Evolusi Molekuler dan biogeografi pisang raja di pulau jawa berdasarkan Gen rbcl (large subunit ribulose 1,5 biphosphat carboxylase/oxygenase)

INDONESIA:

Pisang raja merupakan pisang kultivar yang umum dikonsumsi di Indonesia. Pisang kultivar pada mulanya merupakan keturunan dari 2 jenis pisang liar yang melalui banyak proses yang berperan dalam evolusi tanaman pisang. Evolusi ini menghasilkan kultivar pisang dengan beberapa tingkat ploidi dengan variasi kombinasi genom dari dua spesies tetua. Dari 200 jenis kultivar pisang di Indonesia, hanya 10% yang dimanfaatkan untuk ekspor, hal ini disebabkan salah satunya karena kurangnya data biogeografi pisang yang dapat digunakan para petani untuk acuan dalam budidaya pisang. Penelitian ini bersifat deskriptif eksploratif kualitatif dan studi literatur tentang pisang Raja, dengan sampel yang digunakan adalah 7 janis pisang Raja yang berasal dari Pulau Jawa yang digunakan sebagai sampel ingroup dan 2 spesies dari genus Ensete dari genbank yang digunakan sebagai sampel outgroup. Gen rbcl sampel ingroup yang berhasil dibaca urutan basa nukleotidanya kemudian dibuat pohon filogenetik dengan menggunakan metode Maximum parsimony (MP), Neighbor joining (NJ), dan Maximum likelihood (ML) dan Bayesian. Analisis biogeografi dilakukan berdasarkan analisis haplotype menggunakan software network v.2.0.

Hubungan kekerabatan antar kultivar pisang Raja yang paling menggambarkan keadaan pisang adalah pohon berdasarkan metode Bayesian, NJ, dan ML. Raja Bali dari Bantul dan Raja Lini dari Gunungkidul berkerabat dekat dengan Raja Kisto yang berasal dari Banyuwangi. Raja Delima yang berasal dari Malang berkerabat dekat dengan R. Kutuk dari Purworejo, R. Brentel dari Sukoharjo, dan R. Gareng dari Temanggung. Pengelompokan klad tersebut diduga berdasarkan ketinggian daerah asal masing-masing pisang Raja. R. Delima, R. Kutuk, R. Brentel, dan R. Gareng yang berasal dari daerah dataran tinggi, sedangkan R. Lini, R. Bali, dan R. Kisto yang berasal dari daerah dataran rendah. Dataran tinggi memiliki suhu lingkungan yang lebih rendah dibandingkan dengan dataran rendah, hal ini diduga menyebabkan enzim rubisco terpacu untuk beradaptasi agar kebutuhan energi yang dihasilkan selama fotosintesis tercukupi. Adaptasi enzim rubisco diduga dilakukan dengan cara mutasi pada gen rbcl yang mengkode enzim ini. Mutasi yang terjadi menyebabkan terjadinya evolusi pada enzim rubisco pada tanaman pisang Raja. Namun, mutasi yang terjadi pasa urutan DNA sangat sedikit karena kesamaan peran enzim ini pada tumbuhan tingkat tinggi.

ENGLISH:

Pisang Raja is a banana cultivar commonly consumed in Indonesia. Banana cultivars are originally descended from two types of wild bananas through many processes that play a role in the evolution of banana. This evolution produces banana cultivars with multiple ploidy levels that causes variations of genomic combinations. In Indonesia, there are about 200 types of banana cultivars, but only 10% are used for export comodity, this is due to lack of biogeographic data of bananas that farmers can use for reference in banana cultivation. This research is descriptive explorative qualitative and literature study about pisang Raja. Seven kinds of pisang Raja from Java island as a ingroup sample and 2 species of genus Ensete from genbank as outgroup sample. The rbcl gene from ingroup samples which was successfully read the nucleotide base sequence was then reconstruction phylogenetic tree with Maximum parsimony (MP), Neighbor joining (NJ), and Maximum likelihood (ML) and Bayesian methods. Biogeographic analysis was performed based on haplotype analysis using network software v.2.0.

That best description of relationship between pisang Raja cultivars are a tree based on Bayesian, NJ, and ML methods. The R. Bali from Bantul and R. Lini from Gunungkidul are closely related to R. Kisto from Banyuwangi. The R. Delima from Malang is closely related to R. Kutuk from Purworejo, R. Brentel from Sukoharjo, and R. Gareng from Temanggung. Grouping of the klad is allegedly based on the altitude of origin location of each pisang Raja. R. Delima, R. Kutuk, R. Brentel, and R. Gareng from plateau, while R. Lini, R. Bali, and R. Kisto came from lowland areas. Highlands have a lower environmental temperature than the lowlands, it is thought to cause the enzyme Rubisco to adapt so that the requirements of the energy that produced during photosynthesis will fulfilled. Adaptation of Rubisco enzyme allegedly by a mutation in the rbcl gene that codes for this enzyme. Mutations lead to the evolution of Rubisco enzyme in banana plants King in a long time. However, mutations that occur pasa very little because the DNA sequence similarity role of this enzyme in higher plants.