Analisis Variasi Genetik Berdasarkan Parsial Sekuen Gen Rbcl Cpdna Dan Kadar Antosianin Empat Varietas Padi Beras Hitam (Oryza Sativa L.) Lokal Indonesia.

Basith, Abdul (2015) Analisis Variasi Genetik Berdasarkan Parsial Sekuen Gen Rbcl Cpdna Dan Kadar Antosianin Empat Varietas Padi Beras Hitam (Oryza Sativa L.) Lokal Indonesia. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Padi beras hitam (Oryza sativa L.) varietas Toraja (Sulawesi Selatan), Cempo Ireng (Yogyakarta), Wojalaka (Nusa Tenggara Timur), dan Manggarai (Nusa Tenggara Timur) merupakan empat varietas padi beras hitam lokal di Indonesia yang belum banyak dikaji potensinya sebagai pangan fungsional. Salah satu potensi padi beras hitam adalah keberadaan kandungan antosianin yang mempunyai peranan sebagai antioksidan. Berdasarkan pada kepekatan warnanya, beras hitam diduga mengandung lebih banyak pigmen antosianin dibandingkan beras merah dan beras putih sehingga lebih berpotensi sebagai pangan fungsional. Sejumlah karakter morfologi dan produktivitas pada empat varietas padi beras hitam tersebut telah dikaji pada penelitian Shinta (2014), namun hingga saat ini belum ada informasi tentang karakter molekuler dan kadar antosianinnya. Variasi genetik pada penelitian ini dianalisis berdasarkan parsial sekuen gen rbcL cpDNA. Pemilihan gen barcode rbcL pada cpDNA disebabkan karena jumlah subtitusi nukleotida yang lebih tinggi dibandingkan dengan genom DNA mitokondria (mtDNA), selain itu cpDNA pada sebagian besar spesies tanaman diturunkan secara uniparental sehingga memudahkan untuk kajian evolusioner. Peranan gen rbcL yang mengkode protein RuBisCO diduga menyebabkan sekuen gen ini memiliki tingkat mutasi yang rendah dibandingkan dengan gen barcode lain sehingga memberikan keuntungan untuk analisis variasi genetik intraspesies. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui variasi gen rbcL dan mengetahui perbedaan kadar antosianin pada empat varietas padi beras hitam. Sampel pengujian variasi sekuen gen rbcL berupa daun padi beras hitam usia enam minggu setelah tanam. Sampel pengujian kadar antosianin berupa beras hitam koleksi Dr. Endang Arisoesilaningsih (Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya) yang didapatkan dari petani lokal masing-masing daerah. Metode penelitian terdiri dari dua bagian utama, yaitu metode analisis variasi parsial sekuen gen rbcL dan kadar antosianin. Analisis variasi gen rbcL diawali dengan ekstraksi DNA genom dengan Wizard® Genomic DNA Purification Kit (Promega Corporation), pengujian kemurnian dan konsentrasi DNA genom secara kualitatif menggunakan elektroforesis gel agarosa 1% dan kuantitatif menggunakan UV-Vis spektrofotometer Nanodrop 2000, amplifikasi parsial sekuen gen rbcL dengan primer universal rbcLa-F (5`-ATGTCACCACAAACAGAGACTAAAGC-3`) dan rbcL-724R (5`-TC GCATGTACCTGC ii AGTAGC-3`) dengan teknik PCR, pengurutan (sequencing) nukleotida gen rbcL dengan jasa 1st BASE (Selangor, Malaysia), penjajaran (alignment), dan analisis similaritas dengan teknik UPGMA. Program yang digunakan adalah sequence scanner untuk pembacaan parsial sekuen gen rbcL, penjajaran dan konstruksi dendogram UPGMA dengan program MEGA 5.03. Rancangan penelitian untuk pengujian kadar antosianin adalah rancangan acak kelompok (RAK) dengan varietas sebagai kelompok dan lima ulangan. Analisis kadar antosianin diawali dengan ekstraksi antosianin dari sampel beras hitam dan pengujian kadar antosianin dengan UV-Vis spektrofotometer. Data kadar antosianin ditabulasi menggunakan software Microsoft Excel 2010. Perbedaan kadar antosianin diuji dengan uji statistik menggunakan software IBM SPSS 22.0 for windows. Hasil penelitian menunjukkan bahwa DNA genom empat varietas padi beras hitam berhasil diekstraksi dengan konsentrasi DNA genom yang relatif tinggi. Parsial sekuen gen rbcL telah berhasil diamplifikasi pada empat varietas padi beras hitam dengan panjang sekuen sekitar 600 bp. Fenogram UPGMA dikonstruksi berdasarkan sekuen berkualitas baik sepanjang 487 bp. Jarak genetik terjauh terdapat pada varietas Wojalaka dan Manggarai yaitu masing-masing 0.019. Varietas Toraja dan Cempo Ireng mengelompok dalam satu nodus dengan jarak genetik 0.04. Terdapat 14 titik basa nukleotida yang mengalami mutasi. Variasi nukleotida tunggal (singletone) terdapat pada posisi urutan basa nukleotida 131, 174, 206, 212, 216, 220, dan 419, sedangkan situs parsimony informative terdapat pada posisi urutan basa nukleotida 35, 128, 154, 162, 296, 424, dan 440. Hasil uji asumsi pada data kadar antosianin empat varietas padi beras hitam menunjukkan bahwa data yang terkumpul terdistribusi yang normal namun tidak homogen. Berdasarkan uji asumsi tersebut, uji beda menggunakan uji statistik non parametrik Kruskal-Wallis Test dengan taraf signifikansi 0.05, jika terdapat perbedaan signifikan dilakukakan uji lanjut Games-Howell. Berdasarkan pada uji beda dapat disimpulkan adanya perbedaan yang sangat signifikan kadar antosianin pada empat varietas padi beras hitam. Secara berturut-turut kadar antosianin varietas padi beras hitam dari yang tertinggi hingga terendah adalah varietas Manggarai dengan rata-rata kadar antosianin 1508.89 ppm, varietas Cempo Ireng dengan rata-rata kadar antosianin 734.86 ppm, varietas Wojalaka dengan rata-rata kadar antosianin 435.38 ppm, dan varietas Toraja dengan rata-rata kadar antosianin 117.2 ppm..

English Abstract

Black rice (Oryza sativa L.) varieties of Toraja (South Sulawesi), Cempo Ireng (Yogyakarta), Wojalaka (East Nusa Tenggara), and Manggarai (East Nusa Tenggara) is four of local black rice rice varieties in Indonesia which have not been much studied for its potential as a functional food. One of potential of rice black rice is presence of anthocyanin content that have role as an antioxidant. Based on its color, black rice allegedly containing more much pigment rice anthocyanin than red and white grain so that is more potent as functional food. Some character of morphology and productivity of four black rice varieties has been assessed in Shinta (2014) research concent. But until now re is no information about character of its molecular and anthocyanin level. Genetic variation in this research analysis based on partial sequence of a gene rbcL cpDNA. Selection of barcode gene rbcL in cpDNA was caused because number of nucleotide substitution that is higher than genome of mitochondrial DNA (mtDNA), in addition cpDNA in most species of plants is uniparental heritable in order to facilitate to study of evolutionary. role of rbcL gene that codes RuBisCO protein is thought to cause this gene sequences have low mutation rate when compared to ano r barcode gene that give an advantage to an analysis of intraspecies genetic variation. purpose of this research is to know variations of genes rbcL and difference levels of anthocyanin on four rice black rice varieties. Sample testing of rbcL gene sequence variation of rice black rice leaf age six weeks after planting. Sample testing of anthocyanin content of black rice is collection of Dr. Endang Arisoesilaningsih (Biology Department, Brawijaya University) which was obtained from local farmers of each region. Research methodology consisting of two main parts, method for analysis variation of rbcL partial gene sequence and anthocyanin level. Analysis of a rbcL partial gene sequence variation was preceded by extraction of dna genome with Wizard® Genomic DNA Purification Kit (Promega Corporation), testing DNA genome purity and concentration in a qualitative manner using 1% agarose gel electrophoresis and a quantitative manner using UV-Vus Spectrophotometer Nanodrop 2000, amplification of rbcL partial gene sequence with universal primer of rbcLa-F (5`-ATGTCACCACAAACAGAGACTAAAGC-3`) and rbcL-724R (5`-TCGCATGTACCTGC AGTAGC-3`) using PCR, sequencing of rbcL partial gene sequence using service of 1st BASE (Selangor, Malaysia), sequences alignment, and similarity iv analysis using UPGMA method. A program used to read rbcL partial gene sequence is Scanner Sequence version 1.0 and construct UPGMA dendogram using MEGA 5.03. Research design for testing anthocyanin level is using Randomly Block Design (RBD) with varieties as a group and 5 replication. analysis of anthocyanin level begins with extraction of anthocyanin from four varieties black rice sample and n testing anthocyanin level using UV-Vis spectrophotometer. data were tabulated with MS Excell 2010 software and statistic analysis using IBM SPSS version 22.0 software. results showed that genomic DNA of four varieties of black rice was successfully extracted with relatively high concentrations. Partial rbcL gene sequence has been successfully amplified from four black rice rice varieties with long sequences of about 600 bp. Fenogram UPGMA constructed based on sequence of good quality throughout 487 bp. Genetic distance fur st varieties found in Manggarai Wojalaka and 0.019 respectively. Varieties Toraja and Cempo Ireng clumped in one node with genetic distances 0.04. re are 14 point mutated nucleotide bases. Single nucleotide variations (singletone) contained in nucleotide sequences of positions 131, 174, 206, 212, 216, 220, and 419, whereas parsimony informative sites are in position of nucleotide sequences of 35, 128, 154, 162, 296, 424, and 440. Assumption test of anthocyanin level data of four black rice varietis shows that data collected have normal distribution but not homogeneous. Based on se assumptions, next analysis is using non-parametric statistical test of Kruskal-Wallis Test with significance level 0.05, followed with Games Howell. Based on statistical test can be inferred existence of a difference that is very significant levels of anthocyanin on four black rice varieties. Respectively anthocyanin content varieties of rice black rice than highest to lowest are Manggarai variety with an average levels of anthocyanin 1508.89 ppm, Cempo Ireng variety with an average levels of anthocyanin 734.86 ppm, Wojalaka variety with an average levels of anthocyanin 435.38 ppm, and Toraja variety with an average levels of anthocyanin 117.2 ppm.

Item Type: Thesis (Magister)
Identification Number: TES/633.18/BAS/a/2015/041502316
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 633 Field and plantation crops > 633.1 Cereals
Divisions: S2/S3 > Magister Biologi, Fakultas MIPA
Depositing User: Endang Susworini
Date Deposited: 22 May 2015 14:15
Last Modified: 22 May 2015 14:15
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/158929
Full text not available from this repository.

Actions (login required)

View Item View Item