ANALISIS FUNGSI GEN Phalaenopsis amabilis Flowering locus T1 (PaFT1) PADA PEMBUNGAAN TANAMAN ANGGREK ALAM Phalaenopsis amabilis (L.) Blume

IXORA SARTIKA MERCURIANI, M.SI., Dr. Endang Semiarti, M.S., M.Sc; Prof. Sukarti Moeljopawiro, Ph.D; Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc

2014 | Disertasi | S3 Bioteknologi

Gen kunci pembungaan (PaFT1) tanaman anggrek Phalaenopsis amabilis Taiwan telah ditransfer ke dalam genom tanaman P. amabilis asli Indonesia untuk mempercepat pembungaan tanaman tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui fungsi gen PaFT1 pada induksi pembungaan tanaman anggrek P.amabilis asli Indonesia. Penelitian ini dilakukan dalam 4 tahap, yaitu: 1) Penetapan tahapan pertumbuhan tanaman P. amabilis; 2) Pengecekan gen pembungaan PaFT1 pada plasmid pGAS102 dan genom P. amabilis; 3) Resistensi tanaman anggrek P. amabilis terhadap higromisin; dan 4) Transformasi genetik P. amabilis melalui Agrobacterium tumefaciens strain LBA 4404 yang membawa fragmen Ubipro::PaFT1. Pengamatan pertumbuhan tanaman dilakukan sejak penaburan biji sampai menjadi planlet. Pengecekan keberadaan gen PaFT1 endogen dilakukan pada P. amabilis non transgenik. Resistensi protokorm P. amabilis terhadap higromisin ditentukan berdasarkan lethal doses 50 (LD50) dilakukan dengan penanaman protokorm pada medium New Phalaenopsis (NP) yang mengandung berbagai konsentrasi higromisin (0, 5, 10, 20, dan 40 mg.L-1). Modifikasi metoda transformasi genetik melalui teknik eliminasi dan seleksi kandidat transforman dilakukan untuk meningkatkan efisiensi transformasi genetik tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan embrio P. amabilis dibagi menjadi 2 tipe berdasar potensi pembentukan tunas, yaitu: tunas tunggal dan multi tunas. Protokorm tunas tunggal mempunyai kecepatan pertumbuhan lebih tinggi daripada multi tunas. Amplifikasi gen PaFT1 dari genom P. amabilis non transgenik menunjukkan bahwa PaFT1 endogen berukuran 1900 bp, berbeda dengan ukuran gen/cDNA PaFT1 yang terdapat pada plasmid pGAS 102 (531 bp). LD50 dicapai pada konsentrasi higromisin 10 mg.L-1. Modifikasi teknik eliminasi Agrobacterium dengan perendaman dan penggojogan protokorm menggunakan larutan eliminasi (medium NP cair + 25 mg.L-1meropenem) serta peningkatan frekuensi subkultur pada tahap transformasi terbukti mampu meningkatkan efisiensi transformasi genetik. Akumulasi mRNA gen PaFT1 pada tanaman transgenik menunjukkan telah terjadi overekspresi, mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk dan jumlah tunas pada fase vegetatif tetapi pemunculan bunga belum dapat diamati.

A key gene for flowering in Phalaenopsis amabilis orchid of Taiwan’s Phalaenopsis amabilis (PaFT1) has been inserted to Indonesian P. amabilis genome. It was expected to accelerate flowering of the plant. The purpose of this study was to determine the function of this gene in Indonesian P.amabilis flowering. This research was conducted in four stages of research: 1) Establishment of the growth stages of P. amabilis for genetic transformation target material; 2) PaFT1 gene confirmation, in pGAS102 plasmid and the Indonesian P. amabilis genome; 3) Determination of hygromycin concentration for P. amabilis resistance; and 4) Agrobacterium mediated transformation of P. amabilis to introduce Ubipro :: PaFT1 DNA fragment into P. amabilis genome. Plant growth was observed from seeds after sowing up to plantlets. Confirmation of endogenous PaFT1 have been carried out in non transgenic orchids by PCR. The product (fragment size) then compared to PaFT1 cDNA. P. amabilis protocorm resistance to hygromycin were determined by lethal doses 50 (LD50). It was carried out by planting protocorm on various concentrations (0, 5, 10, 20, and 40 mg.L-1) of hygromycin containing New Phalaenopsis (NP) medium. Modification of Agrobacterium elimination and selection method for transforman candidates was conducted to measure the efficiency of genetic transformation. The growth of P. amabilis embryos were divided into two types based on the potential of shoots formation, i.e. single- and multishoots. Singleshoot protocorms had a higher growth rate than the multipleshoots. Amplification of 1900 bp DNA from P. amabilis endogenous PaFT1 showed different size to the length of cDNA PaFT1 (531 bp). LD50 of P. amabilis protocorm to hygromycin was achieved at 10 mg.L-1 hygromycin containing medium. Modified techniques of Agrobacterium elimination by immersing and shaking protocorms using elimination solution (liquid NP medium+ 25 mg.L-1 meropenem) and also increasing frequency of subculture in transforman selection could increase the efficiency of genetic transformation. The high accumulation of PaFT1 mRNA in transgenic plants of P. amabilis had been detected and resulted several different phenotypes to nontransgenic plants, but acceleration of flower had not been observed.

Kata Kunci : Phalaenopsis amabilis, Flowering Locus T (FT), Agrobacterium tumefaciens, pembungaan, overekspresi