PROSIDING SEMINAR NASIONAL III TAHUN 2017 “Biologi, Pembelajaran, dan Lingkungan Hidup Perspektif Interdisipliner” Diselenggarakan oleh Prodi Pendidikan Biologi-FKIP bekerjasama dengan Pusat Studi Lingkungan dan Kependudukan (PSLK) Universitas Muhammadiyah Malang, tanggal 29 April 2017 Lestari et al., Variasi Alel pada RSUS3 42 available at http://research-report.umm.ac.id/index.php/ VARIASI ALEL PADA SUCROSE SYNTHASE 3 (RSUS3) DALAM LIMA VARIETAS PADI JAPONICA (Oryza sativa L.) Allelic Variation of Sucrose Synthase 3 (RSUS3) on Five Japonica Rice Varieties (Oryza sativa L.) Puji Lestari 1 , Sustiprijatno 2 , I Made Tasma 3 1,2,3 Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Jalan Tentara Pelajar No.3A Bogor 16111, Telp.0251-8337975 e-mail korespondensi: [email protected]ABSTRAK Sucrose synthase 3 di padi (RSUS3) berperan penting dalam respon terhadap cekaman abiotik dan pengisian biji, karena itu variasinya perlu diobservasi pada varietas japonica. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi variasi alel pada RSUS3 dalam lima varietas padi japonica dengan pembanding varietas rujukan, Nipponbare. Single nucleotide polymorphism (SNP), dan insersi/delesi (indel) berhasil diidentifikasi di daerah upstream, intron dan ekson, dan downstream gen RSUS3. Jumlah varian tertinggi ditunjukkan oleh varietas Ilpum dengan 13 SNP dan terendah pada Hwacheong dengan 10 SNP. Transisi mendominasi dan diikuti oleh transversi, dan indel minimal 1 bp diidentifikasi dalam total 6.286 bp gen RSUS3. Delesi 3 bp (CTC) ditemukan di Hwacheong dan Hwaseong pada posisi konsensus yang sama (1.255-1.257 bp). Beberapa SNP dan indel lain ditemukan di posisi yang sama pada beberapa varietas padi yang menunjukkan kedekatan genetiknya. Berdasarkan total sekuen RSUS3, diketahui bahwa Hwacheong dekat dengan Hwaseong, demikian juga antara Ilpum dan Samkwang. SNP dan indel hasil penelitian ini bermanfaat untuk merancang primer berbasis PCR, khususnya varian di ekson yang penting sebagai marka fungsional. Analisis lebih lanjut variasi nukleotida pada gen RSUS3 perlu dilakukan untuk mengembangkan marka molekuler yang bermanfaat dalam membantu evaluasi plasma nutfah dan pemuliaan padi japonica. Kata kunci: variasi nukleotida, sucrose synthase 3, padi japonica, SNP, indel ABSTRACT Sucrose synthase 3 in rice (RSUS3) has an important role in response to abiotic stress and filling grain, thus, its variation needs to be observed in several japonica varieties. The objective of this study was to identify allelic variation of RSUS3 gene in five japonica rice varieties against reference variety, Nipponbare. Single nucleotide polymorphism (SNP), and insertion and deletion (indel) were observed in the upstream region and within the intron and exon, and downstream of the RSUS3 gene. The highest number of variant was demonstrated by variety ‘Ilpum’ with 13 SNPs and the lowest one was shown by ‘Hwacheong’ with 10 SNPs. On this RSUS3, transition was dominated and followed by transversion. Deletion of at least 1 bp was found in the total of 6.286 bp consensus sequence of RSUS3 gene. Deletion of 3 bp (CTC) was observed at the same positions as those shown by ‘Hwacheong’ dan ‘Hwaseong’ at 1.255-1.257 bp. Some SNPs and Indels were found at the same locations in several rice varieties indicating their close genetic relatedness. Based on the RSUS3 sequence, Hwacheong was close to Hwaseong, which was similarly to Ilpum and Samkwang. SNP and indel identified in this study will be useful to design PCR-based primers, especially variants found in exon as functional markers. Further analysis on the nucleotide variation of the RSUS3 needs to be done to develop molecular markers to be used in assisting germplasm evaluation and breeding for abiotic stress tolerance in japonica rice. Key words: nucleotide variation, sucrose synthase 3, japonica rice, SNP, indel Sucrose synthase (SUS) memiliki peran penting terhadap pertumbuhan tanaman, metabolisme gula, dan respon terhadap lingkungan terutama cekaman abiotik. Isoform sucrose synthase dikodekan oleh beberapa gen baik dalam tanaman dikotil maupun monokotil termasuk padi (Hirose et al., 2008; Wang et al., 2015). Khusus untuk sucrose synthase 3 (SUS3) biasanya diekspresikan di akar, terutama di akar lateral pada tanaman yang mengalami stres perendaman (Wang et al., 2014). Sampai saat ini paling sedikit ada enam gen SUS yang telah diidentifikasi di padi (RSUS). Sucrose synthase 3 (RSUS3) merupakan gen RSUS ketiga yang telah diisolasi dan proteinnya telah dikarakterisasi di padi (Wang et al., 1999; Hirose et al., 2008). Dari sudut pandang evolusi, RSUS2 dan RSUS3 mungkin berasal dari nenek moyang yang sama dan mengalami divergensi dari RSUS1.RSUS3 memiliki peran yang saling melengkapi dan menyeimbangkan dengan anggota gen RSUS lainnya selama perkembangan biji padi (Wang et al., 1999). RSUS3 terletak di endosperm dan lapisan aleuron, yang ekspresinya diinduksi selama sintesis pati, (Huang et al., 1996) dan diekspresikan dalam sel-sel yang mengandung pati. RSUS3 terlibat dalam periode pengisian pati pada milky stage dan translokasi karbon ke dalam biji selama periode pengisian biji padi (Wang et al., 1999). Beberapa studi melaporkan informasi penting tentang RSUS3, seperti sekuen gen (Huang et al., 1996; Lestari et al., 2011), elusidasi sekuen di daerah
6
Embed
VARIASI ALEL PADA SUCROSE SYNTHASE 3 (RSUS3) DALAM …
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PROSIDING SEMINAR NASIONAL III TAHUN 2017 “Biologi, Pembelajaran, dan Lingkungan Hidup Perspektif Interdisipliner”
Diselenggarakan oleh Prodi Pendidikan Biologi-FKIP bekerjasama dengan Pusat Studi Lingkungan dan Kependudukan (PSLK)
Universitas Muhammadiyah Malang, tanggal 29 April 2017
Lestari et al., Variasi Alel pada RSUS3 42
available at http://research-report.umm.ac.id/index.php/
VARIASI ALEL PADA SUCROSE SYNTHASE 3 (RSUS3) DALAM LIMA VARIETAS
PADI JAPONICA (Oryza sativa L.) Allelic Variation of Sucrose Synthase 3 (RSUS3) on Five Japonica Rice Varieties (Oryza sativa L.)
Puji Lestari1, Sustiprijatno
2, I Made Tasma
3
1,2,3Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian,
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian
Jalan Tentara Pelajar No.3A Bogor 16111, Telp.0251-8337975
Sucrose synthase 3 di padi (RSUS3) berperan penting dalam respon terhadap cekaman abiotik dan pengisian biji,
karena itu variasinya perlu diobservasi pada varietas japonica. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi
variasi alel pada RSUS3 dalam lima varietas padi japonica dengan pembanding varietas rujukan, Nipponbare. Single nucleotide polymorphism (SNP), dan insersi/delesi (indel) berhasil diidentifikasi di daerah upstream, intron dan
ekson, dan downstream gen RSUS3. Jumlah varian tertinggi ditunjukkan oleh varietas Ilpum dengan 13 SNP dan
terendah pada Hwacheong dengan 10 SNP. Transisi mendominasi dan diikuti oleh transversi, dan indel minimal 1 bp
diidentifikasi dalam total 6.286 bp gen RSUS3. Delesi 3 bp (CTC) ditemukan di Hwacheong dan Hwaseong pada posisi konsensus yang sama (1.255-1.257 bp). Beberapa SNP dan indel lain ditemukan di posisi yang sama pada
beberapa varietas padi yang menunjukkan kedekatan genetiknya. Berdasarkan total sekuen RSUS3, diketahui bahwa
Hwacheong dekat dengan Hwaseong, demikian juga antara Ilpum dan Samkwang. SNP dan indel hasil penelitian ini
bermanfaat untuk merancang primer berbasis PCR, khususnya varian di ekson yang penting sebagai marka fungsional. Analisis lebih lanjut variasi nukleotida pada gen RSUS3 perlu dilakukan untuk mengembangkan marka
molekuler yang bermanfaat dalam membantu evaluasi plasma nutfah dan pemuliaan padi japonica.
ABSTRACT Sucrose synthase 3 in rice (RSUS3) has an important role in response to abiotic stress and filling grain, thus, its variation needs to be observed in several japonica varieties. The objective of this study was to identify allelic
variation of RSUS3 gene in five japonica rice varieties against reference variety, Nipponbare. Single nucleotide
polymorphism (SNP), and insertion and deletion (indel) were observed in the upstream region and within the intron
and exon, and downstream of the RSUS3 gene. The highest number of variant was demonstrated by variety ‘Ilpum’ with 13 SNPs and the lowest one was shown by ‘Hwacheong’ with 10 SNPs. On this RSUS3, transition was
dominated and followed by transversion. Deletion of at least 1 bp was found in the total of 6.286 bp consensus
sequence of RSUS3 gene. Deletion of 3 bp (CTC) was observed at the same positions as those shown by ‘Hwacheong’
dan ‘Hwaseong’ at 1.255-1.257 bp. Some SNPs and Indels were found at the same locations in several rice varieties indicating their close genetic relatedness. Based on the RSUS3 sequence, Hwacheong was close to Hwaseong, which
was similarly to Ilpum and Samkwang. SNP and indel identified in this study will be useful to design PCR-based
primers, especially variants found in exon as functional markers. Further analysis on the nucleotide variation of the
RSUS3 needs to be done to develop molecular markers to be used in assisting germplasm evaluation and breeding for abiotic stress tolerance in japonica rice.