TRANSFORMASI GENETIK KENTANG (Solanum tuberosum L.) KULTIVAR AGRIA DENGAN GEN PEMBUNGAAN Hd3a LIYANA SALSABILA

Transkripsi

1 TRANSFORMASI GENETIK KENTANG (Solanum tuberosum L.) KULTIVAR AGRIA DENGAN GEN PEMBUNGAAN Hd3a LIYANA SALSABILA DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Transformasi Genetik Kentang (Solanum tuberosum L.) Kultivar Agria dengan Gen Pembungaan Hd3a adalah benar karya bersama saya dengan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Pebruari 2015 Liyana Salsabila NIM G

4 ABSTRAK LIYANA SALSABILA. Transformasi Genetik Kentang (Solanum tuberosum L.) Kultivar Agria dengan Gen Pembungaan Hd3a. Dibimbing oleh SUHARSONO dan UTUT WIDYASTUTI. Kentang merupakan komoditas sayuran penting di Indonesia. Kentang kultivar Agria merupakan kultivar yang mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku french fries. Induksi pembungaan pada kultivar ini menjadi sangat penting agar dapat disilangkan dengan kultivar lain. Hd3a dapat menginduksi pembungaan dan perkembangan umbi pada kentang kultivar Andigena. Penelitian ini bertujuan melakukan transformasi genetik kentang kultivar Agria dengan gen pembungaan Hd3a yang dikendalikan oleh promoter rolc. Bahan tanaman kentang diperbanyak secara in vitro pada media MS 2 makro. Transformasi genetik dilakukan terhadap ruas (internode) sebagai eksplan dan melalui bantuan Agrobacterium tumefaciens dengan metode ko-kultivasi. Seleksi kalus dan tunas transgenik putatif dilakukan masing-masing di media MS dan MS 2 makro yang mengandung mg/l higromisin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata efisiensi transformasi sangat rendah yaitu 5.01% dengan efisiensi regenerasi yang tinggi yaitu 100%. Rata-rata tunas yang dihasilkan tiap kalus adalah satu. Tanaman transgenik putatif yang ditanam pada media MS 2 menghasilkan umbi, sedangkan tunas non-transgenik tidak menghasilkan umbi. Hal ini menunjukkan bahwa Hd3a menginduksi pembentukan umbi pada tanaman kentang kultivar Agria transgenik putatif. Kata kunci : gen pembungaan Hd3a, kultivar Agria, Solanum tuberosum L., trasformasi genetik ABSTRACT LIYANA SALSABILA. Genetic Transformation of Potato (Solanum tuberosum L.) Cultivar Agria with Hd3a Flowering Gene. Supervised by SUHARSONO and UTUT WIDYASTUTI. Potato is an important vegetables commodity in Indonesia. Agria has a potential cultivar to be used as french fries material. Flowering induction of this cultivar is very important to use this cultivar as a parent in the crossing with other cultivar. The aim of this research was to transform genetically potato cultivar Agria with Hd3a flowering gene controlled by rolc promoter. Potato plants were propagated in vitro on MS 2 macro medium. Genetic transformation was carried out by co-cultivation method by using Agrobacterium tumefaciens. Putative transgenic calli and shorts were selected in MS and MS 2 macro media respectively containing mg/l hygromycin. The results showed that the transformation efficiency was 5.01% with regeneration efficiency relatively high 100%. Putative transgenic shoot regeneration per calli was one. Putative transgenic plants produced tuber in MS 2 macro media whereas all non-transgenic plants did not. This result indicated that Hd3a induced formation of tuber of putative transgenic potato cultivar Agria. Keywords: cultivar Agria, genetic transformation, Hd3a flowering gene, Solanum tuberosum L.

5 TRANSFORMASI GENETIK KENTANG (Solanum tuberosum L.) KULTIVAR AGRIA DENGAN GEN PEMBUNGAAN Hd3a LIYANA SALSABILA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

6

7

8 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian dilaksanakan sejak bulan Januari sampai Juli 2014 ialah Genetika Molekuler, dengan judul Transformasi Genetik Kentang (Solanum tuberosum L.) Kultivar Agria dengan Gen Pembungaan Hd3a. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Suharsono, DEA dan Ibu Dr Ir Utut Widyastuti, MSi selaku pembimbing atas waktu yang telah disediakan, segala bimbingan, dukungan dan arahan yang telah diberikan selama penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Sri Listiyowati selaku dosen penguji atas saran dan masukan terhadap tulisan ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Proyek Penelitian Desentralisasi Baru IPB yang berjudul "Rekayasa genetika tanaman dengan gen toleransi alumunium dan pembungaan" dengan kontrak no: 48/IT3.11/LT/2014 atas nama Prof Dr Ir Suharsono, DEA yang telah membiayai penelitian ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh staf di laboratorium Biologi Molekuler dan Seluler Tanaman (BMST) dan BIORIN, khususnya Ibu Nia Dahniar SP, Mbak Pepy Elvina Amd, Mbak Sarah, Pak Asep, Pak Mulya, Pak Iri, dan Pak Yanto atas segala bantuan, Bapak Diky Indrawibawa SP dari CV BA Farm Bandung atas bantuan aklimatisasi tanaman transgenik, rekan-rekan seperjuangan S1: Ica, Ika, Eka, Ina, Bustomi, Scarinta, aje, Dwika, Hasbi, PH7 dan rekan-rekan S2: Mas Baso, Mas Ari, Mas rudi, Mbak Isni, Mbak Wiwin, Mbak Destik, Mbak Fajri, Mbak Tiwi, Mbak Uuf, Mbak Nadea, Mbak Efa, Mbak Lia, Mas Wawan, Mbak Nurul, Mbak Nuril, Mbak Holifah, Mbak Seni dan Mas Lutfhi, dan rekan-rekan S3 Ibu Ifah, Ibu Ida, Pak Ilyas dan Pak Asri serta teman-teman Biologi 47 atas segala dukungan dan kebersamaan selama ini. Penghargaan terbesar penulis sampaikan kepada kedua orang tua: Ibu Zahrotun Nasiha, Bapak Mahrus Ma shum, kakak Risalatiddiniyah, adik M Dzikrullah Idfi, adik Putri Nabila Jusepha, dan seluruh keluarga atas segala do a dan kasih sayang, dan dukungan yang telah diberikan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Pebruari 2015 Liyana Salsabila

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 METODE PENELITIAN 2 Waktu dan Tempat 2 Bahan 2 Perbanyakan tanaman in vitro 3 Perbanyakan Agrobacterium tumefaciens 3 Transformasi genetik kentang kultivar Agria 3 Aklimatisasi 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4 SIMPULAN DAN SARAN 7 Simpulan 7 Saran 8 UCAPAN TERIMA KASIH 8 DAFTAR PUSTAKA 8 LAMPIRAN 13 RIWAYAT HIDUP 15

10 DAFTAR TABEL 1 Rata-rata efisiensi regenerasi kalus dan jumlah tunas tiap kalus kentang kultivar Agria transgenik putatif Rata-rata efisiensi transformasi kentang kultivar Agria... 5 DAFTAR GAMBAR 1 Posisi Gen Hd3a pada daerah T-DNA di dalam plasmid p2k1-hd3a 2 2 Eksplan ruas kentang yang telah di ko-kultivasi dengan A. tumefaciens umur 4 MST 4 3 Beberapa tunas transgenik putatif yang dihasilkan oleh kalus kentang kultivar Agria yang resisten terhadap higromisin 10 mg/l. 5 4 Pengujian tunas transgenik putatif dan non-transgenik pada media seleksi yang mengandung 20 mg/l higromisin 6 5 Tanaman kentang kultivar Agria in vitro yang berumur 4 minggu 6 6 Kentang transgenik putatif kultivar Agria yang ditanam di screen house 7 DAFTAR LAMPIRAN 1 Komposisi media MS (Murashige dan Skoog 1962) 10 2 Komposisi media MS 2 makro 11 3 Rumus efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi 12

11 PENDAHULUAN Latar Belakang Kentang merupakan komoditas sayuran penting di Indonesia. Kentang dapat digunakan sebagai alternatif makanan pokok dan sangat baik bagi penderita beberapa penyakit. Berdasarkan data dari Deptan (2012), permintaan kentang di Indonesia dari tahun 1992 sampai dengan tahun 2011 mengalami peningkatan. Pola konsumsi masyarakat dewasa ini menjadikan kentang sebagai menu makanan sehari-hari turut berpartisipasi dalam peningkatan permintaan. Kentang kultivar Agria merupakan kentang yang mempunyai potensi untuk dikembangkan menjadi kentang olahan di Indonesia. Kultivar Agria memiliki kandungan pati sebesar 18,3% sehingga kultivar ini cocok digunakan sebagai bahan baku french fries (Haasse dan Anton 2006). Kultivar ini merupakan introduksi dari Belanda, dan mempunyai karakteristik di antaranya umbi berukuran besar, kulit umbi berwarna kuning mulus, daging berwarna kuning tua, dan pertumbuhan tanaman tergolong cepat (Smith 1968). Kultivar Agria tahan terhadap virus PVY, nematoda, dan Phytophthora sp. (Sahat dan Assandi 1995). Agria merupakan kultivar yang sangat baik untuk digunakan sebagai bahan persilangan. Berdasarkan karakter yang dimilikinya organ yang dibutuhkan dalam persilangan adalah bunga. Pembungaan merupakan hasil transisi pucuk meristem tanaman dari fase vegetatif ke fase reproduktif. Faktor yang mempengaruhi pembungaan yaitu faktor eksternal dan faktor internal. Faktor eksternal antara lain adalah suhu, cahaya, kelembapan, unsur hara, sedangkan faktor internal antara lain adalah fitohormon dan gen. Gen-gen penting pengatur waktu pembungaan telah dipetakan dengan baik oleh beberapa peneliti, seperti Yamamoto et al. (1998) berhasil melakukan pemetaan beberapa gen Hd (Hd-1, Hd-2, Hd-3) pada padi dari persilangan kultivar Kasalath dan Nipponbare. Identifikasi gen Hd3a telah dilakukan pada padi yang disinyalir dapat menginduksi pembungaan (Kojima et al. 2002). Beberapa studi juga telah menunjukkan bahwa gen yang terlibat dalam respon fotoperiodik terhadap pembungaan pada tanaman padi mempunyai kesamaan dengan gen pada Arabidopsis (Yano et al. 2001). Gen Hd3a pertama kali diidentifikasi sebagai quantitative trait locus (QTL) yang proteinnya dapat menginduksi pembungaan padi pada kondisi hari pendek (Kojima et al. 2002). Gen Hd3a yang berasal dari padi telah diisolasi oleh Tamaki et al. (2007) yang mempunyai homologi dengan gen flowering locus T (FT) dari Arabidopsis thaliana. FT/Hd3a merupakan sinyal florigen pembungaan bertipe cepat (Tamaki et al. 2007). Protein Hd3a berinteraksi dengan faktor transkripsi bzip untuk menginduksi transisi dari fase vegetatif ke fase reproduktif di dalam meristem apikal (Tsuji et al. 2008). Introduksi gen Hd3a dapat menginduksi pembungaan pada tanaman seperti Saussurea involucrata (Li et al. 2011), Jatropha curcas L (Sulistyaningsih 2012) dan Nicotiana benthamiana (Syafitri 2012; Senjaya 2013). Introduksi gen Hd3a pada tanaman kentang dengan cara transformasi menggunakan Agrobacterium tumefaciens telah banyak dilakukan, di antaranya oleh Nurhasanah et al. (2003), Bustomi (2014), dan Mardiyyah (2014). Navarro et al. (2011) telah mengekspresikan Hd3a secara berlebihan pada kentang kultivar

12 2 Andigena yang merupakan kentang hari pendek. Kentang transgenik yang mengekspresikan Hd3a secara berlebihan tersebut dapat berbunga dan berumbi di daerah hari panjang, sedangkan tanaman kentang non-transgenik dari kultivar yang sama tidak berbunga dan berumbi. Hal ini menunjukkan bahwa Hd3a dapat menginduksi pembungaan dan pengumbian pada kentang hari pendek. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan melakukan transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L.) kultivar Agria dengan gen pembungaan Hd3a yang dikendalikan oleh promoter rolc. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Januari 2014 sampai dengan bulan Juli 2014 di Laboratorium Biotechnology Research Indonesia-The Netherlands (BIORIN), dan Laboratorium Biologi Molekuler dan Seluler Tanaman (BMST), Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi (PPSHB), LPPM, Institut Pertanian Bogor. Bahan Kentang (Solanum tuberosum L.) kultivar Agria digunakan sebagai bahan tanaman yang ditransformasi secara genetik, Agrobacterium tumefaciens galur LBA4404 yang mengandung plasmid p2k1-hd3a yang membawa gen Hd3a yang dikendalikan promoter rolc (Tamaki et al. 2007) digunakan untuk melakukan transformasi genetik, peta fisik daerah T-DNA dari plasmid p2k1- Hd3a disajikan pada Gambar 1, media tumbuh MS (Murashiage dan Skoog 1962) (Lampiran 1) digunakan sebagai media dasar kultur in vitro. LB Hind III Kpn I Xba I Spe I prolc 5 UTR Hd3a aaaa GFP NosT hpt RB Gambar 1 Posisi Gen Hd3a pada daerah T-DNA di dalam plasmid p2k1-hd3a. LB: left border, RB: right border, prol C: promoter dari A. rhizogenes, Hd3a: gen heading Perbanyakan date dari padi, planlet GFP: Green Fluorescent Protein, hpt: higromycin phosphotransferase (Tamaki et al. 2007).

13 3 Perbanyakan tanaman in vitro Tanaman kentang kultivar agria diperbanyak secara in vitro dengan stek buku tunggal pada media MS 0 dan MS 2 makro (MS 0 yang mengandung 2 kali unsur makro) (Lampiran 2). Stek ditanam secara in vitro selama 4 minggu di ruang kultur pada suhu o C, dengan pencahayaan lux dan fotoperiode 16 jam. Perbanyakan Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 diambil dari stok koleksi yang disimpan dalam gliserol. Bakteri tersebut mengandung plasmid p2ki yang mengandung gen Hd3a. Gen Hd3a dikendalikan oleh promoter rolc. Agrobacterium tumefaciens dibiakkan selama 36 jam pada medium LB cair (1% tripton, 0,5% yeast extract, 1% NaCl) yang mengandung 50 mg/l kanamisin, 25 mg/l rifampisin. Kecepatan penggoyangan biakan 150 rpm, suhu 28 o C pada ruangan gelap. Sebanyak 100 µl biakan dibiakkan kembali di dalam 10 ml medium LB cair dengan kondisi yang sama seperti perbanyakan awal hingga OD 600 0,5-0,7. Transformasi genetik kentang kultivar Agria Transformasi dilakukan dengan metode ko-kultivasi menggunakan A. tumefaciens. Sebelum ko-kultivasi, biakan A. tumefaciens di sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 15 menit. Endapan yang terbentuk diresuspensi dengan 10 ml media ko-kultivasi cair yaitu media MS yang mengandung 0,5 mg/l BAP dan 0,1 mg/l IAA hingga OD 600 0,5-0,7. Eksplan yang ditransformasi adalah ruas (internode) berukuran 0,5-1 cm. Transformasi dilakukan dengan merendam eksplan di dalam suspensi A. tumefaciens selama 10 menit, digoyang dengan kecepatan 100 rpm pada suhu ruang. Eksplan dikeringkan dengan tisu steril, kemudian ditanam pada media ko-kultivasi padat selama 3 hari di ruang gelap. Eksplan dicuci dengan aquades steril sebanyak empat kali dan pada bilasan terakhir eksplan direndam selama 10 menit dengan penambahan 100 mg/l larutan cefotaxime. Eksplan dikeringkan dengan tisu steril yang selanjutnya ditanam pada media induksi kalus yaitu media MS yang mengandung 3 mg/l BAP, 2 mg/l IAA, 1 mg/l GA3, 100 mg/l Acetocyringon, 30 g/l sukrosa, dan 2,8 g/l gelrite selama dua minggu. Eksplan kemudian ditanam di media seleksi yaitu media induksi kalus yang mengandung 10 mg/l higromisin selama 2 minggu. Kalus yang tumbuh kemudian dipindahkan ke media regenerasi yaitu media yang sama dengan media induksi kalus hingga kalus beregenerasi membentuk tunas. Tunas yang terbentuk dipindahkan ke media pemanjangan tunas yaitu media MS 2 makro yang mengandung 20 mg/l higromisin. Kalus yang resisten higromisin dan yang beregenerasi membentuk tunas dihitung untuk mengetahui efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi dari tanaman transgenik. Efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi dihitung berdasarkan rumus yang disajikan pada Lampiran 3.

14 4 Aklimatisasi Tanaman kentang kultivar Agria yang memiliki batang dan akar lebih dari 2 cm dibersihkan dari agar-agar, dipindahkan ke dalam tray berukuran 3 cm x 3 cm x 5 cm yang berisi tanah dan kompos. Tanaman dipindahkan ke dalam polybag yang mengandung tanah, pasir, dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1:1 setelah tiga minggu. HASIL DAN PEMBAHASAN Ruas yang di ko-kultivasi dengan A. tumefaciens yang membawa plasmid p2k1-hd3a mulai menghasilkan kalus pada umur 2 minggu setelah tanam (MST) di media induksi kalus tanpa higromisin. Eksplan yang mulai menghasilkan kalus ini disubkultur di media selektif yang mengandung higromisin sebagai agen seleksi dengan dosis 10 mg/l (Gambar 2). Gambar 2 Eksplan ruas batang kentang umur 2 MST sebagai hasil ko-kultivasi dengan A. tumefaciens di media seleksi. Efisiensi transformasi kentang kultivar Agria yang dilakukan sebanyak empat kali berkisar antara 2.00% sampai 7.50% dengan rata-rata efisiensi sebesar 5.01% (Tabel 1). Efisiensi transformasi yang didapatkan jauh lebih rendah dibandingkan dengan efisiensi transformasi yang dilakukan pada penelitian sebelumnya yang juga menggunakan gen Hd3a, seperti pada kentang kultivar Baraka yang memiliki nilai rata-rata efisiensi sebesar 16.36% (Bustomi 2014), kentang kultivar Diamant sebesar 21,21% (Mardiyyah 2014), Jatropha curcas sebesar 26.67% (Sulistyaningsih 2012), dan pada Nicotiana benthamiana dengan efisiensi transformasi sebesar 86% (Syafitri 2012). Nilai efisiensi transformasi yang rendah dapat disebabkan karena beberapa hal, antara lain genotipe tanaman, jaringan eksplan rusak selama proses transformasi, pencucian eksplan yang tidak bersih, eksplan yang terkontaminasi oleh cendawan dan bakteri, penggunaan alat tanam yang masih panas ketika proses pemindahan tunas ke media regenerasi. Selain itu penggunaan cefotaxime untuk menghilangkan A. tumefaciens juga dapat menghambat pertumbuhan kalus.

15 5 Tabel 1 Rata-rata efisiensi transformasi kentang kultivar Agria Ulangan Jenis Eksplan Jumlah Eksplan Jumlah Kalus Resisten Higromisin Efisiensi Transformasi (%) 1 Ruas Ruas Ruas Ruas Rata-rata 5.01 Kalus yang resisten terhadap higromisin 10 mg/l selanjutnya dipindahkan ke medium regenerasi agar beregenerasi membentuk tunas transgenik. Efisiensi regenerasi yang dihasilkan pada penelitian ini adalah 100% yang menandakan bahwa semua kalus dapat beregenerasi dengan baik (Gambar 3), dan rata-rata tunas yang dihasilkan tiap kalus adalah satu tunas sehingga jumlah tunas transgenik putatif adalah delapan tunas (Tabel 2) Gambar 3 Beberapa tunas transgenik putatif yang dihasilkan oleh kalus kentang kultivar Agria yang resisten terhadap higromisin 10 mg/l. Tabel 2 Rata-rata efisiensi regenerasi kalus dan jumlah tunas tiap kalus kentang kultivar Agria transgenik putatif Ulangan Jenis Eksplan Jumlah Kalus Beregenerasi Jumlah Kalus Resisten Higromisin Efisiensi Regenerasi Jumlah Tunas Jumlah Kalus/ Tunas 1 Ruas Ruas Ruas Ruas Rata-rata Semua tunas yang telah dipisahkan dari kalus yaitu sebanyak delapan tunas putatif ditanam di media MS 2 yang mengandung 20 mg/l higromisin untuk pertumbuhan tunas dan membuktikan bahwa galur-galur tersebut (StAHd 3a -1, StAHd 3a -2, StAHd 3a -3, StAHd 3a -4, StAHd 3a -5, StAHd 3a -6, StAHd 3a -7, dan StAHd 3a -8) adalah transgenik. Konsentrasi 20 mg/l higromisin digunakan untuk membedakan tunas transgenik dan tunas non-transgenik. Tunas transgenik putatif

16 6 dapat tumbuh pada media yang mengandung 20 mg/l higromisin, sedangkan tunas non-transgenik tidak tumbuh (Gambar 4). A B Gambar 4 Pengujian tunas transgenik putatif dan non-transgenik pada media seleksi yang mengandung 20 mg/l higromisin. (a) tunas transgenik, (b) tunas non-transgenik yang mengalami klorosis pada media selektif yang mengandung 20 mg/l higromisin. Sebanyak lima dari delapan tunas transgenik putatif menghasilkan umbi pada umur 4 MST, sedangkan tunas non-transgenik tidak berumbi pada umur yang sama (Gambar 5). Tunas non-transgenik berumbi pada umur 12 MST. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gen Hd3a dapat memicu pembentukan umbi pada kentang kultivar Agria. Hasil ini mendukung penelitian Navarro et al. (2011) yang menjelaskan bahwa, Hd3a selain dapat menginduksi pembentukan bunga juga dapat menginduksi pembentukan umbi pada kentang kultivar Andigena yang merupakan kentang hari pendek dan berumur genjah bila ditanam di hari panjang. Kentang Andigena non-transgenik tidak berbunga dan tidak berumbi bila ditanam di daerah yang mempunyai hari panjang. Berbeda dengan kultivar Andigena, Agria merupakan kultivar yang berumur agak genjah. Hd3a mempunyai pengaruh yang sama yaitu menginduksi pembentukan umbi yang lebih awal dibandingkan dengan tanaman non-transgenik, walaupun pada kultivar yang mempunyai tipe umur yang berbeda dengan kultivar Andigena. Hal ini sangat menguntungkan dalam produksi kentang karena kentang transgenik yang mengekspresikan Hd3a berumbi lebih cepat pada umur yang sama sehingga dapat dipanen lebih cepat. A B Gambar 5 Tanaman kentang kultivar Agria in vitro yang berumur 4 minggu. (a) tanaman transgenik, (b) tanaman non-transgenik.

17 Tunas transgenik putatif ditanam di media tanah di dalam polybag atau pot untuk mengetahui pengaruh gen Hd3a terhadap pembungaan kentang kultivar Agria. Tunas transgenik ditumbuhkan terlebih dahulu di media MS 2 makro agar batang dan daunnya tumbuh besar dan kuat. Tunas transgenik yang telah dibersihkan dari agar-agar yang menempel ditanam di dalam tray yang berisi coco-peat, dan ditutup dengan plastik. Tanaman ditempatkan di screen house yang bersuhu sekitar 20 o C. Saat ini tanaman transgenik putatif sedang ditanam di pot (Gambar 6.) 7 Gambar 6 Kentang transgenik putatif kultivar Agria galur StAHd 3a -1 yang ditanam di screen house Gen Hd3a yang diintroduksikan pada kentang kultivar Agria belum dideteksi, tetapi gen hpt yang bertanggung jawab terhadap resistensi higromisin telah dipautkan (linked) secara fisik dengan gen Hd3a, sehingga tanaman yang resisten higromisin menyandi gen Hd3a. Meskipun demikian analisis molekuler untuk mengetahui integrasi gen Hd3a ditanaman transgenik harus dilakukan. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Transformasi genetik kentang kultivar Agria telah berhasil dilakukan dan menghasilkan delapan tunas transgenik putatif. Rata-rata efisiensi transformasi pada penelitian ini adalah sangat rendah yaitu 5.01%, dan rata-rata efisiensi regenerasinya sangat tinggi yaitu 100%. Sebanyak lima dari delapan tunas transgenik telah berumbi pada waktu empat minggu setelah tanam, sedangkan tunas non-transgenik membutuhkan waktu 12 minggu setelah tanam. Hal tersebut menunjukkan bahwa gen Hd3a selain dapat menginduksi pembungaan juga dapat menginduksi pembentukan umbi pada kentang kultivar Agria.

18 8 Saran Tanaman kentang kultivar Agria transgenik perlu dilakukan analisis molekuler untuk mengetahui integrasi dari gen Hd3a dan perlu dilakukan pengujian penanaman di lapang. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih disampaikan kepada Proyek Penelitian Desentralisasi Baru IPB yang berjudul Rekayasa genetika tanaman dengan gen toleransi aluminium dan pembungaan dengan kontrak Nomor: 48/ IT3.11/LT/2014 atas nama Prof. Dr. Suharsono yang telah membiayai penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Bustomi Transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L) kultivar Baraka dengan gen pembungaan Hd3a [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [Deptan] Departemen Pertanian Permintaan Kentang Tahun [Internet]. [diunduh 2013 Desember 28 ]. Tersedia pada: Haasse NU, Anton JH Potato Development in a Changing Europe. Netherlands (NL): Wageningen Academic Publishers. Kojima S, Takahashi Y, Kobayashi Y, Monna L, Sasaki T, Araki T, Yano M Hd3a, a rice ortholog of the Arabidopsis FT gene, promotes transition to flowering downstream of Hd1 under short-day conditions. Plant Cell Physiol 43 (10): Li M, Li H, Hu X, Pan X, Wu G Genetic transformation and overexpression of a rice Hd3a induces early flowering in Saussurea involucrata Kar.et Kir. ex Maxim. Plant Cell Tiss Organ Cult 106: Mardiyyah IM Introduksi gen pembungaan Hd3a ke dalam tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) kultivar Diamant [makalah seminar]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Murashige T, Skoog F A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco culture. Physiol Plant 15: Navarro C. Abelanda JA, Cruz EO, Carlos A, Tamaki S, Silva J, Shimamoto K, Prat S Control of flowering and storage organ formation in potato by flowering locus T. Nature 478: Nurhasanah, Wattimena GA, Purwito A, Wiendi NMA, Suharsono Transformasi genetik tanaman kentang cv. Atlantik dengan

19 mengintroduksikan gen hordothionin untuk mendapatkan ketahanan terhadap penyakit bakteri. Buletin Agronomi 31(2): Sahat S, Ashandi AA Percobaan kultivar komersial kentang di dataran tinggi Ngablak, Magelang. J Hort 5(4): Senjaya SK Pewarisan genetik transgen Hd3a pada tanaman Nicotiana benthamiana transgenik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Smith O Potatoes: Production, storing, processing. London (GB): Avi Publishing Company. Sulistyaningsih YC Rekayasa ekspresi gen pembungaan Hd3a pada tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Syafitri LN Transformasi genetik Nicotiana benthamiana dengan gen pembungaan Hd3a dari padi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Tamaki S, Matsuo S, Wong H, Yokoi S, Shimamoto K Hd3a protein is a mobile flowering signal in rice. Science 36: Tsuji H, Tamaki S, Komiya R, Shimamoto K Florigen and the photoperiodic control of flowering in rice. Rice 1: Yamamoto T, Kuboki SY, Lin T, Sasaki, Yano M Fine mapping of quantitative trait locus hd-1, hd-2, hd-3, controlling heading date of rice, as single mendelian factors. Theor Appl Genet 97: Yano et al Hd 1, A major photoperiod sensitivity quantitative trait locus in rice, is closely related to the Arabidopsis flowering time gene constans. The Plant Cell 12:

20 10 Lampiran 1 Komposisi media MS (Murashige dan Skoog 1962) Konsentrasi Bahan senyawa dalam media (mg/l) * NH 4 NO * KNO KH 2 PO H 3 BO Na 2 MoO 4. 2H 2 O 0.25 CoCl 2.6H 2 O KI 0.83 * CaCl 2.2H 2 O 440 MgSO 4.7H 2 O 370 MnSO 4.4H 2 O 22.3 ZnSO 4.7H 2 O 8.6 CuSO 4.5H 2 O Na 2 EDTA 37.3 FeSO 4.7H 2 O 27.8 Thiamine-HCl 0.1 Niacin (asam 0.5 nikotinat) Pyridoxine-HCl 0.5 Glycine 2.0 Myo inositol 100 Gula pasir 30 g/l Agar 8 g/l

21 11 Lampiran 2 Komposisi media MS 2 makro Konsentrasi Bahan senyawa dalam media (mg/l) * NH 4 NO * KNO KH 2 PO H 3 BO Na 2 MoO 4. 2H 2 O 0.25 CoCl 2.6H 2 O KI 0.83 * CaCl 2.2H 2 O 440 MgSO 4.7H 2 O 370 MnSO 4.4H 2 O 22.3 ZnSO 4.7H 2 O 8.6 CuSO 4.5H 2 O Na 2 EDTA 37.3 FeSO 4.7H 2 O 27.8 Thiamine-HCl 0.1 Niacin (asam 0.5 nikotinat) Pyridoxine-HCl 0.5 Glycine 2.0 Myo inositol 100 Gula pasir 30 g/l Agar 8 g/l

22 12 Lampiran 3 Rumus efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi % ET = Jumlah KRH X 100 % ETT % ER = Jumlah KRG X 100 % KTT Keterangan: ET = Efisiensi Transformasi KRH = Kalus Resisten Higromisin ETT = Eksplan total yang ditransformasi ER = Efisiensi Regenerasi KRG = Kalus yang beregenerasi KTT = Kalus total hasil transformasi

23 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Indramayu, 28 Juli 1992 sebagai anak kedua dengan satu kakak dan dua adik dari pasangan Bapak Mahrus Ma shum dan Ibu Zahrotun Nasiha. Pendidikan dasar diselesaikan pada tahun 2004 Di SD Negeri Pekandangan V. Pendidikan lanjutan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2007 di SMP Negeri 1 Indramayu, kemudian melanjutkan pendidikan menengah atas di MAN Model Ciwaringin Cirebon dan lulus pada tahun Melalui jalur USMI Institut Pertanian Bogor penulis melanjutkan pendidikannya sebagai salah satu mahasiswa Biologi, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam, Insitut Pertanian Bogor pada tahun Selama menjalani pendidikan sebagai mahasiswa, penulis aktif dalam berbagai kegiatan termasuk menjadi asisten praktikum Biologi Dasar pada tahun ajaran 2013/2014 dan 2014/2015, dan asisten praktikum Pengantar Genetika Molekuler pada tahun ajaran 2013/2014, pengajar privat di Generasi Cendekia tahun , Anggota Divisi Kajian Budaya tahun 2011/2012 dan Anggota Divisi Informasi dan Komunikasi tahun 2012/2013 UKM Gentra Kaheman IPB, Anggota Organisasi Mahasiswa Daerah (OMDA) Cirebon tahun 2011, Praktik Lapangan di PT. Pertamina RU VI Balongan Bagian: Hubungan Masyarakat tahun Penulis juga turut berpartisipasi dalam berbagai kegiatan seperti menjadi Ketua Divisi Hubungan Masyarakat Festival Budaya IPB tahun 2012, Anggota Divisi Fundrising MPKMB IPB tahun 2011, Anggota divisi Logistik dan Transportasi Masa Orientasi Biologi tahun 2012, Anggota Divisi Publikasi, Dekorasi dan Dokumentasi Bogor City Series tahun 2011, Ketua Divisi Konsumsi Ki Sunda Midang tahun 2011, Bendahara Pamitran Gentra Kaheman tahun 2011, Sekertaris penampilan OMDA Cirebon Gebyar Nusantara IPB tahun 2012, Sekertaris IPB Canvasing OMDA Cirebon tahun 2011, Anggota Divisi Hubungan Masyarakat IPB Goes to School OMDA Cirebon tahun 2011, Partisipasi dalam Kegiatan Kunjungan Industri ke PT. Yakult dan PT. Amerta tahun 2013, Partisipasi Kegiatan Eksplorasi Alam ke Gua Bawah Tanah Buni Ayu Sukabumi HIMABIO IPB tahun 2013.