BAB I PENDAHULUAN. menarik untuk dipelajari, terutama dari aspek genetika dan nilai ekonomi. Melon

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Melon merupakan salah satu tumbuhan dikotil diploid (2n = 2x = 24) yang menarik untuk dipelajari, terutama dari aspek genetika dan nilai ekonomi. Melon merupakan produk pertanian yang penting dengan produksi dunia sebesar 26 juta ton pada tahun Beranekaragam kultivar melon telah dikembangkan di berbagai belahan dunia guna memenuhi tren pasar global melon yang dinamis. Peluang besar terbuka lebar bagi berbagai kultivar melon yang memiliki karakter unggul untuk bersaing dalam pasar global. Pada tahun , Laboratorium Genetika, Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada telah mengembangkan melon Gama Melon Parfum (GMP) yang memiliki aroma buah sangat harum seperti parfum, berat buah gram, namun memiliki rasa pahit (Daryono & Supriyadi, 2012). Pengembangan selanjutnya adalah melon Hikadi yang merupakan hasil persilangan antara melon Gama Melon Parfum dengan melon La-3. Melon Hikadi memiliki aroma buah sangat harum, berukuran kecil, memiliki rasa manis, dan satu tanaman mampu menghasilkan 4-8 buah. Keunikan dari melon Hikadi adalah keberadaan pola kulit buah berupa stripes (garis membujur) dan spots (bercak) yang sangat bervariasi, mulai dari luas stripes dan spots, jumlah stripes dan spots, dan rasio antara stripes dengan spots. Karakter pola kulit buah tersebut berasal dari salah satu tetua/parental yaitu melon Gama Melon Parfum sedangkan melon La-3 memiliki kulit buah tanpa corak (polos). Akan tetapi,

2 2 melon Gama Melon Parfum memiliki pola kulit buah yang hanya terdiri dari stripes saja. Fenomena pola kulit buah melon Hikadi dapat dijelaskan dengan terlebih dahulu menulusuri sejumlah fakta ilmiah dan informasi dari tetuatetuanya. Sejauh ini, tetua dari melon Hikadi yang sudah diteliti secara mendalam adalah melon Gama Melon Parfum. Menurut Maryanto (2013), aroma buah sangat harum dari melon Gama Melon Parfum berasal dari ekspresi gen pengkode senyawa volatil yaitu Cyclophilin Superfamily Gene / Cyp gene. Perunutan hubungan kekerabatan gen Cyp dari melon Gama Melon Parfum menunjukkan bahwa gen Cyp Gama Melon Parfum tergolong lebih modern dibandingkan dengan spesies lain (Maryanto, 2013). Kemungkinan besar, mutasi pada sekuen gen Cyp dari melon Gama Melon Parfum terjadi akibat proses pemuliaan tanaman (Maryanto, 2013). Laju mutasi pada sekuen gen Cyp yang pesat pada melon Gama Melon Parfum dapat pula disebabkan oleh adanya aktivitas elemen di dalam genom yang mampu berpindah dari satu lokasi ke lokasi yang lain yang dikenal dengan istilah transposable element (TE) /transposon/jumping gene. Setiap transposon memiliki karakteristik yag unik meliputi laju penyisipan/perpindahan (insertion/excision rate), panjang elemen, komponen di dalam elemen, dan lokasi target penyisipan yang sangat spesifik di dalam genom. Secara umum, komposisi transposon di dalam suatu organisme dapat dipandang sebagai identitas dan karakteristik dari genom suatu organisme dikarenakan aktivitas transposontransposon di dalam suatu organisme secara umum bersifat global, tidak terbatas pada jenis sel tertentu. Sebagai contoh, pada organisme Drosophila spp., P

3 3 element merupakan transposon yang dominan dan diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Dengan kata lain, komposisi transposon di dalam genom merupakan sifat yang dapat diwariskan (heritable traits). Implikasinya, persilangan antara dua populasi suatu spesies dengan komposisi transposon (dalam genom) yang berbeda akan berpengaruh pada komposisi transposon dalam keturunannya (Galun, 2003). Dari premis-premis yang sudah disebutkan di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa kemungkinan besar variasi pola kulit buah pada melon Hikadi disebabkan oleh transposon-transposon yang cukup aktif dan dominan di dalam genom melon Gama Melon Parfum yang kemudian diturunkan ke dalam melon Hikadi dengan presentase/komposisi yang kemungkinan besar berbeda, baik dari tetua melon Gama Melon Parfum maupun dari melon La-3. Perubahan dari komposisi transposon ini kemudian berimplikasi dari perubahan pola kulit buah yang semula hanya terdiri dari stripes (melon Gama Melon Parfum ) berubah menjadi pola kulit buah yang lebih variatif (stripes-spots) pada turunannya (melon Hikadi ). Penelitian pada jagung, menunjukkan bahwa variasi karakter morfologis biji banyak dipengaruhi oleh gen transposon, antara lain dari family Ac/Ds dan Mutator (McClintock, 1950 dalam Kass, 2014; Kim & Walbot, 2003). Mutator merupakan salah satu DNA transposon yang menyebabkan laju mutasi yang tinggi pada jagung sehingga menyebabkan berbagai variasi spots (bercak) pada biji jagung (Robertson, 1978). Variasi spots ini disebabkan oleh tersisipnya elemen Mutator ke dalam suatu gen yang berpengaruh terhadap pigmentasi di dalam

4 4 suatu sel. Sel ini kemudian tidak aktif menghasilkan pigmen dan terus membelah dengan kondisi tidak aktif menghasilkan pigmen sehingga pada tahap akhir perkembangan biji nampak sebagai spots. Salah satu family dari MuDR yaitu Cucumis Mutator-like Transposable Element (CUMULE) tergolong memiliki jumlah salinan yang cukup tinggi pada melon DHL92 (Garcia-Mas et al., 2012). Jika diasumsikan bahwa laju mutasi yang tinggi pada gen Cyp melon Gama Melon Parfum disebabkan oleh adanya transposon dominan di dalam genom yaitu Cucumis Mutator-like Transposable Element (CUMULE), maka perubahan pola kulit buah yang semula hanya terdiri dari stripes kemudian berubah menjadi pola kulit buah dengan spots (proses pigmentasi yang tidak utuh/sempurna) pada melon Hikadi disebabkan oleh Cucumis Mutator-like Transposable Element (CUMULE). Meski demikian, pola kulit buah dapat pula disebakan oleh pola pewarisan Mendelian atau dengan kata lain tidak disebabkan oleh aktivitas transposon CUMULE. Proses segregasi alel-alel beberapa gen yang bertanggungjawab terhadap proses pigmentasi yang terjadi pada proses persilangan antara melon Gama Melon Parfum dengan melon La-3 dapat pula menjadi penyebab pigmentasi yang tidak utuh/sempurna pada turunannya (melon Hikadi ). Hal ini diperkuat dengan keberadaan hormon asam absisat/absisic acid (ABA) exogenous yang terkait dengan metabolisme pigmen di dalam buah melon (Mou et al., 2015). Oleh sebab itu, pengujian pola pewarisan Mendelian pola kulit buah melalui Chi- Square Test perlu dilakukan terlebih dahulu sebelum beranjak ke dalam asumsi pola kulit buah disebabkan oleh aktivitas transposon CUMULE.

5 5 Transposon CUMULE memiliki gen yang menyandi suatu enzim yang berperan di dalam tranposisi (transposase) yaitu MudrA. Keberadaan jumlah salinan mrna MudrA/ekspresi gen MudrA di dalam suatu sel merefleksikan aktivitas transposon CUMULE. Dengan memanfaatkan daerah yang cukup lestari (conserve) di dalam sekuen gen MudrA yaitu DNA-Binding Domain (DBD), maka dapat dianalisis ekspresi gen MudrA melon Hikadi sekaligus melacak hubungan kekerabatan transposon CUMULE melon Hikadi dengan elemen Mutator beberapa spesies tumbuhan yang lain.