Perpustakaan Digital ITB

Kunyit (Curcuma longa) merupakan tanaman obat yang dikenal karena kandungan kurkuminoid dan minyak esensialnya. Kurkumin, sebagai komponen utama kurkuminoid, memiliki aktivitas biologis tinggi serta nilai ekonomi yang signifikan. Namun, rendahnya bioavailabilitas kurkumin menyebabkan kebutuhan biomassa rimpang yang besar dan biaya ekstraksi yang tinggi. Sehingganya, diperlukan pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas kunyit dengan kandungan kurkumin tinggi. Namun, pemuliaan konvensional sulit dilakukan karena tanaman kunyit jarang berbunga, bersifat steril, dan memerlukan waktu lama. Pemuliaan molekuler menjadi alternatif yang lebih efisien, tetapi memerlukan informasi berupa gen kunci dalam biosintesis kurkumin. Oleh karena itu, pemahaman regulasi gen oleh mikroRNA (miRNA) menjadi pendekatan potensial untuk identifikasi gen tersebut, mengingat peran miRNA dalam pengaturan ekspresi gen dan metabolisme sekunder tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi miRNA serta gen targetnya yang berperan dalam regulasi biosintesis kurkumin pada C. longa. Sampel rimpang berasal dari tanaman kunyit berkadar kurkumin tinggi (4,94% b/b kurkuminoid) dan rendah (2,51% b/b kurkuminoid) yang dikoleksi dari lahan percobaan Universitas Padjadjaran, masing-masing dua ulangan. Small RNA diekstraksi menggunakan kit mirPremier miRNA. Isolat miRNA kemudian disekuensing menggunakan platform Illumina Novaseq 6000 dengan panjang bacaan 50 bp. Sekuensing menghasilkan 11–16 juta bacaan mentah, yang kemudian dibersihkan dari adapter dan disaring pada panjang 18–28 bp menggunakan Trimmomatic, menghasilkan 5–12 juta bacaan bersih. Bacaan bersih kemudian dipetakan ke genom Curcuma longa menggunakan R Subread kemudian known dan novel miRNA diprediksi dan dikuantifikasi menggunakan MiRDeep2. Dari penelitian ini, diperoleh 154 known miRNA dan 85 novel miRNA yang berhasil dikuantifikasi. Sebanyak 21 miRNA berhasil diidentifikasi mengalami perubahan ekspresi yang signifikan berdasarkan analisis ekspresi diferensial menggunakan Deseq2 (p < 0,05; Log2FC ? |2|; MFE ? –18 kcal/mol). Dua miRNA yang mengalami peningkatan ekspresi, yaitu Novel-miR74 dan Novel-miR9, serta tiga miRNA yang mengalami penurunan ekspresi, yaitu Novel-miR108, Ath-miR161, dan Novel-miR25, diprediksi menarget gen-gen yang terlibat dalam jalur biosintesis kurkumin berdasarkan hasil analisis psRNATarget. Gen target tersebut mengkode enzim-enzim kunci seperti CCOMT, PAL, 4CL, dan CURS3. Hasil penelitian ini memberikan pemahaman baru mengenai keterlibatan miRNA dalam regulasi biosintesis kurkumin dan dapat menjadi dasar pengembangan strategi pemuliaan molekuler, seperti knockdown atau overexpression gen target, untuk meningkatkan kandungan kurkumin pada kunyit.