Bioteknologi bagi Pembentukan Keragaman Genetik

Sub Pokok Bahasan 11.1

Bioteknologi bagi Pembentukan Keragaman Genetik

11.1.1 Aplikasi Kultur Jaringan Bagi Pembentukan Keragaman Genetik

A. Variasi Somaklonal

  • Dasar teori kultur jaringan: Toti potensi sel, dimana setiap sel memiliki kemampuan membentuk tanaman lengkap
  • Merupakan upaya mempercepat akumulasi mutasi alami, melalui percepatan pembelahan mitosis dengan memanipulasi pembelahan kalus pada perbanyakan kultur jaringan.
  • Sering digunakan untuk mendapatkan tanaman yang toleran terhadap cekaman biotik maupun abiotik.
  • Dilakukan dengan melakukan kultur jaringan secara:
    1. Subkultur berulang
    2. Penggunaan zat pengatur tumbuh dengan dosis tinggi
    3. Penggunaan sumber eksplan dari jaringan meristem
  • Variasi yang dihasilkan merupakan variasi yang bersifat acak, terdiri dari:
    1. Variasi efigenetik, paling sering terjadi, tanaman mengalami perubahan penotifik tetapi tidak disertai perubahan genetik. Variasi yang terjadi tidak diturunkan melalui perbanyakan seksual.
    2. Variasi genetik, tanaman hasil kultur jaringan mengalami perubahan penotifik yang disebabkan perubahan genetik.img11-1-1

B. Mendukung Mutasi dan Transformasi

  • Dalam rangka mendapatkan mutasi yang solid bukan chimera, maka aplikasi mutation agent (seperti irradiasi) dilakukan pada sel tunggal, yang dapat dilakukan melalui kalus atau kultur sel. Dengan demikian kultur jaringan diperlukan dalam penyediaan sel untuk mutasi dan mengembalikan sel menjadi tanaman sempurna.
  • Pada transformasi genetik delivery gen target dilakukan pada tingkat sel. Aplikasi kultur jaringan dilakukan pada seleksi untuk mendapatkan sel yang sudah ditransformasi dan mengembalikannya menjadi tanaman transgenik yang sempurna.img11-1-21

Pola persilangan somatik

C. Penyelamatan Embrio (embryo resque)

D. Hibridisasi somatik (somatic hybridization)

11.1.2 Aplikasi Transformasi Genetik dalam Perakitan Genotipe Baru

  • Strategi: Memotong dan menempel gen target kedalam genom tanaman untuk menghasilkan tanaman dengan sifat baru. Mirip mengedit video untuk merubah skenario.
  • Sasaran: Menghilangkan batas gene pool, dan membuat metode efisien dalam perbaikan sifat varietas elit.
  • Tahapan transformasi terdiri dari:
    • Penyediaan gen target
    • Introduksi gen target
    • Seleksi dan reproduksi sel transgen
    • Seleksi di lapanganimg11-1-3img11-1-41

Penyediaan Gen Target

Tahapan ini terdiri dari dua langkah:

  1. Gene Cloning. Upaya mendapatkan gen target yang akan dipindahkan, sering disebut sebagai gene hunting atau gene cloning, tahapan ini sering jadi penghambat utama pembentukan varietas transgenik. Ada dua pendekatan gene cloning yaitu
    1. Forward Cloning, yaitu tanaman diinduksi mutasi, lalu titik mutasi pada penotife target dijadikan sasaran isolasi.
    2. Reverse Cloning, yaitu dicari tanaman dengan latar genetik sama tetapi berbeda pada penotife target selanjutnya dijadikan sasaran isolasi.
  2. Transgene Construction. Gen target selanjutnya dikemas kedalam wadah berupa rantai DNA yang disebut plasmid.

Konstruksi Transgenimg11-1-5

Introduksi Gen Target

Pada tahap ini konstruksi transgen di introduksikan kedalam sel tanaman varietas komersial yang akan diperbaiki, sehingga gen target menyisip ke dalam genom target. Dilakukan dengan dua pendekatan yaitu:

  1. Melalui pemanfaatan bakteri Agrobacterium tumefaciens (transformation).
  2. Menempelkan gen target ke partikel emas dan ditembakan ke massa sel dari genotipe target (particle bombardment/gene shooting).

Seleksi dan Reproduksi Sel Transgen

Pada tahap ini dari sekian banyak sel yang sudah diintroduksi, harus diseleksi sel mana yang sudah mengintegrasikan gen target kedalam genom intinya. Seleksi dilakukan dengan menumbuhkan sel-sel yang diintroduksi pada media yang diberi agen penseleksi, sehingga tanaman yang dapat tumbuh diasumsikan sudah disisipi gen baru. Selanjutnya dikonfirmasi dengan marka DNA.img11-1-6

Reproduksi Menjadi Tanaman Sempurna

Sel yang sudah disisipi gen baru harus direproduksi menjadi tanaman sempurna yang dapat diamati penotifnya untuk memastikan gen tersebut mampu berexpresi secara normal, sehingga dapat bermanfaat sesuai tujuan pengembangan.img11-1-7

Seleksi di Lapangan

Tujuan: Identifikasi galur transgenik yang memiliki penotipe seperti yang diharapkan. Peluang keberhasilan suatu galur transgenik sekitar 1%.

  1. Ekspresi tergantung posisi pada kromosom.
  2. Transgenik yang komplek kurang stabil karena:
    • gene silencing
    • rekombinasi antar DNA transgene
  3. Transgen tidak boleh memberikan efek negatif terhadap sifat lain
  4. Tanaman transgenik harus memenuhi aturan

1 Response so far »


Comment RSS · TrackBack URI

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: