I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

10
1;- ~ :: ~- Bul. Agron.(29)(2) 40 - 49 (2001) tL ') .- : '; I' "~ " :j; , ,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gula , j, ...:;,:; i 'I Mapping of ALP Marker to Constructa Genetic Map Sugar Beet ,'" 'I ; i , l' # I' ; Asep Setiawan!) ! i' 1 ~ i! r ABSTRACT j! ,J One hundred eighty two AFLP marker using primer combination of EcoR//MseI and PstI/MseI were used in this , i study to create a DNA marker genetic map of Sugar beet. In average each primer combination yielded 15.5 1: polymorphic band. AFLPmarker using primercombination of EcoR//MseI signifcantly yielded more polymorphic band ! than PstI/MseI. From this study a high densityDNA marker map coverage all nine chromosomes of sugar beet with I totallylength of 744 cMHaldane was established. , .! i Ii Key words: AFLP, Genetic map, Restriction enzyme, Polymorphic ,;;il ~ ci ,l ';! : PENDAHULUAN Botstein, 1989, Yano et al., 1997, Setiawan et al., ;" , I : 2000). ; Peta genetik terbukti bennanfaat sebagai alat untuk Peta keterpautan dengan jarak antar marker lebih ,; studi genetik. Pembuatan peta genetik pada dasanya daTi 5 cM dikategorikan sebagai peta yang berdensitas (jo i berprinsip pada fenomena keterpautan antara antara dua rendah atau moderat (Tanksley, et al., 1992). :::1 1 gen yang telah lama dikenal oleh Punett daD Bateson DNA marker berbasis PCR Amplified Fragment ;~ ': (Suzuki et al., 1986). Length Polymorphism (AFLP) yan menjanjikan hasil -oil Dua gen dikatakan terpaut apabila allel-allel dari bebas dari artefak daD dapat diandalkan telah ~, ; kedua gen yang berasal dari tetuayang sarna seringatau diperkenalkan oleh Vos et al. (1995). Keunggulan :' 1 :. senantiasa dijumpai pada individu yang sarna. Jarak AFLP selain untuk tanaman telah pula ditunjukkan oleh antara dua gen yang terpaut dinyatakan dalam cM. Satu Majer et al. (1996) untuk studi biologi molekular daD ~- I cM didefinisikan sebagaipeluang, bahwa 1% rekom- keragaman genetik pada cendawan. ~ , binan akandijumpai dari suatu persilangan. Gen dengan Teknik AFLP berbasiskan amplifikasi selektif dari i l jarak I cM akan lebih sulit terpisah dibanding gen fragmen-fragmen DNA hasil restriksi dari total genomic dengan jarak 2 cM. Dengan berkembangnya marka DNA denganensim restriksi endonuklease (V os et al., molekular, keterpautangenetik kini menjadi semakin 1995). Teknik ini melibatkan tiga tahapan utamayaitu: penting untuk dikaji daD penggunaannyasemakin Restriksi DNA daD ligasi adapter-adapter, amplifikasi ! meluas tidak hanyaoleh ahli genetiktapi juga oleh para selektif dari fragment-fragmen restriksi (restriction pemuliadan ahli biologi molekular. fragments),daD analisis gel dari produk amplifikasi. Peta keterpautan berdensitas tinggi untuk beberapa I: tanaman sepertipadi dengan 1300marker (Kurata et al , 1994), tomat dengan 1030 marker (Tanksley, et al., Tujuan 1992), daD Kedelai dengan 840 marker (Keirn et al., ij ] 997). Peta keterpautandengan densitastinggi dapat Studi ini bertujuan untuk menilai efisiensi AFLP berfungsi untuk berbagai keperluan seperti untuk marker dalam menghasilkanmarker polimorf, mem- kromosom walking (Wickman dan Williamson, 1991), bandingkandua ensim pemotong jarang yaitu Eco RI . i marker-based selection untuk memepercepat program dan Pstl dalam menghasilkan marker polimorf dan I 1 pemuliaan (Tanksley et al., 1989; Paterson et al., 1988) membuat peta keterpautan markerpadatanaman bit ~ l dan untuk mendeteksi dan karakterisasi lokus yang gula yang akan digunakan pada tahap selanjutnya yaitu mengendalikan sifat kuantitatif atau untuk memfasilitasi sebagai basis pemetaan QTL bagi sifat resistensi diseksi sifat kuantitatif kedalam faktor-faktor genetik terhadap penyakitbercak daunCercospora. yang diskret (Paterson, et al., 1988; Lander daD -" c ;;;j I) StafPengajar Jurusan BudidayaPertanian IPB, Bogor ~ j .. 40 . ,

Transcript of I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

Page 1: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

1;- ~

::

~- Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)tL

') .-: ';

I' "~" :j;, ,i, Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gula,

j, ...:;,:; i'I Mapping of ALP Marker to Construct a Genetic Map Sugar Beet ,'"

'I ;i,

l' #I'; Asep Setiawan!)!i'1 ~

i!

r ABSTRACTj!

,J One hundred eighty two AFLP marker using primer combination of EcoR//MseI and PstI/MseI were used in this,i study to create a DNA marker genetic map of Sugar beet. In average each primer combination yielded 15.51: polymorphic band. AFLP marker using primer combination of EcoR//MseI signifcantly yielded more polymorphic band! than PstI/MseI. From this study a high density DNA marker map coverage all nine chromosomes of sugar beet withI totally length of 744 cM Haldane was established.,

.! i

Ii Key words: AFLP, Genetic map, Restriction enzyme, Polymorphic ,;;il

~ ci

,l ';!: PENDAHULUAN Botstein, 1989, Yano et al., 1997, Setiawan et al., ;",

I: 2000).; Peta genetik terbukti bennanfaat sebagai alat untuk Peta keterpautan dengan jarak antar marker lebih ,;

studi genetik. Pembuatan peta genetik pada dasanya daTi 5 cM dikategorikan sebagai peta yang berdensitas (jo i

berprinsip pada fenomena keterpautan antara antara dua rendah atau moderat (Tanksley, et al., 1992). :::11gen yang telah lama dikenal oleh Punett daD Bateson DNA marker berbasis PCR Amplified Fragment ;~

': (Suzuki et al., 1986). Length Polymorphism (AFLP) yan menjanjikan hasil -oilDua gen dikatakan terpaut apabila allel-allel dari bebas dari artefak daD dapat diandalkan telah ~,

; kedua gen yang berasal dari tetua yang sarna sering atau diperkenalkan oleh Vos et al. (1995). Keunggulan :'1:. senantiasa dijumpai pada individu yang sarna. Jarak AFLP selain untuk tanaman telah pula ditunjukkan oleh

antara dua gen yang terpaut dinyatakan dalam cM. Satu Majer et al. (1996) untuk studi biologi molekular daD ~-IcM didefinisikan sebagai peluang, bahwa 1% rekom- keragaman genetik pada cendawan. ~

, binan akan dijumpai dari suatu persilangan. Gen dengan Teknik AFLP berbasiskan amplifikasi selektif dari i

l jarak I cM akan lebih sulit terpisah dibanding gen fragmen-fragmen DNA hasil restriksi dari total genomicdengan jarak 2 cM. Dengan berkembangnya marka DNA dengan ensim restriksi endonuklease (V os et al.,molekular, keterpautan genetik kini menjadi semakin 1995). Teknik ini melibatkan tiga tahapan utama yaitu:penting untuk dikaji daD penggunaannya semakin Restriksi DNA daD ligasi adapter-adapter, amplifikasi

! meluas tidak hanya oleh ahli genetik tapi juga oleh para selektif dari fragment-fragmen restriksi (restrictionpemulia dan ahli biologi molekular. fragments), daD analisis gel dari produk amplifikasi.

Peta keterpautan berdensitas tinggi untuk beberapaI: tanaman seperti padi dengan 1300 marker (Kurata et al, 1994), tomat dengan 1030 marker (Tanksley, et al., Tujuan

1992), daD Kedelai dengan 840 marker (Keirn et al.,ij ] 997). Peta keterpautan dengan densitas tinggi dapat Studi ini bertujuan untuk menilai efisiensi AFLP

berfungsi untuk berbagai keperluan seperti untuk marker dalam menghasilkan marker polimorf, mem-kromosom walking (Wickman dan Williamson, 1991), bandingkan dua ensim pemotong jarang yaitu Eco RI . imarker-based selection untuk memepercepat program dan Pstl dalam menghasilkan marker polimorf dan I

1 pemuliaan (Tanksley et al., 1989; Paterson et al., 1988) membuat peta keterpautan marker pada tanaman bit ~

ldan untuk mendeteksi dan karakterisasi lokus yang gula yang akan digunakan pada tahap selanjutnya yaitumengendalikan sifat kuantitatif atau untuk memfasilitasi sebagai basis pemetaan QTL bagi sifat resistensidiseksi sifat kuantitatif kedalam faktor-faktor genetik terhadap penyakit bercak daun Cercospora.yang diskret (Paterson, et al., 1988; Lander daD -"

c

;;;jI) StafPengajar Jurusan Budidaya Pertanian IPB, Bogor ~

j..

40

.,

Page 2: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

BAHAN DAN METODE Skoring data dilakukan secara manual dengan caramemberi skor A/C atau BID untuk satu AFLP marker. A

Ekstraksi DNA = tidak acta pita, C = acta pita yang diperoleh dari tetua I.. . . . B = tidak acta pita, D = acta pita yang diperoleh dari

Metode yang dlgunakan pacta pnnslspnya sepertl t tu 2~ yang telah diuraikan oleh Saghai-Maroof et al. (1984). ea.

Untuk ekstraksi DNA sebanyak 5 gram daun segar P t t 'kd. b ' l d " F D d. b.t enyusunan pe a gene Ilam I arl setlap tanaman 2. aun yang lam I. diusahakan yang belum terlalu tua dan tidak kotor. Untuk menyusun peta genetik dari populasi F2

Selanjutnya daun di masukkan dalam kantong plastik basil silangan dua tetua yaitu no 93 164P dan no. 95098Pdan dikeringkan dengan pengering vakum (vacuum- digunakan program Mapmaker/EXP 3.0 (Lander et al.,dryer) selama 3 hari. Daun yang telah kering 1987; Lincoln et al., 1993). Marker-marker dalamselanjutnya disimpan pacta suhu 20 ° C menunggu saat kromosom dikatakan terpaut apabila mereka tidak

ekstraksi tiba. bersegregasi secara bebas. Perintah group dengan LaDTepung daun yang acta didalam tabung 50 ml skore = 4 dan jarak 25 cM Haldane ditetapkan sebagai

selanjutnya dicampur dengan buffer untuk ekstraksi kriteria untuk menetapkan keterpautan antar marker.DNA dan diinkubasi pacta suhu 65° C selama 30 - 60 Prosedur detail penggunaan Mapmaker dapat dilihatmenit. Selanjutnya campuran kloroform-isoamil pacta manual Mapmaker/exp 3.0.alkohol (24: I) dengan volume sebanding dengan bufferuntuk ekstraksi DNA ditambahkan dalam setiap tabung.Pemisahan DNA dengan komponen set lain dilakukan HASIL DAN PEMBAHASANdengan sentrifugasi (20 °C 7500 RPM, 20 menit,senti fugal tipe J2-HC Beckmann). Larutan jernih yang, Dalam penelitian ini 189 DNA total dari tanamanmengandung DNA selanjutnya dipindahkan ke tabung F2 dan tetuanya dianalisa menggunakan teknik AFLP.50 ml lain yang baru. Isopropanol ditambahkan lalu Delapan primer kombinasi Eco RI/Msel (ElM) dantabung ditaruh dalam es selama 30 menit. Setelah DNA enam primer kombinasi PstI/Msel (PIM) digunakanterpresipitasi, selanjutnya DNA dipindahkan kedalam dalam penelitian ini. Ke 15 primer kombinasi ini

t tabung reaksi 2ml. Pelarutan DNA selanjutnya diperoleh d'iifi basil screening primer yang dilakukan; dilakukan dengan menggunakan I - 2 ml O. I x TE. terhadap 7 tanaman F2. Ke 8 ElM primer kombinasi

Konsentrasi DNA selanjutnya diturunkan hingga 10 - menghasilkan 151 pita polimorf atau rata-rata 18.8 pita12 ngiuL. polimorf per primer kombinasi. Kombinasi PIM primer

Untuk menguji mutu DNA dilakukan uji restriksi. menghasilkan 66 pita polimorf dengan rata-rata 11 pitai Secara acak 20 sample DNA diambil untuk direstriksi polimorf per primer kombinasi. Secara-rata-rata jumlahr dengan EcoRI. 100 ng DNA di cerna (digesting) dengan - pita polimorf yang dihasilkan oleh kombinasi primer

I menggunak~ 5 unit ~nsim Eco RI. Hasil analisa de~gan ElM nyata lebih tinggi dari pacta yang dihasilkan olehI elektroforesls menunJukkan seluruh sample DNA tldak PIM. (TabeI1.).

mengalami partial digestion. Pacta studi ini 217 lokus AFLP marker telahdianalisa. Contoh pola pita AFLP dapat dilihat pacta

f AnalisisAFLP gambar 1. Secara keseluruhan 14 primer kombinasii yang digunakan menghasilkan secara rata-rata 15.5 pita, AFLP dilaksanakan sesuai uraian Vos et al. I' rf

(1?95). Pre.amplifikasi dil~ukan dengan dua primer po Im~e~nggulan AFLP telah dilaporkan oleh banyak

ollgonukleotld Eco RI-A (pnmer y~g homolog dengan penulis setelah teknologi AFLP diintroduksikan olehadapter Eco RI dan Msel~C (pr~mer yang. ~o~olog Vos et al. (1995). Banyak peta marker telah disusundengan adapter Msel), setlap prImer memlllkl satu dengan menggunakan AFLP marker. Pacta bit gula

. n~kleotida selektif. Preamplifikasi ~an amplifikasi misalnya oleh Schondelmaier et al. (1996) dan Barnesdllakukan d~ngan .menggunakan PerkIn Elmer 9~00. et al. (1996). Penyusunan peta marker berdensitas tinggi

- Pelabelan prImer dlla~uk~ dengan cara melabel prImer pada kentang juga telah dilakukan oleh Qi dan Lindhout

! r Eco ~ +3.de.n~an radloaktlfgamma P33~ATP. P~oduk (1997) serta van Eck et al. (1995). Keunggulan AFLPf ampllfikasl dlpls~kan pada polyacryl~lde gel 6 Yo, 60 salah satunya adalah karena marker ini efisien dalam

. " w.att . selama leblh. k~rang 1?0 memt. Setelah gel menghasilkan polimorfisme dibanding marker lainnyai dlkenngkan d~teksl smyal dll~uan dengan meng- (Schondelmaier, et al., 1996). Studi ini juga

gunakan film smar X (Kodak Blomax MR-I, Eastman menunjukan hal serupa AFLP dinilai efisienKodak) selama 2 - 3 hari dalam kaset film sinar X. menghasilkan pita polimorf:

, I:II Asep Setiawan 41

r~ .,

Page 3: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

" j- ---

;!; Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

j,.Cc

Table 1. Pita polimorf AFLP pada 189 tanaman F2. Menggunakan kombinasi primer E/M = EcoRI/MseI clan P/M =

PstI/MseI).

Primer kombinasi E/M Jumlah pita polimorf Primer kombinasi P/M Jumlah pita polimorf

E35/M62 12 P34/M50 9 .E35/M51 14 P31/M50 10E35/M47 17 P32/M47 10E35/M50 19 P33/M59 10 ~

E34/M59 21 P31/M59 11~~~~~~ ~~ P33~47 1_6 1.!11

E31/M62 28 - -Total 151 Total 66 i

Mean .t std') 18.9.t 5.0 Mean.tstd 11.0 + 2.53 '-

') Std = standar deviasi; Berdasar t-student test (a = 0.01), jumlah rata-rata pita polimorftk yang dihasilkan olehkombinasi primer E/M nyata lebih tinggi dari pada P/M (thinmg = 3.864 > t.abel = 2.90).

Dalam percobaan dengan tanaman sugar bit, dari 5 harus dilakukan. DNA yang tidak mumi, biasanyagram daun segar rata-rata dapat diperoleh sebanyak 200 akibat adanya kontaminasi fenol atau bahan penyusunug DNA.. Digunakannya 5 gram daun mengingat selain sellain. Hal ini seringkali menjadi penyebab terjadinyaAFLP analisa RFLP juga akan dilakukan pada populasi partial digestion.ini. Sebelum PCR, jumlah clan kualitas dari DNA Langkah pertama dalam AFLP adalah restriksihendaknya diperiksa. Hanya diperlukan nanogram DNA ganda dari DNA menggunakan dua ensim berbeda yaituuntuk pelaksanaan AFLP. Akan tetapi DNA hendaknya ensim pemotong jarang clan pemotong sering yangdiupayakan memiliki kualitas yang memadai untuk diikuti dengan pemasangan adapter yang akan mengapitmenghindari adanya artefak. Kontaminasi dengan DNA fragmen DNA. Ensim pemotong jarang yang digunakanasing harus dihindari selama penanganan DNA, adaliih ensim yang mengenal 6 basa pada situskontaminasi DNA sedikit saja dapat berakibat pemotongan dalam hal ini Eco RI clan ensim pemotongtimbulnya artefak karena sistem marker ini berbasis sering yang di pakai adalah MseI yang mengenal 4

. PCR. Satu fragmen DNA asing saja berpotensi untuk sekuen basa pada situs pemotongan.r diamplifikasi. Pemotong sering Mse 1 menghasilkan frgamen': Fase kritis dalam AFLP adalah saat pemotongan DNA berukuran kecil dalam jumlah banyak. Kombinasii dengan ensim restriksi. Digesti parsial harus dihindari ensim pemotong jarang clan pemotong sering

sebab hal ini dapat berakibat timbulnya artefak (V os et diharapkan dapat menghasilkan jumlah optimumal., 1995). Untuk menghindari hal ini maka uji restriksi fragmen DNA yang,dihasilkan sehingga pola pita AFLP

! perlu dilakukan sebelum tahapan pemotongan ganda nantinya dapat dlskor dengan baik. Eco RI banyakdengan menggunakan dua jenis ensim dilakukan. DNA digunakan sebab ensim ini dinilai relatif murah clanyang terpotong sempuma akan terlihat sebagai smear masalah restriksi partial relatifsedikit (Vos et al., 1995).pada elektroforesis. Apabila ada indikasi DNA tidak Penggunaan PstI yang juga hexameric dimaksudkanterpotong dengan sempuma maka pemumian DNA untuk mendapatkan penyebaran.

~~I'~!~~.";,f,,M;;! ,!;.2i.i, 'i?\"¥

T,;i'

42 Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gulac~

~"'" '

.. ~~

Page 4: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

~

Page 5: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

y- ,

-.~"'r~i

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001) I

I,f

llic .I~. I II III '

If!~I ; ~:~ ~~547130 +

'1c . 0.0 E335910c ~~:~ ~~55019c 1~:~ ~~~ '*"

!. 20.9 M2 25.7 M28I~ 21.5 P335905C 25.7 P315005C '

23.9 E355010D 28.3 E335917C i~24.7 M 1 28.8 E335918c

29.6 E316210D 24.7 E345919C 30.2 M2729.6 E316204D 25.2 E3162110 41.4 E345906C40.4 M40 25.7 E3459030 42.8 E335903D48.0 E335909D 25.7 E384707C 43.1 E335904048.4 E335911C 27.2 E384709D 43.2 E316206C48.7 E355105C 34.7 P334713D 43.4 E345907D49.2 - E384713d 36.5 E356207c 43.4 E316214050.6 E316213C 38.9 P334704c 43.7 E355110D51.0 E356204c 40.9 P334705d 45.9 P324710C53.1 E345901C 43.0 P315907d 46.4 E384705C56.6 M41 46.4 E384704d61.7 P334703D 54.8 E384701C69.4 E335919d ' 596 M2681.7 M42 ,:' - I

90.4 c E345908d !, -

92.5 P315011C97.9 E335920c97.9 M43

100.2 E316225d104.0 P315903d105.3 E345905c105.3 P315911c111 .5 M44118.0 E354707C

Gambar 2. Peta keterpautan genetik dati populasi F2 population yang terdiri atas 226 lokus tersebar pada 9 linkageI groups. Kode lokus marker terletak disebelah kanan dan jarak antar marker dalam cM Haldane terletakI disebelah kin. M are RFLP marker, E or P are AFLP marker dengan primer kombinasi EcoRI/MseI or ".PstI/M.'ieI. Penomoran kromosom mengikuti Schondelmaier dan lung (1977) ! "

!

~

l

44 Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gula

., --c .

Page 6: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

It hili, ~

j if!, :,; ,to:

,B

ul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

-"

0.0 P

315003CIV

V

1.3

M25

.. 2.6

E355013D

0.0 E

316230C

2.7 E

355014C6.3

M19

8.7 P

334715c.~

11.7

P315904C

00

E316229D

15.4

E356212C

17.7 E

345904d. 20.5

M24

18.0 P

334702d 26.0

E345914C

20.0 P

315905C

15.8 P

315001D

34.8 E

384702C25.0

P345001

D

19.2 M

5 35.8

M23

27.2 P

324702D

20.6 M

6 41.7

P324711C

28.6 E

384708D

31.5 E

355012D

42.4 E

335916C29.2

E384715C

45.4

E384712D

47.4

E345911d

31.5 P

334717C

53.4 E

316202d 47.4

E345912c

31.9 E

355101C

55.5 E

316207D

54.5 E

316205d31.9

M18

55.5 E

316209D

56.7 M

2232.4

E335905d

58.7 E

345918d 59.1

E345920D

34.1 E

316203d 58.7

M7

61.1 E

354703d38.5

E356202D

60.5

E354710D

61.6

E316201c

l 47.7

P345007d

62.5 E

355015d 62.0

E355008c

I. 51.4

P315008c

62.5 P

334718D

62.4 E

335907D

~

53.5 P

315908D

69.3 E

316212c! 62.4

~E

335908c !

57.5 M

17 70.7

E356201c'

62.4 E

355001C

65.0 M

16 74.8

E384706D

62.9

E384716c

65.7 E

345910c 77.6

E384703d

63.8 P

315906c77.7

M15

78.2 P

335902C

63.8 E

345915d78.5

P335901d

69.4 E

355006cl

78.5 E

316208D

71.1 E

355009ct

80.4 P

324704d 71.6

E335914C

82.0 P

324706c 72.1

M21

87.0 E

335922C'

75.0 M

2092.7

E356209c

75.6 P

315909c94.5

E355107D

78.9

P315901c

98.5 M

8 86.9

E316226d

108.1 E

316220D!I.

Gam

bar 2. Lanjutan

". ,

~:'~

'

3i~{1;

:;c"',.,; c;':;'[

,"c:rc;~'l .

t !

45A

sep S

etiawan

.,

Page 7: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

~ . ~

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

1

!~ ., ;'"

i!\ ~

0.0 E316223d6.8 E316221 c6.8 E3562060 +8.9 E356210c i

14.9 P3359060VII VIII 15.7 IX M35 00 M34 15.7 E3550050

. 15.8 E3459090

8.0 M33 0.0 P324708C 158 E345913C

14.1 P334706c 4.9 P315010C 16'8 E35471614.5 E355004C 5.5 P334707C 16'8 E335915c14.5 E355011c 6.3 M14 17'6 E354717~15.9 E354708c 7.3 P3150090 19'1 E38471016.3 E3547140 19.6 M13 19'1 ~ E355113~16.3 P315910d 20.7 E345902c 19:1 E335906d16.3 M32 22.6 E355018d 22.3 M3616.6 E354702d 24.9 P324701d 22.3 E355106c

." 21,.5 E316231d 33.4 M12: 22.7 E335921cII ' 21.5 E356205C 49.6 P324703c 23 1 E335902C~~! 22.1 E316218c 51.5 M11 .

P3I!;: 32.9 P3347120 61.5 E355016c 29,.1 15902c! 36.1 P335908C 63.2 M10 30;7 E355003dii, 63 2 E335901 31.1 M37. c 31' 1 E355002c64.3 E3847170 .

~59.8 M31 65.2 E38471-80 32.6 E355111 C66.5 E356211C 42.1 E345917d68.3 E3562030 44.8 P335909c

,ft 72.6 E316224c 69.1 E316222C 46.8 E354704071.2 E355115C 4,6.8 E384719C

1 73.0 E354709d ~~:~ ~~15OO60I: 73.9 E354705d 55.9 E355109c~ 78.5 E355108d 59.1 E356208C

85.4 E355114c 672 M3985.4 M9 .I 86.0 P334711c

88.3 P334709092.7 P334710c

Gambar 2. Lanjutan r

Klustering marker secara umum terjadi pada baik. Menumt Barnes et. al. (1996) AFLP menggunakan ...bagian tengah peta. Kromosom VII, VIII dan IX EcoRI menghasilkan marker yang relatif kurnngcenderung memiliki klustering mengarah kepinggir. menyebar dibanding AFLP menggunakan PstI. ;~lustering pada bagian tengah kro~osom mem~g EnsimPst~ yang. ~ikenal sebag.ai sen~itive me~lasi ;;~dlharapkan pada kromosom yang bersifat metasentrik, (methylation sensItive enzyme) diketahUl menghasilkan 't,dimana sentromernya berada di tengah kromosom. fragmen lebih sedikit dibanding ensim non sensitif ~Sangat beralasan bahwa didaerah marker yang lebih metilasi EcoRI. lung (1992) melaporkan bahwa ~" ,j

I; 46 Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gula ~.:: . '1

zc -~:~

l-'. --J

Page 8: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

, .c~~=-

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

genome bit gula sangat kaya dengan sekuen berulang al., 1997) peta keterpautan berdasarkan populasi aktualclan metilasi paling banyak terjadi pada daerah ini. yang ada setiap waktu harus dibuat lagi karena populasiKidwell (1998) dalam studi diversitas melaporkan aktual tersebut mungkin mengekspresikan suatu sifatbahwa kombinasi Pst II Msel menghasilkan tingkat tertentu yang diinginkan. Dalam studi ini sifat

... diversitas yang lebih rendah dibanding menggunakan ketahanan terhadap Cercospora menjadi target. Jadikombinasi EcoR11 Msel. Tingkat diversitas rendah ini penyusunan peta marker ini sebenarnya merupakankemungkinan berkaitan dengan lebih sedikitnya bagian awal daTi usaha pemetaan sifat kuantitatif untuk

~ polimorf yang dihasilakan oleh AFLP berbasis Pstl ketahanan terhadap penyakit bercak daun (Cercosporadibanding AFLP berbasis Eco RI. beticola Sacc.) pada bit gula.

Kesalahan dalam scoring data merupakan hal Dari studi ini berhasil dibuat peta sepanjang 744yang kritis dalam studi yang melibatkan banyak cM Haldane yang meliputi seluruh seluruh kromosomindividu clan marker. Untuk mengurangi kesalahan haploid bit gula yang berjumlah sembi Ian kromosm (n =maka penelitian harus dipersiapkan dengan perencanaan 9). Peta molekuler bit gula lain yang telah ada saat iniyang baik. Kemungkinan tertukarnya contoh DNA antara lain memiliki panjang 1057 cM Haldane (Pillenindividu tanaman clan kontaminasi DNA harus dicegah. et al., 1993),688 Haldane cM (Schumacher, 1997) clan

i Kesalahan dalam skaTing masih dapat dikoreksi akan 557 cM Haldane (Schondelmaier et al., 1996). Hal inii tetapi kesalahan akibat tertukarnya DNA contoh tidak mengindikasikan bahwa panjang peta daTi studi ini

lagi mungkin diperbaiki. Karena ini robotisasi menjadi secara umum sebanding dengan peta yang telah ada.trend dalam teknologi marker yang bekerja dengan Tidak ada informasi berapa panjang sebenarnya petapopulasi dalam jumlah besar. sugar beet dapat dianggap lengkap. Oleh karena itu

AFLP termasuk kodominan marker (V os, et al., adalah lebih baik berfikir konservatif. Bila asumsi 10571995) akan tetapi dalam studi ini 80 % AFLP marker cM adalah peta lengkap maka studi ini telah berhasildiskor sebagai dominan marker. Hal ini dilakukan ; mengcover 70% genom bit gula.karena seringkali ada keraguan dalam menetapkan Dari 261 polimorfik marker yang digunakan dalamintensitas sinyal suatu lokus marker sebagai hoterosigot studi ini, sebanyak 226 marker berhasil dikelompokkanatau homosigot. Dengan diskor sebagai dominan marker kedalam sembilan kelompok (Gambar 2). Pada Gambarmaka lokus heterosigot tidak dapat dibedakan dengan 2 selain 182 AFLP marker terdapat juga 44 RFLPlokus homosigot dominan. McKill et al. (1996) juga marker. Dalam tulisan ini marker RFLP tidak dibahasmelakukan skor dominan terhadap AFLP marker pada lebih lanjut, hal ini semata-mata dilakukan agar tulisantanaman padi akibat sulitnya menskor data AFLP dapat terfokus hanya pada AFLP marker. Seperti terlihatsebagai marker kodominan, demikian juga Kiem et al., pada Tabel 4. Terdapat dua kromosom yang memiliki(1997) yang bekerja dengan kedelai. Kesalahan skoring panjang lebih dari 100 cM, clan satu kromosom denganjuga mempengaruhi presisi peta genetik (Sael dan panjang kurang daTi 50 cM. Kromosom I adalah yangNilsson, 1996) oleh karena itu apabila ada keraguan terpanjang (118.2 cM dan Kromosom II adalah yangmaka lebih baik menskor AFLP sebagai dominan terpendek yaitu 43.2 cM (Tabel 2). Meskipun dalammarker dari pada sebagai kodominan marker. peta marker seperti tersaji pada gambar 2 terdapat tiga

DNA dari populasi F2 basil silangan 93164P dan jarak antar marker yang lebih dari 20 cM, jarak rata-rata95098P digunakan menyusun peta genetik. Walaupun antara marker pada peta tersebut yang adalah 3.1 cM.peta genetic bit gula telah banyak dibuat (Barzen, et al., Dengan demikian peta ini dapat dikategorikan dalam1992; Hallden et al., 1996; Barnes et al., 1996; Pillen et peta dengan densitas tinggi.al., 1993; Schondelmaier et al., 1996; Schumacher et

'1£ r . !;I"~c'~::l""!

~ i,:t;;'~""'!' :.",:'" ;:" ~:';.- ,c- :i:~,.~'"c;:'"~~

,~~

,~; ",-i.,.. .~-";,'%li"'~ !~c,j ('"if,' -

,!q;;!\ .\V;",T ;'"

':!~

Asep Setiawan 47

.,

Page 9: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

- "~"I'! ~,

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001) -, -- ,~' . .. c..;

Table 2: Penyebaran marker daD panjang peta genetik

cMJ)Chromosome RFLp4) AFLP PstI/MseII) AFLP EcoRI/Msef) Total

I 5 4 16 25 118.2II 4 5 9 18 43.2 ~III 5 2 12 19 59.7IV 5 9 9 23 81.4 ~V 4 6 17 27 98.6VI 6 6 23 35 107.9VII 4 4 9 17 74.6VIII 6 9 14 29 92.9IX 5 4 24 33 67.5

Total 44 49 133 226 744

I) AFLP markers menggunakan PstI and MseI. ;;0

2) AFLP markers using EcoRI and MseI .3) cM adalah menggunakan fungsi Haldane (Haldane 1919); Penomoran kromosom mengikuti sistem penomoran yang

digunakan oleh Schondelmaier and Jung (1997)4) RFLP marker tidak dibahas da1am tulisan ini sebagai upaya memfokuskan pembahasan pada AFLP marker sekitar

sentromer memiliki frekuensi frekuensi rekombinasi yang rendah. Bosemark daD Bormotov (1971) melaporkanbahwa kromosom bit gula adalah bersifat metasentri atau sub metasentrik, ini berarti terjadinya klustering yangcondong mengarah kepinggir pada kromosom VII, VIII daD IX bilkanlah disebabkan oleh posisi sentromer.

UCAPAN TERIMA KASIH Bo$emark, N.O., Bormotov, V.E. 1971. Chromosomemorphology in a homozygous line of sugar beet.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada : Hereditas 69:205-212.

I. Prof. C. Jung daD Dr. Koch dari Dept. of crop Sci. Haldane JBS. 1919. The combination of linkage valueand Plant Breeding, Kiel University Germany atas and the calculation of distance between the loci ofsegal a bimbingan daD bantuannya selama penelitian linked factors. J. Genet. 8:299-309.ini berlangsung .

2. Ms. M. Bruisch atas bantuan teknisnya Hallden, C., Hjerdin, A., Rading, 1. M., SaIl, T.,I 3. DAAD yang telah membiayai penulis selama Fridlundh, B.1 Johannisdottir, G., Tuvesson, S.,

penelitian ini berlangsung. Akesson, C., Nilsson, N-O. 1996. A high density

! RFLP linkage map of sugar beet. Genome 39:634-645.

DAFTARPUSTAKA; Keirn, P., Schupp, J.M., Travis, S.E., Clayton, K., Zhu,

Barnes S., Massaro, G., Lefebvre, M., Kuiper, M., T., Shi, L., Ferreira, A., Webb, D.M. 1997. AVerstege, E. 1996. A Combined RFLP and AFLP High-Density Soybean .Genetic Map Based ongenetic map for sugar beet. Proceedings of the 59th AFLP Markers. Crop SCI. 37: 537-543.

IIRB Congress. h.Kurata, N., Nagamura, Y., Yamamoto, K., Harus Ima,

Barret, B.A., Kidwell, K.K., Fox, P.N. 1998. Y., Sue, N., Wu, J., Antonio, B.A., Shomura, A.,1Comparison ofAFLP and Pedigree-Based Genetic Sh!mizu, T., Lin~ .S.Y., Inoe, T., Fuk~da, A.,

Diversity Assessment Methods Using Wheat Shlm~n.o, T., Kublkl, Y., Toyam~, T., Miyamoto,

Cultivars from the Pacific Northwest. Crop Sci. Y., Kmhara, T., Hayasaka, K., Mlyao, A., Monna, 'to'38:1271-1278. L., Zhong, H.S., Tamura, Y., Wang, ZX., Momma,

T., Umehara, Y., Yano, M., Sasaki, T., Minobe, Y.. Barzen, E., Mechelke, W., Ritter, E., Kappert, E.S. 1994. A 300-kilobase-interval genetic map of rice

1995. An extended map of the sugar beet genome including 883 expressed sequences. Nature Genet.containing RFLP and RAPD loci. Theor. Appl. 8:365-372.

I Genet. 90:189-193.

li 48 Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta Genetik Bit Gula

"'".

,

Page 10: I' ~ , :j;,i , Pemetaan Marker AFLP untuk Membuat Peta ...

Bul. Agron. (29) (2) 40 - 49 (2001)

Lander, E.S., Green, P., Abrahamson, J., Barlow, A., Schondelmaier, J., Jung, C. 1997. ChromosomalDaly, M.J., Lincoln S.E. Newburg, L. 1987. assigment of the nine groups of sugar beet (BetaMapmaker: An interactive computer package for vulgaris L.) using primary trisomics. Theor. Appl.constructing primary genetic linkage maps of Genet. 95:590-596.experimental and natural populations. Genomics I:

4f: 174-181. Schumacher, K., Schondelmaier, J., Barzen, E.,SteinrUcken, G., Borchardt, D., Weber, W.E.,

Lincoln, S.E., Daly, M.J., Lander, E.S. 1993. Jung, C., Salamini, F. 1997. Combining different~ Costructing genetic linkage maps with linkage maps in sugar beet (Beta vulgaris L.) to

MAPMAKER/EXP version 3.0: A tutorial and make one map. Plant Breeding 116: 23-38.reference manual.

Setiawan, A., G. Koch, S.A. Barnes, C. Jung. 2000.Majer, D., Mithen, R., Lewis, B.G.,Vos, P., Oliver, R. Mapping Quantitative trait loci (QTLs) for

P. 1996. The use of AFLP finger printing for the resistance to cercospora leaf spot diseasedetection of genetic variation in fungi. Mycol. Res. (Cercospora beticola Sacc.) in Sugar beet (Beta100(9): 1107-1111. vulgaris L.). Theor. Appl. Genet. 100 (8): 1176-

1182Mckill, DJ., Zhang,Z., Redona, E.D., Co low it, P.M.

1996. Level of polymorphism and genetic Shagai-Maroof, M.A., Soliman, K.M., Jorgensen, R.A.,mapping of AFLP markers in rice. Genome Allard, R. W. 1984. Ribosomal DNA spacer-length39:969-977. polymorphisms in barley: Mendelian inheritance,

chromosomal location, and population dynamics.Paterson, A. H., Lander, E. S., Hewitt, J.D., Peterson, Proc. Nat!. Acad. Sci. 81: 8014-8018.

S., Lincoln, S. E., Tanksley, S. D. 1988.Resolution of quantitative traits into Mendelian' Tanksley, S.D., Young, N. D., Paterson, A. H.,factors by using a complete linkage map of Bonierbale. 1989. RFLP mapping in plantrestriction fragment length polymorphisms. Nature breding: new tools for an old science. Bio335:721-726 Technology 7: 257- 264.

1 Pillen, K., SteinrUcken, G., Herrmann, R.G., Jung, C. Van Eck H:J., van der Voort, J. R., Draaistra, J., van1 1993. An extended linkage map of sugar beet Zandvoort, P., van Encvort, E., Segers, B.,t (Beta vulgaris L.) including nine putative lethal Peleman, J., Jacobsen, E., Helder, J., Bakker, J.

genes and their restorer gene X. Plant Breeding 1995. The inheritance and chromosomalIII: 265-272. localization of AFLP markers in a non-inbreed

potato offspring. Molecular Breeding I: 397-410.Qi, X., Lindhout, P. 1997. Development of AFLP 1995.

markers in barley. Mol Gen Genet 254: 330-336.Wicking, C., Williamson B. 1991. From linked marker

Sail, T., Nilsson, N-O. 1994. The robustness of to gene. Trends Genet. 7: 288-293.recombination frequency estimates in intercrosseswith dominant markers. Genetics (137):589-596 Zuzuki D.T., Griffiths, A. J. F., Lewontin, R.C. 1981.

An Introduction to Genetic Analysis. 2nd ~. W.H.Scholdelmaier, J., SteinrUcken, G. and Jung, C. 1996. Freeman and Co. San Francisco. 911p.

Integration of AFLP markers into a linkage map ofsugar beet (Beta vulgaris L). Plant Breeding 115:231-237.

.,.

'(c.§{~' ':;'" "'r;~"";1,,,,'1"

"

j;1

Asep Setiawan 49

,