Judul: Expression of Candidate Genes Encoding Pectin Degradation Enzymes in Ripening Process of Pepper Fruits (Capsicum annuum L.)
Abstrak: Buah cabai matang rentan terhadap pelunakan ketika pascapanen. Pelunakan buah terjadi secara alami karena proses pematangan yang melibatkan degradasi berbagai komponen dinding sel, khususnya pektin, oleh banyak enzim. Berbagai penelitian telah melaporkan kandidat gen yang diduga berperan dalam proses pematangan buah pada beberapa varietas cabai yaitu polygalacturonase (PG), pectinesterase2 (PE2), polygalacturonase inhibiting protein (PIP), betagalactosidase (BG), ripening inhibitor (RIN), dan expansin1 (EXP1). Hal tersebut menunjukkan bahwa kompleks multigen mengatur mekanisme pematangan dan pelunakan buah cabai. Penelitian sebelumnya menunjukan bahwa cabai SSP memiliki kemampuan daya simpan yang lebih baik dibandingkan cabai varietas lokal lainnya yaitu Princess dan Kopay. Hal ini dibuktikan dengan tingkat persentase susut bobot buah yang rendah pada buah cabai SSP dibandingkan varietas uji lainnya. Sebagai varietas dengan sifat ketahanan daya simpan yang tinggi, cabai SSP dapat digunakan sebagai objek untuk mengungkap informasi mengenai regulasi molekuler terkait degradasi pektin, sebagai upaya untuk memahami proses pematangan buah cabai secara molekuler. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil ekspresi dari kandidat gen penyandi enzim yang terlibat dalam metabolisme pektin dan mengukur konsentrasi pektin pada buah cabai hijau dan merah. Preparasi sampel dilakukan dengan pemanenan buah matang hijau dan buah merah dari tiga varietas cabai Indonesia, yaitu Kopay dengan Laris (cabai tidak tahan simpan), dan SSP (cabai tahan simpan). Masing-masing buah dipanen pada waktu 35 dan 55 hari setelah antesis. Metode penelitian ini terdiri dari tiga bagian: (1) analisis bioinformatik untuk memperoleh informasi sekuen gen target dan housekeeping gene dengan database Sol Genomics Network. Sekuen yang dipilih, dilanjutkan ketahap perancangan primer dengan aplikasi Primer3. (2) analisis ekspresi gen. Sampel buah segar diekstraksi untuk memperoleh RNA total. Sepuluh kandidat gen: pectinesterase1 (PE1), pectinesterase2 (PE2), pectate lyase (PL), pepper beta-galactosidase1 (PBG1), beta-galactosidase (BG), polygalacturonase (PG), pepper polygalacturonase1 (PPG1), polygalacturonase inhibiting protein (PIP), ripening inhibitor (RIN), dan expansin (EXP1) dianalisis ekspresinya dengan menggunakan quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR). Tiga housekeeping gene (HKG) yaitu GAPDH (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase), UB (ubiquitin), dan TUB (alpha-tubulin) diseleksi untuk memperoleh HKG ideal yang kemudian digunakan sebagai gen penormalisasi dalam analisis ekspresi gen. (3) analisis kandungan pektin. Buah cabai beku diekstraksi dan dikering bekukan. Ekstrak pektin kering beku diukur menggunakan kit pectin identification assay dari Megazyme. Pada penelitian sebelumnya, SSP menunjukkan keterlambatan pelunakan buah pascapanen. Tingkat persentase susut bobot buah cabai pascapanen adalah indikator yang menunjukan perbedaan antara buah cabai tahan simpan dengan viii buah cabai tidak tahan simpan pascapanen. Berdasarkan hasil pengamatan persentase susut bobot buah mengungkapkan bahwa cabai SSP memiliki tingkat ketahanan daya simpan yang lebih baik dibandingkan dengan cabai varietas pembanding lainnya, yaitu Kopay (78,97%) dan Laris (76,87%) dengan ditandai persentase susut bobot buah yang signifikan lebih tinggi dibandingkan SSP (49,57%). HKG GAPDH digunakan untuk menormalisasi nilai ekspresi dari kandidat gen. Berdasarkan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gen PG, PPG1, PE2, PIP, EXP1, RIN, BG, dan PBG1 mengalami peningkatan ekspresi pada pematangan buah merah diketiga varietas yang diuji. Terdapat empat gen yang memiliki regulasi ekspresi yang membedakan antara kelompok cabai tahan simpan (SSP) dan kelompok cabai tidak tahan simpan (Kopay dan Laris) yaitu PG, PE2, PIP, dan BG. Analisis pektin menunjukan bahwa kandungan pektin tetap pada tingkat yang sama
Keyword: fruit softening, gene expression, pectin analysis, pectin degrading enzymes, pepper fruits