Genetic Differentiation of Meliaceae based on Second Internal Transribed Spacer (ITS2) dan Maturase-K (Mat-K) Regions

Abstract

Members of Meliaceae (Swietenia macrophylla, Swietenia mahogany, Melia azedarach, Azadirachta indica, dan Khaya anthotheca) play significant roles both economically and ecologically. The species are used for timber and non-timber purposes like fruits, chemicals and herbal products and demands are therefore high. In their natural stands, the populations are depleting and conservation of the species is urgently called. To formulate the sound stratgy for species conservation, further information at molecular levels, i.e. DNA sequences, are required. DNA markers can be used to assess intraspecific genetic differentiation based on particular gene regions or DNA fragments. The aim of this study was to determine genetic differentiation of five important species of Meliaceae following current taxonomy classification. Two DNA sequences, i.e ITS2 and mat-K, were used in the analysis. ITS2 sequences were revealed following DNA extraction (CTAB), PCR amplification and sequencing (http://base-asia.com), while mat-K sequences were obtained from the genbank database (http://ncbi.nlm.nih.gov/genbank). Differentiation analysis was performed using following softwares, namely BioEdit, ClustalW2 EMBLEBI, TreeViewX, PopGene, NTSYs and pDRAW32. Results showed that the aligned sequences based on ITS2 and mat-K regions were also in agreement with previous findings showing that K. anthoteca, S. mahogany and S. macrophylla were grouped in one cluster, while the another consisted of A. indica and M. azedarach. Average nucleotide diversities at ITS2 and mat-K were 0.27398 and 0.18441, respectively.

Anggota famili Meliaceae seperti mahoni daun besar (Swietenia macrophylla), mahoni daun kecil (Swietenia mahagoni), mindi (Melia azedarach), mimba (Azadirachta indica), dan khaya (Khaya anthotheca) termasuk ke dalam jenis penting baik secara ekonomi maupun ekologi. Pada umumnya anggota Meliaceae dimanfaatkan untuk penghasil kayu, buah, atau kandungan bahan kimianya, sehingga permintaan terhadap jenis ini sangat tinggi yang menyebabkan penurunan populasi alami. Untuk itu diperlukan upaya pelestarian jenis yang sebaiknya berbasis scientific, yang salah satunya adalah melalui pemanfaatan penanda genetik (DNA). Penanda DNA dapat digunakan untuk melihat adanya variasi antar (diferensiasi) dan di dalam jenis dengan akurat melalui deteksi perubahan urutan basa nukleotida. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi genetik dan jarak kekerabatan dari lima jenis Meliaceae, sehingga pembagian taksonominya menjadi lebih jelas. DNA sekuen untuk kedua wilayah diekstraksi dengan metode CTAB, diikuti dengan proses PCR dan sekuen (http://base-asia.com). Pengamatan ada tidaknya pola pita polimorfik dilakukan dengan enzim restriksi secara in silico. Analisis data dilakukan dengan bantuan perangkat lunak BioEdit, ClustalW2 EMBL-EBI, TreeViewX, PopGene, NTSYs dan pDRAW32. Hasil perhitungan jarak genetik pada sekuens DNA pada wilayah ITS2 menunjukkan bahwa jenis yang memiliki jarak genetik yang paling jauh adalah antara S. mahagoni dengan S. macrophylla dan jenis dengan jarak genetik terdekat adalah antara A. indica dengan M. azedarach. Hasil ini sesuai dengan analisis yang dilakukan pada wilayah gen mat-K.