Identification of Pheromone Binding Protein Gene of Yellow Rice Stem Borer Scirpophaga Incertulas (Walker) (Lepidoptera: Crambidae)

Abstract

The yellow rice stem borers (YRSB) moth, Scirpophaga incertulas (Walker) (Lepidoptera: Crambidae), is known as the most major rice stem borer in tropical Asia. Pesticides are not effective to control the population of these insects due to almost entire larvae phase and pupae are in the rice stem. Hence, other control technique is needed such as based on the mating behaviour. Pheromone binding protein (PBP) in male S. incertulas antennae plays a role in the recognition of sex pheromone produced by the female, therefore influenced in their mating behavior. The aim of this study was to identify PBP gene of S. incertulas. For the purpose to collect imagoes as DNA source, S. incertulas were reared. Touchdown PCR and touchdown-nested PCR were the main techniques conducted to identify genomic of PBP gene from S. incertulas and revealed 700 and 600 bp amplicons, respectively. Those amplicons strongly expected as PBP gene. Sequence analysis of S. incertulas from touchdown-nested amplicon identified 575 bp which was consisted of 169 bp of exon 3 and 406 bp of intron 2. This study revealed putative amino acid sequences of exon 3 from S. incertulas has one conserved cysteine while other Lepidopterans PBP have three conserved cysteine. In phylogenetic analysis, the putative amino acid sequences obtained, showed a phylogenetic signal i.e. by clustering with PBPs from other Crambidae moths. The result of this study is important as a basic data for PBP expression analysis in female or male S. incertulas as the initial step to develope new insect biocontrol.

Ngengat Penggerek Batang Padi Kuning (PBPK) Scirpophaga incertulas (Walker) (Lepidoptera: Crambidae), diketahui sebagai hama penggerek batang padi utama di kawasan Asia tropis. Penggunaan pestisida tidak efektif untuk mengendalikan populasi serangga ini karena hampir seluruh fase larva dan pupa serangga ini berada di dalam batang. Oleh karena itu, teknik pengendalian lain diperlukan dalam pengendalian PBPK, seperti teknik pengendalian berdasarkan perilaku kawin. Pheromone binding protein (PBP) pada antena S. incertulas jantan mempunyai peranan dalam mengenali feromon sex yang dihasilkan oleh betina sehingga mempengaruhi perilaku kawin mereka. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi gen PBP pada S. incertulas. Dilakukan pengembangbiakkan S. incertulas untuk mendapatkan imago sebagai sumber DNA. Touchdown PCR dan touchdown-nested PCR merupakan teknik amplifikasi utama yang dilakukan untuk mengidentifikasi data genom dari gen PBP pada S. incertulas dan menghasilkan dua amplikon berukuran 700 dan 600 pb berturutturut. Kedua amplikon tersebut diduga kuat sebagai target dari gen PBP. Analisis sekuen dari S. incertulas dari amplikon hasil touchdown-nested dihasilkan sekuen berukuran 575 pb yang terdiri atas bagian ekson 3 (169 pb) dan intron 2 (406 pb). Penelitian ini menemukan sekuen asam amino putatif bagian ekson 3 PBP dari S. incertulas hanya memiliki satu sistein konservatif sedangkan PBP dari Lepidoptera lain memiliki tiga sistein konservatif. Dalam analisis filogenetik, sekuen asam amino putatif yang dihasilkan menunjukkan adannya sinyal filogenetik dengan mengelompok bersama PBP dari ngengat Famili Crambidae. Hasil penelitian ini sangat penting untuk digunakan sebagai data dasar untuk mempelajari analisis ekspresi PBP pada S. incertulas jantan dan betina sebagai langkah awal mengembangkan teknik baru pengendalian serangga hama.