Perakitan Varietas Tebu Produksi Gula Tinggi Melalui Rekayasa Genetik Peningkatan Sintesis dan Transport Sukrosa

Abstract

Penelitian dengan judul Perakitan Varietas Tebu Produksi Gula Tinggi Melalui Rekayasa Genetik Peningkatan Sintesis dan Transport Sukrosa ditujukan untuk merakit varietas unggul tebu rendemen tinggi melalui transformasi genetik dua (double) gen, yaitu gen untuk sintesis sukrosa (SoSPS1) dan gen untuk translokasi sukrosa (SoSUT1). Transformasi (overekspresi) gen SoSPS1 dan SoSUT1 akan meningkatkan sintesis dan translokasi sukrosa sehingga produksi gula di batang tebu dapat ditingkatkan. Saat ini telah tersedia konstruk gen SoSPS1 (pCL4-SoSPS1 dan pSMAB-SoSPS1) dan gen SoSUT1 (pAct-SoSUT1), sehingga dapat digunakan untuk transformasi pada tanaman tebu. Penelitian ini direncanakan berlangsung selama 3 (tiga) tahun dan pada tahun pertama tealah berhasil dilakukan transformasi tunggal gen SoSPS1 atau gen SoSUT1. Transformasi tunggal gen SoSPS1 atau gen SoSUT1dilakukan menggunakan Agrobacterium tumefacient strain GV 3101 dan eksplant pangkal tunas tebu in vitro varietas BL. Tanaman tebu in vitro disiapkan dan dikembangkan dari tunas lateral batang tebu tanpa melewati fase pengkalusan. Isolasi dan sterilisasi tunas lateral yang paling efektif menggunakan kombinasi antara alkohol 70% pada sterilisasi luar, alkohol 70% dengan pembakaran 3 kali berturut-turut potongan batang tebu dan perendaman isolat tunas lateral tebu dengan HgCl2 0,05% selama 60 detik. Sedangkan media pertunasan eksplant tunas lateral yang paling baik adalah media cair MS dengan penambahan ZPT 1,5 mgL-1 BAP dan 0,1 mgL-1 GA3 dan selanjutnya tebu in vitro diperbanyak dengan media MS padat tanpa penambahan hormone. Transformasi dilakukan dengan menginfeksikan Agrobacterium yang mengandung konstruk gen SoSPS1 atau SoSUT1 pada eksplant pangkal tunas tebu in vitro dan dilanjutkan dengan ko-kultivasi selama 3 hari pada suhu 26-28oC dalam ruang gelap. Seleksi tebu transforman dilakukan dengan inkubasi tebu in vitro terinfeski pada media MS yang mengadung antibiotik sesuai. Sesudah 5 kali sub-kultur pada media seleksi didapat tanaman tebu in vitro yang tahan antibiotik (tebu putatif transforman) yang kemudian diaklimatisasi pada media pot dalam rumah kaca. Untuk memastikan adanya tebu transforman dilakukan analisa PCR menggunakan genom daun tebu putatif transforman yang diaklimatisasi. Hasil analisa PCR menunjukan bahwa didapat 6 klon (event) tebu transforman yang terinsersi T-DNA plasmid pCL4-SoSPS1, yaitu klon K1.1, K1.2, K2, K3, K6.1, K6.2, dan 1 klon tebu transforman yang terinsersi plasmid pSMAB-SoSPS1, yaitu klon E2. Sedangkan hasil analisa PCR menggunakan genom DNA tebu putatif transforman gen SoSUT1 menunjukan adanya 7 klon (event) tebu yang positif mengandung T-DNA konstruk gen pAct-SoSUT1, yaitu klon D, C2, B4, B1, A, 2 dan 20. Saat ini semua klon tebu transforman baik yang transforman gen SoSPS1 ataupun gen SoSUT1 ditumbuhkan dalam pot untuk dianalisis karakter fisiologinya, utamanya yang berhubungan dengan metabolism sukrosa. Untuk mempersiapkan penelitian tahun ke dua, yaitu transformasi ganda (double) gen SoSPS1 dan SoSUT1, tanaman tebu transforman diperbanyak secara in vitro dan digunakan sebagai eksplant untuk transformasi ganda. Saat ini tebu transforman tunggal gen SoSUT1 klon 2 dan 20 telah berhasil diperbanyak secara in vitro dan dalam waktu dekat akan disiapkan juga tebu transforman SoSPS1.