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

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

O. Rostiana, T. Chaidamsari, S. Fatimah S., S. Aisyah, H. Sugiarti

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. solanacearum, dapat dipindahkan kedalam kalus JPB untuk membentuk jahe transgenic toleran layu bakteri. Hasil penelitian menunjukkan, protoplast dapat diisolasi dari kalus embriogenik jahe merah dan putih besar, menggunakan kombinasi enzim mecerozim, pektoliase dan cellulase. 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. Namun dengan upaya peningkatan purity (kemurnian) protoplas yang terisolasi dan metode pengkulturan, belum mampu meningkatkan keberhasilan pembentukan kalus hasil fusi. Hal ini memberikan indikasi yang kuat bahwa jahe merupakan salah satu jenis tanaman monokotil yang daya regenerasi selnya tergolong rekalsitran.Transformasi gen menggunakan A. tumefaciens pada kalus embriogenik JPB berumur 8 minggu, belum menghasilkan transient kalus optimal, karena tingkat kematian kalus masih relative tinggi (>60%). Sedangkan trasnformasi pada stadia eksplan (meristem), pertumbuhan kalus terhambat.Transformasi in planta pada rimpang jahe aseptic, memberikan peluang keberhasilan tinggi, namun penelitian masih perlu dilanjutkan untuk mengetahui efisiensi transformasi. Hasil sekuen, DNA terklon dari jaringan JM dan LE menunjukkan ekspresi pada batang, namun gen homolog RRS1-R tidak terdeteksi. Full length gen DNA terklon dari JM dan LE setelah induksi homolog terhadap golongan gen Kafirin. Hasil penelitian tersebut mengindikasikan ada gen lain penyandi sifat tahan terhadap layu bakteri pada JM dan LE. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelusuran pustaka gen-gen ketahanan terhadap layu bakteri yang terdapat pada genom Jahe Merah dan Lempuyang emprit, dengan menggunakan metode Supression Substractive Hybridization (SSH). Hasil sekuen, DNA terklon dari jaringan JM dan LE menunjukkan ekspresi pada batang, namun gen homolog RRS1-R tidak terdeteksi. Full length gen DNA terklon dari JM dan LE setelah induksi homolog terhadap golongan gen Kafirin. Hasil penelitian tersebut mengindikasikan ada gen lain penyandi sifat tahan terhadap layu bakteri pada JM dan LE. Oleh karena itu, pada tahun 2013 akan dilakukan penelusuran pustaka gen-gen ketahanan terhadap layu bakteri yang terdapat pada genom Jahe Merah dan Lempuyang emprit, dengan menggunakan metode Supression Substractive Hybridization (SSH).

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. Results showed that, 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 have been performed by using injection methods to meristem explants, though the explants growth remained to be slower. In planta transformation on aseptic rhizome, gave a better results. Further experiment needed to be fulfilled to evaluate the efficiency of transformed gene. 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.

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

Download pdf,

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

  • Tuesday July 16th, 2019 at 05:57 PM
    Permalink

    *I?d have to check with you here. Which is not something I usually do! I enjoy reading a post that will make people think. Also, thanks for allowing me to comment!

    Reply

Leave a Reply

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