Transformasi Genetik InMYB1-CCD4a pada Tanaman Tagetes erecta melalui Perantara Agrobacterium tumefaciens

Abstract

Marigold (Tagetes erecta) merupakan komoditas florikultura yang memiliki banyak manfaat terutama sebagai tanaman hias, bunga potong dan bahan baku industri. Daya tarik tanaman Tagetes dinilai dari sisi keindahan warna bunga yang beragam, oleh karena itu, pemuliaan tanaman pada Tagetes dalam peningkatan variasi warna bunga masih terus dikembangkan. Salah satu metode alternatif dalam pemuliaan tanaman pada spesies Tagetes erecta adalah melalui pendekatan bioteknologi secara rekayasa genetik. Rekayasa genetik dilakukan dengan mengintegrasikan InMYB1-CCD4a ke dalam genom tanaman yang bertujuan mengurangi pigmentasi oranye pada bunga dengan mendegradasi senyawa karotenoid secara secara spesifik pada mahkota bunga. Degradasi karotenoid pada bagian spesifik, diharapkan tidak mengubah sifat lain dari spesies Tagetes erecta. Umumnya, pelaksanaan transformasi genetik bergantung pada serangkaian kegiatan kultur jaringan dalam regenerasi tanaman transgenik. Hambatan dalam regenerasi tanaman transgenik adalah metode dan komposisi media regenerasi yang tidak sesuai dengan pertumbuhan sel, oleh sebab itu, informasi terkait rangkaian tahapan kultur jaringan dalam meningkatkan efesiensi transformasi dalam regenerasi tanaman transgenik menjadi langkah awal dalam pelaksanaan rekayasa genetik. Metode transformasi genetik melalui Agrobacterium tumefaciens secara in planta merupakan salah satu alternatif yang dapat meminimalisir kegiatan regenerasi sel transgenik secara in vitro. Regenerasi sel transgenik meristematik terjadi lebih cepat secara in vivo. Transformasi in planta pada spesies T. erecta belum banyak dikembangkan. Pada penelitian ini dilakukan studi terkait metode transformasi genetik InMYB1-CCD4a melalui perantara A. tumefaciens secara in vitro maupun in planta pada spesies T. erecta pada beberapa jenis eksplan. Penelitian ini terdiri dari dua percobaan yang bertujuan untuk (1) memperoleh informasi metode regenerasi tanaman T. erecta terkait sumber eksplan dan komposisi media regenerasi; (2) memperoleh informasi terkait metode transformasi genetik yang efesien melalui A. tumefaciens EHA105; dan (3) memperoleh tanaman transgenik yang terintegrasi gen InMYB1-CCD4a. Percobaan pertama adalah induksi organogenesis dan regenerasi tunas pada spesies T. erecta secara in vitro. Percobaan dilakukan dari bulan Agustus hingga November 2021 di Laboratorium kultur jaringan-1, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Sumber eksplan yang digunakan adalah daun dan ruas batang planlet in vitro. Hasil percobaan menunjukkan eksplan daun lebih responsif dan potensial dalam pembentukan tunas dibandingkan penggunaan eksplan ruas batang pada media dasar MS dengan kombinasi IAA dan BAP. Modifikasi konsentrasi IAA terhadap BAP pada media induksi organogenesis mampu meningkatkan persentase pertumbuhan dan jumlah tunas pada eksplan daun. Media induksi dengan 2,8 µM IAA + 13,3 µM BAP menunjukkan 63% eksplan membentuk tunas dengan tiga hingga empat tunas per eksplan dalam 28 hari inkubasi. Hasil percobaan ini memberi informasi terkait jenis eksplan dan komposisi media yang optimal dalam regenerasi sel transgenik. Percobaan kedua adalah transformasi konstruk InMYB1-CCD4a pada spesies T. erecta melalui perantara A. tumefaciens. Percobaan dilakukan pada Desember 2021 hingga Juni 2022 di Laboratorium Kultur jaringan-1, dan Laboratorium Plant Molecular Biology-1 Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB. Eksplan yang digunakan pada percobaan ini adalah daun dan benih T. erecta. Metode transforsmasi genetik melalui bakteri A. tumefaciens EHA105 membawa gen InMYB1-CCD4a pada eksplan daun secara in vitro menunjukkan efesiensi transformasi senilai 7,0% dan efesiensi regenerasi tunas putatif transforman 0,4%. Pada percobaan transformasi benih secara in vitro, menunjukkan efesiensi transformasi senilai 24,1% dan memperoleh 14 kandidat tanaman transgenik T0 yang terintegrasi gen InMYB1-CCD4a melalui analisis molekuler. Hasil percobaan transformasi in planta pada benih in vivo menunjukkan efesiensi transformasi senilai 2,3% dan memperoleh 1 kandidat tanaman transgenik T0 bersifat kimera membawa gen InMYB1-CCD4a berdasarkan analisis molekuler berbasis PCR.