Perakitan dan Analisis Tanaman Padi Nipponbare dan Inpari 43 Transgenik yang Mengandung Gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2

Abstract

Peningkatan produksi padi dapat dilakukan dengan merakit varietas unggul menggunakan metode genome editing. Salah satu gen yang berperan dalam produktivitas padi adalah Gn1a atau gen OsCKX2. Pengurangan ekspresi gen OsCKX2 di tanaman padi menggunakan teknik CRISPR/Cas9 diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi sitokinin dalam sel yang dapat mempengaruhi peningkatan produksi gabah. Penelitian ini terdiri dari 2 kegiatan, yaitu 1. Introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43 menggunakan Agrobacterium tumefaciens, 2. Analisis molekuler dan fenotipik karakter agronomi dan komponen hasil dari transforman padi Nipponbare dan Inpari 43 Kegiatan pertama, dilakukan introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNAOsCKX2 kedalam padi Nipponbare dan Inpari43 dengan bantuan Agrobacterium tumefaciens menggunakan eksplan embrio muda padi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa transgen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 berhasil diintroduksikan pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43. Kegiatan transformasi menghasilkan 174 galur yang terdiri dari 122 galur Nipponbare dan 54 galur Inpari 43. Efisiensi transformasi yang dihasilkan adalah 60,09% pada padi Nipponbare dan 28,99% pada padi Inpari 43. Efisiensi regenerasi yang dihasilkan dari Nipponbare sebesar 14,31% dan Inpari 43 adalah 8,69%. Analisis molekuler pada transforman yang dihasilkan diakukan pada kegiatan 2, yang terdiri dari analisis PCR untuk mengetahui keberadaan gen Cas9 pada transforman T0 dan analisis sekuensing pada tanaman transgenik yang mengandung gen Cas9 untuk mendeteksi mutasi pada gen OsCKX2 pada transforman generasi T1. Hasil analisis PCR menggunakan primer Cas9_314 menghasilkan 60 tanaman padi T0 yang positif mengandung gen Cas9 dengan ukuran amplikon 500 bp. Analisis sekuensing menunjukkan bahwa dari 2 tanaman padi Nipponbare dan 6 tanaman padi Inpari 43 transgenik tidak mengalami mutasi pada region gRNA_OsCKX2. Pengamatan fenotipik dan komponen hasil dilakukan pada galur T1 yang positif Cas9. Pengamatan dilakukan pada 9 galur Nipponbare dan 6 galur Inpari 43. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berdasarkan uji T terdapat perbedaan antara beberapa galur padi transgenik dengan non-transgeniknya pada alfa 0,05 baik pada karakter agronomi maupun komponen hasil. Kesimpulan penelitian adalah gen Cas9 yang berhasil diintegrasikan ke dalam galur T1 Nipponbare dan Inpari 43 tidak menyebabkan mutasi pada daerah target gRNA_OsCKX2, namun pada karakter fenotipik menunjukan adanya perbedaan dengan tanaman non transgeniknya. Data-data yang dihasilkan dari penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk dapat merakit tanaman padi mutan CRISPR/Cas9_OsCKX2 yang menghasilkan produktivitas tinggi