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

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

Otih Rostiana, Siti Fatimah Syahid, Tias Arlianti,

ABSRAK

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.solanacearum, dapat dipindahkan kedalam jaringan JPB untuk membentuk jahe transgenic toleran layu bakteri. Transformasi gen menggunakan A. tumefaciens pada kalus embriogenik dan meristem JPB belum menghasilkan transient kalus optimal, karena tingkat kematian jaringan masih relative tinggi (>60%). Perlu dilakukan modifikasi media yang dapat mengurangi kematian jaringan dan memacu pertumbuhan kalus. Transformasi in planta pada rimpang jahe aseptik, memberikan peluang keberhasilan tinggi, namun penelitian masih perlu dilanjutkan untuk mengetahui efisiensi transformasi. Hasil uji pendahuluan efisiensi transforman jahe secara biokimia dengan menggunakan Uji GUS, menunjukkan, pada batang jahe transforman terlihat signal kebiruan, yang menandakan bahwa reporter gene pada jaringan jahe transforman dapat dideteksi. Pada tahap selanjutnya perlu dilakukan optimasi uji GUS, baik dengan melakukan modifikasi reagen maupun tahap perkembangan jaringan dan bagian jaringan tanaman. Sementara itu, penelusuran pustaka gen-gen ketahanan terhadap layu bakteri yang terdapat pada genom Jahe Merah dan Lempuyang emprit, dengan menggunakan metode Supression Substractive Hybridization (SSH) belum dapat dilakukan. Kualitas total RNA pada JM, LE dan populasi JPB yang tidak optimal, tidak dapat menghasilkan sintesis utas cDNA, sehingga menghambat proses digesti ensim RsaI dan proses ligase tidak dapat dilakukan. Oleh karena itu, penulusuran pustaka gen ketahanan yang terdapat pada populasi JM dan LE, belum berhasil diperoleh.

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. Sequenced of cloned-DNA from red ginger and Z. zerumbet showed the expressions of gene tolerance to bacterial wilts diseases, nevertheless the homology of RRS1-R gene remained undetected. The full length genes of cloned DNA from red ginger and Z. zerumbet were homolog to Kafirin gene family. These results indicated that there were another gene family resistants to bacterial wilts diseases in red ginger and Z. zerumbet genome. Therefore, cDNA library of resistant genes tolerant to bacterial wilts disease in red ginger and Z. zerumbet is needed to be searched by using Supression Substractive Hybridization (SSH) methods. However, these methods couldn’t be applied, yet due to unproper quality of total RNA extracted. So, the cDNA cannot be digested and ligated. Therefore, construction of resistance gene library tolerant to bacterial wilt in JM and LE cannot be proceed. Gene transformation using A. tumefaciens on 8 weeks old embryogenic callus and meristem of JPB, resulted in less number of transient calli due to the death of tissue during gene insertion. Medium modification is worth to be applied in order to increase the efficient transformation system using A. tumefaciens in meristem or JPB’s callus. In planta transformation on aseptic rhizome, gave a better results. Further experiment needed to be fulfilled to evaluate the efficiency of transformed gene withi JPB-transformed plants in vivo. Preliminary assay by using GUS method, showed that less signal of reported gene was recorded from the stem of transforman JPB plants. The next step to be fulfilled are reagent modification for optimum GUS assays and stage of transforman-plants tissue.

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

Download pdf,

Leave a Reply

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