Protein profiles and dehydrin accumulation in some soybean varieties (Glycine max L. Merr) in drought stress conditions

Drought is one of environmental stresses which the most limiting to plant growth and productivity. Drought stress led to a series of changes including biochemical changes like accumulation of osmolit and specific proteins involved in stress tolerance. One of the proteins that play a role in the mechanism of drought resistance is dehydrin protein. This study aimed to identify the protein profiles and dehydrin accumulation in 7 varieties of local Indonesian soybeans: Tangga-mus, Nanti, Seulawah and Tidar (tolerant), Wilis and Burangrang (moderate) and Detam-1 (drought stress sensitive). Plants were treated with drought stress by adjusting soil water content to 25% below field capacity and compared with plants which were grown on normal condition as control plants. The results of SDS-PAGE electrophoresis showed a new protein with the molecular weight of 13 and 52 kDa were induced in Tanggamus, Nanti, Seulawah and Tidar varie-ties. Western blotting analysis for dehydrin showed that the quantity of the protein in the leaves of all varieties except Tanggamus decreased in drought stress conditions. The quantity of dehydrin protein in tolerant varieties higher than the protein quantity in both moderate varieties and drought sensitive

Studies on genetic variability of Capsicum frutescens var. Cakra Hijau induced by ethyl methane sulphonate (EMS) using SSR marker

Genetic variability of wild type and EMS induced mutant cayenne peppers (Capsicum frutescens) var. Cakra Hijau is studied morphological traits and simple sequence repeat (SSR) markers. Phenotypic characters were investigated using standard pepper descriptors. The polymorphic SSR marker Ca19, Ca26, Ca52, Ca56, and Ca96were analyzed using unweighted pair group methods with arithmetic means (UPGMA) with Jaccard’s similarity index. The Polymorphic information content (PIC) value ranging from 0-0.228 with the highest index on Ca96. The Morphological traits showed of clusters (6 clades) with a lower cut-off value (0.2568) than SSR-based dendrogram did (4 clades; 0,5108). Therefore, genetic variability induced by EMS mutant were differentiated using morphological and SSR genotyping

Identification and characterization of drought stress protein on soybean (Glycine max L. Merr)

This research aims to identify the changing of protein of soybean (Glycine max L. Merr) in response to drought stress. Four tolerant varieties of soybean Tanggamus, Nanti, Seulawah, Tidar, two moderately tolerant varieties Wilis and Burangrang and one sensitive variety Detam-1 were subjected to drought stress using limitation of watering. Proteins were isolated from leaf using presipitation method with TCA, and then run on SDS-PAGE. The suspected protein then sequenced at Proteomics International, Western Australia and analyzed using Malditoff Mass Spektrometer Proteomics Analyzer. Spectrum analysis based on hint peptide was identified using Mascot Sequence Matching Software and compare to the protein database and aligned using Clustal X software Bioedit and BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) at NCBI. Two new protein band, 13 kDa and 52 kDa, identified in previous experiment were separated using 2D-PAGE. The result shows that the 13 kDa protein band in tolerant varieties were thicker when the plant subjected to drought stress than in normal condition. This protein show high (96%) homology to auxin binding protein and 88% homology to germin like protein, which has enzymatic activity as detoxification enzyme oxalate oxidase and superoxide dismutase which has a role in the drought tolerance mechanism

The Detection of Anaphalis spp. Genetic Diversity Based on Molecular Character (using ITS, ETS, and EST-SSR markers)

Anaphalis is the natural vegetation component in mountainous areas and is found in volcanic soils. Anaphalis is one of the species which existence is currently presumed to decrease and is feared to be extinct in nature. The purpose of this study was to detect genetic diversity of Anaphalis spp. in Bromo Tengger Semeru National Park (BTSNP) based on molecular characters by using ITS, ETS, and EST-SSR markers in supporting the conservation aspects of Anaphalis genetically. This research method was carried out by exploring the existence of Anaphalis populations, their coordinates marked by GPS, and leaf samples collected as a source of molecular analysis material. PCR products from ITS and ETS markers were sequenced, and the results’ phylogenetic were analyzed using the MEGA6 program. PCR products from EST-SSR markers were performed by scoring DNA bands (allel) and both variations and genetics population were analyzed by using the POPGENE 1.32 program. Anaphalis populations found in BTSNP are Anaphalis javanica, A. longifolia, and A. viscida. The genetic diversity of Anaphalis spp. in BTSNP has polymorphism potential that is high enough, which is 57% (ITS) and 31% (ETS-partial), with a maximum likelihood phylogenetic tree topology which is monophyletic separated into four clusters consisting one cluster outgroup and three others being an ingroup. Whereas based on the genetic diversity value of the EST-SSR sequences in Anaphalis spp. in BTSNP shows that only A. longifolia populations in the Ranu Kumbolo area that have a high genetic diversity value (0.024) compared to the other two Anaphalis species. The highest genetic distance of Anaphalis spp. BTSNP in A. longifolia is found in the population of Penanjakan and Mt. Batok areas (0.040) with the smallest gene flow rate (0.428). Further research is needed to obtain a more complete picture of Anaphalis genetic diversity by using more molecular markers, bigger population numbers, more individuals and in bigger populations in other conservation areas in supporting the Anaphalis conservation strategy program

USING SHORT SEQUENCE matK GENE AS BARCODE DNA FOR IDENTIFICATION OF DURIO Sp IN TERNATE ISLAND

The Barcode of Life Consortium (CBOL) recommended a standard method for the identification of plant species using matK and rbcL barcoding gene. This study was aimed to evaluate the efficiency of matK DNA barcoding for identification of local durian (Durio sp.) from Ternate Island. Total 15 local durian has been used in this study. Whole genom DNA was isolated by Geneid plant DNA kit and then successfully amplified by the Polymerase Chain Reaction (PCR) technique using specific primer. MatK successfully amplified with 245 bp in length. MatK has sequencing success (71.3%) and relative high of Quality value 20+ (86%). BLAST analysis of the sequence showed that local durian in Ternate are identifies as Durio zibethinus and Neesia malayana with query cover 97%-99%. It could be concluded that matK with short sequence is not efficience for durian identification.  The recommended  in this studies  for using of molecular markers with sequence lengths above 500 bp would be more effective for the identification of cryptic species Durio sp. and other

Pembentukan Probe dan Identifikasi Gen Tahan Kering pada Galur Kedelai Pasca Perlakuan Polietilena Glikol (PEG) dengan Metode PCR-Sekuensing

Pada kedelai cekaman kekeringan pada fase generatif dilaporkan menyebabkan penurunan produksi biji hingga 50 %. Penggunaan varietas kedelai tahan terhadap kekeringan merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Perakitan tanaman kedelai tahan kering telah dilaporkan oleh beberapa peneliti. Berbagai metode telah digunakan antara lain dengan perlakukan kekeringan di lapang dan dilanjutkan dengan seleksi ataupun seleksi in vitro dengan memberikan simulasi kekeringan menggunakan polietilena glikol (PEG) seperti yang dilakukan oleh Widoretno et al. (2002 a,b). Seleksi tersebut menghasilkan galur-galur tahan kering. Berdasarkan uji fisiologis dalam skala laboratorium terhadap galur-galur tersebut, telah terbukti bahwa ketahanan terhadap kekeringan yang ditunjukkan oleh galur-galur tersebut berkaitan dengan peningkatan kandungan prolin tanaman. Simulasi kekeringan dengan PEG di glass house terhadap galur-galur yang secara fisiologis tahan kering, membuktikan bahwa galur-galur tersebut memang benar tahan kering dengan tingkat ketahanan medium. Secara genetis, telah diketahui bahwa ketahanan terhadap cekaman kekeringan dikontrol oleh banyak gen (Pastori & Foyer, 2002). Diantara berbagai gen tersebut gen yang telah diidentifikasi antara lain gen DREB1 yang berperanan dalam pembentukan drought responsive element binding protein, GmDREB2 yang berperanan dalam pembentukan drought responsive element binding transcription factor (Chen et al, 2004; 2005), gen Mn-sod yang berperanan dalam pembentukan manganese-superoxide dismutase (Porcel et al., 2002), gen P5CS yang mengkode pembentukan delta l-pyrroline-5-carboxylate Synthetase yang berperanan dalam akumulasi prelin (Porcel et al., 2004), gen P1P1 dan P1P2 yang bertanggungjawab terhadap pembentukan aquaporin, suatu protein yang terkait dengan ketersediaan air tanaman (Porcel et al., 2006) dan gen lea8 yang mengkode pembentukan dehydrin selama cekaman kekeringan (Porcel et al, 2005), gen HVA1 terakumulasi pada saat desikasi biji (Hong et al. 1988). Xu et al (1996), gen TPS1 mengkode trehalose-6-phosphate synthetase dan terlibat dalam biosintesis trehalose (Holmstrom et al, 1996 dan Romero

Identifikasi Gen Penyandi Percabangan pada Dua galur Kenaf Hasil Mutasi dengan Ethyl Methane Sulfonate (EMS) dan Mekanismenya dalam Pengontrolan Pembentukan cabang

Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan jumlah dan perilaku gen, serta mekanisme dalam mengontrol percabangan mutan kenaf hasil perlakuan Ethyl Methane Sulfonate (EMS) melalui teknik persilangan, fisiologi dan molekuler. Galur murni tipe percabangan basal disilangkan dengan galur murni tipe percabangan apikal. Turunan pertama (Fl) dari persilangan tersebut diamati. Secara garis besar terdapat paling tidak 3 kemungkinan yang terjadi yaitu : 1. Bila ada satu gen (tipe percabangan yang satu adalah merupakan alel tipe yang lainnya) dan hubungan antar alelnya dominan penuh , maka Fl hasil persilangan hanya memunculkan 1 sifat bercabang saja yaitu yang lebih dominan, dan F2 akan terdiri dua tipe cabang tersebut dengan perbandingan 3:1. 2. Bila ada 2 gen dan keduanya dominan penuh maka Fl berfenotip gabungan antara percabangan basal dan apikal, F2 akan bersegregasi dengan rasio 9 tanaman bertipe cabang gabungan: 3 tanaman bertipe cabang basal : 3 tanaman bertipe cabang apikal : 1 tanaman tidak bercabang. 3. Bila kedua tipe percabangan dikontrol oleh 2 alel resesif maka Fl adalah tipe tidak bercabang dan F2 bersegregasi menjadi 9 tidak bercabang : 3 tanaman bertipe cabang basal : 3 tanaman bertipe cabang apikal : 1 tanaman tipe bercabang gabungan. Persilangan antara dua tipe percabangan ini telah dilakukan pada penelitian sebelumnya (Arumingtyas, tidak dipublikasikan), sehingga pada penelitian ini akan dilakukan penanaman Fl yang selanjutnya dibiarkan selfing (penyerbukan sendiri) untuk mendapatkan F2 untuk dilihat pola segregasinya. Identifikasi sekuen gen cabang secara molekuler dilakukan PCR dengan berbagai primer cabang dan dilanjutkan dengan sekuensing untuk menentukan sekuen gen cabang tersebut. Isolasi DNA dilakukan menggunakan metode Doyle dan Doyle (1987), menggunakan bahan tanaman biji dan daun muda. Penggunaan biji dimaksudkan untuk menjajagi kemungkinan deteksi lebih dini terhadap gen percabangan. PCR menggunakan 5 pasang primer, yang terdiri dari 4 primer spesifik yang diturunkan dari sekuen gen percabangan AUX1, AXR1 dari Arabidopsis thaliana, RMS1 dari Pisum sativum, dan Ls dari Lycopersicum esculentum, serta 1 pasang primer degenerate yang diturunkan dari sekuen yang terkonservasi dari gen-gen LAS, Ls dan Moc. Program yang digunakan 1 menit denaturasi pada suhu 93 °C, 30 detik annealing pada 56 °C, 1 menit ekstensi pada suhu 72 °C, sebanyak 35 siklus. Pemanasan awal dilakukan selama 1 menit pada suhu 93 °C, dan fase pemanjangan terakhir dilakukan selama 10 menit pada suhu 72 °C. Sekuensing dilakukan dengan prosedur Big Dye Terminator mix pada mesin ABI 377A sequencer. Identifikasi fisiologi dilakukan dengan mengukur konsentrasi auksin pada bagian pucuk, batang (cabang apikal, tengah dan basal), dan akar untuk menduga mekanisme pengontrolan cabang. Keturunan pertama dari persilangan kontrol dengan galur bercabang basal maupun bercabang apikal menghasilkan keturunan yang hampir 100% bercabang baik basal atau apikal. Hal ini menunjukkan bahwa alel yang mengontrol sifat bercabang basal maupun apikal adalah alel resesif. Sementara keturunan pertama (Fl) persilangan antara galur bercabang basal dengan galur bercabang apikal terdiri dari 7 tanaman tidak bercabang, 7 tanaman bercabang apikal dan 1 tanaman bercabang basal apikal. Hal ini mengindikasikan adanya 2 gen yang mengontrol sifat bercabang. Akan tetapi konfirmasi melalui penelusuran penurunan sifat bercabang serta segregasi alel-alel bercabang dan tidak bercabang pada keturunan kedua (F2) menunjukkan bahwa tipe percabangan basal merupakan hasil fenomena epigenetik, yang tidak lagi bersegregasi pada keturunan ketiga (F3). Sedangkan tipe percabangan apikal memang benar merupakan hasil ekspresi suatu gen percabangan dan masih terkonservasi sampai ke F3. Hasil identifikasi gen percabangan melalui teknik PCR dan sekuensing menunjukkan bahwa gen percabangan pada kenaf dapat diamplifikasi dengan primer AUX1 dan AXR1 tetapi tidak dapat diamplifikasi oleh primer Ls, RMS1, dan Llm. Hal ini menunjukkan bahwa gen percabangan pada kenaf homolog dengan gen percabangan pada Arabidopsis thaliana. Analisis molekuler mengindikasikan adanya gen yang berperanan dalam signaling auksin tetapi untuk tipe percabangan berbeda mungkin dikontrol oleh alel yang berbeda untuk lokus gen yang berkaitan dengan signaling auksin. Gen tersebut merupakan anggota dari famili gen pengontrol percabangan dan beraksi pada fase akhir pemunculan cabang melalui pengontrolan signaling auksin untuk menentukan apakah cabang akan berkembang atau tidak. PCR untuk DNA biji menghasilkan pita yang sangat tipis dan berukuran kecil (200 bp) berbeda dengan hasil PCR dengan menggunakan template DNA yang diisolasi dari daun. Hal ini mengindikasikan adanya perbedaan susunan gen dalam biji dengan tanaman dewasa. Pengamatan fisiologi melalui pengukuran kandungar auksin menunjukkan bahwa tanaman bercabang mempunyai kandungan auksin di cabang yang lebih rendah dibanding pada ujung batang. Pemunculan cabang dipengaruhi oleh kandungan auksin pada ujung batang dan ujung cabang. Kandungan auksin yang lebih tinggi pada ujung cabang dibandingkan dengan pada ujung batang tampaknya mendorong pemunculan cabang. Sementara kandungan auksin yang rendah pada akar mungkin berhubungan dengan keberadaan sitokinin. Hal ini mengindikasikan bahwa gen AUX1 mengontrol pembentukan cabang dengan cara mengontrol kandungan auksin pada ujung b

DNA Polymorphism of the Drought Tolerance Gene GmDREB2 of Indonesian local Varieties Soybean (Glycine max L. Merr)

ABSTRACT The drought-tolerant gene GmDREB2 is categorized as a regulatory gene which has a role in the formation of drought responsive element binding transcription factors. This study analyzed GmDREB2 sequence variability of some drought-tolerant and susceptible Indonesian local varieties using the Polymerase Chain Reaction (PCR)-sequencing method. PCR analysis using GmDREB2 primers resulted in a 415 bp PCR product. The sequence of the PCR product showed 97-87% homology to the GmDREB2 of soybean species in the NCBI database. Alignment analysis of the sequence of all varieties used in this experiment found 14 mutation sites, and each variety has a different number of mutation sites. Although the mutation caused alteration of amino acid, it did not change the level of drought tolerance. This indicates that GmDREB2 is not the only gene that influences the drought tolerance

EKSTRAKSI SENYAWA FENOL DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DARI BUAH CABAI RAWIT DENGAN METODE MICROWAVE ASSISTED EXTRACTION

ABSTRAK Pertimbangan dalam pemilihan metode ekstraksi untuk mendapatkan senyawa bioaktif dari bahan tanaman diantaranya adalah efisiensi waktu dan jumlah pelarut yang digunakan. Studi terdahulu menunjukan ekstraksi bahan aktif dengan gelombang mikro mempercepat waktu ekstraksindan menghemat penggunaan pelarut dibandingkan metode konvensional, tetapi waktu ekstraksibyang terlalu singkat dan penggunaan pelarut yang terlalu minim membuat hasil ekstraksi tidaknoptimal. Penelitian ini untuk mengetahui pengaruh rasio bahan:pelarut dan lama ekstraksi dengan gelombang mikro terhadap kandungan fitokimia dan aktivitas antioksidan dari ekstrak cabai rawit. Penelitian dilakukan menggunakan Rancangan Acak Kelompok 2 faktor yaitu rasio bahan:pelarut dengan variasi 1:5; 1:10; dan 1:15, serta lama ekstraksi (5, 10, dan 15 menit). Berdasarkan hasil pengujian, rasio bahan:pelarut 1:10 memberikan hasil terbaik untuk kadar total capsaicinoid, total fenol, total flavonoid, dan aktivitas antioksidan dengan nilai rata-rata sebesar 138.06 ± 6.35 mg CE/g BK ekstrak, 33.75 ± 1.75 mg GAE/g BK ekstrak, 205.41 ± 26.13 mg QE/g BK ekstrak, dan 447.96 ±25.63 μg/ml. Lama ekstraksi untuk menghasilkan nilai total capsaicinoid dan total fenol paling tinggi adalah 5 menit, sedangkan untuk total flavonoid pada waktu 10 dan 15 menit. Nilai IC50 memiliki korelasi yang linear dengan total capsaicinoid, total fenol, dan total flavonoid. Pemilihan perlakuan terbaik dengan metode multiple atribut menunjukan rasio bahan:pelarut 1:10 dan lama ekstraksi 10 menit merupakan kombinasi perlakuan paling optimal untuk ekstraksi senyawa fenol menggunakan Microwave Assisted Extraction   ABSTRACT The consideration of extraction methods to obtain bioactive compounds of plant origin were the time efficiency and the amount of extraction solvent. Previous studies showed that microwave assisted extraction of active ingredients decrease the extraction time and minimize the solvent compared to conventional methods, but short extraction time and less solvents make extraction less optimal. The aim of this study to determine the effect of materials:solvent and extraction time of microwave assisted extraction to phytochemical content and antioxidant activity of the cayenne pepper extract. The study was conducted using a Randomized Block Design 2 factors of the ratio of material:solvent (1:5; 1:10; and 1:15) and extraction time (5, 10, and 15 min). The results showed that material:solvent ratio of 1:10 gave the best value for total capsaicinoid content, total phenol, total flavonoid and IC50 with average value of 138.06 ± 6.35 mg CE/g DW, 33.75 ± 1.75 mg GAE/g DW extract, 205.41 ± 26.13 mg QE/g DW extract, and 447.96 ± 25.63 μg/ml respectively. The optimal extraction time to generate total capsaicinoid and total phenol content was 5 minutes, while the optimal extraction time for total flavonoid was 10 and 15 minutes. IC50 in this study had a linear correlation with total capsaicinoid, total phenol, and total flavonoid. The best treatment with multiple attribute method showed the materials:solvent ratio of 1:10 and extraction time of 10 minutes was the most optimal treatment combination for extraction of phenol compound by microwave assisted extractio