Judul: Physiology and Molecular Studies Related to Starch Characters on Cassava (Manihot esculenta Crantz.)
Abstrak: Ubi kayu saat ini memiliki potensi pemanfaatan sangat besar sebagai bahan pangan, pakan, dan industri dengan produk turunan yang beragam. Oleh karena itu perlu didukung dengan penyediaan genotipe ubi kayu yang unggul dari aspek kandungan pati dan produktivitasnya. Ubi kayu umumnya diperbanyak menggunakan stek batang sehingga potensi keragamannya kurang berkembang dengan cepat, peningkatan variasi genetik ubi kayu dapat dilakukan dengan metode persilangan. Pada penelitian ini digunakan materi genetik berupa populasi tanaman ubi kayu yang dihasilkan dari biji penyerbukan terbuka (open pollinated/OP) tanaman generasi M1G4. Penelitian ini mencakup identifikasi karakterisasi panen dan komponen pati pada populasi penyerbukan terbuka untuk memperoleh data profil kualitas umbi, serta percobaan molekuler secara in silico dan identifikasi marka SNP pada gen penting yang terlibat dalam biosintesis pati. Luaran yang diharapkan berupa data karakter hasil dan pati dari populasi OP, sekuens primer gen spesifik untuk analisis situs SNP dan informasi situs SNP pada gen pengendali sintesis pati. Materi yang digunakan pada penelitian ini adalah tanaman dan umbi segar beberapa mutan putatif ubi kayu pada populasi OP, data genom ubi kayu AM560-2 asal Colombia dan KU-50 asal Thailand serta sekuens gen yang diduga sebagai pengendali sintesis pati, dan isolat DNA tanaman ubi kayu genotipe Jame-jame, Ratim, UJ-5, Malang-4, Adira-4, Gajah, dan Manggu. Pengamatan terhadap tanaman OP yang berumur 9 bulan setelah tanam (BST), meliputi keragaan tanaman sebelum panen dan umbi saat panen. Keragaman fenotipe karakter kualitatif meliputi warna korteks batang, warna luar batang, warna pucuk, tipe cabang, tipe leher umbi, bentuk umbi, warna korteks umbi, dan rasa umbi. Pengelompokan populasi berdasarkan karakter kualitatif membentuk dendogram dengan tiga kelompok besar. Sebaran 214 genotipe berdasarkan hubungan bobot umbi per tanaman dengan karakter diameter batang, tinggi tanaman, level percabangan, jumlah umbi, dan tebal korteks umbi menunjukkan terdapat 8 genotipe yang potensial dikembangkan ke tahap pengujian lanjutan menggunakan perbanyakan vegetatif. Teknik in silico dapat digunakan untuk akselerasi pemuliaan tanaman ubi kayu yang mudah dan murah untuk mengidentifikasi gen putatif pada jalur sintesis pati ubi kayu menggunakan data sekuens genom pada basis data bioinformatika. Beberapa gen dipilih berdasarkan aktivitasnya yang diketahui dalam proses biosintesis pati meliputi ERF (ethylene response factor), ethylene, hexose, LEA (late embryogenesis abundant), starch synthase, dan sucrose. Berdasarkan hasil analisis komparasi genom diperoleh informasi terdapat 24 sekuens gen putatif yang terdapat pada genom ubi kayu asal Colombia dan Thailand namun terdapat dua sekuens putatif yang hanya ditemukan pada genom Colombia yaitu sekuens putatif gen Lea14-A-like dan SS4-isoform X1. Sebanyak 14 gen putatif yang teridentifikasi, memiliki peran dalam proses biologis dan fungsi molekuler dan lokasinya tersebar pada 12 koromosom yaitu pada kromosom LG 01, LG 02, LG 03, LG 04, LG 05, LG 08, LG 09, LG 11, LG 14, LG 15, LG 16, dan LG 18. Berdasarkan peran masing-masing gen terpilih gen GBSS1 dan Lea yang diduga mengendalikan proses biosintesis pati. Gen putatif ini dapat dijadikan sebagai acuan analisis marka molekuler dan analisis ekspresi gen untuk akselerasi program pemuliaan ubi kayu melalui teknik pengeditan gen spesifik sehingga lebih efisien dari segi waktu dan biaya. Selanjutnya terpilih gen GBSS1 dan Lea yang diduga berkaitan erat terkait kualitas pati yang dihasilkan, kemudian di susun
Keyword: bioinformatics, characterization, comparative study, molecular marker, true cassava seeds (TCS)