Perakitan Tanaman Kentang Kultivar IPB CP1 Transgenik yang Mengandung Gen Penyandi Superoksida Dismutase

Abstract

Kentang merupakan tanaman hortikultura yang penting di Indonesia. Kentang berperan dalam menjaga ketahanan pangan dengan nilai ekonomi dan kandungan nilai gizi yang tinggi. Kentang dapat dimanfaatkan untuk berbagai olahan seperti kentang sayur, kentang industri seperti keripik kentang dan french fries. Kentang merupakan tanaman yang dibudidayakan di area dataran tinggi. Konversi areal bekas perkebunan teh menjadi perkebunan kentang tidak mudah, karena banyak kendala yang dihadapi petani. Cekaman abiotik seperti pH rendah, aluminium tinggi dan kekeringan menjadi masalah utama yang dihadapi petani kentang. Cekaman abiotik pada tanaman kentang dapat mengarah kepada pembentukan Reactive Oxygen Species (ROS). ROS merupakan produk hasil metabolisme aerob saat menghadapi cekaman, sehingga berbahaya bagi tanaman. Superoksida dismutase (SOD) merupakan salah satu enzim yang berperan untuk mengkatalisasi ROS sehingga tidak berbahaya bagi tanaman. Kentang kultivar IPB CP1 merupakan salah satu bahan baku untuk industri pembuatan keripik kentang. Kentang IPB CP1 tidak begitu toleran terhadap cekaman abiotik. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengitroduksikan gen SOD kedalam kentang kultivar IPB CP1 agar kentang menjadi toleran terhadap berbagai cekaman abiotik. Transformasi genetik tanaman kentang dilakukan dengan metode kokultivasi menggunakan bakteri Agrobacterium tumefaciens yang membawa plasmid pGWB5-MmCuZn-SOD. Ruas batang tanpa mata tunas digunakan sebagai eksplan untuk transformasi. Nilai efisiensi transformasi dan regenerasi kentang kultivar IPB CP1 adalah 51,25% dan 38,87%. Analisis integritas dengan menggunakan primer act-F dan act-R menunjukkan semua tanaman transgenik memiliki kualitas DNA yang baik. Analisis integrasi dengan menggunakan primer 35S-F dan SODR2 menunjukkan bahwa delapan tanaman transgenik membawa gen SOD dibawah promotor kuat 35S dengan ukuran pita 633 pb. Analisis uji in vitro cekaman kekeringan, aluminium dan salinitas menunjukkan bahwa tanaman CP1 transgenik lebih toleran dibandingkan dengan tanaman CP1 non transgenik yang ditandai dengan panjang akar total dan jumlah akar yang lebih tinggi.

Potato is an important horticultural crop in Indonesia. Potato plays a role in maintaining food security with high economic and nutritional values. Potatoes are used for various preparations such as vegetable, potato chips and french fries. Potato cultivation requires highland environment for optimal growth and production, where in several highland areas there are many non-productive tea plantation that can be used to grow potato. Conversion of tea plantations into potato plantations, however, may face several abiotic stresses such as low pH, higher aluminum, and drought. Abiotic stress usually causes harmful effect to plants, including potato. Superoxide dismutase (SOD) is an enzyme that plays a role in alleviating ROS and replace it into non harmfull molecules. Potato cultivar IPB CP1 is one of the raw materials for the potato chip in food industry, unfortunately IPB CP1 potato is rather sensitive to abiotic stress. Therefore, the research aimed to develop CP1 potato that is tolerant to drought, aluminum, and salinity stresses by introducing MmCuZn-SOD gene mediated by Agrobacterium tumefaciens. The genetic transformation of potato plants was carried out by cocultivation method using Agrobacterium tumefaciens carrying the plasmid pGWB5-MmCuZn-SOD. Stems without buds were used as explants for genetic transformation. The results show the value of transformation efficiency and regeneration of potato cultivar IPB CP1 was 51,25% and 38,87%, respectively. DNA integrity analysis using act-F and act-R primers showed that all transgenic plants and non transgenic had good DNA quality. DNA integration analysis using 35S-F and SODR2 primers confirmed that eight transgenic plants carried the MmCuZn-SOD gene under the 35S strong promoter with insert size of 633 bp. In vitro analysis of drought, aluminum and salinity tolerance based on total root length and number of roots showed that transgenic CP1 plants were more tolerant than that of non-transgenic CP1 plants.