KERAGAMAN DAN HUBUNGAN KEKERABATAN KULTIVAR TALAS (Colocasia spp.) DI KALIMANTAN BERDASARKAN KARAKTER MORFOLOGIS, ANATOMIS DAN MOLEKULAR

LINDA OKTAVIANINGSIH, Prof. Dr. Purnomo, M.S., Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc., Dr. E. Suharyanto, M.S., M.Sc

2019 | Disertasi | DOKTOR BIOLOGI

Keragaman dan Hubungan Kekerabatan Kultivar Talas (Colocasia spp.) di Kalimantan berdasarkan karakter Morfologis, Anatomis dan Molekular Intisari Linda Oktavianingsih Program Pascasarjana, Program Doktor Biologi, Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta Talas (Colocasia spp.) terutama Colocasia esculenta (L.) Schott merupakan salah satu tanaman pangan berumbi yang tersebar dan dibudidayakan secara luas di daerah tropis dan sub tropis termasuk di Kalimantan. Talas mempunyai peranan penting di dunia karena memiliki kandungan karbohidrat yang cukup tinggi, memiliki potensi sebagai bahan kosmetik dan sebagai tanaman obat tradisional. Namun informasi mengenai keragaman dan hubungan kekerabatan talas terutama di Kalimantan masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman dan hubungan kekerabatan kultivar talas di Kalimantan berdasarkan karakter morfologis, anatomis dan molekular. Pengambilan sampel penelitian dilakukan di 25 kabupaten dan kota di Propinsi Kalimantan Timur, Kalimantan Tengah, Kalimantan Utara, Kalimantan Selatan dan Kalimantan Barat. Data morfologis diperoleh berdasarkan pengamatan lapangan dan di laboratorium. Identifikasi, pembuatan deskripsi dan analisis keserupaan fenetik dilakukan berdasarkan 39 karakter morfologis. Data anatomis diperoleh melalui pengamatan preparat permanen dan preparat sayatan segar dari organ daun, tangkai daun, dan akar. Analisis data molekular menggunakan penanda Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD) dengan 12 primer dan sekuen daerah Internal Transcribed Spacer (ITS)-rDNA menggunakan ITS-5 sebagai primer forward dan ITS-4 sebagai primer reversed. Analisis data fenetik ditampilkan dengan menggunakan metode UPGMA (Unweighted Pairgroup Method with Arithmetic Average) dengan perangkat MVSP versi 3.1 pc. Analisis data filogenetik menggunakan sekuen daerah ITS-rDNA dan pembentukan pohon filogenetik menggunakan metode Neighbour Joining (NJ) yang terdapat dalam perangkat MEGA7. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan informasi tentang keragaman dan hubungan kekerabatan kultivar talas di Kalimantan berdasarkan karakter morfologis, anatomis dan molekular. Hasil analisis karakter morfologis menunjukkan bahwa talas di Kalimantan terdiri dari spesies Colocasia sp., Colocasia esculenta dan Colocasia affinis. Dendogram karakter morfologis menghasilkan dua klaster utama talas di Kalimantan dengan indeks similaritas mencapai 61,5-97,4%. Karakter morfologis yang paling penting dalam pengelompokan aksesi talas terdapat pada daun dan sangat dipengaruhi oleh karakter warna. Spesies C.esculenta terdiri dari dua varietas C. esculenta var. esculenta dan C.esculenta var. antiquorum serta memiliki kultivar yang sangat beragam. Karakter anatomis talas menunjukkan modifikasi epidermis daun membentuk papila kecuali aksesi KB-90 dan KB-116. Talas di Kalimantan memiliki tingkat polimorfisme yang tinggi, mencapai 97% berdasarkan analisis karakter molekular RAPD. Nilai similaritas aksesi talas berdasarkan karakter molekular RAPD berkisar antara 68,8%-94,3%. Berdasarkan analisis sekuen daerah ITS-rDNA menghasilkan pohon filogenetik dengan dua cabang utama. Cabang I terdiri dari 35 aksesi talas yang merupakan spesies C. esculenta, C.affinis,C. esculenta var. antiquorum, Colocasia sp. dan cabang II terdiri dari satu aksesi KB-96 yang merupakan talas budidaya. Kedua cabang terpisah dengan jarak genetik tinggi mencapai 0,28. Diketahui bahwa C. esculenta lebih berkerabat dekat dengan Remusatia dibandingkan Alocasia.

Diversity and Relationship of Cultivar Taro (Colocasia spp.) in Borneo Based on Morphological, Anatomical and Moleculer Character Abstract Linda Oktavianingsih Postgraduate Program, Doctoral Program of Biology, Faculty of Biology Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta Taro (Colocasia spp.) especially Colocasia esculenta (L.) Schott, is one of the crops plant that scattered and widely cultivated in the tropics and sub-tropics regions including Borneo Island. Taro has an important role in the world because it has a relatively rich of carbohydrates and potential as an ingredient of cosmetics and traditional medicinal plants. However, information about the diversity and similarity analysis of taro especially in Kalimantan are still very limited. This study aims to determined the diversity and similarity analysis between taro cultivar in Borneo based on morphological, anatomical and moleculer characters. Sampling was carried out in twenty five region and district in East Borneo, Central Borneo, North Borneo, South Borneo and West Borneo. Morphological data are obtained through observation and measurement taro samples in the field and laboratory. Identification, description and phenetic similarity analysis are done based on 39 morphology characters. Anatomical characters based on observation of permanent preparation that include leaf, petiole, corms, and root. Molecular marker approach is conducted using Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD) with 12 primers and sequenced region Internal Transcribed Spacer (ITS) with ITS-5 as a forward primer and ITS-4 as a reversed primer. Phenetic data analysis is determined using Unweighted Pairgroup Method with Arithmetic Average (UPGMA) method with MVSP versi 3.1 pc. Phylogenetic approach is done using a sequence of ITS regions. The phylogenetic tree is constructed by the Neighbour Joining (NJ) in MEGA7 device. The results of this study are expected to give information about the diversity and genetic relationship cultivar of taro in Borneo based on morphological, anatomical and moleculer characters. Based on the research morphological character taro in Borneo were consist of Colocasia sp., Colocasia esculenta and C. affinis. Dendogram show that two major cluster of taro in Borneo with similarity index 61,5-97,4%. The most important morphological character in grouping taro accessions are found in leaves and strongly influenced by colour characters. C. esculenta species consists of two varieties C. esculenta var. esculenta and C.esculenta var. antiquorum and have variable cultivar. The results of anatomical characteristic showed that most accessions of taro were modified on the leaf surface of epidermis in form of undulatus except KB-90 and KB-116. Based on molecular RAPD marker taro in Borneo showed that are higly polimorfisme degree reach 97%. Genetic similarity based on RAPD range 68,8%-94,3%. Based on molecular ITS-rDNA marker produced phylogenetic tree with two main branch. The first branch consist of 35 accessions which are C. esculenta, C.affinis, C. esculenta var. antiquorum, Colocasia sp. and second branch is KB-96 which is cultivated taro. The branches have genetic distance reach of 0,28. C. esculenta more closely related with Remusatia than Alocasia.

Kata Kunci : Kata kunci : Colocasia, kultivar, fenetik, kekerabatan filogenetik