Karakterisasi dan Pola Ekspresi Gen Flowering Locus T1 (FT1) pada Ubi Kayu (Manihot esculenta)

Yemima Viktory Utomo, Dr. Yekti Asih Purwestri, S.Si., M.Si.;Dr. Tri Rini Nuringtyas, S.Si., M.Sc.

2024 | Tesis | S2 Bioteknologi

Ubi kayu, sebagai tanaman pangan alternatif yang kaya akan pati, berperan dalam diversifikasi sumber bahan pokok. Inisiasi pembungaan merupakan tahap krusial dalam siklus hidup tanaman, peralihan fase pertumbuhan vegetatif menjadi reproduktif. Gen FT memiliki peranan sentral dalam mengatur regulasi waktu berbunga, menjadi fokus utama dalam pemahaman mekanisme ini. Penelitian ini bertujuan untuk karakterisasi gen MeFT1 tanaman ubi kayu sebagai langkah awal pemuliaan tanaman dengan pendekatan molekuler, dan memeriksa pola ekspresi FT ubi kayu secara parsial dan diurnal. Metode karakterisasi melibatkan isolasi gDNA daun ubi kayu 6 varietas ubi kayu yaitu, varietas Gajah, Ketan, Rengganis, Palembang, Malang, dan Adira, amplifikasi PCR, dan sekuensing DNA Sanger. RNA diisolasi dari organ daun muda dan tua varietas ubi kayu Malang dan Adira pada berbagai waktu (8:00, 12:00, 16:00, 20:00), serta tahap q-PCR gen target FT dan 18S gene reference dilakukan untuk melihat pola ekspresi gen FT. Perhitungan ekspresi gen relatif menggunakan metode Livac. Konstruksi pohon filogenetik menampilkan enam varietas ubi kayu berkerabat dekat dengan MeFT1. Varietas ubi kayu yang diisolasi tergabung pada Clade FT, berkaitan dengan peran florigen FT sebagai aktivator dan pembentukan organ penyimpanan. Gen FT1 ditemukan terekspresi pada daun dewasa di pagi hari. Faktor internal dan eksternal memainkan peran dalam mengatur waktu pembungaan. Penemuan ini memberikan pemahaman lebih lanjut terhadap regulasi pembungaan pada ubi kayu.

Cassava, an alternative food crop rich in starch, plays a role in diversifying staple food sources. Flowering initiation is a crucial stage in the plant life cycle, transitioning from the vegetative to the reproductive growth phase. FT gene is central in regulating flowering time and has become the main focus of understanding this mechanism. This study aims to characterize MeFT1 gene of cassava plants as the first step of plant breeding with a molecular approach and examine cassava FT's partial and diurnal expression patterns. The characterization method involved the isolation of gDNA of cassava leaves of 6 cassava varieties, namely, Gajah, Ketan, Rengganis, Palembang, Malang, and Adira varieties, PCR amplification, and Sanger DNA sequencing. RNA was isolated from young and old leaf organs of Malang and Adira cassava varieties at various times (8:00, 12:00, 16:00, 20:00), and the q-PCR stage of the FT target gene and 18S gene reference was carried out to see the FT gene expression pattern. Relative gene expression was calculated using the Livac method. Phylogenetic tree construction revealed six cassava varieties closely related to MeFT1. The isolated cassava varieties belonged to the FT Clade and were related to the role of FT florigen as an activator and the formation of storage organs. The FT1 gene was found to be expressed in mature leaves in the morning. Internal and external cues play a role in regulating flowering time. This discovery provides a further understanding of flowering regulation in cassava.

Kata Kunci : Cassava, FT, Filogenetic, Sequencing, Gene expression