Identifikasi Dan Ekspresi Dari Gen-Gen Yang Responsif Terhadap Skinning Dan Manfaat Curing Pada Ubijalar

Abstract

Kehilangan kulit dari permukaan umbi bertanggungjawab terhadap kehilangan hasil pascapanen yang signifikan akibat penyakit pada tempat penyimpanan dan kehilangan bobot karena respirasi dan transpirasi yang berlebihan. Sayangnya, tidak ada laporan tentang gen-gen yang terlibat dalam penyembuhan luka pada ubijalar dan pengetahuan yang lebih mendalam tentang penyembuhan luka akan memfasilitasi perbaikan strategi pemuliaan. Sistim Annealing control primer (ACP) digunakan untuk mengidentifikasi gen-gen yang terekspresi setelah kerusakan akibat skinning (kulit yang terkelupas) dari ubijalar kultivar LA 07-146. Total didapati 70 gen yang terekspresi berbeda (DEG) yang dapat direproduksi. Dari 70 DEG ini, 58 terinduksi dan 12 tereduksi. Empat puluh dua diklon dan dari 250 klon yang disolasi, 119 klon dikirim untuk disekuensing. Dari 119 klon ini, 101 klon sama dengan DEG dari tanaman. Kelompok DEG tersebut mewakili 63 unigen: 19 kontig (sekuens dengan tumpang tindih sekurang-kurangnya 50 nukleotida) dan 44 singleton (tidak dapat dibentuk menjadi kontig). Fungsi anotasi dari DEG menunjukkan gen-gen yang terlibat dalam protein yang berhubungan dengan stress dan pertahanan, penyandian redoks, metabolism, sintesis protein dan lokasi akhir protein, regulasi dan signal transduksi. Perubahan ekspresi gen akibat adanya kerusakan akibat skinning yang berhubungan dengan 18 DEG dipelajari lebih lanjut. Ke-18 DEG ini menyandikan gen-gen yang terlibat dalam respons terhadap stress abiotik, biosintesis lignin dan suberin, regulasi transkripsi dan penyandian. Penelitian tentang ekspresi dari 18 DEG meliputi studi tentang kuantitatif dan semi kuantitatif transkripsi balik rantai reaksi polimerase (q/sq RTPCR) dibagi menjadi tiga kategori: gen dengan respon cepat, gen dengan respon lambat dan gen yang respon tidak beraturan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gen-gen dengan respon cepat umumnya berhubungan dengan stress secara umum, gen-gen dari lintasan biosintesis lignin dan suberin ekspresinya meningkat setelah 8 – 12 jam setelah pelukaan (gen-gen dengan respon lambat). Gen-gen yang lain menunjukkan regulasi ekspresi yang meningkat atau menurun tergantung dari waktu pengambilan sampel setelah terjadi pelukaan yang disengaja. Efek curing dalam meregulasi gen-gen yang terinduksi karena skinning pada gen-gen yang responnya karena stres, pelukaan dan gen-gen yang terlibat dalam sintesis lignin dan suberin juga dipelajari. Curing penting untuk penyembuhan luka dengan merangsang penyembuhan kulit dan mengurangi resiko dari infeksi dan pembusukan yang terjadi setelah panen. Pola ekspresi dari gen-gen yang terlibat dalam stress abiotik (IbELIP3), stres karena pelukaan (gen pra-lignin: IbTAL), lignin biosintesis (IbPAL, IbCCOMT, dan IbCAD), dan suberin (IbExt) diinvestigasi pada kultivar ubijalar resisten (LA 10-70) dan rentan (LA 07-146) terhadap kerusakan karena skinning. Pola ekspresi gen-gen yang terinduksi oleh skinning pada kondisi curing (suhu 28-29.5 oC dengan kelembaban relatif 85-90%) dan tanpa curing (suhu 24 ± 1 oC dengan kelembaban relatif RH 50%) pada kultivar ubijalar resisten (LA 10-70) dan rentan (LA 07-146) dari ubijalar juga diteliti. Tujuannya adalah untuk mempelajari transkripsi untuk mengerti tentang ketahanan terhadap mekanisme kerusakan karena skinning yang berasosiasi dengan biosintesis lignin dan pembentukan suberin pada kedua kultivar. Penelitian ini menunjukkan bahwa gen-gen ini diregulasi secara berbeda pada kultivar resistan dan rentan dari ubijalar dengan perbedaan pada waktu induksi pada kondisi curing. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bukti dari aliran signal tranduksi yang terkordinasi dari gen pada lintasan biosintesis pra- lignin dan lignin. Keseluruhan, penelitian ini mendemonstrasikan perbedaan besar pada toleransi terhadap skinning antara kedua kultivar tersebut disebabkan karena kemampuan kultivar resisten untuk mengatur aktivitas transkripsi yang lengkap antara gen-gen pada lintasan biosintesis pra-lignin dan lignin selama perlakuan skinning, suatu karakteristik yang hanya ditemukan pada kultivar yang resisten. Penelitian curing ini juga menunjukkan regulasi dan ekspresi yang berbeda pada gen-gen pada lintasan biosintesis lignin dan suberin pada kultivar ubijalar yang menunjukkan perbedaan kemampuan untuk menyembuhkan luka yang terjadi pada level paska panen untuk membantu memperbaiki kualitas umbi ubijalar.