Pengaruh induksi mutasi EMS (Ethyl Methane Sulfonate) terhadap ekspresi gen penyandi glukomanan pada porang (Amorphophallus muelleri Blume)

INDONESIA:
Porang memiliki keanekaragaman genetik yang rendah karena sebagian besar petani mengandalkan budidaya secara vegetatif baik menggunakan umbi maupun bulbil. Upaya peningkatan keanekaragaman genetik dapat dilakukan melalui induksi mutasi menggunakan Ethyl Methane Sulfonate (EMS). Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh induksi mutasi EMS terhadap ekspresi gen penyandi glukomanan, yaitu GDP-mannose pyrophosphorylase (GMPP), Cellulose synthase-like A (CSLA) dan Cellulose synthase-like D (CSLD) pada porang.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan perlakuan konsentrasi EMS 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, dan 0,5%. Eksplan berumur 90 hari diberi perlakuan EMS yang di masukkan pada media perlakuan selama tujuh hari, kemudian eksplan dipindahkan ke media MS dan BA 2 mg/L untuk proses pemulihan. Setelah 60 hari dalam media pemulihan, eksplan digunakan untuk ekstraksi RNA yang kemudian dianalisis ekspresi gen target menggunakan primer GMPP, CSLA-1 dan CSLD-2 dengan 18S-rRNA sebagai housekeeping gene.

Induksi mutasi EMS dengan berbagai konsentrasi menunjukkan variasi ekspresi gen, meskipun tidak signifikan secara statistik. Konsentrasi EMS 0,1% dan 0,2% berpotensi mempertahankan ekspresi gen GMPP, CSLA-1 dan CSLD-2, yang ditunjukkan melalui penurunan ekspresi gen paling rendah, dibandingkan konsentrasi lainnya.

ENGLISH:
Porang has low genetic diversity because most farmers rely on vegetative cultivation using tubers and bulbils. Efforts to increase genetic diversity can be carried out through mutation induction using Ethyl Methane Sulfonate (EMS). This study aims to evaluate the effect of EMS-induced mutation on the expression of glucomannan-encoding genes, namely GDP-mannose pyrophosphorylase (GMPP), cellulose synthase-like A (CSLA) and cellulose synthase-like D (CSLD) in porang.

This study used a Complete Random Design (CRD) with EMS concentration treatment of 0%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, and 0.5%. The 90-day-old explants were treated with EMS by placing on the treatment medium for seven days, then the explant was transferred to the MS medium supplemented with BA 2 mg/L for the recovery process. After 60 days in the recovery medium, the explant was used for RNA extraction, and the expression of target genes was analyzed using GMPP, CSLA-1, and CSLD-2 primers with 18S-rRNA as the housekeeping gene.

EMS mutation induction at different concentrations showed variations in gene expression, although not statistically significant. The EMS concentrations of 0.1% and 0.2% have the potential to maintain the expression of the GMPP, CSLA-1, and CSLD-2 genes, as indicated by the lowest reduction in gene expression compared to other concentrations.

ARABIC:
يمتلك نبات البورانج تنوعًا وراثيًا منخفضًا لأن معظم المزارعين يعتمدون على الزراعة الخضرية، سواء باستخدام الدرنات أو البصيلات. يمكن بذل جهود لزيادة التنوع الوراثي من خلال استحثاث الطفرات باستخدام إيثيل ميثان سلفونات (EMS). تهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثير استحثاث الطفرات بواسطة EMS على التعبير عن الجينات المُشفِّرة للجلوكومانان، وهي GDP-mannose pyrophosphorylase (GMPP) وCellulose synthase-like A (CSLA) وCellulose synthase-like D (CSLD) في نبات البورانج.

استخدمت هذه الدراسة التصميم العشوائي الكامل مع معاملات تركيز EMS بنسبة ٠٪، ٠٫١٪، ٠٫٢٪، ٠٫٣٪، ٠٫٤٪، و٠٫٥٪. عولجت المستأصلات النباتية البالغة من العمر ٩٠ يومًا بـ EMS، ووُضعت في وسط المعاملة لمدة ٧ أيام، ثم نُقلت إلى وسط MS وBA بتركيز 2 mg/L لعملية التعافي. بعد ٦٠ يومًا في وسط التعافي، استُخدمت المستأصلات النباتية لاستخراج الحمض النووي الريبوزي، والذي حُلِّل بعد ذلك لتحديد تعبير الجين المستهدف باستخدام بادئات GMPP وCSLA-1 وCSLD-2 مع 18S-rRNA كجين مرجعي.

أظهر استحثاث الطفرات بـ EMS بتركيزات مختلفة تنوعًا في التعبير الجيني، على الرغم من أنه لم يكن ذا دلالة إحصائية. أظهرت تراكيز إيثيل ميثان سلفونات (EMS) بنسبة ٠٫١٪ و٠٫٢٪ قدرة محتملة على الحفاظ على التعبير الجيني لجينات GMPP وCSLA-1 وCSLD-2، كما يتضح من أدنى مستوى لانخفاض التعبير الجيني مقارنةً بالتراكيز الأخرى.