Transformasi Genetik Kentang (Solanum tuberosum L.) Kultivar Atlantic dengan Gen MmCu/Zn-SOD Penyandi Enzim Superoxide Dismutase.

Abstract

Kekeringan dan kemasaman tanah adalah tantangan yang dihadapi tanaman kentang saat ini. Kentang merupakan jenis tanaman yang sensitif terhadap kekeringan, sehingga keberlanjutan produksinya dapat terancam jika diterpa kekeringan yang berkepanjangan. Kemasaman tanah mengakibatkan beberapa hara makro dan mikro dapat berada pada status kurang atau tidak tersedia bagi tanaman. Selain, itu kelarutan unsur logam berat yang tinggi khususnya Al dapat membuat tanaman mengalami keracunan. Enzim superoxide dismutase (SOD) adalah enzim antioksidan yang berperan di dalam mekanisme pertahanan pertama tanaman terhadap cekaman reactive oxygen species (ROS). ROS adalah produk samping yang tidak terhindarkan dari metabolisme aerobik, tetapi tidak berbahaya selama konsentrasinya terkontrol oleh antioksidan. Cekaman abiotik, seperti kekeringan dan logam berat, dapat membuat produksi ROS meningkat secara signifikan melampaui konsentrasi antioksidan, sehingga meracuni tanaman. Ekspresi gen SOD secara berlebih untuk mengimbangi produksi ROS dilaporkan telah mampu meningkatkan sifat toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan dan logam berat. Tujuan dari penelitian ini adalah mengintroduksikan gen SOD yang berada di bawah kendali promotor kuat 35S CaMV ke dalam kentang kultivar Atlantic. Gen SOD yang berada di bawah kontrol promotor kuat 35S CaMV diintroduksikan ke dalam kentang menggunakan perantara bakteri Agrobacterium tumefaciens. Sel-sel transforman diseleksi dari sel non transforman dengan menggunakan antibiotik higromisin taraf 25 mg/L dan 10 mg/L. Dari kedua taraf antibiotik tersebut, dosis higromisin 10 mg/L merupakan dosis antibiotik terbaik karena telah mampu menginduksi regenerasi tanaman dalam waktu sekitar 6 minggu dibandingkan dosis 25 mg/L yang memerlukan waktu sekitar 23 minggu. Selain itu, kecepatan waktu regenerasi tanaman dapat lebih terpacu dengan cara penggunaan ruas batang sebagai bahan transformasi, penggunaan zeatin dalam media regenerasi, perpanjangan masa pre culture eksplan sebelum ditransformasi selama 4 hari (1 hari gelap dan 3 hari terang), pemanenan bakteri yang dilakukan pada nilai OD λ600 = 0.2-0.3 disertai peniadaan tahapan pencucian eksplan dan perendaman dengan larutan antibiotik cefotaxime. Berdasarkan hasil analisis PCR terhadap tanaman transgenik putatif, diperoleh satu tanaman transgenik. Uji tantang tanaman transgenik terhadap cekaman kekeringan secara in vitro menggunakan PEG 8000 dengan konsentrasi 8 % menunjukkan bahwa tanaman transgenik bersifat lebih toleran dibandingkan tanaman non transgenik. Tanaman transgenik juga bersifat lebih toleran dibandingkan tanaman non transgenik ketika diuji terhadap cekaman AlCl3 sebanyak 1.6 mM dan pH media 4.5 (sangat masam).