Analisis Genome De Novo Tanaman Sagu (Metroxylon Sagu Rottb.) Menggunakan Illumina GAIIX dan Marka Simple Sequence Repeat (SSR).

Abstract

Tanaman sagu (Metroxylon sagu Rottb.) merupakan salah satu tanaman penghasil karbohidrat terbanyak di dunia. Kemajuan informasi genetik untuk tanaman sagu hingga saat ini masih sedikit. Mikrosatelit atau SSR memiliki peran yang penting di dalam genom dan banyak dipergunakan dibandingkan dengan marka molekuler lainnya. Identifikasi dan karakterisasi marka SSR tanaman sagu untuk pertama kalinya dilakukan melalui pemanfaatan data rancangan genom. Data rancangan genom diperoleh dari Balai Bioteknologi BPPT untuk digunakan pada penelitian ini. Data ini belum pernah dipublikasikan sebelumnya. Data yang digunakan untuk deteksi motif SSR yaitu data read sagu sebesar 315.56 Mb berjumlah 904,670 sekuen contig dengan panjang sekuen terpendek 100 bp dan terpanjang 355,487 bp. Motif SSR yang dideteksi pada penelitian ini adalah tipe perfect dan imperfect meliputi di-nukleotida, tri-nukleotida, tetranukleotida, penta-nukleotida dan heksa-nuklotida dengan kriteria panjang motif ≥ 20 bp (kelas I) dan panjang motif ≥ 12 bp < 20bp (kelas II). Jumlah contig yang terdeteksi memiliki lokus perfect SSR dan imperfect SSR dari total 904,670 contig masing-masing 29,953 dan 31,578. Jumlah lokus SSR yang dapat dideteksi dari 29,953 contig dengan tipe perfect SSR adalah 31,659 lokus, sedangkan jumlah lokus SSR yang dapat dideteksi dari 31,578 contig dengan tipe imperfect SSR adalah 33,576 lokus. Frekuensi motif SSR terbanyak pada masing-masing tipe yaitu AG, AAG, dan AAAT. Sebanyak 500 lokus diseleksi dari 31,659 lokus yang ada untuk dilakukan analisis sinteni dan desain primer. Primer yang berhasil dirancang berjumlah 93 pasang primer yang kemudian hanya digunakan dua puluh pasang untuk validasi. Dua puluh pasang primer yang diprediksi fungsional telah berhasil divalidasi pada sebelas aksesi tanaman sagu. Tujuh primer menghasilkan pita yang polimorfik dengan jumlah alel dan persentase primer polimorfik masing-masing 3.43 dan 0.475. Tujuh primer yang menghasilkan pita polimorfik kemudian digunakan untuk analisis keragamanan genetik empat puluh dua aksesi tanaman sagu Indonesia yaitu sV2006, sV400785, sV523907, sV67385, sV109470, sV100242, dan sV2283. Analisis keragaman 41 aksesi sagu dengan 7 primer dalam bentuk pohon pilogenetik membentuk tiga kelompok yang berbeda. Pada kelompok pertama berkumpul aksesi asal Sumatera dan Kalimantan. Kelompok kedua berkumpul aksesi asal Jawa, Halmahera dan Papua serta dua aksesi asal Sumatera. Hasil analisis struktur populasi menggunakan Structure Harvester diperoleh puncak tertinggi kurva log probability yaitu pada K=2. Hal ini menggambarkan bahwa terdapat 2 kelompok besar aksesi sagu walaupun populasi diambil dari 4 pulau yang berbeda sehingga terdapat percampuran pada masing-masing kelompok.