Keefektifan Agrobacterium mentransfer gen P5CS ke dalam kalus tebu klon PS 851 Effectiveness of Agrobacterium to transfer P5CS gene into sugarcane callus PS 851 clone

Abstract

Summary

Transformation of a P5CS gene construct into plant cells coupled with regeneration for transgenic plantlets should develop sugarcane tolerant to drought stress. The purpose of the research is to increase the effectiveness and efficiency of Agrobacterium transferring the gene into sugarcane callus. In this method, recombinant plasmid of pBI-P5CS could be transferred into host cells of Agrobacterium LBA4404 through triparental mating with pRK2013 helper. The parameters were tested to increase the effectiveness and efficiency of Agrobacterium  transferring the gene into sugarcane callus were the addition of antioxidant and 1.0% glucose, callus age (2, 3, and   4 weeks), medium pH (4.5; 5.0; and 5.6), treated with air dry for 30 minutes, wetting agent of silwet with and without short vacuum treatment, and acetosyringone consentration (100, 500, and 1000 mg/L). Identification of the transgene in sugarcane  was conducted by PCR using spesific primers, and the expression was tested by measuring  of the proline content. The result showed that addition of acetosyringone 100 ppm or more, P5CS transfer into the sugarcane explants by Agrobacterium was effective. The genetic transformation could be optimized by selecting proper age of calli, which was four weeks after sub-culture. The effectiveness could be maintained and slightly improved by inoculation at pH  4.5, addition 1.0% glucose, wetting agent of silwet with short vacuum treatment, or treated with air drying for 30 minutes. In vitro cultures for transgenic regeneration required addition of antioxidant to prevent browning in the culture media. The amplified DNA fragment demonstrated that the gene was transferred into sugarcane plantlets, and P5CS gene expression showed  increasing  proline content in transgenic sugarcane plantlets.

Ringkasan

Transformasi transgen P5CS yang diikuti dengan regenerasi tanaman transgeniknya diper-kirakan mampu menghasilkan tanaman tebu transgenik yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk me-ningkatkan efektivitas dan efisiensi Agro-bacterium mentransfer gen P5CS ke dalam kalus tebu. Dalam metode ini, plasmid rekombinan pBI-P5CS berhasil dengan baik ditransformasi-kan ke dalam sel. Agrobacterium   LBA4404   dengan  pendekatan triparental mating meng-gunakan helper pRK2013. Parameter yang diuji untuk meningkatkan kondisi efektif dan efisien dalam transfer gen P5CSke dalam kalus tebu adalah penambahan antioksidan dan glukosa 1,0%, umur kalus (2, 3, dan 4 minggu), pH medium (4,5; 5,0; dan 5,6), pengeringan kalus   30 menit, bahan pembasah silwet tanpa dan dengan pemakuman, dan konsentrasi aseto-siringon (100, 500, dan 1000 mg/L). Pengujian keberadaan transgen P5CS dilakukan dengan PCR menggunakan primer spesifik, sedangkan ekspresinya diuji dengan mengukur kandungan prolin dari tanaman tebu. Hasil percobaan menunjukkan bahwa dengan penambahan asetosiringon 100 ppm atau lebih, penggunaan Agrobacterium terbukti efektif dan efisien dalam transfer konstruk transgen P5CS ke dalam eksplan kalus tebu. Transformasi dapat dioptimalkan dengan memilih eksplan kalus tebu yang baik, yaitu yang umur subkulturnya empat minggu. Efektivitasnya juga dapat dijaga atau sedikit ditingkatkan dengan inokulasi pH 4,5, penambahan glukosa 1,0%, bahan pembasah silwet dengan pemakuman, ataupun pemberian perlakuan pengeringan udara selama 30 menit. Kultur kalus transgenik memerlukan penambahan antioksidan untuk mencegah terjadinya pen-cokelatan. Adanya fragmen DNA hasil amplifikasi dengan primer spesifik P5CS menunjukkan pada tanaman tebu telah terdapat gen P5CS.  Demikian pula dengan ekspresi gen P5CS, menunjukkan adanya peningkatan kandungan prolin pada tanaman tebu transgenik.