Analisis Level Ekspresi Gen Biosintesis Karotenoid Pada Tanaman Melon (Cucumis melo L. 'Gama Melon Parfum')

KARSO SURYO PUTRO, Prof. Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc.

2024 | Skripsi | BIOLOGI

Pemberian pupuk kalium seperti K2SO4 telah memiliki pengaruh terhadap karakter fenotip kualitas dari banyak buah, salah satunya melon. Banyak penelitian melaporkan bahwa pemberian K2SO4 dapat meningkatkan berbagai karakter fenotip seperti ukuran, berat, soluble solid content, fruit firmness, dan konten karotenoid, terkhusus beta-karoten, pada buah melon. Meskipun demikian, sejauh ini belum ada penelitian yang menelusuri aspek genetik pada tingkat regulasi/ekspresi gen yang berkemungkinan bekerja sebagai mekanisme dibalik peningkatan kualitas buah melon melalui pemupukan kalium tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengisi gap tersebut dengan melakukan analisis ekspresi gen biosintesis karotenoid (CmPSY, CmOR, CmCRTISO, dan CmLCYB) pada buah melon ‘Gama Melon Parfum’ (GMP) yang dihasilkan dari budidaya hidroponik bersistem drip dalam ketiga perlakuan yang berbeda:  K2SO4 secara soluble,  K2SO4  secara foliar, dan kontrol. Analisis ekspresi gen dilakukan melalui RT-qPCR dan data ekspresi dinormalisasi menggunakan metode Pfaffl, dengan CmCYP sebagai gen referensi. Karakter fenotip produktivitas dan kualitas buah juga diukur, termasuk diantaranya adalah keliling vertikal, keliling horizontal, diameter vertikal, diameter horizontal, berat, tebal daging buah, fruit firmness, dan soluble solid content. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa gen CmPSY mengalami upregulation sebanyak dua kali lipat dibanding kontrol pada buah yang diberikan K2SO4 secara foliar (P-value < 0>foliar dapat terjadi melalui modulasi ekspresi gen ini. Di sisi lain, gen CmPSY, CmOR, CmCRTISO, dan CmLCYB mengalami downregulation pada buah GMP yang diberikan  K2SO4  secara soluble. Terlepas hasil ekspresi gen tersebut, semua karakter fenotip produktivitas dan kualitas buah GMP pada tiga perlakuan tidak memiliki perbedaan signifikan (P-value > 0,05).

Many studies have demonstrated that potassium fertiliser, such as K2SO4, can affect the phenotypic quality of numerous fruits, including melons.  Nevertheless, no study has yet investigated the genetic aspects at the gene regulation/expression level that might explain the improvement in melon fruit quality resulting from potassium fertilisation. This study aims to address this gap by analyzing the expression of carotenoid biosynthesis genes (CmPSY, CmOR, CmCRTISO, and CmLCYB) in melon ‘Gama Melon Parfum’ (GMP) fruit produced from drip system hydroponic cultivation. The study was conducted in three different treatments: soluble K2SO4, foliar K2SO4, and control. Gene expression analysis was performed by RT-qPCR and data were normalized using the Pfaffl method, with CmCYP as the reference gene. Phenotypic characteristics of fruit productivity and quality were also evaluated, which include vertical circumference, horizontal circumference, vertical diameter, horizontal diameter, weight, fruit thickness, fruit firmness, and soluble solid content. The results showed that the CmPSY gene exhibited a two-fold upregulation compared to control in foliar treatment group (P-value < 0>CmPSY, CmOR, CmCRTISO, and CmLCYB were downregulated in soluble treatment group. However, all phenotypic characters of GMP fruit productivity and quality in the three treatments did not have significant differences (P-value > 0.05).

Kata Kunci : carotenoid biosynthesis, gene expression, Cucumis melo L., potassium sulfate