Ekspresi Gen EPSPS dan Profil Metabolit Dua Biotipe Gulma Eleusine Indica (L.) Gaertn. pada Pemberian Herbisida Glifosat

Abstract

Glifosat adalah herbisida sistemik yang umum digunakan untuk mengendalikan gulma yang tumbuh di dalam agroekosistem. Salah satu gulma yang dikenal sulit untuk dikendalikan adalah Eleusine indica, karena pertumbuhannya yang cepat, sebarannya yang luas dan sulit dikendalikan secara manual, sehingga pengendalian dengan menggunakan herbisida glifosat menjadi salah satu alternatif pengandalian yang utama. Glifosat secara khusus menghambat aktivitas enzim 5-enolpyruvylshikimate -3-phosphate synthase (EPSPS), enzim kunci dalam jalur sikimat untuk mensintesis asam amino aromatik fenilalanin, tirosin, dan triptofan. Cara kerja molekul glifosat adalah dengan melakukan penghambatan pada enzim 5-enolpyruvylshikimate -3-fosfat synthase (EPSPS) (EC 2.5.1.19), enzim ini merupakan enzim kedua dari jalur pembentukan asam amino aromatik (jalur shikimate ). Enzim ini mengkatalisis pembentukan EPSP dan fosfat anorganik dari fosfoenolpiruvat (PEP) dan shikimat-3-fosfat dalam reaksi transfer karboksivinil. Glifosat kemudian menjadi penghambat EPSPS yang berikatan dengan dengan PEP, dan berinteraksi dengan enzim kompleks shikimate -3-fosfat.Tujuan penelitian ini untuk membandingkan respons molekuler dan metabolit dari dua biotipe E. indica yang berasal dari Sumatera Utara dan Bogor terhadap pemberian glifosat. Biji E. indica biotipe Sumatera Utara berasal dari perkebunan kelapa sawit sedangkan biji E. indica biotipe Bogor berasal dari lingkungan perumahan penduduk. Percobaan awal adalah melihat respons E. indica terhadap pemberian glifosat secara bertingkat. Bobot kering E. indica umur tiga minggu setelah pemberian glifosat, dianalisis menggunakan analysis of variance (ANOVA). Analisis data dilanjutkan dengan menggunakan regresi non linier dengan model log logistik tiga parameter untuk menentukan dosis glifosat yang diperlukan dalam mengendalikan 50% populasi (growth reduction 50% atau GR50). Biotipe Bogor memiliki GR50 sebesar 873,19 g bahan aktif (ba) ha-1 dan Sumatera Utara 273,41 g ba ha-1. GR50 yang lebih besar menandakan biotipe tersebut lebih tahan terhadap herbisida glifosat. Ketahanan terhadap glifosat perbedaan GR50 antara biotipe Sumatera Utara dan biotipe Bogor tidak berkorelasi dengan ekspresi relatif dan jumlah salinan gen EPSPS. Biotipe Sumatera Utara dan biotipe Bogor memiliki ekspresi relatif dan salinan gen EPSPS yang tidak berbeda nyata. Sampel E. indica diambil pada 24 jam setelah pemberian dosis glisofat 1080 g ba ha-1 glifosat untuk analisis profil metabolit menggunakan GC-MS. Hasil analisis menunjukkan bahwa glifosat mempengaruhi jalur metabolisme Diterpen, Steroid, dan Ubiquinone. Pemberian glifosat menyebabkan kerusakan klorofil yang ditunjukkan dengan adanya senyawa Phytol pada profil metabolit.