Keragaman dan Struktur Genetik Plasma Nutfah Kelapa Sawit Koleksi Taman Buah Mekarsari Berdasarkan Karakter Agronomi dan Marka Mikrosatelit

Abstract

Kelapa sawit merupakan salah satu tanaman yang memiliki nilai ekonomi penting sebagai sumber penghasil minyak nabati utama di dunia dan memiliki produktivitas tertinggi dibandingkan dengan tanaman-tanaman penghasil minyak nabati lain. Di Indonesia, kelapa sawit termasuk ke dalam salah satu komoditas perkebunan strategis karena menjadi sumber penghasil devisa utama dan mampu menghidupi jutaan masyarakat yang bergerak pada sektor perkebunan. Keberlanjutan produksi tanaman kelapa sawit di Indonesia pada saat ini dihadapkan pada permasalahan utama yaitu ketersediaan lahan untuk perluasan perkebunan kelapa sawit semakin terbatas. Diperlukan upaya intensifikasi melalui peningkatan potensi genetik tanaman agar produktivitas per hektar dapat meningkat. Karakter laju pertambahan tinggi yang lambat dan karakter arsitektur tajuk kompak merupakan dua karakter penting yang menjadi target seleksi untuk mendukung upaya intensifikasi perkebunan. Makin lambat tanaman bertambah tinggi, makin panjang umur produktif tanaman karena makin mudah tandantandannya untuk dipanen. Pada saat ini, rata-rata laju pertambahan tinggi tanaman dari 37 varietas komersial yang telah dilepas di Indonesia berkisar antara 50-70 cm per tahun yang berarti bahwa pada umur 20 tahun tinggi tanamannya sudah mencapai 10 – 14 meter sehingga tandan-tandannya sudah relatif sulit untuk dipanen. Oleh karena itu masih diperlukan program pemuliaan untuk menghasilkan varietas unggul kelapa sawit yang memiliki karakter laju pertambahan tinggi yang lambat. Karakter tersebut dapat diintegrasikan ke genotipe yang sudah memiliki karakter produksi minyak tinggi. Ketersediaan sumber genetik dan variabilitas genetik yang luas merupakan faktor penentu keberhasilan program pemuliaan tanaman. Populasi kelapa sawit yang umum dibudidayakan di Indonesia merupakan populasi F1 (DxP) hasil persilangan genotipe-genotipe dura sebagai tetua betina dengan genotipe-genotipe pisifera sebagai tetua jantan pada spesies Elaeis guineensis. Upaya untuk merakit varietas DxP yang memiliki kombinasi daya hasil tinggi dan laju pertambahan tinggi yang lambat dimulai dengan merakit dan memperbaiki potensi genetik tetuanya secara bersamaan baik dari populasi dura maupun populasi pisifera. Salah satu plasma nutfah yang dapat digunakan untuk pemuliaan kelapa sawit super pendek yaitu dura Elmina 206 (E206). Populasi dura E206 merupakan populasi yang dikembangkan dari satu tanaman deli dura yang mengalami mutasi spontan. Mutan ini ditemukan di perkebunan kelapa sawit Elmina, Malaysia. Mutan E206 memiliki postur pendek yang berbeda jauh dengan deli dura sehingga dikenal sebagai dura dumpy. Plasma nutfah kelapa sawit lain yang dapat digunakan sebagai sumber untuk karakter pendek yaitu plasma nutfah E. oleifera. Hampir semua genotipe E. oleifera memiliki laju pertambahan tinggi yang super lambat yaitu sekitar 10-12 cm per tahun atau tingginya hanya sekitar 2 – 2.4 m pada usia 20 tahun. Penelitian ini mengkaji keragaman genetik karakter laju pertambahan tinggi tanaman dan karakter-karakter agronomi lain dari plasma nutfah kelapa sawit koleksi Taman Buah Mekarsari. Selain itu, marka mikrosatelit sebagai marka yang bersifat kodominan dan multialelik digunakan pada penelitian ini untuk mengestimasi struktur genetik yang bermanfaat untuk menentukan strategi pemuliaan. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari 2014 sampai Maret 2017 di Kebun Percobaan PT. Sasaran Ehsan Mekarsari, Cileungsi, Bogor dan di Laboratorium Biologi Molekuler Tanaman (PMB Lab), Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian yang dilakukan dibagi menjadi lima bagian yang terdiri atas (1) analisis keragaman karakter agronomi pada 18 populasi dura elit, (2) analisis struktur genetik pada 26 populasi dura elit dan evaluasi heterozigositas genetiknya berdasarkan mikrosatelit, (3) analisis keragaman populasi pisifera berdasarkan karakter morfologi tandan dan molekuler, (4) komparasi genetik populasi intra dan inter spesies kelapa sawit, (5) identifikasi marka-marka SSR yang berasosiasi dengan beberapa karakter agronomi penting. Hasil penelitian pertama menunjukkan bahwa karakter kecepatan pertambahan tinggi tanaman pada populasi dura bervariasi baik dalam populasi maupun antar populasi. Genotipe-genotipe dura yang memiliki laju pertambahan tinggi tanaman kurang dari 30 cm per tahun berhasil diidentifikasi. Berdasarkan kombinasi informasi fenotipe dan genotipe yang dihasilkan pada bagian penelitian pertama dan kedua pada populasi dura dapat dirancang strategi persilangan untuk menghasilkan genotipe dura yang memiliki karakter unggulan. Karakerisasi morfologi dan molekuler pada populasi pisifera menunjukkan bahwa terdapat variasi yang luas pada populasi pisifera koleksi Mekarsari. Menggunakan kombinasi karakter morfologi dan informasi molekuler telah terpilih genotipe-genotipe pisifera yang memiliki karakter jumlah floret dan jumlah spikelet per tandan yang tinggi, bersosok pendek sehingga memiliki umur produktif yang lebih panjang, dan memiliki arstitektur tajuk yang relatif kompak dengan dugaan konstitusi genetiknya sudah hampir homozigot untuk banyak lokus sehingga turunannya diduga akan seragam. Analisis perbandingan genetik antara spesies E. guineensis dan E. oleifera menunjukkan bahwa populasi kelapa sawit E. oleifera koleksi Mekarsari memiliki keragaman genetik yang lebih luas dibanding populasi kelapa sawit E. guineensis. Berdasarkan analisis filogenetiknya diketahui bahwa secara umum jarak genetik populasi dura dengan E. oleifera lebih jauh dibanding jarak genetik populasi pisifera dengan E. oleifera. Hal ini memberikan petunjuk bahwa plasma nutfah E. oleifera akan lebih efektif jika dimanfaatkan untuk perbaikan populasi pisifera. Program perbaikan populasi pisifera menggunakan pendekatan introgresi dari spesies E. oleifera dapat dipercepat dengan bantuan marka-marka yang berfungsi sebagai marker assisted backcrossing (MAB). Pada penelitian ini berhasil diidentifikasi 10 lokus SSR yang membawa alel-alel spesifik untuk E. oleifera yang dapat digunakan lebih lanjut untuk pengembangan MAB yang berbasis foreground dan background selection. Selain marka spesifik spesies, pada penelitian ini berhasil diperoleh markamarka yang berasosiasi dengan beberapa karakter agronomi yang dapat digunakan untuk marker assisted selection. Lokus mEgCIR3691, mEgCIR3376 dan mEgCIR0801 berasosiasi dengan karakter super dumpy. Lokus mEgCIR3376 berasosiasi dengan karakter panjang daun. Lokus mEgCIR3350, mEgCIR2813, dan mEgCIR0878 berasosiasi dengan karakter bobot tandan. Lokus mEgCIR3428 dan mEgCIR0783 berasosiasi dengan karakter jumlah tandan. Lokus-lokus tersebut dapat diuji pada populasi pemetaan yang berbeda. Secara menyeluruh dapat disimpulkan bahwa populasi kelapa sawit koleksi Taman Buah Mekarsari memiliki keragaman genetik yang luas baik intra maupun inter spesies. Diperlukan pendekatan pemuliaan konvergen untuk menghimpun sifat-sifat baik ke dalam satu populasi atau memfiksasi gen-gen yang tersebar diantara genotipe ke dalam satu populasi. Pendekatan pemuliaan tersebut dapat diakselerasi menggunakan bantuan penanda genetik yang berasosiasi dengan beberapa karakter penting. Genotipe-genotipe yang sudah dalam kondisi homozigot dapat digunakan untuk beberapa tujuan (1) memproduksi benih komersial yang lebih homogen dan unggul, (2) bahan untuk membentuk populasi pemetaan (mapping population), (3) untuk studi genetik mempelajari pola segregasi karakter-karakter yang belum diketahui regulasi genetiknya.