Show simple item record

dc.contributor.advisorSiregar, Iskandar Zulkarnaen
dc.contributor.advisorSiregar, Ulfah Juniarti
dc.contributor.advisorMatra, Deden Derajat
dc.contributor.authorShabrina, Hasyyati
dc.date.accessioned2021-02-22T09:56:59Z
dc.date.available2021-02-22T09:56:59Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttp://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/106050
dc.description.abstractSengon (Falcataria moluccana) merupakan spesies favorit untuk pengembangan hutan rakyat karena sifatnya yang cepat tumbuh dan serapan pasar yang tinggi. Salah satu kendala pengembangan hutan tanaman sengon yaitu serangan penyakit karat tumor yang disebabkan oleh cendawan Uromycladium falcatariae yang menyebabkan kerusakan batang bahkan kematian. Sementara itu, metode pengendalian yang telah dilakukan beberapa di antaranya kurang efektif. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap serangan penyakit karat tumor, menganalisis keragaman genetik dan mengkonfirmasi jenis sengon yang terserang dan tidak terserang karat tumor, serta menganalisis ekspresi gen dari sengon yang terserang karat tumor dan tidak terserang karat tumor. Analisis faktor lingkungan dilakukan dengan mensensus pohon dari 32 plot dengan ukuran 50 x 50 m2 di Bogor dan Ciamis. Meskipun kedua lokasi penelitian memiliki klasifikasi iklim yang sama, rata-rata keparahan serangan penyakit karat tumor di Ciamis (25.53%) lebih tinggi dibanding di Bogor (8.22%). Intensitas serangan penyakit maksimum dapat mencapai 53.63% di Bogor dan 91.67% di Ciamis. Analisis komponen utama (PCA) menunjukkan faktor iklim (curah hujan, suhu, kelembaban relatif, dan kecepatan angin), elevasi, kerapatan tegakan, jumlah tanaman muda (<2 tahun), tutupan tajuk, serta tingginya unsur Fe dan Cu dalam tanah berpengaruh kuat terhadap intensitas dan keparahan serangan penyakit karat tumor. Pada tanaman dengan umur lebih dari dua tahun, rata-rata diameter tanaman yang terserang lebih besar daripada tanaman yang tidak terserang karat tumor, baik di Bogor maupun Ciamis, kemungkinan karena adanya trade-off energi antara pertumbuhan dengan ketahanan terhadap penyakit. Keragaman genetik antar populasi sengon terserang dan tidak terserang yang diambil dari plot di Bogor dan Ciamis dengan metode pairing tergolong rendah (Φ-stat 0.036-0.104) dan memiliki jarak genetik yang kecil (<0.1) baik menggunakan penanda RAPD, AFLP, maupun gabungan keduanya. Sementara itu, nilai keragaman genetik (He) dalam populasi cenderung rendah hingga menengah (0.145-0.234) yang menunjukkan populasi-populasi tersebut mengalami bottleneck. Penanda RAPD mampu membedakan struktur genetik populasi sengon yang terserang dan tidak terserang karat tumor dengan 2 spektrum genetik (K). Gabungan penanda RAPD dan AFLP mampu memisahkan kedua tipe aksesi berdasarkan hasil Principal Coordinate Analysis (PCoA). Berdasarkan daerah psbA-trnH intergenic spacer pada DNA kloroplas, sengon yang terserang dan tidak terserang karat tumor terkonfirmasi merupakan satu spesies yang sama (F. moluccana) dengan nilai keragaman InDel 0.031. Selain itu, meskipun memiliki kemiripan morfologi dengan spesies sengon merah (Albizia chinensis), kedua spesies tersebut memiliki perbedaan pada 29 situs dengan jarak genetik 0.017. Hasil analisis transkriptom sengon yang terserang dan tidak terserang karat tumor yang disekuens menggunakan metode Next-generation sequencing (NGS) menunjukkan terdapat 5 944 gen yang diekspresikan secara up-regulated dan 8 075 gen yang diekspresikan secara down-regulated. Beberapa kandidat gen yang ditemukan telah dikonfirmasi memiliki keterkaitan dengan ketahanan seperti Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 13, dan Transcription Factor CPC, serta terkait kerentanan yaitu NADH-ubiquinone oxidoreductase (NUOR). Analisis transkriptom karat tumor yang terdapat pada batang dan daun menunjukkan adanya respon seluler yang terjadi terhadap stimulus dengan skor gen ontologi 1078.41. Analisis DEG tumor batang vs daun menunjukkan terdapat 4 883 gen yang terekspresi secara up-regulated, dan 3 609 gen yang terekspresi secara down-regulated. Pada tumor batang, gen Patatin-like protein yang memiliki fungsi utama penyimpanan metabolit terekspresi lebih besar dibanding pada tumor daun, sedangkan gen Expansin yang berperan dalam degradasi dinding sel lebih banyak terdapat pada tumor daun.id
dc.description.abstractSengon (Falcataria moluccana) is one of the favorite species for the development of community plantations because of its fast-growing nature and high market demand. One major threat to the development of sengon plantations is the infection of gall-rust caused by the fungus Uromycladium falcatariae which causes stem damage and even death while the control methods have been carried out were some of had low efficacy. Environmental modification and planting of resistant sengon can be an alternative for controlling disease infection on plants. This study aimed to analyze the environmental factors that influence gall-rust infection, analyze genetic diversity and confirm the type of gall-rust infected and non-infected sengon, and analyze the gene expression from the infected and non-infected sengon. Analysis of environmental factors of 32 plots with a size of 50 x 50 m2 in Bogor and Ciamis showed the average severity of gall-rust infections in Ciamis (25.53%) was higher than in Bogor (8.22%). The maximum disease intensity could reach 53.63% in Bogor and 91.67% in Ciamis. Principal component analysis (PCA) showed temperature, rain, relative humidity, wind speed, elevation, tree density, number of young plants (<2 years), canopy closure, and the high Fe and Cu elements in soil were strongly influencing the intensity and severity of gall-rust infections. In > 2-year-old plants, the average diameter of infected plants was greater than non-infected plants, both in Bogor and Ciamis, probably due to the growth-defense trade-off. Genetic diversities among the infected and non-infected sengon populations taken from plots in Bogor and Ciamis using the pairing method were low (Φ-stat 0.036-0.104) with small genetic distances (<0.1) using either the RAPD marker, AFLP or combination of both markers. Meanwhile, the value of genetic diversity (He) in populations tend to be low to medium (0.145-0.234), which indicated that these populations experience bottlenecks. RAPD markers were able to distinguish the genetic structure of the gall-rust infected and non-infected populations with 2 genetic spectra (K). The combined RAPD and AFLP markers successfully separated the two types of accessions based on the results of the Principal Coordinate Analysis (PCoA). Based on the psbA-trnH intergenic spacer region in the chloroplast DNA, the infected and non-infected sengon was confirmed to be one same species (F. moluccana) with InDel diversity value of 0.031. Besides, despite the morphological similarities with the red sengon (Albizia chinensis), the two species differed at 29 sites with a genetic distance of 0.017. The results of sengon transcriptomes analysis from gall-rust infected and non-infected, sequenced using the Next-generation sequencing (NGS) method, showed that there were 5 944 genes expressed in up-regulated way and 8 075 genes expressed in down-regulated way. Some candidate of genes found linked to resistance traits such as Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 13, and susceptibility such as NADH-ubiquinone oxidoreductase (NUOR). Analysis of gall-rust transcriptomes found on the stems and leaves showed there was the cellular response that occurred because of the external stimulus with gene ontology scored 1078.41. DEG analysis of stem vs leaf tumors showed that 4 883 genes expressed in up-regulated way, and 3 609 genes expressed in down-regulated way. In stem tumors, the Patatin-like protein gene with the main function in storing the metabolites expressed greatly compared to leaf tumors, while the Expansin gene that played a role in cell wall degradation expressed more in leaf tumors.id
dc.description.sponsorshipPMDSU KEMENRISTEKDIKTI 2016-2019id
dc.language.isoidid
dc.publisherIPB Universityid
dc.titlePendekatan Genomika Ekologi untuk Pemuliaan Sengon (Falcataria moluccana) Resisten Karat Tumor (Uromycladium falcatariae).id
dc.title.alternativeEcological Genomics Approach for Resistant Sengon (Falcataria moluccana) Improvement against Gall-Rust (Uromycladium falcatariae).id
dc.typeDissertationid
dc.subject.keywordecological resistanceid
dc.subject.keywordgenetic variationid
dc.subject.keywordNext-generation sequencing (NGS)id
dc.subject.keywordresistantid
dc.subject.keywordsengon (Falcataria moluccana)id
dc.subject.keywordgall-rust (Uromycladium falcatariae)id
dc.subject.keywordgene expressionsid


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record