Selasa, 16 Desember 2014

MIKROPROPAGASI TANAMAN ANGGREK HITAM Coelogyne pandurata Lindl. DENGAN PENYISIPAN GEN PENUMBUH TUNAS MELALUI Agrobacterium tumefaciens




PENGANTAR
Anggrek hitam (Coelogyne pandurata Lindl.) adalah anggrek alam endemik Kalimantan timur dengan karakteristik bunga berukuran besar berwarna hijau dan bibir hitam (Cullen, 1992). Anggrek ini banyak dicari untuk dibudidayakan karena bunganya yang indah dan berukuran besar. Kendala yang dihadapi dalam penangkaran anggrek hitam ini adalah periode berbunganya sangat pendek (cepat layu) dan bunga relatif sulit untuk disilangkan atau dibastarkan (Arditti, 1992), Selain itu, perkecambahan in vitro biji anggrek hitam juga relatif lambat dan lebih sulit dibandingkan anggrek lainnya, sehingga diperlukan perlakuan-perlakuan khusus (Wirakusumah, 2009, komunikasi pribadi).
Dalam budidaya in vitro anggrek, beberapa medium biasa digunakan antara lain adalah medium Knudson C (KC), Vacin and Went (VW), dan Murashige and Skoog (MS). Untuk mendapatkan pertumbuhan yang terbaik sering ditambahkan senyawa organik komplek seperti air kelapa ke dalam medium berbagai medium in vitro anggrek (Arditti, 1993, Widiastoety dan Syafril, 1993; Demasabu et al., 1998; Untari et al., 2006) Islam et al. (1998) menggunakan medium New phalaenopsis (NP) untuk kultur kalus anggrek Phalaenopsis. Semiarti et al. (2006) juga berhasil mendapatkan pertumbuhan optimal kultur tunas anggrek Phalaenopsis maupun Vanda pada medium
NP, sehingga diharapkan medium NP tersebut dapat digunakan secara luas tidak hanya pada Phalaenopsis.
Selama perkembangan tanaman, proses pengaturan pertumbuhan organ (tunas, akar, bunga) dikontrol oleh sistem aktivasi dan inaktivasi gen penentu pembentukan organ tersebut (Howell, 1998). Untuk inisiasi pembentukan tunas pada tanaman model Arabidopsis, gen KNAT1 merupakan gen kunci yang menjadi faktor transkripsi penentu pembentukan tunas (Lincoln et al., 1994). Pembentukan multitunas ini menunjukkan telah terjadi peningkatan totipotensi sel-sel soma untuk dapat beregenerasi menjadi tanaman lengkap, sehingga sangat menguntungkan untuk diaplikasikan dalam mikropropagasi tanaman anggrek.
Dalam penelitian ini, modifikasi genetik tanaman anggrek hitam dilakukan dengan menyisipkan gen KNAT1 yang dikontrol dengan promotor konstitutif 35S dari virus Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) ke dalam protocorm anggrek hitam dengan mediator Agrobacterium tumefaciens strain LBA 4404.

BAHAN DAN CARA KERJA

Bahan tanaman dan kondisi kultur
Bahan tanaman yang digunakan berupa protokorm (perkembangan embrio anggrek) C. pandurata Lindl. (yang diperoleh dari Edward and Frans Orchids Nursery, Jawa Timur), umur 4 bulan. Protokorm ditumbuhkan pada medium VW dengan penambahan kentang 150 mg/L, pisang 150 mg/L, kelapa 150 mg/L, dan NAA 1ppm. Kultur diinkubasi dengan cahaya putih 1000 flux secara kontinyu dan temperatur 25°C. Dari keempat medium yang digunakan, tampak bahwa medium NP memberikan hasil pertumbuhan tercepat mencapai fase 5 dengan menunjukkan pembentukan bulbus dibawah pangkal daun. Hal ini sesuai dengan hasil kultur kalus yang dilaporkan oleh Islam et al. (1998), disebabkan karena NP mengandung unsur nitrogen dan phosphor yang lebih tinggi dibandingkan medium kultur anggrek lainnya. Hasil transformsi protokorm anggrek hitam dengan p35SKNAT1 maupun dengan vector pGreen kosong menunjukkan hasil yang cukup signifikan, yaitu 43.25% (15 dari 35 protokorm dapat tumbuh membentuk tunas pada medium seleksi antibiotik Kanamisin), dan 32,96 % untuk vektor.
Transformasi gen
Transformasi genetik plasmid 35S::KNAT1 dan vector pGreen ke dalam genom
anggrek hitam dilakukan dengan metode Semiarti et al. (2007) dengan modifikasi medium tumbuh. Setelah prekultur pada medium CIM (Callus Induction Medium; VW+2.4D 1mg/L) selama tiga hari, protokorm direndam dalam kultur bakteri Agrobacterium tumefaciens LBA4404 yang mebawa plasmid 35S::KNAT1 atau vector pGreen selama 30 menit, kemudian dikeringkan selama 30 menit. Protokorm ditanam kembali pada medium CIM selama 7 hari. Protokorm dicuci dengan medium ½ VW cair + Cefotaxim 300mg/l untuk menekan pertumbuhan agrobakterium, kemudian dipindah dalam medium SIM (Shoot Induction medium; 0.15μM NAA+ 5μM 2iP) yang ditambah dengan Kanamisin 100 mg/L untuk seleksi transforman. Protokorm yang lolos seleksi, dihitung frekuensi transformasinya dengan menghitung jumlah protokorm yang tetap hidup dibagi dengan jumlah total protokorm yang ditransformasi.





HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakter morfologi
Anggrek hitam adalah anggrek epifit, simpodial, yang dicirikan dengan pertumbuhan mendatar memiliki lebih dari satu sumbu batang. Dari tiap ruas, terdapat bulbus semu (pseudobulb) dengan dua daun. Bunga majemuk (5-7 kuntum per ibu tangkai bunga), terminal, sepal-petal berwarna hijau pucat berkilauan dengan labellum berwarna hitam, ukuran diameter bunga 7-12 cm. Buah berbentuk oval berwarna hijau tua, panjang 6 cm. Bji masak berukuran panjang 2-2.5 mm mengandung embrio yang berwarna putih kekuningan (Gambar 1.) Penentuan medium terbaik dan stadium pertumbuhan tunas in vitro Dalam kultur jaringan tumbuhan, medium kultur yang baik sangat menentukan hasil yang akan diperoleh. Medium yang baik hendaknya tidak hanya dapat menunjang eksplan tetapi juga dapat meningkatkan pertumbuhannya secara optimal. Berdasarkan tahapan pertumbuhan protokorm membentuk tunas dan tanaman lengkap (plantlet) ditentukan 5 tahap perkembangan dengan kriteria sebagai berikut: Fase 1. Protokorm membentuk satu daun ukuran panjang daun; fase 2, tunas dengan 2 daun; fase 3, tunas dengan 3 daun; fase 4, tunas degan 4 daun ke 3; fase 5, plantlet dengan 4 daun dan bulbus (Gambar 2). Berdasarkan kriteria tersebut, hasil pembandingan beberapa medium untuk budidaya anggrek diantaranya (KC, VW, MS, dan NP) menunjukkan bahwa medium NP adalah medium yang terbaik.
Kendala yang dihadapi dalam penangkaran anggrek hitam ini adalah periode berbunganya sangat pendek (cepat layu) dan bunga relatif sulit untuk disilangkan atau dibastarkan .
Adanya ekspresi gen KNAT1 diharapkan dapat meningkatkan totipotensi tanaman anggrek hitam sehingga dapat diperoleh klon tanaman anggrek hitam dalam jumlah besar dan seragam seperti yang telah diperoleh dalam penelitian sebelumnya pada anggrek bulan Phalaenopsis amabilis (Semiarti et al.,2007).
Untuk mendapatkan pertumbuhan yang terbaik sering ditambahkan senyawa organik komplek seperti air kelapa ke dalam medium berbagai medium in vitro anggrek .





KESIMPULAN
1.     Anggrek hitam adalah anggrek epifit , dari tiap ruas terdapat bulbus , Bunga majemuk (5-7 kuntum per ibu tangkai bunga) , Buah berbentuk oval berwarna hijau tua, panjang 6 cm
2.     Kendala yang dihadapi adalah cepat layu dan bunga sulit dibastarkan
3.     Adanya ekspresi gen KNAT1 diharapkan dapat meningkatkan totipotensi tanaman anggrek hitam sehingga dapat diperoleh klon tanaman anggrek hitam dalam jumlah besar .
4.     Untuk mendapatkan pertumbuhan yang terbaik sering ditambahkan senyawa organik komplek

Tidak ada komentar:

Posting Komentar