Judul: Analisis Stabilitas dan Ekspresi Gen C-Lysozyme pada Tanaman Padi Transgenik dalam Rangka Meningkatkan Resistensi terhadap Penyakit Hawar Daun Bakteri
Abstrak: Padi (Oryza sativa L.) merupakan salah satu tanaman pangan utama di dunia khususnya di Asia. Kebutuhan terhadap beras semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk, sehingga produksi padi harus ditingkatkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Penyakit Hawar Daun Bakteri (HDB) pada tanaman padi yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) dapat menyebabkan penurunan hasil panen antara 15% hingga 80%. Strategi paling efektif yang dapat digunakan untuk menanggulangi penyakit ini adalah dengan menanam tanaman yang resisten terhadap penyakit tersebut. Tanaman yang resisten terhadap penyakit tersebut dapat diperoleh dengan mengekspresikan gen-gen resistensi di dalam tanaman padi melalui teknik rekayasa genetika. Lisozim merupakan enzim yang dapat menghidrolisis ikatan β-1.4-glycoside di antara N-acetylmuramic acid dan N-acetylglucosamin dari peptidoglikan pada dinding sel bakteri sehingga dinding sel bakteri menjadi rusak dan menyebabkan kematian pada sel. Ekspresi gen C-lysozyme pada tanaman transgenik dapat meningkatkan resistensi tanaman tersebut terhadap serangan bakteri patogen. Tanaman padi transgenik T1 yang mengandung gen C-lysozyme di bawah kendali promoter 35S CaMV telah diperoleh. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis pola pewarisan dan stabilitas gen C-lysozyme, serta ekspresi gen C-lysozyme pada tanaman padi transgenik dan resistensi tanaman transgenik terhadap penyakit HDB. Analisis pewarisan gen C-lysozyme dilakukan berdasarkan pola pewarisan gen hpt dan analisis stabilitas gen C-lysozyme dilakukan dengan analisis integrasi gen C-lysozyme di tanaman transgenik pada generasi T2 dan T3. Tanaman transgenik generasi T2 dan T3 diperoleh melalui hasil penyerbukan sendiri (selfing) dari tanaman generasi T0 dan T1. Analisis pewarisan gen hpt dilakukan dengan menumbuhkan tanaman pada media seleksi antibiotik higromisin 50 mg/L. Analisis integrasi gen C-lysozyme dilakukan dengan teknik PCR dengan menggunakan pasangan primer 35S-F dan Lys359-R. Analisis resistensi dilakukan pada tanaman transgenik generasi T2 dengan menginfeksi tanaman dengan inokulum bakteri Xoo patotipe IV (Xoo IV) pada ujung daun tanaman. Analisis ekspresi gen C-lysozyme dilakukan terhadap tanaman transgenik dan non transgenik yang telah diberi cekaman infeksi bakteri Xoo IV dengan metode Real Time Quantitative PCR (RT-qPCR). Analisis pewarisan terhadap gen hpt yang dipautkan dengan gen C-lysozyme menunjukkan bahwa gen hpt diwariskan mengikuti hukum Mendel dengan pola segregasi 3:1 untuk sifat resisten dan sensitif terhadap antibiotik higromisin pada tanaman padi transgenik generasi T2 dan beberapa tanaman T3, yang menandakan bahwa generasi T1 adalah heterozigot dan hanya ada satu salinan gen hpt yang terintegrasi ke dalam genom tanaman padi transgenik. Sepuluh dari 21 galur tanaman transgenik generasi T2 adalah homozigot untuk gen hpt yang dipautkan dengan gen C-lysozyme. Hasil amplifikasi gen C-lysozyme di dalam 42 tanaman transgenik generasi T2 yang resisten terhadap antibiotik higromisin menghasilkan fragmen DNA berukuran 722 bp. Hasil ini menunjukkan bahwa tanaman transgenik generasi T2 mengandung gen C-lysozyme. Analisis integrasi gen C-lysozyme di 10 tanaman transgenik homozigot generasi T3 menunjukkan bahwa tanaman transgenik tersebut juga mengandung gen C-lysozyme. Hal ini menunjukkan bahwa gen C-lysozyme diwariskan secara stabil dari generasi T1 ke T2 dan T3. Hasil analisis resistensi terhadap bakteri Xoo IV pada 42 galur tanaman transgenik generasi T2 memperlihatkan bahwa tanaman transgenik lebih resisten jika dibandingkan dengan tanaman non transgenik. Enam galur transgenik adalah resisten, 26 galur agak resisten, dan 10 galur agak rentan, sedangkan tanaman non transgenik semuanya rentan terhadap serangan bakteri
Keyword: C-Lysozyme, ekspresi gen, hawar daun bakteri, padi transgenik, pewarisan genetik