Pengenalpastian gen pengawalaturan yang berkaitan dengan biosintesis hormon tumbesaran metisa plana menggunakan analisis rangkaian pengekspresan bersama gen

Abstract

Metisa plana Walker (Lepidoptera: Psychidae) ialah spesies serangga perosak kelapa sawit utama yang tersebar di seluruh Asia Tenggara. Letusan perosak M. plana dianggap sebagai ancaman berterusan yang serius kepada industri kelapa sawit kerana pengurangan ketara hasil buah dan seterusnya produktiviti sawit. Walaupun terdapat pelbagai jenis racun serangga kimia dan sintetik telah digunakan, namun ia tidak berkesan dalam mengawal serangan M. plana. Selain itu, ketiadaan data genom yang lengkap bagi M. plana telah menyukarkan pemahaman mekanisme biologi dan molekul yang terlibat dalam perkembangan M. plana. Oleh itu, kajian ini telah menggunakan pendekatan analisis rangkaian gen dalam pengenalpastian gen pengawalaturan yang boleh membantu dalam pemahaman yang komprehensif tentang mekanisme biologi dan molekul. Analisis rangkaian gen merupakan suatu kaedah yang kritikal dalam menganalisis data transkriptom. Pengenalpastian gen pengawalaturan melalui keadah ini boleh digunakan untuk memahami penglibatan gen tersebut dalam tapak jalan hormon tumbesaran dan boleh digunakan sebagai gen sasaran dalam pembangunan racun perosak biorasional khusus spesies. Kajian ini bertujuan untuk mengenal pasti gen pengawalaturan tapak jalan hormon melalui analisis rangkaian pengekspresan bersama gen berpemberat (WGCNA) bagi peringkat perkembangan M. plana yang berbeza. Seterusnya, kluster yang berkaitan dengan pertumbuhan dan perkembangan M. plana serta gen pengawalaturan yang terlibat dalam pertumbuhan dan perkembangan M. plana turut dikenalpasti. Kajian ini menggunakan data transkriptom M. plana bagi membina rangkaian pengekspresan bersama gen. Set data transkriptom diwakili oleh beberapa peringkat perkembangan M. plana yang berbeza, iaitu telur, larva instar ketiga, pupa dan dewasa. Analisis kluster rangkaian gen bagi rangkaian tersebut menggunakan algoritma DPClusO dan disahsahihkan oleh ujian tepat Fisher serta analisis ciri operasi penerima (ROC). Analisis kluster telah mengenal pasti 20 gen pengawalaturan yang berpotensi daripada sepuluh kluster yang paling signifikan. Analisis pemerkayaan tapak jalan telah dilakukan untuk mengenal pasti tapak jalan pengisyaratan hormon tumbesaran dalam M. plana. Antara tapak jalan berkaitan hormon yang telah dikenal pasti ialah tapak jalan pengisyaratan pengantara hormon, pengisyaratan pengantara hormon steroid dan pengisyaratan reseptor hormon steroid intrasel. Selain itu, enam gen pengawalatur turut dikenal pasti iaitu Hnf4, Hr4, MED14, Usp, Tai dan Trr. Anotasi lanjutan ke atas 302 gen yang diekstrak daripada modul utama WGCNA telah berjaya mengenal pasti beberapa gen yang dianotasi sebagai faktor transkripsi. Gen pengawalaturan utama yang dikenal pasti ini berpotensi sebagai sasaran dalam analisis pengesahsahihan dan kajian lanjutan dalam pembangunan racun perosak biorasional M. plana melalui kaedah penyenyapan gen seperti interferens RNA (RNAi).