Analisis Ekspresi Gen dalam Pembentukan Tiller (Anakan) Padi Hitam (Oryza sativa L.'Cempo Ireng') Overekspresi OsRKD3

ADHESTYA ALFIANI, Dr. Yekti Asih Purwestri, M.Si.; Dr. Tri Rini Nuringtyas, S.Si., M.Sc.

2023 | Tesis | MAGISTER BIOTEKNOLOGI

Padi hitam 'Cempo Ireng' mengandung nutrisi yang bermanfaat bagi kesehatan. Salah satu penelitian mengenai padi hitam 'Cempo Ireng' yaitu overekspresi gen OsRKD3 yang terlibat dalam embriogenesis somatik. Hingga generasi T2, padi ini diketahui menghasilkan jumlah anakan yang lebih banyak dari 'Cempo Ireng' non-transgenik dan menghasilkan anakan aerial. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakter pertumbuhan fenotip padi hitam 'Cempo Ireng' transgenik overekspresi OsRKD3 pada generasi T3, serta mengetahui ekspresi gen terkait anakan yang meliputi FON1 dan OsSPL14. Analisis dilakukan dengan mengamati karakter pertumbuhan fenotip dan anatomis dari nodus dan daun. Analisis ekspresi gen dilakukan dengan qPCR. Hasil analisis menunjukkan 'Cempo Ireng' transgenik generasi T3 memiliki karakter pertumbuhan fenotip yang berbeda dengan 'Cempo Ireng' transgenik yaitu ukuran daun dan tinggi tanaman yang lebih besar, jumlah anakan, percabangan malai, anakan aerial, dan jumlah biji yang lebih banyak, namun fertilitas bunga padi dan berat biji lebih rendah. Pengamatan anatomis menunjukkan 'Cempo Ireng' transgenik dan non-transgenik menghasilkan tunas aerial di atas nodus dengan struktur yang serupa. Ukuran anatomis daun menunjukkan perbedaan dengan ketebalan daun, ketebalan mesofil, dan ukuran berkas pembuluh yang lebih besar pada 'Cempo Ireng' non-transgenik. Analisis ekspresi gen FON1 menunjukkan perbedaan, yaitu fase seedling dan generatif awal 'Cempo Ireng' transgenik menghasilkan ekspresi FON1 yang lebih tinggi dari tanaman non-transgenik, sedangkan pada fase pematangan sebaliknya. Ekspresi gen OsSPL14 menunjukkan perbedaan pada fase seedling. Pada seedling dan fase pematangan, ekspresi OsSPL14 'Cempo Ireng' transgenik cenderung lebih rendah, sedangkan pada fase generatif awal lebih tinggi dari padi hitam 'Cempo Ireng' non-transgenik. Penelitian ini menunjukkan terdapat perbedaan fenotip, ekspresi gen FON1 dan OsSPL14 pada 'Cempo Ireng' transgenik generasi T3.

'Cempo Ireng' black rice contains important nutrients for health. One of 'Cempo Ireng' studies is overexpression of OsRKD3 gene involved in somatic embryogenesis. Until T2 generation, the transgenic rice generated more tiller and produced aerial tillers. This study aims to determine the phenotypic growth characters of 'Cempo Ireng' T3 generation, also to analyse the gene expression related to tillering including FON1 and OsSPL14. Analysis was conducted by observing phenotypic growth characters. Gene expression analysis was carried out by qPCR. The results indicated T3 generation of transgenic 'Cempo Ireng' had differences in phenotypic growth characters compare to nontransgenic plants, including increasing leaf size and plant height, number of tillers, panicle branching, aerial tiller, and number of grains, but spikelet fertility and grain weight decreased. Anatomical characters showed that both rice produced aerial bud on the nodes with a similar structure. Leaf anatomy represented differences in leaf thickness, mesophyll thickness, and vascular bundle size which were larger in nontransgenic rice. Analysis of FON1 gene expression revealed the differences, in which the seedling and early generative phases of transgenic 'Cempo Ireng' increased FON1 expression, whereas in the ripening phase it decreased. The OsSPL14 gene expression resulted significantly difference only in the seedling phase. In the seedling and ripening phases of transgenic plants, the expression of OsSPL14 gene tended to be lower, whilst in the early generative phase it was higher than that of nontransgenic plant. This study concluded that there were differences in phenotype also expression of the FON1 and OsSPL14 genes in the T3 generation of transgenic 'Cempo Ireng'.

Kata Kunci : 'Cempo Ireng', karakter pertumbuhan fenotip, FON1, OsSPL14, anakan padi