Isolasi, Kloning dan Ekspresi Gen Invertase dari Berbagai Varietas Tebu.

Abstract

Tanaman tebu merupakan tanaman pangan yang sangat penting karena mampu mengakumulasi lebih dari 25% sukrosa (w/w). Hal ini membuat tanaman tebu menjadi salah satu dari lima tanaman pangan paling penting di dunia. Pada dekade terakhir, industri gula Indonesia terus mengalami berbagai masalah terkait menurunnya produksi gula nasional. Rata-rata produktivitas gula Indonesia dinilai masih rendah, baik karena rendahnya produktivitas ton tebu/ha maupun rendemen yang dihasilkan oleh tebu. Peningkatan konsentrasi sukrosa pada batang merupakan kunci program pengembangan tebu, namun pengetahuan tentang proses fisiologis dan informasi genetik yang menentukan akumulasi sukrosa pada batang tebu masih sedikit diketahui. Kontrol aktivitas enzim invertase merupakan aspek yang sangat penting dalam meningkatkan kandungan sukrosa dalam batang tebu. Peningkatan kandungan sukrosa dalam batang tebu dapat dilakukan melalui pendekatan antisense atau suppressi gen yang ditujukan pada ekspresi enzim invertase. Inaktivasi enzim invertase akan menurunkan pemecahan sukrosa menjadi heksosa, dan meningkatkan akumulasi sukrosa pada batang tebu. Pentingnya enzim invertase sebagai kunci dalam akumulasi sukrosa dalam tebu, dan peluang pendekatan antisense untuk mengontrol ekspresi enzim tersebut mendorong penelitian untuk mendapatkan berbagai sekuens gen penyandi enzim invertase pada tebu sebagai dasar pengembangan inaktivasi enzim tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mendapatkan klon dan menganalisis ekspresi gen penyandi enzim invertase dari berbagai varietas tanaman tebu. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan yang terdiri dari pengambilans sampel dari berbagai varietase tebu di Indonesia, induksi kalus, isolasi RNA, sintesis cDNA, kloning gen invertase ke dalam vektor kloning, sekuensing, dan subkloning gen invertase ke dalam vektor ekspresi untuk pengujian aktivitas ekspresi secara kualitatif dan kuantitatif. Selain itu, Analisis bioinformatik dilakukan untuk mengetahui struktur gen, hubungan filogenetik dan struktur 3D proteinnya. Penelitian ini menghasilkan dua sekuens gen invertase yang terkonfirmasi dapat mengekspresikan enzim invertase melalui pengujian aktivitas ekspresi secara kualitatif dan kuantitatif. Kedua protein yang diekspresikan memiliki akitivas 23,01 ± 0,84 Unit (umol/min) untuk invertase INVC9-PSJT941 dan 22,64 ± 0,93 Unit (umol/min) untuk invertase INVC9-PS881. Berdasarkan pendekatan bioinformatik, keduanya memiliki bentuk 3D protein yang sama dan diindikasikan sebagai anggota dari kelompok Cell Wall Invertase.