Depresi Penangkarandalam Empat Generasi Penyerbukan Tertutup Tanaman Kelapa Dalam Mapanget No.32 Berdasarkan Sifat Morfologi dan Penanda Mikrosatelit.

Abstract

Coconuts (Cocos nucifera L) are one of the major plantation crops in the tropics, where their products play an important economical role in many developping country. The objectives of this study were to determine inbreeding depression, parentage analysis, and to identify DNA specific fragment related to coconut fruits production based on morphological and microsatellite (SSR) markers of second, third, and fourth generation close pollinated of Mapanget Tall coconut trees No.32 (DMT-32). The study was conducted using 30, 9, 40, and 38 trees of open-pollinated Mapanget Tall coconut (DMT OP), second, third, and fourth generations of close pollinated DMT-32 (DMT-32 S2, DMT-32 S3, and DMT-32 S4 respectively. Inbreeding depression expressed in both of two markers, morphological and microsatellite (SSR). Inbreeding depression occured in almost of all characters studied and have tendency to increase from generation to the next generation of DMT-32 S2, DMT-32 S3 and DMT-32 S4. Inbreeding depression was also assessed by SSR markers and show the same pattern with morphological marker, increase from generation to the next generation of DMT- 32. Fifteen SSR primers used were able to analyze the tree parents of DMT-32 S4 from DMT-32 S3, and DMT-32 S3 from DMT-32 S2. All of 9 coconut trees of DMT-32 S2 analyzed are the parents of DMT-32 S3, but some of those coconut palms of DMT-32 S3 are not the parents of DMT-32 S4. Each SSR locus spreads in 15 chromosomes. Two of 15 primers used, CNZ21 and CNZ51, were able to show the specific DNA fragment related to fruitless of coconut. There were indication that CNZ21-270bp and CNZ51-110bp fragments associate with coconut fruit production

Indonesia memiliki keanekaragaman kelapa yang sangat tinggi, dengan luas pertanaman tertinggi di dunia, tetapi rata-rata produksi kelapa per hektar per tahun masih sangat rendah. Pengetahuan tentang karakter-karakter yang bernilai ekonomi tinggi serta identifikasi dini pohon-pohon yang berpotensi produksi tinggi sangat penting, mengingat umur mulai berbuah kelapa yang lama. Penelitian untuk mendapatkan karakter-karakter yang homozigot telah dilakukan menggunakan serbuksari campuran dari pohon-pohon terpilih dari setiap ge nerasi kelapa DMT-32 sampai pada generasi keempat. Penyerbukan antar pohon-pohon tertentu dalam generasi yang sama ini mengakibatkan terjadinya depresi penangkarandalam, dan karena serbuksari yang digunakan adalah campuran dari pohon-pohon terpilih sehingga identitas dari masing-masing pohon pada setiap generasi tidak jelas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui depresi penangkarandalam berdasarkan sifat morfologi dan molekular (SSR), melacak tetua dari DMT-32 generasi ketiga dan keempat, serta mengidentifikasi fragmen DNA spesifik yang berkaitan dengan karakter kemampuan berbuah pada tanaman kelapa Dalam Mapanget No.32 (DMT-32). Pengamatan morfologi dilakukan sesuai STANTECH COGENT, dan analisis molekular menggunakan penanda mikrosatelit (SSR). Hasil penelitian menunjukkan terjadinya depresi penangkarandalam baik pada beberapa penanda morfologi yaitu pada beberapa karakter vegetatif, generatif, dan komponen buah maupun penanda molekular. Karakter vegetatif pohon kelapa Dalam Mapanget No.32 (DMT-32) hasil penyerbukan tertutup menggunakan campuran serbuksari beberapa pohon terpilih ini memperlihatkan kecenderungan depresi penangkarandalam karakter morfologi dari generasi ke generasi berikutnya semakin banyak. Pada generasi kedua hasil penyerbukan tertutup DMT-32 S2 mengalami depresi penangkarandalam pada dua karakter vegetatif, lingkar batang 150 cm di atas permukaan tanah dan lebar anak daun. Pada generasi DMT-32 S3 karakter yang mengalami depresi penangkarandalam menjadi empat: lingkar batang 20 cm dan 150 cm di atas permukaan tanah, tinggi 11 bekas daun, dan lebar anak daun. Pada DMT-32 S4 ditemukan lima karakter vegetatif dengan persentase depresi penangkarandalam meningkat artinya karakter-karakter tersebut mengalami penurunan kekekaran dibandingkan dengan karakter-karakter pohon kelapa DMT pada populasi menyerbuk terbukanya. Karakter-karakter tersebut adalah lingkar batang 20 cm dan 150 cm di atas permukaan tanah, tinggi 11 bekas daun, lebar anak daun, dan jumlah daun. Depresi penangkarandalam pada karakter generatif memiliki kecenderungan yang sama dengan karakter vegetatif yaitu semakin banyak karakter yang mengalami depresi penangkarandalam dengan persentase semakin meningkat dari generasi ke generasi hasil penyerbukan tertutup pohon kelapa menggunakan campuran polen dari pohon kelapa generasi yang sama. Pada generasi DMT-32 S2 ada 3 karakter yang tidak mengalami depresi penangkarandalam, sedangkan pada DMT-32 S3 tinggal 2 yang tidak mengalami depresi penangkarandalam. Pada DMT-32 S4 semua karakter generatif telah mengalami depresi penangkarandalam yang persentasenya semakin meningkat. Pada sifat komponen buah, penyerbukan tertutup tidak selalu menyebabkan depresi penangkarandalam pada generasi kedua, ketiga, dan keempat hasil penyerbukan tertutup kelapa DMT-32. Pada generasi kedua hanya satu komponen buah yang tidak mengalami depresi yaitu sabut buah. Sedangkan pada generasi ketiga air kelapa dan tempurung kelapa bertambah berat. Pada generasi keempat semua komponen buah mengalami depresi penangkarandalam. Hasil penelitian ini juga memperlihatkan bahwa persentase depresi penangkarandalam untuk komponen buah pada DMT-32 S3 lebih rendah kecuali pada berat sabut dibandingkan dengan DMT-32 S2 dan meningkat lagi pada DMT-32 S4. Secara umum depresi penangkarandalam meningkat persentasenya dari DMT-32 S2 ke DMT-32 S4. Analisis hubungan tetua dengan zuriatnya dilakukan menggunakan program komputer CERVUS 2.0. Jumlah primer SSR yang digunakan sebanyak 19 primer, dan 15 diantaranya dapat digunakan untuk melacak tetua jantan dan betina dari individu-individu kelapa DMT-32 S3 dan DMT-32 S4. Semua individu DMT-32 S2 menjadi tetua dari individu-individu DMT-32 S3, tetapi tidak semua individu DMT-32 S3 menjadi tetua dari DMT-32 S4. Hasil pelacakan tetua pada DMT-32 S3 ada tiga nomor pohon yang merupakan hasil penyerbukan sendiri. Pohon DMT-32 S3 No.26 merupakan zuriat hasil penyerbukan sendiri DMT-32 S2 No.3, sedangkan DMT-32 S3 No.25 dan No.39 merupakan hasil penyerbukan sendiri DMT-32 S2 No.8. Pada DMT-32 S4 ada lima pohon merupakan hasil zigot dengan polen dari pohon yang sama. DMT-32 S4 No.30 adalah zuriat hasil penyerbukan sendiri DMT-32 S3 No.35, dan pohon-pohon DMT-32 S4 No.8, No.10, dan No.22 merupakan zuriat hasil penyerbukan sendiri DMT-32 S3 No.28, sedangkan DMT-32 S4 No.11 adalah hasil penyerbukan sendiri DMT-32 S3 No.32. DMT-32 S2 No.1 merupakan tetua betina dan jantan dari masing-masing 4 individu DMT-32 S3. Lima dari zuriatnya adalah tetua jantan dan betina dari 13 individu DMT-32 S4. DMT-32 S2 No. 2 adalah tetua betina dari 8 individu DMT- 32 S3 dan tetua jantan dari satu individu DMT-32 S3. Empat nomor dari DMT-32 S3 No.2 adalah tetua jantan dan betina dari 14 individu DMT-32 S4. Pohon kelapa DMT-32 S4 No.30 ,merupakan hasil penyerbukan dan zigot dengan polen yang berasal dari pohon yang sama yaitu DMT-32 S3 No.35. Pohon kelapa DMT- 32 S2 No.3 merupakan tetua jantan dan betina dari 2 individu DMT-32 S3, tetua jantan dari 8 individu DMT-32 S3, dan menjadi tetua jantan sekaligus tetua betina dari satu individu DMT-32 S3 yaitu DMT-32 S3 No.26. Enam nomor pohon kelapa zuriat dari DMT-32 S2 No.3 menjadi tetua jantan dan betina dari 18 individu DMT-32 S4. DMT-32 S2 No.4 memiliki 5 zuriat yaitu sebagai tetua jantan dari 4 individu dan tetua betina dari satu individu. Dua nomor pohon diantaranya menjadi tetua jantan dan betina dari 6 individu DMT-32 S4. DMT-32 S2 No.5 merupakan tetua jantan dari 6 individu DMT-32 S3 dan tetua betina dari 4 individu DMT-32 S3. Enam nomor pohon diantaranya menjadi tetua jantan dan betina dari 24 individu DMT-32 S4. Pohon kelapa DMT-32 S4 No.8 dan No.22 merupakan hasil zigot dengan polen dari pohon yang sama yaitu DMT-32 S3 No.28. DMT-32 S2 No.6 adalah tetua jantan dari 3 individu DMT-32 S3 dan tetua betina dari satu individu DMT-32 S3. Hanya pohon DMT-32 S3 No.35 yang menjadi tetua dari 4 individu DMT-32 S4, yang satu individu merupakan hasil zigot dengan polen dari pohon tersebut yaitu DMT-32 S4 No.30. Pohon kelapa DMT-32 S2 No.7 merupakan tetua jantan dari merupakan tetua betina dan jantan dari masing-masing 5 individu DMT-32 S3. Lima diantaranya merupakan tetua jantan dan betina dari 20 individu DMT-32 S4. Pohon kelapa DMT-32 S4 No.11 merupakan hasil zigot dengan polen dari pohon DMT-32 S3 No.32. Pohon kelapa DMT-32 S2 No.8 adalah tetua jantan dari 5 individu DMT-32 S3, tetua betina dari 6 individu DMT-32 S3, dan tetua betina sekaligus tetua jantan dari satu individu yaitu DMT-32 S3 No.25. Empat nomor pohon DMT-32 S3 diantaranya adalah tetua jantan dan betina dari 15 individu DMT-32 S4. Pohon-pohon kelapa DMT- 32 S4 No.8, No.10, dan No.22 merupakan zigot dengan polen dari pohon yang sama yaitu DMT-32 S3 No.28. Pohon kelapa DMT-32 S2 No.9 merupakan tetua jantan dari 6 individu DMT-32 S3 dan tetua betina dari satu individu DMT-32 S3. Empat nomor dari zuriat DMT-32 S2 No.9 adalah tetua jantan dan betina dari 17 individu DMT-32 S4. Penelitian untuk mendeteksi adanya pita atau fragmen DNA spesifik yang berkaitan dengan kemampuan berbuah pada tanaman kelapa menggunakan populasi kelapa DMT No.32 hasil penyerbukan tertutup generasi kedua (DMT-32 S2), generasi ketiga (DMT-32 S3), dan generasi keempat (DMT-32 S4). Sebanyak 15 lokus mikrosatelit (SSR) kelapa digunakan untuk mendeteksi adanya fragmen spesifik. Untuk mengetahui hubungan antar lokus yang dipakai dalam penelitian ini dan korelasi antara sifat morfologi dengan penanda molekular dilakukan analisis korelasi Pearson dengan Program komputer Minitab 14. Peta keterpautan (linkage map) menggunakan MAPMAKER dengan nilai LOD 3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak ada hubungan antar lokus dari 15 lokus SSR yang digunakan, dan 15 lokus SSR tersebut tersebar dalam 15 kelompok sehingga diduga 15 lokus tersebut berada pada 15 kromosom berbeda. Kemampuan produksi buah pada tanaman kelapa DMT-32 kemungkinan berhubungan dengan ada tidaknya pita DNA yang hilang pada CNZ21-270bp dan CNZ51-110b.