KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI KELAPA SAWIT

Transkripsi

1 KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA ASAL NIGERIA BERDASARKAN ANALISIS MARKA Simple Sequence Repeats (SSR) ZULHERMANA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Keragaman Genetik Intra dan Interpopulasi Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Pisifera Asal Nigeria Berdasarkan Analisis Marka Simple Sequence Repeats (SSR) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Juli 2009 Zulhermana NRP. A

3 ABSTRACT ZULHERMANA Intra and Interpopulation Genetic Diversity Based on Simple Sequence Repeats (SSR) Markers Analysis of Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) Pisiferas Originated from Nigeria. Under direction of SUDARSONO and DWI ASMONO. The objectives of this experiment were to determine intra and inter population genetic diversity of TxP family and tissue culture clones of pisifera palm collections originated from Nigeria that have been used as pollen sources for producing oil palm s DxP commercial. Intra and interpopulation genetic diversity of Nigeria s pisifera analisis in this experiment was assessed using 12 loci of oil palm s specific SSR markers. Results of the experiment indicated out of 12 SSR marker loci evaluated, two loci were monomorphic in all pisifera palms evaluated while 10 loci were polymorphic. The average alele numbers of the marker in the pisifera populations were 3.7 aleles per locus. The result showed that out of six different clonal populations of pisiferas palm analyze, intrapopulation of clone 22, 24 and 32 showed uniform alele profiles in almost all SSR marker loci tested, indicating the clonal nature of the population members. However, intrapopulation of clone 14, 23 and 33 showed diversity among individuals within population, indicating possibilities of either existance of somaclonal variation or mislabelled individuals. The results also showed that intrapopulation of four population of Nigeria pisifera s TxP family were all on genetically diverse. Interpopulation analysis showed that all of Nigeria s pisiferas both clones and TxP family were band together as a cluster at 0,50 coefficient similarity value. However, interpopulation of Nigeria s pisifera showed interrelated among population of clone and TxP family. Based on 12 loci of SSR markers data the pisifera clones were shown to have high similarity to a number of individual of the TxP pisifera population. The interrelation among Nigeria s pisifera population indicating that there are genetic relationship among Nigeria s pisiferas family. Based on general combining ability analysis in the traits have been observed, result showed that TxP family 320 from family 24 of Nigeria s pisifera have been selected as pollen sources for producing commercial DxP oil palm. All the Nigeria s pisiferas palm have been selected by family and individual palm selection s method and result showed that all the individual palm selected evenly distributed throughout the population group of TxP family 320 on the dendogram of UPGMA analysis. Genetic diversity analysis based on SSR marker can be used to give an accurate information of genetic relatedness of oil palm germplasm and the molecular information can also be used as a tool for selection in order to maintain genetic variability to determine breeding activity for the future. Key words : Molecular marker, Pisifera TxP family, Pisifera clone, Marker polymorphism, Genetic distance, UPGMA.

4 RINGKASAN ZULHERMANA Keragaman Genetik Intra dan Interpopulasi Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Pisifera Asal Nigeria Berdasarkan Analisis Marka Simple Sequence Repeats (SSR). Dibawah bimbingan SUDARSONO dan DWI ASMONO. Perkebunan kelapa sawit di Indonesia terus mengalami peningkatan, jika pada tahun 1970 hanya ha, pada tahun 2008 telah mencapai 7,16 juta ha dan diperkirakan pada tahun 2009 luas areal pengembangan akan terus mengalami peningkatan yang ditunjukkan dengan permintaan benih untuk tanam baru dan tanam ulang mencapai hingga 150 juta benih di tahun Untuk memenuhi benih tersebut, kelapa sawit pisifera sebagai tetua jantan penghasil serbuk sari merupakan sumber genetik yang berperan penting dalam membentuk turunan yang unggul dan berkualitas. Sumber genetik ini perlu mendapat perhatian, tidak hanya dalam bentuk mengumpulkan dan memelihara, tetapi juga mengkarakterisasi keragaman genetik, mengevaluasi sifat-sifat yang dikehendaki dan memanfaatkannya untuk pemuliaan tanaman. Bertitik tolak dari hal itu maka penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menganalisis keragaman genetik intra dan interpopulasi kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) pisifera yang berasal dari Nigeria. Kelapa sawit pisifera tersebut digunakan sebagai sumber serbuk sari untuk menghasilkan benih Dura x Pisifera komersial. Salah satu penelitian dilakukan untuk membandingkan penggunaan dua marka molekular, RAPD dan SSR untuk menganalisis keragaman genetik pisifera kelapa sawit yang berasal dari Nigeria. Hasil analisis UPGMA menunjukkan bahwa marka RAPD dan SSR mampu memisahkan individu pisifera Nigeria yang berasal dari TxP famili dan klon. Marka RAPD mengelompokan seluruh pisifera Nigeria pada tingkat kesamaan 0,83 sedangkan marka SSR pada koefisien 0,68. Ketika analisis dilakukan menggunakan marka RAPD dan SSR, seluruh pisifera klon membentuk satu kelompok pada tingkat kesamaan 1,00 hal ini mengindikasikan bahwa seluruh klon yang dianalisis benar-benar seragam Berdasarkan keunggulan dari marka SSR yang bersifat kodominan, tingkat polimorfisme yang tinggi, penafsiran hasil yang sederhana dan reprodusibilitas yang tinggi maka marka SSR ini lebih lanjut digunakan untuk menganalisis keragaman genetik kelapa sawit pisifera Nigeria. Penelitian analisis keragaman genetik intra dan interpopulasi kelapa sawit pisifera Nigeria ini dilakukan menggunakan 12 marka SSR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 12 marka yang digunakan, 10 marka bersifat polimorfis dan 2 marka yang lain bersifat monomorfis. Jumlah alel yang dihasilkan adalah 3,7 alel perlokus. Dari enam populasi pisifera klon Nigeria yang dianalisis, individu-individu di dalam populasi klon 22, 24 dan 32 berdasarkan marka SSR, secara genetik seragam. Sebaliknya, terdapat masing-masing satu individu di dalam populasi

5 klon 14 dan 23 yang secara genetik berbeda dengan yang lain, dengan perbedaan satu lokus dari 12 lokus yang dianalisis. Adanya keragaman ini kemungkinan disebabkan oleh terjadinya variasi somaklonal. Sedangkan pada populasi klon 23 dan 33 juga terdapat masing-masing satu individu yang berbeda dengan yang lain, dengan perbedaan lima dan sepuluh lokus dari 12 lokus yang dianalisis. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh mislabelling pada saat kultur. Analisis intrapopulasi empat pisifera Nigeria TxP famili yang dilakukan juga menunjukkan adanya keragaman pada seluruh populasi. Populasi TxP 317 membentuk satu kelompok pada tingkat kesamaan 0,72 sedangkan populasi TxP 318 membentuk kelompok pada koefisien 0,50. Populasi TxP 319 membentuk kelompok pada koefisien 0,85 dan populasi TxP 320 membentuk kelompok pada koefisien 0,78. Analisis interpopulasi pisifera Nigeria secara umum menunjukkan bahwa seluruh kelapa sawit pisifera asal Nigeria membentuk satu kelompok pada tingkat kesamaan 0,65. interpopulasi pisifera Nigeria dapat dibedakan atas empat kelompok yaitu kelompok pisifera TxP famili 319, kelompok pisifera TxP famili 318, kelompok pisifera TxP 320 dan kelompok Klon 33 dan14. Serta terdapat kelompok lain yang sangat berbeda yaitu kelompok klon 23 dan TxP 318/56. Hasil uji keturunan (progeny test) dari lima famili DxP test cross terbaik dari masing-masing famili pisifera Nigeria menunjukkan bahwa pisifera Nigeria famili 24 menunjukkan keragaaan yang terbaik untuk karakter, pertambahan tinggi (HI) sebesar 45 cm/tahun, tandan buah segar (FFB) sebesar 202 kg/pokok/tahun, total produk ekonomi (TEP) sebesar 54,30% dan peningkatan total produk ekonomi seluruh pisifera (%TEP-all) sebesar 127,08%. Nilai daya gabung umum (GCA) tertinggi untuk karakter-karakter komponen minyak menyebar merata pada seluruh famili pisifera Nigeria. Pisifera Nigeria famili 14 menunjukkan rasio minyak per tandan (O/B) yang tertinggi dengan nilai 27,84%, famili 22 menunjukkan rasio buah pertandan (F/B) yang tertinggi dengan nilai 66,40%, famili 23 menunjukkan rasio kernel pertandan (K/B) yang tertinggi dengan nilai 5,23%, famili 24 menunjukkan rasio minyak per mesokarp segar (O/WM) yang tertinggi dengan nilai 53,47% dan famili 32 menunjukkan rasio mesokarp perbuah (M/F) yang tertinggi dengan nilai 81,20%. Sedangkan nilai GCA untuk karakter tandan buah segar (FFB), pertumbuhan meninggi (HI) dan total ekonomi produk (TEP) yang tertinggi terdapat pada pisifera Nigeria famili 24 dengan nilai masing-masing sebesar 172 kg/pokok/tahun, 52 cm/tahun dan 46,42%. Berdasarkan nilai GCA dari karakter-karakter yang dianalisis maka pisifera Nigeria TxP famili 320 terpilih sebagai tetua pisifera Nigeria terseleksi untuk produksi benih DxP komersial. Dari 53 pokok pisifera Nigeria terseleksi melalui metode family and individual palm selection sebanyak 40 pokok pisifera Nigeria (75%) yang secara konsisten terpilih sebagai pokok terseleksi pada tiap periode seleksi. Secara umum pisifera Nigeria terseleksi tersebut terlihat menyebar secara merata ke seluruh kelompok (sub populasi) TxP famili 320. Namun demikian ada beberapa pokok pisifera Nigeria terseleksi yang masuk dalam populasi TxP 318. Individu tersebut adalah TxP 320/11, 320/23,320/70, 320/68, 320/80 dan 320/102. Individu yang masuk ke dalam anggota populasi TxP 318 ini bukan merupakan anggota dari populasi TxP 320.

6 Dari serangkaian penelitian yang telah dilakukan dalam pengkajian keragaman genetik berdasarkan marka molekuler terhadap sumber plasma nutfah kelapa sawit pisifera Nigeria ini, disarankan analisis marka molekuler dapat diikutsertakan sebagai salah satu perangkat seleksi dalam menyusun program pemuliaan kelapa sawit di masa depan. Informasi marka molekular berupa keragaman dan jarak genetik juga dapat membantu dalam pengkayaan basis genetik. Analisis keragaman genetik kelapa sawit menggunakan marker SSR ini dapat digunakan sebagai salah satu perangkat seleksi dalam pemeliharaan keragaman genetik yang tersedia, memberikan informasi yang akurat mengenai tingkat kekerabatan genetik, monitoring keseragaman di antara dan di dalam populasi klon serta pendeteksian kultur yang tercampur (mislabelling). Kata kunci : Marka molekuler, Famili TxP pisifera, Klon pisifera, Polimorfisme marka, Jarak genetik, UPGMA.

7 Hak Cipta Milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

8 KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA ASAL NIGERIA BERDASARKAN ANALISIS MARKA Simple Sequence Repeats (SSR) ZULHERMANA Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

9 Judul : Keragaman Genetik Intra dan Interpopulasi Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Pisifera Asal Nigeria Berdasarkan Analisis Marka Simple Sequence Repeats (SSR) Nama : Zulhermana NRP : A Program Studi : Agronomi Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Sudarsono, MSc Ketua Dr. Ir. Dwi Asmono, MS, APU Anggota Diketahui Ketua Program Studi Agronomi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodipuro, MS Tanggal Ujian : 17 Juli 2009 Tanggal Lulus :

10 PRAKATA Puji beriring syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini dengan judul Keragaman Genetik Intra dan Interpopulasi Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Pisifera Asal Nigeria Berdasarkan Analisis Marka Simple Sequence Repeats (SSR) sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Pendidikan dan penelitian ini merupakan program pengembangan riset berkelanjutan dari PT Bina Sawit Makmur, PT Sampoerna Agro Tbk. dan seluruh pembiayaannya didanai sepenuhnya oleh PT bina Sawit Makmur, PT Sampoerna Agro Tbk. Penulis mengawali penelitian ini dengan tanpa dasar pengetahuan akan teknis dan analisis molekuler. Namun Alhamdulillah penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sudarsono, MSc dan Bapak Dr. Ir. Dwi Asmono, MS, APU selaku pembimbing yang telah banyak memberikan masukan dan arahan mulai dari pemahaman tentang teknik dan analisis molekuler, perencanaan, pelaksanaan hingga terselesaikannya penelitian ini dengan sangat baik. Ucapan terima kasih yang tidak berhingga secara khusus penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Dwi Asmono, MS, APU selaku Direktur Riset PT Sampoerna Agro Tbk. yang peduli terhadap peningkatan sumber daya manusia Indonesia, penulis bersyukur menjadi salah seorang yang diberi kesempatan untuk meningkatkan potensi diri melalui jenjang akademik. Terima kasih secara khusus juga penulis haturkan kepada Bapak Allan Goh yang telah memberikan kesempatan dan motivasi kepada penulis sehingga kesempatan yang tidak terduga ini dapat dijalani. Kepada segenap jajaran Direksi PT Sampoerna Agro Tbk. penulis ucapkan terima kasih yang tidak terhingga atas motivasi serta dukungan dana dan fasilitas dalam menjalani pendidikan pasca sarjana ini. Kepada Staf dan Karyawan PT Bina Sawit Makmur, PT Sampoerna Agro Tbk, penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas pemikiran, sumbang saran dan bantuan tenaga sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.

11 Keberhasilan penelitian ini tidak terlepas dari bantuan fasilitas dan peralatan serta saran teknis yang diberikan di Laboratorium Biologi Molekuler Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB yang dikordinir oleh Bapak Prof. Dr. Ir. Sudarsono, MSc dan seluruh staf tehnisi di laboratorium, untuk ini penulis haturkan terima kasih. Kepada seluruh teman-teman di Laboratorium Biologi Molekuler Tanaman, saya ucapkan terima kasih atas bantuan saran, tenaga dan motivasinya. Kepada seluruh team di statistical unit dan breeding unit kebun Surya Adi, PT Bina Sawit Makmur, terima kasih atas bantuan data dan pengiriman sampel daunnya. Semoga tetap menjadi team yang solid dan sukses selalu. Tak lupa kepada seluruh team purchasing department dan payroll department PT Sampoerna Agro Tbk. yang membantu penyediaan bahan-bahan penelitian dan pengaturan pembiayaan penelitian ini, penulis ucapkan terima kasih karena tanpa bantuan teman-teman penelitian ini tidak akan dapat berjalan dengan baik. Kepada motivator sejati, istri tercinta Zubaidah Harahap dan anak-anakku M. Aulia Khairu Rizqy Sembiring dan Rifqy Arikin Halim Sembiring, penulis ucapkan terima kasih karena selalu memberi dorongan semangat dan doa, walau kadang terabaikan. Khusus kepada Ibunda tercinta Almh. Siti Rukiah br. Tarigan penulis haturkan doa dan terima kasih karena cita-cita beliau menjadi semangat kepada penulis untuk terus maju walaupun jenjang yang dicapai saat ini tidak pernah terbayangkan beliau. Kepada Ayahanda serta seluruh keluarga terima kasih atas dukungan dan doanya. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, terutama keterbatasan informasi dan waktu penelitian. Namun demikian, penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat kepada pembaca dan semua pihak yang membutuhkannya. Bogor, Juli 2009 Zulhermana

12 RIWAYAT HIDUP ZULHERMANA SEMBIRING dilahirkan di Kabanjahe Kabupaten Karo Sumatera Utara pada tanggal 15 Pebruari 1970 sebagai putra pertama dari ayahanda Y. Heryanto Sembiring dengan ibunda Almh. Siti Rukiah Br. Tarigan. Pada tanggal 16 Pebruari 2003 penulis menikah dengan Zubaidah Harahap, dan telah dikaruniai dua orang putra bernama M. Aulia Khairu Rizqy Sembiring dan Rifqy Arikin Halim Sembiring. Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan di kota Medan, Sumatera Utara; yaitu Sekolah Dasar Negeri No Medan (1983), Sekolah Menengah Tingkat Pertama Negeri 8 Medan (1986), Sekolah Menengah Tingkat Atas Negeri 1 Medan (1989). Gelar sarjana pertanian (S 1 ) diperoleh dari Fakultas Pertanian (Jurusan Budidaya Pertanian, Program Studi Pemuliaan Tanaman) Universitas Sumatera Utara di Medan (1995) dengan predikat sangat memuaskan. Pada tanggal 3 Juli 1995 penulis diterima bekerja di PT Tania Selatan, salah satu perusahaan perkebunan di Sumatera Selatan sebagai Asisten Lapangan. Pada tahun 2003 penulis ditugaskan sebagai research officer kebun induk PT Bina Sawit Makmur, Selapan Jaya Group. Dan pada tahun 2006 penulis diberi kesempatan untuk mengikuti pendidikan Pasca Sarjana di Institut Pertanian Bogor pada program studi Agronomi. Sampai saat ini penulis bertugas sebagai research officer kebun induk (seed garden) di PT Bina Sawit Makmur, PT Sampoerna Agro Tbk.

13 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR SINGKATAN... xiii xiv xvi xvii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 5 Manfaat... 6 TINJAUAN PUSTAKA... 7 Kelapa Sawit... 7 Pemuliaan Kelapa Sawit Marka Molekuler EFEKTIFITAS PENGGUNAAN MARKA RAPD DAN SSR DALAM ANALISIS KERAGAMAN GENETIK SEMBILAN AKSESI KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA ASAL NIGERIA Abstrak Abstract Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Kesimpulan KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA KLON ASAL NIGERIA BERDASARKAN ANALISIS MARKA SSR Abstrak Abstract Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Kesimpulan xi

14 Halaman KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA TxP FAMILI ASAL NIGERIA BERDASARKAN ANALISIS MARKA SSR Abstrak Abstract Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Kesimpulan KAITAN ANTARA KERAGAMAN GENETIK INTRA DAN INTERPOPULASI SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) PISIFERA ASAL NIGERIA DENGAN KARAKTER UTAMA SELEKSI Abstrak Abstract Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Kesimpulan PEMBAHASAN UMUM KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

15 DAFTAR TABEL Halaman 1. Jenis primer dan urutan sekuen primer acak, jumlah marka RAPD dan ukuran marka RAPD yang dihasilkan oleh masing-masing primer Nilai tingkat kemiripan antar empat individu ramet klon pisifera dan lima individu dari famili TxP berdasarkan data marka RAPD Nama primer, urutan sekuen primer, jumlah alel total dan alel polimorfik dalam analisis marka SSR Nilai tingkat kemiripan antar empat individu ramet klon pisifera dan lima individu dari famili TxP berdasarkan data marka SSR Hasil perbandingan analisis marka RAPD dan marka SSR dari sembilan aksesi pisifera Nigeria Nama lokus, urutan basa dan jumlah alel dari 12 marka SSR yang digunakan dalam penelitian analisis keragaman genetik intra dan inter populasi kelapa sawit pisifera klon Nigeria Jumlah alel dan nilai polimorfisme dari 13 primer SSR yang digunakan dalam penelitian analisis keragaman genetik intra dan inter populasi kelapa sawit pisifera klon Nigeria Data keragaman intrapopulasi pisifera klon Nigeria yang dianalisis menggunakan 12 marka SSR Data perbedaan jumlah lokus intrapopulasi pisifera klon Nigeria dari 12 lokus yang diuji Nama lokus, urutan basa dan jumlah alel dari 13 primer SSR yang digunakan dalam penelitian analisa keragaman genetik intra dan interpopulasi kelapa sawit pisifera TxP famili Jumlah alel dan nilai polimorfisme dari 13 primer SSR.yang digunakan dalam penelitian analisa keragaman genetik intra dan interpopulasi kelapa sawit pisifera TxP famili Data koefisien kemiripan masing-masing populasi TxP family yang membentuk satu kelompok Data koefisien kemiripan masing-masing populasi TxP famili yang membentuk keragaman Data performance 5 (lima) individual DxP test cross terbaik dari 6 (enam) famili pisifera origin Nigeria Data performance 5 (lima) famili DxP test cross terbaik dari 6 (enam) famili pisifera origin Nigeria Data pokok seleksi pisifera Nigeria mulai 2003 hingga xiii

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Tanaman kelapa sawit komersial yang telah berbuah, yang merupakan persilangan antara dura x pisifera (DxP) dengan tetua pisifera yang digunakan berasal dari Nigeria Tipe pembungaan monoecious pada tanaman kelapa sawit. Bunga jantan (bj) dan bunga betina (bb) dalam dua tandan yang terpisah Gambar bunga jantan dan bunga betina kelapa sawit. (a) Tandan bunga jantan kelapa sawit yang sedang antesis dan (b) Tandan bunga betina kelapa sawit yang siap diserbuki Tenera yang merupakan persilangan tetua betina dura dengan tetua jantan pisifera Keragaan DxP test cross dengan pejantan Nigeria. (a) Tanaman dengan tipe buah virescence, (b) Tanaman dengan tipe buah nigrescence, (c) Tandan dan buah virescence, (d) Tandan dan buah nigrescence Metode seleksi yang melibatkan dua heterotik group: Group A tetua betina dura dan Group B tetua jantan pisifera Dendrogram hasil analisis UPGMA pada sembilan aksesi pisifera Nigeria menggunakan marka RAPD yang dihasilkan dari lima primer acak Contoh visualisasi marka RAPD yang dihasilkan dengan menggunakan primer acak, OPR Dendrogram hasil analisis UPGMA pada sembilan aksesi pisifera Nigeria menggunakan marka SSR yang dihasilkan dari lima primer spesifik Visualisasi DNA hasil amplifikasi plasma nutfah kelapa sawit pisifera Nigeria menggunakan primer SSR, P-9 dan P Dendrogram analisis UPGMA populasi pisifera klon menggunakan 12 primer SSR Visualisasi profil pita hasil elektroforesis DNA kelapa sawit populasi klon 33 dan klon 14 menggunakan primer SSR 1 dan Dendrogram analisis UPGMA populasi pisifera klon dan keterkaitannya dengan pisifera TxP famili menggunakan 12 primer SSR Dendrogram analisis UPGMA populasi pisifera TxP 318 menggunakan 12 primer SSR Dendrogram analisis UPGMA populasi pisifera TxP 320 menggunakan 12 primer SSR Visualisasi profil pita hasil elektroforesis DNA kelapa sawit populasi TxP 320 (27 aksesi) menggunakan primer SSR (A). Populasi TxP 320 (27 aksesi) menggunakan primer 9. (B). Populasi TxP 320 (27 aksesi) menggunakan primer. (C). Internal control xiv

17 17. Dendrogram analisis UPGMA populasi pisifera TxP famili dan keterkaitannya dengan pisifera seluruh pisifera Nigeria menggunakan 12 primer SSR Dendrogram keterkaitan hasil analisis UPGMA dari 12 primer SSR dengan pokok seleksi pisifera Nigeria xv

18 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Silsilah populasi pisifera origin Nigeria (GHA 608) Prosedur baku pembuatan larutan kimia dan ekstraksi DNA daun kelapa sawit Prosedur baku pembuatan larutan kimia dan elektroforesis horizontal DNA kelapa sawit Prosedur baku analisis SSR kelapa sawit Prosedur pengolahan data molekuler menggunakan program NTSYSpc versi Dendogram analisis UPGMA terhadap pisifera Nigeria menggunakan 12 primer SSR xvi

19 DAFTAR SINGKATAN AFLP : amplified fragment length polymorpism ALJ : asam lemak jenuh ALTJ : asam lemak tak jenuh BC : backcross BI : Bunch index bp : basepair BSM : Bina Sawit Makmur CD : crown desease CIRAD : centre de cooperation internationale en recherche agronomiquepour le developpement CPO : crude palm oil CTAB : cetyl-trimethyl-ammoniumbromide D : Dura datp : 2 -deoxyadenosine 5 -triphosphate dctp : 2 -deoxycytidine 5 -triphosphate dgtp : 2 -deoxyguanosine 5 -triphosphate DNA : deoxyribonucleic acid dntp : 2 -deoxy any base 5 -triphosphate dttp : 2 -deoxythymidine 5 -triphosphate DxP : Dura x Pisifera FAD : fatty acid desaturase FIPS : family and individual palm selection GCA : general combining ability GHA : Ghana IPC : Integral plate chamber Jacq. : Jacquin (Nicolaus Joseph von Jacquin) KIAA : kloroform : isoamilalkohol LDM : Leaf dry matter MAS : marker-assisted selection xvii

20 nig : nigrescence P : Pisifera PCR : polymerase chain reaction PKO : palm kernel oil PVPP : polyvinilpolypyrrolidone QTL : quantitative trait loci RAPD : random amplified polymorphic DNA RFLP : ristriction fragment length polymorphisms RRS : recurrent reciprocal selection SCA : specific combining ability SJ : Sriwijaya SSR : simple sequence repeats TAE : [Tris]-[Acetic Acid Glacial]-[EDTA] Taq : Thermus aquaticus TBS : tandan buah segar TE : [Tris]-[EDTA] TEP : Total Economic Product TxP : Tenera x Pisifera TxT : Tenera x Tenera UPGMA : unweighted pair group method with arithmetic UV : ultra violet Vir : virescence xviii

21 PENDAHULUAN Latar Belakang Produktivitas kelapa sawit sebagai komoditi penghasil devisa terus mengalami peningkatan. Bila pada tahun 1978, tingkat produksi CPO di Indonesia hanya ton, maka pada tahun 2008 tingkat produksi CPO telah mencapai 19,8 juta ton. Dari sisi luas areal, perkebunan kelapa sawit di Indonesia yang pada tahun 1970 hanya ha dan pada tahun 2008 telah mencapai 7,16 juta ha. Diperkirakan pada tahun 2009 luas areal pengembangan akan tetap mengalami peningkatan. Permintaan benih untuk tanam baru dan tanam ulang pada tahun 2009 mencapai 150 juta benih. Devisa yang diperoleh dari ekspor 11,9 juta ton minyak kelapa sawit dan turunannya pada tahun 2007 mencapai US$ 7,9 milyar. Usaha perkebunan tersebut menyerap tenaga kerja sebanyak 3,3 juta kepala keluarga (Dirjen Bun, 2008). Kelapa sawit pisifera sebagai tetua jantan penghasil serbuk sari merupakan sumber genetik yang berperan penting dalam membentuk turunan yang unggul dan berkualitas. Sumber genetik kelapa sawit pisifera ini perlu mendapat perhatian, tidak hanya dalam bentuk mengumpulkan dan memelihara, tetapi juga mengkarakterisasi keragaman genetik, mengevaluasi sifat-sifat yang dikehendaki dan memanfaatkannya untuk pemuliaan tanaman (Bennet 1993). Kelapa sawit pisifera asal Nigeria merupakan salah satu tetua jantan penghasil serbuk sari yang digunakan untuk produksi benih kelapa sawit DxP komersial. Hasil uji progeni DxP test cross yang dilaksanakan di lahan S3 (kurang subur) di Sumatera Selatan menggunakan pisifera Nigeria (GHA 608) memperlihatkan hasil dengan rerata produksi minyak 7,3 ton/tahun, rendemen 26,3% serta kecepatan meninggi 56 cm/tahun pada TM 3-7 (BSM 2007). Guna mendukung upaya pemberdayaan potensi plasma nutfah pada program seleksi maka mutlak diperlukan kelengkapan informasi yang berkaitan dengan berbagai karakter morfologi maupun genetiknya. Informasi genetik sangat bermanfaat untuk memberi kelengkapan informasi tanaman dan mampu mencerminkan potensi setiap individu. (Asmono 1998). Marka molekuler dapat

22 2 memberi gambaran yang akurat tentang perbedaan genetik individu, baik pada tingkat spesies maupun dengan kerabat jauhnya. Menurut Tanksley (1983), penanda molekuler dapat mendeteksi variasi genetik dan polimorfismenya tidak dipengaruhi oleh lingkungan. Marka SSR untuk kelapa sawit pertama kali dikembangkan oleh CIRAD Perancis. Bilotte et al. (2001) berdasarkan hasil analisis data multivariat melaporkan kemampuan marka SSR yang sangat efisien untuk menunjukkan struktur keragaman genetik genus Elaeis sesuai dengan daerah asalnya. Berdasarkan tingkat variabilitas aleliknya yang tinggi, marka SSR dapat menjadi perangkat yang sangat bermanfaat untuk kajian genetik genus Elaeis, antara lain untuk identifikasi plasma nutfah dan pemetaan genetik intra atau interspesifik. Sanghai-Maroof et al. (1994) mengemukakan beberapa alasan pemakaian SSR yaitu; (1) melimpah, (2) terdistribusi dengan seragam, (3) sangat polimorfis, (4) kodominan, (5) dihasilkan dengan cepat melalui PCR, (6) relatif sederhana untuk ditafsirkan, dan (7) mudah diakses oleh laboratorium lain melalui publikasi sekuen primer. Karena itu marka SSR ini dapat digunakan untuk mendeteksi keragaman genetik populasi tanaman yang berkerabat dekat dengan lebih baik dibandingkan dengan marka molekuler yang lain. Singh et al. (2007) juga menjelaskan bahwa marka SSR dapat digunakan untuk pengendalian mutu dalam memproduksi klon kelapa sawit melalui kultur jaringan dalam skala komersial. Penerapan marka SSR sebagai pelacak DNA sangat efektif untuk: (1) mengidentifikasi klon, (2) mendeteksi tercampurnya kultur, (3) memonitor keseragaman garis keturunan dan (4) mengkonfirmasikan identitas ramet untuk recloning. Karakterisasi keragaman genetik secara molekuler terhadap sumber plasma nutfah dapat membantu pemulia menyeleksi progenitor dari populasi dasar untuk menyusun program pemuliaan. Keragaman genetik dan jarak genetik yang ditentukan berdasarkan marka molekuler juga dapat membantu dalam pengkayaan basis genetik. Marka molekuler dapat juga bermanfaat untuk mengevaluasi duplikat dan defisiensi khusus dalam bank plasma nutfah sehingga menghasilkan strategi pemeliharaan dan pengelolaan koleksi yang efisien. Data marka molekuler ini dapat digunakan dalam membangun koleksi inti (core collection)

23 3 untuk meminimalkan jumlah pemeliharaan keturunan yang tidak perlu dalam bank plasma nutfah dan memudahkan akses pemulia terhadap bank plasma. Karakterisasi molekuler dapat membantu menyeleksi pohon-pohon yang dapat digunakan sebagai ortet. Hal ini akan sangat bermanfaat bila sudah diketahui secara jelas keterkaitan (linkage) antara lokus marka molekuler dan lokus penentu sifat kuantitatif yang mempunyai nilai ekonomi tinggi, seperti kandungan minyak buah. Oleh karena itu, analisis linkage antara marka molekuler dan lokus-lokus sifat kuantitatif (QTL) menjadi fokus penelitian masa depan (Setiyo et al. 2001). Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: (1) Mengevaluasi keragaman genetik plasma nutfah intra dan interpopulasi TxP famili kelapa sawit pisifera Nigeria, (2) Mengevaluasi keragaman genetik plasma nutfah kelapa sawit intrapopulasi klon pisifera Nigeria dan (3) Melihat keterkaitan komponen vegetatif dan generatif serta keragaman genetik pisifera origin Nigeria. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai: (1) Bahan informasi yang akurat mengenai tingkat kekerabatan genetik plasma nutfah pisifera Nigeria, (2) Dasar bagi kepentingan penetapan aktivitas program pemuliaan kelapa sawit di masa datang dan upaya melakukan konservasi sumber daya genetik kelapa sawit, (3) Dasar seleksi dan pelestarian serta pemeliharaan plasma nutfah yang potensial dan (4) Deteksi dini serta konfirmasi asal tanaman untuk menjamin kepercayaan pengguna benih.

24 4 TINJAUAN PUSTAKA Kelapa Sawit Asal Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) berasal dari Afrika Barat dan ada beberapa bukti kuat yang mendukungnya. Di Abydos (3000 SM) ditemukan lemak dalam kendi yang terkubur di makam, yang diduga berasal dari kelapa sawit. Fosil polen mirip dengan polen kelapa sawit yang dipelihara saat ini ditemukan di Afrika Barat dari jaman Miocene dan dari lapisan yang lebih muda di delta Niger, serta bukti lingustik yang menyebutkan ditemukannya spesies pohon mirip kelapa sawit. Elaeis oleifera atau Elaeis melanococca merupakan spesies kelapa sawit yang banyak tumbuh di Amerika. Ada pendapat lain bahwa kelapa sawit berasal dari Amerika yang kemudian dibawa ke Afrika. Ada dua alasan yang mendukung bahwa kelapa sawit berasal dari Amerika, yaitu (1) Palma tersebut tumbuh di area pantai Brazil dan (2) Seluruh genera berasal dari Amerika. Ketika Colombus menemukan Amerika, diyakini bahwa kelapa sawit sudah tumbuh di Amerika. Akan tetapi, tidak ada catatan otentik tentang hal itu (Hartley 1988). Tanaman kelapa sawit diintroduksi ke Indonesia pada tahun Sebanyak empat bibit kelapa sawit ditanam di Kebun Raya Bogor. Dari keempat bibit tersebut, dua bibit diintroduksi dari Bourbon atau Mauritius pada bulan Pebruari 1848, dau bibit yang lain diintroduksi dari Amsterdam pada bulan Maret 1848 (Pamin 1998). Botani Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.), berasal dari bahasa Yunani, yaitu elaion yang berarti minyak dan guineensis yang menunjukkan bahwa tanaman kelapa sawit berasal dari pantai Guinea Afrika Barat, sedangkan Jacq., adalah singkatan dari nama belakang Nicolaus Josef von Jacquin, orang yang memberi nama kelapa sawit secara botani (Hartley 1977). Tanaman ini memiliki genom diploid dengan 16 pasang kromosom homolog (2n = 32).

25 5 Tanaman kelapa sawit tergolong monokotil. Akarnya terdiri atas akar primer, sekunder, tersier dan kuarter serta merupakan akar serabut yang sebagian besar berada dekat permukaan tanah dengan kedalaman cm. Batangnya tegak tidak bercabang, berdiameter cm dan dengan tinggi batang dalam pembudidayaan tidak lebih dari m (Gambar 1). Daunnya majemuk dengan pelepah daun tersusun melingkari batang berbentuk spiral. Panjang pelepah daun mencapai 9 m dan panjang helaian daun mencapai 1.2 m dengan jumlah pasang. Untuk perkebunan kelapa sawit, jumlah pelepah daun yang dipertahankan sekitar pelepah (Hartley 1977). Tipe pembungaan kelapa sawit adalah monoecious, berarti bunga jantan dan betina ada di satu tanaman, tetapi pada tandan yang berbeda (Gambar 2). Bentuk bunga jantan dan bunga betina kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 3. Rasio bunga jantan terhadap betina dapat dipengaruhi keadaan iklim. Pada musim Gambar 1. Tanaman kelapa sawit komersial yang telah berbuah, yang merupakan persilangan antara dura x pisifera (DxP) dengan tetua pisifera yang digunakan berasal dari Nigeria.

26 6 bj bb Gambar 2. Tipe pembungaan monoecious pada tanaman kelapa sawit. Bunga jantan (bj) dan bunga betina (bb) dalam dua tandan yang terpisah. a b Gambar 3. Gambar bunga jantan dan bunga betina kelapa sawit. (a) Tandan bunga jantan kelapa sawit yang sedang antesis dan (b) Tandan bunga betina kelapa sawit yang siap diserbuki. kemarau biasanya bunga jantan yang mendominasi sedangkan pada musim penghujan bunga betina yang mendominasi. Kadangkala dijumpai bunga hermaprodit pada tanaman kelapa sawit muda yang berumur sekitar 2-4 tahun, bunga ini akan menyusut atau hilang sejalan dengan bertambahnya umur tanaman. Pada setiap ketiak pelepah daun kelapa sawit tumbuh hanya satu tandan bunga,

27 7 dapat berupa bunga jantan atau bunga betina. Periode antesis bunga jantan dan reseptif bunga betina tidak bersamaan sehingga memungkinkan terjadinya penyerbukan silang antar pohon kelapa sawit. Buah kelapa sawit merupakan buah batu yang terdiri atas kulit buah, daging buah, cangkang dan inti yang tersusun dalam satu tandan. Minyak sawit sebagian besar (20-27%) terdapat pada perikarp (kulit buah) dan mesokarp (daging buah) sedangkan pada bagian inti hanya mengandung sedikit minyak (4-6%) (Hartley 1977). Berdasarkan ketebalan cangkangnya, kelapa sawit dapat dibedakan menjadi kelapa sawit tipe dura, pisifera, dan tenera dengan ciri-ciri sebagai berikut : a) Dura: persentase mesokarp terhadap buah bervariasi antara 35-55%, meskipun ada yang mencapai 65%; ketebalan cangkang 2-8 mm; tidak mempunyai lingkar serabut di sekeliling inti; inti relatif besar dan rendemen minyak relatif rendah (17-18%). Penampang biji dura dapat dilihat pada Gambar 4. Dura sengat baik digunakan sebagai induk betina dalam produksi benih komersial. b) Pisifera: tidak mempunyai cangkang; cangkang digantikan oleh lingkar serabut di sekeliling inti; persentase mesokarp terhadap buah sangat besar dan rendemen minyak sangat tinggi (45-50%). Penampang biji pisifera dapat dilihat pada Gambar 4. Pisifera disebut juga sebagai pohon betina yang steril karena sebagian besar tandan aborsi pada awal perkembangannya. Sehingga ia digunakan sebagai induk jantan dalam produksi benih komersial. c) Tenera: merupakan hasil persilangan dura dengan pisifera; banyak ditanam secara komersil di perkebunan dan mempunyai karakteristik gabungan dari kedua induk ura dan pisifera. Ketebalan cangkang mm; di sekelilingnya ada lingkar serabut dan perbandingan mesokarp terhadap buahnya cukup tinggi mencapai (60-96%). Tenera menghasilkan tandan relatif lebih banyak dibandingkan dura, walaupun ukuran tandannya lebih kecil dari dura. Rendemen minyak mencapai 22-24% (Soehardjo et al. 1996). Penampang biji tenera dapat dilihat pada Gambar 4. Tenera merupakan tanaman kelapa sawit komersial yang ditanam untuk menghasilkan minyak sawit. Sifat ketebalan cangkang pada masing-masing tipe kelapa sawit dikendalikan oleh satu lokus gen utama (monogenik) dengan dua alel

28 8 X Dura (Sh + Sh + ) Pisifera (Sh - Sh - ) Tenera (Sh + Sh - ) Gambar 4. Tenera yang merupakan persilangan tetua betina dura dengan tetua jantan pisifera. (Sh + dan Sh - ) yang berekspresi kodominan. Secara teoritis bila pohon dura (Sh + Sh + ) disilangkan dengan pohon tenera (Sh + Sh - ) maka dalam proses reproduksinya, pohon dura akan menyumbangkan satu jenis gamet (Sh + ) sedangkan pohon tenera menyumbangkan dua jenis gamet (Sh + dan Sh - ). Dalam proses penyerbukan dan pembuahan, gamet dari masing-masing tetua akan berpadu bebas sehingga pada turunannya akan terbentuk 50% tipe dura dan 50% tipe tenera. Tetapi variasi ketebalan cangkang yang terlihat pada masingmasing tipe disebabkan oleh perbedaan perkembangan lignifikasi cangkang yang diwariskan secara kuantitatif dan dikendalikan oleh banyak gen (Corley et al. 1978). Tenera lebih disukai untuk digunakan sebagai bahan tanaman komersial (Setiyo et al. 2001). Karena mempunyai proporsi kandungan minyak di dalam mesokarpnya 30% lebih besar dari dura. Untuk mendapatkan 100% tenera (DxP) maka tetua betina tipe dura (DxD) disilangkan dengan tetua jantan tipe pisifera (TxP) (Gambar 4).

29 9 Pisifera Nigeria Kelapa sawit pisifera Nigeria merupakan salah satu sumber tetua jantan penghasil serbuk sari yang digunakan untuk produksi benih kelapa sawit DxP unggul untuk skala komersial. Pisifera Nigeria yang ada di PT Bina Sawit Makmur berasal dari Pusat Penelitian Kade di Ghana yang dihasilkan melalui kerja sama Wonkkyo-Appiah pada tahun Tetua betina pisifera Nigeria yang digunakan untuk menghasilkan (GHA 608) berasal dari Calabar, sedangkan tetua jantannya berasal dari keturunan Ufama dan Aba (BSM 2004). Dari serangkaian penelitian yang dilakukan di ASD Costa Rica diketahui kinerja material GHA 608 yang baik, yaitu pertambahan meninggi yang lambat dan produksi tandan serta ekstraksi minyak yang tinggi dibanding materi genetik pisifera lainnya. Penelitian lanjutan yang dilakukan di Indonesia juga menunjukkan bahwa DxP testcross menggunakan pisifera Nigeria (GHA 608) yang ditanam di lahan S3 (kurang subur) di Sumatera Selatan memperlihatkan hasil yang baik dengan rataan produksi minyak 7,3 ton per tahun, rendemen minyak 26,3% dan kecepatan meninggi 56 cm/tahun pada TM 3-7 (BSM 2007). Benih kelapa sawit DxP unggul dengan pejantan pisifera Nigeria ini telah dilepas oleh Menteri Pertanian Republik Indonesia melalui SK No. 435/Kpts/LB.320/7/2004 dan diberi nama DxP Sriwijaya 1. Populasi pisifera Nigeria yang ada di PT Bina Sawit Makmur saat ini terdiri atas pisifera dari famili TxP dan pisifera klon. Saat ini sebagai pejantan penghasil serbuk sari yang digunakan hanyalah pisifera Nigeria dari famili TxP, sedangkan pisifera Nigeria yang berasal dari klon belum digunakan sebagai pejantan penghasil serbuk sari secara komersial karena masih perlu penelitian lebih lanjut berupa studi pewarisan genetik, fisiologi, maupun analisis molekuler (DNA) untuk mengkonfirmasi identitas dan normalitas pisifera dan turunan DxP-nya (BSM 2007). Karakteristik morfologi DxP testcross menggunakan sumber serbuk sari pisifera Nigeria ini menghasilkan dua tipe warna buah (Gambar 5) yaitu tipe virescence (warna buah hijau pada waktu mentah dan berangsur-angsur berubah menjadi oranye pada saat matang) dan tipe nigrescence (warna buah hitam pada waktu mentah dan berangsur-angsur berubah menjadi merah pada saat matang).

30 10 a c b d Gambar 5. Keragaan DxP test cross dengan pejantan Nigeria. (a) Tanaman dengan tipe buah virescence, (b) Tanaman dengan tipe buah nigrescence, (c) Tandan dan buah virescence, (d) Tandan dan buah nigrescence. Karakteristik lain dari DxP test cross dengan sumber serbuk sari pisifera Nigeria adalah pertumbuhan meninggi yang relatif lambat, dengan kecepatan meninggi 56 cm per tahun berdasarkan data dari tanaman hingga berumur 9 tahun yang ditanam pada lahan S-3 (kurang subur), jenis tanah alluvial (aquic kandiudultc, plinthaquic kandiudults) dengan iklim yang relatif kering dan distribusi curah hujan yang tidak merata sepanjang tahun di daerah Sumatera Selatan (BSM 2007). Karakteristik sekunder tipe buah virescence dan pertumbuhan meninggi yang lambat ini cukup memberikan nilai tambah yang bermanfaat dalam budidaya kelapa sawit. Sampai saat ini untuk produksi benih DxP komersial di PT Bina Sawit Makmur, PT Sampoerna Agro Tbk. hanya digunakan pejantan pisifera Nigeria yang berasal dari famili TxP. Salah satu kerugian penggunaan famili TxP sebagai pejantan (tanaman tipe pisifera) karena 50% yang lain akan menjadi tanaman tipe tenera yang tidak digunakan sebagai pejantan. Pisifera Nigeria yang berasal dari

31 11 perbanyakan klonal masih belum digunakan secara karena kekhawatiran akan timbulnya abnormalitas pembungaan, yaitu kemunculan buah mantel pada turunan yang dihasilkan. Berbeda dengan famili TxP yang hanya 50%-nya pisifera, semua individu dalam klon pisifera adalah tanaman pisifera. Hal ini merupakan nilai positif penggunaan pisifera klon dalam produksi kelapa sawit DxP secara komersial. Serangkaian penelitian untuk membuktikan keberadaan abnormalitas pembungaan tersebut masih terus dilakukan untuk mengevaluasi efektifitas penggunaan pejantan klon pisifera Nigeria dalam memproduksi DxP testcross. Salah satu keunggulan dari pejantan klon pisifera Nigeria adalah populasi tanamannya relatif seragam dan bentuk buah yang seluruhnya bertipe virescence. Penelitian berbasis molekuler diharapkan dapat membantu mempercepat penggunaan pejantan klon pisifera Nigeria untuk merakit varitas unggul kelapa sawit DxP pada skala komersial (BSM 2007) Pemuliaan Kelapa Sawit Tujuan Pemuliaan Pemuliaan kelapa sawit Indonesia menurut Asmono et al. (2005) umumnya ditujukan untuk menghasilkan bahan tanaman kelapa sawit unggul yang memiliki produktivitas minyak tinggi dan karakteristik sekunder (auxiliary traits) tertentu dan spesifik seperti kualitas minyak, fenologi, ketahanan terhadap cekaman biotik atau cekaman abiotik. a) Perbaikan CPO Pemuliaan untuk perbaikan kandungan CPO menjadi perhatian utama seluruh lembaga riset kelapa sawit. Hal ini tidak terlepas dari nilai keunggulan kompetitif kelapa sawit yang mampu menghasilkan minyak dalam kuantitas lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanaman penghasil minyak lainnya. Untuk perbaikan produktivitas CPO, seleksi ditekankan pada komponen-komponen utama yang terkait dengan produksi tandan buah segar (TBS) dan rendemen minyak.

32 12 b) Perbaikan PKO Minyak inti sawit (PKO) mengandung asam laurat yang berkisar antara 41-55% sehingga dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif bahan baku industri oleokimia. Seiring dengan pengembangan industri hilir kelapa sawit, permintaan terhadap PKO akan terus meningkat. Saat ini, produksi rata-rata PKO dari bahan tanaman kelapa sawit komersial hanya sebesar 0,28 ton/ha/tahun. Seleksi dilakukan untuk memperoleh bahan tanaman yang memiliki persentase inti per buah di atas 10%. Melalui perbaikan persentase inti per buah dari 5 % menjadi lebih dari 10%, diharapkan dapat meningkatkan produksi minyak inti menjadi 0,5-1,0 ton/ha/tahun. c) Kultivar yang Seragam Peningkatan produksi minyak kelapa sawit per satuan luas, telah dapat dilakukan dengan menggunakan bahan tanaman klonal. Peningkatan produksi terjadi karena bahan tanaman klonal diharapkan mempunyai keseragaman fenotipe di lapangan. Dalam hal ini, induk yang diperbanyak secara klonal adalah 5% terbaik dari populasi tanaman unggul. d) Perbaikan asam lemak tak jenuh (ALTJ) Kepedulian akan kesehatan mendorong pemulia kelapa sawit untuk menaruh perhatian yang lebih serius terhadap perbaikan kualitas minyak, terutama kandungan ALTJ dan β karoten, tokoferol serta tokotrienol. Program silang balik (back cross) antara E. oleifera dan E. guineensis dengan sasaran utama memindahkan alel bermanfaat yang berasosiasi dengan ALTJ dari E. oleifera ke E. guineensis saat ini terus dilakukan. e) Perbaikan fenologi tanaman. Pengembangan kultivar dengan karakter batang yang pendek dan tajuk yang kompak sangat diinginkan karena meningkatkan umur ekonomis dan efisiensi manajemen tanaman. f) Toleransi terhadap cekaman biotik dan abiotik Sejalan dengan meningkatnya intensitas penanaman kembali dan perluasan areal kelapa sawit ke areal baru dengan tanah yang marjinal, di masa yang akan datang dibutuhkan bahan tanaman yang memiliki toleransi terhadap berbagai cekaman biotik dan abiotik. Bahan tanaman yang memiliki sifat

33 13 ketahanan terhadap ganoderma dan bahan tanaman yang memiliki sifat toleran terhadap cekaman kekeringan serta toleran terhadap tanah masam (gambut) merupakan bahan tanaman yang perlu dikembangkan. Metode Pemuliaan Asmono et al. (2005) juga menjelaskan bahwa plasma nutfah yang mempunyai keragaman genetik tinggi menjadi bekal utama bagi lembaga riset yang bekerja untuk pemuliaan kelapa sawit Indonesia. Plasma nutfah tersebut diperlukan untuk perakitan dan perbanyakan varietas, yang dapat dilakukan dengan beberapa strategi yaitu; seleksi berulang timbal balik (Recurrent Reciprocal Selection, RRS), seleksi famili dan individu (Family and Individual Palm Selection, FIPS), silang balik, biak sel dan jaringan, serta MAS (markerassisted breeding). a) RRS (Recurrent Reciprocal Selection) Penggunaan RRS diilhami oleh Comstock dan Robinson (1949) yang memperkenalkan alat bantu seleksi dengan sasaran utama meningkatkan alelalel bermanfaat, mempertahankan keragaman genetik, dan mengeksploitasi heterosis. Sejalan dengan temuan dua gugus heterotik pada kelapa sawit, dura dan pisifera, Gascon et al. (1989) menyarankan penggunaan metode RRS untuk memperbaiki produktivitas minyak tanaman kelapa sawit. Efektivitas program RRS untuk mengeksploitasi heterosis pada kelapa sawit telah dibuktikan oleh Gascon et al. (1989). Hasil pengujian di Pantai Gading menunjukkan bahwa hasil siklus ke-1 RRS yang dilakukan mampu meningkatkan produktivitas minyak sebesar 18%. Pada akhir siklus ke-2 RSS, produktivitas minyak meningkat 36%, relatif terhadap rataan produktivitas minyak pada populasi dasar DxP pra-rrs. Penerapan strategi RRS menurut Asmono et al. (2005) melibatkan dua heterotik group yaitu, Group A yang mencakup materi tetua betina dura dan Group B tetua jantan, pisifera dari famili tenera/pisifera (Gambar 6). Dari populasi dasar yang telah diseleksi dilakukan suatu tahapan evaluasi untuk menganalisis dan menentukan individu tanaman terbaik yang dilihat berdasarkan hasil uji keragaan keturunannya. Pada tahap evaluasi ini dilakukan pengujian

34 14 Nilai Fenotipe Dura DURA Seleksi Tetua Elite Dura PROGENI D x P GCA SCA Tests Superior DxP pada Seed Production PISIFERA Seleksi Tetua Elite Pisifera Nilai Fenotipe Pisifera DXP TEST CROSS GENERASI LANJUT DXD SELF DXD REKOMBINASI TXT SELF; REKOMBINASI TXP REKOMBINASI IMPROVED DURA IMPROVED PISIFERA Gambar 6. Metode seleksi yang melibatkan dua heterotik group: Group A tetua betina dura dan Group B tetua jantan pisifera. keturunan (progeny test) untuk mengetahui daya gabung umum (GCA) dan daya gabung khusus (SCA) dari tetua (progenitor) masing-masing persilangan yang diuji. Dari hasil pengujian keturunan diperoleh data yang menunjukkan potensi dan daya gabung dari tetua-tetua yang digunakan. Berdasarkan data tersebut dilakukan seleksi untuk menentukan tetua terpilih yang dapat dijadikan sebagai pohon induk untuk produksi benih komersial. Selain penentuan pohon induk untuk benih komersial, pada tahapan seleksi ini juga dipilih tetua-tetua terpilih yang akan direkombinasikan (saling silang antar tetua DxP dan antar tetua TxT) untuk mencari segregan dan rekombinan dengan potensi yang lebih baik pada siklus pemuliaan berikutnya. Pemilihan tetua yang terpilih akan direkombinasikan berdasarkan atas data hasil uji keturunan. Melalui segregasi dan rekombinasi diharapkan dapat terbentuk populasi dasar baru dengan sifat-sifat yang lebih baik dari populasi dasar sebelumnya. b) FIPS (Family and Individual Palm Selection) Prosedur pemuliaan yang lain adalah dengan menerapkan strategi seleksi yang didasarkan pada seleksi famili dan individu, yang lazim disebut Family

35 15 and Individual Palm Selection (FIPS). Menurut Asmono et al. (2005) seleksi dan rekombinasi dilakukan pada famili dura, sedangkan untuk pengujian dura-dura tersebut disilangkan dengan tester berupa pisifera unggul. Tujuan utama dari penggunaan FIPS adalah untuk memperbaiki produksi CPO. Prosedur seleksi ini juga dilakukan untuk memperbaiki sifat sekunder, seperti pertumbuhan meninggi yang lambat. Keberadaan varietas yang mengandung CPO tinggi dan mempunyai pertumbuhan meninggi yang lambat diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomi kelapa sawit. c) Biak Sel dan Jaringan. Peningkatan produksi minyak kelapa sawit per satuan luas areal juga dapat dilakukan dengan menggunakan material kelapa sawit klonal hasil kultur jaringan. Pengembangan klon melalui teknologi kultur jaringan ini masih terus dilakukan. Hasil pengamatan di lapang pada percobaan PPKS menunjukkan bahwa tanaman klon asal kultur jaringan mampu menghasilkan tandan buah segar (TBS) 30-40% lebih tinggi dari produksi TBS tanaman asal benih (Latief et al. 2003). Peningkatan produksi terjadi karena keseragaman tanaman klonal dan karena penggunaan pohon induk terpilih dari 5% terbaik populasi DxP hasil seleksi RRS. Namun demikian kendala terbesar yang dihadapi bahan tanaman asal kultur jaringan adalah keberadaan tandan buah yang abnormal (mantled). d) Silang Balik (Backcross). Backcross merupakan prosedur umum yang digunakan untuk mentransfer karakter-karakter spesifik dari satu spesies ke spesies lainnya. Saat ini dikenal dua spesies utama pada kelapa sawit: E. guineensis yang berasal dari Afrika dan E. Oleifera yang berasal dari Amerika. Kelapa sawit komersial yang dikenal saat ini, E. guineensis, memiliki berbagai keunggulan, utamanya kandungan CPO yang tinggi. Namun demikian, ada beberapa kelemahan diantaranya komponen penting, seperti kandungan asam lemak tak jenuh (ALTJ), pada E. guineensis umumnya sangat rendah (hanya %) dengan pertumbuhan meninggi yang relatif cepat. Di sisi lain, E.oleifera dikenal sebagai spesies kelapa sawit yang memiliki kandungan CPO sangat rendah, persentase ALTJ sangat tinggi (70-83 %), dan mempunyai pertumbuhan meninggi yang lambat. Beberapa