Judul: Ekspresi Gen-gen Toleran Aluminium dan Gen Perkembangan Akar pada Padi Varietas Hawara Bunar dan Mutannya
Abstrak: Aluminium menjadi salah satu faktor yang menghambat pertumbuhan dan perkembangan akar. Paparan Al menyebabkan akar primer menjadi kerdil dan pembentukan akar lateral terhambat yang dapat menggangu proses penyerapan air dan unsur hara sehingga menurunkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Salah satu cara untuk menanggulangi hal tersebut dengan memanfaatkan galur tanaman yang toleran terhadap cekaman Al. Salah satu padi lokal Indonesia yang diketahui toleran terhadap cekaman Al adalah padi varietas Hawara Bunar. Namun belum diketahui faktor genetik yang menyebabkan sifat toleransi terhadap cekaman Al. Untuk mengidentifikasi peran suatu gen terhadap sifat tertentu pada suatu tanaman dapat menggunakan tanaman mutan. Mutan Hawara Bunar diketahui bersifat sensitif terhadap cekaman Al, sehingga diduga terjadi mutasi pada gen-gen toleran Al pada mutan. Sifat toleransi terhadap cekaman Al pada padi melibatkan banyak gen. Gen B11 merupakan salah satu gen yang diduga berperan dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman Al pada padi Hawara Bunar. Gen-gen lain yang terlibat dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman Al adalah gen ART1 dan OsFRDL4. Gen ART1 berperan meregulasi gen-gen yang berkaitan dengan sifat toleransi terhadap cekaman Al dan gen OsFRDL4 adalah gen yang mengkode transporter untuk sekresi asam sitrat dan ekspresinya diregulasi oleh Al. Karakter lain padi mutan yaitu adanya penurunan kemampuan pertumbuhan akar utama dan akar lateral yang ditumbuhkan pada kondisi pH 5.8 tanpa cekaman Al sehingga diduga juga terjadi mutasi pada gen-gen yang berkaitan dengan pertumbuhan akar, salah satunya yaitu gen OsPIN1a. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan ekspresi gen-gen yang berkaitan dengan sifat toleransi terhadap cekaman Al yaitu gen B11, ART1, dan OsFRDL4, serta gen yang berkaitan dengan perkembangan akar (OsPIN1a) pada padi varietas Hawara Bunar dan mutan. Biji padi varietas Hawara Bunar dan mutan ditumbuhkan pada media kultur hara minimum dengan perlakuan pH 5.8 dan pH 4.0 tanpa cekaman Al serta pH 4.0 dengan cekaman 15 ppm Al selama 72 jam, kemudian dikarakterisasi akar utama yang meliputi root re-growth relatif (RGR), panjang akar relatif (PAR), penghambatan pemanjangan akar (PPA) dan panjang akar utama serta akar lateral (panjang total dan jumlah total akar lateral). Analisis perbandingan ekspresi relatif gen B11, ART1, OsFRDL4, dan OsPIN1a diukur menggunakan teknik qPCR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai root re-growth relatif (RGR), panjang akar relatif (PAR), dan panjang akar utama lebih tinggi pada Hawara Bunar, sedangkan nilai karakter penghambatan pemanjangan akar (PPA) lebih tinggi pada mutan. Selain itu, panjang total dan jumlah total akar lateral pada mutan lebih terhambat dibandingkan Hawara Bunar pada perlakuan cekaman 15 ppm Al. Berdasarkan karakteristik-karakteristik tersebut dapat diketahui bahwa mutan lebih sensitif terhadap cekaman Al dibandingkan Hawara Bunar. Hasil perbandingan ekspresi relatif gen-gen target menunjukkan bahwa ekspresi gen B11, ART1, dan OsPIN1a memiliki pola yang sama pada padi varietas Hawara Bunar dan mutannya sedangkan ekspresi gen OsFRDL4 memiliki pola yang berbeda. Ekspresi gen B11 dan OsPIN1a pada kedua genotipe meningkat ketika dicekam oleh Al, sedangkan ekspresi gen ART1 tidak diregulasi oleh cekaman Al. Ekspresi gen OsFRDL4 pada Hawara Bunar meningkat ketika dicekam oleh Al, sedangkan ekspresi gen OsFRDL4 pada mutan menurun ketika dicekam Al. Penurunan ekspresi gen OsFRDL4 pada mutan menjadi indikator bahwa kemungkinan mutasi pada daerah promotor gen OsFRDL4 yang menjadi faktor perubahan
Keyword: cekaman aluminium, ekspresi gen, Hawara Bunar, mutan