| dc.description.abstract | DIAN PUJI RAHAYU. Perakitan Tanaman Jeruk Melalui Pengeditan Genom Sebagai Upaya Peningkatan Ketahanan Penyakit Huanglongbing. Dibimbing oleh AGUS PURWITO dan MIA KOSMIATIN
Jeruk merupakan salah satu komoditi nasional yang memiliki potensi dan daya saing tinggi hal ini dikarenakan adanya kesadaran masyarakat akan kebutuhan jeruk sebagai sumber gizi. Upaya dalam peningkatan produksi jeruk memiliki berbagai kendala salah satunya yaitu ketidaktahanan tanaman jeruk terhadap serangan penyakit huanglongbing. Huanglongbing merupakan penyakit pada tanaman jeruk yang disebabkan oleh aktivitas bakteri Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) yang dibawa oleh serangga vektor berupa kutu loncat atau Asian Citrus Psyllid (ACP) yaitu Diaphorina citri Kuwayama. Adanya aktivitas bakteri Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) yang menginfeksi tanaman jeruk pada jaringan floem mengakibatkan akumulasi senyawa callose sehingga mengganggu perkembangan tanaman karena proses translokasi nutrisi ke bagian lain tanaman menjadi terganggu yang kemudian menimbulkan gejala penyakit huanglongbing seperti pucuk daun berbercak kuning, daun mengeras dan berukuran kecil. Hingga saat ini berbagai upaya untuk menanggulangi penyakit Huanglongbing masih belum efektif. Cara yang efektif untuk menanggulangi penyakit huanglongbing adalah menggunakan varietas yang tahan. Salah satu cara untuk mendapatkan tanaman yang tahan terhadap penyakit Huanglongbing yaitu dengan pendekatan bioteknologi melalui pengeditan genom. Pengeditan genom yang saat ini banyak digunakan yaitu dengan sistem CRISPR. CRISPR merupakan teknologi modern untuk pengeditan genom yang terdiri dari sekuens atau urutan nukleotida dengan repitisi pendek. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk memodifikasi gen callose synthase sehingga tidak terjadi akumulasi callose yang dihasilkan dari aktivitas bakteri Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) penyebab penyakit Huanglongbing melalui teknik transformasi gen CRISPR/Cas9-gRNA-CsCS ke dalam genom tanaman jeruk dengan bantuan bakteri Agrobacterium tumefaciens.
Transformasi gen dilakukan pada 3 jenis eksplan yaitu embiro zigotik, embrio nuselar dan buku kotiledon yang berasal dari 4 jenis jeruk yang terdiri dari jeruk mandarin Ponkan, keprok Terigas, siam Banyuwangi dan fS89. Transformasi dilakukan pada konsentrasi Optical Density (OD600) sebesar 0,2 dan 0,02 dengan perendaman eksplan pada suspensi bakteri Agrobaterium tumefaciens yang telah membawa gen CRISPR/Cas9-gRNA-CsCS selama 20 menit kemudian dikokultivasi selama 3 hari pada kondisi ruang gelap lalu dilakukan seleksi pada media yang mengandung higromisin selanjutnya diregenerasikan pada beberapa komposisi media tanam untuk meregenerasikan eksplan. Eksplan yang beregenerasi kemudian dilakukan Shoot Tip Grafting dan diinokulasi bakteri Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) secara buatan.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini yaitu optimasi pada konsentrasi vektor Agrobacterium tumefaciens pada Optical Density (OD600) 0,02 memiliki hasil tertinggi pada semua karakter pengamatan pada semua eksplan pada beberapa jenis jeruk sedangkan optimasi pada Optical Density (OD600) 0,2 memiliki nilai yang lebih rendah. Percepatan pertumbuhan putatif transforman asal eksplan buku kotiledon yang dilakukan pada 6 jenis media tanam (VMW, MT, MS+K0, MS+K1, MS+K2, MS+K3) menunjukkan bahwa tinggi tanaman dan jumlah daun tertinggi pada eksplan embrio nuselar diperoleh pada komposisi media tanam MS yang dikombinasikan dengan kinetin 3 mg/L.
Nilai rata-rata tinggi tanaman dan jumlah daun tertinggi pada eksplan embrio zigotik terdapat pada komposisi media MT dan hasil rata-rata tinggi tanaman dan jumlah daun tertinggi pada eksplan buku kotiledon terdapat pada komposisi media tanam MS yang dikombinasikan dengan kinetin 2 dan 3 mg/L. Efisiensi transformasi tertinggi didapatkan pada jenis eksplan embrio nuselar sebesar 14,29%. Efisiensi regenerasi tertinggi terdapat pada jenis eksplan embrio zigotik. Hasil persentase keberhasilan STG (Shoot Tip Grafting) tertinggi pada eksplan buku kotiledon. Pertumbuhan STG (Shoot Tip Grafting) di dalam rumah kaca sebelum dilakukan inokulasi bakteri CLas secara buatan sejumlah 7 galur yaitu KP597, KP598, KP599, KP604, KP605, KP606, dan KP607. Galur KP606 memiliki nilai tinggi tanaman tertinggi yaitu sebesar 53,63 cm. Nilai jumlah daun tertinggi terdapat pada galur KP598 sebesar 114,25 dan karakter jumlah cabang memiliki nilai tertinggi didapatkan pada galur KP598 dan KP604 yaitu sebesar 8,00. Sedangkan pada karakter diameter batang rata-rata tertinggi didapatkan pada galur KP606 sebesar 5,70 mm.
Inokulasi bakteri secara buatan terhadap entres galur Ponkan putatif transforman dilakukan pada 6 galur yaitu KP597, KP598, KP604, KP605, KP606 dan KP607 dengan keberhasilan penyambungan 100%, adapun pertumbuhan galur putatif transforman setelah dilakukan inokulasi bakteri secara buatan menunjukkan hasil tinggi tanaman tertinggi diperoleh pada galur KP598 sebesar 33,17. Karakter jumlah daun dan jumlah tunas tertinggi diperoleh pada galur KP606 dengan nilai berturut-turut 43,00 dan 4,67 mm. Pada karakter diameter batang menunjukkan hasil bahwa KP598 memiliki nilai tertinggi yaitu 2,97. Hasil persentase intensitas putatif transforman terserang penyakit huanglongbing setelah dilakukan inokulasi secara buatan menunjukkan hasil bahwa galur KP604 memiliki persentase intesitas serangan tertinggi sebesar 12,50%yang terjadi pada minggi ke 20 setelah inokulasi dan terdapat 3 galur yaitu KP598, KP606, dan KP607 yang tidak menunjukkan gejala HLB hingga minggu ke 24 setelah inokulasi bakteri.
Hasil pengamatan Scanning Electron Microscope (SEM) pada tunas yang dilakukan inokulasi bakteri secara buatan menunjukkan bahwa tunas yang tidak bergejala tidak terdapat bakteri yang berkoloni yang artinya tidak terjadi akumulasi callose, sedangkan tunas yang bergejala menunjukkan adanya koloni bakteri yang menginduksi akumulasi callose. Kesimpulan dari penelitian ini yaitu terdapat 7 galur asal eksplan buku kotiledon mandarin Ponkan yang dapat dilanjutkan STG dan pengujian dengan inokulasi bakteri secara buatan dirumah kaca. Terdapat 3 galur yang menunjukkan tidak adanya gejala penyakit HLB setelah dilakukan inokulasi bakteri penyebab penyakit HLB secara buatan.
Kata kunci: Transformasi, citrus, huanglongbing, in vitro | |
