Judul: Genetic Engineering of Potato (Solanum tuberosum L.) cv IPB CP1 with LYZ-C Gene to Control Bacterial Wilt Disease
Abstrak: Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan salah satu tanaman pangan pokok penting selain padi, gandum dan jagung serta menempati urutan ketiga berdasarkan tingkat konsumsi secara global. Kentang kultivar IPB CP1 merupakan kultivar yang dikembangkan dari mutasi kentang kultivar Atlantik dan memiliki karakteristik umbi yang sesuai sebagai olahan keripik kentang (potato chips). Infeksi penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh bakteri Ralstonia solanacearum menjadi salah satu kendala dalam budidaya tanaman kentang di Indonesia. Infeksi bakteri patogen tersebut pada tanaman dapat berdampak serius terhadap kehilangan hasil panen. Perakitan tanaman kentang yang resisten terhadap penyakit bakteri dapat dilakukan melalui rekayasa genetik. Lisozim merupakan enzim-enzim glikosida yang dapat mengkatalisis pemutusan ikatan antara molekul N-asetil-D-glukosamin (NAG) dan asam N-asetil-D-muramat (NAM) sebagai penyusun peptidoglikan pada dinding sel bakteri. Ekspresi gen LYZ-C penyandi lisozim pada tanaman dapat meningkatkan resistensi tanaman terhadap infeksi bakteri patogen. Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 yang mengandung plasmid pCXSN-Lys(+) digunakan untuk mengintroduksikan gen LYZ-C ke dalam genom tanaman kentang kultivar IPB CP1. Tranformasi genetik pada kentang kultivar IPB CP1 terhadap 200 eksplan ruas batang telah berhasil dilakukan. Pembentukan kalus dan regenerasi kalus menjadi tunas berhasil diinduksi pada media MS yang mengandung IAA 1 mg/l, trans-zeatin 3 mg/l dan GA3 0,5 mg/l. Pada penelitian ini efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi yang diperoleh sebesar 35,1% dan 54,7%. Hasil analisis PCR menggunakan primer Lys114-F dan Nost2-R terhadap 10 tanaman transgenik putatif menunjukkan 6 tanaman mengandung transgen LYZ-C yang ditandai dengan adanya amplikon berukuran 565 pb. Uji resistensi secara in vitro pada 4 klon tanaman transgenik dan 1 tanaman non-transgenik, menunjukkan bahwa klon tanaman transgenik memiliki resistensi yang lebih baik terhadap infeksi R. solanacearum penyebab layu bakteri dibandingkan dengan tanaman CP1 non-transgenik. Hal ini menunjukkan bahwa gen LYZ-C yang diintroduksikan ke dalam tanaman kentang kultivar IPB CP1 meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit layu bakteri. Pada penelitian ini klon CP1L3 merupakan tanaman transgenik yang paling resisten terhadap R. solanacearum dan memiliki nilai indeks penyakit terendah., Potato (Solanum tuberosum L.) is the most important crops besides rice, wheat, corns and includes in the third world crop plants in terms of global consumption. IPB CP1 cultivar is a derivative of radiated Atlantic cultivar and produce suitable tuber characteristics for potato chips. In Indonesia, bacterial wilt infection caused by Ralstonia solanacearum is one of the problems in potato cultivation. Infection of this patohegen has a serious effect to the yield losses. Assembly of transgenic potato resistant to bacterial wilt could be realize through genetic engineering. Lysozyme belongs to the glycoside enzymes that catalyze the cleavage of peptidoglican components of bacterial cell wall. LYZ-C gene expression can enhance the plant resistance against pathogenic bacteria. Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 harboring the pCXSN-Lys(+) used to introduces LYZ-C gene into the plant genome. Genetic transformation of IPB CP1 cultivar by using 200 internodes as the explants was done successfully. Callus formation and regeneration were induced successfully on MS medium containing IAA 1 mg/l, trans-zeatin 3 mg/l dan GA3 0,5 mg/l. In this study, the transformation efficiency and regeneration efficiency were 35,1% and 54,7%, respectively. Based on PCR analysis to 10 putative transgenic plants with Lys114-F and Nost2-R primers, confirmed that
Keyword: Agrobacterium tumefaciens, gen LYZ-C, kentang kultivar IPB CP1, penyakit layu bakteri, transformasi genetik