Rekayasa eksresi Gen pembungaan HD3A pada tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.

Abstract

Pada jarak pagar (Jatropha curcas, L.) rasio bunga betina terhadap bunga jantan sangat rendah. Jumlah bunga betina yang rendah merupakan salah satu penyebab rendahnya produktivitas tanaman ini. Introduksi gen pembungaan Hd3a yang berperan mempercepat pembungaan pada tumbuhan hari pendek dan tumbuhan hari panjang diharapkan dapat menghasilkan tanaman jarak pagar yang berbunga lebih awal dan memproduksi bunga lebih banyak. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh vektor ekspresi untuk digunakan dalam rekayasa ekspresi gen Hd3a pada jarak pagar, memperoleh kondisi inisiasi kalus dan regenerasi yang sesuai dalam transformasi genetik jarak pagar, memperoleh jarak pagar transgenik mengandung gen Hd3a serta mengetahui peranan gen Hd3a dalam pembungaan jarak pagar. Untuk tujuan tersebut, pada tahap awal vector ekspresi yang mengandung gen Hd3a yang dikendalikan promoter 35S CaMV pada posisi sense serta antisen telah berhasil dikonstruksi. Tranformasi genetik dilakukan dengan menggunakan 3 macam konstruk gen, yakni Hd3a dengan promoter 35S CaMV pada posisi sens serta antisens, dan Hd3a dengan promoter rolC. Transformasi genetik jarak pagar dilakukan mengikuti metode Li et al. (2007) yang dimodifikasi, dan menggunakan eksplan berupa kotiledon. Untuk mendapatkan media induksi kalus yang sesuai, percobaan menggunakan 6 jenis media dengan variasi kandungan IBA 0.05 mg/l sampai 0.5 mg/l serta PVP 0 sampai 5 g//l telah dilakukan. Media dengan komposisi yang sama dengan Li et al. (2007) dengan kandungan 0.05 mg/l IBA tanpa PVP digunakan sebagai kontrol. Pada media ini eksplan tidak menghasilkan kalus. Peningkatan IBA meningkatkan frekuensi pembentukan kalus, dan peningkatan kadar PVP umumnya meningkatkan kuantitas kalus. Media dengan kandungan IBA 0.5 mg/l dengan penambahan PVP 1 sampai 5 g/l (P3-1, P3-3 dan P3-5) menghasilkan kalus yang banyak dengan frekuensi pembentukan kalus yang tinggi. Kalus yang ditumbuhkan di media regenerasi dengan komposisi yang sama dengan Li et al. (2007), tidak menghasilkan tunas. Tunas dapat diperoleh pada media dengan penambahan BAP 3 mg/l dan PVP 1 g/l. Tunas mulai terbentuk pada umur 3 sampai 5 minggu pada media regenerasi. Kalus yang berasal dari media induksi dengan kandungan 0.5 mg/l IBA dan 3 g/l PVP menghasilkan tunas terbanyak dengan frekuensi regenerasi tertinggi. Selain itu pada media ini hasil yang diperoleh memiliki variasi yang rendah. Seleksi dengan menggunakan media MS yang mengandung 40 mg/l higromisin terhadap tunas tertransformasi menghasilkan 26-33% tunas transgenik putatif. Tunas transgenik dikonfirmasi melalui PCR dengan melakukan amplifikasi fragmen Hd3a yang mengandung 4 potongan 5’UTR. Hasil analisis PCR menunjukkan bahwa dari 23 tunas transgenik putatif yang diambil secara acak, 15 tunas adalah transgenik. Introduksi gen Hd3a dengan promoter 35S CaMV pada posisi sens serta antisens masing-masing dimaksudkan untuk ekspresi berlebih serta pembungkaman ekspresi gen Hd3a pada jarak pagar transgenik, sedangkan Hd3a dengan promoter rolC diharapkan memberikan ekspresi normal. Introduksi ke tiga konstruk ini dilakukan untuk mengetahui peranan gen Hd3a pada pembungaan jarak pagar. Beberapa tunas transgenik yang mengandung gen Hd3a dengan promoter 35S CaMV pada posisi sense serta promoter rolC menghasilkan bunga. Frekuensi tunas yang berbunga dini dan waktu berbunga hampir sama pada ke dua konstruk tersebut. Bunga tidak pernah dihasilkan dari tunas nontransgenik maupun tunas transgenik yang mengandung Hd3a antisen. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gen Hd3a yang memacu pembungaan pada tumbuhan hari pendek dan hari panjang dapat mempercepat pembungaan pada jarak pagar yang merupakan tumbuhan netral.