Studi Genom Organel Bambu Tali (Gigantochloa apus) Menggunakan Teknologi Next-Generation Sequencing

Abstract

Gigantochloa apus merupakan salah satu spesies bambu asli Indonesia yang memiliki nilai ekologis dan ekonomi penting, namun informasi mengenai genetika molekuler dan genomiknya masih sangat terbatas sehingga membatasi pengembangan konservasi, pemuliaan, dan seleksi varietas unggul berbasis molekuler. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji perkembangan penelitian genetika G. apus melalui pendekatan bibliometrik serta menyediakan informasi genetik dasar melalui karakterisasi genom organel, identifikasi gen berdasarkan anotasi fungsional, dan identifikasi penanda simple sequence repeat (SSR). Analisis bibliometrik dilakukan menggunakan data publikasi Scopus yang dianalisis dengan VOSviewer, sedangkan karakterisasi genom dilakukan menggunakan pendekatan hybrid sequencing yang mengombinasikan data long read Oxford Nanopore Technologies dan short-read Illumina, kemudian dilanjutkan dengan assembly, anotasi genom, analisis filogenetik, dan identifikasi SSR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penelitian genetika pada marga Gigantochloa masih relatif terbatas dan didominasi oleh kajian filogenetik berbasis DNA kloroplas, sehingga informasi genomik G. apus masih menjadi salah satu kesenjangan dalam penelitian. Karakterisasi genom organel menghasilkan plastom lengkap dengan struktur dan organisasi gen yang konservatif, sedangkan mitogenom hanya berhasil dikarakterisasi secara parsial. Anotasi genom mengidentifikasi berbagai gen yang, berdasarkan fungsinya, berkaitan dengan fotosintesis, metabolisme energi, sintesis protein, dan proses biologis lainnya, sementara analisis SSR menghasilkan sejumlah lokus mikrosatelit beserta kandidat primer yang berpotensi dimanfaatkan sebagai penanda molekuler. Secara keseluruhan, penelitian ini menyediakan sumber daya genom organel pertama bagi G. apus serta memberikan landasan ilmiah bagi pengembangan penelitian genomik, filogenetik, konservasi, pemuliaan, dan pengembangan varietas unggul bambu pada masa mendatang.

Gigantochloa apus is one of Indonesia's native bamboo species with significant ecological and economic value. However, information regarding its molecular genetics and genomics remains very limited, thereby constraining the development of molecular-based conservation, breeding, and superior variety selection. This study aimed to examine the development of genetic research on G. apus through a bibliometric approach and to provide fundamental genetic information through organelle genome characterization, gene identification based on functional annotation, and simple sequence repeat (SSR) marker identification. Bibliometric analysis was conducted using publication data retrieved from the Scopus database and analyzed with VOSviewer, whereas genome characterization was performed using a hybrid sequencing approach combining long-read data generated by Oxford Nanopore Technologies and short-read Illumina data, followed by genome assembly, genome annotation, phylogenetic analysis, and SSR identification. The results showed that genetic research on the genus Gigantochloa remains relatively limited and predominantly focused on chloroplast DNA-based phylogenetic studies, indicating that genomic information on G. apus remains a major research gap. Organelle genome characterization successfully generated a complete plastome with a conserved genome structure and gene organization, whereas the mitogenome was characterized only partially. Genome annotation identified numerous genes whose functions are associated with photosynthesis, energy metabolism, protein synthesis, and other biological processes. Meanwhile, SSR analysis identified several microsatellite loci, along with candidate primers that could be utilized as molecular markers. Overall, this study provides the first organelle genomic resources for G. apus and establishes a scientific foundation for future research on genomics, phylogeny, conservation, breeding, and the development of superior bamboo varieties.