Ekspresi Gen Penyandi Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL) Cabai (Capsicum annuum) Sebagai Respons Terhadap Fusarium oxysporum

Yulita Wiwik Irana Dewi, Rejeki Siti Ferniah, Sri Pujiyanto


Abstract


Tanaman cabai (Capsicum annuum) merupakan salah satu sektor pertanian terbesar di Indonesia. Tanaman cabai banyak dibudidayakan oleh masyarakat di Indonesia sampai produksinya diekspor ke luar negeri. Namun pada tahun 2015 produksi cabai di Indonesia mengalami penurunan dibandingkan tahun-tahun sebelumnya. Penurunan produksi cabai di Indonesia disebabkan karena adanya serangan organisme pengganggu tanaman salah satunya adalah Fusarium oxysporum yang menyebabkan terjadinya penyakit rebah tanaman. Fusarium oxysporum adalah jamur yang berada di tanah, dan beberapa strain F. oxysporum bersifat patogen terhadap tanaman dan bersifat sulit dikendalikan. PAL adalah enzim yang mengkatalis perubahan phenilalanin menjadi ammonia dan trans-sinamat yang merespon tekanan biotik dan abiotik seperti patogen, UV radiasi, dan suhu rendah. Tujuan dari penelitian ini yaitu, untuk mengetahui ekspresi gen penyandi Phenylalanin Ammonia Lyase (PAL) pada cabai (Capsicum annuum) sebagai respons terhadap Fusarium oxysporum. Metode dari penelitian ini meliputi penanaman dan pemeliharaan tanaman, inokulasi F. oxysporum ke tanaman cabai, isolasi RNA daun cabai, analisis ekspresi gen PAL dengan menggunakan qRT-PCR dan analisis data. Hasil dari penelitian ini adalah ekspresi gen PAL pada jam ke-6 terekspresi sedikit lebih tinggi daripada kontrol dan mengalami penurunan pada jam ke-48 dan ke-96. Penelitian ini dapat disimpulkan bahwa tidak ada peningkatan ekspresi gen penyandi Phenilalanine Ammonia Lyase pada daun tanaman cabai (Capsicum annuum) sampai dengan 96 jam setelah inokulasi.


Full Text:

PDF

References


Agrawal, S. (2008). Techniques in Molecular Biology. Lucknow: International Book Distributing Co.

Agrios, G.N.(1988). Plant Pathology. 3rd ed. Academic Press Inc. San Diego, California.

Ali, M. (2006). Chili (Capsicum sp.) Food Chain Analysis: Setting Research Priorities in Asia. Shanhua,. AVRDC Publication, 06-678.

Altinok H..H, C. Can., H.F. Boyaci., and V. Topcu. (2014). Genetic variability among breeding lines and cultivars of eggplant against Fusarium oxysporum f. sp. melongenae from Turkey. Phytoparasitica, 42(1): 75- 84.

Amrullah. (2000). Tingkat Kandungan Klorofil Daun dan Kontribusinya Serta Pengaruh Pemupukan NPK Mg dan Pemberian Metanol Terhadap Kandungan Klorofil, Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Cabai Merah (Capsicum annuum L.). Program Pascasarjana. Universitas Gajah Mada Yogyakarta.

Amza R.D., A. Dharma., and A. Santoni. (2011). Respon Pertahanan Kultur Pisang Kepok (Musa balbisiana cv. Kepok) Terhadap Inokulasi Fusarium oxysporum f.sp cubense.Skripsi.Universitas Andalas.

Aranda I.V.R., S. Dineen., R.L. Craig., and J.M. Robertson. (2009). Comparison and evaluation of RNA quantification methods using viral, prokaryotic, and eukaryotic RNA over a 104 concentration range. Anal Biochem, 387(1): 122-127.

Artico S., S.M Nardeli., O. Brilhante., M.F Grossi-de Sa., M.A Ferreira.(2010). Identification and evaluation of new reference genes in Gossypium hirsutum for accurate normalization of real-time quantitative RT- PCR data. BMC Plant Biology, 10(1): 49.

Atkinson N.J., and P.E. Urwin. (2012). The interaction of plant biotic and abiotic stresses: fom genes to the field. Journal of Experimental Botany, 63(10): 3523-3544.

Badan Pusat Statistika R.I. Anonim. (2017). Luas panen, produksi dan produktivitas cabai tahun 2014.

.Anonim. (2017). Statistik Tanaman Sayuran dan Buah-buahan Semusim. Indonesia: Badan Pusat Statistik.

Balai Besar Perbenihan dan Proteksi Tanaman Perkebunan Surabaya.2014. Metode Perhitungan Jumlah Spora Cendawan. Intruksi Kerja. Edisi 6 Februari 2014.

Bayona L.G., A. Grajales., R. Sierra., M.C.C. Garcia., A. Bernal., P. Jimenez and S.Restrepo. (2011). First Report of Fusarium oxysporum Causing Potato Dry Rot in Solanum tuberosum in Colombia. Colombia: New Disease Reports 24: 14.

BioRad.2006. Real Time PCR Application Guide. BioRad Laboratories, Inc, USA.

Budiman, F., A. Zoraya., & M. Nurhalim.(2015). The Existence of mRNAs and miRNAs Expression for Mantaining Cell Survival Networks Associated With The Human Transparent and Cataractous Lens. Journal Ocular Biology, 3(1): 8-14.

Campbell N.A., J.B Reece and L.G Mitchell. (2002). Biologi. Ed. ke-5. Terj.dari Biology, 5th ed. Jakarta: Erlangga.

Chaman M.E., S.V. Copaja and V.H. Argandona. (2003). Relationships between salicylic acid content, phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activity, and resistance of barley to aphid infestation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(8): 2227–2231.

Cyntya V.A., G.W Santosa., E. Supriyantini., dan S.Y Wulandari (2018).Pertumbuhan Rumput Laut Gracilaria sp. dengan Rasio N:P yang Berbeda.Journal of Tropical Marine,1(1): 16- 22.

Dale J.W and M.V Schantz. (2002). From genes to genomes. Canada: John Wiley & Sons, Inc.

Devi R.N. (2010). Budidaya Tanaman Cabai Merah. Tugas akhir.Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Dewi Y.A., C. Ahwil and M.Nurhalim. (2015). The Role of Myeolid Derived Suppressor Cells and CXCR4 Genes Expression for Nasopharyngeal Carcinoma Progression. Journal of Scientific Research and Studies, 2(8): 195-201.

Ditjen Pertanian Tanaman Pangan. Anonim. (1991). Direktorat Bina Produksi Padi dan Palawija Sub Direktorat pengawasan Mutu dan Sertifikasi Benih. Jakarta: Petunjuk Pengawas Benih.

Dixon R.A and N. Paiva. (1995). Stress-induced phenylpropanoid metabolism. Plant Cell, 7(7): 1085–1097.

Dreher K and J. Callis. (2007). Ubiquitin, hormones and biotic stress in plants. Annals. of Botany, 99(5): 787-822.

Ferniah R.S., B.S Daryono., R.S Kasiamdari dan A. Priyatmojo. (2014). Respon Ketahanan Tanaman Cabai Merah (Capsicum annuum L.) Indonesia terhadap Infeksi Fusarium oxysporum. Yogyakarta: Pasca Sarjana Biologi UGM.

.(2015).Expression of Class II Chitinase Gene in Chilli (Capsicum annuum L.) as Response to Fusarium oxysporum Pathogen Attack. Asian Journal of Plant Pathology, 9(3): 142-147.

Gaffar, S. (2007). Buku Ajar Bioteknologi Molekuler. Bandung: Jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Geneaid.2019."http://www.geneaid.com/sites/default/files/RP 14%20NEW.pdf"

http://www.geneaid.com/sites/default/files/RP1 4%20NEW.pdf . .Diakses pada tanggal 11 April 2019.

Gutierrez-Gonzalez J., K. Satish., P. Lam Son.(2010). Differential Expression of Isoflavone Biosynthetic Genes in Soybean During Water Deficits. Plant Cell Physiology, 51(6): 936–948.

Hahlbrock K and D. Scheel. (1989). Physiology and molecular biology of phenylpropanoid metabolism. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 40(1): 347–369.

Hallmann J., A. Quadt-Hallmann., W.F Mahaffee., J.W Kloepper. (1997). Bacterial endofites in agricultural crops. Can J Microbiol, 43(10): 895–914

Hamzah M.Z., E.I Simbala Herny., dan Y. Aditya.2018.Pengujian Aktivitas Antibakteri dan Identifikasi Secara Molekuler Menggunakan Gen 16s rRNA Bakteri Simbion Endofit yang Diisolasi dari Alga Merah (Galaxaura rugosa).Jurnal Ilmiah Farmasi, 7(3): 294-301.

Harpenas dan R.A Dermawan. (2010). Budidaya Cabai Unggul. Jakarta: Penebar Swadaya.

Hasanuzzaman M., F. Golam. (2011). Gene actions involved in yield and yield contributing traits of chilli (Capsicum annuum L.). Aust. J. Crop Sci, 5(13): 1868-1875.

Herman R and R. Perl-Treves. (2007). Characterization and Inheritance of a New Source of Resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis Race 1.2 in Cucumis melo. Plant Disease, 91(9): 1180- 1186.

Hewindati dan Y. Tri . (2006). Hortikultura. Jakarta: Universitas Terbuka.

Hibar K., M. Daami-Remadi, E.l Mahjoub M. (2007). Induction of resistance in tomato plants against Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici by Trichoderma spp. Tunisian Journal of Plant Protection, 2(1): 47-58.

Huang J., M. Gu., Z. Lai., K. Shi., et.al. (2010). Functional analysis of the Arabidopsis PAL gene family in plant growth,development, and response to environmental stress. Plant Physiology, 153(8): 1526–1538.

Hutabarat and Jhon Calvein Donald. (2010). Analisis Ekspresi Gen Agamous2, Squamosa1, dan Egad1 Organ Reproduktif dan Vegetatif. Bogor: Departemen Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Intitut Pertanian Bogor.

Hwang Dae Sung Kim & Byung Kook. (2014). An important role of the pepper phenylalanine ammonia-lyase gene (PAL1) in salicylic acid- dependent signalling of the defence response to microbial pathogens. Journal of Experimental Botany, 65(1): 2295–2306.

Iskandar D dan A. Suhendra.(2012). Uji Inokulasi Fusarium sp untuk Produksi Gaharu pada Budidaya A. Beccariana. Sains dan Teknologi Indonesia.14(3): 182-188.

Jacobs A., R. Govender., S.W Heerden.(2013). Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 3 causing tomato wilt in South Africa. Australasian Plant Dis, 8(1): 145-147.

Joyce, C. (2002). Quantitative PCR: A Review of Current Methodologies. From Methods in Molecular Biology vol. 193: RT-PCR Protocols. Totowa: Humana Press Inc.

Kartasapoetra, A. (2003). Teknologi Benih – Pengolahan Benih dan Tuntunan Praktikum. Jakarta: Rineka Cipta.

Lee H., T. Ha., I. Baek., J. Ko., M. Im. (2009). Characterization of Isoflavones Accumulation in Developing Leaves of Soybean (Glycine max) Cultivars. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, 52(2): 139-

Livak K.J., T.D Schmittgen.(2008). Analyzing Real- Time PCR Data by The Comparative CT Method. Nature Protocols, 3(6): 1101-1108.

Madigan M.T., J.M Martinko., J. Parker.(2000). Brock Biology of Microorganisms. New Jersey: Ninth Ed. Prentice Hall International, Inc.

Marinho V.L.A., G. Kummert., G. Rufflard D. Colinet., P. Lepoire.(1998). Detection of Apple stem grooving virus in dorman apple trees with crude extracts as template for one-step RT- PCR. Plant Dis, 82(7): 785-790.

Mauch-Mani B and A.J Slusarenko.(1996). Production of salicylic acid precursors is a major function of phenylalanine ammonia-lyase in the resistance of Arabidopsis to Peronospora parasitica. Plant Cell, 8(2): 203–212.

Medrano M.L., Wong and F. Juan.(2005). Real-time PCR for mRNA quantitation. BioTechniques, 39(1): 75-85.

NCBI.(2018).https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/194 00835.Diakses pada tanggal 15 Oktober 2018.

Neuvians M.W., T.C PfafflAles., T.P Prgomet.(2004).Determination of stable housekeeping genes, differentially regulated target genes and sample integrity: BestKeeper– Excel-based tool using pair-wise correlations. Biotechnology Letters, 26(1): 509-515.

Nugraheni, E.(2010). Karakterisasi Biologi Isolat-Isolat Fusarium sp pada Tanaman Cabai Merah (Capsicum annuum L.) Asal Boyolali. Surakarta: Skripsi. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Nugroho, B.(2013). Effectiveness Of Avirulent Fusarium Oxysporum F.Sp. Cepae in Controlling Fusarium Wilt Disease On Chili. Jurnal AgriSains, 4(7): 65-76.

Pourcel L., J.M Routaboul., V. Cheynier., L. Lepiniec and I. Debeaujon. (2007). Flavonoid oxidation in plants: from biochemical properties to physiological functions. Trends Plant Sci, 12(1): 29-36.

Putri, Dyah M.S.(2006). Pengaruh Jenis Media terhadap Pertumbuhan Begonia imperialis dan Begonia ‘Bethlehem Star’.Biodiversitas,7(2): 168-170.

Raes J.R.A., J.H Christensen., Y. Van de Peer., W. Boerjan.(2003 ). Genome-wide characterization of the lignification toolbox in Arabidopsis. Plant Physiology, 133(3): 1051–1071.

Rosdiana N.S., P.R Sarjono., dan N.S Mulyani.(2013).Aktivitas Fusarium oxysporum dalam Menghidrolisis Eceng Gondok (Eichhrnia crassipes) dengan Variasi Temperatur.Chem Info, 1(1) :220-225.

Schwarzenbach H., N. Nishida., G.A Callin., K. Pantel. (2014). Clinical relevance of circulating cell- free microRNAs in cancer. Nat Rev Clin Oncol, 11(1): 145-156.

Semangun, H. (2000). Penyakit-penyakit Tanaman Hortikultura di Indonesia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Setyaningsih I., Desniar dan E. Purnamasari. (2012). Antimikroba dari Chaetoceros gracilis yang dikultivasi dengan Penyinaran Berbeda. Jurnal Akuatika, 3(2): 183.

Singleton P., D. Sainsbury.(2006). Dictionary of microbiology and molecular microbiology. New York: 3rd ed. John Wiley & Sons, Inc.

Suciati, Yulia., A.N Prijanti., M. Sadikin.(2012).Pola mRNA Hypoxia Inducible Factor Ia- (HIF-1α) dan Exkspresi Protein HIF-1α Ginjal Tikus pada Hipoksia Sistemik Kronik.Jurnal Kedokteran Yasri, 20(1): 1-13.

Sulandari, S. (2004). Karakterisasi Biologi, Serologi dan Analisis Sidik Jari DNA Virus Penyebab Penyakit Daun Keriting Kuning Cabai. Disertasi SPs IPB. Bogor.

Suryanti I.A.P., Y. Ramona., M.W Proborini. (2015). Isolasi dan klasifikasi jamur penyebab layu dan antagonisnya pada tanaman kentang yang dibudidayakan di Bedgul Bal. Jurnal Bali, 17(2): 37-41.

Sutedjo,Mul Mulyani.(2008).Pupuk dan Cara Pemupukan.Rineka Cipta.Jakarta