| dc.description.abstract | Sengon (Falcataria falcata (L.) Greuter & R. Rankin) sangat diminati oleh
masyarakat karena mudah dibudidayakan serta bernilai ekonomis tinggi.
Permintaan kayu sengon mengalami peningkatan setiap tahun, pada tahun 2018
dilaporkan kebutuhan kayu sengon mencapai 3,6 juta m3
. Sementara ketersediaan
kayu sengon pada tahun 2018 hanya sebesar 299.829 m3
atau 8,32% dari total
permintaan. Salah satu penyebab terjadinya kesenjangan tersebut adalah serangan
penyakit karat puru. Penyakit tersebut disebabkan oleh jamur Uromycladium
falcatariae yang membuat kerusakan pada kayu sengon hingga kematian tanaman
sengon. Upaya pengendalian karat puru dengan cara mekanis, kimia maupun
penggunaan agen hayati telah banyak dilakukan namun hasilnya belum memuaskan,
sehingga penanaman sengon tahan karat puru sangat menjanjikan. Adanya
perkembangan teknologi OMICs dapat mendukung dan mempercepat program
pemuliaan sengon toleran terhadap karat puru. Penelitian ini bertujuan untuk
mengkaji penerapan teknologi multi-omics untuk mempelajari respons tanaman
serta identifikasi gen-gen dan senyawa metabolit yang terkait dalam sistem
pertahanan sengon terhadap serangan karat puru, serta pengembangan penanda
SNP (Single Nucleotide Polymorphism) untuk menunjang program pemuliaan
tanaman sengon (F. falcata) toleran karat puru.
Sengon toleran dan intoleran hasil uji progeni digunakan sebagai sampel
percobaan pada penelitian ini. Analisis transkriptomik dan metabomik dilakukan
menggunakan bibit famili toleran dan intoleran yang diberi perlakuan artificial
inoculation dan dievaluasi secara periodik yaitu 7, 21, dan 35 Hari Setelah Inokulasi
(HSI), serta 0 HSI atau tanpa inokulasi sebagai kontrol. Hasil analisis
transkriptomik sengon menunjukkan bahwa gen yang terekspresi secara signifikan
pada famili toleran lebih banyak dibandingkan famili rentan. Gen-gen yang diduga
berperan dalam respons pertahanan sengon terhadap penyakit karat puru yaitu
Disease tolerance protein RGA2, Leucine Rich Repeat, WRKY transcription factor
40, MLP-like protein 43, Heat shock 70 kDa, Ethylene-responsive transcription
factor 7, Helicase-like transcription factor, NAD(P)H-quinone oxidoreductase,
Senescence-associated carboxylesterase 101, Probable BOI-related E3 ubiquitin protein ligase 2, Protein ECERIFERUM 1, dan Patatin-like protein 7.
Analisis metabolomik berhasil mengidentifikasi 41 senyawa metabolit
sekunder pada daun sengon toleran dan intoleran. Sebanyak 2 senyawa spesifik
pada tanaman toleran, 8 senyawa spesifik pada tanaman intoleran, dan 31 senyawa
ditemukan pada keduanya. Senyawa yang ditemukan didominasi oleh golongan
asam amino dan peptida (31%) serta flavonoid (27%). Integrasi data transkrip dan
senyawa metabolit sekunder ditemukan adanya dugaan dua tahap respons
pertahanan sengon terhadap karat puru, yaitu respons awal dan respons lanjutan.
Respons awal melibatkan gen dan senyawa yang berperan dalam biosintesis asam
absisat, sementara respons lanjutan melibatkan gen dan senyawa yang berperan
dalam biosintesis flavonoid.
Sementara, analisis asosiasi penanda SNPs dengan sifat toleransi sengon
terhadap karat puru dilakukan menggunakan 15 famili toleran dan 15 famili
intoleran berumur 24 bulan setelah tanam. Uji khi kuadrat menunjukkan terdapat
empat penanda yang berpengaruh nyata (P<0,05) terhadap toleransi sengon, yaitu
primer WRKY40, WRKY11, IAA 1, dan IAA 2. Hasil clustering menggunakan
ketiga primer tersebut mengelompokkan 30 sampel famili menjadi tiga kluster.
Kluster pertama merupakan famili yang mengalami keparahan serangan ≤ 50%
(toleran), kluster kedua merupakan famili dengan keparahan serangan lebih dari
50% hingga kurang dari 80% (intermediet), sementara kluster ketiga merupakan
famili dengan keparahan serangan lebih dari 80% (intoleran). | id |
