Deteksi Molekuler Ekspresi GEN GLO dan OXAC, Biokimia, dan Anatomi Kristal Kalsium Oksalat (CaOx) Pada umbi Porang kultur hasil mutasi dengan Iradiasi Sinar Gamma Cobalt-60

ABSTRAK

Porang (Amorphophallus muelleri Blume) merupakan familia Araceae yang banyak dimanfaatkan di berbagai sektor industri. Porang memiliki kandungan glukomanan dan kristal kalsium oksalat yang tinggi dibandingkan dengan Amorphophallus konjac dan Amorphophallus albus. Induksi mutasi buatan dengan iradiasi sinar gamma cobalt-60 dilakukan sebagai upaya pemuliaan tanaman dengan tujuan perbaikan kualitas tanaman porang yang diharapkan menghasilkan umbi porang dengan kandungan glukomanan tinggi dan kristal kalsium oksalat yang rendah. Kristal kalsium oksalat disintesis oleh tiga prekursor yaitu glioksilat, askorbat dan oksaloasetat. Gen GLO mengkode pembentukan oksalat melalui jalur glioksilat, sedangkan gen OXAC mengkode pembentukan oksalat melalui jalur oksaloasetat. Penelitian ini bertujuan untuk melihat penurunan kadar kristal kalsium oksalat dengan deteksi molekuler ekspresi gen GLO dan OXAC, biokimia dan anatomi kristal kalsium oksalat (CaOx). Penelitian ini termasuk jenis penelitian eksperimental bersifat deskriptif kuantitatif dengan dosis pelakuan pemaparan sinar gamma cobalt-60 yaitu 0 Gy, 2 Gy, 4 Gy, 6 Gy dan 8 Gy. Data kualitatif dianalisis secara deskriptif dan data kuantitatif dianalisis menggunakan Anova one way, uji lanjut menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) dengan taraf signifikansi 5%. Hasil ekspresi gen GLO pada dosis 4 Gy & 6 Gy mengalami downregulation, dosis 0 Gy, 2 Gy dan 8 Gy mengalami upregulation. Hasil ekspresi gen OXAC pada dosis 0 Gy dan 8 Gy mengalami downregulation, pada dosis 2 Gy, 4 Gy dan 6 Gy mengalai upregulation. Kadar CaOx terendah adalah dosis 4 Gy yaitu 77,65 ± 7,98 mg. Kerapatan CaOx terendah dosis 4 Gy yaitu 2413,16 ± 1423,67 mm2. Jenis kristal oksalat yang terlihat adalah druse, rafida, pasir dan prisma.

ABSTRACT

Porang (Amorphophallus muelleri Blume) is from the Araceae family which is widely used in various industrial sectors. Porang has a high content of glucomannan and calcium oxalate crystals compared to Amorphophallus konjac and Amorphophallus albus. Artificial mutation induction with cobalt-60 gamma ray irradiation was carried out as a plant breeding effort with the aim of improving the quality of porang plants which is expected to produce porang tubers with high glucomannan content and low calcium oxalate crystals. Calcium oxalate crystals are synthesized by three precursors, namely glyoxylate, ascorbate and oxaloacetate. The GLO gene encodes the formation of oxalate via the glyoxylate pathway, while the OXAC gene encodes the formation of oxalate via the oxaloacetate pathway. This study aims to see a decrease in calcium oxalate crystal levels by molecular detection of GLO and OXAC gene expression, biochemistry and anatomy of calcium oxalate (CaOx) crystals. This research is a type of quantitative descriptive experimental research with doses of exposure to cobalt-60 gamma rays, namely 0 Gy, 2 Gy, 4 Gy, 6 Gy and 8 Gy. Qualitative data was analyzed descriptively and quantitative data was analyzed using one way Anova, further testing using the Duncan Multiple Range Test (DMRT) with a significance level of 5%. The results of the GLO gene expression at doses of 4 Gy & 6 Gy experienced downregulation, doses of 0 Gy, 2 Gy and 8 Gy experienced upregulation. The results showed that OXAC gene expression at doses of 0 Gy and 8 Gy experienced downregulation, at doses of 2 Gy, 4 Gy and 6 Gy experienced upregulation. The lowest CaOx level was the 4 Gy dose, namely 77.65 ± 7.98 mg. The lowest CaOx density at 4 Gy dose was 2413.16 ± 1423.67 mm2. The types of oxalate crystals that are visible are druse, raphide, sand and prism.

مستخلص البحث

بورانج (Amorphophallus muelleri Blume) هي عائلة من Araceae تستخدم على نطاق واسع في مختلف القطاعات الصناعية. يحتوي Porang على نسبة عالية من بلورات الجلوكومانان وأكسالات الكالسيوم مقارنة ب Amorphophallus konjac و Amorphophallus albus. يتم إجراء تحريض الطفرة الاصطناعية مع إشعاع شعاع جاما كوبالت -60 كمحاولة لتربية النباتات بهدف تحسين جودة نباتات بورانج التي من المتوقع أن تنتج درنات بورانج ذات محتوى بلوري منخفض من أكسالات الكالسيوم. يتم تصنيع بلورات أكسالات الكالسيوم بواسطة ثلاث سلائف ، وهي جليوكسيلات ، أسكوربات وأكسالوأسيتات. يشفر جين GLO تكوين الأكسالات من خلال مسار الجليوكسيلات ، بينما يشفر جين OXAC تكوين الأكسالات من خلال مسار أكسالوأسيتات. تهدف هذه الدراسة إلى رؤية الانخفاض في مستويات بلورات أكسالات الكالسيوم عن طريق الكشف الجزيئي عن التعبير الجيني GLO و OXAC والكيمياء الحيوية وتشريح بلورات أكسالات الكالسيوم (CaOx). هذه الدراسة هي نوع من البحوث التجريبية الوصفية الكمية مع عوامل العلاج من 0 Gy و 2 Gy و 4 Gy و 6 Gy و 8 Gy. تم تحليل البيانات النوعية وصفيا وتحليل البيانات الكمية باستخدام Anova أحادي الاتجاه واختبارات أخرى باستخدام اختبار دنكان متعدد المدى (DMRT) بمستوى دلالة 5٪. كانت نتائج التعبير الجيني GLO عند جرعات 2 Gy و 4 Gy و 6 Gy مخفضة التنظيم ، وعند الجرعات 0 Gy و 8 Gy تم تخفيضها في التعبير الجيني OXAC. كان أدنى مستوى CaOx جرعة 4 GIE ، والتي كانت 77.65 ± 7.98 ملغ. كانت أقل كثافة CaOx عند جرعة 4 Gy 2413.16 ± 1423.67 مم2. أنواع بلورات الأكسالات التي تظهر هي الدروز ، الرافيدا ، الأسلوبية ، الرمل والمنشور.