Analisis Transkriptomik pada Interspecies Grafting Nangka (Artocarpus heterophyllus) dan Cempedak (Artocarpus integer)

Abstract

Artocarpus merupakan genus dari famili Moraceae yang terdiri dari sekitar 70 spesies yang tersebar diseluruh dunia. Grafting merupakan sebuah teknik yang dapat digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dan memunculkan sifat-sifat unggul tanaman. Teknik ini dapat digunakan untuk pengembangan spesies Artocarpus. Teknik grafting dapat dilakukan pada berbagai spesies tanaman. Grafting antara spesies Artocarpus yang berbeda dapat memunculkan fisiologi dan metabolisme yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi gen fungsional yang terlibat dalam interspecies grafting pada nangka dan cempedak untuk mendukung percepatan pertumbuhan dan adaptasi terhadap lingkungan. Nangka (A. heterophyllus) dan cempedak (A. integer) digunakan sebagai bahan tanaman dengan kombinasi: rootstock nangka dan scion nangka (NN), rootstock nangka dan scion cempedak (NC), rootstock cempedak dan scion nangka (CN), serta rootstock cempedak dan scion cempedak (CC). Analisis anatomi interspecies grafting menunjukkan bahwa proliferasi kalus terbentuk lima hari setelah penyambungan. Semua kombinasi grafting menunjukkan munculnya daun baru dan pertambahan pertumbuhan pada 10 hari setelah grafting (HSG). De novo transcriptome disusun dari nangka dan cempedak. Analisis Differential Expression Gene (DEG) dilakukan pada kombinasi NC vs CN menggunakan transkriptom nangka dan cempedak. Teridentifikasi sebanayak 24 gen yang diekspresikan secara pada transkriptom nangka dan 28 gen pada transkriptom cempedak. Pada cempedak, terdapat sebanayak 19 gen terekspresikan upregulated dan 5 gen terekspresikan downregulated. Pada nangka, 23 gen terekspresikan upregulated dan 5 terekspresikan downregulated. Terdapat 8 gen yang sama terekspresikan upregulated pada grafting NC di transkriptom nangka maupun cempedak. Gen-gen tersebut adalah LTP2, TPRP-F1, EXL3, AtMg00660, MT1B, HIPP26, F6H1-3, dan Major Allergen Pru ar 1. Gen-gen tersebut terlibat dalam respons terkait stres dan pertahanan tanaman terhadap cekaman biotik dan abiotik. Terdapat beberapa gen yang terekspresikan berbeda pada transkriptom nangka dan cempedak. Hal ini menunjukkan bahwa masing-masing spesies memiliki mekanisme kontribusi yang berbeda selama proses grafting antarspesies.