KONSTRUKSI PUSTAKA GENOM HARENDONG (Melastoma malabathricum L.) HADISUNARSO

Transkripsi

1 KONSTRUKSI PUSTAKA GENOM HARENDONG (Melastoma malabathricum L.) HADISUNARSO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Konstruksi Pustaka Genom Melastoma malabthricum L. adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang ditertibkan maupun tidak diterbitkan dari dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Agustus 2009 Hadisunarso NIM. G

3 ABSTRACT HADISUNARSO. Construction of Genomic Library of Melastoma malabathricum L. Under direction of SUHARSONO and MUHAMMAD JUSUF. Melastoma malabathricum L. belongs to Melastomataceae. The plant is one of the Al accumulator plants that grow well and wide spread in acid soils as weed. The aim of this research is to construct genomic library of M. malabathricum. Total genomic DNA was isolated from young leaves, then partially digested with Sau3A I 0.01 unit/ g DNA. The DNA fragments were successfully inserted into BlueSTAR-1 phage vector and packaged in 50 l Phage Marker extract protein. The recombinant λ phages were transvected into E.coli strain ER1647 and grown in agar plate containing ampicilin and X-gal. Phage titer was determined and gave result 1.9 x 10 5 pfu/ml, 11.4% of them was recombinant titer. Three samples of recombinant plaque were individually picked up and transvected into E. coli strain BM25.8, in order to allow excision and gave result recombinant plasmid. The recombinant plasmids were isolated and transformed into E.coli strain DH5α for multiplication. Recombinant plasmids of DH5α were isolated and analyzed for determination of inserted fragment size. Three samples were digested with EcoR I. They gave result 0.85, 1.2, and 11.5 kbp of inserted fragments that belongs to the plant DNA, and 2.1 kbp of vector DNA. Based on genomic DNA size of Dissotis canescens (member of Melastomataceae), the genomic library of M. malabathricum constructed contains only 12.6 % of any random DNA. Key words: Melastoma malabathricum, DNA, genomic library, phage

4 RINGKASAN HADISUNARSO. Konstruksi Pustaka Genom Harendong (Melastoma malabathricum L.) (Dibimbing oleh SUHARSONO dan MUHAMMAD JUSUF. Tumbuhan harendong (Melastoma malabathricum L), anggota famili Melastomataceae, merupakan tumbuhan akumulator Al yang tumbuh baik dan tersebar luas di daerah tanah masam sebagai gulma. Karena ketahanannya, tumbuhan ini dapat digunakan sebagai sumber gen toleran Al. Untuk menyimpan seluruh informasi genetik yang dimiliki tumbuhan ini, maka pustaka genom tumbuhan ini perlu dikonstruksi. Penelitian ini bertujuan untuk mengkonstruksi pustaka genom tumbuhan harendong (Melastoma malabathricum L.). DNA total tumbuhan diisolasi dari daun muda Melastoma malabathricum dengan menggunakan penyangga CTAB 2 % mengandung 2 % PVP mengikuti metode Chang yang dimodifikasi. Konstruksi pustaka genom memerlukan potongan DNA yang berukuran besar untuk disisipkan ke dalam vektor. Untuk mendapatkan potongan besar, DNA total dipotong secara parsial. Pemotongan dengan 0.01 U tiap μg DNA total pada suhu 37 o C selama 30 menit menghasilkan potongan besar. Kedua ujung fragmen DNA tumbuhan disisipi dengan nukleotida datp dan dgtp (Novagen) lalu dicampur dengan vektor fage λ BlueSTAR-1 yang telah dipotong dengan enzim Xho I yang telah disisipi oleh dttp dan dctp, dengan menggunakan rasio molar sisipan:vektor = 2.9 : 0.5 g DNA genom. Setelah DNA diligasikan, DNA λ rekombinan dikemas di dalam mantel protein, lalu fage yang terbentuk ditransveksikan ke dalam E. coli galur ER 1647 dalam media yang mengandung X-gal dan ampisilin. Jumlah titer yang terbentuk adalah sebanyak 1.9 x 10 5 pfu/ml, dengan persentase fage λ rekombinan yang berupa plak bening sebanyak 11.4% dan besarnya titer rekombinan yang terbentuk adalah sebesar 2.2 x 10 4 pfu/ml. Selanjutnya fage λ rekombinan tersebut ditransveksikan ke dalam E.coli galur BM25.8 agar terjadi eksisi membentuk plasmid rekombinan. Plasmid rekombinan telah diisolasi dan diintroduksi ke dalam E. coli galur DH5α untuk perbanyakan. Selanjutnya plasmid rekombinan diisolasi untuk analisis restriksi dengan dipotong enzim restriksi EcoRI. Tiga sampel plasmid rekombinan dipotong dengan enzim restriksi EcoRI, ketiganya menghasilkan fragmen berukuran 2.1 kpb yang merupakan turunan fage λ BlueSTAR-1, dan masing-masing sampel menghasilkan fragmen berukuran 0.85 kpb (sampel I), 1.2 kpb (sampel II), serta 3.5 kpb kpb (sampel III) yang merupakan fragmen DNA sisipan yang berasal dari M. malabathricum. Besarnya DNA sisipan dari M. malabathricum di dalam vektor pbluestar-1 adalah antara kpb dengan rata-rata sisipan 4.52 kpb. Mengingat ukuran genom M. malabathricum belum diketahui, dan dengan mengacu pada ukuran genom Dissotic canescens yang termasuk anggota famili Melastomataceae, maka peluang sembarang gen terdapat pada pustaka genom yang dikonstruksi adalah sebesar 12.6 %. Kata kunci: Melastoma malabathricum, DNA, pustaka genom, fage

5 Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

6 KONSTRUKSI PUSTAKA GENOM HARENDONG (Melastoma malabathricum L.) HADISUNARSO Tesis sebagai salah satu syarat untuk meperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Biologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

7 Judul Tesis Nama NIM : Konstruksi Pustaka Genom Harendong (Melastoma malabathricum L.) : Hadisunarso : G Disetujui Komisi Pembimbing, Dr. Ir. Suharsono, DEA Ketua Dr. Ir. Muhammad Jusuf Anggota Diketahui Ketua Program Studi Biologi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal ujian: 27 Juli 2009 Tanggal lulus:

8 Penguji pada ujian tesis: Dr. Ir. Aris Tjahjoleksono Staf Pengajar Departemen Biologi Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor

9 PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian ini. Penelitian berjudul Konstruksi Pustaka Genom Harendong (Melastoma malabathricum L.) ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Biologi, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dibiayai oleh Proyek DIPA BIOTROP Tahun 2005 atas nama Dr. Ir. Suharsono, DEA. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. Ir. Suharsono, DEA, sebagai Ketua Tim sekaligus pembimbing Utama, yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk mengerjakan penelitian ini serta membimbing, memberikan saran dan masukan selama penelitian dan penulisan laporan ini. 2. Dr. Ir. Muhammad Jusuf, sebagai anggota komisi pembimbing, yang telah membimbing, memberikan saran, dan masukan selama penelitian dan penulisan ini. 3. Dr. Ir. Utut Widiastuti Suharsono, yang telah membimbing dalam pengerjaan penelitian ini di laboratorium Biorin, PPSHB-IPB. 4. SEAMEO-BIOTROP, selaku penyandang dana penelitian ini. 5. Dr. Ir. Aris Tjahjoleksono, DEA selaku penguji, yang telah memberikan saran dan masukan. 6. Departemen Pendidikan Nasional, yang telah memberikan beasiswa BPPS. 7. Ketua Departemen Biologi, Dekan Fakultas MIPA-IPB, Rektor IPB, yang telah memberikan izin dan penugasan dalam melanjutkan studi di Pascasarjana IPB, serta bantuannya. 8. Ketua Program Studi Biologi Sekolah Pascasarjana dan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan studi. 9. Seluruh Staf` Pengajar dan Staf Penunjang di Departemen Biologi, yang telah memberikan bantuan dan dukungannya 10. Seluruh karyawan PPSHB, khususnya: mbak Pepy, pak Mulya, ibu Ika, pak Adi, pak Pras, pak Rusna, pak Hery, pak Ery, pak Ichtar, pak Yusman, pak Yanto atas bantuan dan kerjasamanya selama penulis melakukan penelitian. 11. Sdri Yasinta Ratna Wulandari, atas kerjasama selama penelitian dan berbagi pengetahuan program komputer. Rekan-rekan peneliti di Biorin lainnya: Pak Firdaus, Pak Muzuni, pak Ulung, ibu Yohana, ibu Sri Lis, Zendi, ibu Agustin ibu Hanum, ibu Ratna Yunita, Laela Sari, Rina, Yasier, Niken, Kiki, Nana, Muti, Rida, Bahrefi, Ade Kurniawan, Jaya, Rifqi, Nindya, Dona, Zahro, Uzi, Lulut, Lulu, dll atas bantuan dan kerjasamanya dalam penggunaan alat dan bahan. 12. Hilda Akmal dan Okkie Senna Maladi, ibu Umi Kalsum dan mama Damuniar, kakak-kakak dan adik-adik atas pengorbanan, dorongan semangat dan pengertiannya selama penulis menempuh studi.

10 13. Semua pihak yang terlibat dalam proses pendidikan, dan lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Pada kesempatan ini penulis memohon maaf kepada semua pihak, atas kesalahan, kekhilafan dan keterlambatan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan laporan ini. Harapan penulis, semoga penelitian ini bermanfaat bagi para pembaca yang memerlukan. Bogor, Agustus 2009 Hadisunarso