Pengembangan Marka Molekuler Berdasarkan Variasi Nukleotida Di 6 Phosphofructokinase-2 Dan Glucose-6-Phosphatase-Phosphate Translocator Pada Padi Japonica
No Thumbnail Available
Date
2018-12-01
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
Abstract
Abstrak
6-phosphofructokinase-2 (PFK2) merupakan protein yang terlibat dalam jalur fosforilasi dalam biosintesispati dan diduga berkontribusi terhadap sifat fisiko-kimia yang menentukan mutu rasa beras.Glucose-6-phosphatase/phosphate translocator (GPT) diduga terlibat dalam tahap perkecambahan, perkembangan polen dan kantong embrio, serta pemasakan biji pada tanaman padi.Studi lebih lanjut sangat dibutuhkan terhadap gen-gen pada posisi QTL terkait mutu rasa terutamaPFK2 dan GPT pada padi japonica.Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis variasi genetik varietas padi japonica berdasarkan gen PFK2 dan GPT, serta memverifikasi marka molekuler hasil pengembangannya. Sebanyak 22 varietas padi japonica diamplifikasi menggunakan primer STS pada sekuen parsial PFK2 dan GPT, kemudiansekuennya disejajarkan dengan kultivar rujukan dan dikembangkan marka molekulernya berdasarkan varian terpilih. Sejumlah SNP diidentifikasi pada PFK2 dan GPT. SNP G/A di 158 bp pada PFK2 dan 602 bp pada GPT menunjukkan variasi genetik pada varietas padi japonica dan didesain primernya yaitu PFruc1/EcoRI dan G6P1/Alw26 masing-masing untuk PFK2 dan GPT. Analisis filogenetik menunjukkan bahwa tanpa mempertimbangkan asal varietas, 3 klaster utama dibentuk yang terdiri dari 2 (klaster I), 5 (klaster II) dan 15 varietas (klaster III).Varietas pada klaster III dicirikan dengan alel A baik pada PFK2 maupun GPT. Hasil analisis filogenetik juga membuktikan bahwa alel spesifik yang hanya ditemukan pada varietas tertentu berpengaruh terhadap jarak genetik yang berimplikasi pada kedekatan antara varietas padi japonica. Secara umum variasi genetik dan marka molekuler yang dikembangkan untuk gen PFK2 dan GPT akan bermanfaat sebagai informasi dasar program pemuliaan padi tidak hanya japonica namun juga subspesies lainnya dan penting untuk evaluasi plasma nutfah padi.
Abstract
6-phosphofructokinase-2 (PFK2), a protein involved in the phosphorylation pathway of starch biosynthesis and allegedly contributes to physicochemical properties, determining eating quality of rice. Glucose-6-phosphatase/phosphate translocator (GPT) is allegedly involved in seedling phase, pollen and embryo sac development and ripening of rice seed. Further study of these genes within the QTLs related to eating quality, particularly, PFK2 and GPT on japonica rice is needed. This study aimed at analyzing the genetic variation of japonica rice varieties based on PFK2 and GPT, and verifying the molecular markers developed. A total of 22 japonica varieties was amplified using STS primers for partial sequences ofPFK2 and GPT, aligned their resulting sequences with the reference cultivar and developed molecular markers for selected variants. A number of SNPs were identified on PFK2 and GPT. SNP G/A at 158 bp on PFK2and 602 bp on GPT showed variation among japonica rice varieties, consequently we developed the corresponding markers namelyPFruc1/EcoRI and G6P1/Alw26, respectively. Phylogenetic analysis showed that regardless of the variety origin, three main clusters were generated and consisted of two (cluster I), five (clusterII) and fifteen varieties (cluster III). Varieties on cluster III were characterized by allele A both in PFK2 and GPT.Furthermore, the phylogenetic tree proved that specific alleles only found in certain varieties influenced the different genetic distance that implied for the relatedness among japonica rice varieties. Taken together, genetic variation and molecular markers developed for PFK2 and GPT genes will be useful as basic information for not only japonica rice breeding but also other subspecies and is important for evaluation of rice germplasm.
Description
15 p.; ills.; tab.