BIOLOGI ONLINE

blog pendidikan biologi

POLIPLOIDISASI TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN PERLAKUAN MUTAGEN COLCHICINE

1) Judul Program
POLIPLOIDISASI TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN PERLAKUAN MUTAGEN COLCHICINE

2) Latar Belakang Masalah
Upaya memanfaatkan sumber energi terbarukan merupakan bagian penting dalam program deversifikasi energi sebagai akibat semakin menipisnya cadangan energi dan semakin meningkatnya kebutuhan bahan bakar. Hal tersebut harus dilakukan karena kebutuhan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi terus mengalami peningkatan sehingga dalam beberapa tahun akan terjadi kelangkaan minyak bumi.
Biodiesel memiliki peranan yang sangat penting dalam upaya penghematan ataupun sebagai subtitusi dari minyak diesel. Biodiesel yang merupakan minyak nabati yang diperoleh dari tumbuhan memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Keunggulan dan kelebihan biodisel antara lain (1) Merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik (free sulphur, smoke number rendah) sesuai dengan isu-isu global, (2) Cetane number lebih tinggi (>60) sehingga efisiensi pembakaran lebih baik, (3) Memiliki sifat pelumasan terhadap piston mesin, (4) Biodegradable (dapat terurai), (5) Merupakan renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui, (6) Meningkatkan independensi suplai bahan bakar karena dapat diproduksi secara lokal (BPTP, 2006).
Pemanfaatan minyak Jarak (Jatropha curcas L.) sebagai bahan bio-diesel merupakan alternatif untuk mengantisipasi meningkatnya permintaan bahan bakar. Minyak jarak pagar selain merupakan sumber minyak terbarukan (reneweble fuels) juga termasuk non edible oil sehingga tidak bersaing dengan kebutuhan konsumsi manusia seperti pada minyak kelapa sawit, minyak jagung dan minyak nabati lainnya. Secara agronomis tanaman jarak pagar sesuai dengan agroklimat di Indonesia bahkan pada kondisi kering dan pada lahan marginal. Akan tetapi masih ada permasalahan yang dihadapi, yaitu belum adanya varietas unggul yang dilepas secara komersial (Puslitbang Perkebunan, 2006).
Sebenarnya di Indonesia ditemukan banyak keragaman plasma nutfah jarak pagar, namun variasi tersebut diduga hanya disebabkan oleh perbedaan wilayah yang melahirkan ekotipe-ekotipe tertentu. Eksplorasi pendahuluan yang dilakukan oleh Puslitbang Perkebunan di Sumatera Barat, Lampung, Banten, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat, Nusa Tenggara Timur, dan Sulawesi Selatan ditemukan variasi antara lain: (1) kulit batang: keperak-perakan, hijau kecoklatan, (2) warna daun: hijau muda, hijau tua, (3) pucuk dan tangkai daun: kemerahan, kehijauan, (4) bentuk buah: agak elips, bulat, (4) jumlah biji per kapsul: 1-4. Kontribusi perbedaan morfologi di atas terhadap produktivitas dan kandungan minyak tentu ada, hanya belum diketahui besarnya. Tingkat ploidi yang sama (2n=22) diduga tidak akan menghambat persilangan antar spesies dalam upaya perbaikan varietas jarak pagar (Hasnam, 2006).
Penelitian di bidang pemuliaan tanaman jarak pagar di Indonesia sampai saat ini masih dalam taraf awal dan masih mengandalkan metode pemuliaan konvensional yang banyak bergantung pada fenotipe tanaman yang mudah diamati secara kasat mata (Mardjono et al., 2006). Pengembangan tanaman jarak pagar melalui mutasi dengan memanfaatkan teknologi nuklir dengan irradiasi sinar gamma telah berhasil dilakukan (Dwimahyani, 2006), meskipun informasi pelepasan varietas unggul jarak pagar hasil mutasi tersebut belum diperoleh.
Alternatif metode mutasi lain yang bisa dilakukan adalah mutasi menggunakan senyawa kimia, misalnya colchicine. Efek yang ditimbulkan melalui mutasi dengan colchicine adalah terjadinya penggandaan kromosom atau poliploidisasi. Diharapkan melalui proses poliploidisasi tersebut dapat diperoleh peningkatan keragaman genetik sekaligus usaha untuk mendapatkan peningkatan potensi hasil minyak tanaman jarak pagar.

3) Perumusan Masalah
Penerapan mutasi secara kimia untuk mendorong terjadinya poliploidisasi pada tanaman jarak pagar lokal Indonesia belum ditemukan laporannya. Karena itu, penerapan mutasi kimia menggunakan senyawa colchicine untuk mengembangkan tanaman jarak pagar poliploid diharapkan dapat diperoleh keragaman genetik baru dari tanaman jarak pagar terutama yang memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan jenis-jenis tanaman jarak pagar yang sudah ada.
Berdasarkan uraian pada latar belakang tersebut dapat ditarik rumusan masalah sebagai berikut:
1). Seberapa besar keberhasilan terjadinya poliploidisasi pada tanaman jarak pagar melalui perlakuan penetesan larutan colchicine pada konsentrasi yang berbeda?
2). Takaran larutan colchicine pada konsentrasi berapakah yang lebih efektif dalam mendorong terjadinya poliploid pada tanaman jarak pagar?

4) Tujuan Program
Tujuan penelitian ini adalah untuk (1) mengkaji keberhasilan terjadinya poliploidisasi pada tanaman jarak pagar melalui perlakuan penetesan larutan colchicine pada konsentrasi yang berbeda, (2) menentukan takaran konsentrasi colchicine yang lebih efektif dalam mendorong terjadinya poliploid pada tanaman jarak pagar.

5) Luaran Yang Diharapkan
Luaran hasil penelitian yang diharapkan adalah (1) diperolehnya jenis baru dari tanaman jarak pagar khususnya dengan ploidi yang berbeda dari sebelumnya; (2) diperolehnya informasi konsentrasi yang efektif bagi terbentuknya poliploid pada tanaman jarak pagar.

6) Kegunaan Program
Kegunaan dari penelitian ini adalah (1) dapat membantu meningkatkan keragaman genetik tanaman jarak pagar yang sangat bermanfaat untuk program pemuliaan tanaman; (2) dapat memberikan informasi teknik mutasi khususnya duplikasi kromosom atau perubahan ploidi pada tanaman jarak pagar.

7) Tinjauan Pustaka
Tanaman jarak (Jatropha curcas L.) termasuk famili Euphorbiacae. Genus Jatropha memiliki 175 spesies, dan dari jumlah tersebut lima spesies ada di Indonesia, yaitu Jatropha curcas L dan Jatropha gossypiifolia yang sudah digunakan sebagai tanaman obat. Jatropha integerrima Jacq, Jatropha multifida dan Jatropha podagrica Hook digunakan sebagai tanaman hias. Jatropha curcas L. menarik minat para ilmuwan karena sifat minyaknya yang dapat digunakan untuk substitusi minyak diesel atau solar (Puslitbang Perkebunan, 2006). Kandungan minyak pada biji jarak pagar berkisar antara 25–30%, 30-40%, 30-45%, 40-58% berat kering dan bahkan ada menyatakan yang mencapai 66,4% (Adebowale dan Adedire, 2006; Hariyadi, 2005; Lele, 2005; Pambudi, 2006, Puslitbang Perkebunan, 2006).
Indonesia memiliki keragaman plasma nutfah jarak pagar yang cukup tinggi, namun variasi tersebut mungkin hanya disebabkan oleh perbedaan wilayah yang melahirkan ekotipe-ekotipe tertentu. Eksplorasi pendahuluan yang dilakukan oleh Puslitbang Perkebunan di Sumatera Barat, Lampung, Banten, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat, Nusa Tenggara Timur, dan Sulawesi Selatan ditemukan variasi antara lain: (1) kulit batang: keperak-perakan, hijau kecoklatan, (2) warna daun: hijau muda, hijau tua, (3) pucuk dan tangkai daun: kemerahan, kehijauan, (4) bentuk buah: agak elips, bulat, (4) jumlah biji per kapsul: 1-4. Kontribusi perbedaan morfologi di atas terhadap produktivitas dan kandungan minyak tentu ada, hanya belum diketahui besarnya. Tingkat ploidi yang sama (2n=22) diduga tidak akan menghambat persilangan antar spesies dalam upaya perbaikan varietas jarak pagar (Hasnam, 2006).
Penelitian di bidang pemuliaan tanaman jarak pagar di Indonesia sampai saat ini masih dalam taraf awal dan masih mengandalkan metode pemuliaan konvensional yang banyak bergantung pada fenotipe tanaman yang mudah diamati secara kasat mata. Penelitian di BALITTAS telah berhasil mengidentifikasi beberapa genotipa dari NTT, NTB, Jatim, Jateng dan Lampung, namun hasil panen yang diperoleh masih rendah yaitu berkisar antara 154,90-315,63 kg/ha karena tanaman belum berumur satu tahun (Mardjono et al., 2006). Kajian berikutnya diperoleh informasi 7 aksesi jarak pagar yang memiliki harapan produktivitas tinggi, yaitu HS-49 (1097.50 kg/ha), SP-16 (977.50 kg/ha), SP-38 (912.50 kg/ha), SP-8 (656.07 kg/ha), SM-33 (622.50 kg/ha), SP-34 (578.33 kg/ha), dan SM-35 (500 kg/ha) (Sudarmo et al., 2007). Sampai sekarang belum ada varietas unggul maupun klon jarak pagar yang dilepas ke petani (Anonymous, 2005; Sudarmo et al., 2007; Media Kita, 2006), sehingga sumber benih masih mengandalkan pengumpulan dari petani di berbagai daerah (Hariyadi, 2005). Pengembangan tanaman jarak pagar melalui mutasi dengan memanfaatkan teknologi nuklir telah berhasil dilakukan (Dwimahyani, 2006), meskipun informasi pelepasan varietas unggul jarak pagar hasil mutasi tersebut belum diperoleh.
Alternatif metode mutasi lain yang bisa dilakukan adalah mutasi menggunakan senyawa kimia, misalnya colchicine. Efek yang ditimbulkan melalui mutasi dengan colchicine adalah terjadinya penggandaan kromosom atau poliploidisasi.
Autotetraploid secara alami dihasilkan melalui kejadian duplikasi secara spontan dari genom 2x menjadi 4x. Secara artifisial autotetraploid diperoleh melalui perlakuan mutasi mengunakan colchicine. Tanaman autotetraploid dapat menguntungkan secara komersial karena pada tanaman tersebut terjadi peningkatan jumlah kromosom yang mengakibatkan pertambahan ukuran sel, ukuran bunga, buah, stomata dan bagian-bagian tanaman lainnya. Hal tersebut disebabkan terjadinya kenaikan produk dari aktifitas gen (protein atau RNA) yang proposional dengan kenaikan jumlah gen dalam sel (Anthony et al., 2000).
Organisme poliploid umumnya lebih besar dibandingkan dengan organisme diploid, tetapi tidak normalnya proses berpasangan dari kromosom homolog pada saat meiosis menyebabkan beberapa organisme poliploid menjadi steril (Anthony et al., 2000). Namun demikian, persilangan antara dua spesieas yang berbeda yang diikuti dengan penggandaan kromosom melalui perlakuan mutasi dengan colchicine menghasilkan hibrida poliploid yang fertil (Anthony et al., 2000).

Variasi pada tanaman poliploid juga meningkat akibat peristiwa nondisjunction (segregasi yang tidak normal dari kromosom pada saat meiosis atau mitosis). Variasi juga dapat ditimbulkan oleh ketidakseimbangan gen atau tidak sempurnanya kromosom (Anthony et al., 2000). Peningkatan tersebut juga terjadi karena autotetraploid mempunyai dua kali lipat salinan gen per lokus dibandingkan pada populasi diploid maupun allotetraploid (Brown dan Young, 2000).
Poliploidi buatan tersebut merupakan metode yang efektif untuk meningkatkan hasil minyak esensial maupun metabolit sekunder berbagai jenis tanaman (Tsevtkov Raev, 2006). Pengembangan tanaman melalui poliploidisasi dapat meningkatkan laju pertumbuhan 30%-40% per musim diikuti dengan peningkatan hasil tanaman yang diperoleh (Biopact, 2007).
Autotetraploid buatan yang diperoleh melalui perlakuan mutasi dengan colchicine merupakan salah satu upaya meningkatkan produksi minyak esensiel tanaman vetiver (2n=20). Jenis tetraploid yang diperoleh memiliki vigor yang lebih baik, perakaran lebih panjang dan lebih tebal. Produksi panen yang dihasilkan dari tanaman tetraploid juga lebih unggul dibandingkan dengan jenis tetua diploidnya dan tanaman kontrol (pembanding). Secara ekonomis hasil tanaman tetraploid mempunyai potensi produksi minyak 62,5% lebih tinggi dibanding tetua diploidnya dan 39,2% lebih tinggi dibanding kontrol. Peningkatan hasil tersebut juga berkaitan dengan peningkatan senyawa metabolisme sekunder (Lavania, 1988). Induksi poliploid tanaman lavender menghasilkan minyak 3-5 kali lebih banyak dan diikuti dengan peningkatan kualitas minyak yang dihasilkan dibanding diploid (Urwin, Horsnell, dan Moon, 2005).
Peningkatan ploidi dapat diketahui dengan adanya peningkatan ukuran stomata daun tanaman yang telah diperlakukan. Poliploidi yang dihasilkan juga dapat dideteksi melalui tingkatan DNA dengan flow-cytometry. Hasil deteksi DNA tersebut sama dengan hitungan jumlah kromosom sel ujung akar (Mi-Seon Kim et al., 2003).
Metode lain yang juga sering digunakan untuk membedakan ciri-ciri suatu individu secara molekuler adalah studi isozim, restriction fragment length polymorphism (RFLP), random amplified polymorphism DNA (RAPD), dan simple sequence repeat (SSR). Penerapan suatu metode harus diketahui terlebih dahulu optimasinya. Kemampuan membedakan genotip individu di dalam species maupun beberapa genotip secara tepat sangat diperlukan dalam program pemuliaan tanaman. Karakter morfologi dan fenotip telah banyak dipergunakan, namun sifat kuantitatif umumnya dikendalikan banyak gen dan sangat dipengaruhi lingkungan sehingga perbedaan antar species berkerabat dekat seringkali sulit diamati. Kebanyakan karakter sulit dianalisis karena tidak memiliki sistem pengendalian genetik yang sederhana. Penggunaan penanda molekuler seperti alozim, RFLP dan RAPD dapat dimanfaatkan untuk membantu mengatasi permasalahan tersebut. Pemakaian marka molekuler berdasarkan pola pita DNA telah banyak digunakan untuk menyusun kekerabatan beberapa individu dalam spesies maupun kekerabatan antar spesies. Penggunaan kekerabatan dapat dijadikan rujukan dalam pemuliaan persilangan untuk mendapatkan keragaman yang tinggi dari hasil persilangan. Penggunaan marka DNA dapat membantu pelaksanaan pemilihan tetua persilangan yang memiliki perbedaan tinggi secara genetik (Correa, 1999). Perkembangan teknik PCR dalam bidang biologi molekuler terjadi dengan cepat setelah ditemukan teknik pelipat gandaan bagian genom tanaman pada beberapa lokus yang berbeda menggunakan primer arbitrari, yang dikenal dengan Random Amplified Polymorphic DNA (Welsh dan McClelland 1990). Pola pita DNA yang dihasilkan pada teknik RAPD sangat konsisten bagi kebanyakan primer dan teknik ini telah digunakan pada berbagai tanaman seperti padi, jagung, kopi serta pada tanaman anggrek (Orozco-Castillo et al. 1994 ; Hoon-Lim et al. 1999).
Salah satu keuntungan analisis keragaman menggunakan teknik molekuler yang memanfaatkan teknologi PCR adalah kuantitas DNA yang diperlukan hanya sedikit. Selain itu, dalam teknik RAPD tingkat kemurnian DNA yang dibutuhkan tidak perlu terlalu tinggi, atau dengan kata lain teknik ini toleran terhadap tingkat kemurnian DNA yang beragam. Penerapanan metode RAPD telah berhasil digunakan untuk membedakan keragaman genetik secara molekuler tanaman anggrek Phalaenopsis yang telah dimutasikan dengan memberikan perlakuan berbagai konsentrasi colchicine (Zainudin, 2007). Penelitian awal terkait dengan analisis molekuler keragaman genetik tanaman jarak pagar telah diperoleh informasi tentang prosedur isolasi DNA menggunakan Sodium Dudocyl Sulfate yang menghasilkan DNA genom jarak pagar dengan kualitas cukup baik dan sesuai untuk proses amplifikasi melalui proses PCR (Zainudin dan Maftuchah 2006), serta rangkaian suhu optimal serta beberapa primer yang sesuai dalam proses amplifikasi DNA jarak pagar lokal Lamongan dan Karangtengah (Maftuchah dan Zainudin, 2006). Pemakaian beberapa primer RAPD yang berukuran 10 basa telah terbukti menghasilkan sidik jari DNA RAPD tanaman jarak pagar dengan tingkat polimorfisme tinggi dengan jumlah 4 sampai 12 pita DNA (Maftuchah, 2006).

8) Metode Pelaksanaan Program
Penelitian ini akan dilakukan di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Malang, Kebun Koleksi Plasma Nutfah Tanaman Jarak pagar BALITTAS yang berlokasi di Karangploso dan Asembagus-Situbondo. Analisis molekuler dilakukan di Laboratorium Biologi Molekuler Pusbang Biotek UMM.
Waktu pelaksanaan penelitian direncanakan selama 5 (lima) bulan. Bahan tanam awal yang akan ditanam berupa benih jarak pagar yang diperoleh dari Kebun Koleksi Plasma Nutfah Tanaman Jarak pagar BALITTAS yang berlokasi di Karangploso dan Asembagus-Situbondo.
Metode penelitian yang akan diterapkan untuk penelitian di lahan adalah percobaan lapang menggunakan rancangan acak kelompok faktorial. Perlakuan yang diujikan terdiri dari dua faktor:
Faktor I: Jenis Tanaman Jarak Pagar
J1 : Lokal Asembagus
J2 : Lokal Kediri
Faktor II: Penetesan Titik Tumbuh Kecambah dengan Beberapa Konsentrasi Colchicine
K0 : Tanpa penetesan larutan colchicine
K1 : Penetesan larutan colchicine 0,1%
K2 : Penetesan larutan colchicine 0,3%
K3 : Penetesan larutan colchicine 0,5%
Berdasarkan kedua faktor tersebut diperoleh 8 kombinasi perlakuan yang masing-masing diulang sebanyak 3 kali.
Kombinasi perlakuan yang diperoleh adalah:
J1K0 = Jarak pagar lokal Asembagus tanpa penetesan colchicine
J1K1 = Jarak pagar lokal Asembagus dengan penetesan larutan colchicine 0,1%
J1K2 = Jarak pagar lokal Asembagus dengan penetesan larutan colchicine 0,3%
J1K3 = Jarak pagar lokal Asembagus dengan penetesan larutan colchicine 0,5%
J2K0 = Jarak pagar lokal Kediri tanpa penetesan colchicine
J2K1 = Jarak pagar lokal Kediri dengan penetesan larutan colchicine 0,1%
J2K2 = Jarak pagar lokal Kediri dengan penetesan larutan colchicine 0,3%
J2K3 = Jarak pagar lokal Kediri dengan penetesan larutan colchicine 0,5%

Tahap penelitian yang akan dilakukan meliputi:
(1) Penyiapan Benih Hasil Penyerbukan Sendiri (Selfing)
Tahap kegiatan ini diawali dengan penentuan pohon jarak pagar yang dipilih untuk materi penelitian dilanjutkan dengan penutupan bunga menggunakan kantong kain kasa agar terjadi penyerbukan sendiri (selfing) dari masing-masing pohon terpilih. Pohon yang terpilih dipemelihara sampai saat panen buah yaitu kulit buahnya sudah berwarna kuning kecoklatan serta diperoleh benih untuk disemaikan pada tahap berikutnya.

(2) Produksi Bibit Generasi M1 Hasil Perlakuan Colchicine
Kegiatan tersebut diawali dengan penyemaian benih hasil panenan sebelumnya yang telah dikeringkan tidak langsung di bawah terik matahari. Penyemaian dilakukan pada polibag ukuran 2 kg yang berisi media campuran tanah dan pupuk kandang 1:1. Selama menunggu tumbuhnya benih tersebut dilakukan penyiapan larutan colchicine dengan cara menimbang serbuk/kristal colchicine masing-masing 0,1 g (100 mg); 0,3 g (300 mg); dan 0,5 g (500 mg) untuk masing-masing perlakuan konsentrasi 0,1%; 0,3% dan 0,5%; kemudian ditambah alkohol 90% sebanyak 10 tetes sampai larut dan ditambah aquades sampai volume 100 ml. Benih yang sudah berkecambah sebanyak sepuluh kecambah untuk tiap kombinasi perlakuan ditetesi larutan colchicine pada titik tumbuh kecambah yang tumbuh dan membuka kotiledonnya. Penetesan larutan colchicine dilakukan selama 8 kali pada pagi hari (05.30 wib) dan sore hari (17.00 wib) selama empat hari berturut-turut.
(3) Analisis dan Evaluasi Morfologi Bibit, Pertumbuhan Vegetatif bibit dan Anatomi Jaringan Daun Jarak Pagar Generasi M1
Kegiatan tersebut dilakukan setelah bibit tanaman jarak pagar hasil perlakuan penetesan larutan colchicine telah menumbuhkan minimal lima helai daun sejati.
Pengamatan morfologi meliputi: 1) kejadian pigmentasi (warna batang, warna daun, warna tulang daun), 2) bentuk daun, 3) persentase jumlah bibit yang tumbuh dibandingkan total benih ditanam, 4) tinggi bibit, diukur mulai permukaan tanah hingga titik tumbuh tertinggi, 5) diameter pangkal batang, diukur menggunakan jangka sorong.
Pengamatan anatomi jaringan daun bibit tanaman jarak pagar (generasi M1) tiap perlakuan dengan cara membuat preparat sayatan daun bagian bawah untuk mengamati ukuran stomata menggunakan mikroskop yang dilengkapi mikrometer. Stomata yang teramati dipotret untuk menunjukkan perbandingan kenampakan stomata dari tanaman kontrol dengan tanaman yang sudah diperlakukan dengan colchicine.

(4) Analisis Pola Sidik Jari DNA Berdasarkan Penciri RAPD Bibit Tanaman Generasi M1,
Analisis ini dilakukan terhadap daun muda bibit tanaman jarak pagar hasil perlakuan yang sudah tumbuh (generasi M1) yang mengindikasikan terjadinya poliploidi yaitu ukuran stomatanya lebih besar dari daun tanaman kontrol. Proses analisis molekuler tersebur terdiri dari:
a) Isolasi DNA Genom Bibit Tanaman Jarak Pagar Generasi M1
DNA genom tanaman jarak pagar diisolasi dari daun muda bibit tanaman jarak pagar generasi M1. Prosedur isolasi dan purifikasi DNA genom dari daun tanaman jarak pagar dilaksanakan berdasarkan metode Sambrook (1989) yang telah dimodifikasi dengan menggunakan buffer ekstraksi sodium dudocyl sulfate (Zainudin dan Maftuchah, 2006). DNA hasil isolasi yang telah dimurnikan, dihitung konsentrasinya dengan spektrofotometer. DNA dilarutkan dengan TE dan disimpan dalam suhu 40C. DNA genom tanaman jarak pagar hasil isolasi DNA selanjutnya dideteksi melalui proses elektroforesis pada 1% gel agarosa dengan voltase 100 V dengan waktu running selama 1 jam diteruskan dengan dilakukan pemotretan gell dengan polaroid. DNA genom tersebut telah siap dipergunakan sebagai cetakan (template) dalam reaksi Polimerase Chain Reaction.
b) Proses PCR DNA Genom Bibit Tanaman Jarak Pagar Generasi M1
DNA genom tanaman jarak pagar dipergunakan sebagai cetakan (template). Primer yang dipergunakan dalam reaksi PCR ini adalah sepuluh primer RAPD yang masing-masing berukuran sepuluh basa (Maftuchah dan Zainudin, 2006). Volume total reaksi PCR yang dipergunakan adalah sebanyak 25 l, terdiri dari campuran larutan yang terdiri dari DNA taq polimerase dan 10x buffer Taq Polimerase (100 mM Tris-Cl, pH 8.3; 500 mM KCl; 15 mM MgCl2; 0.01 % gelatin); dNTP’S mix (dGTP, dATP, dTTP dan dCTP) (Pharmacia); dH2O dan 30 ηg DNA cetakan. Kondisi untuk reaksi PCR dirancang sesuai dengan hasil penelitian pendahuluan yang telah dilakukan: pre denaturasi 94oC (2 menit), suhu Denaturasi 94oC (1 menit), Annealing 37oC (1 menit) dan perpajangan 72oC (2 menit) (Maftuchah dan Zainudin, 2006). Siklus reaksi PCR diulang sebanyak 40 kali.
c) Visualisasi Hasil PCR
Hasil amplifikasi DNA genom tanaman jarak pada proses PCR dideteksi dengan Elektroforesis Gel Poliakrilamid yang dilanjutkan dengan pewarnaan perak (silver staining). Pola pita inilah yang digunakan untuk deteksi polimorfisme alel DNA RAPD. Fragmen DNA produk PCR dideteksi dari pola pita yang berbeda hasil elektroforesis setelah diwarnai mengggunakan metode pewarnaan perak (silver staining) menurut petunjuk Guillemet and Lewis (Tegelström, 1986), yang telah dimodifikasi. Metode ini cukup efektif dalam mengurangi back ground dan meningkatkan sensitivitas.
d) Deteksi Alel-alel RAPD Tanaman Jarak Pagar Generasi M1
Analisis sidik jari DNA–RAPD dilaksanakan berdasarkan jumlah, frekuensi dan distribusi alel-alel DNA berdasarkan penanda RAPD. Fragmen dideteksi dari pola pita DNA yang berbeda hasil elektroforesis gel agarose dari produk PCR. Penentuan posisi pita DNA dilakukan secara manual (Leung et al., 1993). Beberapa hal yang dilakukan untuk memudahkan pengamatan: 1) Seluruh pita DNA dengan laju migrasi yang sama diasumsikan sebagai lokus yang homologus, 2) Masing-masing pita DNA ditandai (dapat menggunakan tinta berwarna), tiap tanda mewakili satu posisi pita DNA tertentu, yang dilakukan dengan menempelkan plastik transparan pada foto gel, 3) Bila jalur DNA yang dibandingkan terpisah satu sama lain, maka dapat digunakan bantuan alat (misal mistar) untuk membantu menentukan posisi pita DNA, 4) Data profil DNA merupakan data alel yang teramati dengan ketentuan ada dan tidaknya pita DNA berdasarkan ukuran produk PCR pada satu posisi yang sama dari beberapa individu yang dibandingkan.
Pita yang muncul pada gel diasumsikan sebagai alel RAPD. Keragaman alel RAPD ditentukan dari perbedaan migrasi alel pada gel dari masing-masing individu sampel. Berdasarkan ada atau tidaknya pita RAPD, profil pita diterjemahkan ke dalam data biner, untuk penyusunan matriks data biner yang diturunkan menjadi matriks kemiripan genetika (Nei dan Li, 1979). Analisis pengelompokan dan pembuatan dendogram dilakukan menggunakan metode Unweighted Pair-Group Method With Arithmetic (UPGMA) melalui program Numerical Taxonomy and Multivariate System (NTSYS) versi 1,8. Derajad ketelitian data UPGMA dianalisis dengan analisis bootstrap menggunakan program WinBoot. Berdasarkan informasi tersebut diharapkan dapat diperoleh pula informasi spesifik untuk tanaman jarak yang telah diberi perlakuan colchicine.

9) Jadwal Kegiatan Program

Bulan Ke…
No. KEGIATAN 1 2 3 4 5
1. Pemilihan, Penyiapan, pemeliharan pohon induk untuk proses selfing
2. Proses Penyerbukan Sendiri (Selfing)
3. Pemeliharaan buah dan penanganan benih
4. Penyemaian benih hasil selfing
5. Penyiapan dan perlakuan colchicine pada kecambah
6. Pemeliharaan bibit dan tanaman generasi M1
7. Analisis morfologi, pertumbuhan bibit dan anatomi jaringan daun jarak pagar generasi M1
8. Isolasi DNA genom, Reaksi PCR, Deteksi alel-alel RAPD tanaman jarak pagar generasi M1
9. Analisis data dan penulisan laporan

10) Nama dan Biodata Ketua serta Anggota Kelompok
1. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Estherina Noventhi Subandi
b. NIM : 04710006
c. Fakultas/Program Studi : Pertanian/Agronomi
d. Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Malang
e. Waktu untuk kegiatan PKM : 12 jam/minggu
f. Alamat Rumah : Jln. WR Supratman Gang I No.43 RT 01 RW 01 Tulungagung 66212, Telp. O355-328005 / HP. 085233049828
g. Alamat Malang : Perum Landungsari Asri Blok C-79 Malang, Telp. 0341-462354
h. E-mail : Alvent@yahoo.com
i. Pengalaman Organisasi : 1. BEMFA Bidang Pendidikan dan Penalaran
2. HMI (Anggota)

2. Anggota Pelaksana I
a. Nama Lengkap : Denny Prasetyo
b. NIM : 05710004
c. Fakultas/Program Studi : Pertanian/Agronomi
d. Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Malang
e. Waktu untuk kegiatan PKM : 12 jam/minggu
f. Alamat Rumah : Jl. Abadi RT 01 RW 08 Kedungwaru-Ngelgok-Blitar 66181 JATIM
g. Alamat Malang : Jl. Tirto Utomo VI No. 27 Landungsari Malang-JATIM, HP. 085649721722
h. Pengalaman Organisasi : 1. BEMFA (Anggota Bidang Ke-Islaman)
2. FKI Al-Huda (Sekretaris Umum)

3. Anggota Pelaksana II
a. Nama Lengkap : Ari Kusuma Wardani
b. NIM : 06710038
c. Fakultas/Program Studi : Pertanian/Agronomi
d. Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Malang
e. Waktu untuk kegiatan PKM : 12 jam/minggu
f. Alamat Rumah : Desa Kerkep Kecamatan Gurah Kab. Kediri, Telp. 0354-546203
g. Alamat Malang : Jl. Tirto Utomo VI No. 9 Landungsari-Malang-JATIM, Telp. 0341-468682, HP. 085645283301
h. Pengalaman Organisasi : 1. HMJ Agronomi (anggota)
2. Tapak Suci (Kabid. Kesejahtera-an)

11) Nama dan Biodata Dosen Pendamping
1. Nama Lengkap : Ir. Agus Zainudin,MP.
2. NIP : 105.9109.0238
3. Golongan Pangkat dan : IIIc / Penata
4. Jabatan Fungsional : Lektor
5. Jabatan Struktural : –
6. Fakultas/Program Studi : Pertanian / Agronomi
7. Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Malang
8. Bidang Keahlian : Pemuliaan Mutasi Tanaman
9. Waktu untuk kegiatan : 8 jam/minggu

12) Biaya
No. Kebutuhan Penelitian Besar Biaya (Rp)
1. Bahan habis pakai
a. Benih tanaman jarak pagar 1 kg 50.000.00
b. Media tanam, pupuk, pestisida 150.000.00
c. Colchicine 250 mg, alkohol, aquades 750.000.00
d. Proses Isolasi DNA genom 1.000.000.00
e. Proses PCR RAPD 2.100.000.00
2. Peralatan penunjang PKM
a. Sewa sarana-prasarana laboratorium 650.000.00
b. Sewa sarana-prasarana kebun koleksi 250.000.00
3. Perjalanan (Malang-Asembagus 4 kali, Malang-Karangploso 4 kali) 700.000.00
4. Lain-lain (Dokumentasi, Analisis data, pelaporan) 350.000.00
JUMLAH 6.000.000.00

13) Daftar Pustaka
Anthony J.F., Griffiths, Jeffrey H. Miller, David T. Suzuki, Richard C. Lewontin, William M. Gelbart, 2000, An Introduction to Genetic Analysis, W.H.Freeman and Company, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ books/bv.fcgi?call=bv.View.ShowSection&rid=iga.section.3058
Biopact. 2007. Polyploid technology brings high yield energy crops. http://biopact.com/2007/03/polyploid-technology-brings-high-yield. html

BPPT. 2006. Biodisel. http://ec.bppt.go.id/biodiesel/index.htm

Brown, A.H.D., dan Young, A.G., 2000, Genetic Diversity In Tetraploid Populations Of The Endangered Daisy Rutidosis Leptorrhynchoides And Implications For Its Conservation, Journal Heredity, August Edition 2000, Vol. 85, No. 2, Pages 122-129, http://www.nature.com/hdy/journal/v85/ n2/full/ 6887420a.html

Correa, R. X.,Ricardo V. A., Fabio G. F. Cosme D. C., Maurilio A. M., dan Everaldo G. B., 1999. Genetic Distance in Soybean Based on RAPD Markers. (On line), http://www.scielo.br/scielo.php diakses 22 April 2004

Dwimahyani, I. 2006. Pemanfaatan Teknologi Nuklir Dalam Pengembangan Tanaman Jarak (Jatropha curcas L.) Sebagai Bahan Biodesesel / Budi Daya Tanaman Jarak (Jatropha curcas L.) Sebagai Tanaman Lorong di Lahan Bermasalah http://www.batan.go.id/mediakita/current/ mediakita.php

Hariyadi. 2005. Budidaya Tanaman jarak (Jatropha curcas L.) sebagai sumber bahan alternatif biofuel. Lokakarya prospektif sumberdaya lokal bioenergi. KNRT-Puspiptek Serpong. Jakarta 14-15 September 2007
Hasnam. 2006. Variasi Jatropha curcas L. Infotek Jarak Pagar. Volume 1, No. 2, Februari 2006. http://perkebunan.litbang.deptan.go.id /index. Php? Option=com_content&task=view&id=38&Itemid=7

Lavania. U.C. 1988. Enhanced productivity of the essential oil in the artificial autopolyploid of vetiver (Vetiveria zizanioides L. Nash). Euphytica Volume 38, Number 3 / July, 1988. http://www.springerlink.com/content/k11123l97567khj5/

Maftuchah dan Zainudin, A. 2006. Optimasi proses Polimerase Chain Reaction DNA genom tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). Jurnal Tropika.
Maftuchah. 2006. Analisis molekuler tiga aksesi jarak pagar (Jatropha curcas L) berdasarkan penanda Random Amplified Polymorphic DNA Program Penelitian Dasar Keilmuan. DPP-Universitas Muhammadiyah Malang
Mardjono, R., Sudarmo, H., dan Sudarmadji. 2006. Uji Daya Hasil Beberapa Genotipa Terpilih Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Prosiding Lokakarya II Status Teknologi Tanaman Jarak Pagar Jatropha curcas L. Bogor 29 Nopember 2006. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan
Media Kita. 2006. Membuat minyak bio-diesel dari jarak pagar. http://www.batan.go.id/mediakita/current/mediakita.php
Mi-Seon Kim, Jae-Yeong, Kim, Jong-Seon Eun, 2003, Chromosome Doubling of a Cymbidium Hybrid with Colchicine Treatment in Meristem Culture, National Horticultural Research Institute, R. D. A., Suwon 440-310, Korea Dept. of Horticultural Science, Chonbuk National Univ., Chonju 560-756, Korea http://www.biolo.aichi-edu.ac.jp/NIOC2003poster/10KoreaCym.pdf

Orozco-Castillo C, Chalmers KJ, Waugh R, and Powell W. 1994. Detection of genetic diversity and selective gene introgression in coffee sing RAPD markers. Theor Appl Genet 87:934-940.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. 2006. Infotek Jarak Pagar Volume 1, Nomor 2, Februari 2006. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan
Sudarmo, H., Heliyanto, B., Suwarso, dan Sudarmadji. 2007. Aksesi potensial jarak pagar (Jatropha curcas L.). Prosiding Lokakarya II: Status Teknologi Tanaman Jarak Pagar di Bogor, 29 Nopember 2006. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan
Tsevtkov-Raev, R., R. Jordanov, V. Zheljazkov. Induced Polyploidy In Lavender. 2006. International Society for Horticultural Science. ISHS Acta Horticulturae 426: International Symposium on Medicinal and Aromatic Plants. http://www.actahort.org/members/showpdf? booknrarnr=426_61
Urwin N, Horsnell, J and Moon T. 2005. Improvement of Lavender by Manipulation of Chromosome number. Lavender Bag, 23:5-1. http://www.rirdc.gov.au/comp04/eoi1.html
Welsh J and McCleland M. 1990. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucleic Acids Res. 18:7213-7218
Zainudin A. dan Maftuchah. 2006. Pengembangan metode isolasi DNA genom pada tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). GAMMA Jurnal Ilmu Eksakta Volume 2 Nomor 1: 20-32

14) Lampiran

1. Daftar Riwayat Hidup Ketua Pelaksana

Nama : Estherina Noventhi. Subandi
Alamat : Jln. Wr Supratman Gang I No. 43 RT/RW 1/1 Tulungagung 66212
Tempat Tanggal Lahir : Tulungagung 21 November 1985
Pendidikan:
1. SDN Kampung Dalem 02 Tulungagung Tahun 1992-1998
2. SLTPN 01 Tulungagung Tahun 1998-2001
3. SMUN Kedungwaru 01 Tahun 2001- 2004
Pengalaman Organisasi:
1. HMJ Agronomi ( Anggota)
2. BEMFA (Anggota Bidang Pendidikan Dan Penalaran)
3. HMI ( Anggota )

2. Daftar Riwayat Hidup Anggota Pelaksana I

Nama : Denny Prasetyo
Alamat : Jln. Jl. Abadi RT 01 RW 08 Kedungwaru-Nglegok-Blitar 66181 Jatim
Tempat Tanggal Lahir : Blitar 04 Agustus 1986
Pendidikan:
1. SDN Kemloko 01 Tahun 1993- 1999
2. SLTPN 01 Legok Tahun 1999- 2002
3. SMUN 01 Garum Tahun 2002- 2005
Pengalaman Organisasi:
1. BEMFA ( Anggota Bidang Ke-Islaman)
2. FKI Al-Huda ( Sekretaris Umum)

3. Daftar Riwayat Hidup Anggota Pelaksana I

Nama : Ari Kusuma Wardani
Alamat : Desa Kerkep Kecamatan Gurah Kab. Kediri, Telp. 0354-546203
Tempat Tanggal Lahir : Kediri, 06 Januari 1988
Pendidikan:
1. SDN Kerkep Tahun 1994- 2000
2. SLTPN 01 Gurah Tahun 2000- 2003
3. SMUN 01 Plosoklaten Tahun 2003- 2006
Pengalaman Organisasi:
1. HMJ Agronomi ( Anggota)
2. Tapak Suci ( Kabid. Kesejahteraan)

4. Daftar Riwayat Hidup Dosen Pendamping

Nama Lengkap : Agus Zainudin
Gelar Kesarjanaan : Ir. MP.
Jenis Kelamin : Laki-laki
NIP-UMM : 10591090238
Unit Kerja : Fakultas Pertanian – Univ. Muhammadiyah Malang.
Bidang Keahlian : Pemuliaan dan Genetika Tanaman
Pendidikan Akhir : Pasca Sarjana S-2 Program Studi Agronomi Program Pascasarjana UGM Yogyakarta tahun 2003
Alokasi Waktu : 8 jam / minggu
Lembaga : Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang – 65144
Telp. 0341-464318 / 464319 (Ext. 165)
Faximile. 0341-460782 / HP : 08123317247
e-mail: agusz@umm.ac.id / agszain@yahoo.com

A. Riwayat Pendidikan (dari sarjana muda / yang sederajat)
No Universitas/Institut dan Lokasi Gelar Tahun Selesai Bidang Studi
1. Fakultas Pertanian
Univ. Brawijaya , Malang Insinyur 1988 Budidaya Pertanian
2. Program Pascasarjana
Univ. Gadjah Mada,
Yogyakarta Magister
Pertanian 2003 Ilmu Tanaman

B. Pengalaman Kerja
No Institusi / Program Jabatan Periode Kerja
1. Dosen Luar biasa UMM Staff Pengajar 1989 – 1990

2. Dosen Tetap UMM Staff Pengajar 1991– sekarang
3. Lab. Komputer Pertanian Sekretaris 1992 – 1994
4. Pusat Pengembangan Bioteknologi (Pusbang Bioteknologi) UMM Staff Peneliti 1995 – sekarang
5. Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Sekretaris 1994 – 1997
6. Badan Pengembangan SDM UMM Sekretaris 2000 – 2003
7. Kebun Percobaan Faperta UMM Kepala Tahun 2003-2005
8 Lembaga Penelitian (Lemlit), Universitas Muhammadiyah Malang Manager Mutu 2005 – sekarang

C. Pengalaman Penelitian
No Judul Tahun Sumber Dana
1. Analisis molekuler tanaman mangga lokal dengan penciri Random Amplified Polymorphic DNA 2007 PDM DIKTI-Depdiknan
2. PCR-RAPD PLB Tanaman Anggrek Phalaenopsis sp. Hasil Perlakuan Penetesan Mutagen Kimia Colchicine 2006 DPP UMM
3. Produktifitas Tiga Varietas Hibrida Jagung Manis
( Zea Mays Sacharata Sturt. ) Pada Perlakuan Beberapa Dosis Pupuk Kascing 2005 DPP UMM
4. Respon Tiga Varietas Jagung Manis (Zea mays sacharata Sturt.) terhadap Pemberian Pupuk Organik 2004 DPP UMM
5. Kajian Potensi Hasil Buah Apel Batu Pada Sistem Pertanian Organik Dan An-Organik 2004 DPP UMM
6. Respon Beberapa Varietas Tanaman Paprika (Capsicum Annuum Var. Grossum L.) terhadap Pemberian Pupuk Organik pada Sistem Modifikasi Organic Greenhouse 2003 PDM DIKTI – Depdikbud
7. Induksi Mutagenik Beberapa Varietas Semangka dengan Perlakuan Kolkisin 2003 DPP UMM
8. Kajian Kuantitas dan Kualitas Hasil Beberapa Varietas Padi Sawah dengan Perlakuan Inokulasi Anabaena Azollae dan Pemberian Campuran Pupuk Kandang 2002 DPP UMM
9. Dekomposisi An-aerob Beberapa Limbah Organik dengan Inokulasi Campuran Mikroba Pengurai dan Uji Penerapan Komposnya pada Beberapa Varietas Tomat 2002 DPP UMM
10. Efektifitas Inokulasi Mikroba Tanah terhadap Dekomposisi Beberapa Limbah Organik serta Pengaruh Komposnya terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Tomat 2001 PDM DIKTI-Depdikbud
11. Respon Beberapa Varietas Padi Sawah terhadap Pemberian Pupuk Organik dan Pupuk Hayati 2000 DPP UMM
12. Dekomposisi Kotoran Sapi dengan Inokulasi Campuran Mikroba Tanah dan Penggunaan Komposnya pada Tanaman Bawang 1999 DPP UMM
13. Pengaruh Inokulasi Berbagai Jenis Mikroba Tanah pada Dekomposisi Kotoran Sapi dan Pengujiaannya pada Tanaman Bawang Merah 1998 PDM DIKTI
14. Pengaruh Konsentrasi Nitrogen Terhadap Produksi Protein Mikroalga Anabaena azollae 1997 DPP UMM
15. Asosiasi Azolla-Anabaena sebagai Sumber Nitrogen Alami dan Pemanfaatannya sebagai Bahan Baku Protein 1997 PDM DIKTI
16. Pengaruh Pemberian Kompos Azolla sp. terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Padi IR64 1996 DPP UMM
17. Pengaruh Dosis Beberapa jenis Pupuk Organik terhadap Pertumbuhan dan Hasil Beberapa Varietas Tanaman Semangka 1995 DPP UMM
18. Perlakuan Mutasi dengan Perlakuan Colchicine pada Beberapa Varietas Semangka 1994 DPP UMM

D. Daftar Karya Ilmiah / Publikasi Ilmiah
No Judul Publikasi, Tahun, Media / Jurnal
1. Zainudin, A. dan Maftuchah. 2006. Pengembangan metode isolasi DNA genom pada tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). GAMMA Jurnal Ilmu Eksakta 2(1) : 20-32
2. Zainudin, A. 2006. Optimasi Proses PCR-RAPD Pada PLB Tanaman Anggrek Oncidium sp. Hasil Perlakuan Penetesan Mutagen Kimia Colchicine. GAMMA Jurnal Ilmu Eksakta 1 (2) : 91-103
3. Maftuchah, A. Zainudin, J.B. Sulistiyanto and A.H. Kaswari. 1999. In Vitro Culture of Artemisia (Artemisia vulgaris L.) Through Callus Induction. Proceedings The International Biotechnology Conference. Jakarta.
4. Maftuchah, A. Winaya, A. Zainudin. 1999. Pengujian Berbagai Komposisi Media Selektif Terhadap Daya Tumbuh Sel Mikroalga Anabaena azollae. Prosiding Seminar Nasional PIT-PERMI, Padang
5. Maftuchah, A. Winaya, A. Zainudin. 1999. Kadar Nitrogen dan Kandungan Protein Mikroalga Anabaena azollae Pada Berbagai Konsentrasi Cobalt dalam Medium Bebas Nitrogen. Prosiding Seminar Nasional PIT-PERMI, Padang.
6. Maftuchah, A. Winaya, A. Zainudin. 1999. Pengaruh Tingkat Kemasaman Media Kultur Terhadap Biomassa dan Kandungan Protein Mikroalga Anabaena azollae. Prosiding Seminar Nasional PIT-PERMI, Padang
7. Zainudin, A. 1996. Pembentukan Semangka Poliploid dengan Perlakuan Mutasi Kimia Menggunakan Senyawa Kolkisin, Tropika II (2): 27-38

Malang, 29 September 2007

Ir. Agus Zainudin, MP.

Iklan

07/23/2009 - Posted by | Contoh PKM

2 Komentar »

  1. mas, tempat dijualnya kolkisin itu dimana? kira-kira harganya berapa?

    Komentar oleh ellys | 03/05/2013

  2. […] PDF File Name: Poliploidisasi tanaman jarak pagar (jatropha curcas l Source: zaifbio.wordpress.com » DOWNLOAD « […]

    Ping balik oleh Download Prosiding Universitas Brawijaya | Terbaru 2015 | 12/24/2014


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: