RAGAM ALEL KELAPA PUDAK, PADMA, BLULUK DAN BUNGA DI KECAMATAN MANGGIS, KARANGASEM, BALI BERDASARKAN PENANDA DNA MIKROSATELIT Skripsi Sebagai tugas akhir untuk memenuhi syarat mencapai derajat Sarjana S-1 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Udayana
Oleh: I Wayan Sumerta Yasa 1108305012
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2015
i
SKRIPSI
RAGAM ALEL KELAPA PUDAK, PADMA, BLULUK DAN BUNGA DI KECAMATAN MANGGIS, KARANGASEM, BALI BERDASARKAN PENANDA DNA MIKROSATELIT
Oleh: I Wayan Sumerta Yasa 1108305012 Telah dipertahankan di depan Tim Penguji dan telah dinyatakan Lulus pada Jumat, 21 Agustus 2015
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Drs. I Ketut Junitha, MS NIP. 19570628 198403 1 003
Dr.Dra. Eniek Kriswiyanti, M.Si NIP. 19640523 199103 2 002
Mengesahkan Sekertaris Jurusan Biologi F.MIPA Universitas Udayana
Dwi Ariani Yulihastuti, S.Si, M.Si NIP. 19730711 199802 2 002
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa /Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya/rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”RAGAM ALEL KELAPA PUDAK, PADMA, BLULUK DAN BUNGA DI KECAMATAN MANGGIS, KARANGASEM, BALI BERDASARKAN PENANDA DNA MIKROSATELIT” dengan tepat waktu. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada sejumlah pihak yang telah membantu dan mendukung penyusunan usulan penelitian ini, diantaranya kepada: 1. Prof.Dr.Drs. I Ketut Junitha, M.S dan Ibu Dr. Dra. Eniek Kriswiyanti, M.Si selaku pembimbing I dan II atas bimbingan, saran, masukan serta dukungan selama penyusunan skripsi ini. 2. Ibu Dra. Inna Narayani, M. Sc dan Bapak Dr. I Ketut Ginantra, S.Pd., M.Si selaku penguji I dan II atas bimbingan, masukan, kritik dan saran demi perbaikan skripsi ini. 3. Bapak Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si dan Ibu Dwi Ariani Yuliastuti, S.Si, M.Si selaku ketua dan sekretaris Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana atas izin dan dukungannya kepada penulis dalam penyusunan skripsi. 4. Dekan F.MIPA Universitas Udayana Ir. A. A. Gde Raka Dalem, M.Sc (Hons) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program sarjana di F.MIPA Universitas Udayana. 5. Bapak Sang Ketut Sudirga, S.Si.,M.Si selaku Pembimbing Akademik yang memberikan bimbingan, nasehat dan dukungan selama penyusunan skripsi ini. 6. Kepala Laboratorium Forensik Universitas Udayana, atas bantuan fasilitasnya dalam melakukan análisis laboratorium.
iii
7. Seluruh keluarga besar yang dengan penuh pengorbanan telah memberikan dukungan dan kesempatan kepada penulis untuk lebih berkonsentrasi menyelesaikan skripsi ini. 8. Teman-teman mahasiswa Jurusan Biologi angkatan 2011 atas dukungan dan bantuan yang telah diberikan selama penyusunan skripsi ini. 9. Nia Hartini yang selalu memberikan semangat dan motivasi dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa /Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian skripsi ini. Skrpsi ini masih memiliki banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan penelitian ini. Bukit Jimbaran, Agustus 2015
Penulis
iv
ABSTRAKS Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui ragam alel kelapa Pudak, Bunga, Padma dan Bluluk berdasarkan penanda DNA mikrosatelit, untuk kepentingan menentukan hubungan kekerabatannya sebagai dasar pertimbangan dalam konservasi plasma nutfah dan pemuliaannya. Sampel daun muda diambil dari 11 individu kelapa yang didapatkan dari desa Ngis, Selumbung, Apit Yeh Kecamatan, Manggis, Karangasem. Proses Ekstraksi, PCR dan elektroforesis dilakukan di Laboratorium Forensik Universitas Udayana. Ekstraksi DNA dilakukan menggunakan metode Doyle and Doyle (1990). Amplifikasi DNA sample dengan mesin PCR menggunakan tiga pasang lokus penanda DNA mikrosatelit (CnCir A3, CNZ 09 dan CNZ 21). Pengamatan hasil PCR dilakukan dengan elekroforesis pada gel PAGE 10% (Poly Acrilamid Gel Electrophoresis) dan divisualisasi dengan pewarnaan perak nitrat. Ukuran alel produk amplifikasi ditentukan dengan metode semi-log plot, keragaman genetik dihitung dengan rumus Nei (1987)dan analisa hubungan kekerabatan masing-masing individu menggunakan software MEGA 5.05. Hasil penelitian mendapatkan 16 ragam alel pada tiga pasang lokus dengan rata-rata 3,75 alel per lokus, ada 7 alel pada lokus CnCir A3, 6 alel pada lokus CNZ 21 dan 3 alel pada lokus CNZ 09. Rata-rata nilai heterozigositas harapan (He) dan heterozigositas teramati (He) yaitu 0,7263 dan 0,9667. Kata kunci: DNA, Ekstraksi, Elektroforesis, Kelapa madan. Mikrosatelit.
v
ABSTRACT This research aims to know the kind of allele coconut Padma, Bunga, Bluluk, and Pudak using DNA microsatellite markers, for the sake of determining genetic relationships as the basis for consideration in germplasm conservation and its breeding. The samples of young leaf taken from 11 individuals of coconut obtained from the results of the exploration in the village of Ngis, Selumbung, Apit Yeh Manggis sub district, Karangasem, Bali. Extraction, PCR and electrophoresis have been carried out in the laboratory of Forensic Udayana University. DNA extraction method is using Doyle and Doyle (1990). Amplification of the DNA sample with PCR is used three pairs of loci DNA microsatellite markers (CnCir A3, CNZ 21 and CNZ 09). Observation’s results of PCR is performed with the electroforesis on PAGE 10% gel (Poly Acrilamid Gel Electrophoresis) and visualized with silver nitrate staining. The size of the allele amplification product is determined by method of semi-log plots, genetic diversity is calculated by the formula of Nei (1987)and kinship analysis of each individual is using the software MEGA 5.05. The results showed that total of 16 alleles were detected by microsatellite with an average of 3.75 alleles per locus, there were 7 alleles on microsatellite locus CnCirA3, 6 alleles on locus CNZ 21 and 3 alleles on locus CNZ 09. The mean values of gene diversity (He) and observed heterozygosity (Ho) were 0.7263 and 0.9667. Key word: Coconut madan , DNA, Electrophoresis , Extraction, Microsatellite
vi
DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL ............................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................
ii
KATA PENGANTAR .........................................................................................
iii
ABSTRAK ............................................................................................................
v
DAFTAR ISI .........................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL .................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................
x
DAFTRA LAMPIRAN .........................................................................................
xi
I. PENDAHULUAN ............................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................
3
1.3. Tujuan Penelitian .....................................................................................
3
1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................................
3
II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................
4
2.1. Kelapa ................................................................................ .....................
4
2.1.1. Asal usul tanaman kelapa ..............................................................
4
2.1.2. Karakter morfologi dan taknonomi tanaman kelapa .....................
5
2.1.3. Ekologi...........................................................................................
7
2.1.4. Kelapa madan di Bali ....................................................................
8
2.2. Penanda Molekuler...................................................................................
11
2.3. Mikrosatelit (Simple Squence Repeat, SSR)............................ ................
13
2.4. Ekstraksi DNA .........................................................................................
16
2.5. Elektroforesis DNA ..................................................................................
17
2.6. PCR (Polymerase Chain Reaction)..........................................................
18
III. METODELOGI PENELITIAN .....................................................................
22
3.1. Metode Pengumpulan Data ......................................................................
22
3.1.1. Waktu dan tempat penelitian .........................................................
22
3.1.2. Materi penelitian ............................................................................
22
vii
3.1.3. Pengambilan sampel ......................................................................
22
3.1.4. Penyiapan bahan ............................................................................
22
3.2. Prosedur Penelitian...................................................................................
23
3.2.1. Ekstraksi DNA ...............................................................................
23
3.2.2. Uji kualitas DNA hasil ekstraksi ...................................................
23
3.2.3. PCR (Polymerase Chain Reaction) ...............................................
24
3.2.4. Elektroforesis produk PCR ............................................................
25
3.2.5. Visualisasi DNA hasil PCR ...........................................................
25
3.3. Variabel Penelitian ...................................................................................
26
3.4. Metode Pengolahan Data .........................................................................
26
3.5. Fenogram .................................................................................................
29
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................
30
4.1. Hasil Isolasi DNA ....................................................................................
30
4.2. Ragam dan Frekuensi Alel Kelapa Padma, Salak, Bunga, Biasa dan Pudak........................................................................................................
31
4.3. Heterozigositas Kelapa Padma, Bluluk, Bunga, Biasa dan Pudak ..........
37
4.4. Analisis Hubungan Kekerabatan Kelapa Padma, Bluluk, Bunga, Biasa dan Pudak .....................................................................................
39
V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................
43
5.1. Kesimpulan ..............................................................................................
43
5.2. Saran .........................................................................................................
43
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
44
viii
DAFTAR TABEL Tabel
Hal
1. Nama Primer Mikrosatelit dan Urutan Basa ....................................................
24
2. Pengukuran Kosentrasi dan Kemurniaan DNA Daun Kelapa Padma, Bunga, Bluluk dan Pudak .................................................................................
31
3. Sampel yang Teramplifikasi dan Tidak Teramplifikasi pada Masing -Masing Lokus ..................................................................................................
32
4. Nilai Polymorphism Information Content (PIC) pada Tiga lokus ....................
33
5. Frekuensi Alel Kelapa Padma, Bluluk, Bunga, Biasa dan Pudak ....................
35
6. Nilai Heterozigositas Harapan dan Heterozigositas Teramati pada Tiga pasang Lokus .....................................................................................................
39
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar
Hal
1. Untai DNA Mengalami Denaturasi ..............................................................
19
2. Penempelan Primer dengan Untai DNA yang Terdenaturasi .....................
20
3. Perpanjangan DNA secara Semi-Konservatif ..............................................
20
4. Proses Amplifikasi DNA Target ..................................................................
21
5. Cara Pengukuran Panjang Alel ....................................................................
27
6. Hasil Isolasi DNA Daun Kelapa Padma, Bluluk, Bunga, Biasa dan Pudak ...........................................................................................................
30
7. Contoh Hasil Elektroforesis dan Visualisasi Produk PCR...........................
32
8. Hasil Amplifikasi PCR pada Lokus CnCir A3 ............................................
33
9. Hasil Amplifikasi PCR pada Lokus CNZ 21 ...............................................
34
10. Hasil Amplifikasi PCR pada Lokus CNZ 09 .............................................
34
11. Fenogram Kelapa Padma, Bluluk, Bunga, Biasa dan Pudak .....................
40
x
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar Kelapa Padma, Bunga, Bluluk, Biasa dan Pudak. ..............
53
Lampiran 2. Kertas semilog plot Hutchinson .......................................................
54
Lampiran 3. Ragam Alel Kelapa Padma, Bunga, Bluluk, Biasa dan Pudak. .......
55
xi
