Transformasi Mutagenesis Terarah Gen Pengkode Tinggi (SD-1) Upstream yang Dimediasi Agrobacterium Tumefaciens Strain LBA4404 Berbasis CRISPR/Cas9 pada Tanaman Padi (Oryza Sativa L.)

Abstract

Produktivitas beberapa varietas padi lokal Indonesia masih relatif rendah meskipun memiliki kemampuan adaptasi yang baik terhadap berbagai cekaman lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan transformasi mutagenesis terarah gen pengkode tinggi Semi Dwarf 1 (SD1) menggunakan sistem CRISPR/Cas9 yang dimediasi Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 pada varietas padi lokal Dewi Sri, Ketan Merah, dan Pandanwangi. Penelitian dilakukan melalui tahapan induksi kalus, transformasi, regenerasi, seleksi, dan konfirmasi molekuler menggunakan PCR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa varietas Pandanwangi memberikan respons induksi kalus terbaik dengan waktu pembentukan kalus tercepat, yaitu 9 hari, persentase pembentukan kalus tertinggi sebesar 87,2%, berat basah kalus tertinggi sebesar 0,063 g, dan viabilitas kalus tertinggi sebesar 80,47% . Pada fase infeksi dan ko-kultivasi, varietas Pandanwangi memiliki persentase kalus normal tertinggi sebesar 83,59%, sedangkan varietas Ketan Merah menunjukkan respons paling toleran dengan tingkat kematian dan browning terendah masing-masing sebesar 49,40% dan 18,35%. Pada fase regenerasi dan seleksi, varietas Ketan Merah menunjukkan tingkat regenerasi tertinggi sebesar 42,57%, sedangkan varietas Pandanwangi memiliki tingkat kematian eksplan terendah sebesar 17,14% . Hanya varietas Ketan Merah yang berhasil menghasilkan satu planlet putatif transforman dengan efisiensi transformasi sebesar 0,005%. Konfirmasi molekuler menggunakan primer spesifik hptII dan Cas9 menunjukkan pita DNA berukuran 545 bp dan 495 bp, yang mengindikasikan keberhasilan integrasi konstruksi pRGEB32::sgRNA SD1 ke dalam genom tanaman padi Ketan Merah . Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa transformasi mutagenesis terarah gen SD1 berbasis CRISPR/Cas9 yang dimediasi A. tumefaciens strain LBA4404 berhasil dilakukan dan berpotensi dimanfaatkan dalam pengembangan varietas padi lokal semi-kerdil dengan produktivitas yang lebih tinggi.