STUDI KERAGAMAN MANGGIS BERBASIS MARKA MORFOLOGI DAN MOLEKULER

37

STUDI KERAGAMAN MANGGIS BERBASIS MARKA MORFOLOGI DAN MOLEKULER Abstrak Kombinasi antara pendekatan morfologi dengan teknik analisis DNA memegang peranan penting dalam studi keragaman dan identifikasi varietas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari hubungan antara variasi morfologi dengan variasi molekuler, mengetahui pengelompokan aksesi manggis berdasarkan marka marka morfologi dan molekuler, dan menganalisis kesesuaian marka morfologi dan molekuler untuk identifikasi varietas manggis.. Bahan tanaman yang digunakan adalah 42 aksesi manggis yang berasal dari Leuwiliang (Bogor-Jawa Barat), Kiara Pedes (Purwakarta-Jawa Barat), dan Desa Pulau Palas (Tembilahan-Riau). Pengamatan morfologi difokuskan pada 10 karakter buah dan analisis molekuler dengan menggunakan 8 primer RAPD dan 5 primer ISSR. Data morfologi dianalisis dengan uji Kruskal Wallis dan analisis genombol menggunakan program NYSYS 2.1. Pengelompokan individu berdasarkan data molekuler dan gabungan antara morfologi dan molekuler dianalisis menggunakan program yang sama. Uji Kruskal Wallis menunjukkan bahwa semua karakter morfologi yang diuji beragam antar aksesi dan antar lokasi. Koefisien kemiripan morfologi menunjukkan kisaran yang luas antara 0.08 sampai 1.00 dan membagi aksesi menjadi dua kelompok yaitu tiga aksesi Tembilahan dengan cupat ellip, kelopak kecil dan tipis dan jumlah segmen buah 5-11; dan 30 aksesi lainnya dengan karakter morfologi cupat bulat, kelopak besar dan tebal serta jumlah segmen buah 4–8. Koefisien kemiripan kemiripan molekuler sangat tinggi antara 0.83 sampai 0.99 dan membagi aksesi menjadi tiga kelompok genetik berbeda Terdapat hubungan yang erat antara pola pengelompokan karakter morfologi dan molekuler (r= 0.92). Variasi morfologi yang luas dan kemiripan genetik yang tinggi menunjukkan bahwa karakter morfologi buah sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Karakter morfologi ketebalan kelopak, bentuk cupat, dan jumlah segmen buah dapat digunakan sebagai pembeda kelompok manggis. Marka molekuler OPH 13, OPH18, P3, PKBT 3, PKBT7, PKBT10 dan PKBT7 dapat digunakan sebagai pembeda kelompok manggis.

Kata kunci: ISSR, keragaman, molekuler, morfologi, RAPD

38

39

MANGOSTEEN DIVERSITY STUDY BASED ON MORPHOLOGY AND MOLECULAR MARKERS Abstract Mangosteen vary morphologically and genetically. However, information related to morphological variation is still limited to visual observation and has not been verified. The combination of morphological approach to DNA analysis techniques play an important role in the study of genetic identification. The purpose of this study were to examine the relationship between morphology and genetic variation in mangosteen and to determine mangosteen groups based on morphology dan molecular markers. Fourty two mangosteen accessions from Leuwiliang (Bogor-West Java), Kiara Pedes (Purwakarta-West Java), Desa Pulau Palas (Tembilahan-Riau), and Indonesian Tropical Fruit Research Institute collection were evaluated. Observations focused on 10 morphological characters of fruit and molecular analysis performed by using 8 RAPD and 5 ISSR primers. Morphological data were analyzed by Kruskal Wallis statistics, the grouping based on morphology and molecular analysis by NTSYS 2.1 program. Morphological similarity coefficient ranging from 0:08 to 1:00 and divide the accessions into two groups: three accessions of Tembilahan with elliptical stigma lobe, thin petals and 5-11 of fruit segments; and 30 other accessions with morphological characters round stigma lobe, large abd thick petals and number of fruit segments 4-8. Coefficient of molecular similarity ranging from 0.83 to 0.99 and divide the accession into three distinct genetic groups. There is a close relationship between patterns of morphological and molecular characters (r = 0.92). Extensive morphological variation and high genetic similarity suggests that the fruit morphology is strongly influenced by environmental factors. Petal size and thickness, stigma lobe shape, the number of fruit segments and molecular markers OPH-13, OPH-18, P3, PKBT-3, PKBT-7, PKBT-10 can be used to differenciate mangosteen groups. Keywords: diversity, morphology, molecular, RAPD, ISSR.

40

41

Pendahuluan Manggis menghasilkan biji apomiksis dan menyebar sebagai klon tunggal (Horn 1940; Cox 1970; Rhichards 1990a). Namun hasil penelitian menunjukkan bahwa manggis bervariasi secara morfologi dan molekuler. Variasi morfologi telah

dilaporkan

oleh

sejumlah

peneliti,

diantaranya

Wester

(1926)

menginformasikan bahwa manggis Jolo (Filipina) mempunyai buah yang lebih besar dan lebih masam daripada manggis di Malaya dan Jawa. Burkill (1966) melaporkan bahwa di Kepulauan Sulu terdapat ras manggis dengan kulit buah yang tebal dan daging buah lebih masam. Cox (1976) menyatakan bahwa di Jawa terdapat manggis dengan rasa superior dengan ukuran yang lebih besar daripada manggis di Filipina. Di Nicaragua terdapat tanaman dengan daun yang besar dengan ukuran buah yang bervariasi dan daun kecil dengan buah yang kecil. Penelitian MARDI (Malaysia) melaporkan variasi regional dalam waktu berbunga, kecepatan pertumbuhan dan tebal kulit buah (Osman & Milan 2006). Karakteristik morfologi buah manggis lainnya adalah bentuk kanopi, warna daun (variegata dan normal), jumlah bunga dan buah per cluster, panjang tangkai, bentuk buah, ukuran dan bentuk cupat, dan jumlah segmen buah (Mansyah et al. 2010). Sobir dan Poerwanto (2007) melaporkan perbedaan warna sepal pada individu manggis Wanayasa, Jawa Barat. Identifikasi dan karakterisasi varietas manggis merupakan salah satu perhatian dalam program pemuliaan dan merupakan dasar untuk pengembangan tanaman. Informasi tentang keragaman morfologi yang telah disebutkan di atas masih terbatas pada pengamatan secara visual. Bukti morfologi tersebut perlu diverifikasi dengan pengujian secara statistika. Selain itu hubungan antara karakter morfologi dan genetik perlu dijelaskan. Identifikasi berbasis marka morfologi mempunyai beberapa kelemahan diantaranya terbatasnya jumlah karakter yang diamati, membutuhkan waktu yang lama (tergantung periode pertumbuhan tanaman serta musim berbuah), dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan (Poehlman & Sleper 1995). Penggunaan teknik molekuler melalui analisis DNA merupakan alternatif untuk deteksi polimorfisme. Teknik berdasarkan polymerase chain reaction (PCR) telah banyak digunakan untuk identifikasi kultivar, studi filogenetik, studi

42

pedigri, pemetaan gen, dan estimasi kecepatan outcrossing (Williams et al. 1990; Powell et al. 1996). Marka molekuler mempunyai beberapa keuntungan karena tidak dipengaruhi oleh lingkungan, dapat mempersingkat waktu, dan memberikan informasi langsung dari genom setiap individu (Lefebvre et al. 2001). Kombinasi antara pendekatan morfologi dan molekuler pada manggis diperlukan untuk mengetahui apakah sifat morfologi tersebut merupakan karakter genetik atau pengaruh lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah: (1) Mengetahui pengelompokan aksesi manggis berdasarkan marka marka morfologi dan molekuler, (2) Mempelajari hubungan antara variasi morfologi dengan variasi genetik, dan (3) Menganalisis kesesuaian marka morfologi dan molekuler untuk identifikasi varietas dan studi populasi.

Bahan dan Metoda Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika (PKBT-IPB), Laboratorium Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika mulai bulan Januari 2010 sampai Maret 2011. Bahan dan Alat Bahan tanaman yang digunakan adalah 42 aksesi manggis yang berasal dari Leuwiliang (Bogor), Kiara Pedes (Purwakarta), Pulau Palas (Tembilahan), dan Koleksi Balitbu Tropika. Kondisi lingkungan sampel disajikan pada (Tabel 4) dan aksesi yang digunakan pada Tabel 5.

Tabel 4 Kondisi lingkungan tempat pengambilan sampel Lokasi Karakteristik lahan Suhu /ketinggian (m dpl) (C)* Leuwiliang (Bogor) Kering/berbukit/420 23-32 Kiara Pedes (Purwakarta) Kering/datar//783 23-33 Balitbu (Solok) Kering/datar//245 21-31 Pulau Palas (Tembilahan) Rawa pasang surut/datar/16 24-34 *Sumber: BMKG 2010 m dpl = meter dari permukaan laut

Kelembaban (RH)* 70-98 55-98 65-95 46-90

43

Tabel 5 Aksesi manggis yang digunakan dalam penelitian No Kode aksesi Lokasi sampel Lingkar batang (cm) 1 L1 Leuwiliang 70 2 L2 Leuwiliang 63.4 3 L3 Leuwiliang 60.8 4 L4 Leuwiliang 60.4 5 L5 Leuwiliang 45 6 L6 Leuwiliang 78 7 L7 Leuwiliang 81 dan 71 8 L8 Leuwiliang 60.6 9 L9 Leuwiliang 44.3 10 L10 Leuwiliang 57 11 TMB1 Tembilahan 108 12 TMB2 Tembilahan 104 13 TMB3 Tembilahan 85 14 TMB14 Tembilahan 85 15 B1 (L. Minturun (Koleksi Balitbu) 30 16 B2 L. Minturun (Koleksi Balitbu) 39 17 B3 Aripan (Koleksi Balitbu) 10 18 B4 (L. Minturun (Koleksi Balitbu) 37 19 B5 Aripan (Koleksi Balitbu) 15 20 RK Kamang (Koleksi Balitbu) 63 21 WPK2 Purwakarta (Pasir Koneng) 71 22 WPK3 Purwakarta (Pasir Koneng) 62 23 WPK4 Purwakarta (Pasir Koneng) 80 24 WPK6 Purwakarta (Pasir Koneng) 62 25 WPK7 Purwakarta (Pasir Koneng) 67.5 26 WPK8 Purwakarta (Pasir Koneng) 62 27 WPK9 Purwakarta (Pasir Koneng) 62 28 WPK10 Purwakarta (Pasir Koneng) 67 29 WPK11 Purwakarta (Pasir Koneng) 68 30 WPK12 Purwakarta (Pasir Koneng) 70 31 WPK13 Purwakarta (Pasir Koneng) 77 32 WPK15 Purwakarta (Pasir Koneng) 76 33 WPK17 Purwakarta (Pasir Koneng) 60 34 WPK18 Purwakarta (Pasir Koneng) 68 35 WPK19 Purwakarta (Pasir Koneng) 64 36 WPK20 Purwakarta (Pasir Koneng) 77 37 WPK23 Purwakarta (Pasir Koneng) 92 38 WPK24 Purwakarta (Pasir Koneng) 69 39 WPK25 Purwakarta (Pasir Koneng ) 76 40 WB1 Purwakarta (Babakan ) 127 41 WB2 Purwakarta (Babakan) 105 42 WB3 Purwakarta (Babakan) 86

44

Metode Penelitian

Observasi keragaman morfologi buah

Pengamatan morfologi dilakukan pada 42 aksesi manggis pada Tabel 4. Dan difokuskan terhadap 10 karakter buah yang secara visual menunjukkan perbedaan (Mansyah et al. 2010) seperti diuraikan berikut: 1

Bentuk buah, ditentukan dengan menghitung rasio tinggi/diameter buah. Kriteria bentuk buah dibedakan atas ellip (rata-rata rasio tinggi dan diameter buah < 0.80) agak bulat (0.81 – 0.90) dan bulat sampai agak lonjong (> 0.90).

2

Bentuk cupat, ditentukan dengan menghitung rasio diameter cupat terpanjang dengan diameter terpendek. Kriteria bentuk stigma dibedakan atas bulat atau normal (rata-rata rasio tinggi dan diameter buah 1.0 – 1.10) dan ellip (>1.10).

3

Ukuran cupat, ditentukan dengan menghitung rasio diameter cupat dan diameter buah. Ukuran cupat dibedakan atas kecil (rasio diameter stigma dan diameter buah <0.33), sedang (0.34 – 0.40), dan besar (>0.40).

4

Ukuran kelopak, ditentukan dengan menghitung rasio panjang kelopak buah dengan diameter buah. Kriteria ukuran kelopak buah dibagi menjadi dua yaitu kecil (rasio antara panjang kelopak buah dengan diameter buah < 0.75), dan besar (> 0.75).

5

Panjang tangkai buah (cm), diukur mulai dari ujung sampai pangkal tangkai. Kriteria panjang tangkai dibedakan atas pendek (rata-rata panjang tangkai <1.5 cm), sedang (1.6 – 2.5 cm) dan panjang (>2.5 cm).

6

Diameter tangkai buah (cm), diukur pada bagian tengah tangkai buah dengan menggunakan jangka sorong. Kriteria diameter tangkai dibedakan atas kecil (< 0.70 cm), sedang (0.70 – 0.90 cm) dan besar (> 0.90 cm).

7

Jumlah segmen buah. ditentukan dengan menghitung jumlah juring pada cupat.

8

Tebal kulit buah : Diukur dengan jangka sorong.

45

Kriteria ketebalan kulit buah dibagi menjadi tiga yaitu tipis (< 0.60 cm), sedang (0.60 –0.85 cm) dan tebal (> 0.85 cm). 9

Tebal kelopak (mm): Diukur dengan jangka sorong. Ketebalan kelopak dibagi atas tebal (> 0.8 mm) dan tipis ( < 0.8 mm).

10 Jumlah biji per buah

Observasi Keragaman Genetik

Ekstraksi, Purifikasi dan Penentuan Kuantitas DNA Analisis molekuler dilakukan dengan menggunakan 33 sampel maggis pada Tabel 4 yang mempunyai data morfologi dan molekuler yang lengkap. Isolasi DNA dilakukan berdasarkan metode Doyle & Doyle (1987). Sekitar 0.15 mg daun digerus pada mortar yang diberi pasir kuarsa dan 0.6-0.8 ml buffer ekstraksi (10% CTAB; 0.5 M EDTA (pH8.0); 1 M Tris-HCl (pH 8.0), 5 M NaCl; 1% mercaptoethanol) dan kemudian divorteks agar homogen. Campuran selanjutnya diinkubasi di dalam waterbath pada suhu 65oC selama 1 jam. Pemurnian DNA dilakukan dengan penambahan 0.6-0.7 ml buffer purifikasi/buffer CIA (Chloroform : Isoamil Alcohol = 24:1 v/v), dan pemisahan fraksi di dalam campuran dilakukan dengan sentrifugasi 11000 rpm selama 10 menit. Setelah itu fase cair (supernatan) yang diperoleh dipindahkan ke tabung mikro steril ukuran 1000 l yang baru. Tahapan ini dapat diulang 2 – 3 kali tergantung kualitas DNA yang dihasilkan. Selanjutnya ditambah dengan 500-600 l 2-propanol dingin, diinkubasi pada freezer selama 1 malam. Fase cair dibuang dan fase padat/pelet dikeringkan anginkan. Selanjutnya pelet dilarutkan dalam 50 - 100 l TE (1 M Tris-HCl pH 8.0; 0.5 M EDTA pH 8.0; dan aquades). Pengujian kuantitas dan kualitas DNA dilakukan dengan menggunakan metode elektroforesis. Sebanyak 5 l DNA hasil ekstraksi ditambah dengan 1 l loading dye

dielektroforesis pada gel agarose 1.2% selama 45 menit pada

tegangan 50 volt. Perkiraan kuantitas DNA ditentukan dengan membandingkan ketebalan pita DNA dengan λ DNA.

Hasil elektroforesis diwarnai dengan

ethidium bromida 1% dan dibilas aquades, selanjutnya pita DNA hasil

46

elektroforesis dilihat dan divisualisasi melalui UV transiluminator dan dipotret dengan kamera digital. DNA yang digunakan untuk PCR diencerkan sampai konsentrasi 20 ng.

Amplifikasi DNA Amplifikasi DNA dilakukan dengan menggunakan 13 primer (Tabel 6) yang terdiri atas 8 primer RAPD yang telah diseleksi pada penelitian sebelumya (Mansyah et al. 2003b) dan 5 primer ISSR hasil seleksi pada kegiatan 1. Volume reaksi PCR adalah 25 μl terdiri dari 2 μl (20 ng) DNA genom, 1 μl primer (10 pmole), 12.5 μl Taq polymerase (Go Taq Green Master Mix Promega M7122), serta 9.5 μl air bebas ion. Tabel 6 Primer yang digunakan dalam penelitian No

RAPD

Sekuen5’….3’

No

ISSR

Sekuen 5’….3’

1

SB13

AGTCAGCCAC

9

PKBT2

(AC)8-TT

2

SB19

CAGCACCCAC

10

PKBT3

(AG)8-T)

3

OPH12

ACGCGCATGT

11

PKBT7

(GA)9-A

4

OPH13

CACGCCACAC

12

PKBT10

(GT)9-A

5

OPH18

GAATCGGCCA

13

PKBT11

(GT)9-C

6

P1

GGTGCGGGAA

7

P3

GTAGACCCGT

8

P5

AACGCGCAAC

Program PCR untuk RAPD adalah : (1) denaturasi awal 94C selama 2 menit (1 siklus); (2) denaturasi 94C selama satu menit, annealing pada 37C selama satu menit, dan perpanjangan 72C selama 2 menit (45 siklus); dan (3) perpanjangan akhir 72C selama 4 menit (1 siklus) serta pendinginan 4C. Program PCR untuk ISSR adalah : (1) denaturasi awal 94C selama 4 menit (1 siklus); (2) PCR yang terdiri dari denaturasi 94C selama satu menit, annealing 50-68 C (tergantung jenis primer) selama satu menit, dan 72C selama 2 menit (35 siklus); dan (3) perpanjangan akhir 72C selama 4 menit (1 siklus) kemudian

47

(4) pendinginan pada 4C. Produk amplifikasi dipisahkan pada 1.2 % agarose gel pada TAE buffer dan diwarnai dengan 1% larutan ethidium bromide selama 10 menit dan dicuci dengan air selama 10 menit.) Untuk determinasi pita DNA digunakan 10.000 bp DNA Ladder (Promega). Gel kemudian divisualisasi pada UV transiluminator dan didokumentasi dengan kamera digital.

Analisis Data

Analisis Data Keragaman Morfologi

Data morfologi dianalisis melalui tiga cara yaitu analisis deskriptif, uji Kruslkall Wallis, dan analisis gerombol. Analisis data secara deskriptif dilakukan untuk 42 aksesi manggis dengan menggunakan program SPSS dan ditampilkan dalam bentuk diagram.

Menggunakan Uji Kruskal Wallis

Uji Kruskal Wallis merupakan analisis nonparametrik untuk ragam satu arah (ANOVA) dengan membandingkan kesamaan lebih dari 2 populasi. Asumsi yang digunakan adalah bahwa antar populasi (group) saling bebas, dan setiap pengamatan ditarik secara acak. Hipotesis yang digunakan adalah sebagai berikut: H0: k populasi sama H1: Minimal satu dari k populasi tersebut ada yang berbeda. Pengambilan keputusan berdasarkan kepada nilai signifikansi (p_value). Jika nilai Sig > α = 5%, maka Ho diterima , dan sebaliknya. Statistik ujinya adalah

k = jumlah populasi (group) n = jumlah total pengamatan Tj = total peringkat pada group ke-j nj = jumlah pengamatan pada group ke-j K ∼ χ2 dengan db = k-1

48

Menggunakan Analisis Gerombol Analisis gerombol dilakukan untuk 33 aksesi dari 42 aksesi yang memiliki data lengkap manggis menggunakan program NTSYSpc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis) versi 2.1 (Rohlf 2000). Setiap karakter dibagi ke dalam sub karakter yang menunjukkan perbedaan dan kemudian diubah kedalam bentuk data biner. Subkarakter yang terdapat pada genotip tersebut diberi nilai 1 dan yang tidak tampak diberi nilai 0. Penetapan kriteria subkarakter berdasarkan kepada kisaran nilai pengamatan yang terkecil sampai terbesar. Analisis gerombol dilakukan untuk 33 aksesi manggis menggunakan program NTSYSpc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis) versi 2.1 (Rohlf 2000). Untuk mengetahui keselarasan antar karakter morfologi dilakukan analisis korelasi menggunakan fungsi MXCOMP pada program NTSYSpc.

Analisis Data Keragaman Molekuler Data genotipik dari 33 aksesi manggis yang diperoleh dari pemotretan gel hasil elektroforesis diskor berdasarkan ada dan tidak ada pita, dan dianalisis menggunakan program NTSYSpc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis) versi 2.1 (Rohlf 2000). Data genotipik hasil RAPD dan ISSR berupa pola pita DNA pada gel agarose dengan ukuran tertentu. Ukuran potongan DNA genom ditentukan dengan membandingkannya dengan berat molekul standar 1 kb DNA ladder. Perbedaan antar tanaman ditunjukkan oleh jumlah pita dan jarak migrasinya. Untuk analisis gerombol, penilaian (skoring) dilakukan terhadap pitapita yang jelas dan tajam secara konsisten. Jika ada pita diberi skor 1 dan jika tidak diberi skor 0. Analisis gerombol pada program NTSYS dilakukan menggunakan metode UPGMA (Unweight Pair-Group Methode Arithmetic) fungsi Similarity Qualitatif.

Gabungan Data Morfologi dan Molekuler Data biner hasil analisis RAPD dan ISSR digabungkan dengan data biner pengamatan morfologi dan dianalisis menggunakan program NTSYS. Hasil

49

analisis berupa dendogram gabungan antara data morfologi dengan molekuler. Untuk mengetahui keselarasan antara penampilan fenotipik dengan pola pita DNA, matrik kemiripan fenotip dan matrik kemiripan genetik dibandingkan melalui korelasi fungsi MXCOMP pada program NTSYSpc versi 21 (Rohlf 2000). Nilai korelasi Spearman dihitung berdasarkan rumus Gasperz (1995):  d2 i

 = xjk yjk = 1 – n(n2 – 1) Keterangan : dI : selisih setiap pasangan rank yang berkaitan dengan pasangan data (XI , Yi) n : banyaknya pasangan rank Korelasi antara pasangan dua matrik diuji dengan statistik Z Mantel (Mantel 1967 dalam Beer et al. 1993) sebagai berikut : Z = jk xjk yjk Keterangan : xjk : elemen baris matrik ke j dan kolom ke k dari X yjk : elemen baris matrik ke j dan kolom ke k dari Y Nilai Z kemudian ditransformasi melalui Z Mantel dan diperoleh nilai korelasi sebagai berikut: Z = jk xjk yjk Keterangan : xjk : hasil transformasi xjk yjk : hasil transformasi yjk Hipotesis : Ho: nilai xjk tidak berkorelasi dengan nilai yjk Hi: nilai xjk berkorelasi dengan nilai yjk Dasar pengambilan keputusan : 1. Jika probabilitas > 0.05, maka Ho diterima Jika probabilitas  0.05, maka Ho ditolak 2. Jika t hitung < t (n-2); /2, maka Ho diterima Jika t hitung > t (n-2); /2, maka Ho ditolak Keselarasan pengelompokan ditentukan dari kriteria goodness of fit berdasarkan nilai korelasi menurut Rohlf (1993) yaitu sangat baik ( r > 0.9), baik (0.8< r < 0.9), lemah (0.7 < r < 0.8), dan sangat lemah (r < 0.7).

50

Hasil dan Pembahasan Bentuk Buah Hasil perhitungan rasio antara tinggi buah dan diameter buah dan diperoleh nilai berkisar antara 0.70-1.2. Berdasarkan kriteria bentuk buah diketahui bahwa buah dengan bentuk agak bulat merupakan bentuk yang umum (31 aksesi). Buah ellip dijumpai pada 5 aksesi yaitu TMB1, TMB2, TMB3, TMB14, W19 dan WPK23. Buah bulat sampai agak lonjong pada 4 aksesi yaitu RK, B1, B2 dan W6. Buah bulat sampai agak lonjong terdapat dalam bentuk campuran dalam satu pohon yang didominasi oleh buah bulat pada aksesi B2 dan RK. Keragaman bentuk buah antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 6 dan 7.

Bulat sampai agak lonjong

Agak bulat ellip

Gambar 6 Keragaman data bentuk buah 42 aksesi manggis

a

b

c

Gambar 7 Keragaman penampilan bentuk buah aksesi manggis: a. buah bulat (B2), b. agak bulat (W25) dan c. ellip (TMB1)

51

Bentuk Stigma Lobe (cupat)

Rasio antara panjang dan diameter cupat berkisar antara 1.0-1.59. Berdasarkan kriteria ini diketahui buah dengan cupat bulat paling banyak dijumpai. Cupat ellip dijumpai pada 3 aksesi dari Tembilahan yaitu TMB1, TMB, TMB3. Keragaman bentuk stigma antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 8 dan 9.

Bentuk cupat ellip

Normal (bulat)

Gambar 8 Keragaman data bentuk cupat 42 aksesi manggis

Gambar 9 Keragaman bentuk cupat manggis : bulat (kiri) dan ellip kanan)

52

Ukuran Cupat

Ukuran cupat ditentukan dengan mengukur rasio antara diameter cupat dan diameter buah dengan nilai berkisar antara 0.21-0.44. Cupat berukuran sedang merupakan bentuk umum. Cupat kecil terdapat pada aksesi B4 dan yang besar pada aksesi L1, L4, WPK4 WPK6,WPK7, WPK8, WPK16, WPK19, WPK25, WB2, WB3 dan TMB 2. Buah dengan cupat kecil biasanya tidak bisa duduk karena dasar buahnya agak meruncing,

Keragaman ukuran cupat antar aksesi

dan antar lokasi disajikan pada Gambar 10 dan 11.

Ukuran cupat

Besar

Sedang

kecil

Gambar 10 Keragaman data ukuran cupat 42 aksesi manggis

a

b

c

Gambar 11 Keragaman ukuran cupat 42 aksesi manggis: a. besar; b. sedang; c. kecil

53

Panjang Tangkai Buah Hasil pengukuran panjang tangkai buah manggis diperoleh nilai antara 0.80-3.5. Buah dengan panjang tangkai sedang merupakan bentuk umum. Buah dengan tangkai pendek terdapat pada aksesi L1, TMB1, TMB2, TMB3, dan TMB14 sedangkan buah dengan tangkai panjang dijumpai pada aksesi WB1, WB2, WB3, dan RK. Keragaman panjang tangkai antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 12 dan 13.

Panjang Panjang tangkai

sedang

pendek

Gambar 12. Keragaman data panjang tangkai 42 aksesi manggis

a

b

c Gambar 13 Keragaman panjang tangkai (a) panjang (RK), (b) sedang (W25) dan (c) pendek (Tembilahan)

54

Diameter Tangkai Buah

Diameter tangkai buah berkisar antara 0.49 - 1.25 cm.. Buah dengan panjang tangkai sedang merupakan bentuk umum. Buah dengan diameter tangkai kecil terdapat pada aksesi RK, B 4 dan L9, dan buah dengan tangkai buah berdiameter besar L1, TMB1, TMB2, TMB3, dan TMB14. Keragaman diameter tangkai buah antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 14.

Diameter tangkai

besar

Sedang

kecil

Gambar 14 Keragaman data diameter tangkai buah manggis

Jumlah Segmen Buah

Hasil pengamatan terhadap jumlah segmen buah diperoleh kisaran data antara 4 sampai 11 buah. Kriteria jumlah segmen buah dibagi menjadi dua bagian yaitu aksesi dengan jumlah segmen 4 sampai 8 dan 6 sampai 11. Buah dengan jumlah segmen 5 sampai 11 dijumpai pada aksesi TMB1, TMB2, dan TMB3 sedangkan yang lainnya mempunyai segmen 4 sampai 8 buah. Keragaman jumlah segmen buah antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 15 dan 16.

55

6-11

Jumlah segmen buah

4-8

Gambar 15 Keragaman data jumlah segmen buah 42 aksesi manggis .

a

b

Gambar 16 Keragaman jumlah segmen buah 42 aksesi manggis: 4–8 (a) dan 6– 11 buah (b). Tebal Kulit Buah

Hasil pengukuran tebal kulit buah berkisar antara 3.5-14 mm.. Aksesi dengan kulit buah tebal adalah RK, TMB1, TMB2, TMB3, dan WB3 dan tipis adalah L9, B1, B3, B4 dan B5. Sisanya sebanyak 32 aksesi mempunyai buah dengan tebal kulit sedang. Keragaman tebal kulit buah antar aksesi dan antar lokasi disajikan pada Gambar 17 dan 18.

56

Tebal kulit buah

tebal

sedang

tipis

Gambar 17 Keragaman data tebal kulit buah 42 aksesi manggis:

a

b

c

c Gambar 18 Keragaman tebal kulit buah : (a) tipis (< 0.60 cm), (b) sedang (0.60 –0.85 cm), dan (c) tebal (> 0.85 cm).

57

Ukuran kelopak dan tebal kelopak

Hasil pengukuran rasio panjang kelopak dan diameter buah diperoleh nilai antara 0.53-1.44. Kelopak kecil dijumpai pada aksesi TMB1, TMB2, TMB3 sedangkan yang lainnya adalah besar. Ketebalan kelopak dibagi atas tebal (> 0.8 mm) dan tipis ( < 0.8 mm) (Gambar 19). Kelopak yang tebal biasanya kaku dan tidak gampang rusak, sedangkan yang tipis rapuh cepat mengering dan rusak. Berdasarkan kombinasi ukuran dan ketebalan kelopak. sifat kelopak buah manggis dapat dibedakan atas 2 macam yaitu: 1).kelopak besar, tebal dan kaku serta tidak cepat rusak (Gambar 20a); 2). dan kelopak kecil, tipis dan cepat rusak (Gambar 20b).

Ukuran kelopak

\

Besar

kecil

Gambar 19 Keragaman data ukuran kelopak buah antar aksesi dan antar lokasi

a

b

Gambar 20 Keragaman ukuran dan tebal kelopak buah manggis: besar dan tebal (a) dan kecil dan tipis (b)

58

Keragaman Morfologi Berdasarkan Uji Kruskal Wallis

Hasil uji Kruskal Wallis antar aksesi dan antar lokasi untuk sepuluh karakter morfologi yang diuji disajikan pada Tabel 7. Pada tabel tersebut juga ditampilkan perbandingan antara hasil analisis keragaman total 42 aksesi dari 4 lokasi (Leuwiliang, Purwakarta, Balitbu dan Tembilahan) dengan 37 aksesi tanpa lokasi Tembilahan. Hasil analisis seluruh sampel menunjukkan bahwa untuk total aksesi diperoleh p_value sebesar 0.000 (nilai Sig < α = 5%). Artinya sepuluh karakter morfologi tersebut beragam (tolak H0), baik antar aksesi maupun antar lokasi. Hasil analisis Kruskal Wallis ini mendukung hasil analisis sebelumnya yang menyatakan bahwa karakter morfologi buah menunjukkan variasi yang luas (koefisien kemiripan 0.0-1.0). Selanjutnya untuk mengetahui kontribusi aksesi dari Tembilahan dengan morfologi buah yang khas terhadap keragaman morfologi buah secara keseluruhan dilakukan analisis tanpa menggunakan aksesi Tembilahan dan selanjutnya dibandingkannya dengan hasil analisis keragaman total. Analisis Kruskal Wallis tanpa aksesi Tembilahan menghasilkan satu karakter dengan pvalue sebesar 0.091 (nilai Sig > α = 5%), yaitu karakter bentuk cupat. Artinya pada aksesi selain Tembilahan tidak terdapat keragaman untuk karakter bentuk cupat (H0 diterima). Berdasarkan hasil analisis ini dapat dikatakan bahwa bentuk cupat merupakan karakter yang berkontribusi dalam membedakan kelompok aksesi manggis. Karakter lainnya menunjukkan hasil analisis yang sama pada kedua pengujian yaitu beragam keragaman (H0 ditolak) Data keragaman bentuk cupat pada Gambar 8 menunjukkan perbedaan yang tegas antara aksesi dari Tembilahan dengan aksesi lainnya. Aksesi Tembilahan mempunyai cupat berbentuk ellip dengan rasio diameter cupat terpanjang dan terpendek sebagian besar > 1.10, sedangkan aksesi lainnya mempunyai cupat berbentuk bulat dengan rasio antara 1.0 dan 1.10. Berdasarkan hasil analisis ini berkemungkinan perbedaan karakter bentuk cupat lebih disebabkan oleh faktor genetik, sedangkan karakter lainnya sangat dipengaruhi oleh lingkungan.

59

Tabel 7 Keragaman 10 karakter buah manggis berdasarkan uji Kruskal Wallis 42 Aksesi ( Leuwiliang, Purwakarta, Balitbu dan Tembilahan) Total Kisaran Chi-Square db p_ Kesimpulan sampel nilai value Bentuk buah; 1396 Antar aksesi 0.70-1.21 677.018 41 0.00 beragam Antar lokasi 470.902 3 0.00 beragam Bentuk cupat 1316 Antar aksesi 1.00-1.59 313.690 41 0.04 beragam Antar lokasi 187.827 3 0.00 beragam Ukuran stigma 1349 Antar aksesi 0.21-0.54 590.442 41 0.00 beragam Antar lokasi 378.557 3 0.00 beragam Diameter tangkai 1257 0.49-1.25 Antar aksesi cm 615.53 41 0.00 beragam Antar lokasi 278.308 3 0.00 beragam Panjang tangkai 1360 Antar aksesi 0.80-3.5 749.850 41 0.00 beragam Antar lokasi cm 356.572 3 0.00 beragam Tebal Kulit 1233 Antar aksesi 3.5-146 780.44 41 0.00 beragam Antar lokasi mm 408.952 3 0.00 beragam Ukuran Kelopak 1331 Antar aksesi 0.53-1.44 518.347 41 0.00 beragam Antar lokasi 273.690 3 0.00 beragam Panjang Kelopak 1334 2.90-6.81 Antar aksesi cm 697.620 41 0.00 beragam Antar lokasi 478.649 3 0.00 beragam Jumlah Segmen 1440 Antar aksesi 4-11 531.079 41 0.00 beragam Antar lokasi buah 371.775 3 0.00 beragam Jumlah biji 1360 Antar aksesi 0-5 buah 276.912 41 0.00 beragam Antar lokasi 103.864 3 0.00 beragam Karakter 1 2. 3 4 5 6 7 8 9 10

Total sampel 1172

37 aksesi (Tanpa Tembilahan) Kisaran Chi-Square db p_ nilai value 0.72-1.10

439.819 213.081

36 2

0.00 0.00

1.0-1.34

47.759 6.276 522.974 338.832

36 2

0.091 0.00

beragam beragam Tidak beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

36 2

0.00 0.00

beragam beragam

1148 1283 1101 1186 1048 1168 1183 1200

Kesimpulan

0.21-0.52 0.49-1.18 cm

429.284 62.030

0.91-3.18

528.449 126.436

3.5-11.5 0.57-1.44 2.90-6.81 4-8 buah

1163 0-5 buah

513.878 256.525 349.955 230.364 577.143 474.784 124.407 34.708 240.694 113.798

60

Keragaman Morfologi Berdasarkan Analisis Gerombol

Analisis gerombol dilakukan untuk 33 aksesi yang mempunyai data morfologi dan molekuler yang lengkap. Dendogram 33 aksesi manggis berdasarkan 10 karakter morfologi buah (Gambar 21) menunjukkan bahwa aksesi manggis yang diuji bervariasi secara morfologi dengan koefisien kemiripan berkisar antara 0.08 sampai 1.00. Pada tingkat kemiripan morfologi 8 sampai 50% aksesi terbagi kedalam 2 kelompok utama yang terpisah berdasarkan perbedaan karakter panjang tangkai buah, ukuran dan ketebalan kelopak buah, bentuk cupat dan jumlah segmen buah. Ke dua kelompok utama tersebut adalah 1). Kelompok I terdiri dari 3 aksesi dari Tembilahan dengan bentuk buah ellip, tangkai buah pendek dan besar, kelopak kecil dan tipis, cupat ellip dan jumlah segmen buah 5 sampai 11 dengan kemiripan morfologi 0.89-1.00; 2). Kelompok II terdiri 33 aksesi lainnya dengan panjang tangkai buah sedang sampai panjang, kelopak besar dan tebal, cupat bulat, dan segmen buah 4 sampai 8 dengan kemiripan morfologi yang lebih rendah yaitu 0.51-1.00. Kelompok II dapat dibagi lagi menjadi 7 sub kelompok yang terpisah berdasarkan perbedaan karakter bentuk buah, diameter tangkai, panjang tangkai dan ukuran cupat yaitu : a). Satu aksesi Leuwiliang (L1) dengan buah agak bulat, diameter tangkai besar, cupat besar; b). Enam belas campuran aksesi Leuwiliang dan Purwakarta dengan buah agak bulat dan cupat berukuran sedang (L2, L3, L5, L6, L7, L8, L10, W3, WPK9, W10, W11, W13, W17, W18, W20, dan W24), c). Lima aksesi campuran dari Leuwiliang dan Purwakarta dengan buah agak bulat, tangkai sedang dan cupat besar (L4, W4, W7, W19, W25); d). Tiga aksesi Purwakarta dengan buah agak bulat, diameter tangkai sedang, dan ukran cupat sedang sampai besar W2, W15. W8); e). tiga aksesi Purwakarta dengan buah agak bulat, tangkai panjang, cupat besar (WB1, WB2, WB3); f). Satu aksesi Leuwiliang (L9) dengan buah bulat, tangkai kecil, ukuran cupat sedang; dan g). satu aksesi Tembilahan (TMB 14) dengan buah ellip, tangkai pendek, dan ukuran cupat sedang (Gambar 20).

61

a. LEUWILIANG L1 LWLIANG1 buah agak bulat, diameter tangkai L2 besar, cupat besar LWLIANG2 L3 LWLIANG3 L5 LWLIANG5 L6 LWLIANG6 L7 LWLIANG7 L8 LWLIANG8 b.LEUWILIANG, L10 LWLIANG10 PURWAKARTA W3 buah agak bulat, PKONENG3 W9 cupat sedang PKONENG9 W10 PKONENG10 II. kelopak besar dan PKONENG1W11 1 W13 tebal, PKONENG13 cupat PKONENG1W17 7 bulat, PKONENG1W18 8 segmen 4- 8 PKONENG2W20 0 PKONENG2W24 4 L4 LWLIANG4 c.LEUWILIANG PKONENG4W4 PURWAKARTA PKONENG7W7 agak bulat, tangkai sedang PKONENG1W19 9 dan cupat besar; PKONENG2W25 5 d. PURWAKARTA W2 PKONENG2 buah agak bulat, diame PKONENG1W15 5 ter tangkai sedang, cupat sedang/besar PKONENG8W8 BABAKAN1WB1 e. PURWAKARTA agak bulat, tangkai pan BABAKAN2WB2 jang, cupat besar WB3 BABAKAN3 f.. f. buah bulat, tangkai kecil, cupat sedang LWLIAL9 NG9 g.buah ellip, tangkai pen TEMBITMB14 LAHAN14 dek, cupat sedang. ; TEMBITMB1 LAHAN1 I. TEMBILAHAN Buah ellip, tangkai pendek , TEMBITMB LAHAN2 2 kelopak kecil dan tipis, cupat TEMBITMB3 LAHAN3 ellip, segmen 5 - 11

0.0 0.1 0.10 0.2 0.20 0.3 0.30 0.4 0.40 00.5 .50 0.0.6 60 0.70.7 0 0.80.8 0 0.0.9 90 1.01.0 0.0 Koefisien SimilarityCoef icient kemiripan Gambar 21 Dendogram 33 aksesi manggis berdasarkan 10 karakter morfologi.

62

Hasil analisis korelasi antar karakter morfologi menggunaan MXCOMP pada program NTSYS diperoleh nilai r sebesar 0.96 (Lampiran 1). Angka ini menunjukkan

bahwa korelasi antar

karakter

morfologi

sangat erat atau

pengelompokan aksesi berdasarkan karakter morfologi sangat baik. Nilai keragaman morfologi yang diperoleh pada penelitian ini (0 sampai 92%) jauh lebih besar dibandingkan dengan keragaman morfologi pada penelitian sebelumnya (Mansyah et al. 2003a) yaitu sebesar 0 sampai 45% dengan korelasi antar karakter yang lemah (r=0.73). Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan karakter morfologi yang diamati dan materi tanaman yang digunakan.

Keragaman Molekuler

Hasil analisis molekuler menggunakan 8 primer RAPD dan 5 primer ISSR pada 33 individu tanaman manggis ditampilkan pada Gambar 22. Aksesi manggis yang diuji bervariasi secara genetik dengan koefisien kemiripan antara 0.83 - 0.99. Berbeda dengan pengelompokan secara morfologi, pengelompokan molekuler membagi aksesi menjadi 3 kelompok utama pada koefisien kemiripan 0.86 yaitu: 1) Kelompok I terdiri dari tiga aksesi dari Purwakarta (kemiripan 0.89-0.99); 2) Kelompok II tiga aksesi Tembilahan (kemiripan 0.94-0.99) ; dan 3) Kelompok III terdiri dari 27 aksesi lainnya (kemiripan 0.89-0.99) yang terpisah menjadi 3 sub kelompok: a) Sepuluh aksesi dari Leuwiliang; b) 16 aksesi Purwakarta; dan c) Satu aksesi Tembilahan (TMB14). Kelompok I dan III sulit dibedakan secara morfologi namun jelas merupakan kelompok aksesi dengan genetik yang berbeda secara molekuler. Pada dendogram morfologi (Gambar 21) kelompok I dan III tergabung dalam satu kelompok yang sama (kelompok II) dengan sifat morfologi utama kelopak besar dan tebal, cupat bulat, dan jumlah segmen 4 – 8 buah dan sulit dibedakan secara morfologi. Analisis molekuler menunjukkan adanya beberapa pita spesifik (OPH-18 /950 bp, PKBT-7/750 bp, PKBT-10/875 bp) yang berasosiasi dengan kelompok aksesi dengan morfologi cupat bulat, kelopak besar, jumlah segmen buah 4-8). Selain itu juga terdapat beberapa pita spesifik yaitu PKBT-7/775 bp, P3/875 bp,

63

LWLIALNG1 LWLIAL9 NG9 LWLIAL7 NG7 LWLIAL8 NG8 LWLIAL10 NG10 LWLIAL6 NG6 LWLIAL2 NG2 LWLIAL3 NG3 LWLIAL5 NG5 LWLIAL4 NG4 W3 PKONENG3 PKONENG4 W4 W9 PKONENG9 PKONENG10 W10 W7 PKONENG7 PKONENG17 W17 W20 PKONENG20 W15 PKONENG15 W13 PKONENG13 W25 PKONENG25 WB1 BABAKAN1 WB2 BABAKAN2 WB3 BABAKAN3 W24 PKONENG24 W18 PKONENG18 W19 PKONENG19 TEMBITMB14 LAHAN14 TEMBITMB1 LAHAN1 TEMBITMB2 LAHAN3 TMB3 TEMBILAHAN2 W2 PKONENG2 W8 PKONENG8 PKONENG11 W11

0.86

0.80 0.80

0.85 0.85

0.90 0.90

0.95 0.95

a. LEUWILIANG

III Kelopak besar dan tebal, cupat bulat, segmen 4- 8.

b. PURWAKARTA

c. TEMBILAHAN II. TEMBILAHAN Buah ellip, tangkai pendek , kelopak kecil dan tipis, cupat ellip, segmen 5-11 buah I. PURWAKARTA Agak bulat, kelopak besar dan tebal tangkai sedang cupat bulat, segmen 4- 8 buah

1.0 1.00

Koefisien Similarity Coefkemiripan ficient

Gambar 22 Dendogram 33 aksesi manggis berdasarkan 8 primer RAPD dan 5 primer ISSR.

64

dan PKBT-3/1000 bp yang berasosiasi dengan

kelompok

aksesi

yang

mempunyai cupat ellip, kelopak kecil, jumlah segmen buah 5-11, dan kelopak tipis). Profil pola pita DNA spesifik tersebut disajikan pada Lampiran 4 Nilai korelasi antar pita DNA melalui analisis MXCOMP adalah sebesar 0.93 (Lampiran 2) yang berarti bahwa pengelompokan aksesi berdasarkan primer yang digunakan adalah sangat baik (r > 0.90). Tingkat kemiripan molekuler penelitian

ini (0.83 - 0.99)

lebih tinggi dari penelitian sebelumnya yang

menggunakan 5 primer RAPD (0.73 -1.00, r = 0.90) (Mansyah et al. 2003b). Hal ini dapat disebabkan oleh perbedaan jumlah dan jenis primer, dan materi tanaman yang digunakan.

Gabungan Keragaman Morfologi dan Genetik

Gambar 23 menunjukkan pengelompokan 33 aksesi manggis berdasarkan gabungan antara karakter morfologi dan molekuler. Berdasarkan hasil analisis gabungan diperoleh koefisien kemiripan antara 0.76 sampai 0.99 dengan korelasi antara karakter morfologi dan molekuler sebesar r = 0.95. Pengelompokan ini hampir sama dengan pengelompokan berdasarkan analisis morfologi (Gambar 23) yaitu terbagi menjadi 2 kelompok utama: 1) Kelompok I terdiri dari tiga aksesi Tembilahan dan 2). Kelompok II terdiri dari 103 aksesi lainnya yang terpisah menjadi 4 sub kelompok berdasarkan lokasi yaitu: a). Terdiri dari 10 aksesi manggis dari Leuwi Liang; b), 16 aksesi Purwakarta; c) satu aksesi Tembilahan (TMB 14); dan d). tiga aksesi Wanayasa. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa manggis memiliki keragaman morfologi yang luas (0-92%) dan keragaman genetik yang sempit (1-17%) . Artinya

bahwa terdapat pengaruh lingkungan cukup besar terhadap karakter

morfologi. Johnson dan Frey (1967) menggambarkan bahwa model sederhana dari hubungan fenotip (P), genotip (G) dan lingkungan (E) adalah sebagai P = G + E. Karena perbedaan antara individu merupakan resultan pengaruh genotipik dan lingkungan, maka variasi morfologi mengandung komponen genotipik dan lingkungan.

65

LWLIAL1 NG1 LWLIAL4 NG4 LWLIAL2 NG2 LWLIAL3 NG3 a. LEUWILIANG LWLIAL7 NG7 LWLIAL8 NG8 LWLIAL10 NG10 L5 LWLIANG5 LWLIAL6 NG6 L9 LWLIANG9 W3 PKONENG3 II W4 PKONENG4 Kelopak besar dan W9 PKONENG9 tebal, W7 PKONENG7 cupat bulat, W17 PKONENG17 segmen W20 4- 8. PKONENG20 W15 PKONENG15 b. PURWAKARTA W13 PKONENG13 W25 PKONENG25 W24 PKONENG24 W10 PKONENG10 W18 PKONENG18 W19 PKONENG19 WB1 BABAKAN1 WB2 BABAKAN2 WB3 BABAKAN3 c. TEMBILAHAN TEMBITMB14 LAHAN14 W2 PKONENG2 W8 PKONENG8 d. PURWAKARTA W11 PKONENG11 TEMBITMB1 LAHAN1 I. TEMBILAHAN Buah ellip, tangkai pendek , TEMBITMB2 LAHAN2 kelopak kecil dan tipis, cupat TEMBITMB3 LAHAN3 ellip, segmen 5-11

0.80

0.75 0.75

0.80 0.80

0.85 0.85

0.90 0.90

Koefisien kemiripan

0.95 0.95

1.00 1.00

Similarity Coef icient

Gambar 23 Dendogram 33 aksesi manggis berdasarkan gabungan data morfologi dan molekuler.

66

Manggis yang tumbuh pada tempat yang lebih tinggi, suhu lebih rendah dan kelembaban yang lebih tinggi seperti di Purwakarta dan Leuwiliang (Tabel 4) pada umumnya mempunyai bentuk buah yang agak bulat sampai bulat, panjang tangkai buah sedang sampai panjang dengan diameter tangkai yang kecil sampai sedang, kulit buah lebih tebal, dan ukuran cupat yang bervariasi. Karakterkarakter tersebut terdapat pada individu kelompok II pada dendogram morfologi (Gambar 21). Pada kelompok II juga terlihat variasi dalam karakter tersebut yang membagi aksesi menjadi sub kelompok secara acak. Pada daerah dengan suhu tinggi dan kelembaban yang rendah seperti di Tembilahan buah berbentuk ellip, tangkai buah pendek dengan diameter besar, serta kulit buah yang lebih tebal. Hasil pengukuran karakter morfologi buah tersebut juga menunjukkan adanya variasi didalam tanaman (Gambar 2 sampai 14). Berdasarkan pengamatan ini maka karakter bentuk buah, panjang tangkai, diameter tangkai, ukuran cupat dan tebal kulit buah dapat dikategorikan sebagai karakter minor karena sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Besarnya pengaruh lingkungan terhadap karakter morfologi buah telah dilaporkan pada jeruk. Buah berukuran lebih besar pada suhu dan kelembaban tinggi. Pada tanah bertekstur ringan buah juga lebih besar, matang lebih cepat, warna pucat, kulit buah tebal, dan rasa tidak enak. Diameter buah lebih panjang pada daerah dengan kelembaban atmosfir yang lebih rendah, dan sebaliknya. Oleh karena itu varietas oval pada jeruk (Shamouti orange) bervariasi dari agak bulat (almost round) sampai elliptik panjang (long elliptic) tergantung pada iklim, sehingga varietas yang sama mungkin menunjukkan bentuk buah yang berbeda nyata pada daerah dengan iklim berbeda. Pada daerah subtropik diketahui ukuran dan tonjolan pada pusar navel orange bervariasi berdasarkan zona iklim, musim kemusim dan bahkan antara bagian luar dan dalam pohon (Hodgson 2011). Karakter bentuk cupat, ukuran kelopak, tebal kelopak, dan jumlah segmen buah dapat di kategorikan sebagai karakter mayor karena relatif tidak dipengaruhi oleh lingkungan dan merupakan karakter yang khas. Kecilnya pengaruh lingkungan pada karakter ini dapat dilihat dari kecilnya variasi nilai pengukuran dalam satu pohon yang sama. Selain itu karakter ini dapat memisahkan individu manggis menjadi dua kelompok morfologi seperti pada Gambar 23.

67

Pengelompokan aksesi berdasarkan dendogram morfologi (Gambar 21) dan molekuler (Gambar 22) menunjukkan beberapa perbedaan dan persamaan. Persamaannya antara lain adalah pembagian aksesi menjadi dua kelompok utama pada kedua dendogram berdasarkan kepada karakter morfologi yang sama yaitu ukuran dan tebal kelopak, bentuk cupat, dan jumlah segmen buah. Persamaan lainnya adalah tiga aksesi Tembilahan konsisten membentuk satu kluster utama dan terpisah dengan aksesi lainnya. Perbedaan terlihat pada pengelompokan individu dalam sub kelompok morfologi yang kurang konsisten dengan sub kelompok molekuler. Pada dendogram molekuler sub kelompok terpisah berdasarkan lokasi, sedangkan pada dendogram morfologi tidak berdasarkan lokasi, dimana sebagian besar individu Leuwiliang dan Purwakarta bergabung pada sub kelompok yang sama. Pengelompokan molekuler ini dapat mencerminkan perbedaan morfologi antar kelompok utama, tetapi tidak pada sub kelompok. Penjelasan ini mendukung bahwa variasi morfologi yang tampak pada anggota sub kelompok ini dapat dikategorikan sebagai karakter morfologi minor, diantaranya adalah bentuk buah, diameter tangkai, panjang tangkai dan ukuran stigma, dan tebal kulit buah. De Kroen et al. (1994) melaporkan bahwa pada rumputan pakan ternak Potentilla, terlihat variasi panjang buku stolon dan panjang rhizoma didalam individu tanaman merupakan bagian minor dari variasi yang bersifat plastik atau tergantung pada kondisi lingkungan. Selain itu adanya variasi intensitas percabangan dan sudut percabangan memungkinkan untuk pengaturan penempatan klon Potentilla pada lingkungan mikro yang lebih menguntungkan di lapangan. Ketiga

dendogram

morfologi

molekuler

dan

gabungan

tersebut

menunjukkan adanya konsistensi pengelompokan. Tiga akesi Tembilahan (TMB1, 2 dan 3) konsisten membentuk kelompok yang sama. Demikian juga dengan tiga aksesi Purwakarta (WPK2, WPK8, dan WPK11) membentuk kelompok yang sama pada dendogram molekuler dan gabungan. Hal ini ditunjang oleh nilai goodness of fit analisis gabungan karakter morfologi dan molekuler dengan nilai korelasi sebesar r= 0.95 (Lampiran 3) yang berarti bahwa terdapat keselarasan pengelompokan berdasarkan morfologi dan molekuler.

68

Manggis termasuk tanaman yang terbentuk melalui penggandaan genom (poliploidisasi). Penggandaan genom adalah fenomena pada evolusi tanaman dan merupakan proses utama terbentuknya biodiversitas yang ada saat ini. Poliploid dihasilkan dari penggandaan genom atau penyatuan genom yang memberikan kesempatan baru untuk menghasilkan variasi fenotipik. Poliploidi berasosiasi dengan variasi dan instabilitas fenotip yang tidak dapat dihitung melalui genetika Mendel. Perubahan fenotip tersebut mungkin berasal dari perubahan ekspresi gen oleh variasi dosis ekspresi gen regulator (dosage-regulated gene expression), perubahan genetik dan epigenetik yang cepat. Sifat yang dipengaruhi epigenetik meliputi seluruh sifat tanaman diantaranya waktu berbunga, morfologi daun dan bunga (Wendel & Doyle 2005). Faktor lain yang dapat menyebabkan keragaman morfologi adalah terjadinya mutasi spontan dan pengaruh epigenetik yang dipicu oleh transposable element pada tanaman dengan tingkat ploidi tinggi (Wegscheider 2009). Retrotransposon menghasilkan berbagai modifikasi tergantung pada tempat penyisipan. Jika menyisip ke coding region, melibatkan pengaturan, merubah ekspresi gen dan variabilitas fenotipik (Bennetzen 2000). Studi pada tanaman model menunjukkan bahwa pembentukan poliploidi diikuti oleh perubahan epigenetik dalam ekspresi gen seluruh genome. Perubahan epigenetik mungkin terjadi pada permulaan poliploidi atau bertambah secara perlahan selama waktu evolusi. Penyatuan genom atau penggandaan genom mengakibatkan variasi epigenetik baru secara besar-besaran, yang merupakan seleksi alami selama periode waktu mencapai ribuan tahun (Adams et al. 2003).

Kesimpulan

1

Koefisien kemiripan morfologi menunjukkan kisaran yang luas antara 0.081.00 dan korelasi antar karakter morfologi sebesar 0.95. Terdapat dua kelompok morfologi yaitu tiga aksesi Tembilahan dengan cupat ellip, kelopak tipis dan jumlah segmen buah 5 sampai 11, dan 30 aksesi lainnya dengan karakter morfologi cupat bulat, kelopak besar dan tebal serta jumlah segmen buah 4 – 8.

69

2 Koefisien kemiripan molekuler sangat tinggi antara 0.83 - 0.99 dengan korelasi antar karakter sebesar 0.89. Analisis molekuler membagi aksesi menjadi tiga kelompok genetik berbeda. 3 Terdapat hubungan yang erat antara pola pengelompokan karakter morfologi dan molekuler (r= 0.95). 4 Variasi morfologi yang luas dan kemiripan genetik yang tinggi menunjukkan bahwa karakter morfologi buah sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. 5 Karakter morfologi ketebalan kelopak, bentuk cupat, dan jumlah segmen buah dapat digunakan sebagai pembeda kelompok genetik manggis. Marka molekuler yang dapat digunakan sebagai pembeda kelompok adalah primer OPH-13, OPH1-8, P3, PKBT-3, PKBT-7,dan PKBT-10 . Daftar Pustaka

Adams KL, Cronn K, Percifield R, Wendel JF. 2003. Genes duplicated by polyploidy show unequal contributions to the transcriptome and organspecific reciprocal silencing. PNAS. 100(8): 4649–4654. Beer SC, Goffreda J, Philips TD, Murphy JP, Sorrels ME. 1993. Assesment of genetic variation in Avena sterilis using morphological traits, isozymes and RFLPs. Crop Sci. 33:1386–1393. Bennetzen JL. 2000. Transposable element contributions to plant gene and genome evolution. Plant Mol. Biol. 42: 251-269. Cox JEK. 1976. Garcinia mangostana L. – Mangosteen. In: R.J. Gardner (Ed). Propagation of Tropical fruit Trees. Common Wealth Bureau. Farn Harn Royal. England. p:361– 367. De Kroen H, Stuever JR, Dong MM, During HJ. 1994. On plastic and non plastic variation in clonal plant morphology and its ecological significance. Folia GeoBot. Phytotax. 29:123-238. Doyle JJ, Doyle JL 1987. Isolation of plant DNA from fresh tissues. Focus 12: 13-15. Gaspersz V. 1995. Teknik Analisis Dalam Penelitian Percobaan. Edisi Kedua. Endang Sjamsuddin dan Justika S. Baharsyah, penerjemah. Tarsito. Bandung.

70

Hodgson RW. CHAPTER 4 Horticultural Varieties of Citrus. http://websites.lib.ucr.edu/agnic/webber/Vol1/Chapter4.html [1 September 2011] Levebvre V, Goffinet B, Chauvet JC, Caromel B, Signoret P, Brand R, Palloix A. 2001. Evaluation of genetic distance between pepper inbred lines for cultivar protection purposes: Comparison of AFLP, RAPD, and phenotipic data. Theor. Appl. Genet. 102:741–750. Mansyah E, Baihaki A, Setiamihardja R, Darsa JS, Sobir, Poerwanto R. (2003a). Variabilitas fenotipik manggis pada beberapa sentra produksi di pulau Jawa. J. Hortikultura 13(3): 147-156. Mansyah E, Muas I, Jawal MAS, Sobir. 2010. Morphological variability of apomictic mangosteen (Garcinia mangostana L.) in Indonesia: morphological evidence of natural populations from Sumatera region. SABRAO J. Breeding Genet. 4(2): 1-8. Osman MB, Milan AR. 2006. Mangosteen – Garcinia mangostana. Southampton Centre for Underutilised Crops, University of Southampton, Southampton, UK. Poehlman JM, Sleper D.A. 1995. Breeding Field Crops, Iowa State University Press Richards AJ. 1990a. Studies in Garcinia, dioecious tropical fruit trees : Agamospermy. Bot. J. Linn. Soc. 103:233-250. Rohlf, J.F. 1993. NTSYSpc Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 1.80. Exerter Software. New York. Rohlf JF. 2000. NTSYSpc Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 2.1. User Guide. Departement of Ecology and Evolution State University of New York. Sobir, Poerwanto R. 2007. Mangosteen Genetics and Improvement. International Journal of Plant Breeding. Global Science Books 1(2):105-111 .2007. Wegscheider E, Benjak A, Forneck A. 2009. Clonal variation in Pinot noir revealed by S-SAP involving universal retrotransposon-based sequences Am. J. Enol. Vitic. 60:1:104-109. Wester PJ. 1926. Edible Garcinias and possible mangosteen stocks. The Jounal of the Departement of Agriculture of Puerto Rico. No 3,4: 283 - 305. Williams JGK, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA Tingey SV. 1990. DNA polymorphysms amplified by arbitrari primers are useful as genetic markers. Nucleic Acid Res. 18(22):6531-6535.