Studi Respons Molekuler Keladi Tikus (Typhonium flagelliforme) terhadap Cekaman Abiotik dan Biotik

Haiba, Ziazafa Naswa and Mochamad Nurcholis, STP., MP., Ph. D and Endah Dwi Hartuti, S.Si., Apt., M.Biomed., Ph.D. (2024) Studi Respons Molekuler Keladi Tikus (Typhonium flagelliforme) terhadap Cekaman Abiotik dan Biotik. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Keladi tikus (Typhonium flagelliforme) merupakan tanaman asli yang dapat ditemukan di negara Asia Tenggara termasuk Indonesia. Tanaman ini merupakan tanaman herba yang memiliki berbagai manfaat dan berpotensi sebagai antikanker, antioksidan dan anti inflamasi. Kondisi lingkungan menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan kualitas tanaman obat seperti keladi tikus. Cekaman kekeringan merupakan salah satu cekaman abiotik yang mengancam keladi tikus, di mana tanaman keladi tikus pada umumnya tumbuh liar di tanah yang memiliki kelembaban tinggi. Di samping itu, cekaman abiotik seperti cekaman kutu putih juga dapat mempengaruhi pertumbuhan dan kualitas keladi tikus. Saat tanaman berada di bawah cekaman lingkungan yang tidak menguntungkan, tanaman akan memberikan respons dengan mengaktifkan serangkaian reaksi molekuler. Pada cekaman kekeringan, ekspresi gen APX dan SOD dijadikan sebagai indikator toleransi pada beberapa tanaman terhadap cekaman kekeringan. Sementara pada cekaman kutu putih, gen yang diregulasi atau yang bergantung pada jalur asam jasmonat dan jalur asam salisilat umumnya digunakan untuk mengetahui interaksi antara kedua jalur terhadap serangan kutu putih. Adapun, gen tersebut di antaranya yakni gen PPO dan PAL. Pemahaman molekuler penting diperlukan untuk mengetahui lebih banyak informasi terkait mekanisme pengaturan terhadap respons dan toleransi tanaman di bawah cekaman abiotik dan biotik. Akan tetapi, informasi terkait pengaruh cekaman kekeringan dan kutu terhadap respons molekuler belum tersedia pada tanaman keladi tikus. Pada penelitian ini dilakukan studi molekuler terhadap tingkat ekspresi gen APX1, Mn-SOD terhadap cekaman kekeringan dan ekspresi gen PPO1, dan PAL3 terhadap cekaman kutu menggunakan Quantitative Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). Penelitian ini diawali dengan pemberian cekaman kekeringan pada tingkat yang berbeda menggunakan metode kapasitas lapang (KL) yakni kontrol (KL 100%), cekaman kekeringan sedang (KL 50%), dan berat (KL 25%). Sementara itu, pada cekaman kutu dilakukan terhadap tanaman yang ditumbuhkan di greenhouse dan mendapat serangan kutu putih selama 1 bulan di usia sekitar 3 bulan setelah tanam. Pada penelitian ini juga dilakukan optimasi metode isolasi RNA pada jaringan umbi dan daun serta desain primer untuk qRT-PCR. Hasil dari penelitian ini yakni, metode isolasi RNA berbasis CTAB terbukti efektif untuk jaringan daun dan umbi tanaman keladi tikus. Sementara itu, ekspresi gen APX1 meningkat pada tanaman yang mengalami cekaman kekeringan berat, sedangkan ekspresi gen Mn-SOD menunjukkan variabilitas tergantung pada jenis jaringan dan tingkat cekaman kekeringan. Selain itu, interaksi antagonis terlihat pada ekspresi gen PPO1 dan PAL3 pada tanaman keladi tikus yang diserang oleh kutu putih.

English Abstract

Rodent tuber (Typhonium flagelliforme) is a native plant found in Southeast Asian countries, including Indonesia. This herbaceous plant has various benefits and potential as an anti-cancer, antioxidant, and anti-inflammatory agent. Environmental conditions are one of the factors affecting the growth and quality of medicinal plants like rodent tuber. Drought stress is one of the abiotic stresses that threatens rodent tuber, as the plant typically grows in moist soil. Additionally, abiotic stresses such as whitefly infestation can also affect the growth and quality of rodent tuber. When plants are exposed to unfavorable environmental conditions, they responed by activating a series of molecular reactions. In drought stress, the expression of APX and SOD genes is used as indicators of tolerance in several plants to drought stress. Meanwhile, in mealybugs infestation, genes that are induced or dependent on the jasmonic acid and salicylic acid pathways are generally used to understand the interaction between these pathways in response to mealybugs infestation. These genes include PPO and PAL. Molecular understanding is essential to gain more information about the regulation mechanisms of plant responses and tolerance to abiotic and biotic stresses. However, information regarding the influence of drought and mealybugs stresses on molecular responses is not yet available for rodent tuber. In this study, molecular studies were conducted on the expression levels of APX1, Mn-SOD under drought stress, and the expression of PPO1 and PAL3 under mealybugs infestation using Quantitative Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). This research began with subjecting the plants to drought stress at different levels using the field capacity method (FC), namely control (FC 100%), moderate drought stress (FC 50%), and severe drought stress (FC 25%). Meanwhile, for mealybugs infestation, the study was conducted on plants grown in a greenhouse and subjected to mealybugs infestation for one month at around 3 months after planting. This study also optimized the RNA isolation method for tuber and leaf tissues as well as designed primers for qRTPCR. The results of this study show that the CTAB-based RNA isolation method is effective for leaf and tuber tissues of rodent tuber plants. Furthermore, the expression of APX1 increased in plants subjected to severe drought stress, while the expression of Mn-SOD showed variability depending on the tissue type and drought stress level. Additionally, antagonistic interactions were observed in the expression of PPO1 and PAL3 in rodent tuber plants attacked by mealybugs.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	052410
Uncontrolled Keywords:	Cekaman Kekeringan, Keladi Tikus, Kutu Putih, Studi Molekuler
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	23 Sep 2024 07:17
Last Modified:	23 Sep 2024 07:17
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/225982

Text (DALAM MASA EMBARGO) Ziazafa Naswa Haiba.pdf Restricted to Registered users only Download (10MB)

Actions (login required)

View Item