Penapisan dan Identifikasi Daerah Ds pada Padi Mutan Pembawa Activation-Tag untuk Mengungkap Gen Toleran Terhadap Cekaman Salinitas

Abstract

Peningkatan produksi padi pada masa mendatang, akan banyak menghadapi tantangan yang semakin komplek, berkaitan dengan cekaman abiotik dan biotik akibat dampak perubahan iklim. Pengembangan varietas unggul untuk menghadapi cekaman kini menjadi sangat penting. Mutasi insersi merupakan salah satu metode dalam analisis functional genomics atau analisis fungsi genom. Penggunaan elemen transposon Ac/Ds yang mampu bertransposisi dalam berbagai tanaman termasuk padi, memungkinkan untuk menemukan gen fungsional seperti pengkode toleransi terhadap cekaman abiotik pada padi. Pendekatan ini diharapkan dapat mengungkap potensi sumber gen bermanfaat, atau faktor dan elemen bermanfaat yang mengontrol sifat terkait cekaman abiotik, khususnya cekaman salinitas pada padi. Selanjutnya informasi yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk merakit padi atau bahkan varietas tanaman lainnya yang lebih toleran salinitas. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan penapisan padi mutan pembawa activation-tag untuk toleransi terhadap cekaman salinitas, mengurutkan daerah pengapit Ds, dan mengidentifikasi situs penyisipan gen yang diduga bertanggung jawab atas fenotip. Sebanyak 75 galur padi mutan dipilih dari 1000 benih hasil penapisan massal digunakan untuk mengidentifikasi mutan yang responsif terhadap cekaman salinitas. Mutan divalidasi toleransi salinitasnya dalam tiga percobaan, dilakukan pada perkecambahan umur 17 hari dalam larutan Yoshida yang mengandung 200 mM NaCl. Pendekatan yang digunakan untuk mengevaluasi toleransi terhadap salinitas, yaitu dengan menghitung nilai Vigour Index dan persentase reduksi. Analisis sekuen pengapit daerah insersi pada genom padi dilakukan menggunakan metoda TAIL-PCR. Sedangkan identifikasi daerah insersi dilakukan melalui analisis bioinformatika. Analisis dilakukan dengan menggunakan beberapa database yang bersifat public open-source. Sebanyak 10 mutan potensial toleran salinitas diperoleh dari hasil penapisan, dengan nilai indeks vigour tertinggi yaitu 3,54 hingga 7,45. Analisis insersi menggunakan PCR terhadap galur mutan 170-10 menghasilkan pita berukuran 400pb, menunjukkan bahwa elemen Ds telah bertransposisi. Sebuah amplikon dari galur mutan 170-10 berhasil diisolasi dengan teknik TAIL- PCR menggunakan primer random (degenerate primer) AD2 dan primer spesifik Ds3. Analisis bioinformatika menunjukkan insersi terletak di daerah coding sequence sebagai Os11g0686500 pada kromosom 11.