scholarly journals Kloning parsial gen penyandi enoil-ACP reduktase dari mesokarp buah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Partial cloning of gene encoding enoyl-ACP reductase from mesocarp of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.)

2016 ◽  
Vol 72 (1) ◽  
Author(s):  
Asmini BUDIANI ◽  
Djoko SANTOSO ◽  
Hajrial ASWIDINNOOR ◽  
Antonius SUWANTO

Summary Enoyl-ACP reductase (ENR) is a component of fatty acid synthase (FAS) that is considered to play an important role in fatty acid elongation and oil accumulation of several plants. One of the proteins expressed coinciding with fruit development and oil accumulation in oil palm has been detected from the previous study and had homology with ENR. Therefore, as a part of genetic engineering program to improve oil content and quality in oil palm mesocarp, this research was aimed to clone cDNA conserved region of gene encoding enoyl-ACP reductase from oil palm mesocarp. Based on the amino acid sequence of the polypeptide that was homologous with ENR and combined with information of conserved region sequences of the same gene from other plant sources, primers were designed for amplifying conserved region of the ENR gene. Amplifi-cation was carried out by RT-PCR using total RNA as template, at several annealing temperatures and MgCl2 concentrations. Amplification product was cloned using pCR 2.1-TOPO, and the sequence was subjected into BlastN analysis. The results confirmed that the cloned cDNA fragment with 698 bp in size was the conserved region of the ENR gene.  This sequence was highly homologous with the same gene from other plants such as Oryza sativa, Olea europaea, Brassica napus, Triticum aestivum and Arabidopsis thaliana with E-value 1e-96, 7e-77, 2e-64, 5e-41 and 3e-36, respectively. Based on this result, primers have been made and used to amplify the 5’- and 3’ ends of the ENR -cDNA  of oil palm mesocarp. Ringkasan Enoil-ACP reduktase (ENR) merupakan salah satu komponen asam lemak sintase (FAS) yang berperan penting dalam pemanjangan asam lemak dan akumulasi minyak pada berbagai tanaman. Salah satu protein yang ter-ekspresi sejalan dengan tahapan perkembangan buah sawit dan akumulasi minyak pada penelitian sebelumnya diketahui mempunyai homologi dengan ENR. Oleh karena itu, sebagai salah satu bagian dari usaha rekayasa metabolisme minyak pada mesokarp buah sawit, penelitian ini bertujuan untuk mengklon cDNA daerah konservatif gen penyandi ENR dari mesokarp buah sawit. Berdasarkan  sekuen asam amino polipeptida yang mempunyai homologi dengan ENR dan dikombinasikan dengan hasil penjajaran daerah konservatif gen tersebut dari berbagai anaman lain, dirancang primer  untuk  amplifikasi daerah konservatif ENR. Amplifikasi dilakukan dengan RT-PCR menggunakan templat RNA total pada berbagai suhu   penempelan   dan   konsentrasi    MgCl2. Hasil amplifikasi dimurnikan dari gel dan diklon menggunakan vektor kloning pCR2.1-TOPO serta dianalisis nya menggunakan BlastN. Hasilnya mengkonfirmasi fragmen cDNA terklon berukuran 698 pb sebagai daerah konservatif ENR tersebut mempunyai homologi tinggi dengan gen yang sama dari    O. sativa,  O. europaea, B. napus, T. aestivum dan  A. thaliana masing-masing dengan E-value 1e-96, 7e-77, 2e-64, 5e-41 dan 3e-36. Berdasarkan hasil tersebut telah dibuat primer spesifik untuk amplifikasi cDNA daerah ujung 5’- dan 3’- gen  ENR dari mesokarp kelapa 

2016 ◽  
Vol 72 (1) ◽  
Author(s):  
Asmini BUDIANI ◽  
Djoko SANTOSO ◽  
Hajrial ASWIDINNOOR ◽  
Antonius SUWANTO

Summary Enoyl-ACP reductase (ENR) is a component of fatty acid synthase (FAS) that is considered to play an important role in fatty acid elongation and oil accumulation of several plants. One of the proteins expressed coinciding with fruit development and oil accumulation in oil palm has been detected from the previous study and had homology with ENR. Therefore, as a part of genetic engineering program to improve oil content and quality in oil palm mesocarp, this research was aimed to clone cDNA conserved region of gene encoding enoyl-ACP reductase from oil palm mesocarp. Based on the amino acid sequence of the polypeptide that was homologous with ENR and combined with information of conserved region sequences of the same gene from other plant sources, primers were designed for amplifying conserved region of the ENR gene. Amplifi-cation was carried out by RT-PCR using total RNA as template, at several annealing temperatures and MgCl2 concentrations. Amplification product was cloned using pCR 2.1-TOPO, and the sequence was subjected into BlastN analysis. The results confirmed that the cloned cDNA fragment with 698 bp in size was the conserved region of the ENR gene.  This sequence was highly homologous with the same gene from other plants such as Oryza sativa, Olea europaea, Brassica napus, Triticum aestivum and Arabidopsis thaliana with E-value 1e-96, 7e-77, 2e-64, 5e-41 and 3e-36, respectively. Based on this result, primers have been made and used to amplify the 5’- and 3’ ends of the ENR -cDNA  of oil palm mesocarp. Ringkasan Enoil-ACP reduktase (ENR) merupakan salah satu komponen asam lemak sintase (FAS) yang berperan penting dalam pemanjangan asam lemak dan akumulasi minyak pada berbagai tanaman. Salah satu protein yang ter-ekspresi sejalan dengan tahapan perkembangan buah sawit dan akumulasi minyak pada penelitian sebelumnya diketahui mempunyai homologi dengan ENR. Oleh karena itu, sebagai salah satu bagian dari usaha rekayasa metabolisme minyak pada mesokarp buah sawit, penelitian ini bertujuan untuk mengklon cDNA daerah konservatif gen penyandi ENR dari mesokarp buah sawit. Berdasarkan  sekuen asam amino polipeptida yang mempunyai homologi dengan ENR dan dikombinasikan dengan hasil penjajaran daerah konservatif gen tersebut dari berbagai anaman lain, dirancang primer  untuk  amplifikasi daerah konservatif ENR. Amplifikasi dilakukan dengan RT-PCR menggunakan templat RNA total pada berbagai suhu   penempelan   dan   konsentrasi    MgCl2. Hasil amplifikasi dimurnikan dari gel dan diklon menggunakan vektor kloning pCR2.1-TOPO serta dianalisis nya menggunakan BlastN. Hasilnya mengkonfirmasi fragmen cDNA terklon berukuran 698 pb sebagai daerah konservatif ENR tersebut mempunyai homologi tinggi dengan gen yang sama dari    O. sativa,  O. europaea, B. napus, T. aestivum dan  A. thaliana masing-masing dengan E-value 1e-96, 7e-77, 2e-64, 5e-41 dan 3e-36. Berdasarkan hasil tersebut telah dibuat primer spesifik untuk amplifikasi cDNA daerah ujung 5’- dan 3’- gen  ENR dari mesokarp kelapa 


2016 ◽  
Vol 74 (1) ◽  
Author(s):  
Asmini BUDIANI ◽  
Djoko SANTOSO ◽  
Hajrial ASWIDINNOOR ◽  
Antonius SUWANTO

Summary Genetic engineering to produce high yielding oil palm might be done by over expressing gene encoding key enzyme for oil biosynthesis in the oil palm mesocarp, one of which is ACCase. The objective of this research was to analyze ACCase activity of mesocarp from several developmental stages of fruit and to clone conserved region cDNA of gene encoding biotin carboxylase subunit of ACCase (BC-htACCase) from oil palm mesocarp. Activity of ACCase was analyzed by HPLC. Amplification of cDNA was done by means of reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) using degenerate heterologous primer on several annealing temperature and MgCl2 concentration. The cDNA fragment of RT-PCR product was cloned, sequenced and analyzed to confirm that the cloned cDNA was conserved region of BC-htACCase. The result showed that ACCase activity increased from the 14 week to the 20 week-old fruit, and then decreased. Using heterologous degenerate primers, cDNA fragments of BC-htACCase conserved region (469 bp) can be specifically amplified at 60 oC annealing temperature with 2 mM MgCl2 concentration.The result of BlastX analysis showed that the sequence of cloned cDNA fragment was highly homologous with the conserved region of BC-htACCase from Glycine max, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum,  and Brassica napus with 243, 237, 236, 231 bit score, and E. value 2e-63, 1e-61, 2e-61 and 5e-60, respectively. Ringkasan Rekayasa genetika untuk menghasilkan bibit kelapa sawit berdaya hasil tinggi dapat ditempuh dengan meningkatkan ekspresi gen penyandi enzim kunci biosintesis minyak pada kelapa sawit, salah satunya adalah ACCase. Tujuan penelitian ini adalah menguji aktivitas ACCase mesokarp beberapa tahap perkem-bangan buah sawit dan mengklon fragmen cDNA daerah konservatif gen penyandi ACCase heteromerik subunit biotin karbok-silase (BC-htACCase) dari mesokarp buah sawit. Aktivitas ACCase dianalisis dengan HPLC. Amplifikasi cDNA dilakukan dengan teknik RT-PCR menggunakan primer degene-rate heterologus pada berbagai suhu penempelan dan konsentrasi MgCl2. Fragmen cDNA hasil RT-PCR diklon, disekuen dan dianalisis untuk mengkonfirmasi bahwa cDNA terklon adalah daerah konservatif BC-htACCase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas ACCase meningkat dari buah berumur 14 minggu hingga buah berumur  20 minggu, kemudian menurun kembali Dengan primer degenerate heterologus, fragmen cDNA daerah konservatif BC-htACCase  (469 pb) dapat diamplifikasi secara spesifik pada suhu penempelan 60 oC dan konsentrasi MgCl2 2 mM. Hasil analisis BlastX dari sekuen DNA fragmen terklon menunjuk-kan bahwa sekuen tersebut mempunyai homologi tinggi antara lain dengan gen penyandi BC-htACCase dari Glycine max, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum dan Brassica napus, masing-masing dengan skor 243, 237, 236, 231 bit, dan E. value 2e-63, 1e-61, 2e-61 dan 5e-60.


2016 ◽  
Vol 81 (2) ◽  
Author(s):  
Asmini BUDIANI ◽  
Antonius SUWANTO ◽  
Hajrial ASWIDINNOO ◽  
Djoko SANTOSO ◽  
Basil J NIKOLAU

AbstractAcetyl-CoA Carboxylase (ACCase) is considered to beone of the key enzymes in palm oil biosynthesis. Availabilityof genes encoding this enzyme would give some advantagesin the molecular breeding of oil palm. Over expression ofthe genes in the oil palm mesocarp might increase the oilproduction in this tissue. On the other hand, downregulating of ACCase could divert the central metaboliteAcetyl-CoA to other product such as PHB (Polyhydroxy-butyrate), one of the known biodegradable plastic. Thispaper reported the work of cloning of the full length codingsequence of biotin carboxylase (BC), one subunit of theACCase. Based on the DNA sequence of the BC conservedregion that had cloned previously, primers pairs weredesigned to amplify 5’- and 3’- cDNA ends of BC usingRACE-PCR. The RACE products of 5’- and 3’- cDNA endsof BC were cloned into E.coli, and the DNAs weresequenced and analysed. The full cDNA of BC was obtainedby reisolation of the cloned 5’- and 3’- cDNA ends followedby digestion using KpnI, ligation into pGEM-T vector andcloning into E.coli. Colony PCR was carried out to confirmthat the target gene has been cloned. The recombinantplasmid containing full cDNA of BC was then isolated forDNA sequencing. The results showed that the 5’-BC (1367bp), 3’- BC (1032 bp), and the full length cDNA encodingBC (2182 bp) had been successfully cloned, and the DNAsequence had been confirmed as gene encoding ACCasesubunit biotin carboxylase.AbstrakAcetyl-CoA Carboxylase (ACCase) merupakan salahsatu enzim kunci dalam biosintesis minyak sawit. Keter-sediaan gen penyandi enzim ini sangat berguna dalampemuliaan kelapa sawit secara molekuler. Over-ekspresi genpenyandi ACCase pada mesokarp dapat meningkatkan pro-duksi minyak pada jaringan tersebut. Sebaliknya ekspresiACCase dapat ditekan melalui mekanisme down regulation sehingga metabolit central Acetyl-CoA dapat diarahkanuntuk menghasilkan produk lain seperti PHB (polyhydro-xybutyrate), salah satu jenis biodegradable plastik yangtelah banyak dikenal. Penelitian ini bertujuan untukmengklon cDNA lengkap penyandi ACCase subunit biotincarboxylase (BC) dari mesokarp kelapa sawit. Berdasarkansekuen DNA daerah konservatif BC yang telah diklon darimesokarp kelapa sawit pada penelitian sebelumnya, duapasang primer dirancang untuk mengamplifikasi daerahujung 5’- dan 3’- cDNA BC dengan RACE-PCR. Produk5’-RACE dan 3’-RACE diklon dan disekuen. cDNAlengkap penyandi BC diperoleh dengan jalan mengisolasikembali fragmen 5’- dan 3’- cDNA terklon, dilanjutkandengan digesti menggunakan enzim restriksi KpnI, ligasikedua fragmen ke vektor kloning pGEM-T, dan introduksike dalam E. coli. Setelah dilakukan PCR koloni untukmenguji keberhasilan kloning, plasmid rekombinan yangmengandung cDNA lengkap dari BC diisolasi untuk analisissekuen DNA. Dari penelitian ini fragmen cDNA 5’-BC(1367 pb) dan 3’- BC (1032 pb), serta cDNA lengkappenyandi BC berukuran 2182 pb telah diperoleh dan diklondalam E. coli. Analisis sekuen DNA mengkonfirmasi bahwacDNA terklon adalah benar gen penyandi ACCase subunitbiotin carboxylase.


2019 ◽  
Vol 137 ◽  
pp. 126-136 ◽  
Author(s):  
Ling-Chao Gao ◽  
Yi-Fei Wang ◽  
Zhiyong Zhu ◽  
Hong Chen ◽  
Ru-Hao Sun ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document