VARIASI MORFOLOGI DAN HUBUNGAN FENETIK POPULASI SUKUN (Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg) DI HUTAN PENELITIAN BALAI BESAR PENELITIAN BIOTEKNOLOGI DAN PEMULIAAN TANAMAN HUTAN (BBPBPTH) PLAYEN, GUNUNG KIDUL
SKRIPSI Diajukan Kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Biologi
Oleh : Setiyo Utami Ningrum NIM. 07308144035
PROGRAM STUDI BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2012
PERSETUJUAN
VARIASI MORFOLOGI DAN HUBUNGAN FENETIK POPULASI SUKUN (Arcarpus altilis (Parkinson) Fosberg) DI HUTAN PENELITIAN BALAI BESAR PENELITIAN BIOTEKNOLOGI DAN PEMULIAAN TANAMAN HUTAN (BBPBPTH) PLAYEN, GUNUNG KIDUL
SKRIPSI Diajukan Kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Biologi
Oleh : Setiyo Utami Ningrum (07308144035)
Menyetujui :
Yogyakarta, 4 Juni 2012
Pembimbing I
Pembimbing II
Sudarsono, M.Si. NIP.19600522 198601 1 002
Budiwati, M.Si. NIP.19661212 199303 2 002
ii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertangan tangan di bawah ini : Nama
: Setiyo Utami Ningrum
NIM
: 07308144035
Prodi/Jurdik : Biologi / Pendidikan Biologi Judul TAS
: Variasi Morfologi dan Hubungan Fenetik Populasi Sukun (Arcarpus altilis (Parkinson) Fosberg) di Hutan Penelitian Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan (BBPBPTH) Playen, Gunung Kidul
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar karya saya sendiri. Sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan orang lain kecuali sebagai acuan atau kutipan dengan mengikuti tata penulisan karya ilmiah yang telah lazim.
Yogyakarta, 4 Juni 2012 Yang Menyatakan,
Setiyo Utami Ningrum NIM. 07308144035
iii
iv
MOTTO
Hidup itu seperti sebuah sepeda agar tetap seimbang kita harus terus bergerak. (Albert Einstein) Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar. (Khalifah Sayidina Umar bin Khattab) Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan. (Mario Teguh) “Percaya pada diri sendiri dan tidak menyerah untuk melakukan suatu hal supaya mendapatkan hasil yang maksimal” “Tidak ada yang salah dengan kata lemah dan gagal. Hanya yang bermental lemah dan gagal yang tersinggung dengan kata “engkau lemah dan gagal”. Karena keberhasilan relatif dengan seberapa besar perjuangan kita, bukan dari kata-kata orang. Menang atau belum, tetaplah bermental pemenang. Kita tidak tahu sudah berapa dekatkah keberhasilan di depan. Jadi tetaplah semangat untuk meraih keberhasilan”
v
PERSEMBAHAN
Karya tulis (skripsi) ini saya persembahkan kepada :
Tuhan Yang Maha Esa, hanya dengan Rahmat dan Ridho-Nya semua ini dapat terwujud dan terlaksana dengan indah
Kedua orang tuaku, semoga dengan terselesainya skripsi ini dapat membuat kalian berdua bangga
Kedua kakakku tercinta, Tulus Jatmiko dan Setiyo Budi. Terimakasih atas doa dan dukungannya selama ini
Seseorang yang bernama Nur Hutomo pronodipto, terimakasih atas semangat, doa, setia menemaniku dan memberikan kasih sayang selama ini
Teman-temanku, Pras, Amri, Lia, Lina, Uut dan Lisa. Terimakasih atas bantuan, dukungan dan doanya
Keluarga besar Biologi Swa 2007, terimakasih atas kebersamaan baik susah dan senang, dukungan dan doa kalian selama ini. Persahabatan dan persaudaraan yang kita jalani selama ini adalah hal yang indah dalam hidupku
vi
VARIASI MORFOLOGI DAN HUBUNGAN FENETIK POPULASI SUKUN (Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg) DI HUTAN PENELITIAN BALAI BESAR PENELITIAN BIOTEKNOLOGI DAN PEMULIAAN TANAMAN HUTAN (BBPBPTH) PLAYEN, GUNUNG KIDUL Oleh : Setiyo Utami Ningrum 07308144035 ABSTRAK
Sukun merupakan salah satu jenis tanaman hutan rakyat yang memiliki nilai ekonomis untuk dikembangkan, baik itu buah, daun maupun kayunya yang bersifat multiguna. Sukun memiliki variasi yang sangat beragam, terutama daunnya yang dapat digunakan untuk ramuan obat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi morfologi dan hubungan fenetik dari 14 kultivar Sukun (Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg) yang berasal dari 14 daerah di Indonesia. Jenis penelitian ini merupakan penelitian deskriptif dengan metode observasi. Penelitian ini dilakukan di hutan penelitian Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan, Playen Gunung Kidul. Sampel penelitian berupa populasi tanaman sukun yang berumur 7 dan 8 tahun yang berasal dari 14 daerah di Indonesia. Variasi morfologi didapatkan dengan mengamati karakter vegetatif dan generatif kultivar sukun kemudian ciri-ciri morfologinya dideskripsi dan diidentifikasi dengan menggunakan kunci determinasi buatan. Ciri-ciri morfologi yang sudah diseleksi dan ciri-ciri yang terpilih dihitung indeks similaritasnya dengan menggunakan metode Coeffisient of Association Jaccard. Hasil perhitungan indeks similaritas dianalisis dengan menggunakan analisis kelompok, kemudian disajikan dalam bentuk dendogram berdasarkan nilai kesamaannya. Berdasarkan hasil penelitian, jumlah karakter yang membedakan antarkultivar sukun sebanyak 51 karakter dan ciri morfologi yang paling mantap dari kultivar sukun ada 13 karakter. Hasil analisis hubungan fenetik didapatkan 3 kelompok besar, yaitu kelompok pertama terdiri dari kultivar Manokwari dan Sorong; Kelompok kedua terdiri dari kultivar Lampung, Sleman, Mataram, Kediri, Sukabumi, Gunung Kidul, Bali, Banyuwangi, Banten dan Cilacap dan kelompok ketiga terdiri dari Sulawesi Selatan (Malino) dan Bone. Ketiga kelompok ini memiliki tingkat kemiripan sebesar 0,343 %. Sukun yang memiliki hubungan yang paling dekat yaitu Banyuwangi dan Cilacap dengan nilai kemiripan sebesar 1 %.
Kata kunci : morfologi, fenetik, sukun (Arcarpus altilis (Parkinson) Fosberg)
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat dan Hidayah-Nya yang diberikan kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jurusan Pendidikan Biologi dengan judul “Variasi Morfologi dan Hubungan Fenetik Populasi Sukun (Arcarpus altilis (Parkinson) Fosberg) di Hutan Penelitian Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan (BBPBPTH) Playen, Gunung Kidul”. Dengan terselesaikan penulisan skripsi ini, penulis menyampaikan terimakasih atas segala bantuan, bimbingan, saran dan motivasi kepada : 1.
Bapak Prof. Dr. Rochmat Wahab, M.Pd., M.A. selaku Rektor Universitas Negeri Yogyakarta.
2.
Bapak Dr. Hartono, M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta.
3.
Bapak Dr. Ir. Amir Wardhana, M.For.Sc. selaku Kepala Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan (BBPBPTH) Yogyakarta, terima kasih atas pemberian ijin penelitian untuk keperluan tugas akhir skripsi.
4.
Bapak Sudarsono, M.Si Dosen Pembimbing I yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan demi sempurnanya penulisan tugas akhir skripsi.
5.
Ibu Budiwati, M.Si selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan demi sempurnanya penulisan tugas akhir skripsi.
6.
Bapak Hamdan Adma Adinugraha, S.Hut., M.Sc selaku Pembimbing Lapangan (Peneliti Madya di BBPBPTH Yogyakarta).
7.
Bapak Soroto dan mas Triyono selaku pengawas Kebun Penelitian BBPBPTH di Playen, Gunung Kidul yang telah membantu dalam pengambilan data untuk tugas akhir skripsi.
viii
8.
Bapak, ibu, kakak dan seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan semangat baik material dan spiritual dalam menyelesaikan studiku.
9.
Teman-teman Biologi Swadana 2007 khususnya Ruhai Lanang Prasojo, Ahmad Faisal Amri dan Nur Hutomo Pronodipto terima kasih atas bantuan dan dukungannya hingga terselesainya tugas akhir skripsi ini.
10. Semua pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih kurang dari sempurna, oleh karena itu segala bentuk kritik dan saran yang bersifat membangun sangatlah diharapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca dan semua pihak yang memerlukannya.
Yogyakarta, 4 Juni 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...............................................................................
i
PERSETUJUAN .....................................................................................
ii
SURAT PERNYATAAN........................................................................
iii
PENGESAHAN ......................................................................................
iv
MOTTO ..................................................................................................
v
PERSEMBAHAN ...................................................................................
vi
ABSTRAK ..............................................................................................
vii
KATA PENGANTAR ............................................................................
viii
DAFTAR ISI ...........................................................................................
x
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xv
BAB I.
PENDAHULUAN ..................................................................
1
A. Latar Belakang..................................................................
1
B. Identifikasi Masalah .........................................................
3
C. Batasan Masalah ...............................................................
4
D. Rumusan Masalah ............................................................
5
E. Tujuan Penelitian ..............................................................
5
F. Manfaat Penelitian ............................................................
6
G. Batasan Operasional .........................................................
6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
8
A. Tanaman Sukun ................................................................
8
1. Sebaran dan Tempat Tumbuh Tanaman Sukun ..........
8
2. Aspek Botani Tanaman Sukun ...................................
10
3. Aspek Ekologi Tanaman Sukun .................................
15
B. Kondisi Alam Asal Kultivar Sukun ..................................
18
1. Banyuwangi (Jawa Timur) .........................................
18
2. Cilacap (Jawa Tengah) ...............................................
18
x
3. Gunung Kidul (DIY) ..................................................
18
4. Sleman (DIY) .............................................................
20
5. Lampung .....................................................................
20
6. Manokwari (Papua) ....................................................
21
7. Bali .............................................................................
22
8. Mataram (NTB) ..........................................................
23
9. Kediri (Jawa Timur) ...................................................
23
10. Banten .........................................................................
24
11. Sukabumi (Jawa Barat) ...............................................
24
12. Sorong.........................................................................
25
C. Rambut atau Trikomata ....................................................
25
1. Kegunaan Trikoma .....................................................
26
2. Macam-macam Trikoma.............................................
26
D. Klasifikasi Tumbuhan ......................................................
30
1. Tinjauan Taksonomi ...................................................
30
2. Pengertian Istilah Kultivar ..........................................
32
3. Sifat Morfologi Sebagai Sumber Bukti Taksonomi ...
33
4. Mengukur Hubungan Kekerabatan .............................
36
E. Kerangka Berfikir .............................................................
41
BAB III. METODE PENELITIAN .......................................................
43
A. Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................
43
B. Populasi dan Sampel Penelitian........................................
43
1. Populasi Penelitian .....................................................
43
2. Sampel Penelitian .......................................................
43
C. Variabel Penelitian ...........................................................
44
D. Instrumen Penelitian .........................................................
44
E. Rancangan Penelitian .......................................................
45
F. Cara Kerja .........................................................................
45
1. Persiapan Peralatan .....................................................
45
2. Pengamatan Karakter Morfologi Sukun .....................
46
3. Mengukur Hubungan Kekerabatan Fenetik xi
Antarkultivar Tanaman Sukun....................................
51
G. Analisis Data ....................................................................
52
1. Secara Deskriptif ........................................................
52
2. Nilai Indeks Similaritas Dendogram ..........................
52
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................
53
A. Hasil Pengamatan .............................................................
53
1. Manokwari ..................................................................
53
2. Lampung .....................................................................
55
3. Bali .............................................................................
56
4. Sleman ........................................................................
57
5. Sulawesi Selatan .........................................................
59
6. Mataram ......................................................................
60
7. Banyuwangi ................................................................
62
8. Sorong.........................................................................
63
9. Bone ............................................................................
65
10. Banten .........................................................................
66
11. Kediri ..........................................................................
67
12. Sukabumi ....................................................................
69
13. Gunung Kidul .............................................................
70
14. Cilacap ........................................................................
73
B. Pembahasan ......................................................................
74
1. Klasifikasi Kultivar Tanaman Sukun .........................
74
2. Hubungan Fenetik ......................................................
86
BAB V. PENUTUP ..............................................................................
94
A. Kesimpulan .......................................................................
94
B. Saran .................................................................................
96
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
97
LAMPIRAN ............................................................................................
99
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Indeks similaritas kultivar sukun (Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg) .................................................................
87
Tabel 2. Pemberian skor pada tiap OTU's...............................................
101
Tabel 3. Hasil standarisasi OTU’s ..........................................................
102
Tabel 4. Skoring ulang pada tiap OTU's ................................................
103
Tabel 5. Hasil analisis clustering dengan SPSS versi 15 ........................
106
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Bentuk percabangan tanaman sukun ...................................
12
Gambar 2. Variasi bentuk daun sukun ..................................................
13
Gambar 3. Perbedaan bentuk bunga betina (A) dan jantan (B) pada tanaman sukun .....................................................................
14
Gambar 4. Macam-macan bentuk trikomata (rambut) ..........................
29
Gambar 5. Buah sukun berdasarkan jarak antarduri rapat (A) dan renggang (B) ........................................................................
77
Gambar 6. Percabangan batang tiap ruas berjumlah 3 (A) dan ruas 4 (B) .............................................................................
78
Gambar 7. Bentuk buah sukun bulat (A) dan oval (B) .........................
79
Gambar 8. Toreh pada daun berjumlah 3 (A) dan berjumlah 4 (B) ......
79
Gambar 9. Bentuk daun sukun bulat (A) dan oval (B) ........................
80
Gambar 10. Tekstur kulit luar batang kasar (A) dan batang halus (B) ...
81
Gambar 11. Warna daging buah putih kekuningan (A) dan putih (B) ...
81
Gambar 12. Retakan pada kulit terluar batang sukun tidak ada (A) dan ada (B) .........................................................................
82
Gambar 13. Bentuk kanopi tanaman sukun bulat (A) dan oval (B) ........
83
Gambar 14. Tekstur permukaan bawah daun berbulu kasar (A) dan berbulu halus (B) .................................................................
83
Gambar 15. Bentuk percabangan monopodial (A) dan simpodial (B)....
84
Gambar 16. Warna kulit batang abu-abu ................................................
84
Gambar 17. Warna kulit (A) cokelat bercak putih dan (B) cokelat tua ..
85
Gambar 18. Hubungan fenetik 14 kultivar sukun berdasarkan jarak similaritas ...................................................................
88
Gambar 19. Mikrometer untuk menghitung panjang trikomata..............
109
Gambar 20. Pengamatan trikomata dari permukaan atas daun ...............
109
Gambar 21. Pengamatan trikomata dari permukaan bawah daun ...........
110
Gambar 22. Pengamatan pada kulit luar batang sukun ...........................
110
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil karakterisasi tiap OTU’s ...........................................
99
Lampiran 2. Pemberian skor pada tiap OTU's ........................................
101
Lampiran 3. Hasil standarisasi OTU’s ....................................................
102
Lampiran 4. Skoring ulang pada tiap OTU's ..........................................
103
Lampiran 5. Hasil penghitungan indeks similaritas ................................
104
Lampiran 6. Hasil analisis clustering dengan SPSS versi 15 ..................
106
Lampiran 7. Hasil penghitungan hubungan fenetik berdasarkan dendogram ...........................................................................
107
Lampiran 8. Skema klasifikasi 14 kultivar sukun ...................................
108
Lampiran 9. Dokumentasi penelitian ......................................................
109
xv
