Analisis Variasi Genetik berdasarkan Simple Sequence Repeat (SSR) dan Profil Genetik Gen Pun1 serta Kandungan Total Capsaicinoid pada Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.) Hasil Induksi Mutasi dengan Ethyl Methane Sulfonate (EMS)
| Main Author: | Juliandari, Ria Reinnata |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/178322/1/Ria%20Reinnata%20Juliandari%20%283%29.pdf http://repository.ub.ac.id/178322/ |
Daftar Isi:
- Induksi mutasi menjadi tahapan penting dalam menghasilkan variasi genetik untuk tujuan pemuliaan tanaman dan program persilangan tanaman cabai rawit. Induksi mutasi dengan Ethyl Methane Sulfonate (EMS) menjadi metode mutasi sederhana dan cepat untuk menghasilkan variasi genetik. Variasi genetik pada tingkat genom cabai rawit dianalisis berdasarkan marka Simple Sequence Repeat (SSR), variasi gen spesifik dianalisis berdasarkan Single Nucleotide Polymorphism (SNP) pada gen Pun1, serta kandungan senyawa pedas yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis variasi genetik menggunakan marka SSR meliputi variasi alel dan pengelompokan genetik, variasi profil genetik sekuen ekson satu gen Pun1, serta kandungan total capsaicinoid pada cabai rawit hasil induksi mutasi dengan EMS. Adanya penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan di bidang pemuliaan dan program persilangan tanaman untuk menghasilkan tanaman cabai rawit dengan variasi baru. Biji cabai rawit (C. frutescens L.) genotip 2 dan 11 berasal dari Malang, Jawa Timur, dan cabai rawit genotip 7 berasal dari Lombok, NTB diperlakukan dengan EMS konsentrasi 0%, 0,01%, 0,02%, dan 0,04% selama 6 jam dalam suhu ruang. Biji dari tanaman kontrol dan mutan ditanam pada media tanam berisi campuran tanah, pupuk organik, dan sekam pada polybag. Daun dari tanaman mutan dan kontrol digunakan untuk isolasi DNA genom dengan sedikit modifikasi metode CTAB. Amplifikasi berdasarkan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) dengan 3 pasang primer SSR CA 19, CA 27, CA 62 dan sepasang primer gen Pun1. Hasil amplifikasi dengan primer SSR dianalisis menggunakan gel agarosa 2,5% dan gel poliakrilamida 8% menghasilkan alel. Variasi alel ditentukan berdasarkan jumlah dan ukuran alel (bp). Alel diskoring untuk menghasilkan format data biner dan digunakan dalam menentukan nilai similaritas genetik untuk merekonstruksi dendrogram. Dendrogram diperoleh dengan menggunakan metode UPGMA berdasarkan koefisien Jaccard dengan program PAST 2.17. Hasil amplifikasi dengan primer gen Pun1 dianalisis dengan menggunakan gel agarosa 1% dan disekuensing. Sekuen gen Pun1 dianalisis dengan menggunakan program bioinformatik yaitu FinchTV, Sequencer 4.1.4, BLAST, Bioedit, Clustalx, dan Expasy. Buah digunakan sebagai bahan analisis kandungan total capsaicinoid pada cabai rawit dengan menggunakan uji spektrofotometri UV/Vis pada panjang gelombang 280 nm. Total capsaicinoid dan nilai kepedasan dianalisis menggunakan analisis varian dua arah (ANOVA) dengan program SPSS. Amplifikasi menggunakan primer CA 19, CA 27, dan CA 62 menghasilkan alel yang bervariasi antara mutan dengan kontrol serta antar mutan. Variasi alel mengindikasikan adanya variasi genetik pada tingkat genom. Adanya perubahan genom menyebabkan terpisahnya mutan dari kelompok kontrol seperti pada cabai rawit genotip 2 perlakuan EMS 0,04% (G2K3), cabai rawit genotip 7 perlakuan EMS 0,02% dan 0,04% (G7K2 dan G7K3), serta cabai rawit genotip 11 perlakuan EMS 0,01%, 0,02%, dan 0,04% (G11K1, G11K2, dan G11K3). Cabai rawit genotip 11 bersifat peka terhadap perlakuan EMS menghasilkan perubahan genom yang besar ditunjukkan dengan nilai similaritas genetik yang rendah dibandingkan dengan kontrol. Sedangkan, cabai rawit genotip 2 bersifat tahan terhadap perlakuan induksi mutasi dengan EMS dibandingkan cabai rawit genotip 7 dan 11. Induksi mutasi dengan EMS 0,04% menyebabkan perubahan yang besar pada DNA genom ketiga genotip cabai rawit (G2, G7, dan G11). Variasi pada gen spesifik dianalisis berdasarkan SNP pada sekuen ekson satu gen Pun1 sepanjang 738 bp. Variasi genetik ditunjukkan oleh adanya SNP di urutan 369 bp pada cabai rawit genotip 7 perlakuan EMS 0,01% (G7K1) dan cabai rawit genotip 11 perlakuan EMS 0,01% dan 0,04% (G11K1 dan G11K3). SNP pada sekuen ekson satu gen Pun1 diidentifikasi sebagai mutasi titik berupa subtitusi yang menyebabkan perubahan basa pirimidin (sitosin/ C) menjadi basa pirimidin (timin/ T) (mutasi transisi). Adanya SNP tersebut tidak menyebabkan perubahan pada profil asam amino yang dihasilkan (mutasi diam) sehingga diduga tidak mengganggu fungsi kerja gen Pun1. Induksi mutasi dengan EMS 0,01%, 0,02%, dan 0,04% pada cabai rawit genotip 2, genotip 7 dan genotip 11 menurunkan kandungan total capsaicinoid dan nilai kepedasan kecuali dengan perlakuan EMS 0,01% pada cabai rawit genotip 2 (G2K1). Variasi pada gen Pun1 (SNP) menghasilkan nilai kesamaan genetik (ident) antara mutan dan kontrol masingmasing genotip sebesar 99%. Dengan demikian, perubahan kandungan total capsaicinoid dan nilai kepedasan pada cabai rawit genotip 2, genotip 7, dan genotip 11 diduga disebabkan oleh adanya peranan gen-gen lain dalam jalur biosintesis capsaicinoid. Level kepedasan cabai rawit genotip 2, genotip 7, dan genotip 11 menunjukkan kategori pedas tinggi hingga sangat pedas. Dengan demikian, secara genetis induksi mutasi dengan EMS tidak menyebabkan perubahan fungsi gen Pun1.