JAHE TRANSGENIK DAN HIBRIDA SOMATIK PRODUKTIVITAS 30T/HA, TOLERAN 70% LAYU BAKTERI

JAHE TRANSGENIK DAN HIBRIDA SOMATIK PRODUKTIVITAS 30T/HA, TOLERAN 70% LAYU BAKTERI

O. Rostiana, T. Chaidamsari, S. F. Syahid, W. Haryudin, S. Aisyah

ABSTRAK

Penyakit layu bakteri pada jahe yang disebabkan oleh bakteri Ralstonia solanacearum sampai saat ini masih merupakan kendala besar yang belum dapat diatasi. Beberapa usaha pengendalian masih belum efektif terutama karena belum ada nomor-nomor jahe yang tahan terhadap R. solanacearum. Peluang memperoleh varian baru jahe tahan terhadap R. solanacearum dapat dilakukan dengan hibridisasi somatik antara jahe putih besar produksi tinggi rentan layu bakteri dengan jahe merah toleran. Selain itu teknologi rekayasa genetik memberikan wahana baru bagi pemulia tanaman untuk memperoleh kelompok gen baru yang lebih luas. DNA sekuen yang ditransfer ke dalam genom suatu tanaman untuk membentuk tanaman transgenik bisa berasal dari spesies tanaman, bakteri, atau virus. Penemuan gen penyandi sifat ketahanan terhadap R. solanacearum (RRS1-R) pada tanaman Arabidopsis thaliana dengan pendekatan bioinformatika yang dikombinasikan dengan beberapa teknik biologi molekuler memungkinkan untuk mengisolasi gen tersebut pada tanaman jahe atau kerabat lainnya yang toleran dan dirancang homologinya, kemudian dikonstruk dan ditransformasikan untuk membentuk varietas jahe baru tahan layu bakteri. Gen homolog yang berhasil diisolasi dari jahe merah dan lempuyang emprit toleran R.solanacearumdapat dipindahkan kedalam kalus JPB untuk membentuk jahe transgenic toleran layu bakteri. Hasil penelitian sampai saat ini menunjukkan transformasi gen menggunakan A. tumefaciens pada kalus embriogenik JPB berumur 8 minggu belum menghasilkan transient kalus optimal karena tingkat kematian kalus pada medium dengan berbagai taraf konsentrasi kanamisin masih relative tinggi (> 60%). Upaya meningkatkan efisiensi transformasi terus dilakukan dengan cara mengoptimalkan kondisi kalus embriogenik dan mencari konsentrasi kanamisin yang optimal. Protoplast dapat diisolasi dari kalus embriogenik jahe merah dan putih besar menggunakan kombinasi ensim mecerozim, pektoliase dan cellulase. Fusi dapat dilakukan dengan menggunakan kombinasi fusogen kimia PEG dan CaCl2, masing-masing selama 30 menit. Mikrokalus hasil fusi dapat terbentuk dengan mengoptimalkan kondisi kultur, sehingga inti sel yang sudah terkondensasi dan membentuk mikro koloni berkembang menjadi mikro kalus dalam jumlah yang optimal. Transformasi gen menggunakan A. tumefaciens pada kalus embriogenik JPB berumur 8 minggu belum menghasilkan transient kalus optimal karena tingkat kematian kalus pada medium dengan berbagai taraf konsentrasi kanamisin masih relative tinggi (> 60%). Perlu dilakukan upaya meningkatkan efisiensi transformasi dengan cara mengoptimalkan kondisi kalus embriogenik dan mencari konsentrasi kanamisin yang optimal serta mengaplikasikan metode perendaman sementara untuk meningkatkan kapasitas regenerasi kalus.

Kata kunci: Zingiber officinale Rosc., Zingiber zerumbet var. zerumbet, Agrobacterium tumefaciens, transformasi gen, fusi protoplas.

ABSTRACT

Bacterial wilt caused by R. solanacearum  is a main constraint in ginger cultivation. Various experiments had been carried out to eliminate the economic losses. To date, an effective method for controlling the disease has not been appropriately established, due to the unavailability of resistant variety. Ginger variety resistant to bacterial wilts could be developed through somatic hybridization between high yield line-Big white ginger x tolerant lines-Red ginger. Further, genetic engeneering has given a broad spectrum in plant breeding in order to obtain a newly gene for a broad purpose. Transferring DNA sequence into plant genome in term of constructing transgenic crops could be derived from various organism such as, different crops species, bacteria or virus. New finding on resistance gene to Ralstonia solanaceraum  rom Arabidopsis thaliana (RRS1-R-gene) combined with bioinformatic approach and molecular technique make the possibility to isolate those resistance gene from different crop species, such as ginger or other related species tolerance to R. solanacearum. Then, the homology of those gene could be design and construct and then transform for generating newly ginger species tolerance to R.solanacearum. Homolog gene isolated from red-ginger variety and Zingiber zerumber var. American.were used as genetic material to be transferred into white ginger calli for obtaining newly transgenic ginger tolerant to bacterial wilts. Recent research progress showed that gene transformation into 8 months-old ginger calli by using A. tumefacients, has not resulted an optimal transcient calli due to the high death percentages of those calli (>60%) on the medium with the addition of various concentration of kanamycine.To increase transformation efficiency, various steps is being carried out e.g. by optimizing embryogenic calli condition and kanamycine concentration. Ginger protoplasts, white and red lines, could be isolated from embriogenic calli by using three kinds of enzymes combination i.e. Macerozyme, Pectolyase and Cellulase. Protoplast fusion of big-white and red ginger could be conducted by using chemical fusogen PEG and CaCl2, for about 30 minutes of each step. Microcalli from fusion product can be formed by optimizing the culture conditions, so that the nucleus of cells that had condensed and formed micro-colonies developed into a micro-callus in optimal amounts. Gene transformation using A. tumefaciens on JPB-8 weeks old embryogenic callus, resulted in less number of transient calli due to the death callus on medium with various concentrations of kanamycin level is still relatively high (>60%). Efforts in improving transformation efficiency needs to be fullfilled by optimizing the conditions of embryogenic callus and find an optimal kanamycin concentration as well as applying culture methods such as a temporary immersion system to improve the regeneration capacity of callus.

 

Keywords: Zingiber officinale Rosc., Zingiber zerumbet var. zerumbet, Agrobacterium  tumefaciens, genetictransformation, protoplast fusion.

Download full text

 

One thought on “JAHE TRANSGENIK DAN HIBRIDA SOMATIK PRODUKTIVITAS 30T/HA, TOLERAN 70% LAYU BAKTERI

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *