Studi Keragaman Genetik dan Pengembangan Penanda SNAP Berbasis Gen α-D Galactosidase, WRKY, SUS, SACPD dan ABI pada Kelapa Kopyor.

Abstract

Kelapa Kopyor merupakan kelapa endemik khas yang ditemukan di Indonesiayang mempunyai nilai ekonomi cukup tinggi. Harga buah kelapa Kopyor mencapai 7 kali lipat dari kelapa normal. Produksi buah kelapa Kopyor dari beberapa sentra tanaman kelapa masih sangat terbatas karena permasalahan perbanyakan kelapa Kopyor. Hal ini terjadi akibat kelapa Kopyor merupakan kelapa abnormal membawa alel langka dan bersifat resesif. Secara visual fenotipe tanaman kelapa normal dan kelapa Kopyor sangat sulit dibedakan meskipun secara genotipe berbeda. Perbedaan kelapa Kopyor dan kelapa normal hanya dapat dibedakan pada saat tanaman kelapa telah tumbuh dewasa dan berbuah kemudian dilihat bagian endospermanya. Berdasarkan hal tersebut petani akan sangat sulit melakukan identifikasi tanaman kelapa Kopyor khususnya pada fase bibit. Serangkaian kegiatan dalam penelitian ini dilakukan untuk mempelajari gen-gen yang diduga berhubungan dengan karakter abnormal kelapa Kopyor, diantaranya gen α-D Galactosidase, WRKY, SUS, SACPD dan ABI. Gen-gen tersebut dipelajari studi keragaman genetiknya dan selanjutnya dikembangkan sebagai teknologi penanda molekuler berbasis Single nucleotide amplified pholymorphism. Teknologi penanda molekular yang dikembangkan dalam penelitian ini akan sangat membantu dalam menyelesaikan masalah identifikasi tanaman kelapa yang membawa alel sifat Kopyor. Hasil penelitian ini membantu pemulia dalam program percepatan pemuliaan tanaman kelapa untuk mengembangkan kelapa-kelapa unggul dimasa depan. Percobaan pertama adalah melakukan isolasi dan karakterisasi keragaman sekuen gen α–D Galactosidase. Sejumlah penelitian mengungkapkan bahwa abnormalitas pada kelapa Makapuno disebabkan oleh mutasi yang terjadi pada gen α–D Galactosidase namun secara fenotipe endosperma kelapa Kopyor berbeda dengan kelapa Makapuno. Penelitian tentang isolasi dan karakterisasi gen α–D Galactosidase pada kelapa Kopyor sebelumnya belum pernah dilaporkan sehingga penelitian ini menjadi bagian penting yang harus dilakukan. Penelitian ini berhasil mengamplifikasi seluruh area target gen yang mengandung bagian exon (Coding DNA Sequence). Total panjang CDS yang dihasilkan adalah 1197 bp dengan translasi produk asam amino sebanyak 398 asam amino. Hasil analisis keragaman sekuen menunjukkan terdapat 50 situs polimorfik pada gen α–D Galactosidase kelapa. Situs tersebut merupakan situs mutasi substitusi basa tunggal (SNP). Terdapat perbedaan situs-situs SNP yang berbeda pada kelapa Kopyor, normal maupun Makapuno. Percobaan kedua adalah melakukan mengembangkan penanda molekular SNAP berbasis gen α–D Galactosidase dan WRKY untuk menganalisis keragaman kelapa normal dan Kopyor sebagai teknologi identifikasi tanaman kelapa Kopyor. Pengembangkan penanda molekular SNAP berbasis gene α–D Galactosidase dan WRKY yang dilakukan dalam penelitian ini berhasil iii dilakukan dengan diperoleh 18 pasang primer penanda SNAP sebagai lokus. Hasil pengujian analisis polimorfisme lokus dan keragaman genetik menunjukkan penggunaan 43 aksesi yang berada dalam 1 populasi pada 1 kawasan geografi memberikan hasil yang lebih baik dan mampu mengelompokkan aksesi sesuai fenotipe karakter endosperma dibandingkan menggunakan 80 aksesi kelapa Indonesia yang berasal dari beragam pulau diIndonesia. Keseluruhan 18 lokus primer SNAP yang diuji menggunakan 43 aksesi kelapa, hanya 12 lokus primer yang menghasilkan pita polimorfik. Percobaan ketiga adalah pengembangan dan pengujian penanda molekular SNAP untuk menganalisis keragaman aksesi kelapa kelapa Kopyor dan normal asal kabupaten Pati dan hasil budidaya laboratorium kultur jaringan sebagai teknologi identifikasi tanaman kelapa Kopyor. Pengembangan dan pengujian penanda molekular SNAP berbasis gene SACPD, SUS dan ABI berhasil dilakukan. Sebanyak 8 marka SNAP yang diuji, terdapat empat primer (CNSUS1#3, CNSUS1#11, CNSUS1#17 dan ABI3#3) yang termasuk kategori cukup informatif membedakan gen dari tiap individu dalam 43 aksesi dalam populasi yang diuji. Aksesi kelapa Dalam Kopyor, Genjah Normal, Genjah Kopyor dan Kopyor Kultur Jaringan dengan marka SNAP dapat dipisahkan ke dalam tiga kelompok yang berbeda dengan piranti lunak DARwin menggunakan metode Neighbour Joining. Struktur genetik populasi dengan piranti lunak STRUCTURE dapat membagi aksesi kelapa yang diuji atas dua subgrup populasi dari perhitungan maksimum ΔK diperoleh pada K=2. Hal ini menunjukkan lokuslokus terpilih yang digunakan sebagai penanda SNAP secara umum merupakan alel dengan frekuensi rendah.