KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA...

42
KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL DARI JAGUNG DAN SORGUM DI PROVINSI LAMPUNG (Skripsi) Oleh Lily Agustini Waruwu FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2018

Transcript of KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA...

Page 1: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL DARI

JAGUNG DAN SORGUM DI PROVINSI LAMPUNG

(Skripsi)

Oleh

Lily Agustini Waruwu

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

Page 2: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

ABSTRAK

KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL DARI

JAGUNG DAN SORGUM DI PROVINSI LAMPUNG

Oleh

LILY AGUSTINI WARUWU

Pada tingkat spesies, keragaman genetik sering meningkat dengan variabilitas

lingkungan yang berbeda untuk mempertahankan hidupnya. Hal ini menyebabkan

adanya kemungkinan keragaman genetik Stenocranus pacificus yang menyerang

tanaman jagung dan sorgum. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

keragaman genetik S. pacificus yang menyerang tanaman jagung dan sorgum.

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi, Fakultas Pertanian

Universitas Lampung. Pelaksanaan penelitian dimulai dari bulan April 2018 –

September 2018. Pelaksanaan penelitian terdiri dari 7 tahap, yaitu pengambilan

sampel, ekstraksi DNA, amplifikasi DNA dengan PCR, elektroforesis dan

visualisasi hasil PCR, sekuensing dan analisis hasilnya, pembuatan pohon

filogenetik, dan analisis keragaman genetik. Pada tahap ekstraksi terdapat

perubahan pada metode pertama, yaitu dengan ekstraksi dengan DNA Zol®,

ekstraksi dengan Instagen, ekstraksi dengan TE dan Instagen, ekstraksi dengan

buffer TNES. Berdasarkan amplifikasi DNA menggunakan PCR, primer yang

Page 3: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

Lily Agustini Waruwu

digunakan adalah HCO 2198 dan LCO 1490 dengan masing-masing suhu

annealing WRJJ, WRJB, WRJS, dan WRC adalah 520C, 52

0C, 55

0C, 50

0C.

Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat perbedaan

antara, enzim restriksi dan daerah pemotongan DNAnya. Hal ini menunjukkan

adanya keragaman genetik antara Stenocranus pacificus jantan (WRJJ),

Stenocranus pacificus betina (WRJB), Stenocranus pacificus pada sorgum

(WRJS), dan wereng coklat (WRC).

Kata kunci : Analisis DNA, ekstraksi DNA, keragaman genetik, Primer HCO

2198 dan LCO 1490, Stenocranus pacificus

Page 4: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL DARI

JAGUNG DAN SORGUM DI PROVINSI LAMPUNG

Oleh

Lily Agustini Waruwu

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Mencapai Gelar

SARJANA PERTANIAN

Pada

Jurusan Agroteknologi

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

Page 5: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat
Page 6: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat
Page 7: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat
Page 8: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Gunung Sitoli, Provinsi Sumatra Utara pada tanggal 20

Agustus 1996. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara, dari

pasangan Bapak Saroli Waruwu dan Ibu Liberia Harefa. Penulis telah

menyelesaikan pendidikan di TK Hanna Blindow Nias pada tahun 2002, SD

Immanuel Teluk Betung pada tahun 2008, SMP Immanuel Teluk Betung pada

tahun 2011, dan SMA Immanuel Teluk Betung pada tahun 2014. Pada tahun yang

sama, penulis diterima sebagai mahasiswa Fakultas Pertanian Universitas

Lampung Jurusan Agroteknologi melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan

Tinggi Negeri (SBMPTN).

Penulis telah melaksanakan Praktik Umum pada tahun 2017 di PT Sayuran Siap

Saji, Megamendung, Bogor. Pada tahun 2016 penulis telah melaksanakan Kuliah

Kerja Nyata (KKN) di Desa Suka Negeri, Kecamatan Bangun Rejo, Kabupaten

Lampung Tengah. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten

praktikum mata kuliah Pengendalian Hayati Tanaman Karet (2017), Biologi 1

(2017), Mikrobiologi Umum (2018), dan Pengendalian Penyakit Tumbuhan

(2018).

Page 9: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

PERSEMBAHAN

Dengan penuh rasa syukur kupersembahkan karya ini sebagai ungkapan terima

kasihku untuk:

1. Kedua orang tuaku tercinta, Bapak Saroli Waruwudan Ibu Liberia Harefa yang

senantiasa mendoakan dan mengiringi langkahku dengan segala daya serta

tiada henti memberikan nasihat, bimbingan, dan curahan kasih sayang.

2. Adik-adikku Charles Abdi Waruwu dan Chriswanda Waruwu terimakasih atas

doa, perhatian dan dukungannya selama ini, semoga kita bisa menjadi putra-

putri yang selalu membanggakan orang tua.

Karya sederhana ini ku bingkiskan untuk:

1. Teman-teman seperjuangan Agroteknologi 2014.

2. Almamaterku Universitas Lampung sebagai

tempatku mencari ilmu.

Page 10: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

MOTTO

“Kita tahu sekarang bahwa Allah turut bekerja dalam segala sesuatu untuk

mendatangkan kebaikan bagi mereka yang mengasihi Dia, yaitu bagi mereka yang

terpanggil sesuai dengan rencana Allah”

(Roma 8 : 28)

"Jika benar kamu percaya bahwa rencana Tuhan itu yang terbaik. Lantas, kenapa

kamu merasa sedih ketika rencanamu tak sesuai dengan harapan? Ingat, kamu

memiliki rencana. Dan Tuhan pun memiliki rencana.

(Roni Komara)

Page 11: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan limpahan

kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsidengan

judul“Keragaman Genetik Stenocranus pacificus yang Berasal dari Jagung

dan Sorgum di Provinsi Lampung”.

Skripsi ini telah penulis susun secara maksimal dengan bantuan dari berbagai

pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Dekan Fakultas Pertanian

Universitas Lampung.

2. Prof. Dr. Ir. Sri Yusnaini, M.Si., selaku Ketua Jurusan Agroteknologi

Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

3. Prof. Dr. Ir. Purnomo, M.S., selaku Ketua Bidang Proteksi Tanaman Fakultas

Pertanian Universitas Lampung.

4. Dr. Yuyun Fitriana, S.P., M.P., selaku pembimbing utama yang telah

memberikan ilmu, bimbingan, motivasi, nasihat, saran, masukan serta

perhatian selama proses penelitian dan penyusunan skripsi.

5. Dr. Radix Suharjo, S.P., M.Agr., selaku pembimbing kedua yang telah

memberikan bimbingan, nasihat, masukan, dan saran selama proses penelitian

dan penyusunan skripsi.

Page 12: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

6. Prof. Dr. Ir. Rosma Hasibuan, M.Sc., selaku pembahas yang telah

memberikan motivasi, nasihat, masukan, dan saran sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

7. Dr. Ir. Setyo Widagdo, M.Si., selaku dosen Pembimbing Akademik yang

telah membimbing penulis dari awal sampai akhir dalam belajar.

8. Kedua orang tua Bapak Saroli Waruwu dan Ibu Liberia Harefa yang telah

memberikan banyak dorongan, kasih sayang, saran, masukan, nasihat,

semangat, serta doa yang tak pernah putus sehingga penulis mampu

menyelesaikan skripsi ini dan dapat menyelesaikan pendidikan di Universitas

Lampung.

9. Adik-adik tersayang Charles Abdi Waruwu dan Chriswanda Waruwu yang

tak pernah lelah dalam mendoakan dan memberi semangat kepada penulis

dalam menyelesaikan penulisan skripsi.

10. Brilian Patar Novenda Manalu, S.P., yang telah memberikan masukan dan

dukungan serta doa kepada penulis selama proses penelitian.

11. Febe Atalia Tambunan, Lita Theresia Pasaribu, yang telah banyak membantu

dan mendoakan penulis selama proses penelitian.

12. Teman-teman seperjuangan Febe, Lita, Diah, Hani A., Devita, Mei, Maya,

Hani L., Ma’ruf, dan Indah atas doa, dukungan, dan kebersamaan yang tak

terlupakan.

13. Bihikmi Semenguk, Eryka Merdiana, Ika Rachma Pangesti, atas bantuan dan

semangat yang telah diberikan kepada penulis.

14. Lidya Khoirunnisa, Dita, Kenny, Heppy, Nia, Imam, Ibnu, Miko, Diky, dan

Nay yang sudah mendukung penulis selama proses penelitian.

Page 13: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

15. Marina, Meli, Renata, Yohana, Ribka, Mirani, dan Mestaria yang sudah

memberi dukungan dan doa kepada penulis selama proses penelitian.

16. Keluarga POMPERTA, Bg Patar, Febe, Rina, Lita, Ribka Munthe, Nico,

Nugra, Wernat, Sahel, Kak Ester, Kevin, Hera, Elisa, Rasinta dll yang tidak

dapat penulis sebutkan satu per satu yang sudah memberi semangat dan

dukungan kepada penulis selama proses penelitian.

17. Teman-teman Pemuda/i Nias dan Keluarga Nias baik yang ada di Lampung

maupun di Nias yang sudah memberi dukungan kepada penulis selama proses

penulisan skripsi.

17. Agroteknologi 2014 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

18. Jeggy dan Bosky yang selalu memberikan keceriaan setiap hari kepada penulis.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, November 2018

Penulis

Lily Agustini Waruwu

Page 14: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL……………………………………………………. xiv

DAFTAR GAMBAR………………………………………………… xv

DAFTAR ISI ……………………………………………………….… xvi

I. PENDAHULUAN……………………………………………..… 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3

1.3 Kerangka Pikiran ........................................................................ 3

1.4 Hipotesis..................................................................................... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………. 6

2.1 Tanaman Inang ........................................................................... 6

2.1.1 Jagung ................................................................................. 6

2.1.2 Sorgum ................................................................................ 7

2.2 Stenocranus pasificus .................................................................. 8

2.2.1 Morfologi Stenocranus pasificus ......................................... 8

2.2.2 Dampak Kerusakan .............................................................. 9

2.3 Keragaman Genetik...................................................................... 9

2.4 Identifikasi Molekuler ................................................................. 11

2.5 PCR (Polymerase Chain Reaction)............................................. 12

2.6 Elektroforesis ............................................................................... 14

III. BAHAN DAN METODE ………………………………………… 15

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 15

3.2 Alat dan Bahan ........................................................................... 15

3.3 Pelaksanaan Penelitian ............................................................... 16

3.3.1 Pengambilan Sampel ........................................................... 16

Page 15: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

3.3.2 Ekstraksi DNA .................................................................... 16

3.3.3 Amplifikasi DNA dengan PCR ........................................... 17

3.3.4 Elektroforesis dan Visualisasi Hasil PCR ............................ 18

3.3.5 Sekuensing dan Analisis Hasilnya ....................................... 18

3.3.6 Pembuatan Pohon Filogenetik.............................................. 19

3.3.7 Analisis Keragaman Genetik................................................ 19

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………… 20

4.1 Ekstraksi DNA Wereng .............................................................. 20

4.1.1 Ekstraksi secara manual .................................................... 20

4.1.2 Ekstraksi DNA Zol® ....................................................... 21

4.1.3 Ekstraksi dengan Instagen.................................................. 22

4.1.4 Ekstraksi dengan TE dan Instagen.................................... 24

4.1.5 Ekstraksi dengan buffer TNES .......................................... 25

4.2 Polymerase Chain Reaction (PCR)............................................. 27

4.3.1 PCR menggunakan COIR dan COIF................................. 27

4.3.2 PCR menggunakan HCO 2198 dan LCO 1490 ................. 28

4.3 Sekuensing dan Analisis Hasilnya............................................... 29

4.4 Pembuatan Pohon Filogenetik .................................................... 30

4.5 Analisis Keragaman Genetik ...................................................... 33

4.5.1 Analisis hasil kesamaan (similarity) nukleotida hasil

sekuensing.......................................................................... 33

4.5.2 Hasil analisis menggunakan enzim restriksi ..................... 37

V. SIMPULAN DAN SARAN………………………….…..……….. 44

5.1 Simpulan…………………………………..………………….... 44

5.2 Saran…………………………………………………………… 45

DAFTAR PUSTAKA

Page 16: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Primer yang digunakan …………………………………………….. 18

2. Similarity susunan nukleotida WRJJ (Stenocranus pacificus jantan),

WRJB (Stenocranus pacificus betina), WRJS (Stenocranus

pacificus pada sorgum), dan WRC (wereng coklat)……………..… 33

3. Perbedaan susunan nukleotida WRJJ (Stenocranus pacificus jantan),

WRJB (Stenocranus pacificus betina), WRJS (Stenocranus pacificus

pada sorgum), dan WRC (wereng coklat) …………………………… 34

4. Kemampuan enzim restriksi memotong DNA WRJJ, WRJB, WRJS

dan WRC ………………………..…………………………………… 42

Page 17: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

DAFTAR GAMBAR

Tabel Halaman

1. Kenampakan perbedaan abdomen Stenocranus pacificus (a) Betina

bewarna putih (b) Jantan bewarnaorange…………………………… 5

2. Hasil visualisasi ekstraksi Stenocranuspacificus…………………… 21

3. Hasil visualisasi ekstraksi Stenocranus pacificus menggunakan DNA

Zol®……………….………………………………………………… 22

4. Hasil visualisasi ekstraksi Stenocranus pacificus menggunakan

Instagen……………………………………………………….……… 24

5. Hasil visualisasi ekstraksi Stenocranus pacificus menggunakan TE

dan Instagen…………………………………………...…………….. 25

6. Hasil penambahan isopropanol terlihat adanya benang-benang tipis

pada dinding tube………………………………………………….… 26

7. Hasil ekstraksimenggunakan buffer TNES (a) WRC (wereng coklat)

(b) WRJJ (Stenocranus pacificus jantan) dan WRJB (Stenocranus

pacificus betina) (c) WRJS (Stenocranus pacificus pada sorgum)..… 27

7. Hasil PCR (a) WRC (Wereng coklat) annealing 55oC pada 650 bp

(b) WRJJ (Stenocranus pacificus jantan) dan WRJB (Stenocranus

pacificus betina) annealing 52oC pada 650 bp (c) WRJS (Stenocranus

pacificus pada sorgum) annealing 50oC pada 650 bp…………….… 29

8. Hasil PCR yang akan disekuensing (a) hasil PCR ditempel pada kertas

yang berisi keterangan (b) hasil PCR dikemas dalam kotak……....... 30

9. Dendogram hasil analisis sekuensing menggunakan program Mega 6

Keterangan : WRJS (Sorgum) WRJB (Jagung) WRJJ (Jagung) WRC

(Padi)…………………………………………..…………………..… 32

Page 18: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

10. Kenampakan pemotongan DNA oleh enzim restriksi (a) WRJJ

(b) WRJB (c) WRC (d) WRJS……………………………………. 39

11. Ploting hasil analisis RFLP in silico menggunakan enzim restriksi

(a)WRJB (b) WRJJ (c) WRC (d) WRJS………………………..… 40

Page 19: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman serealia merupakan tanaman penghasil karbohirat terbesar di dunia.

Karbohidrat merupakan sumber nutrisi yang dibutuhkan manusia. Beberapa

tanaman serealia yang memiliki kandungan karbohidrat cukup tinggi adalah

jagung dan sorgum. Pada sebagian besar wilayah di Indonesia, jagung dijadikan

makanan pokok, sedangkan sorgum merupakan tanaman berpotensi yang mampu

menghasilkan tepung sehingga mampu menggantikan terigu (Suarni dan Rauf,

2002).

Menjadi tanaman penting, jagung dan sorgum banyak dibudidayakan di Provinsi

Lampung, terlebih didaerah Lampung Selatan. Produksi jagung di Lampung

Selatan tahun 2013 sebesar 597.080 ton (BPS, 2017). Sementara sorgum, banyak

digunakan sebagai bahan baku bioetanol di Kawasan Kalianda Resort Kabupaten

Lampung Selatan yang produksinya dapat mencapai sekitar 430 ton/hektar/tahun

(Ariwibowo, 2013). Namun tingginya produksi jagung dan sorgum yang ditanam

di wilayah ini, tidak lepas dari adanya gangguan hama dan penyakit tanaman.

Serangan hama dan penyakit dapatmengancam keberlanjutan sistem produksi

pertanian. Di beberapa sentra produksi, hama dan penyakit tanaman yang semula

Page 20: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

2

tidak berstatus penting kini sudah mulai merusak pertanaman. Salah satunya

adalah hama Stenocranus pacificus (wereng perut putih) yang menyerang

tanaman jagung di Kabupaten Lampung Selatan pada November 2016 yang

menyebabkan kerusakan berat (Susiloet al., 2017).

Stenocranus pacificus merupakan hama baru yang muncul pada pertanaman

jagung sehingga hama ini sering disebut wereng jagung. Berubahnya status S.

pacificus menjadi hama disebabkan karena ketersediaan makanan yang cukup

melimpah dan penanaman secara monokultur yang memicu peningkatan populasi

S. pacificus. Pada serangan berat, S. pacificus dapat menyebabkan gagal panen.

Selain menyerang tanaman jagung, Stenocranus pacificus juga dikabarkan

menyerang tanaman sorgum jika tanaman inang utamanya habis (Dumayoet al.,

2007). Serangan S. pacificus terhadap dua tanaman ini, memungkinkan adanya

pengaruh perbedaan genetik pada struktur DNAnya.

Sebelumnya, Stenocranuspacificus sudah diidentifikasi berdasarkan

morfologinya. Namun pengidentifikasian secara morfologi dalam filogenetik dan

taksonomi sering kurang akurat karena bersifat tentatif. Objek penelitian dari

spesies yang sama menghasilkan kesimpulan berbeda jika berasal dari usia yang

berbeda, atau berasal dari tempat dengan kondisi lingkungan yang berbeda, atau

pengambilan sampel beda usia (Suparman, 2012).

Pada tingkat spesies, keragaman genetik sering meningkat dengan variabilitas

lingkungan yang berbeda untuk mempertahankan hidupnya. Jika lingkungan

berubah, gen yang ada pada suatu spesies akan ikut berubah. Hal ini

Page 21: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

3

menyebabkan adanya kemungkinan keragaman genetik S. pacificus yang

menyerang tanaman jagung dan sorgum.

Identifikasi molekuler merupakan teknik identifikasi yang memanfaatkan DNA

spesies. Diharapkan identifikasi secara molekuler ini akan menghasilkan

informasi genetik dengan karakter yang lebih berlimpah dibandingkan morfologi,

serta lebih cepat, praktis, dan efisien dalam pengerjaannya.Dengan demikian

identifikasi molekuler perlu dilakukan.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik Stenocranus

pacificusyang menyerang tanaman jagung dan sorgum di Provinsi Lampung.

1.3 Kerangka Pikiran

Stenocranus pacificus merupakan jenis hama baru yang menyerang beberapa

tanaman seperti jagung dan sorgum. Awalnya, S. pacificus dilaporkan menyerang

tanaman jagung di Filipina tahun 2003 (Dumayo et al., 2007). Hasil penelitian,

Nelly et al. (2017) mengabarkan bahwa hama ini telah menyerang pertanaman

jagung di Kabupaten Pasaman Barat, Limapuluh Kota, dan Tanah Datar Provinsi

Sumatra Barat pada tahun 2016. Hasil penelitian Susilo et al. (2017), menemukan

adanya S. pacificus di pertanaman jagung Kabupaten Lampung Selatan. Berbeda

dengan jagung, S. pacificus yang terdapat pada tanaman sorgum hanya bersifat

sementara. Menurut Dumayoet al. (2007),S. pacificus menyerang sorgum jika

tanaman inang utamanya habis.

Page 22: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

4

Keberadaan S.pacificus, ditandai dengan adanya parit lilin putih kapas pada

bagian bawah permukaan daun. Lilin tersebut adalah sejenis sekerat penutup

yang disekresikan oleh wereng betina untuk melindungi telurnya. Dengan adanya

lilin putih ini menunjukkan adanya serangan pada tanaman. Serangan oleh S.

pacificus menyebabkan tanaman mengering dan terlihat seperti terbakar (Susilo et

al., 2017).

Hama wereng S.pacificus termasuk dalam famili Delphacidae yang dicirikan oleh

tonjolan tibialis besar yang dapat digerakkan (Wilson, 2005). S.pacificus

diidentifikasikan memiliki kesamaan dengan Sogatella. Namun, dari penelitian

Dumayo et al. (2007) melaporkan, adanya zat lilin putih di perut betina, yang

tidak ada pada jantan menyebabkan perbedaan Stenocranus dengan Sogatela. Hal

ini didukung oleh penelitian Susilo et al. (2017) yang mengatakan wereng betina

mensekresikan massa lilin putih kapas yang digunakan untuk menutupi bintiktelur

pada daun.

Untuk morfologi antara betina dan jantan dapat dibedakan dengan ukuran tubuh.

Ukuran tubuh betina relatif lebih besar daripada jantan. Selain itu, karakterisitik

lainnya adalah warna pada abdomen (perut). Abdomen pada wereng betina

berwarna putih sedangkan pada jantan berwarna orange (Gambar 1). Berdasarkan

ciri tersebut, S. pacificusjuga disebut wereng perut putih (Susilo et al., 2017).

Besarnya kisaran inang S.pacificus, memungkinkan adanya keragaman genetik.

Perbedaan inang dapat mempengaruhi kemampuan adaptasi dan susunan struktur

morfologi. Kemajuan teknologi di bidang bioteknologi, memudahkan peneliti

menganalisis DNA yang memiliki efisiensi dan keakuratan yang tinggi.

Page 23: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

5

Identifikasi morfologi sangat penting untuk dilakukan namun ada baiknya jika

identifikasi molekuler juga dilaksanakan. Identifikasi molekuler dilakukan

dengan menggunakan karakterisasi/profiling DNA mikroorganisme berupa

analisis pattern/fingerprint – based dan sequence-based (Budihardjo, 2016).

Identifikasi molekuler melibatkan beberapa tahapan meliputi ekstraksi

deoxyribonucleic acid (DNA), amplifikasi DNA, sekuensing, analisis hasil

sekuen, dan pembuatan pohon filogenetik.

(a) (b)

Gambar 1. Kenampakan perbedaan abdomen Stenocranus pacificus (a) Betina

bewarna putih (b) Jantan bewarna orange

1.4 Hipotesis

Hipotesis yang diajukan pada penelitian ini adalah terdapat perbedaan keragaman

genetik Stenocranus pacificusyang berasal dari jagung dan sorgum di Provinsi

Lampung.

Page 24: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Inang

2.1.1 Jagung

Jagung (Zea mays) merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya

diselesaikan dalam 80 - 150 hari. Fase vegetatif dimulai dari proses berkecambah,

terbentuknya akar, batang, dan daun. Pada fase generatif, dimulai dari terjadinya

proses pembentukan primordia, proses pembungaan, proses penyerbukan, dan

pembuahan (Hanum, 2008).

Menurut ITIS (2017a), tanaman jagung diklasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Division : Tracheophyta

Class : Magnoliopsida

Order : Poales

Family : Poaceae

Genus : Zea

Species : Zea mays

Akar jagung termasuk akar serabut yang dapat mencapai kedalaman hingga 8 m,

namun begitu, akar jagung sebagian besar berada pada kisaran 2 m. Batang

jagung terdiri dari ruas-ruas yang terbungkus pelepah daun yang muncul dari

buku. Buku pada jagung merupakan tempat tumbuhnya tongkol yaitu di antara

Page 25: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

7

batang dan pelepah daun. Daun jagung adalah daun sempurna dengan bentuknya

memanjang.

Jagung termasuk dalam tanaman monoecious yang memiliki bunga jantan dan

bunga betina yang terpisah (diklin) dalam satu tanaman. Bunga jantan tumbuh di

bagian puncak tanaman, berbentuk karangan bunga (inflorescence), sedangkan

bunga betina tersusun dalam tongkol. Warna serbuk sari adalah kuning dan

beraroma khas (Hanum, 2008).

2.1.2 Sorgum

Sorgum (Sorghum bicolor) merupakan salah satu komoditas biji-bijian yang

potensial sebagai sumber karbohidrat. Selain itu, bagian tanaman sorgum dapat

dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan seperti akar untuk bahan pembuatan

jamu, batang untuk lumbung bioetanol, daun untuk pakan ternak, serta biji yang

dapat dijadikan tepung (University of Arkansas, 1998).

Klasifikasi Sorgum menurut ITIS (2017b) adalah

Kingdom : Plantae

Divisi : Tracheophyta

Class : Magnoliopsida

Order : Poales

Family : Poaceae

Genus : Sorghum

Spesies : Sorghum bicolor (L.)

Sistem perakaran sorgum terdiri atas akar-akar seminal pada akar primer, akar

koronal pada pangkal batang yang tumbuh ke arah atas dan akar udara yang

tumbuh di permukaan tanah. Batang sorgum terdiri dari ruas dan buku. Daun

Page 26: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

8

sorgum berbentuk pita, dengan struktur terdiri atas helai daun dan tangkai daun.

Bunga sorgum berada pada malai di bagian ujung tanaman yang terdiri atas

tangkai malai, malai, rangkaian bunga, dan bunga. Biji sorgum berbentuk butiran

dengan ciri-ciri fisik bulat. Biji sorgum tertutup sekam dengan warna coklat

muda, krem atau putih, bergantung pada varietas (Andriani dan Isnaini, 2013).

2.2 Stenocranus pacificus

Stenocranus pacificus (Hemiptera: Delphacidae) merupakan hama baru yang

belakangan ini sangat merugikan petani. S. pacificus biasa disebut wereng perut

putih, karena pada bagian perut (abdomen) khususnya betina terdapat zat bewarna

putih (Susilo et al., 2017). Selain itu,S. pacificusjuga memiliki nama lokal yang

biasa disebut sipsip atau silamsilam di Ilocano, ngusong kabayo di Tagalog, dan

wayawaya di Cebuano dan Ilonggo (Agriculture Business Week, 2009). Nama-

nama tersebut disesuaikan dengan daerah masing-masing.

Klasifikasi Stenocranus pacificus adalah sebagai berikut (ITIS, 2017c) :

Kingdom : Animalia

Phylum : Arthropoda

Class : Insecta

Order : Hemiptera

Family : Delphacidae

Genus : Stenocranus

Species : Stenocranus pacificus

2.2.1 Morfologi Stenocranus pacificus

Stenocranuspacificus memiliki tubuh dengan panjang 4 – 6,3 mm. Untuk ukuran

tubuh betina lebih besar dibandingkan dengan jantan. Menurut penelitian Susilo,

Page 27: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

9

et al. (2017), ukuran tubuh spesimen jantan adalah 4,20 ± 0,04 mm sedangkan

betina adalah 4,93 ± 0,03 mm. Pada spesimen jantan, abdomen bewarna orange

sedangkan pada betina bewarna putih. Selain itu S. pacificus memiliki tibia

belakang yang bisa digerakkan. Untuk ruas tarsal pertama dari kaki belakang

tidak terdapat duri lateral. Mesonotum berwarna coklat muda dengan median

garis pucat longitudinal. Batas diafragma pygofer pada jantan tidak berbentuk U.

Tonjolan pada batas diafragma pygofer tidak bergelombang atau berliku (jantan).

2.2.2 Dampak kerusakan

Stenocranus pacificus menyerang tanaman jagung pada fase vegetatif. S.

pacificus merusak dengan menghisap cairan sel tanaman. Semakin muda

tanaman, maka semakin mudah S. pacificus menghisap cairan sel tanaman yang

dibutuhkannya. Cairan sel yang diambil oleh S. pacificus, menyebabkan tanaman

kehilangan kekuatan dan kerdil. Selain itu pada serangan yang cukup parah S.

pacificus dapat menyebabkan tanaman mengering dan terlihat seperti terbakar

Serangan S. pacificus dapat diketahui dengan melihat munculnya parit lilin putih

kapas atau massa lilin pada sisi abaxial (permukaan daun yang menghadap ke

batang) (Susilo et al., 2017).

2.3 Keragaman Genetik

Kearagaman genetik (varietas/ras) merupakan sebuah konsep variabilitas di dalam

suatu spesies yang diukur oleh variasi genetika (unit-unit kimia dari informasi

keturunan yang dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi lainnya) di dalam

spesies tertentu (Suripto, 1998). Menurut Crowder (1997), keragaman genetik

Page 28: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

10

terjadi karena pengaruh gen dan interaksi gen-gen yang berbeda-beda dalam suatu

populasi. Keragaman tersebut disebabkan oleh dua faktor yaitu lingkungan dan

genetik (sifat-sifat yang diwariskan) (Rachmadi, 2000).

Individu dalam satu populasi memiliki perbedaan genetik antara satu dengan

lainnya. Hal ini disebabkan karena setiap individu memiliki bentuk-bentuk gen

yang khas. Gen tersebut mempengaruhi tinggi rendahnya keragaman genetik

yang timbul dari kombinasi yang berbeda-beda (Indrawan, 2007).

Keragaman genetik sangat penting untuk kelangsungan hidup individu.Rendahnya

keragaman genetik pada suatu individu akan meningkatkan kemungkinan populasi

musnah, mengurangi kemampuan populasi beradaptasi terhadap perubahan

kondisi lingkungan dan menanggapi tekanan seleksi alam (Konservasi

Biodiversitas Raja 4, 2015). Dalam suatu sistem biologis, keragaman (variabilitas)

suatu penampilan tanaman dalam populasi dapat disebabkan oleh variabilitas

genetik penyusun populasi, variabilitas lingkungan, dan variabilitas interaksi

genotipe x lingkungan (Rachmadi, 2000).

Pada serangga, untuk mendapatkan informasi keragaman genetik dan aliran gen

antar spesies serangga, mengidentifikasi haplotipe dan garis umur atau

memprediksi migrasi dan sejarah koloni dapat menggunakan penanda DNA yang

didapatkan pada bagian tubuh individu. DNA dapat diekstrak dari perut, darah,

dan kepala (Muladno, 2010).

Page 29: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

11

2.4 Identifikasi molekuler

Identifikasi merupakan suatu kegiatan yang digunakan untuk mengetahui karakter

suatu organisme. Identifikasi dapat dilakukan dengan 2 macam, yaitu identifikasi

dengan menggunakan karakter tubuh seperti morfologi, anatomi, perilaku dan

fisiologi dan identifikasi dengan memanfaatkan untaian basa DNA yang terdapat

pada sel-sel serangga sebagai pencirinya. Identifikasi dengan pemanfaatan

untaian basa DNA dapat dilakukan dengan identifikasi molekuler.

Identifikasi molekuler merupakan suatu identifikasi pada suatu organisme yang

mempunyai keunggulan dalam mendapatkan informasi lebih akurat dan lebih

cepat (Suryanto, 2003). Identifikasi ini merupakan teknik identifikasi modern

yang mengindetifikasi berdasarkan karakter genotip. Identifikasi ini dapat

menentukan keragaman genetik pada suatu individu (spesies). Kemajuan

teknologi saat ini, sangat memudahkan peneliti untuk mengetahui variabilitas

genetik suatu individu pada tingkat protein dan DNA. Analisis protein digunakan

untuk menentukan bentuk dan struktur sebuah sel serta bertindak sebagai alat

utama pengenalan antar molekul dan proses katalis (Pratiwi, 2001). Analisis

DNA memiliki efisiensi dan keakuratan yang tinggi dalam mencirikan suatu

organisme, sehingga dapat membantu dalam identifikasi Stenocranus pacificus

yang terdapat dari beberapa lokasi.

Identifikasi molekuler sangat berkembang dibanding identifikasi lainnya. Selain

memiliki kelebihan dalam penggunaan waktu, identifikasi ini juga memiliki

beberapa kelebihan karena menggunakan sekuen DNA seperti, dapat memberikan

data yang lebih akurat terhadap karakter - karakter yang ada, dapat menyediakan

Page 30: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

12

banyak character statekarena perbedaan laju perubahan basa-basa nukleotida di

dalam lokus yang berbeda adalah besar, dantelah terbukti menghasilkan sebuah

hubungan kekerabatan yang lebih alami (Suparman, 2012).

2.5 PCR (Polymerase Chain Reaction)

Identifikasi molekuler dapat dilakukan dengan menggunakan PCR. PCR

(Polymerase Chain Reaction) merupakan suatu teknik sintesis dan amplifikasi

DNA secara in vitro. Teknik ini dapat mengamplifikasi segmen DNA dalam

jumlah jutaan kali hanya dalam beberapa jam. Adapun teknik ini terdiri atas

beberapa komponen seperti DNA templat yang berfungsi sebagai cetakan untuk

pembentukan molekul DNA baru yang sama, sepasang primer yang berfungsi

sebagai pembatas fragmen DNA target yang akan diamplifikasi, dNTPs

(Deoxynucleotide triphosphates) yang bertindak sebagai building block DNA

yang diperlukan dalam proses ekstensi DNA, buffer PCR digunakan untuk

menjamin pH medium, magnesium klorida (MgCl2) untuk meningkatkan interaksi

primer dengan templat yang membentuk komplek larut dengan dNTP, dan enzim

polimerase DNA yang berfungsi sebagai katalisis untuk reaksi polimerisasi DNA

(Handoyo dan Rudiretna, 2001).

Teknik PCR melibatkan beberapa tahap yang berulang (siklus) dan pada setiap

siklus tersebut terjadi duplikasi jumlah target DNA untai ganda. Umumnya tahap

ini dilakukan antara 20-40 siklus. Tahap dalam proses PCR terdiri dari (Hasibuan,

2015) :

Page 31: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

13

a. Pra-denaturasi DNA templat (initial denaturation), merupakan tahap awal yang

dilakukan dalam proses PCR yang berfungsi untuk mengaktifasi DNA

Polymerase. Tahapan ini dilakukan selama 1-9 menit.

b. Denaturasi DNA templat (denaturation), merupakan tahapan dimana DNA

untai ganda akan membuka menjadi dua untai tunggal. Tahapan ini dilakukan

antara suhu 900C - 95

0C dan diulang sebanyak 30 kali. Jika denaturasi tidak

lengkap akan mengakibatkan DNA renaturasi (membentuk DNA untai ganda)

secara cepat, sedangkan jika waktu denaturasi terlalu lama mungkin dapat

mengurangi aktivitas enzim Taq polimerase.

c. Penempelan primer pada DNA templat (annealing), merupakan tahapan

dimana primer akan menuju daerah yang spesifik yang komplemen dengan

urutan primer. Semakin panjang ukuran primer, maka semakin tinggi suhunya.

Biasanya tahapan ini dilakukan pada suhu 500C - 60

0C tergantung jenis DNA

templat.

d. Pemanjangan primer (extension), merupakan tahapan dimana primer yang

sebelumnya telah menempel pada urutan primer akan mengalami perpanjangan

pada sisi 3’nya dengan penambahan dNTP yang komplemen dengan templat

oleh DNA polimerase. Pada tahap ini suhu yang digunakan biasanya 720C.

e. Pemantapan (post-extension/elongasi), merupakan tahap akhir yang dilakukan

dalam proses PCR yang berfungsi untuk memastikan bahwa setiap utas tunggal

yang tersisa sudah diperpanjang secara sempurna. Tahapan ini dilakukan

selama 5-15 menit dengan suhu 700C - 72

0C.

Page 32: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

14

2.6 Elektroforesis

Elektroforesis merupakan suatu cara analisis kimiawi yang didasarkan pada

pergerakan molekul-molekul protein bermuatan di dalam medan listrik. Hal ini

dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, besar muatan dan sifat kimia dari suatu molekul.

Dalam identifikasi molekuler, metode elektroforesis banyak digunakan untuk

taksonomi, sistematik dan genetik dari hewan ataupun tumbuhan (Muladno,

2010).

Pada prinsipnya, DNA dapat bermigrasi di dalam gel dalam bentu padat yang

diletakkan dalam larutan penyanggah yang dialiri arus listrik. Secara fisik, gel

agarose berbentuk bubuk putih yang sangat halus. Gel agarose dapat dicetak

dengan memanaskan agarose yang dilarutkan dalam larutan buffer sampai

didapatkan larutan jernih. Larutan yang masih cair dituangkan ke dalam pencetak

gel. Apabila gel telah mengeras, sisir dicabut sehingga akan terbentuk sumur-

sumur yang akan digunakan untuk menempatkan larutan DNA(Muladno, 2010).

Gel agarose yang telah siap digunakan, ditempatkan ke dalam tangki

elektroforesis yang mengandung larutan buffer dan dialiri listrik. Molekul DNA

yang bermuatan negatif, pada pH netral akan bergerak ke arah positif.

Perpindahan molekul tersebut, dipengaruhi beberapa faktor, seperti ukuran

molekul DNA, konsentrasi agarose, konformasi DNA, voltase yang digunakan,

adanya ethidium bromide (ETBr) di dalam gel, dan komposisi larutan buffer

(Muladno, 2010).

Page 33: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

15

III. BAHAN DAN METODE

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi, Fakultas Pertanian

Universitas Lampung. Penelitian dilaksanakan selama 6 bulan (April - September

2018).

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain aspirator, tube 1,5 ml, tip 0 –

1000 µl, mikropipet 0 – 1000 µl, waterbath, sentrifuse, frezzer, tisu, wadah tube,

mikrosentrifuse, ultrasonik cleaner, tube 0,2 ml, mesin Thermal cycle Sensoquest,

gelas ukur, erlenmeyer 50 ml, microwave, sarung tangan tahan panas, sarung

tangan karet, cetakan agar, sisir agar, aluminium, mesin elektroforesis, Digi-Doc-

Imaging System, kardus, kertas, dan plastik bubble.

Bahan yang digunakan antara lain Stenocranus pacificus, wereng coklat (sebagai

pembanding), buffer lisat CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide), buffer

CTAB, RNase,proteinase K, PCI (Phenol Cloro Isoamil), CI (Cloro Isoamil),

isopropanol, alkohol 70%, TE, DNAZol® , Instagen, NaCl 5 M, master mix,

DNAPrimer (COIR dan COIF, LCO 1490 dan HCO 2198), aquades, agarose

Page 34: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

16

0,5%, TBE (Tris – Borate), ETBr (Ethidium Bromide), DNA leader, dan loading

dye.

3.3 Pelaksanaan Penelitian

3.3.1 Pengambilan sampel

Stenocranus pacificus sebagai bahan ekstraksi DNA diambil dari tanaman jagung

dan sorgum. Pengambilan sampel dilakukan menggunakan aspirator dari

kecamatan NatarKabupaten Lampung Selatan (Jagung), kecamatan Tanjung

Bintang Kabupaten Lampung Selatan (Sorgum), dan Kecamatan Trimurjo

Kabupaten Lampung Tengah (Padi).

3.3.2 Ekstraksi DNA

Metode ekstraksi dilakukan berdasarkan metode Sireesha and Velazhahan (2015)

yang telah dimodifikasi, yaitu satu sampel jantan dan betina Stenocranus pacificus

masing-masing dimasukkan kedalam tube 1,5 ml. Kemudian ditambahkan 30 µl

buffer lisat CTAB. Masing-masing sampel digerus sampai hancur menggunakan

tip, setelah digerus ditambahkan 60 µl buffer CTAB, dan 50 µl RNase. Setelah

tercampur, sampel selanjutnya diinkubasi pada suhu 37oC selama 30 menit.

Setelah 30 menit, sampeldiinkubasi kembali dengan ditambahkan 100 µl larutan

Proteinase K pada suhu 37oC selama 30 menit kemudian dihomogenkan. Setelah

itu PCIdengan perbandingan 25 : 24: 1 ditambahkandan disentrifugasi pada

kecepatan 14.000 rpm selama 10 menit. Supernatan kemudian diambil dan

dimasukkan kedalam tube 1,5ml yang baru. Kemudian ditambahkan CI sesuai

Page 35: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

17

dengan jumlah supernatan yang diambil, lalu disentrifugasi kembali pada

kecepatan 14.000 rpm selama 10 menit. Supernatan diambil dan dipindahkan

dalam tube 1,5 ml yang baru. Selanjutnya, ditambahkan isopropanol sebanyak

70% dari jumlah supernatan untuk menghilangkan garam sisa. Kemudian sampel

diinkubasi dalam frezzer selama 20 menit. Selanjutnya sampel disentrifugasi

kembali selama 15 menit. Setelah itu, supernatan dibuang dan ditambahkan 500

µl alkohol 70% dan disentrifugasi selama 5 menit. Tahap terakhir, alkohol

dibuang dan pelet dikeringkan dalam rendaman kering pada suhu 37oC selama 30

menit atau dikeringkan pada suhu kamar semalaman.

3.3.3 Amplifikasi DNA dengan PCR

Pada tahap amplifikasi DNA, sebanyak 12,5µl Master Mix (2x MyTaq HS Red

Mix) dimasukkan ke dalam tube kecil lalu ditambahkan satu pasang DNA primer

masing-masing sebanyak 1µl, selanjutnya ditambahkan 1µl larutan ekstraksi DNA

dan aquades steril sebanyak 9,5 µl. Secara rinci, primer yang digunakan dalam

penelitian ini dapat dilihat di Tabel 1.

Amplifikasi DNA dilakukan dengan menggunakan mesin Thermal

cycleSensoquest. PCR terdiri dari 5 tahap, yaitu inisiasi, denaturasi, annealing,

ekstensi, dan elongasi. Inisiasi dilakukan pada suhu 95oCselama lima menit.

Tahap denaturasi pada suhu 95oC selama 1 menit dilanjutkan dengan tahap

annealing (penempelan primer) pada suhu 55oC -57

oC (COIR dan COIF) dan

50oC -55

oC (HCO 2198 dan LCO 1490) selama 1 menit. Tahap selanjutnya

yakni ekstensi pada suhu 72oC selama 1 menit. Ketiga tahapan tersebut terjadi

Page 36: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

18

sebanyak 30 kali pengulangan. Elongasi pada suhu 72oC selama 5 menit dan

diakhiri dengan satu siklus (holding) pada suhu 4oC selama 1 menit.

Tabel 1. Primer yang digunakan

Nama Primer Urutan Basa Referensi

COIR AGCTCCTGCTAATACAGGTAA

AGAT Hebert et al. (2003)

COIF TCGAATTGAATTAGCACAACC

AGG Hebert et al. (2003)

HCO 2198 TAAACTTCAGGGTGACCAAA

AAATCA Folmer et al. (1994)

LCO 1490 GGTCAACAAATCATAAAGAT

ATTGG Folmer et al. (1994)

3.3.4 Elektroforesis dan Visualisasi Hasil PCR

Elektroforesis dilakukan dengan menggunakan gel agarose 0,5% yang sudah

ditambah 1 µl ETBr dan dituangkan pada cetakan dengan sisir. Pada sumur

pertama, dimasukkan 3 µl Marker DNA Leader. Selanjutnya, setiap sumur

diberikan sebanyak 3 µl ekstraksi DNA dan 1 µl loading dye sebagai pemberat.

Selanjutnya, elektroforesis dihidupkan pada tegangan 55 volt selama 60 menit.

Ditunggu hingga DNA bergerak sampai ke baris 3 atau 4 dari ujung lawan. Hasil

elektroforesis divisualisasi dengan Digi-Doc-Imaging System, yang hasilnya

disimpan dalam komputer.

3.3.5 Sekuensing dan Analisis Hasilnya

Hasil PCR kemudian akan dikirim ke PT Genetika Science Jakarta untuk proses

sekuensing.

Page 37: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

19

3.3.6 Pembuatan pohon filogenetik

Hasil sekuensing kemudian dialignment menggunakan program Clustal W. Hasil

sekuensing beberapa wereng yang diambil dari GenBank juga diikutkan dalam

proses alignment. Hasil alignment kemudian dibuat pohon filogenetiknya dengan

program Mega 7 for windows(Kumaret al., 2016) menggunakan metode

Unweighted-pair Group Method with Arithmetic means (UPGMA).

3.3.7 Analisis Keragaman Genetik

Untuk mengetahuivariasi pada tingkat sekuen DNA dilakukan analisis

menggunakan RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism)in silico

menggunakan program pDRAW32yang dikembangkan oleh AcaClone Software

dan dapat diakses melalui www.acaclone.com.

Page 38: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

44

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Kesimpulan yang diperoleh berdasarkan penelitian ini adalah

1. Buffer TNES adalah metode ekstraksi yang sesuai dalam mengestraksi DNA

wereng.

2. Primer yang digunakan dalam amplifikasi PCR DNA wereng adalah HCO

2198 dan LCO 1490.

3. Berdasarkan hasil analisis sekuensing,WRJB (Jagung), WRJJ (Jagung), WRJS

(Sorgum) membentuk kelompok tersendiri yang menunjukkan spesies ini

masuk ke dalam kelompok Stenocranus pacificus, sedangkan WRC (Padi)

masuk ke dalam kelompok Nilaparvata lugens (wereng coklat).

4. Berdasarkan hasil pemotongan enzim retriksi, terlihat bahwa setiap sampel

memiliki enzim restriksi dan daerah pemotongan DNA yang berbeda.

5. Keragaman genetik paling rendah terjadi pada Stenocranus pacificus antara

jantan dan betina, Stenocranus pacificus pada jagung (WRJJ dan WRJB) dan

Stenocranus pacificus pada sorgum (WRJS), dan Stenocranus pacificus dengan

wereng coklat (WRC).

6. Penelitian ini merupakan penelitian pertama yang mengidentifikasi

Stenocranus pacificussecara molekuler.

Page 39: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

45

5.2 Saran

Perlu dilakukan studi lanjut tentang kemungkinan untuk didapatkan metode

identifikasi yang lebih cepat dan akurat berdasarkan hasil dari RFLP.

Page 40: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

DAFTAR PUSTAKA

Agriculture Business Week. 2009. The Other Insect Pests: Corn Planthoppers

and Leaf Aphids. www.totoagriculture.org. Diakses pada 17 November 2017.

Andriani, A. dan Isnaini, M. 2013. Morfologi dan Fase Pertumbuhan Sorgum.

Balai Penelitian Tanaman Serealia. Sulawesi Selatan.

Ariwibowo, A.A. 2013. Lampung Budidaya Tanaman Sorgum. Antara news.

http://m.antaranews.com/berita/357479/lampung-budidaya-tanaman-sorgum.

Diakses pada 22 September 2018.

BioRad. 2018. InstaGene™ Matrix http://www.bio-rad.com/en-id/product/

instagenematrix?ID=6c2be54f-6c95-43de-8ce3-e9aee8229eeb. Diakses pada

28 September 2018.

Budihardjo, A. 2016. Identifikasi Mikroorganisme Secara Morfologi atau

Molekuler: Manakah yang Lebih Penting?. The Story of a Biologist The

balance among lecturing, research, and service. Diakses pada 20 Maret 2018.

Badan Pusat Statistik (BPS). 2017. Tanaman Pangan. www.bps.go.id. Diakses

pada 12 Januari 2018.

Campbell, NA, Recee, JB, Mitchel, Lawrence G. 2002. Biologi Edisi Kelima

Jilid I. Erlangga.Jakarta.

Cox, R.A. 1968.Methods in Enzymology. Academic Press. Orlando. 12 : 120-129.

Crowder, L.V. 1997. Genetika Tumbuhan. Diterjemahkan oleh L. Kusdiarti.

UGM. Yogyakarta.

Dumayo, L.S., Ogdang, M.P., and Leyza, P.S. 2007. Biology, Host range and

natural enemies of corn planthopper, Stenocranus pasificus Kirkaldy.

Department of Agriculture – Regional Crop Protection Cente. Tacurong City.

Philippines. hhtp://agris.fao.org/agris-search/search. Diakses pada 14 Januari

2018.

Ellegren, H. and Galtier, N. 2016. Determinants of Genetic Diversity. Nature

Reviews. 17: 422-434.

Page 41: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

Erlich, H. A. 1989. PCR Technologi : Principles and Application for DNA

Amplification. USA.

Folmer, O., M. Black, W. Hoch, R. Dan Lutzand R. Vrijenhoek. 1994. DNA

primers for amplification ofmitochondrial cytochrom coxidase subunit I from

diverse metazoan invertebates. Molecular Marine Biology and Biotechnology.

3(5) : 294-299.

Handoyo, D. dan Rudiretna, A. 2001. Prinsip Umum dan Pelaksanaan Polymerase

Chain Reaction (PCR). Unitas. 9(1) : 17-29.

Hanum, C. 2008. Teknik Budidaya Tanaman Jilid 2 untuk SMK. Direktorat

Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.

Hlm 169 – 184.

Hasibuan, E. 2015. Peranan Teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) terhadap

Perkembangan Ilmu Pengetahuan. Karya Tulis Ilmiah. Fakultas Kedokteran

Universitas Sumatra Utara.

Hebert, P.D.N., Cywinska, A., Ball, S.L., dan DeWaard, J.R. 2003. Biological

identifications through DNA barcodes. Proc. Biol. Sci. 270 : 313-321.

Indrawan, M. 2007. Biologi Konservasi. Yayasan Obor Indonesia. Jakarta.

ITIS (Integrated Taxonomic Information System). 2017a. Zea mays L.

www.itis.gov. Diakses pada tanggal 22 November 2017.

ITIS (Integrated Taxonomic Information System). 2017b. Stenocranus pasificus.

www.itis.gov. Diakses pada tanggal 23 November 2017.

ITIS (Integrated Taxonomic Information System). 2017c. Sorghum bicolor (L.).

www.itis.gov. Diakses pada tanggal 12 Januari 2018.

Konservasi Biodiversitas Raja 4. 2015. Konservasi Keragaman Genetik.

Informasi Status, Kondisi dan Berita Biodiversitas Indonesia. Informasi

Status, Kondisi dan Berita Biodiversitas Indonesia. 4 (2) : 1-8

Kumar, S., Stecher, G., and Tamura, K. 2016. Mega 7 : Molecular Evolutionary

Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular Biologyand

Evolution. 33: 1870-1874.

Muladno. 2010. Teknologi Rekayasa Genetika. IPB Press. Bogor.

Nelly, N., Syahrawati, M.Y., and Hamid, H. 2017. Abundance of corn

planthopper (Stenocranus pacificus) (Hemiptera: Delphacidae) and the

potential natural enemies in West Sumatra, Indonesia. Biodiversitas. 18 (2) :

696-700.

Page 42: KERAGAMAN GENETIK Stenocranus pacificus YANG BERASAL …digilib.unila.ac.id/54572/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Berdasarkan hasil analisis menggunakan enzim restriksi terdapat

Pestana, E.A., Belak, S., Diallo, A., Crowther, J.R., dan Viljoen, G.J. 2010.

Early,Rapid and Sensitive Veterinary Molecular Diagnostics-Real Time

PCRApplications. Dordrecht : Springer. 28-29, 33-34.

Pratiwi, R. 2001. Mengenal Metode Elektroforesis. Oseana. 26 (1) : 25 -31.

Rachmadi, M. 2000. Pengantar Pemuliaan Tanaman Membiak Vegetatif.

Universitas Padjajaran. Bandung.

Sambrook, J. dan Russel, D.W. 2001. Molecular Cloning : A Laboratory Manual

3th edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York. 78-125.

Sireesha, Y. and Velazhahan, R. 2015. Assessing genetic diversity in

Peronosclerospora sorghi causing downy mildew on maize and sorghum.

Indian Phytopath. 68(1): 73-77.

Suarni dan Rauf, P. 2002. Komposisi Kimia tepung Sorgum sebagai Bahan

Substitusi Terigu. Bul. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. 21(1).

Suparman. 2012. Markah molekuler dalam identifikasi dan analisis kekerabatan

tumbuhan serta implikasinya bagi mata kuliah genetika. Jurnal Bioedukasi.

1(1) : 59-68.

Suripto, B.A. 1998. Prinsip-prinsip dan Pengelolaan Sumberdaya

Keanekaragaman Hayati di Indonesia. Dirjen Pendidikan Tinggi. Jakarta.

Suryanto, D. 2003. Melihat keanekaragaman organisme melalui beberapa teknik

genetika molekuler. http://library.usu.ac.id/download/fmipa/biologi- dwis.pdf.

Diakses pada 2 Desember 2017.

Susilo, F.X., Swibawa, I.G., Indriyati, Hariri, A.M., Purnomo, Hasibuan, R.,

Wibowo, L., Suharjo, R., Fitriana, Y., Dirmawati, S.R., Solikhin,

Sumardiyono, Rwandini, R.A., Sembodo, D.R., dan Suputa. 2017. The

White-Bellied Planthopper (Hemiptera : Delphacidae) Infesting Corn Plants

in South Lampung Indonesia. J. HPT Tropika. 17 (1) : 96 – 103.

University of Arkansas. 1998. Grain sorghum production handbook. Guidelines

and recommendations are based upon research. TheArkansas Corn and Grain

Sorghum Promotion Board.

Wilson, S.W. 2005. Keys to the families of Fulgoromorpha with emphasis on

planthoppers of potential economic importance in the Southeastern United

States (Hemiptera: Auchenorrhyncha). Florida Entomologist. 88(4): 464 –

481.

Yuwono, T. 2005. Biologi Molekuler. Erlangga. Jakarta.