UJI LAPANG LACAK BALAK KAYU MERANTI BALAU (Shorea laevis Ridl.) DENGAN PENANDA MIKROSATELIT TEDI YUNANTO

Transkripsi

1 UJI LAPANG LACAK BALAK KAYU MERANTI BALAU (Shorea laevis Ridl.) DENGAN PENANDA MIKROSATELIT TEDI YUNANTO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Uji Lapang Lacak Balak Kayu Meranti Balau (Shorea laevis Ridl.) dengan Penanda Mikrosatelit adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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, Januari 2010 Tedi Yunanto NRP E

3 ABSTRACT TEDI YUNANTO. Field Test Of Meranti Balau Timber Tracking (Shorea laevis Ridl.) With Microsatellite Marker. Under the direction of ISKANDAR Z. SIREGAR, and ULFAH J. SIREGAR. Forestry activities which start from planting stock procurement to logging cannot be freed from criminal activities to gain big profit in very short time. A very clear example occur in the territory of West Kalimantan and Central Kalimantan province where illegal logging practice are rampant and illegal trading is easily practiced by people. In these regions, meranti wood (Shorea laevis) for example flows easily to neighboring countries without being accompanied by valid documents. Plant materials used in this study were sampled in the form of wood discs and pieces (n=160 samples) collected in logging site, log yard (TPK), industry belong to forest concession (IUPHHK), and wood with unclear identity which are taken from Sunda Kelapa port, Jakarta. Experiments to track meranti timber were therefore carried out with objectives: i) to test cross species amplification of S. leprosula and S. curtisii primer to S. laevis, ii) to infer the origin of timber including its flow in forest concession and industry, and iii) to determine the DNA matching between logging area and log yard. This study was performed using cross-species amplification of other Shorea microsatellites identified from previous experiment. Based on nuclear genetic database of previous study from bangkirai leaves, result showed unclear bangkirai timber from Jakarta was clustered with X forest concession (IUPHHK) in Central Borneo Province. In Indonesia, particularly in Borneo Island, Central Borneo has the largest forest area among the other provinces. Results of timber tracking test based on three polymorphic loci for matching wood in a logged area and a log yard of a concession holder showed high level of allelic structure conformity (70%). Based on the results of this study, the molecular tool may be used in the near future to strengthen the exisiting system of Chain of Custody (CoC). Keywords: Shorea laevis, field test, timber tracking, microsatellite marker

4 RINGKASAN TEDI YUNANTO. Uji Lapang Lacak Balak Kayu Meranti Balau (Shorea laevis Ridl.) dengan Penanda Mikrosatelit. Dibimbing oleh ISKANDAR Z. SIREGAR dan ULFAH J. SIREGAR. Kejahatan kehutanan (forestry crimes) merupakan salah satu isu panas (burning issue) yang terjadi di banyak negara berkembang dan dapat bersifat trans-nasional. Kegiatan kehutanan mulai dari pengadaan benih hingga penebangan tidak terlepas dari tindakan kriminal demi mendapatkan keuntungan yang besar dalam waktu singkat. Contoh yang sangat jelas terjadi di wilayah Kalimantan Barat dan Kalimantan Tengah dimana praktek penebangan liar (illegal logging) dan perdagangan liar (illegal trading) terjadi dengan mudahnya, dimana kayu meranti (Shorea spp.) mengalir dengan mudahnya ke negara tetangga yang dalam prosesnya bahkan dilengkapi dengan surat-surat keterangan yang sah. Selama ini metode pembuktian yang akurat dan tidak dapat dimanipulasi dengan menggunakan sumber informasi Deoxiribosa Nucleid Acid (DNA) kayu telah dikembangkan oleh Tim Peneliti di Fakultas Kehutanan IPB dalam kerangka kerjasama internasional sejak tahun Akan tetapi teknologi ini belum pernah diujicobakan untuk mendeteksi kayu-kayu dengan asal-usul tidak jelas tersebut, khususnya jenis kayu meranti yang merupakan kayu dominan dari hutan alam di Indonesia. Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui aplikasi penanda molekuler untuk lacak balak pada kayu, sedangkan secara khusus tujuan dari penelitian ini adalah untuk: i) Menseleksi primer yang digunakan pada jenis Shorea leprosula dan Shorea curtisii pada jenis Shorea laevis dengan cara cross species amplification, ii) Menduga asal-usul kayu yang tidak jelas serta menguji kesamaan (similiarity) DNA antara kayu tebangan, TPK, dan kayu industri yang digunakan oleh Izin Pemanfaatan Hasil Hutan Kayu (IUPHHK), dan iii) Menguji kecocokan antara DNA kayu tunggak dengan DNA kayu di TPK ( apple to apple test ). Penelitian dilakukan di dua Izin Pemanfaatan Hasil Hutan Kayu (IUPHHK) yang ada di Pulau Kalimantan, yaitu IUPHHK PT. X (bukan nama sebenarnya) di Propinsi Kalimantan Tengah dan IUPHHK PT. Y (bukan nama sebenarnya) di Propinsi Kalimantan Barat, sedangkan kayu yang asal-usulnya tidak jelas diambil di Pelabuhan Sunda Kelapa, Jakarta. Penelitian dilakukan di Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor dengan menggunakan penanda mikrosatelit.

5 Hasil penelitian menunjukan bahwa tidak semua primer hasil cross species amplification menunjukkan pola pita yang polimorfik pada DNA kayu jenis Shorea laevis, hanya ada tiga primer yaitu primer SleE01 dan SleE07 dari jenis Shorea leprosula, serta primer Shc04 dari jenis Shorea curtisii. Primer Shc04 dapat digunakan sebagai marker untuk mengetahui kecocokan kayu tunggak dengan kayu TPK pada jenis S. laevis, karena primer tersebut memperlihatkan kesamaan nilai frekuensi alel antara kayu tunggak dengan kayu TPK. Hasil pendugaan asal-usul kayu yang tidak jelas berdasarkan database nuklear daun menunjukkan bahwa kayu tersebut setidaknya berasal dari PT. X yang berlokasi di Provinsi Kalimantan Tengah, dimana daerah tersebut merupakan kawasan yang masih memiliki hutan yang cukup luas. Selain itu berdasarkan uji kesamaan (similiarity) terhadap kayu tebangan, TPK, dan industri masing-masing IUPHHK menunjukkan bahwa kedua IUPHHK tersebut menebang dan menggunakan kayu dari areal konsesinya sendiri, hal ini terlihat dari dendrogram yang mengelompok untuk masing-masing IUPHHK. Berdasarkan uji kesesuaian genotipe (conformity) dan uji chi square, hasil uji lapang lacak balak kayu tunggak dan TPK dengan nomor pohon yang sama di IUPHHK PT. Y menunjukkan bahwa secara umum struktur genotipik kayu tunggak dengan struktur genotipik kayu di TPK adalah sama. Kata kunci: Shorea laevis, Uji Lapang, Lacak Balak, Penanda Mikrosatelit

6 Hak cipta milik IPB tahun 2010 Hak cipta dilindungi undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

7 UJI LAPANG LACAK BALAK KAYU MERANTI BALAU (Shorea laevis Ridl.) DENGAN PENANDA MIKROSATELIT TEDI YUNANTO Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Silvikultur Tropika SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

8 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS

9 Judul Tesis Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi : Uji Lapang Lacak Balak Kayu Meranti Balau (Shorea laevis Ridl.) dengan Penanda Mikrosatelit : Tedi Yunanto : E : Silvikultur Tropika Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Iskandar Z. Siregar, M.For.Sc Ketua Dr. Ir. Ulfah J. Siregar, M.Agr Anggota Diketahui Ketua Program Studi Silvikultur Tropika Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. I.G.K. Tapa Darma, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal Ujian: Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini ialah Uji Lapang Lacak Balak Kayu Meranti Balau (Shorea laevis Ridl.) dengan Penanda Mikrosatelit. Penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya terutama kepada Pembimbing, yaitu Dr. Iskandar Z. Siregar, M.For.Sc dan Dr. Ulfah J. Siregar, M.Agr yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran selama penulis menempuh studi S2. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS selaku Penguji Luar Komisi yang telah banyak memberikan koreksi dan arahan untuk perbaikan tesis. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPS), ASEAN-Korea Environmental Cooperation Project (AKECOP), dan Hibah Penelitian Unggulan IPB (PUI) dengan Nomor Kontrak: 45/I3.24.4/SPK/BG-PSN/2009 kepada Dr. Ir. Iskandar Z. Siregar, M.For.Sc. Penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada rekan-rekan di Ruang Analisis Genetika, Bagian Silvikultur, Departemen Silvikultur yang telah mendukung dalam hal diskusi pada kegiatan laboratorium untuk menyelesaikan studi. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada bapak, ibu, dan seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Tidak lupa kepada rekan-rekan yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan dan kebersamaannya. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca. Bogor, Januari 2010 Tedi Yunanto

11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Karawang tanggal 28 Mei 1983 dari ayah bernama Tarmuja Tarwat dan ibu bernama Anoh. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Pada tahun 1989 penulis masuk di Sekolah Dasar Negeri Majasari, Kecamatan Cibogo, Kabupaten Subang. Tahun 1995 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar dan melanjutkan pendidikan di Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) Negeri 1 Cibogo, Subang sampai tahun Setelah itu penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Umum (SMU) Negeri 1 Subang pada tahun 1998 sampai tahun Tahun 2001 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Sejak tahun 2006 penulis menjadi asisten peneliti di Bagian Silvikultur, Departemen Silvikultur, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penulis pada tahun 2006 pernah mengikuti Training and Workshop on Forest Biodiversity Conservation and Management of Forest Genetics Resources di Kualalumpur, Malaysia, serta Student Exchange ke Universitas Kasetsart, Bangkok, Thailand pada tahun Pada tahun 2007 penulis mendapatkan beasiswa (BPPS) dari Departemen Pendidikan Nasional (Depdiknas) melalui Institut Pertanian Bogor untuk melanjutkan studi pascasarjana di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dengan mengambil Program Studi Silvikultur Tropika.

12 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 3 Manfaat Penelitian... 3 TINJAUAN PUSTAKA Shorea laevis Ridl Penanda Diagnostik untuk Jenis Shorea spp... 6 Teknik Ekstraksi DNA dari Kayu... 7 Sertifikasi Lacak Balak pada Kayu... 9 Illegal Logging sebagai suatu Bentuk Kejahatan Hutan Tata Usaha Kayu di IUPHHK Mikrosatelit BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Metode Penelitian Analisis Mikrosatelit Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Ekstraksi DNA dan Seleksi Primer Pendugaan Kayu dengan Asal-usul Tidak Jelas Uji Similiarity Sampel Kayu dari Kedua IUPHHK Uji Lapang Lacak Balak Apple to Apple di IUPHHK PT. Y Aplikasi Teknologi DNA untuk Lacak Balak pada Kayu SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 48

13 DAFTAR TABEL Halaman 1 Lokasi pengambilan sampel kayu Shorea laevis Koordinat lokasi pengambilan sampel kayu Shorea laevis Bahan dan alat teknik mikrosatelit Primer spesifik pada jenis Shorea leprosula Primer spesifik pada jenis Shorea curtisii Hasil cross species amplification pada jenis S. laevis Hasil uji chi square kayu di IUPHHK di PT. X Kesesuaian genotipe kayu tunggak dengan kayu TPK Chi square test kayu tunggak dan kayu TPK di IUPHHK PT. Y... 39

14 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 a dan b foto pohon Shorea laevis Penanda diagnostik S. parvifolia dari Berau dengan teknik AFLP Penanda diagnostik S. parvifolia dari SBK dengan teknik AFLP Hasil ekstraksi DNA dari kayu Shorea Hasil amplifikasi cpdna dengan primer ccmp Bagan alir Penatausahaan Hasil Hutan di IUPHHK Peta pengambilan sampel kayu S. laevis a=penebangan;b=tpk;c=industri;dan d=kayu asal-usul tidak jelas Bagan prosedur teknik mikrosatelit Cara skoring DNA mikrosatelit Pola pita DNA hasil ekstraksi dan isolasi dari kayu S. laevis Contoh besarnya pengenceran hasil ekstraksi DNA DNA electropherogram hasil analisis mikrosatelit a). Primer Sle01; b). Primer Sle07; dan c). Primer Shc Dendrogram asal-usul kayu tidak jelas Dendrogram uji similiarity Frekuensi alel kayu tunggak dan kayu TPK...38

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Foto alat-alat penelitian Hasil skoring analisis mikrosatelit beserta profil DNA mikrosatelit...49