Isolasi Dan Karakterisasi Gen VANDA ORCHID HOMEOBOX 1 (VOH1) Dari Vanda tricolor var. suavis Lindl. forma Merapi

VIANTIUS RUBEN, Prof. Dr. Endang Semiarti, M.S., M.Sc.

2021 | Skripsi | S1 BIOLOGI

Vanda tricolor var. suavis Lindl. forma Merapi merupakan salah satu spesies anggrek penting di Indonesia. Namun, populasi anggrek ini terus menurun dan terancam punah akibat bencana alam dan penggundulan hutan di habitat aslinya. Oleh karena itu, diperlukan strategi perbanyakan massal tanaman ini sebagai upaya konservasi, baik secara in situ maupun ex situ. Perbanyakan massal dengan metode kultur in vitro dapat mendukung konservasi ex situ dan in situ. Kultur in vitro selain meningkatkan efektivitas propagasi, juga dapat membuka peluang bagi transformasi genetik untuk diterapkan pada tanaman. Aplikasi teknik transformasi genetik untuk konservasi membutuhkan penelitian tentang gen kunci pembentuk meristem ujung batang (MUB), salah satu gen kunci tersebut adalah gen homeobox. Pertumbuhan pucuk tanaman dimulai dengan aktivasi gen homeobox pada MUB, yang kemudian akan mengaktivasi gen-gen lain untuk mengatur pertumbuhan sel-sel meristem apikal membentuk organ/tunas. Informasi tentang sekuen gen homeobox pada V. tricolor sangat diperlukan untuk menginduksi pertumbuhan tunas yang optimal. Sebelum ini telah dilakukan isolasi dan karakterisasi beberapa gen homeobox anggrek yaitu Dendrobium Orchid Homeobox1 (DOH1) dari Dendrobium dan Phalaenopsis Orchid Homeobox1 (POH1) dari Phalaenopsis. Berdasarkan informasi tersebut perlu dilakukan isolasi dan analisis gen homeobox dari V. tricolor. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan menganalisis gen homeobox homolog pada V. tricolor dengan primer yang didesain dari sekuens gen DOH1 dan POH1. Metode penelitian meliputi: 1) Isolasi genom DNA V. tricolor; 2) Amplifikasi gDNA V. tricolor dengan primer degeneratif Deg DOH1 dan Deg POH1; 3) Analisis fragmen DNA hasil PCR dengan Gel Elektroforesis; 4) Analisis sekuen fragmen DNA hasil PCR. Upaya amplifikasi gen homeobox menghasilkan 4 amplikon dengan ukuran 900, 300, dan 200 dari primer POH1, dan 175 bp dari primer DOH1. Hasil analisis terhadap amplikon-amplikon tersebut menunjukkan tingkat similaritas sebesar 77.27% dengan DOH1 serta 38.8% untuk amplikon berukuran 200 bp dan 41.2% untuk amplikon berukuran 300 bp dengan POH1. Tingkat similaritas terhadap DOH1 yang tinggi mengindikasikan bahwa fragmen DNA tersebut memiliki homologi yang tinggi dengan gen kunci pertumbuhan tunas pada anggrek V. tricolor, sehingga disebut VOH1.

Vanda tricolor var. suavis Lindl. forma Merapi is one of the important orchid species in Indonesia. However, the population of this orchid continues to decline and is threatened with extinction due to natural disasters and deforestation in its natural habitat. Therefore, a strategy is needed for mass propagation of this plant as a conservation effort, both in situ and ex situ. Mass propagation through in vitro culture methods can support ex situ and in situ conservation. In vitro culture in addition to increasing the effectiveness of propagation, can also open up opportunities for genetic transformation to be applied to plants. The application of genetic transformation techniques for conservation requires research on key genes, one of the key genes is homeobox gene. The growth of plant shoots begins with the activation of the homeobox gene in the shoot apical meristem (SAM), which then activates other genes to regulate the growth of apical meristem cells to form organs/shoots. Information on homeobox gene sequences in V. tricolor is required to induce optimal shoot growth. Previously, several orchid homeobox genes had been isolated and characterized, namely Dendrobium Orchid Homeobox1 (DOH1) from Dendrobium and Phalaenopsis Orchid Homeobox1 (POH1) from Phalaenopsis. Based on this information, the homeobox gene was isolated and analyzed from V. tricolor orchid. Efforts to amplify the homeobox gene resulted in 4 amplicons with sizes of 900, 300, and 200 from POH1 primer and 175 bp from DOH1 primer. The results of the analysis of these amplicons showed a similarity level of 77.27% for 175bp amplicons with DOH1 and 38.8% for 200 bp amplicons and 41.2% for 300 bp amplicons with POH1. The high level of similarity to DOH1 indicated that the DNA fragment has a high homology to the key gene DOH1, therefore, the fragment can be referred to as VOH1 gene in V. tricolor orchids.

Kata Kunci : Homologous Gene, Homeobox Gene, Vanda tricolor, Vanda Orchid Homeobox1