Upload
aseliajulia-julia
View
35
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Gak isinya apa ... asal upload ,doang
Citation preview
LAPORANAKHIRKEGIATAN PENELITIAN
HIBAH DISERTASI DOKTOR
PEMANFAATAN GEN PENUMBUH TUNAS KNAT1 DALAMORGANOGENESIS TANAMAN ANGGREK Vanda tricolor Lind!.
RINDANG DWIYANI
DILAKSANAKANATAS BIAYA:Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan
Nasional,sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Disertasi Doktor
Nomor: 481/SP2H/PP/DP2MNI/2010,tanggal11 Juni 2010
LEMBAGAPENELITIANDAN PENGABDIANKEPADAMASYARAKATUNIVERSITAS GADJAH MADA
NOVEMBER2010
r
RINGKASAN
Oi dalam mikropropagasi tanaman, tingginya daya regenerasi sel
merupakan suatu fakt?r yang penting. Overekspresi gen KNAT1 (Knotted1-
like Arabidopsis thaliana) pada beberapa spesies tanaman dapat
menstimulasi pertumbuhan tunas. Penelitian ini terdiri dari 3 eksperiment
yang dikerjakan secara simultan yang secara keseluruhan menggunakan gen
kunci penumbuh tunas KNAT1 sebagai topik utama. Tujuan dari penelitian ini
adalah menghasilkan transgenik KNAT1 tanaman anggrek Vanda tricolordan
mengeksplorasi pemanfaatan gen KNAT1 dalam sistem mikropropagasi
melalui kultur organ tanaman transgenik KNAT1.
Penelitian menggunakan bahan tanam berupa protokorm dan seedling
Vanda tricolor Lindl serta tanaman transgenik dan Wild Type (VVT) dari
anggrek Phalaenopsis amabilis. Overekspresi gen KNAT1 dilakukan melalui
dua penelitian transformasi menggunakan Agrobacterium, dengan target
transformasi berupa protokorm dan irisan seedling berupa badan protokorm
anggrek V.tricolor, keduanya menggunakan perlakuan acetosyringone.
Penelitian ketiga adalah organogenesis yang dilakukan dengan bahan
eksplan yang diambil dari tanaman transgenik KNA T1 P. amabilis dan WT.
Hasilnya mendapatkan bahwa pada transformasi melalui
Agrobacterium tumefaciens, acetosyringone dibutuhkan pada target
transformasi berupa protokorm pada saat inokulasi, namun tidak pada target
irisan seedling yang berupa badan protokorm. Transgenik KNAT1 anggrek
efektif digunakan sebagai bahan perbanyakan pada sistem mikropropagasi.
iii
SUMMARY
Abilityof plant cell to regenerate shoot is the main factor that should be
concern with micropr~pagation through organogenesis. Overexpression of
KNAT1 (Knotted1-like Arabidopsis thaliana) gene had been done previously
by other researchers in some plant species and resulted in plant phenotype of
multiple shoots.
This research concerning with the use of KNAT1 gene in
micropropagation. We did three different experiments simultaneously which
the main goals were to produce transgenic KNAT1 of Vanda tricolororchid
with Agrobacterium-mediated transformation (2 expriments) and to explore the
use of transgenic KNAT1 in micropropagation (1 .experiment). Experiment 1
used protocorms as target of transformation, while experiment 2 used body of
protocorms. Both experiments used acetosyringone (AS) as treatments,
applied or did not apply in inoculation and co-cultivation. Experiment 3 was
micropropagation of transgenic Phalaenopsis amabilis orchid by in-vitro
culturing its organ.
The results showed that AS was required when inoculated orchid
protocorms with bacterium liquid, but it was not necessary in co-cultivation
step. However, when we used body of protocorms as target of
transformation, AS was not required. In micropropagation of P.amabilis,
shoots were produced in almost explants of transgenic KNAT1, but only
explant from slices of shoot produced shoots inWT.
iy
PEMANFAATAN GEN KUNCI PENUMBUH TUNAS KNATI (KNOTTEDI-LlKE Arabidopsis thaliana)DALAM MIKROPROPAGASI TANAMAN ANGGREK
Dwiyani, R1).,A.PurwantoroZ), A.Indrianto3\ dan E.Semiarti3)
1) Mahasiswa Program Studi Bioteknologi, Sekolah Pasea Sarjana, UGM; Staf pengajar Faku1tas Pertanian Universitas Udayana2) Staf pengajar Faku1tas Pertanian Universitas Gadjahmada, Yogyakarta
3) Stafpengajar Faku1tas Biologi dan Program Studi Bioteknologi Universitas Gadjahmada, Yogyakarta
ABSTRAKTujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan transgenik KNATI tanaman anggrek dan mengeksplorasi pemanfaatan gen KNATI dalam sistem
mikropropagasi.Overekspresi gen KNATI dilakukan melalui dua penelitian, dengan target transformasi berupa protokorm dan irisan seedling bempa badan protokorm,
keduanya menggunakan perlakuan acetosyringone. Penelitian ketiga adalah organogenesis yang dilakukan dengan bahan eksplan yang diambil dari tanamantransgenik KNATI dan tanaman Wild Type. dari anggrek Phalaenopsis amabi/is
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada transformasi melalui Agrobacterium tumefaciens, acetosyringone dibutubkan pada target transformasi bempaprotokorm ,namun tidak Pada target irisan seedling yang bempa badan protokorm. Transgenik KNATI anggrek efektif digunakan sebagai bahan perbanyakan padasistem mikropropagasi.
LATAR BELAKANGDaya regenerasi sel rang tinggi merupakan suatu faktor yang penting dalam mikropropagasi tanaman. Overekspresi gen KNAT! pada beberapa spesies
tanaman dapat menstimulasi pertumbuban tunas. Tiga penelitian yang dilakukan seeara simultan ini bertujuan untuk menghasilkan transgenik KNAT! tanamananggrek dan mengeksplorasi pemanfaatan gen KNATI dalam sistem mikropropagasi.
METODE PENELITIANOverekspresi gen KNATI dilakukan dengan transformasi melalni Agrobacterium tumefaciens Strain LBA4404 dengan plasmid biner PGreen yang membawa
gen KNATI dan gen NPTII (Neophospotransferase TI)dengan promoter CaMV (Caulifower Mosaic Virus).Target transformasi adalah protokorm anggrek Vanda tricolor Lindl. serta irisan seedling yang berupa badan protokorm. Transformasi dilakukan dengan
metode Semiarti, et al. (2007) yang dimodiflkasi dengan pemberian acetosyringone. Mikropropagasi tanaman transgenik KNATI anggrek Phalaenopsis amabi/isdilakukan dengan menumbubkan irisan organ ke media New PhalaeonopsisINP (Islam, et al., 1998) dengan memberi 511M2iP dan 0.15 11MNAA untuk shootinduction (organogenesis).
HASIL DAN PEMBAHASANHasil penelitian memperlihatkan adanya perbedaan kebutuban acetosyringon.e dengan adanya perbedaan target transformasi. Transformasi dengan target
protokorm membutubkan acetosyringone pada saat perendaman (inokulasi) dengan atau tanpa acetosyringone pada saat kokultivasinya, dimana persentase kandidattransforman tertinggi diperoleh pada perlakuan dengan acetosyringone pada saat inokulasi namun tanpa acetosyringone pada saat kokultivasi (Tabel I). Sedangkanpada target transformasi berupa irisan badan protokorm, persentase kandidat transforman diperoleh pada perlakuan tanpa acetosyringone, baik pada saat inokulasimaupun kokultivasi (Tabel I). Acetosyringone dalam proses transformasi menggnnakan Agrobacterium dibutubkan untuk mengaktifkan gen Vir yang ada dalamAgrobacterium dan produk dari gen Vir(protein) ini akan membantu proses T-DNA transfer (yang membawa gene of interest) dari bakteri ke sel tanaman (Zupan danZambryski, 1995;dan Gelvin, 2003).
Tahel 1. Persentase kandidat transforman pada transformasi dengan menggunakan target transformasi herupa protokorm dan badan protokorm padaperlakuan dengan Acetosyringone
Gambar I. Perkembangan eksplan pangkal akar bingga menjadi plandet;!!!!! dari kiri ke kanan: 1,2,3,4 dan 7 minggu setelah tanam; bawahdari kiri ke kanan: 9,10,12 dan 15 minggu setelab tanam. Bar=5mm
Gambar 2 Perkembangan eksplan pangkal daun bingga menjadi plandet: !!!!! darikiri ke kanan: I, 2,3, 5 minggu setelab tanam; bawab. dari kiri ke kanan : 7,9,12minggu setelab tanam, paling kanan (besar) 15 minggu setelab tanam. Bar=5mm
Pada mikropropagasi tanaman transgenik KNATI semua kultur organ menghasilkan tunas, kecuali pada kultur ujung daun dan ujung akar (Gambar I dan 2).Sedangkan pada tanaman WT(Wild Type, bukan transgenik), hanya pada irisan batang yang menghasilkan tunas. Adanya perturnbuhan tunas adventifpada daun danakar menunjukkan tetjadinya ectopic expression dari gen KNATI pada tubub tanaman transgenik.KESIMPULAN
Pada transfonnasi melalni Agrobacterium tumefaciens, acetosyringone dibutubkan pada target transformasi bempa protokorm , namun tidak pada target irisanseedling yang berupa badan protokorm. Transgenik KNATI anggrek efektif digunakan sebagai bahan perbanyakan pada sistem mikropropagasi.UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada LPPM Universitas Gadjahmada serta Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi DepartemenPendidikan Nasional Republik Indonesia yang telah memfasilitasi serta mendanai penelitian ini.PUSTAKAGelvin, sa. 2003. Agrobacterium-mediated plant transformation: the Biology behind the "Gene-Jockeying" Tool. Microb. and Mol. Biol.Reviews. 1: 16-37Semiarti, E., Ari Indrianto, A. Purwantoro, S. Isminingsih, N. Suseno, T. Ishikawa, Y. Yoshioka, Y. Machida, and C. Machida. 2007. Agrobacterium-mediated
transformation of the wild orchid species Phalaenopsis amabl/is. Plant Biotechno1..24:265-272Zupan, JR., and Zambryski. 1995. Transfer ofT-DNA 1T0mAgrobacterium to the plant cellI. Plant Physiol. 107: 1041-1047
Perlakuan Acetosyringone Protokorm hijau Protokorm coklat/hitam/putih % kandidat transforman(ppm) (hidup) (mati)
Transformasi Saat Saat Badan Badanlnokulasi Kokultivasi
Protokorm Protokorm Protokorm Protokorm Protokorm Badan Protokorm
PGreen 0 0 15 49 312 51 0.5 490 25 7 6 286 94 2.4 625 0 49 12 427 88 11.67 1225 25 2 5 222 95 0.9 5
PKNATI 0 0 6 11 232 89 1.67 110 25 20 0 343 100 5.83 025 0 19 0 256 100 7.42 025 25 11 0 258 100 4.26 0