Variasi Genetik dan Hubungan Kekerabatan Melon (Cucumis melo L.) Indonesia Berdasarkan Intergenic Spacer DNA Kloroplas

Alifah Rahmi Heritiera, Prof. Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc

2024 | Tesis | S2 Biologi

Karakter morfologis dan keragaman genetik melon (Cucumis melo L.) penting untuk dianalisis agar mendapatkan informasi komprehensif suatu kultivar yang dapat dimanfaatkan untuk merakit melon varietas unggul. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan fenetik berdasarkan karakter morfologis serta mengidentifikasi variasi genetik dan hubungan kekerabatan melon Indonesia berdasarkan intergenic spacer kloroplas DNA yaitu ndhF-rpl32 dan rpl32-trnL. Pendekatan fenetik dilakukan terhadap 15 kultivar melon dengan analisis klaster dan analisis komponen utama. Analisis klaster menghasilkan tiga klaster dengan nilai koefisien similaritas sebesar 0,7-0,83. Sementara analisis komponen utama menunjukkan bahwa pemisahan klaster dipengaruhi oleh karakter panjang dan berat biji, warna daging buah, tipe kulit buah dan bentuk buah. Pohon filogenetik direkonsruksi dengan menggunakan metode Neighbor-Joining dan Maximum Likelihood, menunjukkan pemisahan clade yang berbeda berdasarkan ndhF-rpl32 (2 clade) dan rpl32-trnL (3 clade). Hasil menunjukkan bahwa variasi genetik intraspesifik dan interspesifik rpl32-trnL secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan variasi polimorfisme ndhF-rpl32, dengan nilai sebesar 0-1,21?n 4,90-6,06% secara berurutan. Perbedaan jarak genetik yang cukup signifikan > 1% diantara kultivar melon mendukung perbedaan karakter morfologis pada tipe kulit buah melon.  Sebagai kesimpulan, Intergenic spacer rpl32-trnL menunjukkan hasil yang baik sebagai penanda single-locus dari daerah noncoding DNA kloroplas. Sehingga daerah ini direkomendasikan untuk mengevaluasi filogeni tanaman pada tingkat taksonomi rendah dan DNA barcoding pada melon. 

Information on morphological characters and genetic diversity of melon (Cucumis melo L.) could provide comprehensive information utilized to assemble superior melon varieties.  This study aims to determine the phenetic relationship based on morphological characters and identify genetic variation and genetic relationships of Indonesian melons based on ndhF-rpl32 and rpl32-trnL chloroplast DNA intergenic spacer.  The phenetic approach was carried out on 15 melon cultivars by cluster analysis and principal component analysis. Cluster analysis resulted in three clusters with similarity coefficient values of 0.7-0.83.  Meanwhile, principal component analysis showed that cluster separation was influenced by the characters of seed length and weight, fruit flesh color, fruit skin type and fruit shape. Phylogenetic trees were reconstructed using Neighbor-Joining and Maximum Likelihood methods, showed distinct cluster separation based on ndhF-rpl32 (2 clades) and rpl32-trnL (3 clades).  The results indicated that the intraspecific and interspecific genetic variation of rpl32-trnL was significantly higher than that of ndhF-rpl32 polymorphism, ranging from 0-1.21% and 4.90-6.06% respectively. The significant difference in genetic distance > 1% among melon cultivars supported the differences in morphological characters in melon fruit rind type. In conclusion, the rpl32-trnL intergenic spacer performed well as a single-locus marker of the noncoding region of chloroplast DNA. Therefore, this region is recommended for evaluating plant phylogeny at low taxonomic levels and DNA barcoding in melons. 

Kata Kunci : variasi genetik, Cucumis melo, jarak genetik, DNA kloroplas, intergenic spacer, rpl32-trnL, ndhF-rpl32