Article Details

APLIKASI TRANSKRIPTOMIK DALAM MENGIDENTIFIKASI GEN POLIFENOL OKSIDASE KUNCI YANG BERPERAN DALAM PENCOKELATAN SELAMA PEMATANGAN PISANG CAVENDISH (MUSA ACUMINATA CV. CAVENDISH (GENOM AAA))

Oleh   Nisrina Thufailah Hakim [21120305]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Fenny Martha Dwivany, S.Si., M.Si., Ph.D.;Popi Septiani, S.Si., M.Si.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : Bioteknologi
Fakultas : Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati
Subjek :
Kata Kunci : Pisang, polifenol oksidase (PPO), analisis transkriptomik, pencokelatan.
Sumber :
Staf Input/Edit : Irwan Sofiyan  
File : 1 file
Tanggal Input : 26 Jul 2022

Pisang merupakan buah klimakterik yang memiliki karakteristik pelonjakan laju respirasi dan produksi etilen yang tinggi selama pematangannya. Proses pematangan yang terus terjadi pada pisang sejak pascapanen hingga tiba di tangan konsumen dapat mengakibatkan perubahan rasa dan penampilan visual pisang, sehingga menurunkan minat beli dan konsumsi terhadap pisang. Dalam pengelolaan pascapanennya, pisang cavendish (Musa acuminata (genom AAA)) memiliki kendala akibat proses pematangan, khususnya penuaan, yaitu perubahan warna menjadi kecokelatan (browning) terutama pada kulit pisang. Perubahan fisiologis ini melibatkan enzim polifenol oksidase (PPO) yang berperan mengkatalisis senyawa fenolik pada pisang untuk menghasilkan melanin. Penelitian mengenai enzim polifenol oksidase selama pematangan buah pisang lebih banyak dilakukan dalam tingkat proteom, sedangkan pada tingkat transkriptom masih terbatas. Pengetahuan tentang ekspresi gen-gen yang terlibat dalam proses pencokelatan akan membantu dalam pengembangan alternatif pengontrolan pencokelatan akibat pematangan dan penuaan dengan cara membungkam gen-gen terkait jalur sintesis enzim PPO. Pada studi ini, analisis data RNA-seq digunakan untuk mengetahui profil ekspresi gen -gen yang berperan pada pencokelatan buah pisang Data transkriptomik yang digunakan mengacu pada GSE139457 yang diunduh dari NCBI. Data ini diperoleh dari hasil pembacaan RNA menggunakan Illumina HiSeqTM 2000 pada sampel daging pisang di titik pematangan hari ke-1 (mentah) sebagai kontrol dan hari ke-7 (matang). Berdasarkan hasil analisis gen yang terekspresi secara diferensial (DEG) dengan parameter Log2FoldChange ? |1| dan q-value < 0.05, terdapat 3837 gen yang mengalami peningkatan ekspresi dan 3828 gen yang mengalami penurunan ekspresi di hari ke-7. Berdasarkan hasil Analisis Pengayaan Jalur Metabolisme (Pathway Enrichment Analysis) terhadap seluruh DEG, ditemukan empat gen dari gen famili PPO (MaPPO2, MaPPO4, MaPPO1, dan MaPPO5) serta dipilih enam gen terkait pencokelatan (PAL, PAL2, 4CL1, C4H3, HCT, dan 4CL3) dari jalur biosintesis fenilpropanoid. Hasil analisis ontologi pada sepuluh gen tersebut menunjukkan subkategori terbesar pada proses biologis yaitu ‘proses metabolisme fenilpropanoid’, pada kategori komponen selular yaitu ‘sitosol’, adapun pada fungsi molekular yaitu ‘aktivitas katekol oksidase’. Gen PPO yang terlibat dalam pematangan kemudian dikuantifikasi ekspresinya menggunakan qPCR. Kuantifikasi ekspresi dilakukan di hari ke-1 dan ke-7 pematangan pada daging dan kulit pisang. Hasil kuantifikasi ekspresi dengan qPCR menunjukkan gen MaPPO2 mengalami penurunan ekspresi yang signifikan di kulit dan daging buah pisang. Di sisi lain, gen MaPPO1 dan MaPPO5 mengalami peningkatan ekspresi yang signifikan pada daging buah, sedangkan MaPPO4 dan MaPPO5 mengalami peningkatan ekspresi yang signifikan pada kulit buah (p-value < 0.05). MaPPO4 dan MaPPO5 yang ditemukan mengalami peningkatan ekspresi yang signifikan di hari ke-7 terutama pada kulit, diduga merupakan gen PPO kunci yang terlibat dalam pencokelatan pada buah pisang. Kedepannya, manipulasi ekspresi gen-gen PPO ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk mengurangi pencokelatan pada pisang akibat proses pematangan dan penuaan.