ANALISIS KERAGAMAN GENETIK Coleus spp. BERDASARKAN MARKA MOLEKULER INTER-SINE AMPLIFIED POLYMORPHISM (ISAP) DAN INTER-RETROTRANSPOSON AMPLIFIED POLYMORPHISM (IRAP)

YUGO ARDI SAPUTRA, Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc., Dr. Agus Budi Setiawan, S.P., M.Sc.

2022 | Tesis | MAGISTER PEMULIAAN TANAMAN

Coleus merupakan famili Lamiaceae yang tersebar luas di seluruh dunia dan dibudidayakan sebagai tanaman hias dan herba. Keragaman genetik merupakan syarat penting untuk perbaikan tanaman melalui program pemuliaan tanaman. Retrotransposon sangat melimpah dan tersebar luas di semua kromosom tanaman. Retrotransposon dapat berfungsi sebagai marka molekuler yang baik untuk analisis keragaman genetik. Inter-SINE Amplified Polymorphism markers (ISAP) dan Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism (IRAP) markers didasarkan pada amplifikasi DNA genom yang terletak di antara dua elemen retrotransposon yang berdekatan. Marka molekuler tersebut telah banyak digunakan dan berhasil menilai keragaman genetik pada banyak spesies tanaman. Penelitian bertujuan untuk menilai keragaman genetik enam puluh aksesi Coleus blumei dan dua spesies kerabat jauh Coleus amboinicus dan Coleus rotundifolius berdasarkan marka ISAP dan IRAP. Analisis pengelompokan berdasarkan metode unweighted pair group method with arithmetic average (UPGMA) yang dihasilkan dari pita polimorfik ISAP dan IRAP mengelompokan Coleus spp. ke dalam lima kelompok dan secara jelas memisahkan C. blumei dari dua spesies kerabat jauh C. rotundifolius dan C. amboinicus. Kedua marka molekuler mengelompokan C. blumei ke dalam empat sub-kelompok, dimana masing-masing sub-kelompok terdapat 15 aksesi. Kombinasi marka ISAP dan IRAP memberikan hasil yang konsisten tehadap hasil kedua marka molekuler secara tunggal. Hasil analisis pengelompokan kemudian dikonfirmasi dengan Principal Coordinate Analysis (PCoA). Analisis Varians Molekuler (AMOVA) menunjukkan adanya variasi yang tinggi di dalam dan antar populasi C. blumei. Marka IRAP memiliki efektifitas yang lebih baik dalam menilai keragaman genetik Coleus spp. dibandingkan dengan marka ISAP, akan tetapi keduanya memberikan hasil yang tidak jauh berbeda. Temuan ini memberikan landasan bagi program pemuliaan Coleus spp.

Coleus is Lamiaceae family that are widhly sparse through the world and cultivated as ornamental plant and herb. Genetic diversity are important for plant improvement through plant breeding programs. Retrotransposons are highly abundant and widely scattered over all chromosomes of plant. They can serve as a good molecular marker for assesment of genetic diversity in plant breeding. Inter-SINE Amplified Polymorphism (ISAP) and Inter-Retrotransposons Amplified Polymorphism (IRAP) markers are based on amplification of genomic DNA located between two adjacent retrotransposons elements. This marker has been utilized and successfully assessed genetic diversity in many crop species. This study aimed to genotyping of sixty Coleus blumei accessions and two distantly related species Coleus amboinicus and Coleus rotundifolius based on ISAP and IRAP markers. Cluster analysis based on the unweighted pair group method with arithmetic average (UPGMA) dendrogram generated from polymorphic ISAP and IRAP bands cluster Coleus spp. into five groups and clearly distinguish C. blumei from its two distantly related species C. rotundifolius and C. amboinicus. Both molecular markers ISAP and IRAP grouped C. blumei into four sub-groups, where each sub-group consist of 15 accessions. The combination of ISAP and IRAP markers data sets gave the same results as that in single marker. The result of cluster analysis then confirmed by Principal Coordinate Analysis (PCoA). Analysis of Molecular Variance (AMOVA) showed highly variation within and among population of C. blumei. IRAP markers have better effectiveness in assessing the genetic diversity of Coleus spp. compared to ISAP markers in this study. This finding provide a foundation for the genetic improvement of Coleus spp.

Kata Kunci : Coleus spp., ISAP markers, IRAP markers, plant genotyping, retrotransposons