > 0.5 mm) pada G. mangostana, G. malaccensis, G. forbesii dan G. subelliptica. Karakter warna aril buah dibedakan menjadi warna (1) putih seperti G. mangostana, G. malaccensis dan G. forbesii, (2) putih kekuningan seperti G. celebica, G. porrecta, (3) kuning seperti G. subeliptica dan (4) tidak memiliki aril seperti buah C. inophyllum (Gambar 3). Sama halnya dengan karakter jumlah aril umumnya G. mangostana, G. malaccensis, G. forbesii dan G. celebica memiliki jumlah aril 6, 7 bahkan 8, sedangkan G. porrecta selalu memiliki 4 aril, meskipun beberapa buah ditemukan memiliki aril 5 dan 6. Buah yang tidak memiliki aril adalah C. inophyllum dan G. subelliptica. Karakter kulit biji terdiri dari (1) coklat muda pada G. hombroniana, G. mangostana, G. malaccensis, G. celebica, dan G. forbesii, C. inophyllum dan (2) coklat tua pada G. porrecta dan G. subelliptica (Gambar 3). Karakter warna getah terdiri dari dua warna yaitu warna kuning dan putih. Karakter getah berwarna kuning antara lain G. malaccensis, G. mangostana, G. porrecta, G. forbesii, C. inophyllum sedangkan getah berwarna putih terdapat pada G. hombroniana, G. celebica, dan G. subelliptica (Gambar 3). Jones (1980) mengelompokan sistematika infragenerik genus Garcinia berdasarkan karakter polen. Aksesi yang diamati diperoleh bunga yang memiliki putik dan benangsari antara lain G. mangostana, G. malaccensis, G. subelliptica
49
d dan C. inoophyllum, sedangkan s pada bung ga betina G G. hombron niana dan G porrecta tidak ditem G. mukan benanggsari atau poolen. Tetapi pada tanam man koleksi K Kebun Tajuur, ditemukaan kelainan/aanomali perttumbuhan yyaitu pada G. G porrecta b betina, telahh ditemukan beberapa bbunga jantann dan beberaapa bunga hermaprodit h ( (memiliki p putik dan benang b sari)). Hasil peengamatan ddari 20 bun nga betina G porrectaa, ditemukann 2 bunga yang G. y memilliki benangssari. Polen dari d bunga b betina G. poorrecta dikeccambahkan dalam d mediaa 10% sukroosa, 0.005% H3BO3, 10 m CaCl2, 0.05% KH2PO mM P 4 dan 4% PEG 6000 (Schreiber ( ddan Dresselhaus, 2003), t tetapi setelaah 16 jam dikecambahk d kan, tidak menunjukan m n adanya peertumbuhan p polen tube. Berbeda haalnya dengann bunga janntan G. celeebica dan G. G porrecta, m membentuk polen tube setelah s 5 dann 16 jam dikkecambahkann (Gambar 13).
A
B
C
1
2
3
Gam mbar 13. Pertumbuhan P n polen seetelah 5 (22) dan 16 jam (3) d dikecambahk kan pada bunga b G. porrecta betina b (A), G celebica jantan (B) dan G. d G. porreecta jantan (C). Tanda p panah menuunjukan bennang sari/sttamen yang terbentuk p pada bunga G. porrectaa betina padaa perbesarann 400x dan d difoto mengggunakan kaamera digitaal canon po ower shoot A A480 perbesaran lensa 3.3x megaffixel (B2, B3 B dan C2) d 4.6 meggafixel (A2, A3 dan C2). dan
50
Pada bunga G. hombrooniana, G. celebica, c G. porrecta, p daan G. subellip iptica ditemuukan adanyaa bakal buah, tanpa ada benang b sari dan d polen. B Bakal buah teerdiri dari beeberapa caloon biji (tandda panah) seeperti pada Gambar G 14.11, 14.2, 14.33 dan 14.5. Bunga B jantan terdapat pada p tanamann G. celebicca dan G. pporrecta. Cirri-ciri bunga jantan padda G. celebicca dan G. pporrecta yaittu (1) pada bakal buah tidak ditemuukan adany ya bakal bijji dan (2) bakal buahh tersebut ttidak mengaalami perkem mbangan membentuk m bakal b biji seperti pad da Gambar 14.6 dan 14.7. Kelainnan/anomali ditemukan pada tanam man G. celeb bica jantan yyang berlokaasi di Kebunn Tajur PKB BT IPB yaituu ditemukann buah, sebaanyak dua buuah. Pemuncculan kelainan tersebut diduga sebaagai upaya ppertahanan tanaman t janntan melestarrikan keturu unanya untukk menjadi peenerus tanam man jantan.
A
B 1
2
3
4
5
6
7
G Gambar 14. Hasil peng gamatan sayyatan melinttang bakal bbuah pada bunga b G. hombbroniana (1), G. celeb bica (2), G G. porrecta (3), C. inophyyllum (4), G. subellipttica (5). Saayatan melin ntang bakal buaah pada bunnga jantan G. G celebica (6), G. porrecta (7). Bungga untuk peengamatan bakal b buah (A) dan say yatan melintangg bakal buaah (B). Tand da panah m menunjukan calon c biji pada bunga betinaa. R (19 990b) menyyatakan bahw wa G. manngostana ad dalah Hipotesa Richards hibrid dari G. hom mbroniana sebagai tetuaa betina dan G. malaccennsis sebagai tetua jantan, tetapi berd dasarkan haasil pengamaatan diperoleh perbedaaan aksesi/keerabat yang memiliki hubungan h kekerabatan k lebih dekaat dengan G. mangostana. Berdassarkan hasil pengamatann diperoleh kkedekatan anntara G. manngostana deengan G. malaccensis daan G. celebicca (Tabel 211).
51
Tabel 21. Perbedaan kedekatan kekerabatan antara hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b)
Kedekatan kekerabatan
Richards (1990b) G. mangostana G. malaccensis G. hombroniana
Aksesi
Hasil Pengamatan G. mangostana G. malaccensis G. celebica
Perbedaan kedekatan kekerabatan disebabkan adanya perbedaan dalam bahan tanaman, alat ukur dan alat analisis yang digunakan. Richards (1990b) dalam menganalisis hipotesisnya menggunakan : (1) bahan tanaman yang diamati terdiri dari 3 species yaitu G. hombroniana, G. malaccensis dan G. mangostana, (2) karakter yang diamati terdiri dari 13 karakter yaitu waktu berbunga, warna getah, warna mahkota bunga, kedudukan stigma, tekstur permukaan stigma, rasio stigma lobes, diameter stigma, susunan benang sari, ada tidaknya benang sari pada bunga betina, bentuk buah, tekstur permukaan kulit buah, warna buah matang dan aroma aril serta (3) alat
yang digunakan adalah penanda morfologi. Pada
pengamatan digunakan (1) bahan tanaman terdiri dari 2 genus yaitu genus Garcinia dan Calophyllum. Species yang diamati sebanyak 8 species, meliputi G. mangsotana, G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, G. porrecta, G. forbesii, G. subelliptica dan C. inophyllum, (2) karakter yang diamati yaitu 29 karakter morfologi dan 12 primer ISSR, (3) alat yang digunakan yaitu penanda morfologi dan molekuler (Tabel 22).
Tabel 22. Perbedaan metodologi hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b) Metodologi
Richards (1990b)
Jumlah bahan tanaman Jumlah karakter yang diamati
3 13
Penanda Genus yang diamati
morfologi Garcinia
Hasil Pengamatan 19 29 karakter morfologi 12 primer ISSR morfologi, molekuler ISSR Garcinia, Calophyllum
52
Berdasarkan hasil pengamatan G. mangostana membentuk kelompok terdekat dengan G. malaccensis dan G. celebica, baik pada hasil analisis penanda morfologi, molekuler maupun gabungan. G. celebica memiliki kemiripan karakter morfologi dengan G. mangostana dan G. malaccensis terutama pada ujung buah, warna mahkota bunga dan bentuk sel epidermis seperti pada Tabel 23. Perbedaan ujung buah pada G. celebica tidak memanjang, sedangkan pada G. hombroniana pada ujung buah tampak memanjang (Gambar 15). Rata-rata ukuran panjang ujung buah G. hombroniana mencapai 0.5 cm. Tabel 23. Kemiripan karakter morfologi pada G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana Karakter Aksesi Ujung buah
Warna mahkota bunga
Bentuk sel epidermis
G. celebica
tidak memanjang
kuning
berlekuk dangkal
G. malaccensis
tidak memanjang
merah muda/pink
berlekuk dangkal
G. mangostana
tidak memanjang
kuning dengan tepi merah
berlekuk dangkal
G. celebica membentuk satu kelompok dengan G. mangostana pada koefisien kemiripan sebesar 0.75, yang ditunjukan oleh karakter pada pola susunan sel epidermis permukaan bawah daun. Bentuk dan pola sel epidermis yang mengelilingi stomata pada G. celebica mirip dengan G. mangostana dan G. malaccensis (Gambar 15). Apabila dibandingkan dengan G. hombroniana, pola dinding sel epidermisnya berbeda dengan G. mangostana, dimana bentuk sel epidermis G. hombroniana tampak lebih teratur. Bentuk sel epidermis yang mengelilingi stomata G. mangostana merupakan intermediat dari G. celebica dan G. malaccensis. Selain pola sel epidermis, pada ujung buah G. hombroniana tampak memanjang, sehingga karakter ujung buah G. hombroniana tampak jelas berbeda dengan G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana. Cupat atau stigmalobe G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana menempel. Warna mahkota bunga G. mangostana merupakan intermediat antara G. celebica dan G. malaccensis dengan asumsi pembawa warna kuning adalah G. celebica dan pembawa warna merah adalah G. malaccensis.
53
A
B
C
D
1 Gam mbar 15.
2
3
Karakter m morfologi paada bunga ((1), buah (22) dan sel epidermis (3) G. hom mbroniana ((A), G. cellebica (B), G. malacceensis (C) dan n G. mangosstana (D). Pengamatan P stomata paada perbesarran 400x dann difoto menggunakan kamera diggital canon power p shoot A480 pada perbesaran lensa 3.3x megafixel. m
Berd dasarkan hasil pengamatan pola dindding sel epiddermis dan ujung u buah, d dapat disimp pulkan bahw wa kandidatt G. mangosstana adalahh G. celebicca sebagai t tetua betina dan G. mala accensis sebbagai tetua jantan. Hal tersebut dikuuatkan pula p pada hasil penelitian Sinaga S (2008) yang meenyatakan G. G celebica mempunyai m p pita lebih banyak sama dengaan G. ma angostana dibandingka d an dengan G hombronniana pada penanda G. p isoeenzim dan AFLP. A Hasil penelitian Sari S (2000) d dengan mennggunakan penanda p RAP PD, diperoleeh pengelom mpokan G. mangostana m d dengan G. hombroniana h a dengan jarrak genetik 2%, 2 keduannya mengeloompok pula d dengan G. celebica, seedangkan G G. hombronia ana dengan G. porrectta berjarak 5 5.7%.
54
Matra DD (2010) telah diperoleh kedekatan ukuran alel melalui amplifikasi primer SSR IGMB001 (Ibaraki/IPB Garcinia Manggostana Bogor) antara G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana. Hasil amplifikasi primer SSR IGMB001 pada G. celebica menghasilkan ukuran alel 252 dan 254, sedangkan pada G. malaccensis menghasilkan berukuran alel 233, 275 dan 273 dan G. mangostana menghasilkan ukuran alel 233 dan 252. Kesamaan ukuran alel dari ketiga aksesi tersebut adalah (1) ukuran alel 233 yang dimiliki oleh G. mangostana dengan G. malaccensis, dan (2) ukuran alel 252 yang dimiliki oleh G. celebica dan G. mangostana. Ukuran alel pada G. mangostana memiliki ukuran alel yang sama dengan G. malaccensis dan G. celebica. Penelitian Yapwattanaphun et al. (2004) mengenai penelusuran tetua dengan menggunakan ITS (Internal Transcribed Spacer) yaitu penanda ribosomal DNA (rDNA), diperoleh jauhnya kelompok G. hombroniana dari kelompok G. malaccensis dan G. mangostana, sehingga dengan menggunakan penanda ITS dapat dinyatakan bahwa G. hombroniana bukan sebagai progenitor persilangan G. mangostana. Kedekatan hubungan kekerabatan antara G. mangostana dan G. celebica didukung pula oleh hasil penelitian Tirtawinata (2003) pada kombinasi bibit sambung asuh G. mangostana dengan G. celebica menunjukan kompatibilitas sambungan setelah diuji dengan perunutan isotop 32P dan 14C.
55
SIMPULAN Simpulan Analisis hubungan kekerabatan berdasarkan keragaman dan keberagaman pada penanda morfologi dan molekuler menunjukan (1) kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana, G. malaccensis, G. celebica dan G. hombroniana, (2) memisahkan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan Xanthocymus yaitu G. subelliptica, dan (3) memisahkan kelompok genus Garcinia dengan genus Calophyllum. G. mangostana memiliki hubungan kedekatan kekerabatan dengan G. malaccensis dan G. celebica berdasarkan nilai koefisien kemiripan pada penanda morfologi dan molekuler. Karakter yang dapat menguatkan kemiripan antara G. mangostana, G. malaccensis dan G. celebica adalah pola susunan sel epidermis permukaan bawah daun. Pola sel epidermis yang mengelilingi stomata G. mangostana merupakan intermediat dari G. celebica dan G. malaccensis. Ujung buah G. hombroniana memanjang, berbeda dengan G. celebica, G.
malaccensis
dan
G.
mangostana.
Cupat/stigmalobe
G.
celebica,
G. malaccensis dan G. mangostana menempel pada ujung buah. Warna mahkota bunga G. mangostana (kuning dengan tepi merah) merupakan intermediat antara G. celebica (kuning kehijauan) dan G. malaccensis (merah muda/pink). Berdasarkan hasil analisis dan fakta pendukung penanda morfologi, dapat disimpulkan bahwa kedekatan kekerabatan G. mangostana adalah dengan G. celebica dan G. malaccensis.
Saran Penanda morfologi yang dapat digunakan adalah karakter warna aril, ketebalan kulit, ukuran bunga, warna mahkota bunga, warna daun muda, posisi buah dan bentuk buah, sedangkan penanda molekuler dapat menggunakan primer PKBT2, PKBT3, PKBT4, PKBT8, PKBT9, PKBT11, ISSRED12, ISSRED17, ISSRED18, ISSRED20 dan ISSRED23.
56
57
DAFTAR PUSTAKA Almeyda N, Martin FM. 1976. Cultivation of neglected tropical fruits with promise. Part I. The mangosteen. Agricultural Research Service. USDA, 18 hal. Azrai M. 2005. Pemanfaatan marka molekuler dalam proses seleksi pemuliaan tanaman. Jurnal AgroBiogen 1(1):26-37. [BPS] Biro Pusat Statistik. 2010. Produksi Buah-buahan di Indonesia. http:// www.bps.go.id/[20 Nopember 2010]. Choisy, JD. 1824. Prodromus systematis naturalis regni vegetabilis. London. Argentorati. Cutler DF, Botha CEJ, Stevenson DW. 2008. Plant anatomy an applied approach. Malden USA. Blackwell Publishing. [Deptan] Departemen Pertanian. 2006. Pusat Data dan Informasi Pertanian Ekspor Komoditi Pertanian Berdasarkan Negara Tujuan Subsektor : Hortikultura (Segar). http:// database.deptan.go.id/ [20 Nopember 2010]. [Deptan] Departemen Pertanian. 2007. Profil Manggis di Indonesia. Direktorat Budidaya Tanaman Buah, Direktorat Jenderal Hortikultura, Departemen Pertanian. Downtown WJS. and B. William. 2009. Mangosteen. P.296-301. In. A handbook for Farmers and investors. Darwin. Drabkoba L, Kirschner J, Cestmir. 2002. Comparison of seven DNA extraction and amplification protocols in historical herbarium specimens of Juncaceae. Plant Mol Bio Rep 20:161–175. Dweck AC dan Meadowsy T. 2002. Tamanu (Calophyllum inophyllum) – the African, Asian, Polynesian and Pacific Panacea. Int J of Cosmetic Sc, 24:1-8 Frankel R, Galun E. 1977. Monograph on theorical and applied genetics 2. Pollination mechanisms, reproduction and plant breeding. New York. Springer Verlag Berlin Heidelberg. Gao, S Zang, LQ, Y Zhang, C Wang, W Song, S Han. 2006. Application of ISSR markers to fingerprinting of elite cultivars (varieties/clones) from different sections of the Populus L. Sil Gen 55(1). Harris GJ, Harris WM. 2004. Plant identification terminology. An ilustrated glossary. Second Edition. Spring Lake Utah. Spring Lake Publishing.
58
Hidayat EB. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbunga. Bandung. Institut Teknologi Bandung. [IPGRI] The International Plant Genetic Resources Institute. 2003. Descriptors for mangosteen (Garcinia mangostana). International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy. Jones S. (1980). Morphology and major taxonomy of Garcinia (Guttiferae). [disertasi]. London : University of Leicester. Kumar P. 2009. Potential of molecular markers in plant biotechnology. Review Article. Plant Omics J, 2(4):141-162. Mansyah E, Sobir, Edi S, R. Poerwanto. 2010. Assessment of inter simple sequence repeat (ISSR) technique in mangosteen (Garcinia mangosteen L.) grown in different Sumatra region. J of Hortic and Foresty, 2(6):127-134. Matra DD, 2010. Analisis keragaman genetik manggis berdasarkan karakter fenotipe dan penanda molekuler satelit pada empat sentra produksi di pulau Jawa. [skripsi]. Bogor : Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB. Osman M. dan Milan AR. 2006. Mangosteen Garcinia mangostana L. England. Southampton Centre for Underutilised Crops, University of Southampton UK. Richards AJ 1990a. Studies in Garcinia, dioecious tropical forest trees : agamospermy. Botanic J of the Lin Soc 103:233-250. Richards AJ. 1990b. Studies in Garcinia, dioecious tropical forest trees : the origin of the mangosteen (G mangostana L.). Botanic J of the Lin Soc 103:301-308. Rohlf FJ. 1998. NTSYSpc numerical taxonomy and multivariate analysis system version 2.0. User guide. New York : Department of Ecology and Evolution State University. Sari, R 1996. Koleksi Garcinia Kebun Raya Bogor : konservasi dan potensi. Seminar Nasional Konservasi Flora. Sari R. 2000. Review of Garcinia (Clusiaceae) based on molekular systematics. [tesis]. Queensland : Master of Science Department of Tropical Plant Sciences, James Cook University. Sass JE. 1958. Botanical microtechnique. Third edition. Iowa. The Iowa State University Press.
59
Schreiber DN, T Dresselhaus, 2003. In vitro pollen germination and transient transformation of Zea mays and other plant species. Plant Mol Biol 23:3141. Sinaga S. 2008. Analisis keanekaragaman genetik dan fenotip manggis (Garcinia mangostana L.) dan kerabat dekatnya. [disertasi]. Bogor : Program Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Soltis ED, Soltis SP, Doyle JF. 1998. Contributions of PCR-Based Methods to Plant Systematics and Evolution Biology. Molecular Systematics of Plants II DNA Sequencing. Massachussets. Kluwer Academic Publishers. Stoskopf NC, Tomes DT, Christie BR. 1993. Plant Breeding Theory and Practice. Colorado. Westview Press, Inc. Supranto, J. 2004. Analisis Multivariat Arti dan Interpretasi. Jakarta. Rineka Cipta. Te-chato S. 2007. Floral and fruit morphology of some species in Garcinia spp. Songklanakarin J.Sci.Technol. 29(2):245-252. Tirtawinata MR. 2003. Kajian anatomi dan fisiologi sambungan bibit manggis dengan beberapa anggota kerabat Clusiaceae. [disertasi]. Bogor : Program Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Tjitrosoepomo G. 2005. Morfologi Tumbuhan. Cetakan ke-15. Gadjah Mada University Press. Trojanowska MR, Bolibok H. 2004. Characteristics and comparison of three classes of microsatellite-based markers and their application in plants. Cellular and Mol Biol Letters 9 : 221-238 Verheij EWM, Coronel RE. 1997. Sumber daya nabati Asia Tenggara 2. Buahbuahan yang dapat dimakan. Plant Resources of South East Asia, PROSEA. Yapwattanaphun C, Subhadrabandhu S. 2004. Phylogenetic relationship of mangosteen (Garcinia mangostana) and several wild relatives (Garcinia spp.) revealed by ITS sequence data. American Society Hortic Sci J 129 (3):368-373. Zietkiewicz E, Rafalski A, Labuda D. 1994. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR) anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics (20):176-183.
60
Zakki, KAF. 2003. Deskripsi Morfologi Beberapa Kerabat Dekat Manggis (Garcinia mangostana L.). [skripsi]. Bogor : Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian IPB.
61
LAMPIRAN
62
63
Lampiran 1. Tabel koefisein kemiripan G. mangostana menggunakan penanda morfologi
dan kerabatnya
64
Lampiran 2. Tabel koefisein kemiripan G. mangostana dan kerabatnya menggunakan penanda molekuler
65
Lampiran 3. Tabel koefisein kemiripan G. mangostana dan kerabatnya menggunakan penanda gabungan morfologi dan molekuler
66
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003
No.
Karakter
Deskripsi
Keterangan
A. Identitas 1.
Nama
2.
Nama daerah
3.
Tanggal koleksi
4.
Nomor pohon
Garcinia mangostana L. (manggis)
B. Lokasi 4.
Propinsi
Jawa Barat
5.
Letak lintang (latitude)
derajat lintang utara/selatan
6.
Letak bujur (longitude)
derajat bujur barat/timur
7.
Elevasi (altitude)
meter di atas permukaan laut
8.
Topografi
1. datar
9.
Kemiringan lahan
derajat
10.
Kelembaban tanah
persen
11.
pH tanah
2. begelombang
3. berbukit
5. medium
7. tinggi
2. kasar
3. sangat kasar
C. Agroklimat 12.
Suhu udara
derajat Celcius
13.
Kelembaban udara
persen
14.
Curah hujan
mm per tahun
D.1. Deskripsi Pohon1 15.
Umur pohon
16.
Vigor pohon
17.
Tinggi pohon
18.
Lingkar batang pada
tahun 3. rendah meter 50
cm
cm di atas tanah 19.
Permukaan batang
20.
Diameter tajuk
1. halus meter
21.
Bentuk kanopi
1. pyramidal
2. spherical
3. oblong
22.
Kerapatan percabangan
3. jarang
5. sedang
7. rapat
23.
Pola percabangan
1. tegak (erect)
2. semi tegak
3. horizontal
(semi-erect)
1
Rata-rata dari 10 sampel pohon, minimal pada dua musim.
4. elliptical
4. tak beraturan (irregular)
67
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003 (lanjutan)
No.
Karakter
D.2. Deskripsi Daun 24.
Deskripsi
Keterangan
2
Warna daun muda
1. hijau muda
2.
hijau
muda
3. merah bata muda
kecoklatan 4. coklat merah
5. keperak-perakan
25.
Warna daun tua
1. hijau muda
2. hijau
26.
Kerapatan daun
1. jarang
27.
Susunan daun
1. alternate
28.
Panjang petiole
cm
29.
Lebar petiole
cm
30.
Panjang daun
cm
31.
Lebar daun
cm
32.
Bentuk daun
1. ovate
2. obovate
3. elliptic
4. oblong
33.
Bentuk ujung daun
1. acute
2. acuminate
3. retuse
4. obtuse
34.
Bentuk
1. oblique
2. rounded
3. cuneate
4.
pangkal
6. varigata
3. hijau tua
2. sedang 2. opposite
Tepi daun
36.
Tekstur
shortly
5. laceolate
5. truncate
attenuate
daun
35.
4. varigata 3. rapat
permukaan
1. rata
2. bergelombang
0. tidak mengkilap
1. mengkilap
atas daun
2
Rata-rata dari 20 sampel daun yang telah berkembang sempurna dan diambil dari tiga
sampel pohon
68
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003 (lanjutan) No.
Karakter
Deskripsi
Keterangan
D.2. Deskripsi Daun3 37.
Tekstur permukaan bawah
0. tidak mengkilap
1. mengkilap
daun 38.
Tampilan
tulang
daun
1. menonjol
2. kurang menonjol
3. tidak menonjol
1. menonjol
2. kurang menonjol
3. tidak menonjol
bagian tengah (midrib) 39.
Tampilan tulang daun 4
D.3. Deskripsi Bunga 40.
Umur pertama berbunga
10 tahun
41.
Tanggal pertama berbunga
tanggal :
bulan : Juni awal bulan :
42.
Tanggal terakhir berbunga
tanggal :
43.
Keteraturan berbunga
1. regular/ teratur
tahun : 2006 tahun : 2. irreguler/ tak teratur
(1 atau 2 kali setahun) 3.
puncak
musim
bunga
(bulan…) 44.
Jumlah bunga per kelompok
1. satu
4. berbunga diluar musim (bulan ...)
2. satu – dua
3. satu, dua, tiga atau lebih
45.
Jumlah cuping stigma
46.
Jumlah mahkota bunga
47.
Warna mahkota bunga
1. kuning
2. kuning kehijauan
3. hijau
4. kuning dengan tepi merah
48.
Jumlah kelopak bunga
49.
Warna kelopak bunga
1. kuning
2. kuning dengan tepi merah/ pink
3. hijau
4. merah
5.
merah dengan tepi hijau
50.
Ukuran bunga
1. kecil
2. sedang
3. besar
51. 52.
Kelimpahan bunga
1. banyak
2. sedang
3. jarang
Posisi bunga
1. axillary
2. diujung
3. keduanya
D.4. Deskripsi Buah5 53.
Lamanya
pohon
telah
Tahun
berbuah
3 4
54.
Tanggal pembentukan buah
tanggal :
bulan :
tahun :
55.
Tanggal panen
tanggal :
bulan :
tahun :
Rata-rata dari 10 sampel bunga yang telah mekar sempurna. Rata-rata dari 20 sampel buah yang telah berkembang sempurna
69
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003 (lanjutan) No.
Karakter
Deskripsi
Keterangan
D.4. Deskripsi Buah6 56.
Tenggang
waktu
antara
hari
waktu pembentukan buah dan waktu panen 57.
Tanggal awal panen
58
Tanggal akhir panen
Minggu ke-2
September
2006
59
Pematangan buah
1. synchronous
2. non- synchronous
60.
Keteraturan berbuah
1. teratur (annual,
2. alternate (biennial, dua
tahunan)
tahunan)
61.
Intensitas fruit bearing
1. rendah
2. sedang
3. tinggi
62.
Jumlah buah per kelompok
1. satu
2. satu – dua
3. satu, dua, tiga,
63.
Bentuk buah
1. spherical (bulat)
2.
hingga 12 flattened
(gepeng)
64.
Ketebalan “cupat”
1. tebal (menonjol) √
65.
Bercak (blotch) di sekitar
1. tanpa bercak
“cupat” 66.
Warna “cupat”
1. coklat
67.
Panjang tangkai buah
68.
Kekuatan
melekatnya
3.
ovoid
4. oblong
(lonjong)
2. tipis (tidak menonjol)
2.
bercak
3.
bercak
kecil
besar
2. coklat tua
3. hitam
cm 1. lemah
2. kuat
tangkai buah 69.
Warna tangkai buah
1. hijau
2.
merah
3. merah kecoklatan
kehijauan 70.
Jumlah juring (segment) buah
71.
Panjang
buah
(rata-rata
cm
72.
Diameter buah (rata-rata
cm
73.
Berat buah (rata-rata dari
dari 20 buah)
dari 20 buah) gram
20 buah) 74.
Ukuran buah (rata-rata dari 20 buah)
1. besar (> 140 g/buah)
2. medium (90-140 g/buah)
3. kecil (< 90 g/buah)
70
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003 (lanjutan) No.
Karakter
Deskripsi
Keterangan
D.4. Deskripsi Buah7 75.
Ketebalan kulit buah
1. tipis
2. sedang
3. tebal
4.
sangat
tebal 76.
Warna buah matang
1. hijau
2.
kuning
3. kuning terang
4.
kehijauan 5. jingga
6. violet (nila)
9. pink
10. merah
77.
Dayatarik buah
1. rendah
2. sedang
78.
Ketebalan aril
cm
79.
Tekstur aril
1. lembek (soft)
80.
Nutrisi aril : a. total gula
kuning jingga
7. purple (ungu)
8. ungu tua
3. baik
4. excellent
2. sedang
3. kenyal (firm)
%
b. total padatan terlarut
°Brix
c. vitamin C
mg/100 g daging buah
d. keasaman
%
e. rasio b/d 81.
Kualitas aril (kombinasi rasa,
1. tawar
2. asam
3. pahit
82.
4.
Aroma aril
1. lembut (L)
2. sedang (S)
3. kuat (K)
83.
Rasa aril
1. asam
2. asam manis
3. manis
84.
Kandungan juice
0. tidak juicy
1. juicy
2. sangat juicy
85.
Warna aril
1. putih salju
2. putih
aroma, kandungan juice, dsb)
manis
3.
kuning
lemon
86.
Jumlah aril perbuah
87.
Edibel portion
88.
Getah kuning (rata-rata
4. kuning tua
5. jingga
6. jingga tua
1. lima
2. enam
3. tujuh
% (w/w) 0. tidak ada
dari 100 buah) D.5. Deskripsi Biji8 89.
Panjang biji (rata-rata dari 20
cm
biji) 90.
Lebar biji (rata-rata dari 20
cm
biji)
5
Rata-rata dari 20 sampel biji yang sehat
1. ada
71
Lampiran 4. Deskripsi Pengamatan Morfologi IPGRI 2003 (lanjutan) No.
Karakter
Deskripsi
Keterangan
D.5. Deskripsi Biji9 91.
Tebal biji (rata-rata dari 20 biji)
cm
92.
Jumlah biji dewasa per buah
biji
93.
Bentuk biji
94.
5
Warna kulit biji
1. spheroid
2. ellipsoid
3. elongate
4. oblong
5. reniform
6. irregular
1. coklat muda
Rata-rata dari 20 sampel biji yang sehat
2. coklat
coklat tua
4. hitam
72
Lampiran 5. Karakter Pengamatan Morfologi
Organ Daun
Karakter
Cara Pengamatan
• dibandingkan dengan IPGRI 2003 • diukur berdasarkan rasio panjang dan lebar daun (Tjitrosoepomo G, 2005) - Bentuk oval/elips/jorong apabila rasio panjang : lebar menunjukan 1.5 - 2 : 1 - bentuk memanjang/oblong jika rasio menunjukan 2.5 – 3 : 1 - lanset dengan rasio 3 – 5 : 1 ujung • dibandingkan dengan IPGRI 2003 • diukur menggunakan penggaris busur derajat (Tjitrosoepomo G, 2005) - runcing yaitu ujung daun membentuk sudut lancip 90 0 - meruncing (acuminatus) yaitu ujung runcing lebih tinggi sehingga ujung daun tampak sempit panjang dan runcing - membulat (rotundus) ujung tumpul tidak membentuk sudu - rompang (truncates) ujung daun rata - ujung terbelah (retusus) ujung daun terdapat lekukan
Bentuk daun
bentuk daun
bentuk pangkal • dibandingkan dengan IPGRI 2003 daun • Harris GJ, Harris WM 2004 - oblique apabila bentuk pangkal daun tidak seimbang - membulat (rounded) - aequilateral apabila kedua sisi bentuk seimbang - cuneate apabila pangkal meruncing bentuk tepi daun • Dibandingkan dengan IPGRI 2003 - Rata - bergelombang warna daun • diukur menggunakan colour chart Royal muda Horticultural Society fifth edition warna daun tua • diukur menggunakan colour chart Royal Horticultural Society fifth edition rasio panjang • diukur dengan menggunakan jangka sorong petiole terhadap panjang daun jumlah bunga • dibandingkan dengan IPGRI 2003 per kelompok
73
Lampiran 5. Karakter Pengamatan Morfologi (lanjutan)
Organ Bunga
Buah
Karakter
Cara Pengamatan
posisi bunga
• dibandingkan dengan IPGRI 2003
jumlah mahkota jumlah kelopak bunga kelengketan stigma warna mahkota
• diamati pada bunga • diamati pada bunga • diraba /dirasakan dengan jari
• diukur menggunakan colour chart Horticultural Society fifth edition warna kelopak • diukur menggunakan colour chart Horticultural Society fifth edition warna tangkai • diukur menggunakan colour chart bunga Horticultural Society fifth edition warna stigma • diukur menggunakan colour chart Horticultural Society fifth edition ukuran bunga • diukur diameter bunga mekar menggunakan jangka sorong jumlah buah per • dibandingkan dengan IPGRI 2003 kelompok posisi buah • dibandingkan dengan IPGRI 2003 bentuk buah
Royal Royal Royal Royal dengan
• dibandingkan dengan IPGRI 2003
warna buah • diukur menggunakan colour chart Royal matang Horticultural Society fifth edition warna tangkai • diukur menggunakan colour chart Royal buah Horticultural Society fifth edition ukuran buah • buah ditimbang kemudian dibandingkan dengan IPGRI 2003 ada atau tidak • diamati pada bagian kelopak buah ada kelopak buah penonjolan • diamati pada bagian ujung buah dan diujung buah stigmalobe ketebalan kulit • diukur dengan menggunakan jangka sorong warna • diukur menggunakan colour chart Royal stigmalobe Horticultural Society fifth edition warna aril • diukur menggunakan colour chart Royal Horticultural Society fifth edition jumlah aril • diamati pada aril/juring buah
74
Lampiran 5. Karakter Pengamatan Morfologi (lanjutan)
Organ
Karakter
Cara Pengamatan
• dibandingkan dengan IPGRI 2003 • diukur menggunakan colour chart Royal Horticultural Society fifth edition Getah warna getah • diukur menggunakan colour chart Royal pada batang Horticultural Society fifth edition Stomata tipe stomata • literatur • diamati berdasarkan istilah yang digunakan di bentuk sel Laboratorium anatomi Departemen Biologi FMIPA epidermis IPB rasio stomata • diukur panjang dan diameter stomata menggunakan micrometer sebanyak lima bidang pandang, masingmasing bidang pandang diamati 4 stomata dengan ketentuan 2 stomata berukuran paling besar dan 2 stomata berukuran paling kecil kemudian dirataratakan. Biji
bentuk biji warna kulit biji
75
Lampiran 6. Klasifikasi famili Guttiferae menurut Choisy (1824)
Choisy (1824) Famili Guttiferae Suku/sub famili I Clusiaea : 1. 2. 3. 4.
Mahurea Marila Godoya Clusia
Suku/sub famili II Garcinieae : 1. 2. 3. 4.
Ochrocarpos Marialva Micranthera Garcinia : Section/Sub genus I. Mangostana : G. mangostana, G. cornea, G. cambogia, G. Morella Section/Sub genus Bagian II Brindonia : G. cochinchinensia, G. elliptica, G. celebica, G. Indica, G. cowa
Suku/sub famili III Calophylleae : 1. 2. 3. 4. 5.
Mammea Xanthocymus Stalagmitis Mesua Chalopyllum
Suku/sub famili IV Symphoniaeae : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Canella Moronobea Chrysopia Macanea Singana Rheedia a. Macoubea b. Chloromyron
76
Lampiran 1. Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarkan penanda morfologi Aksesi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1 1.00 1.00 0.69 0.69 0.69 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.70 0.96 0.96 0.94 0.94 0.94 0.53 0.58 0.44
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.00 0.69 0.69 0.69 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.70 0.96 0.96 0.94 0.94 0.94 0.53 0.58 0.44
1.00 1.00 1.00 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.70 0.71 0.71 0.72 0.72 0.72 0.61 0.53 0.44
1.00 1.00 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.70 0.71 0.71 0.72 0.72 0.72 0.61 0.53 0.44
1.00 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.70 0.71 0.74 0.72 0.72 0.72 0.61 0.53 0.44
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.68 0.74 0.71 0.75 0.75 0.75 0.64 0.59 0.45
1.00 1.00 1.00 1.00 0.68 0.74 0.74 0.75 0.75 0.75 0.64 0.59 0.45
1.00 1.00 1.00 0.67 0.74 0.74 0.75 0.75 0.75 0.64 0.59 0.45
1.00 1.00 0.68 0.74 0.74 0.75 0.75 0.75 0.64 0.59 0.45
1.00 0.68 0.74 0.72 0.75 0.75 0.75 0.64 0.59 0.45
1.00 0.72 1.00 0.73 0.73 0.73 0.43 0.51 0.45
1.00 1.00 0.99 0.99 0.99 0.58 0.60 0.47
1.00 0.99 0.99 0.99 0.58 0.60 0.47
1.00 1.00 1.00 0.56 0.58 0.44
1.00 1.00 0.56 0.58 0.44
16
17
18
19
1.00 0.56 1.00 0.58 0.59 1.00 0.44 0.51 0.47 1.00
Ket : 1 = G. hombroniana1, 2 = G. hombroniana2, 3 = G.malaccensis1, 4 = G. malaccensis2, 5 = G. malaccensis3, 6 = G. mangostanal, 7 = G. mangostana2, 8 = G. mangostana3, 9 = G. mangostana7, 10 = G. mangostana10, 11 = G. porectaTajur, 12 = G. celebica TajurAJ, 13 = G. celebica KRB, 14 = G. celebica AD, 15 = G. celebica TWM17, 16 = G. celebica TWM18, 17 = G. forbesii, 18 = G. subelliptica, 19 = C. inophylum 60
Lampiran 2. Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarkan penanda molekuler Aksesi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1 1.00 1.00 0.47 0.48 0.46 0.53 0.51 0.54 0.54 0.53 0.47 0.80 0.78 0.75 0.80 0.79 0.40 0.46 0.90
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.00 0.47 0.48 0.46 0.53 0.51 0.54 0.54 0.53 0.47 0.80 0.78 0.75 0.80 0.79 0.40 0.46 0.39
1.00 0.99 0.97 0.70 0.70 0.71 0.71 0.71 0.49 0.49 0.49 0.51 0.52 0.52 0.43 0.49 0.36
1.00 0.96 0.71 0.69 0.72 0.72 0.72 0.49 0.49 0.50 0.51 0.52 0.53 0.44 0.49 0.35
1.00 0.67 0.65 0.67 0.67 0.68 0.44 0.47 0.48 0.50 0.50 0.51 0.44 0.48 0.35
1.00 0.98 0.99 0.99 0.98 0.53 0.53 0.54 0.51 0.54 0.54 0.38 0.45 0.33
1.00 0.98 0.98 0.97 0.54 0.53 0.53 0.51 0.54 0.54 0.39 0.45 0.34
1.00 1.00 0.98 0.53 0.54 0.54 0.52 0.54 0.55 0.38 0.46 0.34
1.00 0.98 0.53 0.54 0.54 0.52 0.54 0.55 0.38 0.46 0.34
1.00 0.54 0.52 0.53 0.51 0.53 0.54 0.38 0.45 0.33
1.00 0.52 0.51 0.48 0.49 0.49 0.29 0.40 0.35
1.00 0.987 0.921 0.923 0.935 0.432 0.450 0.368
1.00 0.93 0.94 0.95 0.41 0.43 0.35
1.00 0.95 0.96 0.41 0.45 0.37
1.00 0.99 0.40 0.44 0.36
16
17
18
19
1.00 0.40 1.00 0.44 0.49 1.00 0.36 0.41 0.45 1.00
Ket : 1 = G. hombroniana1, 2 = G. hombroniana2, 3 = G.malaccensis1, 4 = G. malaccensis2, 5 = G. malaccensis3, 6 = G. mangostanal, 7 = G. mangostana2, 8 = G. mangostana3, 9 = G. mangostana7, 10 = G. mangostana10, 11 = G. porectaTajur, 12 = G. celebica 60
TajurAJ, 13 = G. celebica KRB, 14 = G. celebica AD, 15 = G. celebica TWM17, 16 = G. celebica TWM18, 17 = G. forbesii, 18 = G. subelliptica, 19 = C. inophylum
60
Lampiran 3. Koefisen kemiripan pada G. mangostana dan kerabat dekatnya berdasarkan penanda gabungan Aksesi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1 1.00 1.00 0.56 0.57 0.56 0.61 0.60 0.61 0.61 0.61 0.57 0.87 0.87 0.84 0.87 0.86 0.46 0.52 0.41
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.00 0.56 0.57 0.56 0.61 0.60 0.61 0.61 0.61 0.57 0.87 0.87 0.84 0.87 0.86 0.46 0.52 0.41
1.00 0.99 0.98 0.77 0.76 0.77 0.77 0.78 0.57 0.58 0.59 0.60 0.60 0.61 0.51 0.50 0.40
1.00 0.97 0.77 0.77 0.78 0.78 0.78 0.57 0.59 0.59 0.60 0.61 0.61 0.52 0.51 0.39
1.00 0.75 0.74 0.75 0.75 0.75 0.54 0.58 0.58 0.59 0.60 0.60 0.52 0.50 0.39
1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.58 0.62 0.62 0.61 0.63 0.63 0.49 0.51 0.38
1.00 0.99 0.99 0.98 0.59 0.62 0.62 0.61 0.63 0.63 0.50 0.51 0.39
1.00 1.00 0.99 0.59 0.62 0.63 0.61 0.63 0.63 0.50 0.51 0.39
1.00 0.99 0.59 0.62 0.63 0.61 0.63 0.63 0.50 0.51 0.39
1.00 0.59 0.62 0.62 0.61 0.62 0.63 0.49 0.51 0.38
1.00 0.61 0.60 0.59 0.59 0.60 0.35 0.44 0.39
1.0 0.99 0.95 0.95 0.96 0.51 0.52 0.42
1.00 0.96 0.96 0.97 0.50 0.51 0.41
1.00 0.97 0.98 0.48 0.51 0.41
1.00 0.99 0.48 0.51 0.40
16
17
18
19
1.00 0.48 1.00 0.51 0.54 1.00 0.40 0.46 0.46 1.00
Ket : 1 = G. hombroniana1, 2 = G. hombroniana2, 3 = G.malaccensis1, 4 = G. malaccensis2, 5 = G. malaccensis3, 6 = G. mangostanal, 7 = G. mangostana2, 8 = G. mangostana3, 9 = G. mangostana7, 10 = G. mangostana10, 11 = G. porectaTajur, 12 = G. celebica 60
TajurAJ, 13 = G. celebica KRB, 14 = G. celebica AD, 15 = G. celebica TWM17, 16 = G. celebica TWM18, 17 = G. forbesii, 18 = G. subelliptica, 19 = C. inophylum
60
