Perpustakaan Digital ITB

Kekeringan merupakan salah satu masalah utama yang dapat menurunkan hasil panen pisang (Musa spp). Mekanisme respon tanaman pisang terhadap kekeringan secara molekuler belum sepenuhnya dipahami. Pada penelitian ini profil ekspresi gen-gen terkait biosintesis flavonoid dipelajari untuk mengungkap respon molekuler pinak tanaman pisang terhadap kekeringan berdasarkan data transkriptom dari penelitian sebelumnya. Data transkriptom diperoleh dari sampel pinak tanaman pisang Musa acuminata Colla (AAA genome; cv Barangan Merah) yang dikondisikan pada cekaman kekeringan dengan menggunakan polietilen glikol (PEG6000) pada konsentrasi 2,5% and 10% (kode BP2 and BP10). Pinak pisang yang dipelihara secara in vitro tanpa pemberian PEG digunakan sebagai kontrol pembanding (kode BK). Ke-tiga pustaka cDNA disekuens menggunakan platform Illumina MiSeqTM2000 dan menghasilkan data transkriptom. Analisis transkriptom dilakukan menggunakan perangkat lunak DAVID v6.7 (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery) dan AgriGO V.2 (Agriculture Gene Ontology). Pathway prediction dianalisis dengan menggunakan KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). Validasi ekspresi gen dilakukan pada dua gen terpilih mewakili gen-gen biosintesis flavonoid menggunakan metoda qRT-PCR. Sampel RNA untuk validasi diperoleh dari pinak tanaman pisang cv Barangan Merah yang dipelihara pada medium kultur in vitro dengan dan tanpa perlakuan 10% PEG. Hasil analisis gen ontologi menggunakan AgriGO v.2 memperlihatkan adanya lima proses metabolime yang terpengaruh, meliputi proses metabolisme selular, proses biosintesis, proses metabolisme makromolekul, proses metabolik primer, dan proses metabolik sekunder. Analisis ko-ekspresi gen dan networking menggunakan DAVID menunjukkan adanya lima gene ontology terms (GO terms) yang terpengaruh pada perlakuan cekaman rendah (2.5% PEG), sementara pada perlakuan cekaman tinggi (10% PEG) terlihat ada 10 GO terms yang terpengaruh. Terindikasi ada enam gen pada jalur biosintesis flavonoid yang terpengaruh, yaitu: 1) gen MaTT4 (chalcone and stilbene synthase family protein), 2) gen MaTT7 (cytochrome P450 superfamily protein), 3) gen MaFLS1 (flavonol shynthase), 4) gen MaCCoAOMT1 (s-adenosyl-L-methionine-dependent methyl-transferases superfamily protein), 5) gen MaC4H (cinnamate-4-hydroxylase), dan 6) gen MaHCT (hydroxy cinnamoyl-CoA shikimate/quinate hydroxycinnamoyl transferase). Ke-enam gen tampaknya berperan dalam biosintesis flavonoid. Hasil analisis differential expressed genes (DEG) menggunakan perangkat lunak DESeq2 memperlihatkan adanya perubahan level ekspresi relatif (relative expression levels) dari ke-enam gen tersebut, baik pada sampel dengan cekaman rendah (BP2) maupun cekaman tinggi (BP10). Terindikasi bahwa pada sampel cekaman rendah (BP2), ada tiga gen, yaitu gen MaTT7, MaCCoAOMT1, dan MaFLS1 mengalami peningkatan eskpresi (up-regulated) sedangkan pada sampel cekaman tinggi (BP10), ada lima gen, yaitu gen MaTT4, MaTT7, MaC4H, MaCCoAOMT1 dan MaHCT yang mengalami peningkatan eskpresi. Hasil analisis pathway prediction menggunakan KEGG menunjukkan hubungan ke-enam gen dalam jalur biosintesis flavonoid. Validasi ekspresi gen dilakukan terhadap dua gen, yaitu gen MaTT4 dan MaHCT, dan memperlihatkan pola ekspresi yang sama dengan hasil analisis DEG.