STUDI KERAGAMAN CIPLUKAN (Physalis angulata L.) DI WILAYAH EKS-KARESIDENAN SURAKARTA BERDASARKAN VARIASI CIRI MORFOLOGI, BUKTI SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM
Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh : AINUN NADHIFAH NIM. M 0408002
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 i
ii
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan / atau dicabut.
Surakarta, Mei 2012
Ainun Nadhifah NIM. M0408002
iv
STUDI KERAGAMAN CIPLUKAN (Physalis angulata L.) DI WILAYAH EKS-KARESIDENAN SURAKARTA BERDASARKAN VARIASI CIRI MORFOLOGI, BUKTI SERBUK SARI DAN POLA PITA ISOZIM Ainun Nadhifah Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK Ciplukan (Physalis angulata L.) merupakan salah satu tumbuhan liar yang banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman dan hubungan kekerabatan ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta berdasarkan variasi ciri morfologi, bukti serbuk sari dan pola pita isozim. Sampel diambil dengan menggunakan teknik purposive random sampling pada 18 titik populasi dan diambil sebanyak 3 sampel pada masing-masing populasi. Terminologi dari ciri morfologi mengacu pada Stearn (1992), analisis serbuk sari menggunakan metode asetolisis dan analisis pola pita isozim dengan elektroforesis daun muda (urutan 3 sampai 5 dari pucuk batang) menggunakan dua sistem enzim, yaitu esterase dan peroksidase. Data keragaman ciri morfologi, bukti serbuk sari, dan pola pita isozim populasi ciplukan yang telah diperoleh dianalisis secara deskriptif. Data kualitatif dan kuantitatif ciri mantap dari ciri morfologi dan bukti serbuk sari yang diperoleh kemudian dibuat data multivariate sedangkan data kuantitatif dari isozim dibuat data biner. Data biner dan multivariate kemudian digunakan untuk menghitung besar indeks similaritas (IS) antar populasi dan dikomputasikan dalam program Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System (NTSYSpc) versi 2.0 hingga diperoleh dendogram hubungan kekerabatan Hasil penelitian menunjukkan ciplukan di wilayah eks-karesidenan Surakarta memiliki keragaman baik secara kualitatif maupun kuantitatif terutama pada warna dan ukuran batang, daun, bunga, buah dan biji; ukuran, jumlah apertura, bentuk serbuk sari serta 5-6 pola pita isozim esterase dan 6-9 pola pita isozim peroksidase. Berdasarkan variasi ciri morfologi, bukti serbuk sari dan pola pita isozim menunjukkan Sukoharjo 2 dan 3 serta Klaten 1 dan 2 masing-masing memiliki hubungan kekerabatan paling dekat dengan koefisien kemiripan 88% sedangkan ciplukan Sukoharjo 1, Wonogiri 2 dan Sragen 2 mengelompok tersendiri dan terpisah jauh dari kelompok lain pada koefisien kemiripan 70%. Kata Kunci : Ciplukan, Surakarta, morfologi, serbuk sari, isozim
v
THE DIVERSITY STUDY OF MULLACA (Physalis angulata L.) IN SURAKARTA REGION BASED ON VARIATION OF MORPHOLOGICAL CHARACTER, POLLEN EVIDENCE AND ISOZYME BANDING PATTERNS
Ainun Nadhifah Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta.
ABSTRACT The diversity and relationship among mullaca populations in Surakarta region based on variation of morphological character, pollen evidence and isozyme banding patterns have been determined. The samples were taken using random purposive sampling technique, including 18 sampling points while 3 samples from each population. The terminology of examined morphological character was based on Stearn (1992). The pollen grains from dehisce anther were analyzed using acetolysis method and then examined under light microscope. Electrophoresis of esterase and peroxidase from the young leaves (the order of 3 to 5 from the stem apex) were used for isozymes analysis. The variation of morphological character, pollen evidence, and isozyme banding patterns of mullaca populations were analyzed descriptively. The multivariate data were made from qualitative and quantitative data of morphological character and pollen evidence while binary data were created from the data of isozymes. Multivariate and binary data were used to calculate similarity index between populations and then computed in Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System (NTSYSpc) version 2.0 to obtain relationship dendogram. The result showed the mullaca population in Surakarta region were different both qualitatively and quantitatively, especially in color and size of stems, leaves, flowers, fruits and seeds; size, number of aperture, and shape of pollen; 5-6 esterase banding patterns and 6-9 peroxidase banding patterns. Based on variation of morphological character, pollen evidence and isozyme banding patterns showed that population from Sukoharjo 2, Sukoharjo 3, Klaten 1 and Klaten 2 were the closest relationship with the similarity coefficient of 88% while population from Sukoharjo 1, Sragen 2 and Wonogiri 2 clustered separately at coefficient similarity of 70%. Keywords: Mullaca, Surakarta, morphology, pollen, isozymes
vi
MOTTO
Kerjakan segala sesuatu dengan sabar, ikhlas dan senantiasa berserah diri pada-Nya, Insya Allah menghasilkan sebuah karya terindah
Kesulitan dan kegagalan sejatinya merupakan sebuah tantangan menuju kesuksesan yang harus dihadapi, bukan untuk dihindari
Apa arti dari sebuah karya bila tidak mampu meyakinkan seorang pembaca, selesaikan karyamu sebaik yang kau mampu, singkat ataupun lama semua itu hanya masalah waktu
vii
PERSEMBAHAN
Saya dedikasikan skripsi ini untuk :
Mas Suratman dan Mas Ari Pitoyo, dua pribadi yang sangat inspiratif, selalu mengajarkan untuk kritis berpikir, tetap semangat berkarya dalam keadaan apapun
Mas Mulyanta, Guru yang selalu mengingatkan untuk bersabar ...Ini adalah bagian dari semangat kesabaran...
Almamater, Universitas Sebelas Maret Surakarta khususnya rekan-rekan seperjuangan (Angkatan 2008) dan para junior
Bapak (alm) dan Ibunda Abdul Chalim tercinta, Mbak Irma, Mas Haris, Mas Zainul, Mas Amir, Mas Niam, Mbak Ninis, kasih sayang, kesabaran dan ketelatenan yang tiada tara dalam mendidik, sehingga seorang ragil kini menjadi Sarjana
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan Judul Studi Keragaman Ciplukan (Physalis angulata L.) di Wilayah Eks-Karesidenan Surakarta Berdasarkan Variasi Ciri Morfologi, Bukti Serbuk Sari dan Pola Pita Isozim. Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan Strata 1 (S1) di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Penelitian dan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari saran dan dukungan baik secara moral maupun material dari beberapa pihak yang sangat membantu dan bermanfaat. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : Yayasan Pelayanan Kasih A. & A. Rachmat yang telah memberikan beasiswa kepada penulis hingga penyelesaian skripsi ini. Dr. Agung Budiharjo, M. Si., selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah memberikan izin dan dukungannya selama penelitian. Suratman, M.Si., selaku Dosen Pembimbing I yang senantiasa membimbing, memberikan saran, masukan dan ilmu secara detail kepada penulis, hingga penulis benar-benar memahami materi dari awal penelitian hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Ari Pitoyo, M.Sc., selaku Dosen Pembimbing II yang telah sabar memberikan bimbingan, ilmu dan metode serta dukungan baik secara moral maupun material yang berharga bagi penulis. Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Penelaah I atas segala ilmu dan metode, masukan, kritikan serta dukungannya selama penelitian sehingga penulis mampu mendalami dan memahami materi dengan baik.
ix
Drs. Marsusi, M.S., Ph.D., selaku Dosen Penelaah II yang telah memberikan saran, kritik dan dukungan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Mulyanta, S.E., yang selalu mengajarkan kesabaran, menciptakan senyum dalam kesulitan, senantiasa memahami penulis dan sekaligus menjadi rekan dalam penelitian ini. Widya Mudyantini, M.Si., selaku Kepala Laboratorium Jurusan Biologi FMIPA, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah memberikan izin penelitian beserta sarana dan prasarana selama penelitian. Dosen-dosen di Jurusan Biologi, FMIPA, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendidik dan memberikan dorongan moral sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Staf administrasi Jurusan Biologi, Sdr. Misbakhul Munir atas segala nasehatnya kepada penulis serta laboran yang telah membantu kelancaran penelitian ini. Septiana Kurniasari, Monarita Permatasari, Wahyu Susilowati, Endang Werdiningsih, Putri Dian Anita, Sri Winarseh, Nita Ardita, A. Fahrurrozi H., yang telah membantu dalam penelitian di lapangan. Yeni Indra Kumalasari yang telah membantu dalam penyusunan laporan penelitian. Febria Eka, Angelia Arum Prameta, Noor Endah, Tira Mayasari yang telah memberikan semangat persahabatan, dukungan dan masukan yang sangat berarti bagi penulis. Teman-teman Biologi khususnya angkatan 2008 yang selalu memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam melakukan penelitian hingga penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat. Surakarta, Mei 2012
Penulis
x
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL...................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................ ii HALAMAN PENGESAHAN........................................................................ iii HALAMAN PERNYATAAN ....................................................................... iv ABSTRAK ..................................................................................................... v ABSTRACT ................................................................................................... vi HALAMAN MOTTO .................................................................................... vii HALAMAN PERSEMBAHAN..................................................................... viii KATA PENGANTAR.................................................................................... ix DAFTAR ISI .................................................................................................. xi DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvi DAFTAR SINGKATAN................................................................................ xvii BAB I.
PENDAHULUAN ......................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah.......................................................................... 1 B. Perumusan Masalah................................................................................. 4 C. Tujuan Penelitian..................................................................................... 4 D. Manfaat Penelitian................................................................................... 5 BAB II. LANDASAN TEORI .................................................................... 6 A. Tinjauan Pustaka ..................................................................................... 6 B. Ciplukan (Physalis angulata L.) ............................................................ 6 C. Ciri Morfologi ......................................................................................... 10 D. Bukti Serbuk Sar ..................................................................................... 11 E.
Pola Pita Isozim....................................................................................... 16
F.
Hubungan Kekerabatan ........................................................................... 18
G. Kerangka Pemikiran................................................................................ 19
xi
BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 21 A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 21 B. Alat dan Bahan ........................................................................................ 21 C. Cara Kerja ............................................................................................... 22 D. Analisis Data ........................................................................................... 30 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 32 A. Morfologi Ciplukan................................................................................. 32 1.
Batang ............................................................................................. 32
2.
Daun................................................................................................ 35
3.
Bunga .............................................................................................. 39
4.
Buah dan Biji .................................................................................. 41
B. Bukti Serbuk Sari .................................................................................... 42 1.
Ukuran ............................................................................................ 44
2.
Polaritas dan Simetri....................................................................... 44
3.
Apertura .......................................................................................... 45
4.
Bentuk dan Ornamentasi................................................................. 47
C. Pola Pita Isozim....................................................................................... 48 1.
Esterase ........................................................................................... 49
2.
Peroksidase .................................................................................... 51
D. Hubungan Kekerabatan ........................................................................... 53 1.
Hubungan Kekerabatan ciplukan berdasarkan Variasi Ciri Morfologi ........................................................................................ 53
2.
Hubungan Kekerabatan ciplukan berdasarkan Variasi Ciri Morfologi, Bukti Serbuk Sari, dan Pola Pita Isozim ...................... 55
BAB V. PENUTUP...................................................................................
59
A. Kesimpulan.............................................................................................. 59 B. Saran........................................................................................................ 59 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
61
LAMPIRAN .................................................................................................
68
RIWAYAT HIDUP PENULIS ..................................................................
84
xii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.
Lokasi pengambilan sampel ciplukan .......................................... 23
xiii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.
Morfologi ciplukan ...................................................................... 8
Gambar 2.
Polaritas dan simetri serbuk sari .................................................. 12
Gambar 3.
Jenis-jenis apertura....................................................................... 13
Gambar 4.
Jenis ornamentasi serbuk sari....................................................... 14
Gambar 5.
Struktur dinding serbuk sari......................................................... 15
Gambar 6.
Bentuk dan ukuran serbuk sari berdasarkan indeks P/E .............. 15
Gambar 7.
Bagan alir kerangka pemikiran .................................................... 20
Gambar 8.
Perbedaan warna batang ciplukan di wilayah eks-karesidenan Surakarta ...................................................................................... 33
Gambar 9.
Histogram rasio panjang dan lebar daun muda serta panjang dan diameter tangkai daun muda populasi ciplukan di wilayah eks-karesidenan Surakarta............................................................ 37
Gambar 10.
Histogram rasio panjang dan lebar daun tua serta panjang dan diameter tangkai daun tua ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta .................................................................. 37
Gambar 11.
Keragaman bunga pada populasi ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta .................................................................. 40
Gambar 12.
Keragaman buah pada populasi ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta .................................................................. 41
Gambar 13.
Bukti serbuk sari ciplukan di wilayah eks-karesidenan Surakarta ...................................................................................... 43
Gambar 14.
Ukuran serbuk sari populasi ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta .................................................................. 44
Gambar 15.
Polaritas dan simetri bukti serbuk sari ......................................... 45
Gambar 16.
Tipe apertura serbuk sari ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta ...................................................................................... 45
Gambar 17.
Bentuk serbuk sari ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta ...................................................................................... 48
xiv
Gambar 18.
Zimogram pola pita isozim esterase ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta .................................................................. 50
Gambar 19.
Zimogram pola pita isozim peroksidase ciplukan di wilayah eks-karesidenan Surakarta............................................................ 51
Gambar 20.
Dendogram hubungan kekerabatan ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta berdasarkan ciri morfologi....................... 54 Dendogram hubungan kekerabatan ciplukan di wilayah eks-
Gambar 21.
Dendogram hubungan kekerabatan ciplukan di wilayah ekskaresidenan Surakarta berdasarkan ciri morfologi, bukti serbuk sari, dan pola pita isozim esterase dan peroksidase.......... 56
xv
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.
Morfologi ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta........ 68
Lampiran 2.
Ciri
morfologi
ciplukan
di
wilayah
eks-karesidenan
Surakarta .................................................................................... 70 Lampiran 3.
Bukti serbuk sari populasi ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta................................................................ 76
Lampiran 4.
Pembobotan ciri mantap dari ciri morfologi kualitatif dan kuantitatif ciplukan .................................................................... 77
Lampiran 5.
Hasil elektroforesis isozim ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta................................................................ 78
Lampiran 6.
Perbandingan kemunculan pita isozim esterase ........................ 79
Lampiran 7.
Perbandingan kemunculan pita isozim peroksidase .................. 80
Lampiran 8.
Data multivariate ciri morfologi dan bukti serbuk sari serta data biner pola pita isozim esterase dan peroksidase................. 81
Lampiran 9.
Matriks Indeks Similaritas (IS) ciri morfologi, dan gabungan ciri morfologi, bukti serbuk sari dan pola pita isozim ciplukan di wilayah eks karesidenan Surakarta ......................... 83
xvi
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan AAG APS BM BYL CCRC Dkk EST HCl Hlm. H2SO4 KL KLT KRA NaH2PO4 Na2HPO4 NTSYSpc PER p:d p:l P/E Rf SDS SKH SLO SRG TEMED WNG
Kepanjangan Asam asetat glasial Ammonium Persulphate Berat molekul Boyolali Cancer Chemopreventon Research Center Dan kawan-kawan Esterase Asam klorida Halaman Asam sulfat Kapasitas Lapang Klaten Karanganyar Natrium dihidrogen-fosfat Dinatrium hidogren-fosfat Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Peroksidase Panjang : diameter Panjang : lebar Polar/Ekuatorial Retention factor Sodium Dodecyl sulfate Sukoharjo Solo Sragen N’N’N’N’ tetramethyl-ethilenediamine Wonogiri
xvii
