2360_mohammad naiem.pdf - Universitas Gadjah Mada

LAPORAN AKHIR KEGIATAN PENELITIAN
HIBAH PENELITIAN STRATEGIS NASIONAL
TAHUN ANGGARAN 2010
JUDUL:
DINAMIKA VARIASI GENETIK DAN SISTEM PERKAWINAN BEBERAPA
PROVENAN CENDANA (Santalum album Linn., SANTALACEAE)
SERTA IMPLIKASINYA PADA KONSERVASI GENETIK
Tim Peneliti:
1. Prof. Dr. Ir. Mohammad Na'iem, M.Agr.
2. Yeni Widyana Nurchahyani Ratnaningrum, S.Hut, M.Sc.
DILAKSANAKAN ATAS BIAYA:
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional,
sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Strategis Nasional
Nomor: 506/SP2H/PP/DP2M/VH/2010, tanggal 24 Juli 2010
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
UNIVERSITAS GADJAH MADA
DESEMBER
2010

DINAMIKA VARIASI GENETIK DAN SISTEM PERKAWINAN
BEBERAPA PROVENAN CENDANA (Santalum album Linn., SANTALACEAE)
SERTA IMPLIKASINYA PADA KONSERVASI GENETIK
Mohammad Na'iem, Yeni W N Ratnaningrum
Ringkasan
Proses genetik (perkawinan, migrasi, seleksi, dan mutasi) serta dinamika alaminya
merupakan dasar pertimbangan bagi semua upaya konservasi. Santalum album (cendana)
termasuk spesies terancam punah (threatened) karena terjadinya degradasi atau habitat loss,
sehingga dikategorikan sebagai Vulnerable (rentan). Penelitian besar untuk menyusun strategi
pemuliaan cendana berbasis konservasi genetik, telah dirancang dengan 12 komponen
aktivitas utama, mulai dari koleksi material genetik dan pembangunan konservasi ex situ hingga
manipulasi lingkungan dan genetik untuk peningkatan kualitas dan produktivitas. Tahapan
pertama dan kedua telah selesai dilakukan dengan terbangunnya uji genetik di Wanagama
pada tahun 1993; dengan benih dari 3 provenan dan 4 ras lahan. Telah dilakukan pula
sebagian dari tahapan ketiga hingga keenam. Hasil sementara menunjukkan kecenderungan
sifat mixed mating dan variasi genetik yang cukup tinggi. Namun, studi awal dinamika variasi
genetik merekam adanya alel-alel yang hilang pada generasi berikutinya. Penelitian ini
merupakan bagian dari penelitian besar tersebut, yang dirancang selama 2 tahun untuk
melengkapi capaian tahap 3, 5 dan 6 dari road map penelitian. Riset difokuskan pada dinamika
variasi genetik dan sistem perkawinan cendana pada dua generasi yang berbeda. Pada tahun
pertama ini, dilakukan dua tahapan penelitian yaitu (1) penyerbukan terkendali artifisial, dengan
fokus pada studi fenologi pembungaan dan studi pendahuluan kompatibilitas (crossing ability)
masing-masing provenan dan ras lahan; dan (2) analisis isozim, dengan fokus pada analisis
variasi genetik dan sistem perkawinan induk cendana dari 7 provenan/ras lahan, serta studi
pendahuluan analisis isozim pada keturunannya.
Provenan yang berasal dari tempat tumbuh yang sama menampilkan karakter yang
serupa pula dalam hal morfologi dan struktur bunga; ciri kemasakan organ reproduksi; ontogeni;
serta fenologi (periode anthesis dan total periode pembungaan, frekuensi pembungaan, serta
waktu inisiasi bunga). Seluruh provenan/ras lahan bertipe protandri dikogami dan berstruktur
heteranthery. Variasi ukuran dan warna perigonium dijumpai antar provenan/ras lahan dan
antar waktu yang berbeda. Secara umum, provenan yang berasal dari daerah Indonesia bagian
Timur berbunga lebih awal dibanding ras lahan dari Jawa Tengah, dengan interval/periode
pembungaan yan lebih singkat; sedangkan ras lahan Bromo selalu berbunga paling akhir
dengan interval yang lebih panjang. Di samping berbunga paling akhir dan paling lama, ternyata
ras lahan Bromo juga menampakkan frekuensi pembungaan yang berbeda. Ras lahan
Karangmojo memiliki crossing ability tertinggi pada petsilangan resiprokal; sedangkan
Wanagama adalah yang terendah. Jika dibandingkan dengan hasil penyerbukan terbuka,
ternyata penyerbukan silang hampir selalu menghasilkan nilai PE lebih tinggi. Penyerbukan
sendiri hampir selalu berdampak pada gugurnya bunga, baik pre- maupun post- fertilisasi.
Selain dikendalikan secara kuat oleh faktor genetis, pembungaan cendana juga teramati sangat
dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Peningkatan suhu secara ekstrim berdampak pada (1)
makin singkatnya periode pembungaan, (2) meningkatnya frekuensi pembungaan dalam
setahun, serta (3) turunnya kelimpahan bunga, buah dan biji. Peningkatan curah hujan dan
jumlah hari hujan berpengaruh pada (1) makin panjangnya periode pembungaan, (2)
mundurnya waktu inisiasi bunga, (3) makin singkatnya periode reseptivitas putik dan longevity
tepung sari, (4) makin panjangnya periode anthesis, (5) makin panjangnya ukuran organ
reproduksi, dan (6) makin pudarnya warna perigonium.

Induk betina dari ketujuh provenan/ras lahan cendana memiliki kisaran nilai He 0,287
hingga 0,409; dan Ho 0,392 hingga 0,558; dengan nilai HT 0,403. Variasi genetik yang tinggi
(HT=0,403) sebagian besar berada dalam provenan/ras lahan (HS=0,366). Variasi genetik antar
provenan/ras lahan sangat rendah (DST=0,037). Nilai GST menunjukkan hanya 9,2% berasal
dari variasi antar provenan/ras lahan; sedangkan porsi terbesar dari variasi total (90,8%)
dipengaruhi oleh variasi dalam provenan/ras lahan. Seluruh provenan dan ras lahan memiliki
sistem perkawinan campuran (mixed mating system) dengan kecenderungan sebagai
outbreeder atau menyerbuk-silang secara alami. Nilai outcrossing rate teramati sangat tinggi,
dengan depresi silang-dalam yang berkisar antara sedang hingga tinggi. Hampir seluruh
parameter selfing yaitu selfing rate (s), biparental inbreeding, indeks fiksasi (FiS), selfing rate at
fertilization (r fert) dan correlation of paternity (rpm) berada pada kisaran yang sangat rendah.
Standard Nei's genetic distance menunjukkan bahwa Buat dan Netpala memiliki kekerabatan
terdekat; dan berkerabat dekat dengan Karangmojo. Ras lahan Karangmojo berkerabat
terdekat dengan Bromo; sedangkan Wanagama berkerabat terdekat dengan Imogiri dan
Tilomar. Kesamaan suatu ras lahan dengan provenan tertencu (baik dalam hal karakter biologi
reproduksi, susunan genotipe maupun kedekatan jarak genetik) menuntun kepada dugaan
bahwa provenan ini merupakan sumber benih atau cikal bakal dari ras lahan tersebut.
Upaya konservasi genetik pada tanaman yang secara alami cenderung melakukan
perkawinan silang (outcrossing species) difokuskan pada meminimalkan kemungkinan dan
pengaruh inbreeding, serta mempertahankan diversitas yang sudah ada. Sementara itu, pada
tanaman yang memiliki kombinasi pola perkawinan silang dan sendiri (mixed mating), upaya
konservasi diprioritaskan untuk mempertahankan fleksibilitas pola perkawinan tersebut.
Minimalisasi perkawinan sendiri pada strategi konservasi cendana dilakukan dengan (1)
maksimalisasi ukuran populasi dan (2) hibridisasi buatan. Sementara itu, peningkatan diversitas
dilakukan melalui (1) infusi genetik; (2) peningkatan sumber tepung sari; (3) manajemen agen
penyerbuk dan penyerbukan; dan (4) hibridisasi buatan. Karena sifatnya yang mixed mating,
maka upaya konservasi juga harus mampu mempertahankan sistem perkawinan tersebut
melalui (1) minimalisasi hama dan penyakit dan (2) mempertahankan mekanisme genetis alami
yang menghindarkan terbentuknya keturunan inferior dari hasil penyerbukan sendiri.
Kata kunci: variasi genetik, sistem perkawinan, konservasi genetik, cendana
in