HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 27 HASIL DAN PEMBAHASAN Keberagaman Karakter Morfologi Keberagaman morfologi bentuk, warna, tipe maupun ukuran, diperoleh berdasarkan hasil pengamatan langsung pada karakter warna bunga, warna daun muda, bentuk buah, warna buah matang, dan warna aril (Gambar 3). A B C D E F G H Gambar 3. Hasil pengamatan morfologi karakter warna daun muda (1), warna daun tua (2), warna mahkota bunga (3), warna buah matang (4), warna aril (5), warna kulit biji (6) dan warna getah dibatang (7) pada G. hombroniana (A), G. malaccensis (B), G. mangostana (C), G. celebica (D), G. porrecta (E), G. forbesii (F), G. subelliptica (G) dan C. inophyllum (H).

2 28 Pengamatan stomata pada permukaan bawah daun, untuk ke-19 aksesi termasuk ke dalam tipe anomositik yaitu dicirikan dengan sel penjaga dikelilingi oleh sejumlah sel tertentu yang tidak berbeda dengan sel epidermis yang lain dalam bentuk maupun ukuran, umumnya dikelilingi 4-7 sel (Cutler et al. 2008) seperti pada Gambar 4. Stomata terdapat pada permukaan bagian bawah daun, akan tetapi hanyaa pada G. forbesii yang memiliki stomata padaa permukaan atas dan bawah daun. Bentuk sisi sel epidermis permukaan bawah daun dibagi menjadi (1) sisi rata seperti pada G. porrecta dan G. subelliptica, (2) sisi berlekukk dangkal seperti pada G. hombroniana, G. malaccensis, G. mangostana, G. celebica dan (3) sisi berlekuk dalam seperti pada G. forbesii dan C. inophyllum (Gambar 4). Rasio ukuran stomata terdiri dari tiga lokus yaitu : (1) berukuran besar apabila ukuran lebar terhadap panjang stomata mencapai 1:2-3, seperti pada G. hombroniana (1:2), G. malaccensis (1:2), G. celebica (1:2), G. porrecta (1:2), (2) berukuran sedang apabila ukuran lebar terhadap panjang stomata mencapai 1: 2, seperti C. inophyllum (1:1.6). dan (3) berukuran kecil apabila ukuran lebar terhadap panjang stomata mencapai 1:11 seperti G. subelliptica (1:0.98). A 6 B C D E F G H Gambar 4. Bentuk sel epidermis dan tipe stomata pada permukaan bawah daun G. hombroniana (A), G. malaccensis (B), G. mangostana (C), G. porrecta (D), G. celebica (E), G. forbesii (F), G. subelliptica (G) dan C. inophyllum (H) pada perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480 pada perbesaran lensa 3.3x megafixel. Angka 1-6 adalah sel disekeliling sel stomata.

3 29 Analisis Penanda Morfologi Keragaman morfologi dapat diamati pada (1) tingkat kultivar sesama G. mangostana, (2) antar species yaitu G. mangostana dengan G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, G. porrecta, G. forbessi dan G. subelliptica dan (3) antar genus seperti G. mangostana dengan C. inophyllum. Parameter atau peubah yang diamati pada penanda morfologi sebanyak 29 karakter meliputi bentuk, ukuran, tipe dan warna pada daun, bunga, buah, getah, biji dan stomata. Parameter morfologi yang dapat diamati, diasumsikan setara dengan jenis primer pada penanda molekuler, sedangkan lokus sub karakter setara dengan lokus pita pada penanda molekuler. Hasil pengamatan morfologi pada G. mangostana dan kerabat dekatnya dari 29 peubah yang diamati, diperoleh 83 karakter pembeda. Jumlah karakter polimorfik mencapai 100% yaitu 83 karakter/lokus (Tabel 8). Tabel 8. Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya No Parameter Penanda Morfologi Jumlah sub karakter Sub karakter yang berbeda Jumlah karakter polimorfik 1. warna daun muda warna daun tua bentuk daun bentuk ujung daun jumlah bunga per kelompok 6. jumlah mahkota warna mahkota warna kelopak warna tangkai bunga ukuran bunga posisi bunga jumlah kelopak bunga 13. jumlah buah per kelompok 14. posisi buah 2 2 2

4 30 Tabel 8. Rekapitulasi karakter polimorfik penanda morfologi pada G. mangostana dan kerabatnya (lanjutan) No Parameter Penanda Morfologi Jumlah sub karakter Sub karakter yang berbeda Jumlah karakter polimorfik 15. bentuk buah warna stigmalobe ketebalan kulit warna buah matang memiliki kelopak buah penonjolan ujung buah warna aril jumlah aril bentuk biji warna kulit biji warna getah pada batang 26. rasio lebar terhadap panjang stomata 27. bentuk sel epidermis di permukaan atas daun 28. bentuk sel epidermis di permukaan bawah daun 29. keberadaan stomata di permukaan atas dan bawah daun Jumlah (100%) Berdasarkan hasil analisis dengan menggunakan program NTSYS, diperoleh dendrogram pengelompokan aksesi sebanyak 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67 yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii, (3) kelompok C meliputi G. subelliptica, dan (4) kelompok D meliputi, C. inophyllum (Gambar 5). Dendrogram yang dihasilkan memiliki matrik korelasi (r) sebesar , artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai

5 31 menggambarkan pengelompokan antara (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) membedakan kelompok sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) inter genus yaitu membedakan genus Garcinia dan genus Calophyllum. Menurut Jones (1980) genus Garcinia diklasifikasikan menjadi 14 sub genus yaitu Garcinia, Rheediopsis, Teracentrum, Rheedia, Macrostigma, Tetraphalangium, Tripetalum, Brindonia, Mungotia, Hebradendron, Xanthocymus, Paragarcinia, Discostigma dan Tagmanthera. Berdasarkan klasifikasi dari Jones (1980), G. subelliptica masuk ke dalam sub genus ke XI yaitu Xanthocymus, sehingga hasil dendrogram tepat membentuk kelompok yang memisahkan antara kelompok sub genus Garcinia dengan kelompok sub genus Xanthocymus. hombroniana1 hombroniana2 celebicatajuraj celebicakrb celebicaad celebicatwm17 celebicatwm18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana2 mangostana3 mangostana7 mangostana10 porectatajur forbesii subelliptica inophylum Koefisen Coefficient kemiripan A B C D Gambar 5. Dendrogram analisis karakter morfologi G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 4 kelompok pada koefisien kemiripan 0.67 Berdasarkan pengelompokan tersebut G. mangostana mengelompok dengan G. malaccensis pada koefisien kemiripan Hal tersebut sejalan dengan hipotesa Richards (1990b) yang menyatakan tetua G. mangostana adalah G. malaccensis, tetapi pada kelompok A terdapat aksesi lainnya yaitu G. celebica,

6 32 tampak lebih dekat mengelompok pada koefisien kemiripan sebesar 0.75 (Tabel 9) dibandingkan dengan letak kelompok G. hombroniana terhadap G. mangostana. Tabel 9. Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi Aksesi Nilai koefisien kemiripan G. malaccensis vs G. mangostana 0.88 G. celebica vs G. mangostana 0.75 G. hombroniana vs G. mangostana 0.72 G. porrecta vs G. mangostana 0.68 G. forbesii vs G. mangostana 0.64 G. subelliptica vs G. mangostana 0.59 C. inophyllum vs G. mangostana 0.45 Karakter yang menentukan terbentuknya pengelompokan dapat dianalisis pada nilai Analisis Komponen Utama. Analisis Komponen Utama (AKU/Principal Component Analysis) digunakan untuk (1) identifikasi peubah baru yang mendasari data peubah ganda, (2) mengurangi banyaknya dimensi peubah yang banyak dan berkorelasi menjadi peubah baru yang tidak berkorelasi dengan mempertahankan keragaman pada himpunan data dan (3) menghilangkan peubah asal yang mempunyai sumbangan informasi yang relatif kecil. Banyaknya komponen utama yang dipilih yaitu apabila persentase keragaman kumulatif minimum 70% (Supranto 2004). Hasil analisis komponen utama pada penanda morfologi dapat dijelaskan oleh 3 komponen utama yang mencakup hanya 72% data dari total keseluruhan data (Tabel 10). Tabel 10. Nilai analisis komponen utama pada karakter morfologi PC1 PC2 PC3 Eigenvalue/akar ciri Proportion Cumulative Jumlah karakter 4 2 1

7 33 Jumlah karakter penentu pembentuk pengelompokan terpilih adalah selaras dengan nilai akar ciri yaitu 4 karakter pada komponen utama/pc1, 2 karakter pada PC3 dan 1 karakter pada PC3 (Tabel 11). Tabel 11. Karakter morfologi pembentuk komponen utama Komponen utama Jumlah karakter Jenis karakter Nilai PC1 4 warna aril putih ketebalan kulit buah sedang ukuran bunga sedang warna mahkota bunga kuning kehijauan PC2 2 warna daun muda hijau muda posisi buah dibuku PC3 1 bentuk buah lonjong 0240 Karakter pembentuk komponen utama yaitu warna aril putih, ketebalan kulit buah sedang, ukuran buah sedang, warna mahkota bunga kuning kehijauan, warna daun muda hijau muda, posisi buah di buku dan bentuk buah lonjong. Karakter warna aril putih pada G. mangostana, G. malaccensis dan G. forbesii, ukuran bunga sedang yaitu G. celebica, G. porrecta dan C. inophyllum, warna mahkota bunga kuning kehijauan pada G. hombroniana, G. celebica dan G. porrecta, warna daun hijau pada G. subelliptica dan C. inophyllum, posisi buah di buku/disamping seperti G. forbesii dan G. subelliptica, bentuk buah lonjong pada G. malaccensis dan G. porrecta. Berdasarkan hasil analisis komponen utama terbentuk 6 kelompok yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, (2) kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, (3) kelompok C meliputi G. porrecta, (4) kelompok D meliputi G. forbesii, (5) kelompok E meliputi G. subelliptica dan (6) kelompok F meliputi C. inophyllum (Gambar 6). Pengelompokan tersebut mencerminkan 72% dari keseluruhan data hasil pengamatan, sedangkan pengelompokan berdasarkan 100% data dapat ditunjukan oleh dendrogram, tetapi jumlah kelompok dendrogram pada koefisien kemiripan 0.86, menghasilkan 6 kelompok yang sama dengan hasil analisis komponen utama

8 34 yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C meliputi G. porrecta, kelompok D meliputi G. forbesii, kelompok E meliputi G. subelliptica dan kelompok F meliputi C. inophyllum. Second Component A E F C D 17 B Fir s t Co mpo ne nt 1 2 Gambar 6. Analisis komponen utama dalam dua dimensi pada karakter morfologi G. mangostana dan kerabatnya dengan membentuk 6 kelompok yaitu kelompok A meliputi G. hombroniana dan G. celebica, kelompok B meliputi G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C meliputi G. porrecta, kelompok D meliputi G. forbesii, kelompok E meliputi G. subelliptica dan kelompok F meliputi C. inophyllum. Analisis Penanda Molekuler Primer yang digunakan untuk analisis hubungan kekerabatan G. mangostana adalah sebanyak 12 primer, tetapi primer yang mampu menunjukan pola polimorfik adalah sebanyak 11 primer yaitu PKBT2, PKBT3, PKBT4, PKBT8, PKBT9, PKBT 11, ISSRED 12, ISSRED 17, ISSRED 18, ISSRED 20, dan ISSRED 23. Amplifikasi primer terhadap 19 aksesi G. mangostana dan kerabat dekatnya menghasilkan 130 pita yang terdiri dari pola pita polimorfik sebanyak 129 pita atau sebesar 99.23% dan pita monomorfik sebanyak 1 pita atau sebesar 0.77% (Tabel 12). Keberagaman pola pita dari 11 primer menunjukan keberagaman yang tinggi hingga mencapai 99.23% yang terlihat dari nilai pola pita polimorfik yang dihasilkan, sedangkan pola pita

9 35 monomorfik hanya terbentuk 1 pita mencapai 0.77% (Tabel 12) yaitu PKBT2 pada ukuran 400 bp. Primer ISSRED12 dengan susunan basa (AGAC)4 mampu menghasilkan jumlah pita terbanyak yaitu 15 pita polimorfik, sedangkan primer yang menghasilkan pola pita polimorfik sedikit adalah primer PKBT3 dengan susunan basa (AG)8T dan ISSRED 20 dengan susunan basa (TCC)5A, masingmasing terbentuk 9 pita. Tabel 12. Rekapitulasi jumlah amplifikasi pita DNA G. mangostana dan kerabat dekatnya pada 11 primer ISSR No Primer Jumlah pita Jumlah pita polimorfik Jumlah pita monorfik 1 PKBT PKBT PKBT PKBT PKBT PKBT ISSRED ISSRED ISSRED ISSRED ISSRED Total (99.23%) 1 (0.77%) Analisis penanda molekuler DNA diperlukan untuk mengevaluasi/ menganalisis keragaman genetik dan hubungan kekerabatan antara populasi, spesies maupun individu yang berbeda, karena marka molekuler lebih menunjukan pola perubahan evolusi jika dibandingkan dengan karakter morfologi atau fisiologi. Berdasarkan hasil analisis data biner skor pita DNA dengan menggunakan program NTSYS, diperoleh 3 kelompok pada koefisien kemiripan 0.47 yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii, dan G. subelliptica, dan (3) kelompok C meliputi C. inophyllum (Gambar 7).

10 36 Matrik korelasi (r) pada penanda molekuler sebesar artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai menggambarkan pengelompokan (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) memisahkan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) memisahkan kelompok genus Garcinia dengan genus Calophyllum. Kesesuaian pengelompokan dapat diartikan bahwa setiap species tepat mengelompok misalnya G. mangostana tepat mengelompok dengan G. mangostana, tidak ada yang mengelompok dengan C. inophyllum Koefisen Coefficient kemiripan hombroniana1 hombroniana2 celebicatajuraj celebicakrb celebicaad celebicatwm17 celebicatwm18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana3 mangostana7 mangostana10 mangostana2 porectatajur forbesii subelliptica inophylum A B C Gambar 7. Dendrogram analisis karakter molekuler (DNA) pada G. mangostana dan kerabat dekatnya. Terbentuk 3 kelompok pada nilai koefisien kemiripan Kelompok (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana, G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, dan G. porrecta, (2) species yang termasuk ke dalam sub genus Xanthocymus yaitu G. subelliptica dan (3) kelompok out group yaitu genus Calophyllum yaitu C. inophyllum. Berdasarkan dendrogram apabila dilihat dari nilai koefisien kemiripan 0.40, maka pengelompokan akan terbagi menjadi dua kelompok besar yang memisahkan antara genus Garcinia dengan genus Calophyllum.

11 37 G. mangostana mengelompok lebih dekat dengan G. malaccensis dengan koefisien kemiripan sebesar Kedekatan kelompok G. mangostana dengan G. celebica terjadi pada koefisien kemiripan 0.55 (Tabel 13). Hal tersebut berbeda dengan hipotesa Richards (1990b) yang menyatakan bahwa G. mangostana merupakan hibrid dari G. hombroniana dan G. malaccensis. Kedekatan kelompok G. celebica tampak lebih dekat dengan G. malaccensis dan G. mangostana. Tabel 13. Koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya menggunakan penanda molekuler Aksesi Koefisien kemiripan G. malaccensis vs G. mangostana 0.72 G. celebica vs G. mangostana 0.55 G. hombroniana vs G. mangostana 0.54 G. porrecta vs G. mangostana 0.54 G. forbesii vs G. mangostana 0.39 G. sub elliptica vs G. mangostana 0.46 C. inophyllum vs G. mangostana 0.34 Karakter yang menentukan terbentuknya pengelompokan dapat dianalisis pada nilai Analisis Komponen Utama (AKU/PCA). Pengelompokan aksesi yang memiliki kemiripan karakter dapat dituangkan ke dalam gambar 3 dimensi melalui pengukuran analisis komponen utama. Data karakter yang dapat digambarkan melalui 3 komponen utama hanya sebesar 70% dari keseluruhan data, sedangkan pengelompokan berdasarkan 100% data, tampak pada hasil analisis pengelompokan menggunakan program NTSYS. Adapun nilai masingmasing komponen utama terdapat pada Tabel 14. Tabel 14. Nilai komponen utama pada karakter molekuler PC1 PC2 PC3 Eigenvalue/akar ciri Proportion Cumulative Jumlah karakter 8 4 3

12 38 Karakter-karakter yang mempengaruhi pembentukan pengelompokan pada analisis komponen utama adalah 8 karakter pada komponen utama ke-1, 4 karakter pada komponen utama ke-2 dan 3 karakter pada komponen utama ke-3 (Tabel 15). Primer PKBT 8 memiliki nilai komponen utama yang tertinggi 0.229, dimana aksesi G. malaccensis, G. Subelliptica dan C. inophyllum tidak memiliki pita pada 750 bp, sedangkan pada G. hombroniana, G. mangostana, G. porrecta G. celebica dan G. forbesii tampak memiliki pita pada 750 bp (Gambar 8). Nilai komponen utama terendah ditunjukan oleh primer PKBT9 pada komponen utama ke-1. Tabel 15. Karakter pita DNA pembentuk komponen utama Komponen utama Jumlah karakter Jenis karakter Nilai PC1 8 PKBT9_ ISSRED ISSRED12_ PKBT2_ ISSRED18_ PKBT11_ ISSRED23_ PKBT9_ PC2 4 PKBT8_ PKBT3_ PKBT3_ PKBT2_ PC3 3 PKBT4_ PKBT8_ ISSRED12_ Nilai komponen utama tertinggi ke-2 yaitu amplifikasi primer PKBT3 dengan nilai 2.19 pada 600 bp dimana G. malaccensis, G. forbesii, G. subelliptica dan C. inophyllum tidak memiliki pita DNA. Pita DNA terbentuk pada G. hombroniana, G. mangostana dan G. celebica. Nilai komponen utama tertinggi terdapat pula pada primer PKBT4 600c bp yaitu dimana G. malaccensis, G. porrecta, G. forbesii dan G. subelliptica tidak memiliki pita, sedangkan G. hombroniana, G. mangostana dan G. celebica memiliki pita.

13 39 Kb H1 H2 M1 M2 L1 L2 L3 L7 L10 P1 AB AJ C2 For Fu Ny kb M3 P2 AD C17 C18 C2 Ak Al 750bp Gambar 8. Karakter pola pita DNA G. mangostanaa dan kerabat dekatnya pada primer PKBT8. H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porrecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum. Analisis komponen utamaa pada penanda molekuler membentuk 6 kelompok yaitu (1) kelompok A terdiri dari G. celebica dan G. hombroniana, (2) kelompok B terdiri dari G. malaccensis dan G. mangostana, (3) kelompok C tediri dari G. porrecta, (4) kelompok D terdirii dari G. forbesii, (5) kelompok E terdiri dari G. subelliptica dan (6) kelompok F terdiri dari C. inophyllum (Gambar 9). Pengelompokan tersebut mencerminkan 70% dari keseluruhan data hasil pengamatan B C A Second Component E D F First Component Gambar 9. Hasil analisis komponen utama yang digambarkan ke dalam gambar dua dimensi, menggunakan penanda molekuler pada G. mangostana dan kerabatnya dekatnya membentuk 6 kelompok yaitu kelompok A terdiri dari G. celebica dan G. hombroniana, kelompokk B terdiri dari G. malaccensis dan G. mangostana, kelompok C tediri dari G. porrecta, kelompokk D terdiri dari G. forbesii, kelompok E terdiri dari G. subelliptica dan kelompok F terdiri dari C. inophyllum.

14 40 Analisis Gabungan Penanda Morfologi dan Molekuler Penggabungan data penanda morfologi dan molekuler, dapat memberikan informasi baik secara fenotipik maupun genetik. Analisis kekerabatan di perlukan penanda morfologi dan molekuler dengan tujuan untuk saling melengkapi data. Karakter yang dapat digunakan adalah gabungan dari data 29 karakter morfologi dan 11 primer. Lokus yang diamati sebanyak 213 karakter (Tabel 16). Tabel 16. Rekapitulasi jumlah karakter dan lokus hasil analisis gabungan Karakter/lokus Data gabungan Karakter 213 Jumlah pita/lokus 212 Jumlah pita/lokus polimorfik 211 (99.53%) Jumlah pita/lokus monomorfik 1 (0.47%) Berdasarkan hasil analisis dengan menggunakan program NTSYS pada koefisien kemiripan 0.52, diperoleh dendrogram membentuk 3 kelompok, yaitu (1) kelompok A meliputi G. hombroniana, G. celebica, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. porrecta, (2) kelompok B meliputi G. forbesii dan G. subelliptica, dan (3) kelompok C meliputi C. inophyllum (Gambar 10). Hasil dendrogram dapat membedakan kelompok (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana dengan species G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, dan G. porrecta, (2) memisahkan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan kelompok sub genus Xanthocymus seperti G. subelliptica dan (3) inter genus yaitu memisahkan kelompok genus Garcinia dengan genus Calophyllum. Pada koefisen kemiripan 0.40 pengelompokan aksesi dapat dibedakan antara kelompok genus Garcinia dengan kelompok genus Calophyllum. Dendrogram yang dihasilkan memiliki matrik korelasi (r) sebesar , artinya pengelompokan tersebut sangat sesuai dalam mengelompokan species yang termasuk ke dalam genus Garcinia menjadi 1 kelompok dan tidak ada anggota dari genus Garcinia mengelompok dengan genus Calophyllum.

15 41 (Tabel 17) Koefisen Coefficient kemiripan hombroniana1 hombroniana2 celebicatajuraj celebicakrb celebicaad celebicatwm17 celebicatwm18 malaccensis1 malaccensis2 malaccensis3 mangostana1 mangostana3 mangostana7 mangostana10 mangostana2 porectatajur forbesii subelliptica inophylum A B C Gambar 10. Dendrogram analisis gabungan antara karakter morfologi dan molekuler G. mangostana dan kerabat dekatnya membentuk 3 kelompok pada koefisien kemiripan Analisis gabungan penanda morfologi dan molekuler membentuk kelompok G. mangostana dengan G. malaccensis pada koefisien kemiripan Koefisien kemiripan G. mangostana dengan G. celebica pada nilai Kelompok inter genus ditunjukan oleh nilai koefisien kemiripan antara G. mangostana sebagai aksesi dari genus Garcinia dan C. inophyllum sebagai aksesi dari genus Calophyllum pada nilai koefisien kemiripan 0.39 (Tabel 17). Tabel 17. Nilai koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada analisis gabungan kedua penanda Aksesi Koefisien kemiripan G. malaccensis vs G. mangostana 0.78 G. celebica vs G. mangostana 0.63 G. hombroniana vs G. mangostana 0.61 G. porrecta vs G. mangostana 0.59 G. forbesii vs G. mangostana 0.50 G. subelliptica vs G. mangostana 0.51 C. inophyllum vs G. mangostana 0.39

16 42 Keberagaman dan Keragaman Garcinia mangostana dan Kerabatnya Keberagaman genus Garcinia dapat terukur berdasarkan hasil pengamatan berbagai karakter, seperti karakter morfologi dan molekuler. Keberagaman karakter morfologi dapat dibedakan berdasarkan bentuk, warna, tipe, dan ukuran, sedangkan pada molekuler, dibedakan pada kemunculan pita yang terbentuk. Karakter morfologi yang dapat diamati sebanyak 83 karakter dengan menghasilkan pola pita polimorfik sebesar 100%, sedangkan pada analisis molekuler sebanyak 130 pita yang dapat teramplifikasi dari 11 primer dengan menghasilkan pola pita polimorfik sebesar 99.23%. Analisis gabungan menghasilkan 99.53% pola lokus polimorfik (Tabel 18). Tabel 18. Perbandingan pola pita/karakter G. mangostana dan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, penanda molekuler dan gabungan kedua penanda Penanda Morfologi Molekuler Gabungan Primer Jumlah pita Jumlah pita/karakter polimorfik (99.53%) Jumlah pita/karakter monomorfik (0.47%) Identifikasi tingkat kemiripan secara morfologi dapat dibedakan diantara aksesi, tetapi pada karakter tertentu terdapat kemiripan yang sulit dibedakan, misalnya pada karakter warna mahkota bunga antara G. celebica dan G. hombroniana, serta bentuk buah dan warna buah antara G. malaccensis dan G. porrecta. Mahkota bunga pada G. celebica dan G. hombroniana berwarna kuning kehijauan, sehingga ketika pengamatan karakter warna mahkota dilakukan pada saat musim yang bersamaan, maka akan sulit untuk membedakan antara pohon G. celebica dan G. hombroniana. Sama halnya dengan G. malaccensis dan G. porrecta pada kondisi tertentu ditemukan warna buah matang dan bentuk buah G. malaccensis mirip dengan G. porrecta. Berbeda dengan analisis molekuler, G. celebica dapat dibedakan dengan G. hombroniana pada primer ISSRED20 dengan ukuran 250 bp dan 1200 bp.

17 43 Keragaman di dalam species G. mangostana secara morfologi sulit ditemukan perbedaanny ya. Secara keseluruhan fenotipe memiliki karakter yang sama dalam 1 species, seperti padaa G. mangostana pohon ke-1, ke-2, ke-3, ke-7 dan ke-2, tetapi dengan menggunakan penanda molekuler terdapat perbedaan pola pita baik pada pohon ke-1, ke-2, ke-3, ke-7 dan ke-10. Primer ISSRED18 dan ISSRED23 dapat membedakan pola pita dalam kelompok G. mangostana seperti tampak pada Gambar 11. Perbedaan pita yang terbentuk dapat terjadi, karena motif primer ISSR mengamplifikasi pada area non coding, bukan pada area coding yang dapat mengekpresikann suatu karakter atau fenotipe, sehingga pita yang terbentuk akan menunjukan keragaman, berbeda halnya dengan karakter morfologi yang menunjukan kesamaan karakter dalam satu kelompok G. mangostana. Kb H1 H2 M1 M2 L1 L2 L3 L7 L10 P1 AB AJ C2 For Fu Ny kb M3 P2 AD C17 C18 C2 Ak AL 750bp 400bp Gambar 11. Pola pita pembeda G. mangostana pada primer ISSRED18. Tanda panah menunjukan tidak adanya pita pada G. mangostana pohon ke-2 ukuran 400 bp. Keterangan aksesi yaitu : H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porrecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum Kemiripan G. malaccensis dengan G. mangostana ditunjukan oleh primer PKBT 9 pada 250 bp, 600 bp, 800 bp, 1000 bp, dan 1300 bp. Persamaan pita DNA antaraa G. mangostana, G. malaccensis dan G. celebica terdapat pada ukuran 1300 bp. Perbedaan pita G. mangostana dengann C. inophyllum terdapatt pula pada primer PKBT9 berukuran 500 dan 600 bp (Gambar 12).

18 44 Kb H1 H2 M1 M2 L1 L2 L3 L7 L10 P1 AB AJ C2 For Fu Ny kb M3 P2 AD C17 C18 C2 Ak AL 1300bp 1000bp 800bp 600bp 250bp Gambar 12. Kemiripan pola pita DNA G. malaccensis pada primer PKBT9 dengan ukuran 250, 600, 800, 1000 dan 1300 bp. Keterangan aksesi yaitu : H1, H2 = G. hombroniana, M1, M2, M3 = G. malaccensis, L1, L2, L3, L7, L10 = G. mangostana, P1, AB = G. porrecta, AJ, C2, AD, C17, C18 = G. celebica, For = G. forbesii, Fu = G. subelliptica dan Ny = C. inophyllum Hasil analisis pada penanda morfologi, molekuler dan gabungan keduanya, diperoleh perbedaan nilai koefisien kemiripan (Tabel 19), yang menggambarkan bahwaa variasi penanda molekuler dan gabungan lebih tinggi dibandingkan penanda morfologi. Nilai korelasi kofenetik tertinggi diperoleh pada hasil analisis gabungan sebesar 99%. Tabel 19. Perbandingan koefisien kemiripan dan korelasi kofenetik MxComp (r) padaa penanda morfologi, molekuler dan gabungan Koefisien kemiripan Morfologi Molekuler Gabungan Nilai terendah Nilai tertinggi Korelasi kofenetik (r) Kedekatan tingkat koefisien kemiripan G. mangostana tertinggi adalah dengann G. malaccensis dan G. celebica (Tabel 20) ). Nilai koefisien kemiripan tertinggi dari hasil ketiga analisis ditunjukan oleh hasil analisis morfologi apabila dibandingkan dengan analisis molekuler dan gabungan.

19 45 Tabel 20. Perbandingan koefisien kemiripan G. mangostana dengan kerabat dekatnya pada penanda morfologi, molekuler DNA dan gabungan kedua penanda Aksesi Nilai koefisien kemiripan morfologi molekuler gabungan G. malaccensis vs G. mangostana G. celebica vs G. mangostana G. hombroniana vs G. mangostana G. porrecta vs G. mangostana G. forbesii vs G. mangostana G. subelliptica vs G. mangostana C. inophyllum vs G. mangostana

20 46

21 47 PEMBAHASAN UMUM Hubungan kekerabatan G. mangostana dengan kerabat dekatnya, dapat ditunjukan oleh hasil analisis menggunakan penanda morfologi dan molekuler. Hasil analisis dendrogram dan analisis komponen utama pada penanda morfologi, molekuler dan gabungan, menunjukan hasil pengelompokan antara lain (1) species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia, (2) membedakan kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia dengan sub genus Xanthocymus dan (3) membedakan kelompok genus Garcinia dengan kelompok out group yaitu genus Calophyllum. Kelompok species yang termasuk ke dalam sub genus Garcinia yaitu G. mangostana, G. malaccensis, G. celebica dan G. hombroniana. Kelompok sub genus Xanthocymus yaitu G. subelliptica, sedangkan kelompok outgroup yaitu C. inophyllum. Karakter morfologi hasil pengamatan pada 29 karakter antara lain karakter daun muda meliputi warna hijau muda, hijau muda kecoklatan, dan coklat merah. Karakter daun muda berwarna hijau muda kecoklatan merupakan karakter warna daun muda pada G. hombroniana, G. malaccensis, G. mangostana, dan G. celebica. Warna daun muda G. porecta dan G. forbesii adalah coklat kemerahan, sedangkan G. subelliptica dan G. inophyllum berwarna hijau muda. Karakter warna mahkota bunga beragam yaitu putih, kuning, merah, hijau, hijau kekuningan merah muda dan ungu. Mahkota bunga berwarna (1) kuning kehijauan pada G. celebica, G. porrecta, dan G. hombroniana, (2) merah muda atau pink pada G. malaccensis, (3) kuning dengan tepi merah pada G. mangostana, (4) kuning pada G. forbesii, (5) hijau kekuningan pada G. subelliptica dan (6) putih pada C. inophyllum. Keberagaman pada ukuran bunga terdiri dari (1) bunga berukuran besar yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran > 3 cm. Bunga ukuran besar antara lain pada G. mangostana dan G. malaccensis, (2) berukuran sedang yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran 3 cm. Bunga berukuran sedang terdapat pada G. celebica, G. porrecta, G. hombroniana dan C. inophyllum dan (3) berukuran kecil yaitu diameter mahkota pada bunga mekar saat antesis berukuran < 3 cm pada bunga G. subelliptica dan G. forbesii.

22 48 Karakter warna buah matang meliputi merah kekuningan, ungu, merah, kuning dan hijau, sedangkan untuk karakter bentuk buah meliputi gepeng, lonjong, dan bulat. Karakter warna buah (1) ungu pada G. malaccensis, G. mangostana dan G. porrecta, (2) merah kekuningan pada G. celebica dan G. hombroniana, (3) merah pada G. forbesii (4) hijau pada C. inophyllum serta (5) kuning pada G. subelliptica. Bentuk ukuran buah bulat dimiliki oleh G. mangostana, G. subelliptica dan C. inophyllum. Karakter bentuk buah terdiri dari (1) bulat seperti pada G. mangostana G. subelliptica, G. forbesii dan C. inophyllum, (2) gepeng pada G. hombroniana, G. celebica, dan (3) lonjong pada G. malaccensis dan G. porrecta (Gambar 3). Karakter ukuran buah termasuk buah kecil karena berat buah < 90 g/buah. Karakter ketebalan kulit buah terdiri dari (1) berkulit tipis (tebal kulit berukuran 0.3 mm) seperti pada G. porrecta, G. celebica, C. inophyllum, (2) berkulit sedang (tebal kulit berukuran > 0.5 mm) pada G. mangostana, G. malaccensis, G. forbesii dan G. subelliptica. Karakter warna aril buah dibedakan menjadi warna (1) putih seperti G. mangostana, G. malaccensis dan G. forbesii, (2) putih kekuningan seperti G. celebica, G. porrecta, (3) kuning seperti G. subeliptica dan (4) tidak memiliki aril seperti buah C. inophyllum (Gambar 3). Sama halnya dengan karakter jumlah aril umumnya G. mangostana, G. malaccensis, G. forbesii dan G. celebica memiliki jumlah aril 6, 7 bahkan 8, sedangkan G. porrecta selalu memiliki 4 aril, meskipun beberapa buah ditemukan memiliki aril 5 dan 6. Buah yang tidak memiliki aril adalah C. inophyllum dan G. subelliptica. Karakter kulit biji terdiri dari (1) coklat muda pada G. hombroniana, G. mangostana, G. malaccensis, G. celebica, dan G. forbesii, C. inophyllum dan (2) coklat tua pada G. porrecta dan G. subelliptica (Gambar 3). Karakter warna getah terdiri dari dua warna yaitu warna kuning dan putih. Karakter getah berwarna kuning antara lain G. malaccensis, G. mangostana, G. porrecta, G. forbesii, C. inophyllum sedangkan getah berwarna putih terdapat pada G. hombroniana, G. celebica, dan G. subelliptica (Gambar 3). Jones (1980) mengelompokan sistematika infragenerik genus Garcinia berdasarkan karakter polen. Aksesi yang diamati diperoleh bunga yang memiliki putik dan benangsari antara lain G. mangostana, G. malaccensis, G. subelliptica

23 49 dan C. inophyllum, sedangkan pada bunga betina G. hombroniana dan G. porrecta tidak ditemukan benangsari atau polen. Tetapi pada tanaman koleksi Kebun Tajur, ditemukan kelainan/anomali pertumbuhan yaitu pada G. porrecta betina, telah ditemukan beberapa bunga jantann dan beberapa bunga hermaprodit (memiliki putik dan benang sari) ). Hasil pengamatan dari 20 bunga betina G. porrecta, ditemukan 2 bunga yang memiliki benangsari. Polen dari bunga betina G. porrecta dikecambahkan dalam media 10% sukrosa, 0.005% H 3 BO 3, 10 mm CaCl 2, 0.05% KH 2 PO 4 dan 4% PEG 6000 (Schreiber dan Dresselhaus, 2003), tetapi setelah 16 jam dikecambahkan, tidak menunjukan n adanya pertumbuhan polen tube. Berbeda halnya dengann bunga jantan G. celebica dan G. porrecta, membentuk polen tube setelah 5 dan 16 jam dikecambahkan (Gambar 13). A B C Gambar 13. Pertumbuhan polen setelah 5 (2) dan 16 jam (3) dikecambahkan pada bunga G. porrecta betina (A), G. celebica jantan (B) dan G. porrecta jantan (C). Tanda panah menunjukan benang sari/stamen yang terbentuk pada bunga G. porrecta betina padaa perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480 perbesaran lensa 3.3x megafixel (B2, B3 dan C2) dan 4.6 megafixel (A2, A3 dan C2).

24 50 Pada bunga G. hombroniana, G. celebica, G. porrecta, dan G. subelliptica ditemukan adanyaa bakal buah, tanpa ada benang sari dan polen. Bakal buah terdiri dari beberapa calon biji (tanda panah) seperti pada Gambar 14.1, 14.2, 14.3 dan Bunga jantan terdapat pada tanamann G. celebica dan G. porrecta. Ciri-ciri bunga jantan pada G. celebica dan G. porrecta yaitu (1) pada bakal buah tidak ditemukan adanya bakal biji dan (2) bakal buah tersebut tidak mengalami perkembangan membentuk bakal biji seperti pada Gambar 14.6 dan Kelainan/anomali ditemukan pada tanaman G. celebica jantan yang berlokasi di Kebun Tajur PKBT IPB yaitu ditemukan buah, sebanyak dua buah. Pemunculan kelainan tersebut diduga sebagai upaya pertahanan tanaman jantan melestarikan keturunanya untuk menjadi penerus tanaman jantan. A B Gambar 14. Hasil pengamatan sayatan melintang bakal buah pada bunga G. hombroniana (1), G. celebica (2), G. porrecta (3), C. inophyllum (4), G. subelliptica (5). Sayatan melintang bakal buah pada bunga jantan G. celebica (6), G. porrecta (7). Bunga untuk pengamatan bakal buah (A) dan sayatan melintang bakal buah (B). Tanda panah menunjukan calon biji pada bunga betina. Hipotesa Richards (1990b) menyatakan bahwa G. mangostana adalah hibrid dari G. hombroniana sebagai tetua betina dan G. malaccensis sebagai tetua jantan, tetapi berdasarkan hasil pengamatan diperoleh perbedaan aksesi/kerabat yang memiliki hubungan kekerabatan lebih dekat dengan G. mangostana. Berdasarkan hasil pengamatann diperoleh kedekatan antara G. mangostana dengan G. malaccensis dan G. celebica (Tabel 21).

25 51 Tabel 21. Perbedaan kedekatan kekerabatan antara hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b) Kedekatan kekerabatan Richards (1990b) Hasil Pengamatan Aksesi G. mangostana G. malaccensis G. hombroniana G. mangostana G. malaccensis G. celebica Perbedaan kedekatan kekerabatan disebabkan adanya perbedaan dalam bahan tanaman, alat ukur dan alat analisis yang digunakan. Richards (1990b) dalam menganalisis hipotesisnya menggunakan : (1) bahan tanaman yang diamati terdiri dari 3 species yaitu G. hombroniana, G. malaccensis dan G. mangostana, (2) karakter yang diamati terdiri dari 13 karakter yaitu waktu berbunga, warna getah, warna mahkota bunga, kedudukan stigma, tekstur permukaan stigma, rasio stigma lobes, diameter stigma, susunan benang sari, ada tidaknya benang sari pada bunga betina, bentuk buah, tekstur permukaan kulit buah, warna buah matang dan aroma aril serta (3) alat yang digunakan adalah penanda morfologi. Pada pengamatan digunakan (1) bahan tanaman terdiri dari 2 genus yaitu genus Garcinia dan Calophyllum. Species yang diamati sebanyak 8 species, meliputi G. mangsotana, G. malaccensis, G. hombroniana, G. celebica, G. porrecta, G. forbesii, G. subelliptica dan C. inophyllum, (2) karakter yang diamati yaitu 29 karakter morfologi dan 12 primer ISSR, (3) alat yang digunakan yaitu penanda morfologi dan molekuler (Tabel 22). Tabel 22. Perbedaan metodologi hasil pengamatan dan hipotesa Richards (1990b) Metodologi Richards (1990b) Hasil Pengamatan Jumlah bahan tanaman 3 19 Jumlah karakter yang diamati karakter morfologi 12 primer ISSR Penanda morfologi morfologi, molekuler ISSR Genus yang diamati Garcinia Garcinia, Calophyllum

26 52 Berdasarkan hasil pengamatan G. mangostana membentuk kelompok terdekat dengan G. malaccensis dan G. celebica, baik pada hasil analisis penanda morfologi, molekuler maupun gabungan. G. celebica memiliki kemiripan karakter morfologi dengan G. mangostana dan G. malaccensis terutama pada ujung buah, warna mahkota bunga dan bentuk sel epidermis seperti pada Tabel 23. Perbedaan ujung buah pada G. celebica tidak memanjang, sedangkan pada G. hombroniana pada ujung buah tampak memanjang (Gambar 15). Rata-rata ukuran panjang ujung buah G. hombroniana mencapai 0.5 cm. Tabel 23. Kemiripan karakter morfologi pada G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana Aksesi Karakter Ujung buah Warna mahkota bunga Bentuk sel epidermis G. celebica tidak memanjang kuning berlekuk dangkal G. malaccensis tidak memanjang merah muda/pink berlekuk dangkal G. mangostana tidak memanjang kuning dengan tepi merah berlekuk dangkal G. celebica membentuk satu kelompok dengan G. mangostana pada koefisien kemiripan sebesar 0.75, yang ditunjukan oleh karakter pada pola susunan sel epidermis permukaan bawah daun. Bentuk dan pola sel epidermis yang mengelilingi stomata pada G. celebica mirip dengan G. mangostana dan G. malaccensis (Gambar 15). Apabila dibandingkan dengan G. hombroniana, pola dinding sel epidermisnya berbeda dengan G. mangostana, dimana bentuk sel epidermis G. hombroniana tampak lebih teratur. Bentuk sel epidermis yang mengelilingi stomata G. mangostana merupakan intermediat dari G. celebica dan G. malaccensis. Selain pola sel epidermis, pada ujung buah G. hombroniana tampak memanjang, sehingga karakter ujung buah G. hombroniana tampak jelas berbeda dengan G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana. Cupat atau stigmalobe G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana menempel. Warna mahkota bunga G. mangostana merupakan intermediat antara G. celebica dan G. malaccensis dengan asumsi pembawa warna kuning adalah G. celebica dan pembawa warna merah adalah G. malaccensis.

27 53 A B C D Gambar 15. Karakter morfologi pada bunga (1), buah (2) dan sel epidermis (3) G. hombroniana (A), G. celebica (B), G. malaccensis (C) dan G. mangostana (D). Pengamatan stomata pada perbesaran 400x dan difoto menggunakan kamera digital canon power shoot A480 pada perbesaran lensa 3.3x megafixel. Berdasarkan hasil pengamatan pola dinding sel epidermis dan ujung buah, dapat disimpulkan bahwa kandidat G. mangostana adalah G. celebica sebagai tetua betina dan G. malaccensis sebagai tetua jantan. Hal tersebut dikuatkan pula pada hasil pita lebih penelitian Sinaga (2008) yang menyatakan G. celebica mempunyai banyak sama dengan G. mangostana dibandingkan dengan G. hombroniana pada penanda isoenzim dan AFLP. Hasil penelitian Sari (2000) dengan menggunakan penanda RAPD, diperoleh pengelompokan G. mangostana dengan G. hombronianaa dengan jarak genetik 2%, keduanya mengelompok pula dengan G. celebica, sedangkan G. hombroniana dengan G. porrecta berjarak 5.7%.

28 54 Matra DD (2010) telah diperoleh kedekatan ukuran alel melalui amplifikasi primer SSR IGMB001 (Ibaraki/IPB Garcinia Manggostana Bogor) antara G. celebica, G. malaccensis dan G. mangostana. Hasil amplifikasi primer SSR IGMB001 pada G. celebica menghasilkan ukuran alel 252 dan 254, sedangkan pada G. malaccensis menghasilkan berukuran alel 233, 275 dan 273 dan G. mangostana menghasilkan ukuran alel 233 dan 252. Kesamaan ukuran alel dari ketiga aksesi tersebut adalah (1) ukuran alel 233 yang dimiliki oleh G. mangostana dengan G. malaccensis, dan (2) ukuran alel 252 yang dimiliki oleh G. celebica dan G. mangostana. Ukuran alel pada G. mangostana memiliki ukuran alel yang sama dengan G. malaccensis dan G. celebica. Penelitian Yapwattanaphun et al. (2004) mengenai penelusuran tetua dengan menggunakan ITS (Internal Transcribed Spacer) yaitu penanda ribosomal DNA (rdna), diperoleh jauhnya kelompok G. hombroniana dari kelompok G. malaccensis dan G. mangostana, sehingga dengan menggunakan penanda ITS dapat dinyatakan bahwa G. hombroniana bukan sebagai progenitor persilangan G. mangostana. Kedekatan hubungan kekerabatan antara G. mangostana dan G. celebica didukung pula oleh hasil penelitian Tirtawinata (2003) pada kombinasi bibit sambung asuh G. mangostana dengan G. celebica menunjukan kompatibilitas sambungan setelah diuji dengan perunutan isotop 32 P dan 14 C.