J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009 J. Hort. 19(3):264-274, 2009
Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter Morfologi Hadiati, S., S. Yulianti, dan Sukartini
Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Jl. Raya Solok-Aripan Km. 8, Solok 27301 Naskah diterima tanggal 24 September 2008 dan disetujui untuk diterbitkan tanggal 23 Februari 2009 ABSTRAK. Tanaman nenas merupakan tanaman yang dapat diperbanyak secara vegetatif. Secara genetik tanaman nenas mempunyai keragaman yang tinggi. Penelitian bertujuan untuk menentukan pengelompokan dan jarak genetik antar-aksesi nenas berdasarkan karakter morfologi. Penelitian dilakukan di Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Solok mulai bulan Januari 2005 sampai Desember 2006. Karakterisasi dilakukan terhadap 5 tanaman contoh dari setiap aksesi nenas menggunakan pedoman karakterisasi descriptor list of pineapple (IBPGR 1991). Data hasil karakterisasi dianalisis dengan program biodiversity profesional version 2.0. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 83 aksesi dapat dikelompokkan menjadi 12 kelompok pada kemiripan genetik 75%. Untuk meningkatkan efisiensi dan mempermudah pemeliharaan koleksi plasma nutfah, maka aksesi-aksesi yang mempunyai kemiripan genetik 93,33% atau jarak genetik 0,07 dapat dipilih salah satu di antaranya untuk mewakili kelompoknya. Di samping itu, hasil penelitian juga bermanfaat untuk perakitan nenas tahan terhadap penyakit. Ananas bracteatus, A. bracteatus variegata, dan A. lucidus dapat disilangkan dengan A. comosus. Katakunci: Ananas spp.; Plasma nutfah nenas; Jarak genetik; Karakter morfologi. ABSTRACT. Hadiati, S., S. Yulianti, and Sukartini. 2009. Clustering and Genetic Distance of Some Pineapples Germplasm Collection Based on Morphological Characters. Pineapple is vegetatively propagated crop. However, the crop has high genetical variability. The objective of the study was clustering and determine the genetic distance of inter-accessions of pineapples based on morphological characters. The research was conducted at the Aripan Field Station of Indonesian Tropical Fruits Research Institute from January 2005 until December 2006. Five plants of each pineapple accession were selected as samples for characterization using descriptor list of pineapple characterization guidelines (IBPGR 1991). The data obtained from characterization were analyzed using profesional biodiversity program version 2.0. The results showed that from 83 accessions tested, 12 clusters were obtained at 75% of genetic similarity. For easy and efficient maintenance of germplasm collection, one of the accessions with genetic similarity of 93.33% or genetic distance of 0.07 can be choosen as a representative among the group. In addition, these results are useful also for pathogen resistance breeding, such as A. bracteatus, A. bracteatus variegata, and A. lucidus can be crossed with A. comosus. Keywords: Ananas spp.; Pineapples germplasm; Genetic distance; Morphological character.
Di Indonesia terdapat banyak kultivar nenas yang dikenal dengan nama daerah yang berbedabeda dengan klasifikasi botani yang belum jelas. Menurut Smith (1979) dalam Py et al. (1987), secara taksonomi nenas dibedakan menjadi 2 genus, yaitu Ananas dan Pseudonanas. Ananas terdiri atas 8 spesies, meliputi (1) A. monstrosus, (2) A. ananassoides, (3) A. nanus, (4) A. parguazensis, (5) A. lucidus, (6) A. bracteatus, (7) A. fritzmuelleri, dan (8) A. comosus, sedangkan Pseudonanas hanya mempunyai 1 spesies, yaitu Pseudonanas sagenarius. Ananas comosus terdiri atas beberapa kelompok. Menurut Hume dan Miller (1904, dalam Aradhya et al. 1994), berdasarkan kemiripan morfologi daun, ada/tidaknya duri daun, warna bunga, bentuk dan ukuran buah, maka A. comosus dibagi ke dalam 3 kelompok, yaitu 264
Cayenne, Queen, dan Spanish. Pracaya (1982) membagi Cayenne menjadi 2 subkelompok, yaitu Hilo dan Hawaian Smooth Cayenne. Hilo tidak mempunyai tunas tangkai buah, tetapi Hawaian Smooth Cayenne mempunyai tunas tangkai buah, sedangkan Py et al. (1987) mengelompokkan nenas ke dalam 5 kelompok, yaitu Cayenne, Queen, Spanish, Abacaxi/Pernambuco, dan Perola. Penanda genetik yang dapat digunakan sebagai pembeda antaraksesi adalah penanda morfologi, agronomi, dan molekuler (Mahapetra et al. 1995). Penanda morfologi bersifat lebih mudah, cepat, sederhana, dan relatif murah. Selain itu, penanda morfologi juga dapat digunakan untuk analisis kekerabatan dan mengetahui jarak genetik antaraksesi. Teknik ini telah digunakan pada tanaman Avena spp. (Cowen dan Frey
Hadiati, S.: et al.: Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter ... 1987), gandum (Souza dan Sorrels 1991), dan pisang (Sukartini 2007). Perbedaan karakter dari suatu genotip mencerminkan perbedaan genetik dari suatu genotip tersebut. Hubungan kekerabatan dan jarak genetik antaraksesi dapat diperoleh melalui analisis klaster. Analisis klaster merupakan pengelompokan aksesi-aksesi yang mempunyai karakteristik sama ke dalam kategori yang homogen dari setiap strata (Crossa et al. 1995a, 1995b). Analisis kekerabatan berdasarkan karakter morfologi akan semakin sempurna bila menggunakan deskripsi karakter-karakter yang mempunyai nilai heritabilitas tinggi dan stabil (Beer et al. 1993, Lamadji 1998). Untuk menentukan tetua persilangan, selain diperlukan variabilitas fenotifik dan genetik luas juga diperlukan informasi tentang deskripsi, jarak genetik, dan hubungan kekerabatan antarcalon tetua persilangan. Semakin jauh jarak genetik antartetua yang digunakan, semakin berpeluang untuk memperoleh hibrida dengan tingkat heterosis yang tinggi pada karakter tertentu (Shamsuddin 1985 dan Tatineni et al. 1996). Meskipun demikian, hibrida-hibrida yang dihasilkan biasanya mempunyai tingkat kompatibilitas dan fertilitas yang rendah. Persilangan antara A. bracteatus dan A. anenasoides relatif kurang kompatibel dibandingkan dengan persilangan interspesifik pada Ananas lainnya. Hal ini disebabkan oleh jarak genetik antara A. bracteatus dan A. anenasoides lebih jauh dibandingkan dengan Ananas lainnya (Aradhya et al. 1994). Sebaliknya, persilangan antartetua yang berkerabat dekat akan menghasilkan hibrida-hibrida yang mempunyai keragaman genetik sempit dan derajat fertilitas tinggi. Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Solok, mempunyai koleksi 83 aksesi Ananas spp. yang berasal dari beberapa daerah di Pulau Jawa, Sumatera, Sulawesi, dan Kalimantan. Dari hasil karakterisasi dan evaluasi terhadap 83 aksesi nenas tersebut, 24 aksesi diketahui mempunyai penampilan fenotifik yang sangat beragam, termasuk karakter buahnya dengan heritabilitas yang tinggi (Hadiati et al. 2003a, 2003b). Walaupun demikian, jumlah aksesi tersebut belum mencerminkan tingkat keragaman genetik yang tinggi. Oleh karena itu identifikasi tingkat keanekaragaman sifat genetik pada aksesi
yang ada sangat diperlukan. Untuk melengkapi informasi tersebut telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui pengelompokan dan jarak genetik antaraksesi nenas yang ada berdasarkan pada karakter morfologi. Hasil penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan untuk pemilihan tetua yang sesuai untuk perakitan varietas unggul baru dan menghindari duplikasi aksesi koleksi, sehingga dapat mempermudah pemeliharaan dan meningkatkan efisiensi penggunaannya. BAHAN DAN METODE Penelitian dilakukan di Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Solok, dengan ketinggian tempat 413 m dpl., mulai bulan Januari 2005 sampai Desember 2006. Karakterisasi tanaman dilakukan terhadap 83 aksesi nenas hasil koleksi dari beberapa daerah di Jawa, Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi (Tabel 1). Tanaman nenas ditanam di lapangan dengan jarak tanam 100x75 cm, setiap aksesi dikarakter sebanyak 5 tanaman yang dilakukan pada saat panen. Karakter yang digunakan untuk menentukan pengelompokan dan jarak genetik ialah karakter morfologi, baik kualitatif maupun kuantitatif sesuai dengan descriptor list of pineapple (IBPGR 1991) (Tabel 2). Karakter kualitatif yang diamati meliputi daun (warna daun bagian tengah dan bagian tepi, ada atau tidaknya duri, distribusi duri, arah duri, dan warna duri), warna tangkai buah, ada atau tidak tunas mahkota, buah (warna kulit mentah, bentuk mata, dan bentuk buah), mahkota (warna duri, helaian, keadaan, warna, dan bentuk), sedangkan karakter kuantitatif yang diamati adalah tinggi tanaman, daun (jumlah, panjang, dan lebar) panjang duri, jumlah duri/5 cm2, panjang tangkai, diameter tangkai, jumlah tunas (mahkota, dasar buah, tangkai, batang, dan anakan), buah (bobot, panjang, diameter, tebal daging, diamater hati, PTT, kadar air, kadar asam, dan vitamin C), mahkota (kerapatan duri mahkota/3 cm2, panjang duri, panjang, lebar, dan bobot). Data hasil karakterisasi di lapang maupun di laboratorium kemudian dianalisis dengan program profesional biodiversity version 2.0 dengan hasil akhir berupa dendogram. 265
J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009 Tabel 1. Kode aksesi dan asal beberapa koleksi plasma nutfah nenas (Accessions code and origin of some Ananas spp. germplasm collection) Kode (Code)
Asal (Origin)
Klon (Clone)
Kode (Code)
Asal (Origin)
Klon (Clone)
N-01
Bangka
Queen
N-50
Pekanbaru - Riau
Queen
N-02
Solok - Sumbar
Hijau
N-52
Subang - Jabar
Cayenne
N-03
Payakumbuh - Sumbar
Cayenne
N-53
Subang - Jabar
Queen
N-04
Bogor - Jabar
Cayenne
N-54
Kediri - Jatim
Cayenne
N-05
Bangkinang - Pekanbaru - Riau
Queen
N-55
Kediri - Jatim
Queen
N-07
Sekayu - Palembang
Queen
N-56
Kediri - Jatim
Queen
N-09
Muara Enim - Sumsel
Queen
N-57
Bali
Queen
N-10
Muara Enim - Sumsel
Queen
N-59
Palembang - Sumsel
Queen
N-11
Terbanggi Besar - Lamteng
Cayenne
N-60
Manado - Sulut
Queen
N-13
Fitotek - Lampung
Queen
N-61
Bogor - Jabar
A. lucidus
N-14
Paninjauan - Solok - Sumbar
Cayenne
N-62
Bogor - Jabar
A. bracteatus (variegata)
N-15
Payakumbuh - Sumbar
Cayenne
N-63
Kec. Koto Baru- 50 KotaSumbar
Hijau
N-16
Kiliranjau - Sumbar
Queen
N-64
Kec.Guguk- Sijunjung-Sumbar
Cayenne
N-17
Kiliranjau - Sumbar
Hijau
N-65
Muara Enim - Sumsel
Queen
N-18
Panjaran - Sumbar
Hijau
N-66
Musi Rawas - Sumsel
Putih
N-19
Paninjauan - Solok - Sumbar
Merah
N-67
Subang - Jabar
Cayenne
N-21
Kec. Mendu Barat - Bangka
Queen
N-68
Subang - Jabar
Cayenne Duri
N-22
Kec. Simpang Katis - Bangka
Cayenne
N-69
Subang - Jabar
Cayenne
N-23
Kec. Simpang Katis - Bangka
Queen
N-70
Subang - Jabar
Cayenne
N-24
Kec. Sungai Liat - Bangka
Merah
N-71
Subang - Jabar
Cayenne
N-25
Kec. Sungai Liat, Bangka
Perolera
N-72
Subang - Jabar
Cayenne
N-26
Kec. Tuboali - Bangka
Queen
N-73
Subang - Jabar
Cayenne
N-27
Kec. Simpang Katis - Bangka
Queen
N-74
Subang - Jabar
Cayenne
N-28
Kec. Simpang Katis - Bangka
Queen
N-75
Subang - Jabar
Cayenne
N-29
Kec. Simpang Katis - Bangka
Cayenne
N-76
Subang - Jabar
Cayenne
N-30
Putih
N-77
Subang - Jabar
Cayenne
Queen
N-78
Subang - Jabar
Cayenne
Merah
N-79
Subang - Jabar
Cayenne
Queen
N-80
Subang - Jabar
Cayenne
N-34
Kumpeh Ulu - Muaro Jambi - Jambi Kumpeh Ulu - Muaro Jambi - Jambi Kumpeh Ulu - Muaro Jambi - Jambi Kumpeh Ulu - Muaro Jambi - Jambi Kumpeh Ulu - Muaro Jambi - Jambi
Queen
N-81
Subang - Jabar
Cayenne
N-35
Kec. Nglegok - Blitar – Jatim
Queen
N-82
Subang - Jabar
Cayenne Cayenne Queen
N-31 N-32 N-33
N-36
Kec. Nglegok - Blitar - Jatim
Queen
N-83
Kec. Koto Baru- 50 KotaSumbar
N-37
Kec. Srengat - Blitar - Jatim
Queen
N-84
Kec. Cimalaka-Sumedang-Jabar
dilanjutkan ... 266
Hadiati, S.: et al.: Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter ... lanjutan ... N-38
NTF, Lampung Tengah
Cayenne
N-85
Kec. Cimalaka-Sumedang-Jabar
A. bracteatus
N-39
Subang-Jabar
Queen
N-86
Kec. Cimalaka-Sumedang-Jabar
Merah
N-41
Blitar- Jatim
Queen
N-87
Kec. Cimalaka-Sumedang-Jabar
Hijau
N-42
Bogor - Jabar
Hijau
N-88
Simalungun - Sumut
Cayenne
N-43
Bogor - Jabar
Queen
N-90
Kayu Agung - Sumsel
Queen
N-44
Bogor - Jabar
Hijau
N-91
Palangkit - Jambi
Queen
N-45
Pontianak - Kalbar
Queen
N-94
Solok - Sumbar
A. nanus
N-47
Payakumbuh - Sumbar
Cayenne
N-96
Solok - Sumbar
A. bracteatus
N-48
Sulawesi Selatan
Merah
Tabel 2. Karakter-karakter yang digunakan untuk identifikasi aksesi-aksesi nenas (Characters used for identification of Ananas spp. accessions) Karakter (Characters) Tinggi tanaman (Plant height), cm Warna daun tengah (Color of middle leaf)
Warna daun bagian tepi (Color of side leaf)
Rerata jumlah daun (Average number of leaf) Rerata panjang daun (Average length of longest leaf), cm Rerata lebar daun (Average width of widest part of the longest leaf), cm Ada/tidaknya duri (Presence of spines) Distribusi duri (Distribution of spines) Panjang duri (Spine length), mm
Rerata jumlah duri per 5 cm (Average number of spines per 5 cm)
Arah duri daun/tengah daun (Direction of spines)
Kategori (Category) 1. 62,00-77,50 2. 77,51-93,00 3. ≥ 93,01 1. Hijau (Green) 2. Hijau keperakan (Silvery-green) 3. Merah tua (Dark red) 4. Merah tua keunguan (Puplery-dark red) 5. Lainnya (Others) 1. Hijau (Green) 2. Hijau keperakan (Silvery-green) 3. Merah tua (Dark red) 4. Merah muda (Pink) 5. Putih (White) 6. Lainnya (Others) 1. 15,00-28,50 2. 28,51-42,00 3. ≥ 42,01 1. 45,00-63,00 2. 63,01-81,00 3. ≥ 81,01 1. 3,50-4,50 2. 4,51-5,50 3. ≥ 5,51 1. Ada (Present) 2. Tidak ada (Absent) 1. Terdapat di sepanjang tepi daun (Spines along all margins) 2. Lainnya (Others) 1. 0,00-1,04 2. 1,05-2,08 3. 2,09-3,12 4. 3,13-4,16 5. ≥ 4,17 1. 0,00-3,00 2. 3,01-6,00 3. 6,01-9,00 4. 9,01-12,00 5. ≥ 12,01 1. Hanya condong ke atas (Only ascendant) 2. Lainnya (Others)
dilanjutkan ... 267
J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009 Warna duri (Color of leaf spines)
Panjang tangkai buah (Peduncle length), cm Diameter tangkai buah (Peduncle diameter), cm Warna tangkai buah (Peduncle color) Ada/tidaknya tunas mahkota (Presence of aerial suckers) Rerata jumlah tunas mahkota (Average number of aerial suckers)
Rerata jumlah tunas dasar buah (Average number of slip)
Rerata jumlah tunas tangkai (Average number of hapa)
Rerata jumlah tunas batang (Average number of suckers)
Rerata jumlah anakan (Average number of ground sucker)
Warna buah sebelum masak fisiologis (Fruit color when unripe)
Bentuk mata (Fruitlet shape)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 1. 2. 1. 2. 3. 1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3.
Kekuningan (Yellowish) Kehijauan (Greenish) Oranye (Orange) Kemerahan (Reddish) Coklat (Brown) Putih (White) Lainnya (Others) 8,00-18,50 18,51-29,00 ≥ 29,01 1,00-2,00 ≥ 2,01 Hijau (Green) Hijau keperakan (Silvery-green) Merah (Red) Ada (Present) Tidak ada (Absent) 0,00-1,30 1,31-2,60 2,61-3,90 3,91-5,20 ≥ 5,21 0,00-1,30 1,31-2,60 2,61-3,90 3,91-5,20 ≥ 5,21 0,00-0,60 0,61-1,20 1,21-1,80 1,81-2,40 ≥ 2,41 0,00-0,56 0,57-1,12 1,13-1,68 1,69-2,24 ≥ 2,25 0,00-1,40 1,41-2,80 2,81-4,20 4,21-5,60 ≥ 5,61 Hijau keperakan (Silvery-green) Kehijauan/hijau (Greenish/green) Hijau tua kehitaman (Blacky-dark green) Merah/oranye/kecoklatan (Red/orange/brownies) Merah (Red) Merah muda (Pink) Lainnya (Others) Dangkal (Shallow) Lebar (Broad) Menonjol (Projected)
Bentuk buah (Fruit shape)
1. Square-like
2. Oval
4. Cylindrical - slight taper
3. Conical
5. Cylindrical - sharp taper
6. Longpyramid
dilanjutkan ... 268
Hadiati, S.: et al.: Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter ... lanjutan ... Bobot buah (Fruit weight), g
Tinggi buah (Fruit height), cm
Diameter buah (Fruit diameter), cm
Tebal daging buah (Flesh thickness), cm
Diameter hati buah (Fruit central cylinder), cm Kedalaman mata (Eye depth), cm Rerata jumlah duri mahkota per 3 cm (Average number of crown spines per 3 cm)
Panjang duri mahkota (Spines crown length), mm
Warna duri mahkota (Color of spines crown)
Helaian daun mahkota (Attitude of crown foliage) Warna mahkota (Color of crown)
1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
45,00-430,00 430,01-815,00 815,01-1200,00 1200,01-1585,00 ≥ 1585,01 6,70-10,00 10,01-13,30 13,31-16,60 16,61-19.90 ≥ 19,91 3,50-5,50 5,51-7,50 7,51-9,50 9,51-11,50 ≥ 11,51 1,40-2,10 2,11-2,80 2,81-3,50 3,51-4,20 ≥ 4,21 0,30-1,20 1,21-2,10 ≥ 2,11 0,50-0,90 0,91-1,30 ≥ 1,31 0,00-3,30 3,31-6,60 6,61-9,90 9,91-13,.20 ≥ 13,21 0,00-0,62 0,63-1,24 1,25-1,86 1,87-2,48 ≥ 2,49 Kekuningan/kehijauan (Yellowish/greenish) Oranye (Orange) Kemerahan/merah (Reddish/red) Putih (White) Lainnya (Others) Lurus (Straight) Melengkung (Curved) Hijau keperakan (Silvery green) Kehijauan/hijau (Greenish/green) Hijau tua (Dark green) Hijau dengan burik merah (Green with red mottling) Merah keunguan (Purply red) Merah kecoklatan (Browny red) Lainnya (Others)
Bentuk mahkota (Crown shape)
1. Cone
2. Long-conical
3. Lengthened cylindrical 4. Lengthened cylindrical with bunchy top
dilanjutkan ...
269
J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009 lanjutan ... Karakter mahkota (Crown characters)
Rerata jumlah mahkota (Average number of crown)
Rerata panjang mahkota (Average crown length), cm
Rerata lebar mahkota (Average crown width), cm
Rerata bobot mahkota (Average crown weight), g
Padatan terlarut total buah (Total soluble solid of fruit flesh/TSS), °Brix Kadar air buah (Water content of fruit flesh), % Kadar total asam buah (Total acid content of fruit flesh), % Kandungan vitamin C buah (Ascorbic acid/Vitamin C content of fruit flesh), mg/100g
1. Normal (Normal) 2. Banyak (Multiple) 3. Satu dengan tunas mahkota (Single with crownlet/ crownslips) 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 5. ≥ 5 1. 5,00-11,60 2. 11,61-18,20 3. 18,21-24,00 4. 24,01-31,40 5. ≥ 31,41 1. 4,00-10,00 2. 10,01-16,00 3. 16,01-22,00 4. 22,01-28,00 5. ≥ 28,01 1. 35,00-128,00 2. 128,01-221,00 3. 221,01-314,00 4. 314,01-407,00 5. ≥ 407,01 1. 7,50-11,50 2. 11,51-15,50 3. ≥ 15,51 1. 80.00-84.00 2. 84.01-88.00 3. ≥ 88.01 1. 0.35-2.15 2. 2.16-3.95 3. ≥ 3.96 1. 20.00-42.00 2. 42.01-64.00 3. ≥ 64.01
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari 83 aksesi nenas yang diamati terdapat 8 kelompok (cluster) berdasarkan pengamatan karakter utama nenas (Tabel 3). Pengelompokan berdasarkan persentase kemiripan karakter kuantitatif dan kualitatif dari 83 aksesi yang diamati menghasilkan gambaran kedudukan masing-masing aksesi dalam dendogram. Pada tingkat kemiripan genetik 75%, aksesi-aksesi nenas dapat dikelompokkan menjadi 12 kelompok (Gambar 1). Nilai koefisien kemiripan yang lebih besar menunjukkan nilai jarak genetik yang lebih kecil (dekat). Meskipun terdapat variasi, klonklon Queen yang berasal dari berbagai lokasi mengumpul dalam kelompok I. Di dalam kelompok I aksesi yang mempunyai kemiripan genetik terbesar adalah aksesi N-53 dengan 270
N-56, yaitu sebesar 93,33% atau jarak genetik sebesar 0,07, sedangkan aksesi yang mempunyai kemiripan genetik terkecil adalah antara N-31 dan N-57, yaitu sebesar 75,56% atau jarak genetik sebesar 0,24. Perbedaan fenotip yang paling mencolok antara N-31 dengan N-57 adalah N31 tidak mempunyai tunas tangkai dan anakan, sedangkan N-57 mempunyai tunas tangkai sebanyak 2 buah dan anakan sebanyak 3 buah. Pada kelompok II hanya terdapat 1 aksesi yaitu N-24. Aksesi tersebut mempunyai ciri-ciri yang sangat spesifik, yaitu seperti klon Merah tetapi daun dan mahkotanya tidak berduri, jumlah tunas batang dan anakan lebih banyak, serta ukuran mahkotanya lebih kecil. Kelompok III terdiri atas aksesi-aksesi yang berasal dari klon Cayenne. Di dalam kelompok ini juga terlihat adanya variasi. Aksesi-aksesi yang
Hadiati, S.: et al.: Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter ... Tabel 3. Pengelompokan 83 aksesi nenas berdasarkan karakter utamanya (Cluster of 83 pineapple based on main characters) Kelompok (Cluster) I (Queen)
II
III (Cayenne)
IV V (Hijau dan Merah)
- - - - - - - - - - - - -
Karakter (Characters) Daun sempit, pendek, berduri, warna duri kemerahan Bentuk mata menonjol Warna kulit buah pada saat masak kuning terang Daun lebar, panjang, warna daun bagian tengah hijau kecoklatan dan bagian tepi merah kecoklatan, tidak berduri, warna kulit buah sebelum masak merah kecoklatan Jumlah tunas batang dan anakan lebih banyak dari klon Merah Ukuran mahkota lebih kecil Daun lebar, lebih panjang daripada Queen, tidak berduri Bentuk mata lebar Warna kulit buah pada saat masak kuning-oranye Ciri-ciri karakternya seperti klon Cayenne, tetapi daunnya berduri. Daun lebar, panjang, berduri, bentuk mata lebar Klon Hijau: daun berwarna hijau, warna duri kekuningan, warna kulit buah sebelum masak hijau) Klon Merah: daun bagian tengah berwarna hijau kecoklatan, bagian tepi berwarna merah kecoklatan, warna duri kemerahan, warna kulit buah sebelum masak merah kecoklatan) Ciri-ciri karakternya seperti klon Hijau, tetapi bentuk buah piramid, dan bentuk mata menonjol.
VI
-
VII (Putih)
- Ukuran daun sedang, berduri, warna duri putih, warna daun dan buahnya hijau bergaris putih, serta mempunyai mahkota yang sebagian besar multiple crown. - Ukuran daun sedang, tidak berduri, warna daun bagian tengah hijau kemerahan dan bagian tepi merah muda, warna kulit buah sebelum masak merah cerah, serta bentuk mata lebar.
VIII
mempunyai kemiripan genetik terbesar adalah aksesi N-79 dengan N-80, N-14 dengan N-88, dan N-22 dengan N-69, yaitu sebesar 93,33% atau jarak genetik sebesar 0,07. Sebaliknya aksesi-aksesi yang mempunyai kemiripan genetik terkecil adalah antara N-64 dengan N-82 sebesar 84,44% atau jarak genetik sebesar 0,16. Seperti pada kelompok II, aksesi yang terdapat pada kelompok IV hanya terdiri atas 1 aksesi yaitu N-68. Aksesi ini mempunyai ciri-ciri seperti klon Cayenne, tetapi daunnya berduri. Menurut Leal dan Coppens (1996), keberadaan karakter berduri pada klon Cayenne antara lain dapat disebabkan oleh adanya cekaman lingkungan. Kelompok V terdiri dari aksesi-aksesi yang berasal dari klon Hijau dan Merah. Berdasarkan ciri-ciri morfologi, kedua klon tersebut termasuk dalam kelompok Spanish (Py et al. 1987). Menurut asal-usulnya, klon Hijau diduga merupakan mutan dari klon Merah. Hal ini diperkuat oleh Leal dan Coppens (1996), yang menyatakan bahwa Green Selangor dan Green Spanish merupakan mutan
Contoh aksesi (Accession sample) N-01, N-05, N-07
N-24
N-11, N-52, N-69
N-68 N-02, N-17, N-18, N-63 N-19, N-48 N-25 N-30, N-66 N-32
yang berasal dari Red Spanish. Berdasarkan analisis isozim menggunakan 5 enzim, yaitu PER, PGM, ADH, MDH, dan SKDH, klon Merah dan Hijau berada dalam 1 kelompok pada koefisien kemiripan genetik 1.00 (Hadiati dan Sukmadjaja 2002, Hadiati 2003). Pada tanaman nenas, ada dan tidaknya pigmen antosianin ditentukan oleh 2 alel A (dominan) dan a (resesif). Genotip AA dan Aa mengandung pigmen antosianin, sedangkan genotip aa tidak mengandung pigmen antosianin. Mutasi dari genotip heterozigot (Aa) menjadi homozigot resesif (aa) sering terjadi, sehingga warna daun berubah menjadi hijau dan tidak mengandung pigmen antosianin (Collins 1968). Pada kelompok V tersebut, aksesi-aksesi yang mempunyai kemiripan genetik terbesar adalah antara aksesi N-42 dengan N-63 dan N-19 dengan N-48, yaitu sebesar 84,44% atau jarak genetik sebesar 0,16. Sebaliknya aksesi yang mempunyai kemiripan genetik terkecil adalah N-19 dengan N-63, yaitu sebesar 75,56% atau jarak genetik sebesar 0,24. 271
J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009
N-61 N-62 N-96 N-85 N-94 N-32 N-66 N-30 N-25 N-86 N-48 N-19 N-18 N-17 N-87 N-44 N-63 N-42 N-02 N-68 N-82 N-64 N-80 N-79 N-77 N-81 N-76 N-72 N-70 N-54 N-47 N-29 N-78 N-75 N-74 N-73 N-71 N-67 N-38 N-15 N-83 N-52 N-69 N-22 N-88 N-14 N-11 N-04 N-03 N-24 N-57 N-34 N-45 N-50 N-31 N-26 N-23 N-16 N-13 N-10 N-07 N-84 N-65 N-55 N-21 N-91 N-56 N-53 N-41 N-28 N-27 N-39 N-09 N-60 N-59 N-36 N-37 N-35 N-43 N-90 N-33 N-05 N-01
Gambar 1. Dendogram 83 aksesi nenas (Dendogram of 83 pineapple accessions) 272
Hadiati, S.: et al.: Pengelompokan dan Jarak Genetik Plasma Nutfah Nenas Berdasarkan Karakter ... Aksesi yang terdapat pada kelompok VI adalah N-25. Pada dendogram terlihat bahwa aksesi tersebut relatif masih berkerabat dekat dengan klon Hijau dan Merah (kelompok V). Aksesi N-25 mempunyai ciri-ciri morfologi hampir sama dengan klon Hijau, tetapi buahnya berbentuk piramid serta matanya menonjol. Selanjutnya kelompok VII terdiri atas 2 aksesi, yaitu N-66 dan N-30 yang berasal dari klon Putih. Persentase kemiripan genetik dalam klon ini sebesar 84,44% atau jarak genetik sebesar 0,16. Klon tersebut belum diketahui apakah termasuk dalam kelompok A. comosus atau kelompok lainnya. Jika dilihat dari pengelompokannya (Gambar 1), maka klon Putih relatif mempunyai jarak genetik yang lebih dekat dengan A. comosus dibandingkan dengan Ananas lainnya. Klon Putih ini selain buahnya enak dimakan, juga cukup indah sebagai tanaman hias karena warna daun dan buahnya yang hijau bercampur putih serta mempunyai mahkota yang sebagian besar multiple crown. Kelompok VIII hanya 1 aksesi, yaitu N32. Selain buahnya enak dimakan, aksesi ini mempunyai ciri-ciri daun tidak berduri, dan berwarna hijau bergaris kemerahan, warna buah merah cerah, serta bentuk mata lebar. Selain buahnya enak dimakan, warna daun serta warna buahnya yang menarik menjadikan aksesi ini sangat berpotensi untuk digunakan sebagai tanaman hias. Persentase kemiripan genetik N-32 dengan kelompok VII sebesar 33,33% atau jarak genetik sebesar 0,67. Kelompok IX sampai XII berturut-turut merupakan aksesi yang berasal dari A. nanus (N-94), A. bracteatus (N-85 dan N-96) , A. bracteatus variegata (N-62), dan A. lucidus (N-61). Aksesi-aksesi tersebut bukan termasuk dalam kelompok A. comosus dan buahnya kurang enak dimakan. Tetapi aksesi-aksesi tersebut mempunyai keunggulan lain, yaitu A. nanus berpotensi untuk digunakan sebagai tanaman hias, A. bracteatus mempunyai karakter ketahanan terhadap nematoda, penyakit busuk akar, dan fusariosis serta A. lucidus mempunyai karakter ketahanan terhadap penyakit busuk akar dan mahkota (Py et al. 1987). Persentase kemiripan
genetik antara N-94 dengan kelompok VIII (N32) sebesar 26,67% atau jarak genetik sebesar 0,73, antara aksesi-aksesi N-85 dengan N-96 sebesar 93,33% atau jarak genetik sebesar 0,07, antara kelompok X (N-85) dengan kelompok IX (N-94) sebesar 31,11% atau jarak genetik sebesar 0,69, antara N-62 dengan kelompok X (N-96) sebesar 66,67% atau jarak genetik sebesar 0,33, serta antara N-61 dengan kelompok XI (N-62) sebesar 31,11% atau jarak genetik sebesar 0,69. Berdasarkan 6 sistem enzim (ADH, GPI, PGM, SKDH, TPI, UGPP) A. comosus dan A. bracteatus mempunyai kemiripan genetik sebesar 0,789% (Aradhya et al. 1994). Berdasarkan pengelompokan tersebut, terdapat aksesi-aksesi yang mempunyai kemiripan genetik atau kemiripan morfologi besar (93,33%), yaitu antara N-53 dengan N-56, N-79 dengan N-80, N-14 dengan N-88, N-22 dengan N-69, dan N-85 dengan N-96. Dalam pemanfaatannya disarankan agar kemiripan genetik kecil atau aksesi-aksesi yang berjarak genetik jauh, digunakan sebagai tetua persilangan agar diperoleh efek heterosis yang tinggi. Untuk perakitan nenas yang tahan terhadap penyakit (cekaman biotik) disarankan A. bracteatus, A. bracteatus variegata, dan A. lucidus disilangkan dengan A. comosus. Ananas bracteatus mempunyai karakter ketahanan terhadap nematoda, penyakit busuk akar, dan fusariosis sedangkan A. lucidus mempunyai karakter ketahanan terhadap penyakit busuk akar dan mahkota (Py et al. 1987). Kelemahan persilangan antara A. bracteatus dengan A. comosus (klon Queen, Cayenne) adalah munculnya karakter duri yang besar dan panjang pada tanaman F 1 seperti yang terdapat pada tanaman tetua A. bracteatus (pengalaman pribadi). Padahal karakter duri pada nenas kurang disukai oleh petani maupun konsumen. Oleh sebab itu setelah karakter ketahanannya muncul pada genotip F1-nya, masih diperlukan kegiatan persilangan-persilangan yang lain untuk memperoleh hibrida-hibrida baru yang mempunyai karakter sesuai selera petani dan atau konsumen.
273
J. Hort. Vol. 19 No. 3, 2009 KESIMPULAN 1. Berdasarkan karakter morfologi kuantitatif dan kualitatif, 83 aksesi yang diamati dapat dikelompokkan menjadi 12 kelompok pada tingkat kemiripan genetik sebesar 75%. 2. Untuk mempermudah pemeliharaan dan efisiensi dalam koleksi plasma nutfah, aksesiaksesi yang mempunyai kemiripan genetik 93,33% atau jarak genetik sebesar 0,07 dapat dipilih salah satu aksesi untuk mewakili kelompoknya. 3. Untuk merakit nenas yang tahan terhadap penyakit (cekaman biotik), aksesi A. bracteatus, A. bracteatus variegata, dan A. lucidus dapat disilangkan dengan A. comosus.
UCAPAN TERIMA KASIH
6. ________, K. Basford, S. Taba, I. DeLacy, and E. Silva. 1995b. Three-mode Analyses of Maize using Morphological and Agronomic Attribute Measured in Multilocation Trials. Crop Sci. 35:1483-1491. 7. Hadiati, S., dan D. Sukmadjaja. 2002. Keragaman Pola Pita beberapa Aksesi Nenas Berdasarkan Analisis Isozim. J. Bioteknol. Pert. 7(2):62-70. 8. ________. 2003. Pendugaan Jarak Genetik dan Hubungan Kekerabatan Nenas Berdasarkan Analisis Isozim . J. Hort. 13(2):87-94. 9. _______, S. Purnomo, Y. Meldia, I. Sukmayadi, dan Kartono. 2003a. Karakterisasi dan Evauasi Beberapa Aksesi Nenas. J. Hort. 13(3):157-168. 10. _______, Murdaningsih H.K., A. Baihaki, dan N. Rostini. 2003b. Parameter Genetik Karakter Komponen Buah pada Beberapa Aksesi Nenas. Zuriat. 14(2):53-58. 11. IBPGR. 1991. Descriptors for Pineapple. Rome-Italy. 41p. 12. Lamadji, S. 1998. Pemberdayaan Sifat Morfologi untuk Analisis Kekerabatan Plasma Nutfah Tebu. Bulletin P3GI. 148:17-31. 13. Leal, F. and G. Coppens. 1996. Pineapple. In J. Janick, and J.N. Moore (Eds.). Fruit Breeding Volume I. Tree and Tropical Fruit. John Wiley, and Son Inc. New York, p:515-557.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada saudara Kartono, SP. dan Anang Wahjudi yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini.
14. Mahapetra, K.C., C.H.P. Mishra, and B. Acharya. 1995. Clustering of Rice Mutans by Different Methods of Analysis. Indian J. Genet. 55(2):138-147.
PUSTAKA
17. Shamsuddin, A.K.M. 1985. Genetic Diversity in Relation to Heterosis and Combining Ability in Spring Wheat. Theor. Appl. Genet. 70:306-308.
1. Aradhya, K.M., F. Zee, and R.M. Manshardt. 1994. Isozyme Variation in Cultivated and Wild Pineapple. Euphytica. 79:87-99. 2. Beer, S.C., J. Goffreda, T.D. Phillips, J.P. Murphy, and M.E. Sorrells. 1993. Assesment of Genetic Variation in Avena sterilis using Morphological Traits, Isozymes, and RFLPs. Crop Sci. 33:1386-1393. 3. Collins, J.L. 1968. The Pineapple, Botany, Cultivation and Utilization. Leonard Hill, London. 293p. 4. Cowen, N.M. and K.J. Frey. 1987. Relationships Between Three-measures of Genetic Distance and Breeding Behavior in Oat (Avena sativa L.). Genome. 29:97106. 5. Crossa, J., S. Taba, S.A. Eberhart, P. Bretting, and R. Vencovshy. 1995a. Practical Considering for Maintaning Germplasm in Maize. Theor. Appl. Genet. 89:89-95.
274
15. Pracaya. 1982. Bertanam Nenas. Penerbit PT. Penebar Swadaya, Jakarta. 94p. 16. Py, C., Lacoeuilhe, J.J., and C. Teisson. 1987. The Pineapple, Cultvation, and Uses. Paris. 568p.
18. Souza, E. and M.E. Sorrells, 1991. Relationships among 70 North American Oat Germplasms: I. Cluster Analysis using Quantitative Characters. Crop Sci. 31:599-605. 19. Sukartini. 2007. Pengelompokan Aksesi Pisang Menggunakan Karakter Morfologi IPGRI. J. Hort. 17(1): 26-33. 20. Tatineni, V., G. Cantrell, and D.D. Davis. 1996. Genetic Diversity in Elite Cotton Germplasm Determined by Morphological Characteristics and RAPDs. Crop Sci. 36:186-192. 21. Virk, PS., H.J. Newbury, M.T. Jackson, and B.V. Ford. 1995. The Identification of Duplicate Accessions within a Rice Germplasm Collection using RAPD Analysis. Theor. Appl. Genet. 90:1049-1055.
