Variasi Genetik dan Hubungan Kekerabatan Tebu (Saccharum spp. hybrid) Berdasarkan Gen Kloroplas rbcL

Tiara Putria Judith, Ganies Riza Aristya, S.Si., M.Sc., Ph.D.

2025 | Skripsi | BIOLOGI

Tebu (Saccharum spp. hybrid) memiliki kompleksitas genom tinggi yang menjadi tantangan besar dalam upaya pemuliaan untuk menghasilkan hibrida unggul. Kompleksitas ini disebabkan oleh hibridisasi interspesifik dan intergenerik antar kultivar tebu, yang melibatkan retensi genom leluhur dan poliploidi selama proses evolusi. Kondisi tersebut menyebabkan terbatasnya informasi mengenai variasi genetik dan kekerabatan pada kultivar tebu modern. Minimnya informasi tersebut saat ini menghambat proses identifikasi sumber genetik potensial dalam program pemuliaan di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi variasi genetik dan jarak genetik berdasarkan karakterisasi genomic DNA barcode rbcL, mengetahui hubungan filogeni kultivar tebu yang dibudidayakan di Indonesia melalui analisis gen rbcL berdasarkan model evolusi Maximum Likelihood dan Bayesian Inference, dan mengetahui pola filogeografi melalui haplotype network dan PCoA berdasarkan gen rbcL antara kultivar tebu budidaya Indonesia dan berbagai negara lain. Metode yang diterapkan diantaranya isolasi DNA, uji kualitatif, uji kuantitatif, dan amplifikasi melalui teknik Polymerase Chain Reaction. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gen rbcL berhasil diamplifikasi dari 22 sampel tebu dengan panjang 1324 bp. Analisis hubungan kekerabatan dengan model evolusi ML dan BI mengungkapkan bahwa sebagian besar sampel tebu budidaya memiliki kekerabatan yang dekat dengan negara lain serta ditemukan potensi keunikan pada sampel BKS2, BKS7, OP3, NX04, Pringu, dan Kidang Kencana. Keunikan tersebut didukung dengan persentase mendekati 1% pada jarak genetik dan SNP ditemukan pada beberapa lokus. Haplotype network dan PCoA memvisualisasikan jarak yang besar, membuktikan adanya potensi keragaman genetik yang menjadikan sifat genetik asli tebu yang dibudidayakan di Indonesia tetap dipertahankan.

Sugarcane (Saccharum spp. hybrid) exhibits a high level of genomic complexity, presenting significant challenges for breeding efforts to develop superior hybrids. This complexity arises from interspecific and intergeneric hybridization among sugarcane cultivars, involving ancestral genome retention and polyploidy through evolutionary processes. Consequently, information on genetic variation and relationship among modern sugarcane cultivars is limited, creating obstacles for identifying potential genetic resources for breeding programs in Indonesia. This study aims to identify genetic variation and genetic distance through the rbcL genomic DNA barcode, elucidate the phylogenetic relationships of sugarcane cultivars cultivated in Indonesia using the rbcL gene with Maximum Likelihood and Bayesian Inference evolutionary models, and reveal phylogeographic patterns through haplotype network and PCoA of the rbcL gene across sugarcane cultivars from Indonesia and other countries. The methodologies applied include DNA isolation, qualitative and quantitative assessments, and amplification using the Polymerase Chain Reaction technique. The results revealed successful amplification of the rbcL gene from 22 sugarcane samples with a length of 1324 bp. Phylogenetic analysis using the ML and BI evolutionary models demonstrated that most cultivated sugarcane samples were closely related to those from other countries, while unique genetic traits was identified in the BKS2, BKS7, OP3, NX04, Pringu, and Kidang Kencana samples. This uniqueness was supported by a genetic distance percentage approaching 1% and the presence of SNPs in several loci. Furthermore, haplotype network and PCoA analyses visualized substantial genetic distances, demonstrating the potential for genetic diversity and the preservation of native genetic traits in sugarcane cultivated in Indonesia.

Kata Kunci : DNA barcoding, filogenetik, rbcL, tebu, variasi genetik