ANALISIS EKSPRESI FAMILI GEN KETAHANAN PENYAKIT HAWAR DAUN BAKTERI PADA PADI (Oryza sativa L.) HITAM FASE REPRODUKTIF

SUTRISNO, Dr. Yekti Asih Purwestri, S.Si., M.Si.;Dr. Tri Joko, S.P., M.Sc.

2018 | Tesis | MAGISTER BIOLOGI

Padi hitam mulai popular dikonsumsi oleh masyarakat sebagai bahan pangan seiring dengan peningkatan kesadaran masyarakat akan pentingnya mengkonsumsi pangan penunjang kesehatan. Namun demikian tanaman padi hitam memiliki suatu faktor pembatas produksinya yaitu penyakit hawar daun bakteri (HDB) yang disebabkan oleh Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Pengembangan kultivar tahan memerlukan informasi mengenai ekspresi gen ketahanan yang diantaranya adalah gen xa5, Xa10, Xa21, dan RPP13-like. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis ekspresi gen ketahanan yaitu xa5, Xa10, Xa21, dan RPP13-like pada padi hitam kultivar Cempo ireng fase reproduktif. Penelitian ini menggunakan padi hitam kultivar Cempo ireng sebagai tanaman perlakuan dan padi putih kultivar IR64 dan Java14 sebagai tanaman kontrol. Metode penelitian ini meliputi penanaman padi, inokulasi Xoo, uji ketahanan HDB, pengambilan sampel, isolasi RNA total, kuantifikasi konsentrasi dan kemurnian RNA, sintesis cDNA, uji kualitas cDNA, quantitative Realtime PCR, dan sekuensing DNA. Hasil penelitian menunjukkan kultivar padi hitam Cempo Ireng mempunyai tingkat ketahanan yang paling baik dibandingkan kultivar yang lain, yaitu dengan nilai intensitas penyakit (IP) 15,93% dan nilai AUDPC sebesar 85,55. Berdasarkan uji ANOVA dan uji Duncan, nilai IP dan AUDPC pada semua perlakuan dan interaksi antara kultivar dan minggu pengamatan mempunyai perbedaan yang nyata pada setiap kultivar padi. Kultivar padi hitam Cempo ireng menunjukkan fenotipe tahan terhadap penyakit HDB dan dapat mengekspresikan gen ketahanan xa5, Xa10, Xa21, dan RPP13-like. Ekspresi gen xa5, Xa10, dan Xa21 bersifat up-regulated sedangkan ekspresi gen RPP13-like bersifat down-regulated setelah inokulasi Xoo. Hasil sekuensing mengkonfirmasi bahwa empat gen R yang dianalisis adalah xa5, Xa10, Xa21, dan RPP13-like.

Black rice strarted to be consumed by society due to the increase of public awareness of the healthy food consumption. However, black rice plants have a production limiting factor namely bacterial leaf blight disease (BLB) caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). The use of BLB resistant cultivars is considered effective in controlling the disease. The development of resistant cultivars requires information on resistance gene expression including xa5, Xa10, Xa21, and RPP13-like genes. The purpose of this study was to analyze the expression of resistance genes, included xa5, Xa10, Xa21, and RPP13-like in black rice of Cempo ireng cultivar at reproductive stage. This study used black rice of Cempo ireng cultivar as treatment plant and white rice of IR64 and Java14 cultivars as the control plants. Methods of this research included rice cultivation, Xoo inoculation, BLB phenotypic assay, leaf sampling, total RNA isolation, quantification of RNA, cDNA synthesis, cDNA quality test, quantitative Realtime PCR, and DNA sequencing. The results showed that Cempo ireng cultivar had the best phenotype of BLB resistance compared to the other cultivars with disease intensity and AUDPC value were 15.93% and 85.55 respectively. Based on the ANOVA and Duncan test, the disease intensity and AUDPC value had significant differences in each cultivar. Cempo ireng expressed xa5, Xa10, Xa21, and RPP13-like genes. The gene expression of xa5, Xa10, and Xa21 was up-regulated whereas RPP13-like gene expression was down-regulated after Xoo inoculation. The sequencing results confirmed that the four analyzed resistance genes were xa5, Xa10, Xa21, and RPP13-like.

Kata Kunci : Ekspresi gen, gen ketahanan, penyakit hawar daun bakteri, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, padi hitam.