Melastoma malabathricum
L.
MUZUNI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Isolasi, Pengklonan, dan
Konstruksi RNAi Gen Penyandi H
+
-ATPase Membran Plasma dari
Melastoma
malabathricum
L. adalah karya bersama saya dan pembimbing yang belum pernah
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka.
Bogor, Februari 2011
ABSTRACT
MUZUNI. Isolation, Cloning, and RNAi construct of Gene coding Plasma
Membrane H
+
-ATPase from
Melastoma malabathricum
L. Under supervised of
SUHARSONO, DIDY SOPANDIE, and UTUT WIDYASTUTI SUHARSONO.
Melastoma malabathricum
L. is an Al-accumulating plant that grows in
acidic soils with high level of soluble aluminum in the tropics. One of the important
proteins in the detoxifying aluminum is a plasma membrane H
+
-ATPase, a most
abundant protein on the plasma membrane, encoded by
pma
gene. The objective of
this research is to isolate and characterize the gene encoding plasma membrane H
+
-ATPase from
M. malabathricum
L. (
Mmpma
) and to construct RNAi by using 3’UTR
of
Mmpma
. Total cDNA had been successfully isolated by using reverse
transcription with total RNA as template. Full length cDNA of
Mmpma
had been
successfully isolated through a gradual isolation of the gene. The 5’ end and
middle gene of
Mmpma
had been successfully isolated by PCR (
polymerase chain
reaction
) by using total cDNA as template and
pma
primers designed from some
plants, while the 3’ end of
Mmpma
had been isolated by 3’ RACE. The parts of the
gene had been successfully joined by PCR. The joining product was successfully
inserted into pGEM-T Easy and the recombinant plasmid was successfully introduced
into
E. coli
DH5α. Nucleotide sequence analysis showed that the length of
Mmpma
coding sequence was sized 2871 bp encoding 956 amino acids with a predicted
molecular weight of 105.29 kDa and p
I
value of 6.84. MmPMA has 10 transmembran
domains, 4 cytoplasm loops, 6 functional domains and 3 autoregulatory domains. In
the second cytoplasm loop (C2) contained conserved sequence TGES (phosphatase
activity
domain);
in the
C3
contained conserved sequences
DKTGTLT
(phosphorylation and transduction domain), KGAP (ATP-binding and/or kinase
activity domain), DPPR (ATP-binding domain), MITGD (ATP-binding domain) and
GDGVNDAPALK (ATP-binding domain); in the C4 contained 3 autoregulatory
domains:
QKDFGKEQRELQWAHAQRTLHGL, NHIAEEAKRRAEIARL,
and
YTV. Local alignment analysis based on nucleotide of mRNA showed that
Mmpma
is
82% identical to
pma Vitis vinifera
; 81% to
pma Juglans regia
,
pma Populus
tricocarpa
,
pma Sesbania rostrata
, and
pma Prunus persica
and 80% to
pma
Lycopersicon esculentum
. Based on deduced amino acid sequence, MmPMA is 94%
identical to PMA
Vitis vinifera
and PMA
Juglans regia
; 93% to PMA
Populus
trichocarpa
; 92% to PMA
Vicia faba
,
Lycopersicon esculentum
,
Solanum tuberosum
,
and
Arabidopsis thaliana
, AHA4.
RINGKASAN
MUZUNI. Isolasi, Pengklonan, dan Konstruksi RNAi Gen Penyandi H
+
-ATPase
Membran Plasma dari
Melastoma malabathricum
L. Dibimbing oleh
SUHARSONO, DIDY SOPANDIE, dan UTUT WIDYASTUTI SUHARSONO.
Melastoma malabathricum
L. adalah suatu tanaman akumulator Al yang
tumbuh pada tanah asam dengan tingkat kelarutan aluminium tinggi di daerah
tropis. Salah satu enzim penting dalam detoksifikasi Al adalah H
+
-ATPase
membran plasma, suatu protein yang paling melimpah pada membran plasma,
yang disandikan oleh gen
pma
. Tujuan penelitian ini adalah mengisolasi dan
mengkarakterisasi gen yang menyandikan H
+
-ATPase membran plasma dari
Melastoma malabathricum
L. (
Mmpma
) dan mempelajari peranan gen
Mmpma
melalui konstruksi RNAi dengan menggunakan fragmen 3’UTR
Mmpma
. cDNA
total telah berhasil disintesis dengan menggunakan transkripsi balik dengan RNA
total sebagai cetakan. cDNA
Mmpma
utuh telah berhasil diisolasi melalui isolasi
gen secara bertahap. Bagian ujung 5’ dan tengah gen
Mmpma
telah diisolasi
dengan PCR (
polymerase chain reaction
) menggunakan cDNA total sebagai
cetakan dan primer
pma
yang didesain dari beberapa tanaman, sedangkan bagian
ujung 3’gen
Mmpma
telah diisolasi dengan 3’ RACE. Bagian-bagian gen tersebut
telah berhasil digabung menggunakan PCR dan telah disisipkan ke dalam
pGEM-T Easy. Plasmid rekombinan tersebut telah berhasil diintroduksikan ke dalam
E.
coli
DH5α. Analisis sekuen nukleotida menunjukkan bahwa panjang sekuen
penyandi (CDS)
Mmpma
adalah 2871 pb yang menyandikan 956 asam amino
dengan prediksi berat molekul 105.29 kDa dan prediksi nilai p
I
sekitar 6.84.
MmPMA mempunyai 10 domain transmembran, 4
loop
sitoplasma, 6 domain
fungsional dan 3 domain autoregulator. Pada
loop
sitoplasma kedua (C2) terdapat
sekuen terkonservasi TGES (domain aktivitas fosfatase); pada C3 terdapat sekuen
DKTGTLT (domain fosforilasi dan transduksi), KGAP (domain pengikatan ATP
dan/atau aktivitas kinase), DPPR (domain pengikatan ATP), MITGD (domain
pengikatan ATP) dan GDGVNDAPALK (domain pengikatan ATP); pada C4
terdapat 3 domain autoregulator yang masing-masing mempunyai sekuen:
QKDFGKEQRELQWAHAQRTLHGL, NHIAEEAKRRAEIARL, dan YTV.
Analisis kesejajaran lokal berdasarkan nukleotida mRNA menunjukkan bahwa
Mmpma
mempunyai kemiripan 82% dengan
pma Vitis vinifera
; 81% dengan
pma
Juglans regia
,
pma Populus tricocarpa
,
pma Sesbania rostrata
, dan
pma Prunus
persica
dan 80% dengan
pma Lycopersicon esculentum
. Berdasarkan deduksi
sekuen asam amino, MmPMA mempunyai kemiripan 94% dengan PMA
Vitis
vinifera
dan PMA
Juglans regia
; 93% dengan PMA
Populus trichocarpa
; 92%
dengan PMA
Vicia faba
,
Lycopersicon esculentum
,
Solanum tuberosum
, dan
Arabidopsis thaliana
.
© Hak Cipta milik IPB, Tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau
tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar bagi IPB.
ISOLASI, PENGKLONAN, DAN KONSTRUKSI RNAi GEN
PENYANDI H
+
-ATPase MEMBRAN PLASMA DARI
Melastoma malabathricum
L.
MUZUNI
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Biologi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup, 18 Januari 2011:
1. Dr. Ir. Aris Tjahjoleksono, DEA
2. Dr. Ir. Nurul Khumaida, M.Si.
Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka, 10 Februari 2011:
3. Dr. Ir. Darda Efendi, M.Sc.
Judul Disertasi : Isolasi, Pengklonan, dan Konstruksi RNAi Gen Penyandi H
+
-ATPase Membran Plasma dari
Melastoma malabathricum
L.
Nama
: Muzuni
NIM
: G361050051
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Suharsono, DEA
Ketua
Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr.
Dr. Ir. Utut W. Suharsono, M.Si.
Anggota
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Biologi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Dedy Duryadi S., DEA
Prof.Dr.Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
PRAKATA
Alhamdulillah, segala puji hanya untuk Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian maupun penulisan disertasi ini. Disertasi ini disusun berdasarkan hasil
penelitian yang dilakukan selama tiga tahun di Laboratorium
Biotechnology
Research Indonesia – The Netherland
(BIORIN) Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) IPB dan Laboratorium
Plant Molecular
Genetics
(PMG),
Nara Institute of Science and Technology
(NAIST), Japan.
Disertasi ini memuat hasil penelitian tentang isolasi, pengklonan, dan konstruksi
RNAi gen penyandi H
+
-ATPase membran plasma dari
Melastoma malabathricum
L., dan selanjutnya diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima
kasih yang tak terhingga kepada Bapak Dr. Ir. Suharsono, DEA selaku ketua
komisi pembimbing, Bapak Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr. dan Ibu Dr. Ir.
Utut Widyastuti Suharsono, M.Si selaku anggota komisi pembimbing, atas segala
jerih payah dan waktu yang telah disediakan dengan penuh keikhlasan, kesabaran,
dan kelembutan hati dalam memberi bimbingan, nasehat, arahan, dan dorongan
mulai dari tahap perencanaan, pelaksanaan, hingga penulisan hasil penelitian.
Demikian pula penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang tinggi
kepada Prof. Dr. Ko Shimamoto dan Dr. Wong Hann Ling dari
Nara Institute of
Science and Technology
(NAIST), Japan atas bantuan alat dan bahan penelitian
serta teknis pelaksanaan penelitian biologi molekuler selama penulis
melaksanakan penelitian di Laboratorium
Plant Molecular Genetics
(PMG),
NAIST, Japan. Kepada Tim Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPS) dan
Program Sandwich dari Ditjen Dikti Depdiknas, serta Tim Hibah Kompetensi a/n
Dr Suharsono, terima kasih atas bantuannya dalam menyediakan biaya
pendidikan.
Biologi SPs IPB, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti
pendidikan di SPs IPB Bogor. Kepada seluruh staf pengajar dan administrasi SPs
IPB, penulis menyampaikan banyak terima kasih atas ilmu dan kelancaran
administrasi selama penulis menjadi mahasiswa di SPs IPB. Penulis juga
menyampaikan terima kasih kepada staf PPSHB IPB dan PMG NAIST, atas
bantuannya dalam kelancaran pelaksanaan penelitian di laboratorium.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada rekan-rekan mahasiswa
Indonesia di NAIST; rekan-rekan mahasiswa seperjuangan yang masih aktif di
laboratorium BIORIN, yaitu Ibu Sri Listyowati, Ibu Yohana, Bu Hannum, Pak
Ulung, Pak Radite, Bu Ratna, Muhdar, Anita, Nurul, Lita, Ila, Fajri, dan Indah,
serta yang sudah lulus, yaitu Firdaus, Pa Hadi, Yasinta, Niken, Yassier, Ulfa, dan
Jaya; rekan-rekan mahasiswa seperjuangan pada program studi Biologi dan
Agronomi; serta rekan-rekan yang tergabung dalam
Under Tree Badminton Club
,
atas dorongan dan kerjasamanya. Terima kasih disampaikan kepada Pak Abdul
Mulya, Pak Adi, Mbak Pepy Elvavina, Mbak Nia, Mbak Sarah, Pak Asep, dan
Pak Iri atas bantuan dan kerjasamanya.
Secara khusus, penulis sampaikan terima kasih yang tulus ikhlas kepada
istri tercinta, Nun Santi, SE dan ananda tercinta Nurul Fitriah Muzuni, atas segala
bentuk pengorbanan, kesetiaan, kesabaran, pengertian, dorongan moril, dan doa
sehingga penulis mempunyai semangat kerja yang tinggi untuk menyelesaikan
pendidikan S3. Kepada keempat orang tua penulis: Ibunda Wakanima dan
Ayahanda Laubi Mane (almarhum), serta Ibunda Zamlia dan Ayahanda Amin
Indi, yang tanpa mengenal lelah selalu memanjatkan doa demi keberhasilan
puteranya; penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang tulus.
Semoga Allah SWT menyayanginya seperti menyayangi penulis. Kepada seluruh
keluarga yang berada di Mawasangka, Bau-Bau, dan Kendari, penulis
mengucapkan terima kasih atas segala perhatian, kasih sayang, dan simpati yang
diberikan kepada penulis selama ini.
Akhirnya, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan dapat
memberikan sumbangan bagi perkembangan biologi molekuler di Indonesia.
Bogor, Februari 2011
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Mawasangka, Buton, Sulawesi Tenggara pada
tanggal 7 April 1971 sebagai anak pertama dari pasangan Laubi Mane (almarhum)
dan Wakanima. Pendidikan sarjana ditempuh pada Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor, lulus tahun
1996. Pada tahun 1998, penulis diterima sebagai mahasiswa program magister
sains pada Program Studi Bioteknologi dan lulus pada tahun 2001. Selanjutnya,
pada tahun 2005 penulis diterima kembali sebagai mahasiswa program doktor di
Program Studi Biologi, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Sejak tahun 2002, penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas
MIPA Universitas Haluoleo Kendari. Mata kuliah yang menjadi tanggung jawab
penulis adalah pengantar bioteknologi, genetika molekuler, mikrobiologi terapan,
dan biokimia.
Selama mengikuti program doktor, penulis pernah menjadi Ketua
Himpunan Mahasiswa Pascasarjana Sulawesi Tenggara (tahun 2006-2007), dan
pengurus HIWACANA IPB (tahun 2006). Sebuah artikel ilmiah telah diterbitkan
pada Jurnal Agronomi Indonesia Volume 38, No. 1, Tahun 2010, sedangkan dua
artikel lainnya telah penulis siapkan untuk diterbitkan pada jurnal ilmiah yang
terakreditasi. Ketiga artikel tersebut ialah:
1. Muzuni, Didy Sopandie, Utut Widyastuti Suharsono dan Suharsono. 2010.
Isolasi dan pengklonan fragmen cDNA gen penyandi H
+
-ATPase membran
plasma dari
Melastoma malabathricum
L.
J. Agron. Indonesia
. 38 (1): 67-74.
2. Muzuni, Didy Sopandie, Utut Widyastuti Suharsono, Wong Hann Ling, Ko
Shimamoto, Suharsono. Isolasi dan pengklonan gen penyandi H
+
-ATPase
membran plasma dari
Melastoma malabathricum
L.
3. Muzuni, Didy Sopandie, Utut Widyastuti Suharsono, Wong Hann Ling, Ko
Shimamoto, Suharsono. Konstruksi RNAi dari fragmen 3’UTR gen penyandi
H
+
-ATPase membran plasma dari
Melastoma malabathricum
L.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Strategi Penelitian ... 4
Manfaat Penelitian ...
5
TINJAUAN PUSTAKA
Toksisitas Aluminium ...
6
Penyerapan dan Distribusi Al pada Akar dan Daun ...
7
Lokalisasi Al Subseluler ...
8
Sensitivitas Seluler terhadap Al ... 9
Mekanisme Utama Toksisitas Al ... 10
Gejala dan Pengaruh Umum Toksisitas Aluminium pada Tanaman ... 12
Mekanisme Seluler Toleransi Aluminium ... 13
Eksudasi Senyawa-senyawa Pengkelat Aluminum ... 14
Ekspresi Gen-gen yang Diinduksi oleh Cekaman Al ... 17
Penyerapan Aluminium pada Tanaman
M. malabathricum
L. ... 18
Pengaruh yang Ditimbulkan oleh Penyerapan Aluminium pada
Tanaman
M. malabathricum
... 20
H
+
-ATPase Membran Plasma ... 23
Peranan Fisiologi H
+
-ATPase Membran Plasma ... 25
Struktur H
+
-ATPase Membran Plasma ... 27
Siklus Katalitik ... 30
Regulasi Enzim ... 32
Pengaruh Logam terhadap Aktivitas Enzim ... 33
RNA Interference (RNAi) ... 35
ISOLASI DAN PENGKLONAN FRAGMEN cDNA GEN PENYANDI
H
+
-ATPase MEMBRAN PLASMA DARI
Melastoma malabathricum
L.
Abstrak ... 38
Abstract ... 38
Pendahuluan ... 39
Bahan dan Metode ... 40
Hasil dan Pembahasan ... 43
ISOLASI DAN KARAKTERISASI GEN PENYANDI H
+
-ATPase
MEMBRAN PLASMA DARI
Melastoma malabathricum
L.
Abstrak ... 51
Abstract ... 51
Pendahuluan ... 52
Bahan dan Metode ... 54
Hasil dan Pembahasan ... 59
Kesimpulan ... 65
KONSTRUKSI RNAi DARI FRAGMEN 3’UTR GEN PENYANDI
H
+
-ATPase MEMBRAN PLASMA DARI
Melastoma malabathricum
L.
Abstrak ... 66
Abstract ... 66
Pendahuluan ... 67
Bahan dan Metode ... 69
Hasil dan Pembahasan ... 74
Kesimpulan ... 82
PEMBAHASAN UMUM ... 84
KESIMPULAN DAN SARAN UMUM ... 89
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kompartementasi dan bentuk Al di daun dari beberapa tanaman
akumulator Al ... 23
2 Hasil penyejajaran sekuen asam amino beberapa domain dari
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Diagram alir percobaan isolasi, pengklonan, dan konstruksi
RNAi gen penyandi H
+
-ATPase membran plasma dari
Melastoma malabathricum
L ... 5
2
Interaksi A1
3+
dengan saluran yang permeable terhadap efluks
malat pada membran plasma ... 16
3
Peranan asam organik dalam pertumbuhan melastoma ... 22
4
Transport primer dan sekunder melintasi membran plasma ... 25
5
Skema H
+
-ATPase membran plasma AHA2 ... 28
6
Motif sekuen yang terkonservasi pada
loop
kecil dan besar sitoplasma
H
+
-ATPase membran plasma
N. plumbaginifolia
PMA2 ... 29
7
Situs pengikatan Mg-ATP (substrat H
+
-ATPase membran plasma)
pada loop besar sitoplasma yang melibatkan motif III, IV, V, dan VI ... 30
8
Siklus reaksi H
+
-ATPase membran plasma ... 31
9
Hasil PCR menggunakan cDNA total sebagai cetakan dan pasangan
primer
ActF
–
ActR
untuk mendapatkan fragmen aktin yang berukuran
450 pb dan AF2 – AR2 untuk mendapatkan fragmen
Mmpma
... 43
10 Urutan nukleotida fragmen cDNA
Mmpma
... 44
11 Deduksi asam amino fragmen Mmpma ... 44
12 Situs pemotongan enzim restriksi endonuklease fragmen
Mmpma
... 45
13 Model topografi transmembran dan loop sitoplasma dari H
+
-ATPase
membran plasma... 46
14 Profil hidrofobisitas PMA
Sesbania rostrata
, srha5 (A), fragmen
PMA
Sesbania rostrata
(B) dan fragmen MmPMA (C) ... 49
15 RNA Total dari daun
Melastoma malabathricum
... 59
16 Hasil amplifikasi cDNA menggunakan primer
Act
F dan
act
R ... 60
17 Hasil isolasi bagian-bagian gen penyandi H
+
-ATPase membran
plasma dari
M. malabathricum
... 60
18 Hasil pengurutan nukleotida utuh (
full length
) gen penyandi
H
+
-ATPase membran plasma dari
M. malabathricum
(
Mmpma
)
yang diperoleh dari penggabungan urutan nukleotida
Mmpma
5’,
Mmpma
m, dan
Mmpma
3’ berukuran 3155 pb ... 61
19 Peta plasmid pMmpma (6141 pb) yang terdiri dari vektor
pGEM-T Easy (3015 pb) dan cDNA
Mmpma
(3126 pb) ... 62
21 Deduksi asam amino gen penyandi H
+
-ATPase membran plasma
dari
M. malabathricum
... 64
22 Profil hidrofobisitas MmPMA dan PMA
Juglans regia
(AHA1)
menggunakan skala Kyte & Doolittle... 64
23 Vektor pANDA digunakan untuk konstruksi RNAi berukuran 20 kb ... 70
24 Peta fisik plasmid dan situs pengklonan pENTR
TM
/D- TOPO
®
... 71
25 Hasil amplifikasi pMmpma3’ dengan menggunakan primer 3’UTR-F
dan 3’UTR-R ... 74
26 Hasil rekombinasi antara vektor pANDA dan pENTR/D- TOPO
®
yang
membawa fragmen 3’UTR dari
M. malabathricum
L. menghasilkan
vektor RNAi, pANDA/3’UTRMmpma ... 75
27 Hasil PCR menggunakan pANDA/3’UTRMmpma sebagai cetakan
dan pasangan Ubq-F dan Gus-R serta Gus-F dan Nos-R sebagai
primer... 75
28 Penyejajaran hasil sekuensing dari 6 konstruksi 3’UTR Mmpma ke
dalam vektor pANDA yang menggunakan primer Gus-R... 76
29 Penyejajaran hasil sekuensing dari 6 konstruksi 3’UTR Mmpma ke
dalam vektor pANDA yang menggunakan primer Gus-F ... 76
30 Fragmen 3’UTR gen penyandi H
+
-ATPAse membran plasma dari
M. malabathricum
L. membentuk orientasi berulang terbalik yang
diselingi oleh fragmen dari gen
gus
... 77
31 Hasil PCR terhadap koloni
A. tumefaciens
hasil elektroporasi ... 78
32 Hasil PCR menggunakan 4 tanaman transgenik independen
(kolom 2-5), DNA tanaman kontrol (kolom 1), dan DNA vektor
RNAi sebagai cetakan dan pasangan UbiF1 – GusR1 sebagai primer ... 79
33 Tanaman trangenik hasil transformasi RNAi yang membawa
fragmen 3’UTRMmpma dengan konstruksi berulang terbalik
(A1 – A4) dan tanaman non-transgenik (B) yang berumur 3
bulan setelah aklimatisasi... 79
34 Akar tanaman transgenik (A) dan non-transgenik (B) setelah
perlakuan 3.2 mM Al dan pH 4 dalam larutan hara selama 6 hari ... 81
35 Pertumbuhan akar tanaman transgenik dan non-transgenik
pada media hara yang mengandung 3.2 mM AlCl3.6H2O dan
pH 4 selama 7 hari ... 82
36 Tanaman transgenik yang diperlakukan dengan 3.2 mM AlCl3.6H2O
dan pH 4 (A) dan tanaman non-transgenik (B) dalam larutan hara
selama 5 hari (A1) dan 7 hari (A2, A3, A4, dan B)... 82
37 Strategi yang digunakan untuk mengisolasi gen penyandi H
+
-ATPase
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Kromatogram pengurutan DNA fragmen
Mmpma
m dengan
menggunakan primer T7 dan SP6 ... 109
2
Hasil pengurutan DNA fragmen
Mmpma
m menggunakan primer
T7 dan SP6 ... 112
3
Kromatogram pengurutan DNA fragmen
Mmpma
5’ dengan
menggunakan primer T7 dan SP6 ... 113
4
Hasil pengurutan DNA fragmen
Mmpma
5’ menggunakan primer
T7 dan SP6 ... 116
5
Kromatogram pengurutan DNA fragmen
Mmpma
3’ dengan
menggunakan primer T7 dan SP6 ... 117
6
Hasil pengurutan DNA fragmen
Mmpma
3’ menggunakan primer
T7 dan SP6 ... 120
7
Kromatogram pengurutan DNA gen
Mmpma
dengan menggunakan
primer T7 dan SP6 ... 121
Latar Belakang
✁✂ ✄✂ ☎ ✆✝ ✞✝ ✂✟ ✠ ✡☛ ☞ ✆ ✌✄✟ ✁✠ ✞✝✂ ✄✝ ✂ ☛ ✝✟ ✝ ✞☛ ✄✍✝✟ ✝ ✄☛ ✁✂ ☎✝ ✂ ✎ ✁✏✝✆☞ ✆✝ ✂ ✟ ✠ ✡☎ ✠✝ ✎
✄✂ ✞✁✂ ✌✄✑ ✄ ✆✝✌✄ ✎✝☞ ✟ ☞ ✂ ✁ ✆✌ ✞✁✂ ✌ ✄✑ ✄ ✆✝✌✄✒ ✠ ✡☎ ✠✝✎ ✁✆ ✌✞ ✁✂ ✌✄✑ ✄ ✆✝ ✌✄ ☛ ✄✓✝ ☛✝ ✟ ✆✝✂ ✟ ✝ ☛✝
✆✡✂ ☛ ✄✌✄ ✏✝✓✝ ✂ ✔✝✂ ☎ ✝ ✌✝ ✎ ✒ ✕✁✂ ☞ ✠☞ ✞ ✖☞✗✝☎✔✡ ✘ ✙ ✚ ✛✒ ✜ ✢ ✣✣ ✤ ✥ ✦ ✞✝✂ ✝ ✓ ☞ ✏ ✞ ✄✌✡✏ ✔✝✂ ☎
✎ ✁✠☞ ✟ ✝ ✆✝✂✌✝ ✏✝✓ ✌✝ ✞☞✧✁✂ ✄ ✌✞✝ ✂ ✝ ✓☛ ✄★✂ ☛ ✡✂ ✁ ✌✄✝✎ ✁✎ ✟☞ ✂✔✝✄✌ ✁✗✝ ✠✝ ✂✏ ☞ ✝ ✌✎ ✁✂ ✍✝ ✟✝✄
✤✩ ✒ ✪ ✧☞ ✞✝ ✓✝✦ ✞✁ ✠☞ ✞✝✎✝ ✔✝ ✂ ☎ ✗✁ ✠✝ ✌✝ ✏ ☛✝✠ ✄ ✗✝✓✝ ✂ ☛✝✌✝✠ ✌✁☛ ✄✎ ✁✂ ✒ ✫ ✄✟ ✁ ✞ ✁ ✠✌✁✗☞ ✞
✎ ✁✎✄✏✄✆ ✄✟ ✬ ✔✝✂ ☎ ✌✝✂ ☎ ✝ ✞ ✠ ✁✂☛ ✝ ✓✦ ✗✁✠ ✆ ✄✌✝✠ ✟ ✝☛ ✝ ✟ ✬ ✤ ☛✝ ✂ ✎ ✁✎ ✄✏ ✄ ✆ ✄ ✆✝✂ ☛ ☞✂ ☎ ✝✂
✝✏ ☞✎✄✂ ✄☞✎ ✞✄✂ ☎☎ ✄✜ ✠✝✌✁ ✞✔✡✭ ✖☞ ✠ ✄✝☛ ✄ ✆✝✠ ✞✝ ✢ ✣ ✣ ✮✥✒ ✯✝ ✓✝✂ ✄✂ ✄ ✎ ✁✎✟ ☞✂✔✝ ✄✟ ✡✞ ✁✂ ✌✄
✔✝ ✂☎ ✌✝✂ ☎ ✝ ✞ ✗✁ ✌✝ ✠ ☞ ✂ ✞☞ ✆ ✟ ✁✂ ✄✂ ☎ ✆✝ ✞ ✆✝ ✂ ✟ ✠ ✡☛☞ ✆ ✌✄ ✟ ✁✠ ✞✝✂ ✄✝ ✂ ✒ ✰✆✝✂ ✞✁ ✞✝ ✟ ✄✦
✆✁✗✝✂✔✝✆✝✂✞✝✂ ✝✎✝ ✂✞ ✄☛ ✝ ✆☛ ✝✟ ✝✞✞☞ ✎✗☞ ✓✡✟ ✞✄✎✝ ✏✟ ✝ ☛✝ ✆ ✡✂☛ ✄ ✌✄✏✝ ✓✝ ✂✝ ✌✝ ✎☛ ✁✂ ☎ ✝✂
✆✁✏✝✠☞ ✞✝✂ ✰✏ ✔✝ ✂ ☎ ✞✄✂ ☎☎ ✄✒ ✝☛ ✝ ✆ ✡✂ ☛ ✄✌✄ ✝✌✝✎✦ ✟ ✁ ✠✞☞ ✎✗☞ ✓✝ ✂ ✞✝ ✂✝ ✎✝ ✂ ✎ ✁✂ ☎ ✝✏ ✝✎ ✄
☎✝ ✂☎ ☎ ☞✝ ✂ ✔✝✂ ☎ ☛ ✄ ✌✁✗✝✗✆✝ ✂ ✡✏✁✓ ✟ ✁✂ ☎ ✓✝ ✎✗✝ ✞✝✂ ✏✝ ✂ ☎ ✌☞ ✂ ☎ ✌✁✠✝ ✟✝ ✂ ✓✝✠✝ ✝✞✝ ☞
☎✝ ✂☎ ☎ ☞✝ ✂ ✑☞ ✂ ☎ ✌✄ ✌✁✏ ✝✆✝ ✠✦ ☛ ✝✂ ✓✝ ✏ ✄✂ ✄☛ ✝✟ ✝ ✞ ✞✁ ✠✧✝☛ ✄ ☛ ✝✏ ✝✎ ✱✝✆✞☞ ✲ ✳✢ ✧✝ ✎ ✌ ✁✞✁✏ ✝ ✓
✟ ✁ ✠✏✝✆☞ ✝ ✂ ✰✏✜✴✡✍ ✓ ✄✝ ✂✦✲ ✵ ✵ ✪✥✒ ✰✆ ✄✗✝ ✞✂✔✝✦ ✟ ✁✠ ✞☞ ✎✗☞ ✓✝ ✂ ☛ ✝✂ ✟ ✁ ✠ ✆✁✎✗✝✂ ☎✝ ✂ ✝✆✝✠
✞✁ ✠✓✝ ✎✗✝ ✞✦ ☛✝ ✂ ☛✝ ✏✝ ✎ ✧✝✂ ☎ ✆✝ ✟ ✝✂✧✝✂ ☎ ✝ ✆✝ ✂ ✎✁✎✟ ✁✂☎ ✝ ✠☞ ✓ ✄ ✟ ✁ ✠ ✞☞ ✎✗☞ ✓✝ ✂ ☛✝ ✂
✟ ✁ ✠ ✆✁✎✗✝✂ ☎ ✝✂✗✝☎ ✄✝ ✂✞✝✧☞ ✆✞✝ ✂ ✝✎✝ ✂ ✒
✁ ✠✞☞ ✎✗☞ ✓✝ ✂ ✞✝ ✂✝ ✎✝ ✂ ✟✝ ☛ ✝ ✞✝✂ ✝✓ ✝ ✌✝ ✎ ☛ ✁✂ ☎✝ ✂ ✆✁✏✝✠☞ ✞✝✂ ✝✏ ☞✎✄✂ ✄☞ ✎
✞✄✂☎ ☎ ✄☛ ✝✟ ✝ ✞☛ ✄✟ ✁ ✠✗✝✄✆ ✄☛ ✁✂ ☎✝ ✂✎ ✁✏✝✆☞ ✆✝✂✟ ✁ ✠✝✆ ✄✞✝ ✂ ✞✝✂ ✝✎✝ ✂✎ ✁✏ ✝✏ ☞ ✄✟ ✁ ✠✌✄✏✝ ✂ ☎✝ ✂
✆✡✂✶✁✂ ✌✄✡✂ ✝✏ ✔✝✂ ☎ ☛ ✄✄ ✆☞ ✞ ✄ ☛ ✁✂ ☎✝ ✂ ✌✁✏✁✆ ✌✄ ✌✁✌☞✝✄ ☛ ✁✂☎ ✝✂ ✌✄✑✝ ✞ ✆ ✁☞ ✂ ☎☎ ☞ ✏✝ ✂ ✔✝ ✂ ☎
☛ ✄ ✄✂ ☎ ✄✂ ✆✝✂ ✎ ✝☞ ✟ ☞✂ ✎ ✁✏ ✝✏ ☞ ✄ ✞✁ ✆✂ ✡✏ ✡☎ ✄ ✷✸✰ ✠ ✁✆ ✡✎✗✄✂ ✝ ✂ ✒ ✁✂☛ ✁ ✆✝✞✝ ✂ ✟ ✁✎☞ ✏✄✝✝ ✂
✆✡✂✶✁✂ ✌✄✡✂ ✝✏ ☛ ✄ ✓✝☛ ✝✟ ✆✝✂ ✟✝ ☛✝ ✞✁ ✠✗✝✞✝✌✂✔✝ ✌☞ ✎✗✁ ✠☛ ✝✔✝ ☎ ✁✂ ✁ ✞✄ ✆ ☞ ✂ ✞☞ ✆ ✞ ✡✏✁ ✠✝ ✂ ✌✄
✞✝ ✂✝ ✎✝ ✂✞✁ ✠ ✓✝☛ ✝✟ ✞✝ ✂✝✓✝✌✝✎☛ ✝ ✂✰✏ ✞ ✄✂ ☎ ☎ ✄✦ ✌✁ ✓✄✂☎ ☎ ✝✟ ✁✠✏ ☞☛ ✄✏✝✆☞ ✆✝✂✟ ✁✂ ☛ ✁ ✆✝ ✞✝ ✂
✞✁ ✆✂ ✡✏ ✡☎ ✄ ✷✸✰ ✠ ✁✆ ✡✎✗✄✂ ✝ ✂ ☞ ✂ ✞☞ ✆ ✎ ✁ ✠✝✆✄ ✞ ✞✝✂ ✝ ✎✝✂ ✞✠✝ ✂ ✌☎ ✁✂ ✄ ✆ ✔✝ ✂☎ ✞ ✡✏✁✠✝ ✂
✞✁ ✠✓✝ ☛✝ ✟ ✞✝ ✂ ✝ ✓ ✝✌✝✎ ☛ ✝✂ ✰✏ ✞✄✂ ☎☎ ✄✒ ✫✝ ✓✝✟ ☞ ✞✝✎✝ ✔✝ ✂☎ ✓✝✠☞ ✌ ☛ ✄✏ ✝ ✆☞ ✆✝ ✂ ☛ ✝✏ ✝✎
✟ ✁✂ ☛ ✁ ✆✝✞✝ ✂ ✄✂ ✄✝ ☛✝ ✏✝✓✎ ✁✂ ☎ ✄ ✌✡✏✝✌✄☎ ✁✂ ✳ ☎ ✁✂ ✔✝✂ ☎ ✞ ✁✠✏✄✗✝ ✞☛ ✝✏ ✝✎ ✞✡✏✁✠✝✂ ✌✄✞✝ ✂ ✝✎✝ ✂
✞✁ ✠✓✝ ☛✝ ✟ ✞✝ ✂✝✓✝ ✌✝ ✎ ☛✝ ✂ ✰✏ ✞ ✄✂ ☎ ☎ ✄✆✁✎☞ ☛ ✄✝ ✂ ✎✁✂ ☎ ✄✂ ✞✠ ✡☛ ☞ ✆ ✌✄ ✆✝ ✂ ☎ ✁✂ ✞✁ ✠✌ ✁✗☞ ✞✆ ✁
✞✝ ✂✝ ✎✝ ✂✗☞ ☛ ✄☛ ✝✔✝ ✒ ✹✁✗✁✠✝ ✟✝ ☎ ✁✂ ✔✝ ✂☎ ✞ ✁✠✏ ✄✗✝ ✞☛✝ ✏✝ ✎ ✞ ✡✏✁✠✝✂ ✌✄ ✞✝ ✂✝ ✎✝ ✂ ✞ ✁✠ ✓✝☛ ✝✟
✍✁ ✆✝ ✎✝✂ ✰✏☛ ✝✂ ✞✝ ✂✝✓✝ ✌✝✎ ✞ ✁✏✝✓✗✁ ✠✓✝✌✄✏ ☛ ✄ ✄✌✡✏✝✌✄ ✒✺✁✂ ✳ ☎ ✁✂ ✞✁✠ ✌✁✗☞ ✞✝ ✂ ✞✝✠✝ ✏✝✄✂
✝☛ ✝✏ ✝ ✓☎ ✁✂✟ ✁✂✔✝ ✂ ☛ ✄✻✘✙✚ ✛ ✛✼✙✽ ✾ ✼✿✘✾✿❀ ✾❁✘❂❃ ✼✙✘✾✿✜✕✫✥ ✦❄ ✼❅ ❆✚✿❄ ✾❃ ❁❂❃ ✼✙✘✾✿✚❇✘
❍ ■ ❏ ■❑ ▲ ▼ ◆ ❖ P◗❘
xide Dismutase
❍ ❙❚❯ ❑▲Catalase
❱❲ ❳Reticuline Oxygen
Oxidoreductase
❨❲❳❩ ❱❬❬ ❭❪ ❫❲ ❭❬ ❱❲ ❴ ❬ ❩ ❲❳❱❵ ❛ ❱❲❳ ❜❴❲ ❝ ❬ ❱❪ ❞❭ ❬❭ ❍ ❙ ❳❪ ❡❱ ❢ ❳ ❱❲ ❳ ❣❲❴ ❱ ❳❢❴ ❤ ✐ ✐❥ ❦ ❧ ❬♠ ♥❲ ❴ ❱❭et al.
❤ ✐ ✐♦ ❑ ♣ q❲❱❲ ❩❲❳ ❱❵ ❛ ▲❙❲❭ ❲ r❬et al
♣ ❍●ss t ❑❝ ❢❴ ♥❲ ❭❬ ❫ ❛ ❢❳❩ ❬❭❪ ❫ ❲❭❬ ❩ ❢ ❳almt
❤ ❨ ❲❳❩ ❛ ❢❳❨ ❲ ❳ ❱❬aluminium-activated malate transporter
♣ q❲ ❱❲ ✉ ❢❛ ❝❲r❲❵ ❩ ❢❳ ❞ ❢❳❨❲❳ ❱❬ ❣❙ ✈▲ q❢❴ ❪ ✇ ❬ ❱❲❭ ❢ ❍ q①❧❑ ❱❲ ❳ ❣❯ q ❯❬ ❭❭❪ ♠❬❲ ✉ ❬❪ ❳q❴❪ ✉❢❬❳❲ ❭ ❢ ②❳♥ ❬❝ ❬ ✉❪ ❴ ❭ ❍ ❣❯②❑ ✉❢❫ ❲♥ ❱❬❬ ❭❪ ❫❲ ❭❬ ❍ ①③❲ r❬
et al
♣ ❤ ✐✐④❑ ▲ ❭❢ ❱❲ ❳❩ r❲❳ ❞❲❱❲ ✉❲❳❲ ❛❲❳ r ❢❱ ❢❫❲❬▲ ❲ ❳✉❲ ❴ ❲ ❫ ❲❬❳ ⑤❴ ❲ ❩❛ ❢ ❳⑥ ⑤❴❲ ❩❛❢❳gmali
❤ ❍Glycine max aluminum
induced
❑ ▲gmali
❤ t▲gmali
t ✐ ❱❲❳gmali
④s ▲ ❛❲ ❭❬ ❳❩ ⑥ ❛❲❭ ❬ ❳❩ ❛ ❢ ❳❨ ❲❳❱❬r❲❳ ⑦⑧ ⑥
❜ ✈q❲❭ ❢ ❛❢❛ ❝❴ ❲ ❳ ❞❫ ❲❭❛❲▲ ❞ ❴ ❪✉❢❬ ❳ ♥ ❬❭ ✉❪ ❳ ⑦❥ ▲ ⑨❜❯⑦⑥ ❱❢♥ ❬ ❱❴ ❪❩ ❢❳❲ ❭ ❢ ❱❲ ❳
Auxin-induced Protein
✉ ❢❫❲ ♥ ❱❬❬ ❭❪❫ ❲ ❭❬❪❫❢♥ ❜ ❳ ❡❲❴❍ ❤ ✐ ✐✐ ❑ ♣ q❲❱❲ ❩❲❳ ❱❵ ❛♠⑩ q✈❶t❤ ❨❲❳❩✉❪ ❫ ❢❴ ❲ ❳✉ ❢❴ ♥❲❱❲ ❞❜❫✉❢❫ ❲♥❱❬ ❬ ❭❪❫ ❲ ❭❬❩ ❢❳❞ ❢❳❨❲❳ ❱❬❞ ❴❪ ✉❢❬❳❭ ❞ ❢❭❬ ⑤❬r❝ ❢❴ ❵ r❵❴ ❲❳④❤ r❯❲
❨❲❳❩ ✉❬❱❲ r ❲❱❲ ❞❲❱❲ r❵❫ ✉❬⑩❲ ❴ ❭ ❢❳❭❬ ✉❬⑤❜❫ ❍⑦❲❛ ❬❫ ✉❪ ❳
et al
♣ ●s s ❤ ❑♣ q❲❱❲Melastoma
malabathricum
❷♣❩ ❢❳❨❲ ❳❩✉ ❢❴❫❬ ❝❲✉❱❲❫❲❛♠ ❢r❲❛❲ ❳❲ ❭❲❛ ❱❲ ❳❜❫✉❬❳❩❩ ❬ ▲❲❳✉❲❴ ❲❫❲❬ ❳ ❩ ❢❳❞ ❢❳❨❲ ❳ ❱❬multidrug resistance associated protein
❍❸❧ q❑❍ ❙❵♥ ❲❴❭❪ ❳❪et al
♣●ss♦ ❦ ❹❬❴ ❱❲❵ ❭ ●s s❺❑▲metallothionein type
● ❍Mt
●❑ ❍❙❵♥ ❲❴❭❪ ❳❪et al
♣ ●ss ✐❑ ▲ ⑦⑧
⑥❜ ✈q❲❭ ❢
❛ ❢❛❝❴ ❲ ❳ ❞ ❫❲❭❛❲ ❍
Mmpma
❑ ❍❸❵③❵ ❳❬et al
♣ ●s❤ s ❑ ▲major facilitator superfamily
❍Mamfs
❑ ❍❻❬❱❨❲ ❴ ✉❬❳❬ ●s s❶❑ ▲ ❱❲❳ ❭❬ ✉❴ ❲✉ ❭❬❳✉❲ ❭ ❢ ❍Mmsc
❑ ❍❸❵❭♥ ❪ ⑤❲ ●s❤ ❤ ❑ ✉ ❢❫❲♥ ❝ ❢❴ ♥❲ ❭❬ ❫❱❬❬❭❪ ❫❲❭❬ ♣❙❲ ❫❲ ♥❭❲✉ ❵ ❩ ❢ ❳❨❲❳❩✉❢❴❫ ❬❝ ❲ ✉❱❲ ❫❲ ❛✉ ❪❫❢❴ ❲❳❭❬✉ ❲ ❳❲❛❲❳✉ ❢❴ ♥❲❱❲ ❞✉❲❳❲♥❲❭❲ ❛
❱❲❳ ❜❫ ✉❬❳❩❩ ❬ ❲ ❱❲ ❫❲ ♥ ❩ ❢❳ ❞ ❢ ❳❨❲❳❱❬ ⑦ ⑧
⑥ ❜ ✈q❲ ❭ ❢ ❛ ❢❛❝ ❴ ❲ ❳❞ ❫❲ ❭❛❲ ❍ ❜ ❳ ❡❲❴ ❤ ✐ ✐ ✐❦
❜♥ ❳
et al
♣ ●s s t ❑ ♣ ❣ ❢❳ ❬ ❳❬ ❝ ❢❴❵ r❵ ❴❲❳ ❥④s s ⑥ ❲ ❳ ❞❝ ❱❲ ❳ ❛ ❢ ❳❨❲❳❱❬r❲❳ ✐④ ❺ ❲❭❲ ❛ ❲❛❬❳❪ ♣ ⑦⑧
⑥ ❜ ✈q❲ ❭ ❢ ❛❢❛❝ ❴ ❲ ❳ ❞ ❫❲ ❭❛❲ ❛ ❢❴ ❵ ❞❲r❲ ❳ ❞❴ ❪ ✉❢❬❳ ❨ ❲ ❳❩ ❞❲ ❫ ❬ ❳❩ ❛ ❢❫❬ ❛❞ ❲♥
❞❲❱❲ ❛ ❢❛ ❝❴ ❲❳ ❞ ❫❲ ❭❛❲ ❱❲❳ ✉❢❴ ❫ ❬❝ ❲✉ ❱❲ ❫❲ ❛ ❝❲❳❨❲r ❴ ❢❭❞❪ ❳❭ ♠ ❢ r❲ ❛❲❳♣ q❴❪ ✉❢❬❳ ❬❳❬
❛ ❢❳❩ ❲ r✉ ❬⑩❲❭❬ ❭ ❢❴ ❲ ❳❩ r❲ ❬❲❳ ✉❴ ❲ ❳❭❞ ❪ ❴ ✉ ❢❴ ❭ ❢r❵ ❳❱ ❢❴ ❱❢ ❳❩❲❳ ❛ ❢ ❳❩ ♥ ❲❭❬ ❫ r❲❳
proton
motive force
❨❲❳❩ ❱❲ ❞ ❲✉ ❛❢❳❩❩ ❢❴ ❲r r❲❳ ❝ ❲ ❳❨ ❲ r ❭❪ ❫ ❵✉▲ ❲ ❭❬ ❛❬❫ ❲✉ ▲ ❲ ✉❲❵ ❛ ❢✉ ❲❝ ❪❫ ❬✉ ❛ ❢❫ ❬❳✉ ❲❭❬❛❢❛❝ ❴ ❲ ❳❞ ❫❲ ❭❛❲❍❙❵ ❭❭❛ ❲ ❳❤ ✐ ✐ t ❑♣⑦⑧
⑥❜ ✈ q❲❭ ❢❛ ❢❛ ❝❴ ❲❳❞ ❫❲ ❭❛❲✉❢❴ ❫ ❬❝ ❲✉
❱❲ ❫❲ ❛❴ ❢❩ ❵ ❫❲ ❭❬❴ ❢❭❞❪ ❳❭✉ ❢❴ ♥❲❱❲❞❝ ❢❴ ❝❲ ❩ ❲❬❴ ❲❳❩❭❲❳❩ ❲ ❳❫ ❬ ❳❩ r❵ ❳❩❲❳ ▲❭ ❢❞ ❢❴✉ ❬♠❢r❲ ❛❲ ❳
❜❫ ❍ ❜❳ ❡❲ ❴❤ ✐ ✐✐❦ ❜♥ ❳ ●ss t ❑ ▲♠❢ r❲ ❛❲ ❳ ⑨❲ ❏❫❍ ⑨❬❵
et al
♣ ❤ ✐ ✐❺❑ ▲ ❱❢ ⑤❬❭❬❢❳❭❬ ⑤❪ ❭ ⑤❲✉ ❍❼❲❳et al
♣ ●s s●❑▲ ❱❲❳♠❢r❲ ❛❲ ❳ ❲ ❛❛❪ ❳❬❵ ❛❍❽❢❴ ❳ ❢❾♠ ❿ ❷❢❩ ❬❭❲ ●s s ❤ ❑ ♣❙ ❢❫❲ ❬ ❳❬ ✉❵ ▲ ⑦⑧
⑥ ❜ ✈q❲ ❭ ❢❛ ❢❛❝ ❴❲❳❞❫ ❲❭❛❲ ❾❵❩ ❲✉ ❢❴ ❫ ❬❝ ❲✉ ❱❲❫❲ ❛❞ ❢❛❲❳❾❲❳❩ ❲ ❳❭ ❢❫❨ ❲❳❩❱❬ ⑤❲❭❬ ❫ ❬✉❲ ❭❬
➂➃➄ ➃➅➃➄ ➆➇➈ ➉ ➊ ➋➌ ➍ ➎➊ ➎ ➏ ➐➈ ➑ ➊➈ ➒➈ ➓ ➃➄ ➔ →➣ ↔↕ ➃➄ ➙ ➛ ➜↕ ➅➃➙ ➣ →➝➄ ➔ ➃➄ ➔ ➝➄ ➞ ➟
➠
➡ ➂➢ ➃➙ ➝ ➅ ➝➅➤↕ ➃➄ ➥ ➦➃➙ ➅➃ ➧ ➡➞➡➁➨ → ➃➥ ➃ ↔ ➅➝ ➅➥ ➝↕ ➤ ➃➣ ➩➣ ➥ ➝↕ ↔➫ ➅ ➤➫ ➭ ➃➄ ➥ ➃→ ➃ ➥➞
↕ ➝➄ →➃ ➭ ➙ ➝➦ ➃➅ ➃➥ ➝↕ ➩ ➝➅ ➤➃➄➔ ➃➄ ➩ ➝➯ ➃ ➅➤ ➃➭➧ ➲ ➜➫➄ ➔ ➳➏ ➈➑ ➵ ➸➺ ➺ ➻ ➨➵ ➡➞➡➁ ➅➝↕ ➫ ➥➃➩ ➃➄
➔ ➝➄ ➓ ➃➄➔ ↔➝↕ ➝➩ ➙ ➥↕ ➝➙➣ ➥ ➃ →➃ ➙ ➝➦➠ ➙ ➝ ➦ ➩ ➜➅ ➥➃➄ ➣ ➜➄ ➛ ➦ ➜➝ ➅➼ ➓ ➃➣↔➫ →➃ ➝↕ ➃ ➭ ➓ ➃➄ ➔
➤➝↕ ↔➃➄➔ ➔ ➫➄ ➔ ➽➃➾➃ ➤ → ➃ ➦➃➅ ➥ ➝➄ ➔ ➃➄ ➔➩ ➫ ↔➃➄ ➽➃↕ ➃➩ ➽ ➃➫ ➭ → ➃↕ ➣ ➔➫ ➦ ➃➼ ➭➃↕ ➃ → ➃➄ ➭ ➜↕ ➅➜➄ ➵
➚➦➜ ➝➅ ➅ ➝➅➥➫ ➄ ➓ ➃➣➥➞ ➻➼➪ ➃ ↔➃➫ ➦ ➝➤➣ ➭ ➙ ➝➭➣➄ ➔ ➔ ➃ ➦➝➤➣➭➙ ➝➄ ➙➣ ↔➣ ➛ ↔➝↕ ➭ ➃ →➃ ➥ ➥➞↕ ➝➄ → ➃ ➭➼
➙ ➝➭➣ ➄➔ ➔ ➃ →➃ ➝↕ ➃ ➭ ➣➄ ➣ ➅➝↕ ➫ ➥ ➃➩ ➃➄ ↔➃↕➔ ➝ ↔ ➫ ↔ ➃➅ ➃ ➥➞ ↕ ➝➄ →➃ ➭➵ ➶➩ ➙ ➥↕ ➝➙➣ ➔ ➝➄ ➡➞➡➁
➅➝➄ ➔ ➭➃➙➣➦➩ ➃➄ ➝➄➹➣ ➅ ➓ ➃➄ ➔ →➃ ➥ ➃↔ ➅➝➅ ➜➅ ➥➃ ➞ ➟
➩ ➝➦➫ ➃↕ ➙ ➝➦ ➙ ➝➭➣ ➄➔ ➔ ➃ ➥➞ →➃ ➥ ➃↔
→➣➥ ➝↕ ↔➃ ➭ ➃➄ ➩ ➃➄ ➥ ➃→ ➃➩ ➜➄ →➣➙➣ ➤ ➃➙ ➃➵➢ ➝➄➔ ➃➅ ➃↔➃➄ ↔➝↕ ➙ ➝➤➫ ↔➅➝➄ ➫ ➄➽ ➫ ➩ ➩ ➃➄➥➝↕ ➃➄ ➃➄ ➞ ➟
➠
➡ ➂➢ ➃➙ ➝ ➅➝➅ ➤↕ ➃➄ ➥ ➦➃➙ ➅➃ → ➃➦ ➃➅ ➭ ➜ ➅➝➜➙ ↔ ➃➙➣ ➙ ➥➞ ➙➣ ↔ ➜ ➥ ➦➃➙➅➃ ↔➃➄ ➃➅➃➄ ➧ ➲➜➫ ➄ ➔ ➳➏
➈➑ ➵➸➺➺ ➻ ➨➵
➂➫ ➅➤➫ ➭ ➃➄ ➘
.
➴➈➑ ➈ ➉➈ ➏➐➇ ➊➷ ➬➴➮➵ ➓ ➃➄ ➔→➣ ↔ ➝➅➫➩ ➃➄↔ ➝↕ ➫ ↔➃ ➅➃→➣→➃ ➝↕ ➃ ➭↔↕ ➜➥➣ ➙→➣→➫➔ ➃ ➅ ➝➅ ➥➫ ➄ ➓ ➃➣ ➙ ➣➙ ↔ ➝➅ → ➝↔ ➜➩ ➙➣ ➛➣ ➩ ➃➙➣ ➡ ➦ ➙➝➭➣➄ ➔ ➔ ➃ →➃ ➥ ➃↔ →➣➔ ➫➄ ➃➩ ➃➄ ➙ ➝ ➤ ➃➔ ➃➣
➙➫ ➅ ➤ ➝↕ ➔ ➝➄ ➫ ➄ ↔➫ ➩ ↔➜ ➦➝↕ ➃➄ ➙➣ ↔➃➄ ➃ ➅➃➄ ↔ ➝↕ ➭ ➃→ ➃ ➥ ↔ ➃➄ ➃➭ ➃➙ ➃➅ →➃➄ ➡ ➦ ↔➣➄ ➔ ➔ ➣➵
➂➫ ➅➤➫ ➭ ➃➄↔ ➝↕ ➙ ➝ ➤➫ ↔→ ➃ ➥➃ ↔↔➫ ➅ ➤➫ ➭→➝➄ ➔ ➃➄ ➤ ➃➣ ➩➥ ➃→ ➃↔ ➃➄ ➃ ➭➃➙ ➃ ➅➙ ➝ ➭➣ ➄ ➔➔ ➃➅➝➄➽➃→➣
➣➄ →➣➩ ➃↔ ➜↕ ↔➃➄ ➃ ➭ ➃➙ ➃ ➅➼ → ➃➄ → ➃ ➥➃ ↔ ➅➝➄➔ ➃➩ ➫ ➅➫ ➦➃➙➣ ➃ ➦➫ ➅➣➄ ➣➫ ➅ → ➃➦➃ ➅➽ ➫ ➅➦ ➃➭ ↔➣➄ ➔ ➔➣
→➣ →➃➫ ➄ → ➃➄ ➃➩ ➃↕ ➙ ➝ ➭➣➄ ➔➔ ➃ →➣➙➝➤➫ ↔ ➙ ➝ ➤➃➔ ➃➣ ➭➣ ➥ ➝↕ ➃➩➫ ➅➫ ➦➃ ↔➜↕ ➡ ➦ ➧➱➃ ↔➃➄ ➃ ➤➝ ✃
❐➙ ➃➩ ➣ ❒➪ ➪❒ ➃➨➵ ➢ ➃→ ➃ ➥➞ ❮➵➪ ➼ ➥ ➝↕ ↔➫ ➅➤➫ ➭➃➄ ➃➩ ➃↕ ➘
.
➴➈ ➑➈ ➉ ➈➏➐➇ ➊➷➬➴ ➮➵ ↔➣→ ➃➩↔➝↕➔ ➃➄➔ ➔ ➫➼ ➩ ➝➯➫ ➃ ➦➣ ➥ ➃→ ➃ ➥➞ ➁➵➪ ➓ ➃➄➔ ➭ ➃➄➓ ➃ ➃→ ➃ →➣ ➦➃ ➤ ➜↕ ➃ ↔➜↕ ➣➫ ➅ ➧❰➫ ➭ ➃➝ ➅➣ ➄
❒➪ ➪➻ ➨➵ ❰➝➄ ➫↕ ➫ ↔ ➱➃↔➃➄ ➃ ➤ ➝ ➳➏ ➈ ➑➵ ➧ ➸➺ ➺ ➻ ➃ ➨➼ ➘
.
➴➈ ➑➈ ➉ ➈➏➐➇ ➊➷➬➴ ➮➵ ➅➃➅ ➥➫➅➝➄ ➔ ➃➩ ➫ ➅➫ ➦➃➙➣ ➦ ➝➤➣ ➭ → ➃↕ ➣ ➸ ❮➵ ❮ ➔ ➡ ➦Ï➩ ➔ → ➃➫➄ ↔➫ ➃ →➃➄ ➦➝➤➣➭ → ➃↕ ➣ ➻➔ ➡ ➦Ï➩ ➔ → ➃➫ ➄
➅➫ →➃ ↔ ➃➄ ➥ ➃➅➝➄ ➔ ➃➦ ➃➅➣➩ ➝↕ ➃➯➫ ➄ ➃➄ ➵➡➄➃➦➣ ➙➣➙ ➃➩ ➫ ➅➫ ➦➃➙➣➡ ➦➥➃ → ➃ ➘➳➑ ➈ ➎➏➌➴➈➈ ÐÐ➊➒ ➳
Ñ➵Ñ➜➄➵
➧➙➣➄ ➜➄ ➣ ➅→➝➄➔ ➃➄ ➘➳➑ ➈ ➎➏➌➴➈ ➴➈ ➑➈➉ ➈ ➏ ➐➇ ➊➷ ➬➴ ➮➵ ➨➓ ➃➄ ➔ ➅➝➄ → ➃ ➥➃ ↔➯➝➩ ➃ ➅➃➄ ➁➵ ❒ ➅❰➡ ➦ ➥ ➃→ ➃➥➞ ❮ → ➃➦ ➃➅➅ ➝→➣ ➃➯ ➃➣↕ ➅➝➄ ➫➄ ➽➫ ➩ ➩ ➃➄ ➤ ➃➭ ➾➃ ➘
.
➈ Ð Ð ➊➒ ➳ Ñ➵ Ñ➜➄➵➅➃➅ ➥➫ ➅➝➄ ➔ ➃➩ ➫ ➅➫ ➦➃➙➣ ➻➵ ➻➸ ➔ ➡ ➦Ï➩ ➔ →➃➫ ➄ ↔➫ ➃ ➙➝↔ ➝➦➃ ➭ ❒ ➤➫ ➦➃➄ ➥ ➝↕ ➦➃➩ ➫ ➃➄
➧❰➫ ↔➣ ➃➙ ➃↕ ➣❒➪ ➪➻ ➨➵
Ò➝➤ ➝↕ ➃ ➥➃➩ ➃➽➣➃➄↔➝➄ ↔➃➄➔ ➝➩ ➜ ➛➣➙➣➜ ➦➜➔ ➣ ➃ →➃ ➥ ↔➃➙ ➣❰➝➦ ➃➙ ↔ ➜➅➃ ➥➃ →➃ ↔➃➄ ➃ ➭➃➙ ➃ ➅
→➝➄ ➔ ➃➄ ➩ ➝➦ ➃↕ ➫ ↔➃➄ ➡ ➦ ➓ ➃➄ ➔ ↔➣ ➄ ➔ ➔➣ ↔ ➝➦ ➃ ➭ →➣ ➦ ➃➩ ➫ ➩ ➃➄ ➜ ➦➝ ➭ ❐➙ ➃➩➣ ➳➏ ➈ ➑➵ ➧ ➸➺➺ ➻ ➨ → ➃➄
➱➃↔ ➃➄ ➃➤ ➝ ✃ ❐➙➃➩ ➣ ➧ ❒➪➪❒ ➃➨➼ ➙➝ →➃➄ ➔➩ ➃➄ ➩ ➃➽ ➣ ➃➄ ➙ ➝➯ ➃↕ ➃ ➅➜ ➦➝➩ ➫ ➦➝↕ ↔➝ ➦➃➭ →➣➦➃➩ ➫➩ ➃➄
➜➦➝ ➭ ❰➫ ➙ ➭ ➜➛ ➃ ➧ ❒➪➸ ➸ ➨➼ ❰➫➹➫ ➄➣ ➳➏ ➈➑➵ ➧❒➪➸➪➨➼ Ó➫ ➭ ➃↕ ➙➜➄ ➜ ➳➏ ➈ ➑➵ ➧ ❒➪ ➪➻Ô ❒➪➪➺ ➨➼
➱➣ →➓ ➃↕ ↔➣➄ ➣ ➧ ❒➪ ➪ Õ➨➼ →➃➄ ➚➣↕ → ➃➫ ➙ ➧ ❒➪ ➪ Ö➨ →➝➄ ➔ ➃➄ ➅➝➄➔ ➣➙ ➜➦ ➃➙➣ ➔ ➝➄ ➠➔ ➝➄ ➓ ➃➄➔ ↔➝↕ ➦➣➤➃↔
Ø ÙÚ ÙÛ Ø Ü Ý ÙÞß ÞÙà ßà Ûß Þ áâ ÝÙ Þß Þ Ùà Ü ãä ÝÙ ãÜ åâ à Ùà Û Ùæ Ù ÝÙÜà Ø âà å Ùà áâÝÙ Þß Þ Ùà
Úâ à ÙÚ Ü ãÙà Ûâæç ÙØ ÙÚ Ú ß ãÛ ÙÞ Ù åâ à ä á Ø Ùà Ú ß ãÛÙ ÞÙ èéêëì í îï ðñí òó ôõ ôö÷ ô
ø öù ú÷ û öüý þ üÿ ú
-Polymerase Chain Reaction
ì Ø Ùà íëñ ✁ òRapid Amplification
cDNA Ends
✂ íëñ ✁ ÙØ ÙÝ Ùç ãÜà ÛâãÜãèéêë Øâ à å Ùà áâ àå å ßà Ù ÞÙà áíêë ãâ✄Ùå ÙÜèâÛÙ ÞÙà Ø Ùà ãâ Þß âà Ü à Ûâ æà ÙÝ ☎ Ùà å ãßØ Ùç ØÜÞâÛÙç ßÜ ß æß ÛÙà àß Þ ÝâäÛÜØ Ùà☎Ù ãâ æ ÛÙ
ÙØ ÙÚ Ûâ æ Ú ÙØ Ù ß✆ß à å ✝ ✞ ÙÛ Ùß ✟ ✞ ãâ✄Ùå ÙÜ Ú æÜ áâ æ✂ í êëÜ ãÙà å Ù Û ✄â æ áÙà✠Ù ÙÛ ß à Ûß Þ
áâ áÚâÝÙ✆Ù æÜ✠ß à å ãÜãß Ù Ûß åâ à✂í êëÜ áâà ☎ â✄Ù✄Þ Ùà áí êë Ûâ æØ âå æ ÙØ Ù ãÜãâç Üà å å Ù
åâ àáâà✆ÙØ ÜÛÜØ Ù Þ✄âæ✠ß à å ãÜ✂ð ÙØ ÙÚ â àâÝÜÛÜÙàÜà ÜìÞ ÙáÜÛâÝÙçáâ Ý ÙÞß ÞÙàÜãä ÝÙãÜØ Ùà
Úâ à å Þ Ýäà Ùà å âà Ú âà ☎ Ùà Ø Ü ✡ ☛
ï ë îð Ù ãâ áâ á✄æ Ùà Ú ÝÙ ãáÙØ Ù æÜ
M. malabathricum
áâ Ý ÙÝß Üíîï ðñ íØ Ùà áâ ÛäØ âíëñ ✁ ãâæ ÛÙÞäà ãÛæß Þ ãÜ☞â Þ Û ä æßà Ûß Þâ Þ ãÚ æ ÙãÜí êëÜØ Ùà Û æ Ùà ã✠ä æá ÙãÜ
Melastoma malabathricum
✌✂ Ø â àå Ùà í êëÜß à Ûß Þ áâáÚ â Ý Ù✆ÙæÜ Úâæ Ùà Ùàåâ à Ûâæãâ✄ß ÛØ ÙÝ ÙáÛ äÝâ æ Ùà ãÜ ÛÙà Ù áÙàØ ÙæÜèâ Þ Ù áÙàë ÝØ Ùàæâ àØ ÙçÚ ✡✂Tujuan Penelitian
ðâ àâÝÜÛÜ ÙàÜ àÜ✄â æ Ûß✆ß Ùà ✍
✎✂ ✏âà å Ü ãä Ý ÙãÜ Ø Ùà áâà å ÞÝ äà ✠æ Ùå áâ à å â à Ú âà ☎ Ùà Ø Ü ✡ ☛
ï ë îð Ù ãâ áâ á✄æ Ùà
Ú ÝÙ ãáÙØ Ù æÜ
M. malabathricum
✌✂✑✂ ✏âà å Ü ãä Ý ÙãÜ Ø Ùà áâ àå Þ Ýäà å âà Ú â à☎ÙàØ Ü ✡ ☛
ï ë îð Ù ãâ áâá✄æ Ùà Ú Ý ÙãáÙ
ò
Mmpma
ß ÛßçØ ÙæÜM. malabathricum
✌✂✝ ✂ ✏â áÚâÝÙ✆Ù æÜ ÚâæÙà Ùà åâà
Mmpma
áâ Ý Ù Ýß Ü Þ äà ãÛ æß Þ ãÜ ☞âÞÛ ä æ âÞãÚ æâãÜ ß à Ûß Þ í êëÜ ✄â æØ ÙãÙ æÞ Ùà✝ ✞✒îíå â àÚ âà ☎ Ùà Ø Ü ✡☛
ï ëîð Ùãâ áâ á✄æ ÙàÚ ÝÙ ãáÙØ Ù æÜ
M.
malabathricum
✌✂× ✂ ✏â Ý ÙÞß ÞÙà Û æ Ùà ã✠ä æá ÙãÜ Û Ùà Ùá Ùà
M. malabathricum
✌✂Ø â àå Ùàå âà Úâ à ☎ Ùà ØÜ í êëÜMmpma
áâÝÙ Ýß ÜAgrobacterium tumefaciens
✁ ✡ë✎ ✓✎✂Strategi Penelitian
✔Û æÙ Ûâ å Ü ☎ Ùà å Ø Ü åß à ÙÞ Ùà ß à Ûß Þ áâ à è ÙÚ ÙÜ Ûß✆ß Ùà ÙØ ÙÝ Ùç áâ á✄ÙåÜ
Úâ à â ÝÜ ÛÜ Ùà áâ à✆ÙØÜ✝ò ÛÜå Ù Ù ãÚâÞÞÙ✆ÜÙà ò✕ Ùá✄Ù æ✎ ì☎ ÙÜ Ûß✍
✎✂ ✖ãä ÝÙ ãÜ Ø Ùà Ú âà å Þ Ý äà Ùà ✄ÙåÜÙà Ûâ à å Ùç å âà Ú âà ☎ Ùà ØÜ ✡ ☛
ï ë îð Ù ãâ áâá✄æ Ùà
Ú ÝÙ ãáÙØ Ù æÜ
Melastoma malabathricum
✌✂ ✡ÙÝÜà ÜØ Ü Ý ÙÞß ÞÙàß à Ûß Þáâà ØâãÙÜà Ú æÜáâæ ãÚ â ãÜ✠Ü Þ Ùå Ù æ áâ àØ ÙÚ Ù ÛÞ Ùà ✄ÙåÜÙà ß✆ß àå ✟ ✞ Ø Ùà ✝ ✞ åâ à ãâç Ü àå å Ù✘ ✙ ✚ ✛✜ ✢ ✣✛✤ ✥ ✣✦ ✧ ★✦ ✩ ✪✢✜ ✦ ✣✦ ✩ ★✦ ✧ ★✦ ✫ ✣✦ ✥✤ ✬ ✭ ✮ ✯✰✱ ✣✛ ★ ✲ ★✲ ✳✴ ✣✦ ✧ ✢ ✣✛✲ ✣ ✥ ✣✴ ✤ ✵
.
✶✷ ✸✷ ✹ ✷ ✺✻ ✼✽ ✾✿ ✶❀ ✙❁ ✵✶❂ ✶✷ ❃✳ ★✴ ✥ ✣✛ ✣✴ ✪✣✦❄✴ ✣✩✲★✦ ✳✣✩✤✣✦ ❅ ★✦ ✩ ✣❆ ❅★✴ ✛ ★ ✳❇ ❅ ✙ ❈ ✙ ❉✜✦ ✛ ❅✴ ❇ ✪✛✤ ❊ ❋✯✤ ✥ ✣✴ ✤ ❄✴ ✣✩✲★✦ ❈ ● ❍✰❊ ✩ ★✦ ✵✶❂ ✶✷ ❇ ✦ ❅❇ ✪ ✲★✲ ✧ ★✢ ✣■ ✣✴✤ ✧ ★✴ ✣✦ ✣✦✩ ★✦ ❅★✴ ✛ ★✳❇ ❅✙Manfaat Penelitian
✱ ★✦ ★✢✤❅✤ ✣✦✤ ✦✤✳★✴ ✲ ✣✦ ❄ ✣✣ ❅❇ ✦ ❅❇ ✪❏
❑✙ ▲★✲ ✧ ★✢ ✣ ■✣✴✤❅✜ ✢ ★✴ ✣✦ ✛✤❅ ✣✦ ✣✲✣✦❅★✴ ❆ ✣ ✥✣✧✪★✴ ✣▼❇ ✦ ✣✦✣✢ ❇ ✲✤✦ ✤ ❇✲ ✙
✘ ✙ ✱ ★✴ ✳ ✣✤✪✣✦ ✩ ★✦ ★❅✤ ✪ ❅✣✦ ✣✲ ✣✦ ✥★✦✩ ✣✦ ✲ ★✴ ✣✪✤ ❅ ❅✣✦ ✣✲✣✦ ✫ ✣✦ ✩ ❅✜ ✢ ★✴ ✣✦ ❅ ★✴ ❆ ✣ ✥✣✧
▼★ ✪✣✲ ✣✦✣✢❇ ✲✤✦ ✤❇ ✲✲ ★✢ ✣✢ ❇✤✧ ★✦ ✥★ ✪✣ ❅✣✦❅★ ✪✦ ✜✢ ✜✩ ✤◆❋✯✴ ★ ✪✜ ✲ ✳✤ ✦ ✣✦ ✙
❖P ◗❘ P ❙❚ ❯ ❱❲P ❳ ❙P◗ P ❨❲ ❙ ❩❬ ❙❭❪ ❘ PP ❫ ❲❴❪ ❨P❴❲ ❵ ❩❬❫❳❛ ❨❪ ❫P❫ ❵ ❜P❫ ❛ ❪ ❫❴ ❝ ❙❞ ❛ ❴❲ ❡❢ ❣❲ ❳❬ ❫ ❩❬ ❫❤P ❫ ❜❲ ✐
❥
❦❣❧ ♠P ❴❬ ◗❬◗❘ ❙P ❫ ❩❨P❴ ◗P ❜P ❙❲ ♥♦ ♣q rst ✉ q✉ q ♣q✈ q s✇ ①② ③④ ✉ ⑤❯ ❡ ❣⑥⑦❵ ⑧ q⑨ ②⑩ q ✉⑨ ♣② ❶② ③ qs② t ❷ ③❸❹ ❺ ♦❷⑩ r❻ ❼ ❽❾❧❡❵ ❼ ❽ ④❷ s① q ❷ r♣q s♦ ⑩ ① ♦❿ ② t ❷❻ ❡❢ ❣❲ ❵⑧ ❹ ❺② ❷s♦ ① ❶♦ ①♦ ❷ ③♦❯
Disain primer
spesifik
PM H
+
-ATPase bagian
tengah
PM H
+
-ATPase bagian
ujung 5’
3’RACE
Konstruksi RNAi
Pembentukan cDNA
melalui transkripsi balik
Isolasi RNA total
PCR dengan
primer spesifik
Disain primer spesifik
untuk isolasi ujung 5’
Disain primer spesifik
untuk isolasi ujung 3’
PM H
+
-ATPase bagian
ujung 3’
PM H
+
-ATPase
Full Length
3’UTR
Transformasi
pada Melastoma
Uji toleransi tanaman terhadap
cekaman aluminium
Percobaan I
Percobaan II
Toksisitas Aluminium
Aluminium merupakan logam yang mempunyai kelimpahan tinggi ketiga
di kulit bumi (Orvig 1993). Secara normal, aluminium (Al) berada dalam bentuk
oksida dan kompleks aluminosilikat yang tidak larut dan tidak toksik. Aluminium
mempunyai muatan ionik tinggi dan radius ionik rendah, dengan rasio muatan
terhadap radius (z/r) sebesar 5.9 sehingga Al dapat mempolarisasi molekul air.
Aluminium membentuk ikatan koordinasi dengan enam molekul air dalam
konfigurasi oktahedral. Derajat polarisasi ikatan O-H yang tinggi dapat dihasilkan
tergantung pada pH media, melalui disosiasi satu atau lebih proton:
Al(H
2
O)
6
3+
Al(H
2
O)
5
2+
+ H
+
Aluminium selanjutnya mengalami seri hidrolisis yang tergantung pH (Orvig
1993). Bentuk Al tersebut sering disingkat menjadi Al
3+
atau Al(OH)
n
3-n
.
Pada pH netral, Al membentuk kompleks dengan ion hidroksida, Al(OH)
3
,
yang tidak larut, sedangkan pada pH asam, Al berada dalam bentuk Al
3+
yang
merupakan bentuk Al yang paling toksik. Pada larutan dengan pH yang lebih
rendah dari 5.0, ion Al berada dalam bentuk oktahedral heksahidrat, Al(H
2
O)
6
3+
,
sering disingkat dengan Al
3+
. Pada larutan yang keasamannya berkurang,
Al(H
2
O)
6
3+
mengalami deprotonasi menjadi Al(OH)
2+
dan Al(OH)
2
+
. Pada larutan
netral menyebabkan Al(OH)
3
mengendap dan larut kembali pada larutan basa
dengan membentuk formasi tetrahedral, Al(OH)
4
-
(Delhaize & Ryan 1995;
Marschner 1995). Pada kondisi rasio Al
3+
/OH
-
tinggi, spesies polinuklear seperti
polikation tridekamerik, Al
13
, terbentuk dari Al(OH)
2+
(Parker & Bertsch 1992).
Spesies kimia Al yang toksik adalah Al
3+
dan mononuklear hidroksida,
Al(OH)
2+
dan Al(OH)
2
+
(Kinraide 1991). Beberapa studi telah menunjukkan
bahwa polikation tridekamerik, Al
13
, merupakan spesies Al yang juga mempunyai
toksisitas tinggi.
Aluminium merupakan kation reaktif tinggi dengan rasio ionik terhadap
donor yang bermuatan negatif. Fluorida, anion yang paling elektronegatif,
merupakan ligan monodentat yang disukai. Akan tetapi, Al lebih cenderung
mengikat ligan yang mengandung oksigen, seperti –COOH (karboksil), –OH
(hidroksil), –CO (karbonil), dan –PO
3
(fosfat) (Orvig 1993). Amina biasanya juga
merupakan pengikat Al penting, antara lain pada bagian ligan multidentat seperti
nitrilotriacetic acid (NTA) dan ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA).
Ukuran kation merupakan faktor yang paling penting dalam substitusi ion
logam (Williams, 2002). Ukuran ion Al (r = 0,054 nm) hampir sama dengan
ukuran ion Mg
2+
(r = 0,072 nm) dan Fe
3+
(r = 0,065 nm). Aluminium dapat
mengikat nukleosida trifosfat dengan tingkat asosiasi 10
7
kali dibandingkan
dengan Mg
2+
. Disamping itu, Al juga lebih kompetitif dalam pembentukan
kompleks dengan ligan-ligan kecil. Al mempunyai kecepatan pertukaran yang
rendah untuk masuk dan keluar lingkaran koordinasinya (Orvig 1993). Kecepatan
pertukaran ligan untuk Al adalah 1,3 per detik, 10
5
kali lebih rendah dibandingkan
dengan Mg
2+
(Martin 1992). Oleh karena itu, bila dalam sitoplasma mengandung
Al maka proses metabolisme menjadi terganggu karena posisi Mg
2+
sebagai
kofaktor dalam beberapa enzim akan tergantikan oleh Al
3+
sehingga aktivitas
enzim tersebut menjadi terganggu.
Berdasarkan konsentrasi kation dan ligan dalam sistem biologi, dalam
sitoplasma dengan pH sekitar 7.3, konsentrasi ion Al bebas terbatas sekitar 10
-10
M, sedangkan konsentrasi ion Mg, Ca, dan Fe bebas masing-masing 10
-3
, 10
-7
,
dan 10
-17
M (Williams 2002). Konsentrasi ion Al dalam sitoplasma lebih rendah
dibandingkan dengan ion Mg dan Ca. Hal ini disebabkan karena pH dalam
sitoplasma adalah netral dan Al mengendap pada kondisi tersebut, sedangkan ion
Mg dan Ca tetap larut. Pengikatan Al terhadap ligan dalam sitoplasma menjadi
terbatas selain disebabkan karena konsentrasinya sangat rendah, juga disebabkan
karena terjadi kompetisi dengan kation-kation lain.
Penyerapan dan Distribusi Al pada Akar dan Daun
Penyerapan Al pada banyak spesies tanaman, khususnya yang sensitif Al,
terbatas pada sistem perakaran. Daerah akar yang banyak mengakumulasi Al
1993; Matsumoto
➇➈ ➉ ➊.
1996). Endodermis bertindak sebagai barrier, sehingga
pengangkutan Al ke pucuk dan daun menjadi lebih kecil.
Akan tetapi, banyak spesies tanaman yang mengakumulasi Al di pucuk
(Jansen
➇➈ ➉ ➊. 2002; Watanabe & Osaki 2002b). Umumnya, tanaman-tanaman ini
berasal dari daerah tropik atau subtropik dan sering disebut sebagai tanaman
hiperakumulator. Contoh tanaman hiperakumulator adalah tanaman teh (
➋➉➌➇ ➊➊➍➉➎➍➏ ➇ ➏➎➍➎
), hydrangea dan beberapa famili Rubiaceae. Namun demikian, belum
banyak informasi mengenai mekanisme, lokalisasi seluler, dan bentuk-bentuk
kimia Al yang terakumulasi dalam tanaman tersebut. Pada satu pengamatan
tentang bentuk kimia Al pada daun teh, banyak Al dikelat oleh gugus polifenol
(Nagata
➇➈ ➉ ➊. 1992). Pada daun hydrangea, Al ditemukan membentuk kompleks
dengan sitrat (Ma
➇➈ ➉ ➊. 1997a) dan pada hiperakumulator
➐➇➊ ➉➎➈➑ ➌➉➌➉➊ ➉➒➉➈➓ ➔➍→➣ ➌
, Al berikatan dengan oksalat (Watanabe
➇➈➉➊. 1998a).
Lokalisasi Al Subseluler
Beberapa studi menunjukkan bahwa sebagian besar Al dilokalisasi pada
dinding sel (Marienfeld & Stelzer 1993; Ownby 1993; Marienfeld
➇➈➉ ➊. 1995). Al
berikatan dengan molekul pektin dinding sel atau komponen dinding sel yang
bermuatan negatif pada sel-sel epidermis dan korteks akar (Delhaize
➇➈ ➉ ➊. 1993;
Marienfeld
➇➈ ➉➊. 2000; Schmohl & Horst 2000; Schmohl
➇➈ ➉ ➊. 2000). Gugus
karboksil bebas molekul pektin yang bermuatan negatif mengikat ion aluminium
menyebabkan dinding sel menjadi kaku sehingga pemanjangan akar menjadi
terhambat (Schmohl & Horst 2000). Menurut Schmohl
➇➈ ➉ ➊.
(2000), perlakuan
enzim pectin methylesterase (PME) pada suspensi sel
↔ ➇➉ ➌➉↕➎menyebabkan
penurunan toleransi aluminium. Selanjutnya, overekspresi PME pada tanaman
kentang transgenik terbukti lebih sensitif terhadap aluminium daripada kultivar
toleran dan sensitif aluminium.
Berdasarkan penjelasan tersebut dapat
disimpulkan bahwa matriks pektin pada apoplas sel-sel apikal akar berperanan
penting dalam memfasilitasi sinyal stress pada sitoskeleton sel-sel tersebut.
Akumulasi aluminium yang tinggi dalam apoplas akar merupakan karakteristik
Al dengan gugus karboksil akan menimbulkan ikatan yang kuat sehingga sel tidak
dapat membesar (Marschner 1995).
Studi lain juga menunjukkan bahwa Al ditemukan pada membran sel yang
dapat menyebabkan perubahan atau kerusakan sifat permeabilitas membran sel.
Permeabilitas membran sel yang meningkat pada pH rendah berkorelasi dengan
penyerapan Al (Ishikawa
➙ ➛➜ ➝. 2001; Ofei-Manu
➙➛➜ ➝. 2001). Pada membran sel
akar barley, Al ditemukan berasosiasi dengan gugus fosfolipid membran yang
menyebabkan kerusakan struktur membran atau perubahan dalam permeabilitas
membran. Hal ini menyebabkan penyerapan hara yang dikatalisis oleh pompa
proton menjadi terhambat (Matsumoto 1991). Ion Al yang bermuatan positif dapat
berasosiasi dengan gugus fosfat dari ATP atau fosfolipid pada membran yang
akan mempengaruhi efektivitas transport proton.
Aluminium ditemukan dalam nukleus berikatan dengan DNA (Matsumoto
➙ ➛➜➝
. 1976). Sedangkan menurut Silva
➙➛➜➝. (2000) bahwa Al dapat terakumulasi
dalam nukleus dengan konsentrasi yang rendah. Asosiasi antara Al dengan DNA
dapat menghentikan proses pembelahan sel meristem apikal (Matsumoto 1991).
Al dalam bentuk polimer memiliki muatan positif yang besar serta memiliki
banyak situs pengikatan. Polimer Al ini dapat mengikat fosfat yang ada pada
kedua utas DNA, mengakibatkan gagalnya kedua utas DNA berpisah (Matsumoto
1991).
Sensitivitas Seluler terhadap Al
Pada tanaman, gejala toksisitas berlangsung di ujung akar (Ryan
➙➛ ➜➝.
1993). Sivaguru & Horst (1998) menunjukkan bahwa daerah akar yang paling
sensitif terhadap Al adalah bagian distal dari zona transisi (DTZ). Sel-sel yang
paling sensitif terhadap Al adalah epidermis (Ciamporova 2000; Ciamporova
2002). Rambut akar dan sel-sel epidermal yang berdekatan juga menunjukkan
sensitvitasnya terhadap Al (Jones
➙➛ ➜ ➝. 1995b). Rambut akar umumnya sangat
sensitif terhadap Al, namun tingkat sensitivitasnya sangat tergantung pada
aktivitas fisiologisnya (Care 1995; Jones
➙ ➛ ➜ ➝. 1998). Rambut akar yang
pemanjangannya telah lengkap, kurang sensitif terhadap Al (Sattelmacher
➙➛ ➜➝.
Perbedaan sensitivitas Al antara ujung dan dasar akar dari kecambah
kacang-kacangan (Shen
➞ ➟➠ ➡. 2004) dan kecambah padi (Nagasaka
➞➟➠ ➡. 2003)
telah diuji. Perbedaan tersebut menyangkut eksudasi asam-asam organik.
Perbedaan sensitivitas Al sepanjang poros akar tidak dapat dijelaskan dengan
perbedaan eksudasi asam organik. Daerah akar yang paling sensitif terhadap Al,
mengeksudasi asam organik paling besar di apeks akarnya (Delhaize
➞➟➠ ➡. 1993;
Pellet
➞ ➟ ➠ ➡. 1995; Mariano & Keltjens 2003). Eksudasi asam organik dapat
menjelaskan perbedaan toleransi Al antar genotipe, tetapi tidak antara tipe sel
dalam akar yang sama.
Perbedaan sensitivitas Al dapat juga ditemukan pada kultur sel tanaman
sehingga dapat memberikan alternatif untuk akar. Sel-sel tembakau pada fase
pertumbuhan logaritmik adalah sensitif terhadap Al, tetapi sel-sel pada fase
stasioner tidak sensitif Al (Yamamoto
➞ ➟ ➠ ➡. 1994; Vitorello & Haug 1996;
Sivaguru
➞ ➟ ➠ ➡. 1999). Sensitivitas Al juga terjadi dengan memanipulasi
kandungan pektin dan aktivitas pektin metil esterase pada kultur sel
➢➞➠➤➠➥➦dan
➧ ➨ ➡➠ ➩ ➫➤➟➫ ➭➞ ➯➨➦➫➤
(Schmohl & Horst 2000; Shmohl
➞ ➟➠ ➡. 2000).
Mekanisme Utama Toksisitas Al
Penelitian tentang target utama kerusakan tanaman oleh Al dan
pemahaman yang lengkap tentang mekanisme toksisitas Al merupakan hal yang
penting dalam mempelajari toksisitas Al. Hipotesis tentang mekanisme toksisitas
Al paling tidak menyangkut pengaruhnya terhadap fosfat, metabolisme
nukleotida, struktur dan fungsi dinding sel, dinamika sitoskeletal, transduksi
signal, dan stress oksidatif.
Aluminium mampu mengikat DNA dengan kuat pada tulang punggung
fosfat atau pada daerah yang berasosiasi dengan histon (Matsumoto 1991). Hal ini
menyebabkan pembelahan sel terganggu karena adanya interaksi antara Al dengan
DNA inti. Al juga mempunyai afinitas tinggi terhadap nukleotida trifosfat bebas
dengan model toksisitas berdasarkan pada pengikatannya terhadap ATP dalam
Aluminium juga dapat merubah struktur membran plasma (Zhao
➲➳ ➵➸.
1987) dan berpengaruh besar pada pergerakan ion melintasi membran, khususnya
penyerapan Ca
2+
(Liu & Luan 2001). Toksisitas Al sering berhubungan dengan
Ca
2+
(Rengel & Zhang 2003) karena Al mengganggu metabolisme Ca
2+
seluler,
atau karena Al menggantikan Ca
2+
dalam sel (Kinraide & Parker 1987). Beberapa
pengamatan ditemukan bahwa Al merubah struktur kalmodulin, suatu mediator
signal Ca
2+
intraseluler utama dalam sel (Haug &Vitorello 1996). Pengamatan lain
menunjukkan bahwa transduksi signal yang difasilitasi oleh
➺ ➻ ➼ ➽➺ ➻ ➼➾➚ ➼➽➾➳➾➪➲,
suatu jalur yang juga melibatkan Ca
2+
sebagai perantara intraseluler (
➾➚➳ ➶➵➹ ➲➸➸ ➘ ➸ ➵ ➶➴➲➽➽➲➚ ➷➲ ➶
), merupakan salah satu situs utama toksisitas Al baik pada sel mamalia
(Haug
➲➳➵➸.
1994) maupun pada sel tanaman (Jones & Kochian 1995; Jones
➲➳ ➵➸.
1995a). Pada kedua kasus tersebut, perlakuan Al dapat menghambat aktivitas
phospholipase C atau menghambat aksi protein trimerik G.
Aluminium dapat meningkatkan stress oksidatif dalam sel. Pada tanaman,
bukti tentang ini meliputi peningkatan peroksidasi lipid (Cakmak & Horst 1991;
Yamamoto
➲➳➵➸. 2001), dan ekspresi gen-gen stress oksidatif (Richard
➲➳➵➸. 1998;
Milla
➲➳ ➵➸. 2002). Perbaikan toleransi terhadap toksisitas Al pada tanaman
dilakukan oleh gen-gen stress oksidatif (Ezaki
➲➳➵➸. 2000).
Stress oksidasi yang diinduksi Al paling umum berhubungan dengan
perubahan struktur membran oleh Al. Adanya Fe dapat meningkatkan peroksidasi
membran yang diinduksi oleh Al (Ono
➲➳ ➵➸. 1995; Yamamoto
➲➳ ➵➸. 1997).
Pengaruh Al pada sistem antioksidan sel tidak dapat dihilangkan (Devi
➲➳ ➵➸.
2003; Guo
➲➳ ➵➸. 2004). Aktivasi sistem antioksidan seluler merupakan sebuah
respon stress umum dan tidak spesifik terhadap toksisitas Al.
Hipotesis lain yang menarik adalah tempat utama toksisitas Al terletak
pada rangkaian
➬ ➲➸➸ ➮ ➵➸ ➸–
➱➸ ➵➽➴➵ ✃ ➲➴❐ ➶➵➚➲–
➬➳➼ ➽❒ ➲➸ ➲y
➳➼➚(CW-PM-CSK)
(Horst
➲➳ ➵➸. 1999). Hal ini disebabkan karena dinding sel, membran plasma dan
sitoskeleton saling berhubungan satu sama lain, sehingga gangguan yang terjadi
pada salah satu komponen dapat mengganggu komponen lainnya. Hal ini dapat
menjelaskan fakta bahwa Al berinteraksi dengan dinding sel (Schmohl & Horst
2000), membran plasma (Ishikawa & Wagatsuma 1998), dan sitoskeleton
target utama Al. Ekspresi
❮❰ Ï Ï Ð Ñ Ï Ï Ò Ñ ÓÓÔ ❮ ÕÑ Ö❰× Ø❰ ❮❰ Ù ÖÔ Ø Ú ÕÛ ÑÓ❰(WAK) juga
diinduksi oleh Al (Sivaguru
❰ÖÑ Ï. 2003).
Gejala dan Pengaruh Umum Toksisitas Aluminium pada Tanaman
Gejala toksisitas aluminium yang paling umum adalah penghambatan
pertumbuhan akar, yang terdeteksi dalam 30 menit hingga 2 jam, dalam
konsentrasi mikromolar Al (Barcelo & Poschenrieder 2002). Akan tetapi,
mekanisme penghambatan ini belum diketahui. Adanya kerusakan akar oleh Al
ditunjukkan oleh bentuk akar yang menjadi pendek dan gemuk, serta sering
berwarna coklat. Jumlah percabangan dan rambut akar menurun serta sistem
perakaran mengumpul. Pada apeks akar, keretakan akar mudah diamati pada
epidermis. Perluasan sel-sel korteks secara radial dan tidak merata menyebabkan
penebalan akar dan stress mekanik pada epidermis (Ciamporova 2002).
Sel-sel yang dipengaruhi oleh Al adalah antara lain tudung akar, meristem,
sel-sel pemanjangan, rambut akar, dan titik percabangan (Rengel 1996). Ujung
akar merupakan daerah yang paling sensitif terhadap cekaman Al (Ryan
❰ Ö Ñ Ï.
1993). Dalam pengujian yang lebih detail, daerah distal zona transisi (
ÜÕÓ ÖÑ ÏÖØÑ Û Ó ÕÖ ÕÔÛÝÔ Û❰
, DTZ) merupakan daerah apikal akar yang paling sensitif terhadap
Al (Sivaguru & Horst 1998). Pada tahap awal toksisitas, aktivitas pembelahan sel
menurun yang akan berakibat terhadap penghambatan pemanjangan sel dan pada
akhirnya menghambat pertumbuhan akar (Kochian 1995; Barcelo
&
Poschenrieder 2002; Ciamporova 2002).
Walaupun gejala toksisitas Al juga terjadi pada pucuk, hal ini biasanya
dipandang sebagai konsekuensi dari kerusakan yang terjadi pada sistem
perakaran. Respons yang paling umum pada pucuk terhadap toksisitas Al adalah
modifikasi seluler pada daun, menurunnya pembukaan stomata, penurunan
aktivitas fotosintesis, klorosis, dan nekrosis. Perlakuan Al dalam waktu lama
menyebabkan penghambatan pertumbuhan akar dan mengarah ke defisiensi unsur
hara, terutama P, K, Ca, dan Mg (Haug & Vitorello 1996). Pada tanaman barley
yang ditanam pada media yang mengandung Al, kandungan Ca
2+
dan K
+
hanya
setengahnya jika dibandingkan dengan kontrol (Matsumoto & Yamaya 1988). Al
membentuk suatu kompleks yang mempunyai afinitas tinggi terhadap oksigen
atau air (Hodson & Evans 1995). Interaksi antara Al dengan anion tersebut
berpotensi untuk meningkatkan pH perakaran sekaligus dapat membuat rancu
pengaruh toksisitas Al dengan defisiensi unsur tertentu (seperti fosfat) karena
terbentuknya kompleks Al-fosfat (baik di larutan tanah maupun di dalam sel) yang
tidak tersedia bagi tanaman. Kemampuan tanaman untuk dapat memanfaatkan
kandungan P yang rendah secara efisien selalu dihubungkan dengan sifat toleransi
tanaman terhadap cekaman Al. Kation trivalen Al
3+
menghambat transpor Ca
2+
secara efektif ke dalam akar, protoplasma dan membran vesikel. Hasil studi pada
Þ ßà ßá â ßÞ ã äåæ
menunjukkan bahwa Al dapat memblok Ca
2+
dan saluran K
+
(Ryan
åç ã Þ
.
1997). Pada akar barley, perlakuan Al menurunkan kandungan Ca pada
membran sel hingga 50% (Matsumoto & Yamaya 1988) dan menyebabkan
penurunan aktivitas H
+
-ATPase dalam menghidrolisis ATP (Ahn
åçã Þ. 2001).
Mekanisme Seluler Toleransi Aluminium
Secara umum, Taylor (1991) mengelompokkan mekanisme toleransi
terhadap cekaman Al menjadi dua kelompok, yaitu mekanisme eksternal dan
mekanisme internal. Mekanisme eksternal terdiri dari: (1) immobilisasi Al di
dinding sel, (2) selektifitas membran plasma terhadap Al, (3) induksi peningkatan
pH di daerah perakaran atau apoplas akar, (3) eksudasi senyawa-senyawa
pengkelat, dan (4) adanya mekanisme Al-
åèèÞéê. Sedangkan mekanisme internal
terdiri dari: (1) kelatisasi Al di sitosol, (2) kompartementasi Al di vakuola, (3)
pengikatan Al oleh protein (
ëÞ â ßìá ßì í-
àæî çåßì), (4) sintesis enzim tertentu, dan
(5) peningkatan aktivitas enzim.
Tanaman yang toleran Al mempunyai kemampuan mensekresikan
senyawa-senyawa organik seperti asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam
fulvat (Ryan
åçãÞ.
1995; Sopandie
åçã Þ.
1996; Ma
åçãÞ.
1998; Zeng 1998; Kasim
2000 dan Anoop
åçãÞ.
2003) dan senyawa fenilpropanoid seperti asam kafeat dan
asam klorogenat (Yamamoto
åçãÞ.
1998) ke dalam daerah perakaran membentuk
kompleks dengan Al dan mencegah serapan Al oleh tanaman. Selain itu, tanaman
yang toleran Al dapat meningkatkan kapasitas tukar kation dinding sel (Horst
serta menginduksi peningkatan pH perakaran dan apoplas akar (Sopandie
ï ð ñ ò.
1996) sehingga Al menjadi bentuk yang tidak toksik bagi tanaman. Tanaman yang
toleran Al juga mampu menstimulir peningkatan aktivitas senyawa antioksidan,
seperti: peroksidase (PER), superoxide dismutase (SOD), glutathion s-transferase
(GST) dan catalase (Snowden & Gardner 1993) serta Mg
2+
ó ôõò öx
melalui
peningkatan aktivitas Mg-transporter (McDiarmid & Gardner 1998). Selain itu,
tanaman toleran Al mampu meningkatkan aktivitas enzim H
+
-ATPase membran
plasma yang berperanan dalam pembentukan gradien elektrokimia untuk
mendorong ion melintasi membran dan menyebabkan sekresi