1
@
PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN BIOLOGI DAN BIOLOGI FMIPA UNIVERSITAS N EGERI YOGYAKARTA Yogyakarta,Tanggal 20 OKober 2012
ISBNr 978-602-95166-1-6
Tema: "GLOBAL PERSPECTIVE IN CURRENT BIOLOGICAL RESEARCH AND EDUCATION"
Jurusan Pendidikan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Tahun 2O12
PROSIDING SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN BIOLOGI DAN BIOLOGI FI\iIPA UNIVERSITAS N EGERI YOGYAKARTA Yogya
ka
rta,Ta n99a I 20 Oktober 2012
ISBN: 978-602-95166-1-6
Tim Editor:
1. Prof. Djukri 2. Dr. Slamet Suyanto, M.EC 3. Dr. Heru Nurcahyo, M.Kes 4. Sukiya, M.Si 5. Surachman, M.S
,-f
d
Tema PERSPECTIVE IN CURRENT BIOLOGICAL RESEARCH AND EDUCATION" ,.GLOBAL
:
Jurusan Pendidikan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan,Alam Univercitas Negeri yogyakarta Tahun 2012
Fi,ji;li g Se,jirut ijusitnui FettL:iiiiiuri Biuio|i tiutj
Jutdilc Biologi
IlMlpt, {Jni|ct.sit!$
BioioE;
Negct.i )bg\}oka a. 20 Oktoher 20tJ rsBN : 97s 6A2-95 t66_ t-6
ANALTSIS OrZ DINGAN pENANDA N,IOLIKULER SEUAGAT iTiETODE KAiiri.ii PEliii.RiSri.ii SiF..iT-SiFAT KUriiiTiTr\Ti F
z-ar SEMINAR f,' nl\ \\!-0t
Parrmiia Cahyaningrtm Kuswanrii iut utut Fetniiiiiun i;iuiuyi d
FMIPA UNY
i,\iii,i Lii
nqTD Atr
Sifat l<1rantitatif adalah s!atu lenotipc dcngan distribr.rsi yang kontinu, yaitrr ,jeiigan prliiiiiliiiLill ).rllg 'Dcil.1riiisi (hiirri sulid lJ(rtiLriiisi. lc\rnristirl iif;;-siilii i.unu;iiLiii' diduga karcna pengaruh lebih dari.dua gen atau poligen sc a adanya pcngarul. lingkrngan. Kajian pcwtu isan sifat-sirat leantitatif dapar dirarerkan de.gan pcntlekatan sr.rtisLik da'iam ilmu gcnctika. Pcrlu dilakukan analisis tcrhadap lol(us-lokus gcn yang dil(cnal scbagdi eTL
(Quahtitati\)e :li'ai[ Loci) atau Lol-us Silat K anlitaljt] Analisis elL ."nggur,nknn pcldlkalon statistik dcng.! rn,rlihat h!!t'!t'!ga'' anl^ra fc!01ipc dcngar gclot ipi prnarcia penanda yang digunal
iingi
-ialisis QTL. i,ieioJe tang diguriakar bo:.lasar ieknili; (l) h;'o.idisa;i, (2ttCR, d.,i (l) sekucn DNA. Manlaat analisis QTL tclah banyak digunakan C,al^fi na*.r rrssistct/
breeding (btdang perlanian), idenrillkasi pcnyakit geDetis dalnm suatu populasi (bidang kcdolderan), kajian gcnctis anlar lopulasi (bidang evolusi), dan kajian bioclivcrsitas scrti
l(oii,cr'.,....i liigi:,ligrn.
mengg'rn,'kr!1 lflnrirrn gen dan idenrifikasi gen.
Kaii iiiiiici
,\r.llisr eTL
OTI dcnorn
scdeng clihcnrb:,.ngkan inchl,.ri :lrloclc ;,r.rg o.nom rrnrrrk kaiirn cksnrr.sr-
nr:nocrahrran rohrrn''
: Siiat k-aii,;ta.,Lii aiiaiisis euuniitutive T uil
iu.i
(eTL), t!1ri!',ia
'roirl(iiiei
Peritlaiiuiuari i(eragaman sifar yang rampak pada n'akiliuk iridup dapat ciikeiompokkan nrenjadi sifarsifat kualitatif dan sifat-sifat kuantiiatii. pcibcdaan yang n:cndasai pa.iii kcd.,rani.a ailaltih sifat tersobut dapat dibcdakan sccara jelas (dikategorjkan dalam kelonpok terrentlr ) atau tidak. sii.at
kialjiaiif tcimasiik sifat-sifat pada tanai'j.ial kapn (,';,li;ii .iail.,'ii;;;) lang digiilakan l,,lcnaicl scbagai objck pcnciiiiannya karcna meurpunyai siiai-siiai yang ciapai ciibcciaka' ticrrgan jeius scprri rvama b..uga (',rngu-putjh) dan .;,.ama br.;i (.1:,rning-hrlcu). Kenyatran bahwc baryak sjfat ).eng memrnjukkan variasi yang kontinu atau mempunyai keragarlan yang tidak dapat sccara langsLrng dlkelonpckkan menintbrll
.
qn.nr^n
t-.n";
Kcragalt an atau variasi yang kontinLr discbut.jLrga sil.irl tnch.tk kitrcna tcrsitttult_l pl(li )/s.g dig'.lnakcn unt.k rllc.glrkrr rcrErrl.rg prdr. :irilr rr:r' .!rlrlltl.
pcngu.L.'..ran. L4ctodc
;,:lng Bai,yak sifat-sifat k'.ianijiaif yang iricii;pii:yai njlai ckonoiilis baik ilala;; jrciiiiir;an irjaiijl.Lin pctcm.rka!'!. ScLair it',r pcr'.rbahrn ,lllant rrikrc'-cvolusi .jLrgt banl,aI tc!.jrdi p.!{ir sitrt_-(it!1 kuantitatill Pada cabang il11r. tcrseb.t gcnctika dapat diaprikasikan pada pcnr.saraha, di dararn
ilnu terapa! dan teori e.,,olusi (Falconer, l98l). PrJ; 5iden6 Liolo;i tc;apar scpciij paiiai.iian dan pctci_-.tiilia;1. bar;.ali r;ifat;,a;g san'at pcntjng secara ckononris. Misalnva h:rsjl dan krralitas Drnen se'J,, kefihrnAn
clia;rggap tcrh;r.iND
penyakit. Sifat-sifat tcrscbut biasanya dikendalikan olch beberapa gen dan disebut sifat k"rantitatil ,sifa1 krraotilatif, lt1cnltrr!t FaJcolef (19E1.), selrclamya ticlak selnlLr silal yalrg da|at dir.rkrr sccat:ir
^
A//.rirjlj v i L n(tlEu4,..
larssuns. sifat-sifat v.rne dikcndalikan oleh bcbcrapa gcn dapat menrbcntrk sebaran (llta vans mendekati pola sifat yang kontinu meskipun scbcnamya dapat dibcdakan sccara jclas. scbagai contoh kctahanan terhadap pcnyakit atau terhadap cckarnan kckcringan. pcnggolongan dilakLrkan hanya ncnjadi tanaman yang tahan dan tidak tahan. Sclain it', adanya pcngar'h lingkLLngan pacla suatu sifat juza akan rlcnrbuat batasan vans jclas pada sifat yanu diskontinu mcniadi kontinu karena ada interaksi a.ttara gen dan lilg.hrngan,
Daffah-dacrab di dalam genonr yang mengendalikan sifat-sifat kuantitatif discbLrt eTL (Quanlilarive n'air Loci). Idcotjfikasi QTL hanya bcrdas:rr cvaluasi lcnotipik akarr sangat slrlit untl* dilakukan. Barryaknya iaktor-faktor yang benrcnEarub dan cksDrcsi fcnotiDc ylng dipcngamhi oleh bcberapa gcn serta pengamh lingkr"rngan akan mcnyulitkan dala'r ruenentukan pola pewarisan atau identifikasi gen pengendali suatu sifat. salah satu tcrobosan yang mcrnbuka peluang untuk melihat QTL adalah penggunaan penanda ruolekuler. penggunaan aralisis erl- saat ini sudah banyak dilakukan dalam konstrnksi peta tautan baik untuk spcsies he va atau turnbuhan. Peta tautan digunakan untuk identifikasi daeratr pada kromosorn yang nrengandung gen pcngendali
sifat sedcrhana (dikcndalikar olch satu gcn) scfta sifat kuantitatif yang dapat dikcnclalikan olch bebcrapa gcn. Penanda nrolclanler ydng ber-tautan dengan sifatsifat pcnting bagi manrsia dapat digunakan sebagai alat uttuk progran pergcmbangan tanamao atau hewan tcltentu, Bebcrapa contoh adalah marker assisted selecllor (lr4AS) yang sudah banyak dilakukan cli bidang penanian urituk seleksi saat perl)buatal vaietas baru sehirrgga Liiirarapkrur dapal rnelirrgi
riikaji lcbiir iaujui schingga dapal ciii-rrarrfaatkari scc.rrir ilak5ilral L.iair ciicskplorasi mengenai nretode cian progran analisisnya. Makalah ini bcrrLrjrLan unrrrk mcrnbcrikan pcmahaman dasar tcntang analisis QTL scrta i}ianfaatrya dalairr kajian sifat kuantitatif cll i,.crbrgei pcri11 rlipcikcnaiikai-r dan
sclain itr, nrakalah ini bcrlujran rntuk n)cndorong Icbih bany.k pc.clitirn erL di lndoncsia dcngan kciagamar srinbci dnya ajairi dnn poicnsi jrcncliii kiiii ilar.i bcibiigai clisipliir bJdang.
illnr
i
e
r.
iii ii i, ii
1.
,_'
s,-r
ii
Sifat Kuantitatif Sij'ri inlai]iiiaiii' aiiaiirii sifui dir:raira var iasi ytitrg iari;1rak !iib,iijabkaji uicir 'Lrcbci a1:rzr arau banyak gcn poiin.rorfik cicngan pcngaruh masing-ntasing aici icbiir i
iiiiEii:ii6;:j. ;ii.,..,)u I,.:.t-iii,. ":it:i: iirii lii{ tttctnprtnyai l'crrotipc dcogao variasi yang kontitrrr. McskipuI siliit-silr{ kLuntitntil'tcrlilrlll niii.iii i:iiuk dipeiajari. akir, teiapj sangai penijng iint!ik d;lakiikan drjiiii l;idang ilirii tancnttl sopcrii para pcnciiii cii pcrlLriiaau rrn0nrirn irru itrtiiciayrr rclnirk. i)aiurrr iritirrrrg ^:'_'
r" ^-""
f L urr,ir..)i '
i:ij
ri;ij.t..:: !i ;, jiii:g
It.., .r,..,,-,
penling sepefti hasil tanantan atari bobot hewan. Bidang lain yang n.ren.]pelajari sifat t.-,--r;r-!,f-.r-.^t
^t,t: ^^-^rit.^,\^-
,-.i
.r^n
^,.^t,,.;
..._,. J'.iii;
i...1, i:i;ii,
,...tit.", i.,jiii,.,i
, ^ i , , . - . ^ jiii,iti , . , . . i,-s,.ii:ii.jii:j
t
,
,
,
,
. .
,
,
iriaiiip!i beiltbait atau'ovrevuiiisi dajaiit sua'rtr putjLriasi (Ktarsy dill i]ut!ry. i996). Sifilt h.lalrtitatif .1it.nt',rkan olch suatu ,.i3ring'yrng tcrdir: C:r.i b:';,:r.L. io!:*s 1:rlg bcrintcraksi dan olch bcrbagai faktor lingkungan (Falconcr dan Mackay, 1996). ltori sifaa
-^lid^n..)n.,1;t^!r,!t.Lrr
^t^l\
l\t.rL^r
/tOtlr
,,\^,r,h^ri irt
..!r,h.r.n rJljuJrrr,
h.t1r,.L Jj.rrr.\
t^t,,, .^-^ ,.!.r..r-. jr"..L
Pii:,.tiiiig Sctninui iius hrtui iierriitiiiun B ioilgi tiu,i B ioi,tyi Juldik Biologi FMIPI, Universitas Ncgcti )bgrakatta,20 Oktohet )012 ISBN
: 973-602-9
5
I 66' l -6
masing-nasing mcnrp[nyai pengaruh yang sama kecilnya scrla bcrsifat aditii Saat ini ivrdapai bcbcrapa kurrs,;p baru ruerrgvriii siiai kuariiiaiii Sepcrii dikeruLrkakarr oiuir Mackay (2001) cit. W\ et al. (2007), yaitu sifat kuantitatif nenrpunyai kode genctis yang (i) dikendaiikau uicir balyak iokus dcrrgau keiipaiarr 50 scsuai ticrrgan hasil pcrrciiii:ur Shrirl]pton cirn :iobcrlson { lqE}i'. l2l g!'n-gcn Ircngcnd:rltt(:Il scLrrJ irdlrtl. ci |]'tn!n. !yr\,du\
UL Ed
rn
6r
J.
UJ
'r6NUi.t)ir.r.
rJ/ u!id.
ii (irp IL,i
r)d liiig,rii
bcwariasi, (4) gcn yang sama dapat n'rcmpcngamhi sifat fcnotipe yang berbcda ntelalui prrrurL(.,pLru clrsur) ua[ \J./ tsuu-tsElt jelxg rU€Lrlp'rr]ts,dr !urL suarLL brlar NudrrLr!dUr uaira! rcrscbar cii ciaianr gcnorn sccara rrndorn arau cicngln pola rencnru.
Quauiiiai i1.e Ti aii Luei Genetika kuantitatif, atau genetika biornetric, adaiab suatu bidang ihru yang rirvri;rciajrui pcwarisarr siiai-siiai yarg ciiscbabkarr ulL:ir gvrrutipc yarg sLriii tiipuiajari sccara iangsung dari icnotipc yrng lrnprk. Scbagai contoh adaiah stirt tinggl bildan ian ur'ts^a( Nclcrudsd!
lrdud lrdous,d,
pdud rdlrdl'idrr
u!'u'ud)d.
'
dk'
sifat-sifat tcrsebut tidak ada bltas yang jelas antara satu 'tampilan' sifat dengan benhrk !i:a,ii u\(ttuP J.rtd' r!r.rLrPr !(lr'tsgJ l\ii:rrrl ^e5a:j variasi yang kontinu. Siiar-sifar scpeni iu
:,rr.,L
qor11.,rrl."r-r,. rrJq .1a.."r:f^+ rifn.,,--^ uvrr6au or,qr
!.^.1- c-^^--
i-l^-
n.-,, ,t^1,^-+:.-.
Clf^r .,if^r
Lrantitatif sccara umrrrr dikendalikan oleh lebih dari satn gen, scringkali oleh banyak ,\r.,/w/
\r2-/)Ltr.^vdroJUurrrvv
trJui.lrp!,iib!i,liiiiii^
gcrr-gcrr pcrrgcrrciaii siiai-siiai kLraliiiaiii (siiai-siiai poiigcrrik). Saai hi."".lic.\.,r
/r-.-.r
r'\Tr
\'..,,
'r.^n,n.rl.rn
gen
i..L",.,.,r,ri
t,
h.,!1-;'
,^h-^n
,h,t,.,t:,-
iri,
isiiiair poiigcrr
t--,t
t
;.i^1,,,
Sifat Kuantitati0. A^-,,,,^h
/rnnt\
-.^--.+i1,"!!vu5u!ql\u!
.\l-!
.-nl.
-^6rtt
f^i^^j !!tn/r
.^h^,.nr1,.Lj r n.uclrt
rdrld irrc LruMd' ur u<1rarlr t'r!\)!r JdrrE ruturrl udtr bdrri ilran rcoirl gtn frrnoeionel p.n^1.5n .JTI tniliri dari rneli(i< lrnh,,ho,n .nirrr hr(;l ahcen,aci rlr- r.l" tidal,inya penanda alel yang talah dipetakan ke dalam peta tautan. Suatlr QTL dinyatakan eda jjl{j] s'rrbh.lit.nl,r!.'n hali{,^ hlh!rncrn rl!!:r; ,,l.ro'1/,.; /l^n14- nenrhl' f;.J,L
"'rr"r r:^^t-^rr-^pcmcia:n OTI danat iroa flcnrrnirrkkrn hrhrno:rn .nt.rr o.noiin. n^dr l^La
l;,.,.1.,,-^^,.
'
f',
, :
,
,
^
-
. ,r , ,
.
-
-
- -^-.^r^^n
aYl-l
/arr/\/\,\,L.L\I....-I:I..,J
dacrah pada krorlosorn vanq sccara slgnifikan bcrlcncanrh icrhadnll vrriasi sil'rt kr,rantitatif di dalalD sualu populasi.
Pcngndr l,lclckulcr Quanlitativc Trait Loci (Ql l-) daDat didctcksi dcniran DcnA|dN utolckulcr. SLr|tu QTL scbcnarnya rncngganrbarkan sLlatlr dacrah pacla krontosorn yang cli.jclitsklrr itlch talltan dcDtan individu nrarkcr (pcn.lnda) atau dua nlarkcr l,arrg bcraclir nrrclir kcdLra sisi nTI Penznal1 ln.lekrrler va4q 4liqtlrik1n dalam eraliciq OTI <eli'oirn he<^r n1.noi.rr pirda pcnanda DNA (Gupta, 2002).
Penanda molckuler mcmpakan salah satu pcnanda gcnctis yang digunakan LrntLtk ncmbcdakan antar individu atau antar spcsias. Secara uurum, Dcnanda gcnctis bukan
Fuiutiiiu
CK
/
Atiuiisis QTL cicrigu,i ...
mempakan suatu gen tetapi lrnnya sebasai 'sioval' atau 'tanda' adanya suatu sen fatal bcberapa gcn), pada suatu individll tertcntu. Tcrdapat tiga nracant penanda genctis. yaitr
:
(1) :rorfologis, (2) biokcnis, dan (3) DNA atau molchrlcr. Pcnanda n.rorfologi
dan
biokcmis biasanya junlahnya terbatas dan sangat dipcngamhi oieh lingkungan atau tahap oerkcrnbangan ltewan atau turlbuhan. Oleb karcna itu ocnanda molekulcr icbih serinc digunakan karcla pcnancia dari pcrbcdaan sckucn di dalaltl DNA.jumlahnya sangal banyak dan tcrjadi akjbaL n'lLrtasi. Pcnandl DNA yang digLrnrkan biasanyr bcradr ;sirtla nott-totlinu
rcgloz schinggr borsifat nctral atau tidak nrcngakibrtl
g
signifikan (Collard et a1.. 2005).
Terdaplt banyak pcnanda tnolekuler terDasuk re,th.ic/ian ./i'agment length polynlorphisn (RFLP), random ampli"fied pol.yntorp,4ic DNI (RAPD). antplified f.agnenl length polymoryhisrr (AFLP), nrikrosatclit dan gingle nucleotide polymorphisnt (SNP). Zidenga (2004) telah menjelaskan bahwa tiap netode lnenrpunyai kejebihan dan kclarrangan rnasing-lDasing lcrgantung pada tujuan pcnclitial yang dilakukan RFLP adalah rnctode yaog berdasarkau pada clctcksi vatiasj panjaltg flagntcn tcr.cstr.iksi pada suatu DNA spesifik dalam sckelompok individu. Lokasi gen dapat dicari dengan rrelihat R-FLP yang hanpir selalu diwariskan bersanta. RAPD adalah fragnrcn DNA yang men'rpunyai ulatran polinorfik dan diperolch dengan IICR nenggun rkan sarlr araLt dua prirrter atau oiigolLrkeioiida yaltg riiarrtbil sccata aca|.. iiAPD atialab pcrartia yarrg bersifai dominan dan polanya dapat digunakan untuk idcntifikasi strain atau varictas, pada AIrLp. Di',iA ditambah ticngar cnzinr ruslrksi yang kcnrLrriilr ciianrplilikasi irrcnggunakan lCii. Mctodc ini n'rcrllungkinkan'rntuk mciaktrkan anrplifikasi fragnrcn lcstriiisi sccrrr scicktil scitillgga ciapat nlen]uncuil(an Dcrianda liaiani jun',lab banyak Si.li'iinlrli ii.fuL-,rlriii s;rii1 basa pada sckucn nuklcotiJa DNA. .lLrurlah potcnsiaL pcornda SNI, sangat tinggi schingga dapai ditcn-riikan di scr,tua bagian gctic'iir. ivi,kiosatciii iiliii s, rrpic s,.lucncc icpcais (SSR) DNr\ yang pcnclck, biasanya 2 atau 3 basn. yang bcrLiianu sccrira acak. SSii L(Ioapit oi n3nlili icinlll. r--^i^- ^^-^... .r..iii! .jii iiii.:.i:i .il:ilt:
acialah sckuen
pcnbuatan pcta gen.
4.
Pembuutan Peta Trutnn (Linkage friap) Peta tau,,sn nenunjukkan pcsisi dan.jarak genctis (se,ara r.eLatif) an1ir. p.nlrd.l dalam sltattt klot]tosottt. Manfaat patat tautarl aclalah untLrk idcntifikasi lokasi krontosorn .,.-^ .*,-^--r,,-d ...nd i(iij(iJiii,bJ.i ,1,.. . .\I ,{-n uqrr a\'t v r IL )urri; r.^,L,,I.,,-^^t-^ii:i > i:i::,: ii.i:i::. Fcnrctaan QTL dilakukair bcrdasar priirsip bai-riva gcit (iar'l ilcitanda '0crscgiugasi saai rrciosis sel.tingga dapat diLrF.lkan alallsis pade. keturlrrsnnyr (pettcrsol]. l9_Q6 rjt. Ccllard
el al., 2005), -nL,n$lr;n.ci
Pada ;uatu populasi akan tcrdapat gcnotipe sepctli tetua clan hasil
lr^L,'^nci
n^n^,i,\^
r^l/^!,1hir,^
,r.n,.r
,t..., .,r1. ,,r
,,,.r,,!
,,).,,,,1,,r,,,
tiacimbiti.i;oti .i actiorit J,ang Jigunaka0 iiiitrik ntcliliat .iaiak aniai pcianda. I'cnaitda i.ailg r]lfll]Duflyai ficlQtensi rekonhinasi kurang dari 501/c rliscb,:t 'furlinlietl'iitarr tidal: berlaut clan diasur-rsikan tidak bcrdekatan pada satu kron)osom atau bcrada pirda kromosont yang bcrt-.cda, ^l^-.',-,,
adalah.
(l)sjf.i
L,^.1-,.
l;n,.,.1,,t. r;,.^ l.-l i":' ...n. iL r,'r'- (irlriiriin Lir .:i;rr: . ;:iiii.i:i::iIL yang akan dirnrali. 12) nr:nanda rolintorfik rlarr srrrrktrrr
/,.ir.^.r
aiatl fcnotilc
'lO,la\
n\
genetis dari suatu populasj. I)ata feootipc suatu individu Llntlrk srfirt yang sedang dianrati
ncnunjr&kal pelgrr,th genetis dri QTL ,J.n linqkrrtgrlr tq1l4l4pr pqllslqllnrgar sifat te$cb'.rt. PerI3r]Ca nlclektlcr digunakan kereua Captlt dilacak &n dipctaksr scpctti gcr]-gcrl
Prositiitg Seriiiriur iiu.-ioriui Pettiidiiuti B ioio!; LiLui E i()iLig; Jurrlik Biologi FMIP,I, U1i'enitas Negeri yogyakafla, 2l) Oktabet. 2012 lsBN . 973 602-q5166-t-6
yang bakerja sacara individu. Poin kctiga, yaitu stmlitur genctis darj suatlr populasj rnsriuljLd(iar scgtcgasi QTL liau poia lckotr'uirrasi ariar gcLr piicia iokus yarg'oyriauial. Penclitian tcntang pcll, ctaat QTL biasanya dilakukan unt k irelihat pengarLrh genciis dari soaiu pcrbcdaar
berbedr.
D!n cirrr popuiasi.
icluiipik auiar
ciua popLliasi aiarrli aiau aliar dua spcsics yarrg brasanya ciiialrrJ
.[!r,b
"It"N
d\
Nrir
pupL,d\r
ulja^.,rii
iii(
j
aiJi:
nrclakukan persilangan antar hibrid F'l uotuk ncnghasilkan populasi F2. Analisis QTL uJl_,r, uD,'^Lr djr pJr,d p\rplrdsj )dllts r'.LJU L,rr5cgrr'gasi iintSJi;t)a jtOilit .]S. i -l unnlk neiihar iokasi QTL yang berperan ciaiam variasi sifar yang bcrbecia anrar popuinsL L,^*,,--1.;-^-
.^^,4\ 4wwal, /.i^-,^t !vrrLU,r
^r-r1.^+ --^^^^
,i^i.1ii.6+.\_ ljirrruL,o!uu
i^+trira
tautan untuk pcreobaan pada tanaman dapat dilakukan dengan langkah-langkah scbagai
a)
uniuk pcrneiaa:o (nupping pctprliaii<.tn) q,,ar,, n^n],l..ri .,.hrt ha."--.^n".i rt-naan i,r,il.r.
FcrrrbuaiarL popLLiasi
nirc"l.l,rn
Tetua yang digunakan hams berbcda dalam salah satu atau bcberapa sifat yang dikaji. r.^nr,-.i.,,.1 /;,"7.,.-,A ! Inh,l. 1.n.r,.h ---.,-.1.,,1. r4.,liai Li..rn..,^ .ri.-.-.1..-
scdailgkaii iiiiiLik iliir.i .ri iiiaiiyci'rrik siitrig tiigiii]aiari itiirii pais;inrtgajt iaiii,t h.rr.r^.id^r d,n hr.l^i,t "r"- hn-^.;-^r \.4enr1rdr qr rh,l,n q^rdrrFn /l006\ nohitih,n populasi dengao penanda yang sesuai sangat pcnting dalanr anaLisis QTL. I,cnrilihan ra+,),
ir,di
h'-rc JdrB
nl,,m;
.Jrn
.a.,r.
e!1nuB,vtsdn .
bo,-l:r't":ss, rccoli1hi!!,!n!
lir?.
-^n^1i.
.,,t,,n
pupur.ir a1lr-r
h^rla^.I. N!!u' !'rdr'.
,,,\h,1,
hi^rnhr.ilL,.,l
edrN ulr utrd i ,. iiilsii
ysng !:iin jLrg:r .Jisr:LLai!:n ,l, "gan pcr:rr.i.r ),a!g
akan digunakan.Scbagai contoh pcnggutaan Rf,LP scbagai pcnanda kodoruinan akan l.hih h.nn^nf..t.l.noen nrcnrorrnaJran nonrlr
l.\
lr^..1;r'il.-..; -^t;...^-ti--.^
ldcntifiknsi pcnatrd^ [)NA r]ilakrrkan ltnflrk n)cnln.ilkkalt ncr.bcrlaln rntar lctl]rl dcngan adanya penanda yang poiimorfik. Ekstraksi DNA Car.i kedua tetlra dan
kelrqrrran yaog birscgrcgnsi (njsaLlyr F2) cliLaklrkan dari tian irdividrr n^nll..l
..lrh ,-lilrni,.+L"-,1^--.-
dalarl.r
c"t.h .ah. -.^f^.t- ,tnh,t- $^rih.r,,,nr-.t^ -.^r-11'l.r i'"-'.'-,.,",'^-,',
(RFLP RAPD. AFLR dII).
c)
Analisis tautan (lirtkage anaht.gi.s) I)ata untuk tiap pcnanda DNA dibcri kodc ultuk tiap individu clan djlakukirn !nali<;< frliA, nrenoornalrqn nrncranr L'nnrnrrrnr T',,1.h rnr,r h.h.n,-J, hi.(rhv. ,Ji,,L-r,r dcngan 'odds ratio'yang. dicksorcsikan d^l^fi laset.ithtll ol odtls (LOD ) atau LOI) value. Program konputcr yang biasa digrnakan adalah MtpMakcr/LlXp dln MaoMauager OTX. Contoh dari konstruksi Dcta tautan daDat dilihat Dada ranrbar l. Te(lalrat dr!a !-ic!1clck11r!1 drhlrt Dqtlbllttlrli n.i. ncnrn.li v^no n.rrlrrnr rd,rlih dengan asurlsi bahwa rckombinasi yang tefadi akar nren]pcngaruiri rckontbinasi lain
dalant dacrah yang bcrdckatan. Pcndekxtan ini digunakan dalanr ltlctodc Ko.r.?rrl5/ Mapping Function Pcndekatan kcdua. bcrdasalkan pada asu:rsi bahrva tid.rk ada hubunsan antar kcjadian rekombinasi ata:rr cnssino ovet-. Metodc jni clistrnakan dalaril Haldane Mapping I'inction.
iaiaiiiiia
C
l{/ Aiialiiis QTL dexgati
...
Mappi'rA
poFrrt.rion I
f)N/\
cxtracrions
zrn(t I,CR
I
Mrpl)ing prosEnl
l
Gambar 1. Pcnlbuatan pcta tautan bcrdasar populasi IllL (t.econbinant hbred lint). Tctta ['l dcngan kodc'A'dan tetua P2 dcngan kodc'B'. pcta ttlrtiin ini disusun dcngan progrant MapManagcr QTX rDeDggurakarr llaldanc rnapping furlction (Manly r:l al.. 2001 cit. Collard el a/., 2005)
5.
Anslisis QTL
Analisis QTL dilakukal dcngan pcndckatan untuk ntclakukan korclnsi
antar.a
keragarnan genotis untuk suatu sifat dengan daerah gcnoln yang potilnortik ciari hasil idcntifikasi penanda molclflrler. Sepcrti pengcrtian gen olcb Mcndel, dcrrjat scgrcgasi gen
pada lokus yang berbeda mcnunjukkan jarak gcnetis antar lokus, pada aralisis dcngan dasar h.hrm Mcndel, h'bln3an antarr fcnotipc dan gcnotipc adalarr sccara langsLrng antrr srtlr dcngar yang lain, schingga lcbih mudah uotrrk nrcnyLrsLrn pcta gcn bc.d.sasarkan tiekucnsi rakonbi'lasi, untuk sitarsitat kuantltatit, nlctodc tcrscbut tidak bisa cirgunakan karcna fcnotipc yang ntuncul adalah produk dari bcbcrapa gcn dar lingkLrnlan. Variasi fcnotipc yang ruuncul hanya ntcmbcrikan scbagian infor.nrasi yang diinglnkln schingca
pcrlu ntctodc statistil( untuk ntendapat inl.onltasi tanibahan rucngcnai hutrungan eTL dcngan pc.lrnda (Acquurh. 2rlu /).
l99l;
Banyak rretodc yang talah dikcmbangkan untuk pcl.netaan eTL (l looschclc
e1
al.
Lynch dan Waish 1998 cll. Wu et ai., 20Ot). jvlerodc-lnetodc rcrsebur ciapar dikelonrpokkan mcnjadi uji-t, analisis varian, least-,square analvsis (LS), marinlLtnl iikeiihooci anaiysis (ML), dan riL.lesian anailsis. perbeciaon aurar rDetocic rcrsebut adaialr
pada cara pcrhitungan. cfisicnsi dalam hat pcngautbilan data, flcksibilitas clalarr pengananan
|'re,si,litig Sti;tiatt ii'i.;i,tii,il
Judik Biologi
f MlP11, Uni\lersitat
itt;,lilil;,iii ilii!i;,,q;.itiii Biiil.)Ei
Negeri yogyalafla, 20 Oktabo 2012
sekaligus, Metode I S sangat sederhana dan cfisien tetapi terbatas pada beberapa rancangan
pcrsilangan. Metode ML lebih sering digunakan pada pcrsitangan dengan control atau silsilah (pedigree) yang berstruktur. Dari berbagai metode yang digunakan diatas, secara umr.rm dapat dibagi menjadi tiga macam analisis yaits: single marker analysis, simple interval mapping, dan composite inlet"vai mappmg. Untuk anaiisis singie-marker, tidak ciibunrhkan peta gcnctis darl perhiflingan dilakukan berdasar rerata dan varian dari tiap kclas genotipe. Analisis.slzglemorker merupakan pendaherluan dalam rangka pemetaan yang iebih lanjut untuk detcki QTL di dalam genom (Routman dan Cheverud, 1997 cit. W\ et al. 2007). Cara yang sederhana
dapat digunakao karcna nllar kouirsrcn detcmltnasl (Rr) ll]cnul]JukkJn vanasl fcnotrplk
akiilat QTL yai]g
'DL'iiaLriari
deiigaii peiiaiitia. iiasii eiari single nurier unullti,t
menunjukkan k.o,l)osonl (jika diketahui) atan linkage gi?tlp yang nengandung penanda QTL, uiiai pori.:a'r.:iiiltrr, tiiu perselias rr:varirisi fulolipik yaug dlviaslau oieli QTL (*).
Metoae inter"vai mapping aaaiin metocie iain ciaiam pemetaan QTL. Hipotesis yang digrinaiian adalah bahr,a QTL berada di tcagah d',ta lo'*is penanda .tang 5iiiauian. Analisis statistik dilakukan dengan program-program komput$ seperti MapMaker yang
ur^crru('rts^dr
s^. rdvqUddI..vu//. 'vicioija iit:
Oa'ilai niDiEi iticniaiji
sinlpie iniet"vai mapping (Slivr) dan composirc iruervai ruapping (CiM). iiacia Siivi. digrnakan peta tautan dan analisis intcrval antar penanda yang bertl u1 dan berciekatan, sccam bersamaan. Sedanckan rada ClM. dieunakan rcgrcsi linicr dan pcnanda gcnctis tambahan selain pcnanda yang berdekatan seperti pada SIM (Col1ard el a/., 2005),
6
4
0----,,,.. 01020304050
Gambar 2. Diagim output untuk profil LOD suatLl lcomosom dengan garis putusputus pada LOD score = 3 sebagai batas signifikan. l-lasil nenunjnkkan bahrva posisi QTLkenungkinan berada diantara Q dan R.
ulL rittiNttj
6.
,.,
Manfaat Analisis QTL Manfaat analisjs QTL dapat dibagi lrrcniadi dua nranfaat yang komplcn.renter yaitu fundamental dan apiikatif (Prioul e/ al. 199'7 cit. yin et al., 2003). Contoh manfaat fundamental adalah dalam bidane fisiolosi dinrana erl- ditcliti untuk nrelihat kort busi
komponcn fisiologis tcrhadap sifat sccara mako. Dengan analisis eTL dapat dilihat hubungan altar kontponcn fisiologis yang secara konvcnsional akan sulit clihkukan. Manfaat yang kedua sangat beraganr, mulai dari bidang pemuliaan tanautau atau hewan. ekologi. mauDun evolusi,
Dalan.r bidang fisiologi pen.rbungaan tclah dilakr.rkan pcnelitian nengcnai hubnngan QTL dengan waktu pembungaan pada Brassica oleracea. popvlasi yang digunakan adalah popualsi doubled haploid (DH), yang nerupakan populasi honlosigot. Metodc analisis yang digunakan adalah siagle ntarker dan interval ntappin,q. l-lasiL yang
dipcroleh mcm,njukkan urinimal cnant QTL yang bcrpengarlh tcrhadap waktu penibuugaan. Diteliukan lokus gcn co yaug ntcngliasilkan produk yallg u]eltgltantbai pcrnbnngaan (Bohu an et al.,1998). Dalarn bidang pernuliaan (breccling) tananrar) ttrauplul hcwarr, pcnanila n)olckulo.
telah digunakan dalam bebcrapa cara untuk mcntbuat proses pcnruliaan icbjh cfisicn. Ivlauiaat clari pclrggulaarl pcuauda dart riralisis QTL tiapat diliri.uiial urriuk perrrgiiaan bidang pertani.u maupun petenakan. Mctode MAS (marker-assisted selecllor) digunakan untuk selcksi siiat yang ditiuga dipcngarui banyak gcn. pcnggunaan iviAS hurus cicngan
pertimbangan tanalDan atau hewan tcntak serta ntetodc seLcksi yang digunakau. P.riiirbangar bi^ya proses pemirliaan yang bisa lebih rendab iian walftr yang lcL-,ih sii-,g',
Dalam bidang petemakan, analisis eTL dapat dilaLlkan untr* rnclihat gcn-gen ;rng bcrpcngartl: rcrhrdrp sifir-.,if:r kLrcnlit:tif icp.rli icn*'::::l:.:r. I,crrt. J,:: .if:r .-rr )-ang psniing sccara ckonoriis. Bccvcr r/ a/. (1990) rnciicliti litLbungan aninio i,cnairila genetis dengan sifat pertumbuhar dan carcass parla farnili half-sib sapi llasil yang diperoleh mcnunjukkan bahwa secara ckonomis akan rcbih rnengrtnhlngkan urclakukan analisls QTI ittrttrk $cnc!iti sifat.arc€-!-e da pada pcllulllblrhan,,A"kan tctal,rj pcnget:blan mcngcnai QTL sifat pcftrnnblhan dapat digunakan ..nrtrl( iiloning gcu_gcl pcrlunrb,.rhrir dan rnclihaf das:rr gcnctjs scr-fa fisiologis sif'rl,sifirt pcrtlrnrhlrlrrn l.rnclr srpi r1;rrr rr:rnak lainnya.
Manfa,lt tcknolegi ntolckLr !cr.jugit tclah dirrs:r!an cb!.rlu Lridrng bi,.rlogi. kh!!slrs!t)/il
konscnasi. ts!bcrapr r'.-tc{lc pclance rnclckulel telah digunakan unt."lk iccrtifilixsi tct'ra,
,,, a, r, 0,.,i[i
"]'ii,t',u::":, I X::; ;';: ;:, :"' ";x';i::;:, ",i; i ; *; "
;
ISBN ; 973-602 95166_l_6
hubungan kekcrabatan, identifikasi individrL-individu dalam populasi. dan pcnandr yang pupuiasi-spesifii< (ilaig, i99il). iviaridai iairi p€lggulaar pe!irlda rrroi€kojvr acitriair rjaiaru
konservasi (.Wan el a1.,2004) yaitu dengan focus pada pengaruh struhr genetls ieriraciap kcberiangsulgarr hiciup suair.r sposies. Fetralda yau11 liigulakan, baik iiLr bcrLrpu
gcnetiJ
nri'(rosateirt. rnciisis nrlDNA atau yang iain. axan sanpilt lc-ganrunp pacia trrjrrar anairsis ru,"u,r. PUpu,d5i )aig ia:i-,llii' pii:.]n L:jid ljd )drrE r^drr mcmiliki tingkat homosigositas yang tinggi schingga tidak bisa ncnggunakan penancia ririklosaieli kal iita.jrrLitiait ,",k'osaieiit daiaii't geiioii-r popiilasi ieisg'oLli sailgiii ieitd.lLt. Daiam bidang keschatan, anaiisis QTL juga teiah ciiiai.-r.rkan, rDisrinya ciriam +^-+^-^
-^-^ll+l^-
uI\/
D^-^1:+i^n
--lit^t-,,r-^-
;^h,^-
n"^-^)-^-.+q,t--: Lrjjj6i\irr; ri iinr
i
...^,t^l
,^.^+^*^+i-
untuk mengidcntifikasi QTL -r'ang berperan dalaur serangan vims HIV di dalanr tubuh,
.'^-- ^^4.-- L'r!".1a'diir Llrdp', iiaii ijaJii parrlrrridj, ,ab urpvrurlr Liij ei tji. (2003), diporoich QTi- Lrl'Luk pclkcrnbangau virus icrscbLri dar isriiirai adarya pcrLgaruir .^i.14,i.
A.n
liql.^^-
4n-..,t111,--,nr
dxii
n'rl
D^halirirn
lal\ih t! rrJ
lani,!i ir i!r
.liljori6t/4n utint(Pr\dri
/l.nar u;P;l
membantu dalatn mencari altematiftcrapi untuk penderita AIDS.
KeJirarpiiiaii iiari Sar'ari Rrn\'r!, cicrr L ""-iir"rif
-",1" nr.L,hl,,l, hi/,',a
.i n.rrn n.hiinn hr;!
secara alami (biologis) atau ber'l'tanfaat bagi manusia secara ekononris. Sifat-silat .li,l .o. AIV^^l^t;U!,
La,r.ri,.,if,,..,^
^l^t,
h.(.-.n.
,.^,r c,,lj, ,,,r,!,1. ,1,,^t,r, .^..","
u!|6d,r pL|d,i!,d iiiiiioiogi; saia. ivjciooc 'rdlJa l,rt-r(,l.norn terbai',r ildala!'! ds!!qalr lrlclihat ncnqnrrrh l.lil t;rn d.n.r,,, rnrli
(l)
.
sifat atall fcnotipc yang akan diamati, (2) penandn polirrrorfik. dan (3) sirrrktrrr oenetis dad suatu populasi. Analisrs statistik yang digLrnakan dapat scdcrhana bcrupa.rlrglc,
norker onol)tsis atarr [lcrgr4 intcrval antan pcrrr!'tda dan lokLts sifat Kcgrlrrrn arrrlisis r.)l'I
.a-'.r
Jur.'^61
tr,rlr;.1.r;
il'11r,.1^..!. ki^t^-i
."-,-.,;
.l^,,.,", t^""-rr:!iia:r:L it,.1,,;t-.,, _....-.
sepefii pcrtanian. Detcmakan. drrn kcdqktctan. Maofaat QTL dilDat lnclrbanhl konscnasi sumber daya alam dunia, ll,cilingkatkan prodtLksi tanarnan atau tcntak untuk kctahanan pangan nanusia dan sebagai alat idcntifikasi Dcnvakit pada ntarrusia atau ntakhlrrk hidup lrin
Daftar Pustaka
G 200'/. Princinler of Plant Geneti.r and Braetling,. Illackwcll prrblishin1I Lrd. Oxford llal 250-251 Bccvcr, J..E., l'.D.Ccorgc, R.L.Fcfl)ando, C..1,Stonl)olrt, chn Il.A.Lcrvin. 1990. AssociatioDs Lletween Genatic Markers and Growth and Carcass Traits In A I'atemal Ilalf-Sib Iranrity ofAngu$ Ca11le. ./oronal tt Aninal Science. 6E : 337 -344. Acqlraah-
Futdiii;iu
.:
C
K/'liiulitis
Q?L cienguii .,.
Bohuon, E.J.R., L.D.Ramsay, J.A.Craft, A.E.Arthur, D.F.Marshall. D.J.Lydiate , dan M.J.t(earsey. 1998. The Association of Flowering Time Quantitative Trait Loci with Duplicated Regions and Candidate Loci in -Brasrlca oleraceae. Genetics.
I50t 393 - 401.
Collard. B.C.Y. M.Z.Z.Jahufer. J.B.Brourvcr. dan E.C.K. Pans. 2004. An Introduction To Markcrs.
Quantitativc Trait
Loci (QTL) Mapping and Marker-Assisred Selection for
Crop
Iruprovement : the Basic Concepts. Euphytica 142 : 169 - 196 Falconer, F.S. 198. Intrcduction To Quantitative Cenetics. Longnan. London. Hal. 94-97 Gupta, PK. 2002. Molecular Markers and OTL Analvsis in CroD Plants. Current Science. 83 (2) I l3- 114 Haig. S,.'vi. i993.
i"iuie.uia
Cuniri'uuticrus Tu Cuoscr vaiiurr. Er c,1o,gv.
iq i2) . 4\i -
:
425
Kearsy, M.J., dan Il.S. Pooni. 1996. The Genetical Analysis ol QLtantitatiye Ii?l/J. Chaprnan and Fiaii. Lumion. Kuswandi, P.C.200i. Identtliicasi Penanda MPD yang lArpaut ciengan Sr1'at tahan Kermg Dutt unt. r|entn. rru$d[r rdbldidr.Jdija rcitairilri. UtuveLSiIaS \]acjaj:L iviaoa. Yogyakarta.
Luu. z-.!v. uirrr lvr.J. :lsdrssy. rryz. rlrrElvdr ltrapprilg ur Vitaiiiii:rii1'; ji.1ii Lu(r iir Ai_r i_ Popuiation. iiercciity.
u
o9 : 236 - 242
J-- c
Associated With Droughr Tolerance
ln
i,u,jiiuts u'ju ijar(iu;jii)(-{ji oi iji.\^ .\iiiiiiai Tea Clones Growing ln Darjeeling. Current
t'v./.uv-uv, ivi. Gupia. i996. Genciic iviarkers, iviap Consiruciion, anci Tireir
Staub, .i,E., F.C.Serquen, and
d$lbqr!or Wan, Q., YYU,
rL) \-
ir Irlrnl Q-..,ri--
u^r''<:-i.v.-
1l /s\ ' _71o-- ?ro
ll.Wri, T.Fujihara, dan S. Fang.2004. Which Genetic Marker for Which Conscrvation r. r-.,6.l-^h"^^L^-^-)^^n^1i^. , rvrar uall \J, \-asturra, zvvl, DIl SucuL Qeneitct
NerY
oj vLtunitiuitve itutLs. Jpilrjggi Scletre,
York.
Yin, X., Pstam, M,J.CKropff, dar A.H.M.C.Schapendonk. 2003. Crop Modelling, QTL Mapping :nd I-heir Ccmplcncnlrl P.ol3 i:': tlcnL Ereedirg..4gtcnct:1 -It:t:.t:a! 95 : 90 qY CahPti.a V^l lr1fl-t\. Zhu,
I
r5-1?
W.Hou dan R. Wu.2003. A Llaplotype Block Model for Fine Mapping of euantitative Trait
l^.i R^o,l,rino lllV-l palhoq.nesi( !o'!rnnl 7'h..lati.^t A,,tp/li.i,,o s rl-4r ^t
))? -
234
7.idenoa, T. ),i04, DNA-ha.rad M,'tholls in ,Sn"r.h ,fl Div^it.\t ,\rurJier onrJ lt'lDrnvpmpnt www. isb.vt, cd u, Dinkscs trnggal 3 lrabrurri 2005.
F
Ml
t'A
{.l l'.i
Y
