Rekayasa genetik pada tanaman kentang (Solanum tuberosum) kultivar Diamant dengan gen Hd3a dibawah kendali promoter 35SCaMV

i

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN KENTANG
(Solanum tuberosum) KULTIVAR DIAMANT DENGAN GEN
Hd3a DIBAWAH KENDALI PROMOTER 35SCaMV

ANNISA NURRIZKY

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rekayasa genetik pada

tanaman kentang (Solanum tuberosum) kultivar Diamant dengan gen Hd3a di
bawah kendali promoter 35SCaMV adalah benar karya saya bersama dengan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir karya ilmiah ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Annisa Nurrizky
NIM G34100064

2

ABSTRAK
ANNISA NURRIZKY. Rekayasa genetik tanaman kentang (Solanum tuberosum)
kultivar Diamant dengan gen Hd3a di bawah kendali promoter 35SCaMV.
Dibimbing oleh SUHARSONO dan YOHANA C. SULISTYANINGSIH.
Kentang merupakan salah satu tanaman hortikultura dan pangan yang
penting di Indonesia karena mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Untuk tujuan

pemuliaan konvensional dengan persilangan maka induksi pembungaan
memegang peranan yang sangat penting. Pada beberapa spesies, Hd3a
menginduksi pembungaan. Pada kentang kultivar Andigena, selain menginduksi
pembungaan Hd3a menginduksi pembentukan umbi. Penelitian ini bertujuan
untuk melakukan rekayasa genetik kentang (Solanum tuberosum) kultivar
Diamant dengan gen Hd3a dibawah kendali promoter 35SCaMV. Tanaman
kentang diperbanyak secara in vitro pada media MS2 makro. Transformasi
genetik dilakukan dengan menggunakan ruas (internode) sebagai eksplan melalui
bantuan Agrobacterium tumefaciens dengan metode ko-kultivasi. Seleksi kalus
dan tanaman transgenik putatif dilakukan di media MS yang mengandung 10-40
mg/l higromisin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata efisiensi
transformasi adalah yaitu 38,88% dengan efisiensi regenerasi yang rendah yaitu
9,5%. Rata-rata tunas yang dihasilkan tiap kalus adalah 2,25. Pada umur 6
minggu, baik tanaman kentang transgenik maupun non transgenik yang ditanam
secara in vitro tidak menghasilkan bunga, tetapi 10% dari tanaman transgenik
menghasilkan umbi dan semua tanaman non transgenik tidak menghasilkan umbi.
Hal ini menunjukkan bahwa Hd3a menginduksi pembentukan umbi pada tanaman
kentang kultivar Diamant transgenik putatif. Umur 6 minggu tidak mencukupi
untuk menghasilkan bunga.
Kata kunci:.35S CaMV, gen Hd3a, kultivar Diamant, Solanum tuberosum,

transformasi genetik.

ABSTRACT
ANNISA NURRIZKY. Genetic engineering of potato plant (Solanum tuberosum)
cultivar Diamant with Hd3a controled by 35SCaMV promoter. Supervised by
SUHARSONO and YOHANA C. SULISTYANINGSIH.
Potato is one of important horticultural and food crops in Indonesia due to
the high economic value. Flower has an important role in the conventional
breeding to cross, so the induction of flowering is very important. In several
species, Hd3a induced flowering. In potato cv. Andigena, Hd3a does not only
induce the flowering, but also induces the tuber formation. This research has an
objective to engineer genetically potato cv. Diamant with Hd3a under the control
of the 35SCaMV promoter. Potato plants were propagated in vitro in MS2 macro
media. Genetic transformation is done by using the internode fragments as
explants intermediated by Agrobacterium tumefaciens with co-cultivation method.
Calli and putative transgenic plants sere selected in MS media containing 10-40
mg/l hygromicin. The results showed that the average transformation efficiency
was 38.88% with low regeneration efficiency, i.e. 9.5%. The average of shoots
produced per callus was 2.25. At six weeks old, putative transgenic and non
transgenic potato plants did not form a flower, but 10% of putative transgenic

3
plants formed a tuber and all non transgenic ones did not produce a tuber. This
result indicates that Hd3a is capable to induce tuber formation. Six weeks is not
enough time for flower formation.
Keywords: 35SCaMV, cv. Diamant, genetic transformation, Hd3a gene, Solanum
tuberosum

1

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN KENTANG
(Solanum tuberosum) KULTIVAR DIAMANT DENGAN GEN
Hd3a DIBAWAH KENDALI PROMOTER 35SCaMV

ANNISA NURRIZKY

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada

Departemen Biologi

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

2

4

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah
Rekayasa genetik, dengan judul Rekayasa genetik pada tanaman kentang
(Solanum tuberosum) dengan gen Hd3a dibawah kendali promoter 35SCaMV.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Suharsono, DEA

dan Ibu Dr Yohana C. Sulistyaningsih, MSi selaku pembimbing yang telah
banyak memberikan bimbingan, saran, waktu, dukungan serta kesabaran selama
penulisan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr
Achmad Farajallah, MSi selaku penguji skripsi atas semua saran, masukan, dan
perbaikan yang telah diberikan. Terimakasih diucapkan kepada Proyek Penelitian
Desentralisasi Baru IPB yang berjudul “Rekayasa genetik tanaman dengan gen
toleransi aluminium dan pembungaan” dengan kontrak no: 48/IT3.11/LT/2014 atas
nama: Prof Dr Ir Suharsono, DEA yang telah membiayai penelitian ini. Terimakasih
juga penulis sampaikan kepada seluruh staf di laboratorium Biologi Molekular dan
Selular Tanaman (BMST) dan BIORIN, khususnya pada Ibu Nia Dahniar, SP, Ibu
Pepi Elvavina, Ibu Sarah, Bapak Asep Saripudin, Bapak Abdul Mulya, Bapak Sairi,
dan Bapak Yulianto atas segala bantuan. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan
kepada rekan-rekan seperjuangan di BMST dan BIORIN, yaitu Liyana, Ika, Eka, Ina,
Scarinta, Bustomi, Aditya, Dwika, Kak Baso, Mas Ari, Mas Rudi, Mbak Wiwin,
Mbak Isni, Mbak Nurul H, Mbak Uuf, Mbak Nadeak, Mbak Tiwi, Mbak Fajri, Mbak
Destik, Mas Wawan, Mbak Lia, Mbak Nurul, Mbak Nuril, Mbak Efa, Mas Luthfi, Ibu
Ifah, Ibu Ida, Pak Ilyas, dan Pak Asri. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada sahabat-sahabat terbaik BC, Orkes 47, rekan-rekan kost Asyita Graha, serta
teman-teman biologi 47 atas segala dukungan dan kebersamaan selama ini. Ucapan
terima kasih terbesar penulis sampaikan kepada kedua orang tua Ibu Chaeriyawati

dan Bapak Julius Lukman, dan adik Nurul Ummi Julisti, Mutia Nurrahmah, Fajrin
Akbar serta seluruh keluarga atas segala do’a dan dukungan yang diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2015
Annisa Nurrizky

5

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

viii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

PENDAHULUAN

1

Latar belakang

1

Tujuan Penelitian

2

METODE

2

Waktu dan Tempat

2

Bahan

2

Metode

3

Perbanyakan Tanaman in vitro

3

Kultur Agrobacterium tumefaciens

3

Transformasi, Seleksi dan Regenerasi

3

HASIL DAN PEMBAHASAN

4

Transformasi dan regenerasi

4

Seleksi dan perbanyakan tunas transgenik putatif

6

SIMPULAN DAN SARAN

7

Simpulan

7

Saran

7

UCAPAN TERIMAKASIH

8

DAFTAR PUSTAKA

8

LAMPIRAN

10

RIWAYAT HIDUP

12

6

DAFTAR TABEL
1 Rata-rata efisiensi transformasi kentang kultivar Diamant
2 Rata rata efisiensi regenerasi kentang kultivar Diamant

5
6

DAFTAR GAMBAR
1 Orientasi sense gen Hd3a terhadap promoter 35S CaMV pada daerah T
DNA
2 Pembentukan kalus dan tunas
3 Tunas transgenik putatif yang dihasilkan oleh kalus kentang kultivar
Diamant yang resisten terhadap higromisin 30 mg/l
4 Tunas pada media seleksi yang mengandung higromisin dengan
konsentrasi 40 mg/l pada umur 2 minggu setelah tanam
5 Tanaman kentang kultivar Diamant in vitro yang berumur 6 minggu

3
4
5
6
7

DAFTAR LAMPIRAN
1 Komposisi media MS (Murashige dan Skoog 1962)
2 Komposisi media MS2

10
11

1

PENDAHULUAN
Latar belakang
Kentang merupakan salah satu komoditi hortikultura dan pangan yang
penting di Indonesia karena mempunyai nilai ekonomi yang tinggi. Kentang dapat
digunakan dalam industri makanan olahan dan dapat dikonsumsi sebagai pangan
alternatif. Menurut BPS (2014), produktivitas kentang di Indonesia pada tahun
2013 mengalami penurunan sebesar 0,56 ton/Ha dibandingkan pada tahun 2012.
Produktivitas kentang dapat ditingkatkan melalui pemuliaan secara konvensional
dengan persilangan.
Tanaman kentang kultivar Diamant berasal dari Belanda dan dihasilkan dari
persilangan antar mutan Cardinal pada tahun 1982 (ECPD 2013). Kultivar
Diamant memiliki umbi berukuran besar, berbentuk oval, berkulit kuning, daging
berwarna kuning pucat, tingkat blackening rendah, serta memiliki kadar pati
sedang (ECPD 2013), sehingga cocok untuk dijadikan sebagai bahan pembuatan
kentang goreng dan keripik kentang. Ciri lain dari kultivar Diamant adalah bunga
berwarna merah-ungu (NPCF 2011) dan tergolong kultivar yang sukar berbunga
(Sahat 1991).
Dalam melakukan pemuliaan konvensional dengan persilangan diperlukan
bunga. Bunga digunakan dalam proses persilangan untuk menghasilkan keturunan
yang baru. Pembungaan diawali oleh transisi dari fase vegetatif menuju ke fase
reproduktif (generatif). Pembungaan dipengaruhi oleh suhu udara, panjang hari,
fitohormon dan florigen. Tanaman kentang merupakan tanaman hari panjang yang
memerlukan panjang hari antara 16-18 jam untuk pembungaan. Selain panjang
hari, pembungaan pada tanaman kentang juga diinduksi oleh suhu udara (1520oC), kelembaban udara tinggi, sinar matahari yang cukup, dan curah hujan yang
rendah (Sahat 1991).
Untuk menginduksi pembungaan, salah satu pendekatannya adalah
melakukan rekayasa ekspresi secara berlebihan dari gen pembungaan. Gen-gen
penting pengatur waktu pembungaan telah dipetakan dengan baik oleh beberapa
peneliti seperti Yamamoto et al. (1998) yang telah berhasil melakukan pemetaan
beberapa gen Hd (Hd-1, Hd-2, Hd-3) dari persilangan tanaman padi kultivar
Kasalath dan Nipponbare. Gen Hd3a (heading date 3 a) merupakan salah satu gen
yang berhubungan dengan pembungaan dan telah diisolasi dari padi oleh Kojima
et al. (2002). Tamaki et al. (2007) membuktikan bahwa Hd3a disintesis di daun
dan didistribusikan ke seluruh bagian tanaman. Kojima et al. (2002) telah
melakukan identifikasi gen Hd3a pada padi yang disinyalir dapat menginduksi
pembungaan. Gen tersebut homolog dengan gen flowering locus T (FT) dari
Arabidopsis thaliana. Gen Hd3a diidentifikasi sebagai quantitative trait locus
(QTL) untuk pembungaan yang berada pada lengan pendek dari kromosom 6.
Gen Hd3a mampu menginduksi pembungaan pada tanaman hari pendek
seperti pada padi dan hari panjang seperti Arabidopsis (Kojima et al. 2002).
Introduksi gen Hd3a dibawah kendali promoter kuat mampu menginduksi
pembungaan pada Saussurea involucrate (Li et al. 2011), Jatropha curcas
(Sulistyaningsih 2012) dan Nicotiana benthamiana (Syafitri 2012). Keturunan
dari N. benthamiana transgenik yang mengandung gen Hd3a di bawah kendali

2
promoter 35SCaMV juga berbunga lebih cepat dibandingkan dengan tanaman non
transgenik (Senjaya 2013). Ekspresi Hd3a di kentang kultivar Andigena
transgenik menginduksi pembungaan (Navarro et al. 2011). Oleh karena itu,
ekspresi Hd3a secara berlebih di kentang kultivar Diamant diharapkan dapat
menginduksi pembungaan sehingga dapat disilangkan dengan kultivar lain.
Transformasi genetik tanaman kentang telah banyak dilakukan diantaranya
oleh Nurhasanah et al. (2003), Navarro et al. (2011) dan Manguntungi (2014).
Pengekspresian gen Hd3a secara berlebih pada tanaman kentang di bawah kendali
promoter rolC telah dilakukan pada kultivar Baraka (Bustomi 2014), Agria
(Salsabila 2014), Diamant (Mardiyyah 2014), dan Kennebec (Maulani 2014).
Pada kultivar Andigena (Navarro et al. 2011), kultivar Baraka (Bustomi 2014) dan
Agria (Salsabila 2014) telah menghasilkan tanaman transgenik yang mengandung
gen Hd3a dibawah kendali promoter rolC berumbi sedangkan tanaman non
transgenik tidak berumbi pada umur yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa
Hd3a dapat menginduksi pembentukan umbi pada kultivar kentang tertentu. Oleh
sebab itu rekayasa genetik kentang kultivar Diamant dengan gen Hd3a di bawah
kendali promoter kuat 35SCaMV kemungkinan dapat menginduksi pembentukan
umbi. Induksi pembentukan umbi ini dapat bermanfaat untuk meningkatkan
produktivitas kentang kultivar Diamant.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan rekayasa genetik tanaman
kentang kultivar Diamant dengan gen Hd3a dibawah kendali promoter kuat
35SCaMV.

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juni sampai dengan Desember 2014
di Laboratorium Biologi Molekuler dan Seluler Tanaman (BMST) dan
Laboratorium Biotechnology Research Indonesia The-Netherland (BIORIN),
Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi (PPSHB), LPPM, Institut
Pertanian Bogor (IPB), Kampus IPB Dramaga, Bogor.
Bahan
Tanaman kentang kultivar Diamant yang ditanam secara in vitro pada media
MS (Murashige dan Skoog 1962) (Lampiran 1) dan MS2 makro (Lampiran 2)
digunakan sebagai bahan tanaman dan media MS yang mengandung higromisin
digunakan sebagai media seleksi tanaman transgenik. Agrobacterium tumefaciens
galur LBA4404 mengandung plasmid pCambia1300-Hd3a (Sulistyaningsih 2012)
yang membawa gen Hd3a (Tamaki et al. 2007) di bawah kontrol promoter
35SCaMV yang difusikan dengan gen penanda seleksi hpt digunakan untuk
melakukan transformasi genetik (Gambar 1). Gen Hd3a yang digunakan diperoleh
dari Prof. Ko Shimamoto (Nara Institute of Science and Technology, Japan).

3

KpnI

LB
hpt

35S Pro

CA

KpnI

Hd3a

RB
35S Pro

Gambar 1 Daerah T-DNA dari plasmid pCambia1300-Hd3a. LB: left border, RB:
right border, 35S Pro: promoter 35S dari cauliflower mosaic virus
(CaMV), Hd3a: gen Hd3a dari padi. CA: sekuen polyA dari 35S
CaMV, hpt: gen higromisin phosphotransferase.

Metode
Perbanyakan Tanaman in vitro
Tunas in vitro tanaman kentang yang berumur 4 minggu dipotong di
dalam cawan petri steril menjadi potongan buku yang mengandung satu mata
tunas. Potongan buku ditanam pada media MS dan diinkubasi selama satu
minggu, kemudian dipindahkan pada media MS2 Makro (Lampiran 2) padat tanpa
zat pengatur tumbuh. Kultur dipelihara di dalam ruang kultur pada suhu 23-24oC
selama 4 minggu.
Kultur Agrobacterium tumefaciens
Agrobacterium tumefaciens galur LBA4404 yang mengandung plasmid
pCambia1300-Hd3a ditumbuhkan di dalam 20 ml media LB (1% tripton, 0.5%
yeast extract, 1% NaCl) cair yang mengandung 50 mg/l kanamisin dan 25 mg/l
rifampisin di atas shaker yang digoyang dengan kecepatan ± 160 rpm pada suhu
kamar selama 18 jam hingga kerapatannya mencapai 0,4-0,7 pada OD600. Biakan
diendapkan dengan sentrifugasi 5000 rpm selama 15 menit dan endapan
disuspensikan di dalam 20 ml media MS cair yang mengandung 200 mg/l casein
hydrolisat, 0,1 mg/l naphthalene acetic acid (NAA), 1 mg/l N6-benzyl adenine
purin (BAP) dan 40 mg/l asetosiringon.
Transformasi, Seleksi dan Regenerasi
Transformasi dilakukan dengan menggunakan Agrobacterium tumefaciens
sebagai vektor menurut prosedur Akashi et al. (2005). Eksplan yang berupa satu
ruas tanpa mata tunas dari tanaman in vitro yang berumur 4 minggu direndam di
dalam suspensi Agrobacterium tumefaciens OD600 0,4-0,7 yang digoyang dengan
kecepatan 100 rpm pada suhu ruang selama 10 menit. Eksplan dikeringkan
dengan tisu steril dan ditanam di dalam media MS padat yang mengandung 200
mg/l casein hydrolisat, 0.1 mg/l NAA, 1 mg/l BAP dan 40 mg/l asetosiringon di
dalam ruang gelap selama 3 hari pada suhu 25oC. Setelah ko-kultivasi selama 3
hari, eksplan dicuci dengan air steril diikuti dengan 200 mg/l cefotaxime selama
10 menit kemudian dikeringkan dengan tisu steril.
Eksplan yang telah dikeringkan kemudian ditanam dalam media induksi
kalus berupa MS padat dengan penambahan 2 mg/l IAA, 3 mg/l BAP, 1 mg/l
GA3, dan 200 mg/l cefotaxime tanpa agen seleksi higromisin dan diinkubasi di
ruang kultur pada suhu 23-24oC selama satu minggu. Seleksi dengan higromisin

4
mulai dilakukan pada kalus berumur 1 minggu di media induksi kalus secara
bertingkat dengan konsentrasi 10 mg/l, 20 mg/l pada subkultur kedua dan 30 mg/l
pada subkultur ketiga. Kalus yang resisten higromisin dipindahkan ke media
regenerasi yang sama dengan media induksi kalus. Tunas hasil regenerasi
dipotong dan dipindahkan ke media MS2 Makro padat yang mengandung
higromisin dengan konsentrasi 40 mg/l. Pengamatan dilakukan terhadap jumlah
kalus yang resisten, jumlah kalus resisten yang beregenerasi dan jumlah tunas tiap
kalus yang tumbuh pada media regenerasi. Efisiensi transformasi dan regenerasi
tanaman transgenik diperoleh dengan rumus sebagai berikut:
% efisiensi transformasi =
% efisiensi regenerasi =

KRH
X 100%
KT

KRHT
x 100%
KRH

Rata-rata jumlah tunas tiap kalus =

jumlah tunas yang muncul
jumlah kalus yang menghasilkan tunas

Keterangan:
KRH = jumlah kalus resisten higromisin
KT
= jumlah kalus total
KRHT = jumlah kalus resisten higromisin yang bertunas

HASIL DAN PEMBAHASAN
Transformasi dan regenerasi
Ruas yang telah dikokultivasi dengan Agrobacterium tumefaciens mulai
menghasilkan kalus pada minggu ke-2 setelah tanam (MST) di media induksi
kalus (Gambar 2). Kalus tersebut diseleksi secara bertingkat pada media yang
ditambahi antibiotik higromisin sebagai agen seleksi pada setiap subkultur dengan
konsentrasi 10 mg/l, 20 mg/l dan 30 mg/l. Kalus yang resisten tumbuh berwarna
hijau, dan yang tidak resisten terhadap antibiotik higromisin ditandai dengan
pencoklatan pada seluruh bagian eksplan. Untuk regenerasi, eksplan dipindahkan
ke media regenerasi dengan penambahan 40 mg/l higromisin
a

b

c

Gambar 2 Pembentukan kalus dan tunas setelah ko-kultivasi. (a) umur 0 minggu,
(b) umur 2 minggu, dan (c) umur 3 minggu. Bar berukuran 1 cm.

5
Transformasi kentang kultivar Diamant dilakukan sebanyak dua kali
dengan efisiensi transformasi masing-masing 31,46% dan 46,30% dengan ratarata efisiensi sebesar 38,88% (Tabel 1). Efsiensi transformasi yang didapatkan
pada penelitian ini lebih tinggi dibandingkan pada penelitian sebelumnya yang
juga menggunakan gen Hd3a, seperti pada kentang kultivar Baraka yang memiliki
rata-rata efisiensi sebesar 16,36% (Bustomi 2014) dan Jatropha curcas sebesar
26,67% (Sulistyaningsih 2012), namun lebih rendah dibandingkan pada Nicotiana
benthamiana dengan nilai sebesar 86% (Syafitri 2012). Efisiensi transformasi
bergantung pada strain A. tumefaciens (Riva et al. 1998, Azhakanandam et al.
2000). Selain itu, efisiensi transfer gen oleh A. tumefaciens juga dipengaruhi oleh
senyawa fenolik asetosiringon yang berperan sebagai kemoatraktan bagi bakteri
untuk menginduksi gen virulensi yang terdapat pada plasmid Ti (Ashby et al.
1988).
Tabel 1 Rata-rata efisiensi transformasi kentang kultivar Diamant
Ulangan
1
2

Jenis
eksplan

Ruas
Ruas
Rata-rata

Jumlah
eksplan
89
54

Jumlah kalus
Efisiensi transformasi
resisten
(%)
higromisin
28
31.46
25
46.30
38.88

Kalus resisten higromisin selanjutnya dipindahkan ke media regenerasi
untuk pembentukan tunas. Tunas yang dihasilkan merupakan tunas transgenik
putatif (Gambar 3). Rata-rata efisiensi regenerasi dari dua ulangan adalah 9.5%.
Hal tersebut menunjukkan bahwa tidak semua kalus dapat beregenerasi. Rata-rata
jumlah tunas yang tumbuh tiap kalus sebesar 2.25 tunas (Tabel 2). Efisiensi
regenerasi tergantung dari genotipe dan spesiesnya. Selain itu, kondisi fisiologis
eksplan juga menentukan keberhasilan regenerasi tunas, karena tidak semua sel di
dalam jaringan tanaman memberikan respon yang sama terhadap zat pengatur
tumbuh yang diberikan. Hal ini terkait dengan metabolism sel, ketersediaan zat
pengatur tumbuh endogen serta aktifitas gen-gen yang mengendalikan proses
pertumbuhan dan perkembangan (Lestari 2012).

Gambar 3 Tunas transgenik putatif yang dihasilkan oleh kalus kentang kultivar
Diamant yang resisten terhadap higromisin 30 mg/l. Bar berukuran 1
cm.

6
Tabel 2 Rata rata efisiensi regenerasi kentang kultivar Diamant
Ulangan

Jenis
Jumlah
eksplan kalus
resisten
higromisin
1
Ruas
28
2
Ruas
25
Rata-rata

Jumlah
Efisiensi
kalus
regenerasi
beregenerasi
(%)
3
2

11
8
9.5

Jumlah Tunas
tunas
tiap
kalus
3
7

1
3.5
2.25

Seleksi dan perbanyakan tunas transgenik putatif
Tunas-tunas transgenik putatif yang dihasilkan dari kalus resisten
higromisin ditanam pada media MS2 untuk tujuan perbanyakan. Seleksi tunas
transgenik dilakukan dengan menanam tunas transgenik putatif pada media MS2
yang mengandung 40 mg/l higromisin. Tunas yang dapat tumbuh dengan baik
selama 2 minggu pada media seleksi higromisin dengan konsentrasi 40 mg/l
merupakan tunas transgenik putatif, sedangkan tunas yang tidak mampu bertahan
hidup merupakan tunas non transgenik (Gambar 4). Tanaman yang dapat bertahan
hidup mampu mensintesis higromisin fosfotransferase yang dapat memfosforilasi
gugus hidroksil dari antibiotik higromisin, sehingga tidak merusak tanaman
(Brasileiro & Aragou 2001). Walaupun uji integrasi terhadap gen Hd3a belum
dilakukan, namun karena gen Hd3a dipautkan (linked) dengan gen hpt, maka
tanaman yang resisten terhadap higromisin juga mengandung gen Hd3a.
Penelitian ini telah menghasilkan tanaman kentang transgenik yang resisten
higromisin sehingga tanaman transgenik ini juga mengandung gen Hd3a di bawah
kendali promoter 35SCaMV.
a

b

Gambar 4 Tunas pada media seleksi yang mengandung 40 mg/l higromisin pada
umur 2 minggu setelah tanam. (a) tunas kontrol, dan (b) tunas
transgenik putatif. Bar berukuran 0,5 cm.
Pada umur 6 minggu setelah tanam (MST) di media MS2 makro, 1 dari 10
tunas transgenik putatif menghasilkan umbi sedangkan semua tunas non
transgenik tidak berumbi (Gambar 5). Hal ini mengindikasikan bahwa Hd3a
menginduksi pembentukan umbi pada kentang kultivar Diamant. Hasil penelitian
ini juga mendukung penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Navarro et al.
(2011) pada kultivar Andigena, Bustomi (2014) pada kultivar Baraka dan
Salsabila (2014) pada kultivar Agria. Walaupun menggunakan kultivar dan gen
Hd3a yang sama, Mardiyyah (2014) tidak memperoleh tanaman kentang

7
transgenik putatif yang berumbi. Hal ini kemungkinan Mardiyyah menggunakan
promoter rolC untuk mengendalikan ekspresi gen Hd3a. Apabila umur tanaman
diperpanjang, kemungkinan tunas transgenik putatif yang mengandung gen Hd3a
tersebut akan berumbi lebih cepat daripada tanaman non transgenik.
Pada penelitian ini, tidak satu pun tanaman transgenik putatif secara in vitro
menghasilkan bunga. Hal ini sama dengan penelitian yang dilakukan oleh
Bustomi (2014), Mardiyyah (2014), Salsabila (2014) dan Maulani (2015). Hal ini
kemungkinan disebabkan karena belum cukup umur untuk berbunga walaupun
telah diinduksi oleh Hd3a.
Rata-rata tanaman kentang in vitro disubkulturkan paling lama 6 MST dan 6
MST belum cukup untuk berbunga. Navarro et al. (2011) memperoleh tanaman
transgenik yang mengandung Hd3a berbunga setelah ditanam di tanah.
Kemungkinan tanaman kentang kultivar Diamant transgenik yang mengandung
gen Hd3a di bawah kendali promoter 35SCaMV akan berbunga lebih awal
dibandingkan tanaman non transgenik bila ditanam di tanah.
a

b

Gambar 5 Tanaman kentang kultivar Diamant in vitro yang berumur 6 minggu.
(a) tanaman transgenik, (b) tanaman non-transgenik. Tanda panah
menunjukkan umbi. Bar berukuran 1 cm.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Rekayasa genetik kentang kultivar Diamant telah berhasil dilakukan dengan
menghasilkan 10 tunas transgenik putatif. Rata-rata efisiensi transformasi adalah
38,88%, dan rata-rata efisiensi regenerasi 9,5%. Pada umur 6 MST, satu dari
sepuluh tunas transgenic putatif menghasilkan umbi, sedangkan tunas non
transgenik tidak menghasilkan umbi yang menunjukkan bahwa Hd3a
menginduksi pembentukan umbi.
Saran
Uji integrasi gen Hd3a di dalam tanaman transgenik perlu dilakukan untuk
mengkonfirmasi bahwa tanaman tersebut mengandung gen sasaran. Selain itu,

8
aklimatisasi juga perlu dilakukan untuk melihat ekspresi dari gen tersebut di
dalam tanaman kentang kultivar Diamant di lapang.

UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih disampaikan kepada Proyek Penelitian Desentralisasi Baru
IPB yang berjudul “Rekayasa genetika tanaman dengan gen toleransi aluminium
dan pembungaan” dengan kontrak nomor: 48/ IT3.11/ LT/ 2014 atas nama: Prof.
Dr. Ir. Suharsono yang telah membiayai penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2014. Luas panen, produktivitas dan produksi
kentang [Internet]. [diunduh 2014 Juni 4]. Tersedia pada:
http:www.bps.go.id.
[ECPD] European Cultivated Potato Database. 2013. Diamant (1982) [Internet].
[diunduh 2013 Desember 31]. Tersedia pada: http://www.europotato.org/
display_description.php?variety_name=Diamant%20%281982%29.
[NPCF] Netherlands Potato Consultative Foundation. 2011. Variety [Internet].
[diunduh 2014 Januari 1]. Tersedia pada: http://www.nivaa.nl/uk/about_
potatoes/variety_catalogue/ras?frmvariety=128#
Akashi K, Morikawa K, Yokota A. 2005. Agrobacterium-mediated transformation
system for the drought and excels light stress-tolerant wild water melon
(Citrullus lanatus). Plant Biotech. 22:13-18.
Ashby AM, Watson MD, Loake GJ, Shaw CH. 1988. Ti plasmid specified
chemotaxis of Agrobacterium tumefaciens C5851 toward vir-inducing
phenolic compounds and soluble factors from monocotyledonous and
dicotyledonous plants. Bacteriology. 170(9):4181-4187.
Azhakanandam K, McCabe MS, Power JB, Lowe KC, Cocking EC, Davey MR.
2000. T-DNA transfer, integration, expression and inheritance in rice:
effects of plant genotype and Agrobacterium super-virulence. Plant Physiol.
157:429-439.
Brasileiro ACM, Aragou FJL. 2001. Marker genes for in vitro selection of
transgenic plants. J. Plant. Biotech. 3(3):113-121.
Bustomi. 2014. Transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L.) Kultivar
Baraka dengan Gen Pembungaan Hd3a [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Dwelle RB, Love SL. 1993. Potato growth and development. Adapted with
permission from Potato health management. Second edition. AP Press.
Kojima S, Takahashi Y, Kobayashi Y, Monna L, Sasaki T, Araki T, Yano M.
2002. Hd3a, a rice ortholog of the arabidopsis FT gene, promotes transition
to flowering downstream of Hd1 under short-day conditions. Plant Cell
Physiol. 43:1096–1105.
Komiya R, Ikegami A, Tamaki S, Yokoi S, Shimamoto K. 2008. Hd3a and RFT1
are essential for flowering in rice. Development. 135 : 767 - 774.

9
Lestari EG. 2012. Regenerasi tanaman secara in vitro dan faktor-faktor yang
mempengaruhi. [Internet]. [diunduh 2014 Oktober 5]. Tersedia pada:
http://biogen.litbang.deptan.go.id/index.php/2012/09/regenerasi-tanamansecara-in-vitro-dan-faktor-faktor-yang-mempenaruhi/
Li M, Li H, Hu X. 2011. Genetic transformation and overexpression of a rice
Hd3a induces early flowering in Saussurea involucrata Kar.et Kir. ex
Maxim. Plant Cell Tiss Organ Cult. 106:363-371.
Manguntungi AB. 2014. Transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L.)
kultivar Atlantik dengan gen penyandi lisozim melalui perantara
Agrobacterium tumefaciens [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Mardiyyah I. 2014. Introduksi gen pembungaan Hd3a ke dalam tanaman kentang
(Solanum tuberosum L.) kultivar Diamant [makalah seminar]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Maulani E. 2014. Transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L.) kultivar
Kennebec dengan gen pembungaan Hd3a [makalah seminar]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Murashige T, Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays
with tobacco culture. Physiol. Plant. 15:473-497.
Navarro C. Abelanda JA, Cruz EO, Carlos A, Tamaki S, Silva J, Shimamoto K,
Prat S. 2011. Control of flowering and storage organ formation in potato by
FLOWERING LOCUS T. Nature. 478: 119-123.
Nurhasanah. 2003. Introduksi gen Hordothionin pada tanaman kentang (Solanum
tuberosum) kultivar Atlantik [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Riva GA, Gonzalez-Cabrera J, Vasquez-Padron R, Ayra-Pardo C. 1998.
Agrobacterium tumefaciens: a natural tool for plant transformation. Nature
Biotechnol 1(1):77-83.
Sahat S. 1991. Pengaruh cara stimulasi perbungaan terhadap produksi bunga,
buah, dan biji beberapa kultivar kentang (Solanum tuberosum L.). Bull
Penel Hort. 20:105-111.
Salsabila L. 2014. Transformasi genetik kentang (Solanum tuberosum L.) kultivar
Agria dengan gen pembungaan Hd3a [makalah seminar]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Senjaya SK. 2013. Pewarisan genetik transgen Hd3a pada tanaman Nicotiana
benthamiana transgenik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sulistyaningsih YC. 2012. Rekayasa ekspresi gen pembungaan Hd3a pada
tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) [disertasi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Syafitri LN. 2012. Transformasi genetik Nicotiana benthamiana dengan gen
pembungaan Hd3a dari padi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Syahputra AR. 2009. Uji potensi hasil beberapa kultivar kentang (Solanum
tuberosum L.) di Kecamatan Tambangan Kabupaten Mandailing Natal
[skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Tamaki S, Matsuo S, Wong HL, Yokoi S, Shimamoto K. 2007. Hd3a protein is a
mobile flowering signal in rice. Science 316:1033-1036.
Yamamoto T, Kuboki Y, Lin SY, Sasaki T, Yano M. 1998. Fine mapping of
quantitative trait loci Hd-1, Hd-2 and Hd-3, controlling heading date of rice,
as single Mendelian factors. Theor. Appl. Genet. 97: 37–44.

10
Lampiran 1 Komposisi media MS (Murashige dan Skoog 1962)

Hara makro

Hara mikro

Vitamin

Myo inositol
Sukrosa
pH

Bahan
NH4NO3
KNO3
MgSO47H2O
KH2PO4
CaCl22H2O
FeSO47H2O
Na2EDTA
H3BO2
MnSO4H2O
ZnSO47H2O
KI
Na2MoO47H2O
CuSO45H2O
CoCl26H2O
Niacin
Pyridoxine
Thiamin
Glycine
Myo-Inositol

Konsentrasi dalam media (mg/l)
1650
1900
370
170
440
27,8
37,3
6,2
16,9
8,6
0,83
0,25
0,025
0,025
0,5
0,5
0,4
2
100
100
30g/l
5,8

11
Lampiran 2 Komposisi media MS2

Hara makro

Hara mikro

Vitamin

Myo inositol
Sukrosa
pH

Bahan
NH4NO3
KNO3
MgSO47H2O
KH2PO4
CaCl22H2O
FeSO47H2O
Na2EDTA
H3BO2
MnSO4H2O
ZnSO47H2O
KI
Na2MoO47H2O
CuSO45H2O
CoCl26H2O
Niacin
Pyridoxine
Thiamin
Glycine
Myo-Inositol

Konsentrasi dalam media (mg/l)
3300
3800
740
340
880
55,6
74,6
6,2
16,9
8,6
0,83
0,25
0,025
0,025
0,5
0,5
0,4
2
100
100
30g/l
5,8

12

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 25 Oktober 1992 sebagai anak
pertama dari empat bersaudara dari pasangan Julius Lukman dan Chaeriyawati.
Tahun 2010, penulis lulus dari SMA Negeri 2 Kota Bogor dan pada tahun yang
sama berhasil lulus seleksi mahasiswa IPB jalur Undangan Saringan Masuk IPB
(USMI) pada Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam (FMIPA).
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam berbagai kegiatan
kampus. Penulis terlibat aktif dalam kegiatan organisasi Himpunan Mahasiswa
Biologi (HIMABIO) sebagai staf divisi Informasi dan Komunikasi (INFOKOM)
pada tahun 2012/2013. Penulis juga aktif terlibat dalam berbagai kepanitiaan dan
dipercaya menjadi staf divisi Fundrising Seminar BIONIC & BOX pada tahun
2011, bendahara Logistik Grand Biodiversity (GB) pada tahun 2012, staf divisi
Logistik dan Transportasi Morfologi 48 pada tahun 2012, staf divisi Penginapan
Pesta Sains Nasional pada tahun 2012 dan bendahara Penginapan Pesta Sains
Nasional pada tahun 2013. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Biologi
Cendawan pada tahun 2014 dan asisten praktikum Genetika Molekuler pada tahun
2014. Penulis mengikuti Studi Lapangan di Taman Nasional Gunung Gede
Pangrango (TNGGP) pada tahun 2012 dengan topik “Sebaran Jenis Passiflora di
Taman Nasional Gunung Gede Pangrango” dan Praktik Lapangan di PT
Indolakto, Jakarta Timur pada bulan Juli-Agustus 2013 dengan topik
“Pengawasan Mutu pada Proses Produksi Susu Kental Manis” di PT Indolakto.