KEANEKARAGAMAN GENETIK PADI (Oryza sativa L.) LOKAL SUMATERA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN PENANDA SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) SKRIPSI OLEH

Transkripsi

1 KEANEKARAGAMAN GENETIK PADI (Oryza sativa L.) LOKAL SUMATERA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN PENANDA SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) SKRIPSI OLEH RIRI INDRIYANI DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017

2 KEANEKARAGAMAN GENETIK PADI (Oryza sativa L.) LOKAL SUMATERA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN PENANDA SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains OLEH RIRI INDRIYANI DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2017

3 PERSETUJUAN Judul Kategori Nama Program Studi Nomor Induk Mahasiswa : Fakultas : Keanekaragaman Genetik Padi (Oryza sativa L.) Lokal Sumatera Utara dengan Menggunakan Penanda Simple Sequence Repeat (SSR) : Skripsi : Riri Indriyani : Sarjana (S1) Biologi : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di: Medan, Januari 2017 Komisi Pembimbing, Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Elimasni, M. Si. Dr. Saleha Hannum, M. Si NIP NIP Disetuji Oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua Dr. Nursahara Pasaribu, M. Sc. NIP i

4 KEANEKARAGAMAN GENETIK PADI (Oryza sativa L.) LOKAL SUMATERA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN PENANDA SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Januari 2017 Riri Indriyani ii

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kasih dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Keanekaragaman Genetik Padi (Oryza Sativa L.) Toleran Suhu Rendah dengan Menggunakan Penanda Simple Sequence Repeat (SSR). Solawat dan salam saya ucapkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, sahabat dan keluarga beliau. Selama melakukan peneltian, saat berada di lapangan maupun di laboratorium, banyak sekali dukungan yang penulis dapatkan dari berbagai pihak. Penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada: a. Bapak Sohibun dan Juminah yang telah memberikan dukungan moril dan nasihat-nasihat untuk penulis dari awal penelitian hingga akhir penelitian. b. Ibu Dr. Saleha Hannum M. Si sebagai dosen pembimbing I atas dorongan, diskusi, bantuan dan kasih sayang yang diberikan kepada penulis dari awal hingga akhir. c. Ibu Dr. Elimasni, M. Si sebagai dosen pembimbing II atas perhatian, diskusi dan nasihat-nasihat, di tengah kesibukkan akitivitas beliau. d. Ibu Dr. Isnaini Nurwahyuni, M. Si sebagai dosen penguji I yang telah memberikan masukan dan saran yang membangun sehingga semakin menyempurnakan penulisan ini. e. Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed sebagai dosen penguji II atas berbagai saran yang telah diberikan kepada penulis sehingga memudahkan penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. f. Bapak Ir. Amrizal Yusuf dari BPTP Sumuatera Utara atas segala perhatian, konsultasi dan nasihat yang telah diberikan kepada penulis dalam mencari berbagai informasi padi Sumatera Utara dan pemberian benih yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian. g. Bapak Dr. Aris Hairmansis dari BB Padi Sukamandi Jawa Barat atas ketersedian beliau dalam berdiskusi dengan penulis dan kemurahan hati beliau yang telah memberikan benih padi lokal Mandailing. iii

6 h. Ibu Yullianida, Sp, M.Si dari BBPadi Sukamandi Jawa Barat atas keluangan waktu yang telah diberikan beliau di tengah-tengah kesibukan untuk mengirimkan benih padi kepada penulis. Terimakasih atas segala doa, harapan dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Medan, Januari 2017 Penulis iv

7 KEANEKARAGAMAN GENETIK PADI (Oryza sativa L.) LOKAL SUMATERA UTARA DENGAN MENGGUNAKAN PENANDA SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) ABSTRAK Analisis keanekeragaman genetik padi lokal Sumatera Utara dapat dilakukan dengan menggunakan penanda molekular, salah satunya adalah Simple Sequence Repeat (SSR). Dalam penelitian ini digunakan 4 primer SSR yaitu primer RM 20, RM 580, RM 413 dan RM 131 untuk menganalisis keanekaragaman genetik dari 11 koleksi padi lokal Sumatera Utara dan 1 koleksi padi hibrida. Alel-alel yang diamplifikasi melalui Polymerase Chain Reaction (PCR) dielektroforesis dengan gel agarose. Total terdapat 82 pita DNA yang dideteksi dengan ukuran 200bp- 1769bp di seluruh primer yang diuji. Pita polimorfik tertinggi terdapat pada primer RM 20 sebanyak 19 pita DNA dan pita polimorfik terendah pada primer RM 131 yaitu sebanyak 9 pita DNA. Persentase pita polimorfik yang paling tinggi diperoleh pada primer RM 413 sebesar 84,61%. Data dikelompokkan dengan menggunakan metode Unweight Pair Group Method with Arithme Average (UPGMA) untuk menyajikan data dalam bentuk dendogram. Hasilnya menunjukkan terdapat 5 kelompok yang mengelompok secara acak dan berdasarkan sebaran wilayahnya, dengan nilai koefisien kemiripan yang diperoleh sebesar 0,58-1,00 (58%-100%). Kata kunci: Keanekaragaman genetik, Oryza sativa, penanda molekular, SSR v

8 GENETIC DIVERSITY OF LOCAL RICE (Oryza sativa L.) NORTH SUMATERA WITH USE MARKER SIMPLE SEQUENCE REPEAT (SSR) ABSTRACT Analysis genetic diversity of local rice Sumatera Utara can be done using molecular markers, one of which is the Simple Sequence Repeat (SSR). The four primer SSR is primer RM 20, RM 580, RM 413 and RM 131 used to this research for analysis genetic diversity of 11 colection from local rice of Sumatera Utara and 1 colection rice hybrid. Amplificafed alel with Polymerase Chain Reaction (PCR) had electroforesis in gel agarose. The final totals get 82 band taht determinated by 200bp-1769bp in all primer. The higher polymorphic band in primer RM 20 as many as 19 band DNA and the lowest polymorphic band in primer RM 131 as many as 9 band DNA. The highest percentage of polymorphic band exist in primer RM 413 as many as 84.61%. The data is grouped by using Unweight Pair Group Method with Arithme Average (UPGMA) to present the data in the form dendogram. The result shows that there are five groups with the similarity coefficient values is 0.58 to 1.00 (58% -100%). Keyword: genetic diversity, Oryza sativa, marker, SSR vi

9 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PERNYATAAN KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN Halaman i ii iii v vi vii ix x xi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan Tujuan Penelitian Hipotesis Manfaat Penelitian 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Botani Padi (Oryza sativa L.) Kanekaragaman Genetik Padi (Oryza sativa L.) Plasma Nutfah Padi (Oryza sativa L.) Lokal Marka Molekular SSR (Simple Sequence Repeat) 7 BAB 3. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Prosedur Persiapan Bahan Tanaman Isolasi DNA Uji Kualitatif dan Kuantitaif DNA Genom Padi Elektroforesis Nanofotomoter Amplifikasi DNA Elektroforesis Hasil Amplifikasi DNA Analisis Data Scoring Pita Polimorfik Analisis Keragaman Genetik 12 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Isolasi DNA Genom Padi Lokal Sumatera Utara Uji Kualitas dan Kuantitas DNA Genom Padi Lokal 14 Sumatera Utara 4.3 Amplifikasi DNA Genom Padi Lokal Sumatera Utara 16 vii

10 dengan Mengguakan Marka SSR 4.4 Analisis Keanekaragaman Genetik Padi Lokal Sumatera 18 Utara BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 22 DAFTAR PUSTAKA 23 LAMPIRAN 28 viii

11 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel Tabel 3.1 Sampel padi lokal yang digunakan dalam analisis 8 keanekaragaman genetik Tabel 3.2 Reaksi amplifikasi DNA genom padi 11 Tabel 3.3 Sekuens primer mikrosatelit dan hasil optimasi suhu 11 Penempelan Tabel 4.2 Pengukuran kosentrasi dan kemurnian DNA genom padi 14 Tabel 4.4 Data polimorfisme tiap penanda SSR yang digunakan 17 ix

12 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 4.1 Hasil visualisasi isolasi DNA genom padi Hasil elektoroforesis amplifikasi DNA genom padi lokal 16 dengan primer SSR 4.5 Dendogram hasil pengelompokkan dua belas koleksi padi 20 berdasarkan hasil amplifikasi DNA dengan menggunakan marka SSR x

13 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran Lampiran 1. Data mentah scoring pita polimorfik 27 Lampiran 2. Matriks kemiripan genetik hasil amplifikasi DNA 28 menggunakan 4 penanda SSR Lampiran 4. Gambar benih padi lokal Sumatera Utara dan Hibrida 30 Lampiran 5. Deskripsi koleksi padi 32 xi