OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA 1301 PADA TRANSFORMASI LANGSUNG TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA 1301
PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana Strata Satu (S-1)
Program Studi Agroteknologi
Diajukan Oleh:
NURNANINGSIH
(201110200311055)
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
MALANG
2015
SKRIPSI
OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA 1301
PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Dipersiapkan dan disusun oleh:
NURNANINGSIH
(Nim. 201110200311055)
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal 18 Agustus 2015
Susunan Dewan Penguji
Ketua Dewan Penguji/
Pembimbing Utama,
Anggota Dewan Penguji II,
Dr. Ir. Fatimah Nursandi, M.Si.
NIP.19660129 199103 2 004
Dr. Ir. Maftuchah, MP.
NIP.196803121 99212 1 002
Anggota Dewan Penguji I/
Pembimbing Pendamping,
Anggota Dewan Penguji III,
Ir. Agus Zainudin, MP.
NIP.105.9109.0238
Dr. Ir. Erny Ishartati, MP.
NIP.105.8809.0080
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Malang, .....................
Dekan,
Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Damat, MP.
NIP.19640228 199003 1 003
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
NIP. 19641020 199101 1 001
HALAMAN PENGESAHAN
NAMA
: NURNANINGSIH
NIM
: 201110200311055
PROGRAM STUDI : AGROTEKNOLOGI
JURUSAN
: AGRONOMI
FAKULTAS
: PERTANIAN-PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JUDUL
:OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA
1301 PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Skripsi ini telah diterima sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Program Studi Agroteknologi Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Mengesahkan,
Dekan,
Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Damat, MP.
NIP.19640228 199003 1 003
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
NIP. 19641020 199101 1 001
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Nurnaningsih
NIM
: 201110200311055
Jurusan/ Prodi : Agronomi/Agroteknologi
Fakultas
: Pertanian Peternakan
Menyatakan bahwa Karya Ilmiah yang berjudul : “Optimasi Konsentrasi DNA Plasmid
pCambia 1301 Pada Transformasi Langsung Tiga Genotipe Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.)” adalah bukan karya orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan kecuali
dalam bentuk kutipan yang diacu dalam naskah ini dan telah disebut sumbernya. Namun
karena ide dan biaya dari program penelitian yang diketuai oleh Ir. Agus Zainudin, MP.
maka saya tidak berhak untuk mempublikasikan sebagai penulis pertama.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini
tidak benar maka saya berhak mendapatkan sanksi akademik.
Malang, 18 Agustus 2015
Mengetahui,
Pembimbing pendamping,
Yang Menyatakan,
Ir. Agus Zainudin, MP.
Nurnaningsih
SURAT PERNYATAAN
HAK KEKAYAAN INTELEKTUAL
DAN HAK PUBLIKASI
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
NIM
Jurusan/Prodi
Fakultas
Perguruan Tinggi
:
:
:
:
:
Nurnaningsih
201110200311055
Agronomi/Agroteknologi
Fakultas Pertanian dan Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan bahwa penelitian untuk skripsi berjudul ”Optimasi Konsentrasi
DNA Plasmid pCambia 1301 Pada Transformasi Langsung Tiga Genotipe Jarak
Pagar (Jathropa curcas L.)” ini merupakan bagian dari program Penelitian Hibah
Bersaing (PHB) berjudul “Pengembangan Metode Transformasi Langsung pada
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Menggunakan Gen OsDREB1A Melalui
Jalur Tabung Polen (Pollen Tube Pathway)” tahun 2014 di bawah tanggung jawab
Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. (Ketua Peneliti) dan Ibu Dr. Ir. Maftuchah, MP. (Anggota
Peneliti). Karena itu, semua bentuk perlindungan kekayaan intelektual dan publikasi
ilmiah baik seluruh dan/atau sebagian dari hasil penelitian tersebut menjadi hak dan harus
sepengetahuan, persetujuan serta keterlibatan Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. dan Ibu Dr.
Ir. Maftuchah, MP.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan tanpa ada pemaksaan dari
pihak manapun.
Malang, 18 Agustus 2015
Yang menyatakan,
Nurnaningsih
NIM. 201110200311055
Ketua Peneliti PHB/
Pembimbing II Skripsi,
Ir. Agus Zainudin, MP.
Mengetahui:
Anggota Peneliti PHB,
Pembimbing I Skripsi,
Dr. Ir. Maftuchah, MP.
Dr. Ir. Fatimah Nursandi,M.Si.
Mengetahui:
Ketua Jurusan/Prodi Agroteknologi FPP UMM,
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 07 Desember 1993 di Blitar
Jawa Timur, sebagai putri kedua dari dua bersaudara. Ayahanda
bernama Gimun Hadiyanto, Ibunda Tumini dan Ayunda Indah
Fitriana. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak
Raudhatul Adfal (RA) Perwanida Tegalasri lulus tahun 1999,
Sekolah Dasar di Madrasah Ibtidaiyah Negeri (MIN) Tegalasri Wlingi Kabupaten Blitar
Pada Tahun 2005, kemudian melanjutkan ke jenjang Sekolah Menengah Pertama di
Madrasah Tsanawiyah (MTs) Darul Huda Wlingi Kabupaten Blitar lulus tahun 2008, dan
masuk Sekolah Menengah Atas di Madrasah Aliyah Negeri (MAN) Wlingi Kabupaten
Blitar lulus tahun 2011.
Penulis melanjutkan pendidikan di Program Studi
Agroteknologi, Jurusan
Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang pada tahun
2011. Semasa perkuliahan penulis aktif dalam Himpunan Mahasiswa Jurusan Agronomi
tahun 2012/2013. Selain aktif pada kegiatan organisasi, penulis juga aktif sebagai asisten
praktikum Laboratorium Agronomi semester genap Tahun 2012/2013, asisten praktikum
Laboratorium Agribisnis semester ganjil Tahun 2013/2014. Selain itu penulis juga pernah
mendapat kesempatan lolos Program Karya Tulis Ilmiah (PKM) bidang penelitian tahun
2015 dengan judul “Efektivitas Introduksi Gen OsDREB1A Pada Transformasi Tiga
Genotip Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Melalui Jalur Tabung Polen”. Penulis juga
menjadi tenaga parttime selama 2 semester pada Tahun 2014/2015.
PERSEMBAHAN
“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah
selesai (mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu (Q.S. Al Insyirah :
6-8)
Jika ingin mencapai tujuan yang sangat besar, maka harus belajar untuk jatuh cinta
pada kerja keras. Merry Riana
Karya kecil ini kupersembahkan untuk:
Syukur alhamdulilah kepada Allah SWT, taburan kasih sayangMu telah
memberiku kekuatan akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan.
Sebagai tanda bukti, hormat dan rasa terimakasih kepada Ayahanda Gimun
Hadiyanto, Ibunda Tumini yang telah memberikan kasih sayang, do’a, semangat
dan segala dukungan baik moril maupun materil.
Sebagai tanda bakti dan terimakasihku kepada “Ukhty Indah Fitriana” yang setia
memberikan alunan do’a, semangat dan segala dukungan baik moril maupun
materil.
Sahabat-sahabatku Susi Maetasari, Lutfiyah Ariana, Fazat Fairuzia, Vebrina Reza,
Alifya Sita, terimakasih atas bantuannya, do’a, semangat, dan celotehannya.
Sebagai ucapan terimakasih teman-teman Agronomi 2011 telah memberikan
semangat dan motivasi serta kebersamaannya selama ini.
Keluarga Besar Sentra HKI UMM, terimakasih atas bantuan dan dukungannya
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Syukur Alhamdulilah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyeleaikan
laporan penelitian yang berjudul “Optimasi Konsentrasi DNA Plasmid pCambia 1301
Pada Transformasi Langsung Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”.
Tersusunnya laporan penelitian ini merupakan salah satu persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian
Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Pada kesempatan kali ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:
1) Kedua orang tua Ayah Gimun Hadianto dan Ibu Tumini serta kakak Indah Fitiana
2) Ibu Dr. Ir. Fatimah Nursandi, M.Si. selaku Pembimbing Utama yang telah bersedia
mengarahkan dan membimbing dalam penyusunan skripsi ini.
3) Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. selaku Pembimbing Pendamping yang telah sabar
membimbing dan mendampingi pada proses penyusunan skripsi ini.
4) Ibu Dr. Ir. Maftuchah, MP. dan Dr. Ir. Erny Ishartati, MP. selaku dosen penguji yang
telah memberikan kritikan dan saran dalam penyusunan skripsi.
5) Serta semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Penulis
menyadari
bahwa
penulisan
laporan
penelitian
ini
masih kurang sempurna dan terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan adanya masukkan,baik saran maupun kritik yang bersifat membangun dari
semua pihak. Semoga laporan ini bisa bermanfaat, khususnya bagi penulis sendiri,
umumnya bagi pembaca. Sekian terimakasih.
Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Malang, 18 Agustus 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Isi
Halaman
KATA PENGANTAR..................................................................................
i
DAFTAR ISI................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN................................................................................
vi
RINGKASAN...............................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah...........................................................................
3
1.3 Tujuan.............................................................................................
3
1.4 Hipotesa..........................................................................................
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengembangan Tanaman Jarak Pagar.............................................
5
2.2 Vektor Pada Transformasi Gen.......................................................
8
2.3 Transformasi pada Tanaman J.curcas.............................................
9
2.4 Transformasi Langsung Melalui Jalur Tabung Serbuk sari............
12
III. METODE PELAKSANAAN
3.1 Alat dan Bahan................................................................................
14
3.1.1 Alat.............................................................................................
14
3.1.2 Bahan.........................................................................................
14
3.2 Metode Kerja...................................................................................
14
3.4 Parameter Pengamatan....................................................................
18
3.5 Denah Penelitian.............................................................................
20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil.................................................................................................
22
4.1.1 Rerata umur panen, panjang buah, diameter besar buah, dan
diameter kecil buah....................................................................
4.1.2 Rerata jumlah buah, jumlah biji, dan berat kering biji ..............
22
4.1.3 Rerata saat muncul radikula, daya kecambah benih, dan saat
kecambah terangkat...................................................................
ii
4.1.4 Rerata saat saat muncul daun, dan jumlah daun .......................
24
23
25
4.1.5 Hasil uji hpt II dan uji gus-A pada daun....................................
26
4.1.6 Karakter kuantitatif pada tanaman transgenik putative...........
30
4.2 Pembahasan.....................................................................................
36
4.2.1 Pengaruh beberapa konsentrasi plasmid terhadap umur panen,
panjang buah, diameter besar buah, diameter kecil buah,
jumlah buah, jumlah biji, dan berat kering biji……………..
4.2.2 Pengaruh beberapa konsentrasi terhadap saat muncul radikula,
daya kecambah, saat kecambah terangkat, saat muncul daun,
dan jumlah daun ........................................................................
4.2.3 Hasil uji hpt II dan uji gus-A pada daun ...................................
4.2.4 Karakter kuantitatif pada tanaman transgenik putative..............
36
39
41
44
V. KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan......................................................................................
46
5.2 Saran................................................................................................
47
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................
48
LAMPIRAN................................................................................................
54
DAFTAR TABEL
Teks
Halaman
Beberapa konsentrasi plasmid DNA yang berhasil diintroduksi
melalui tabung serbuk sari..................................................................
13
Nomor
1.
2.
Rerata umur panen, jumlah buah, diameter besar buah dan diameter
kecil buah.............................................................................................
23
24
3.
Rerata panjang buah, jumlah biji, dan berak kering biji .....................
4.
25
5.
Rerata saat muncul radikula, presentase kecambah, saat kecambah
terangkat ..............................................................................................
Rerata Saat Saat Muncul Daun, dan Jumlah daun .............................
6.
Hasil Uji hpt II dan Uji gus-A Pada Daun..........
28
7.
Jumlah Sampel Tanaman yang Lolos uji hpt II dan Uji gus-A...........
29
25
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1
Plasmid DNA pCambia 1301................................................................
9
2
Denah penelitian di lapang...................................................................
20
3
Denah penelitian di persemaian............................................................
20
4
Diagram Alur Penelitian.......................................................................
21
5
Kenampakan hasil uji ketahanan higromisin pada daun jarak pagar...
26
6
Kenampakan hasil uji gus-A pada daun jarak pagar............................
27
7
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Tinggi Tanaman..................
30
8
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Panjang Daun......................
31
9
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Jumlah Lekukan Daun........
32
10 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Lebar Daun.........................
33
11 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Panjang Tangkai.................
34
12 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Diameter Batang.................
35
Nomor
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
1a.
1b.
1c.
1d.
1e.
2a.
2b.
3a.
3b.
3c.
3d.
3e.
4.
5a.
5b.
5c.
6.
7.
8.
Teks
Hasil Analisis Ragam Umur Panen Buah.......................................
Hasil Analisis Ragam Jumlah Buah Yang Dipanen.......................
Hasil Analisis Ragam Diameter Buah Kecil...................................
Hasil Analisis Ragam Diameter Buah Besar..................................
Hasil Analisis Ragam Panjang Buah .............................................
Hasil Analisis Ragam Berat Kering Biji Per Buah.........................
Hasil Analisis Ragam Berat Kering Biji Per Buah.........................
Hasil Analisis Ragam Saat Muncul Radikula.................................
Hasil Analisis Ragam Daya Kecambah..........................................
Hasil Analisis Ragam Saat Kecambah Terangkat..........................
Hasil Analisis Ragam Saat Muncul Daun.......................................
Hasil Analisis Ragam Jumlah Daun...............................................
Proses Penyisipan plasmid Melalui Tabung Serbuk sari................
Kenampakan Buah JCUMM5 yang dipanen..................................
Kenampakan Buah JCUMM6 yang dipanen..................................
Kenampakan Buah JCUMM7 yang dipanen..................................
Proses Penetesan pengujian hpt II pada daun tanaman jarak pagar
Hasil Uji hpt II................................................................................
Hasil Uji gus-A...............................................................................
Halaman
54
54
54
55
55
56
56
57
57
57
58
58
59
60
61
62
63
64
66
DAFTAR PUSTAKA
Adikarsih, R., dan J. Hartono. 2007. Pengaruh kemasakan buah terhadap mutu benih
jarak pagar (Jatropha curcas L.). Prosiding Lokakarya II Status Teknologi
Tanaman Jarak Pagar Jatropha curcas L., Bogor: Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. Vol
2: 143-148
Afandi, Rofiq. 2009. Keberhasilan Reproduksi Jarak Pagar: Penyerbukan Alami dan
Buatan. Prodi Pemuliaan dan Teknologi Benih. Fakultas Pertanian. Institut
Pertanian Bogor. Bogor
Anggriawan, Arik. 2012. Analisis Tanaman Jarak Pagar Transgenik (Jatropha Curcas L)
Menggunakan Primer Gen GusA.Jurusan Agronomi. Fakultas PertanianPeternakan. Universitas Muhammadiyah Malang.
Arisanti, Yusi. 2010. Analisis Karakter Agronomi dan Pita Isozim Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.) di Daerah Beriklim Basah. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Basha, S.D. and M. Sujatha. 2009. Genetic analysis of Jatropha spesies and interspesific
hybrids of Jatropha curcas using nuclear and organelle specific markers.
Euphytica 168 : 197-214
Bibi, Noreen. Fan, Kai. Yuan, Shuna. Ni, Mi. Ahmed, Imrul Mosaddek. Malik, Waqas.
Wang, Xuede. 2013. An efficient and highly reproducible approach for the
selection of upland transgenic cotton produced by pollen tube pathway method.
Department of Plant Breeding and Genetics, Bahauddin Zakariya University,
Multan, Pakistan. AJCS 7(11):1714-1722
Cambia
Labs.
2006.
pCAMBIA
vectors.
2006.
12
hlm.
http://www.cambia.org/daisy/cambia/585.html. (Diakses tanggal 1September
2015 jam 08.58).
Chaidamsari, T., A. Suwanto, L. Winata, dan D. Santoso. 1999. Transformasi dan
Ekspresi Gen gus pada Beberapa Jaringan Tanaman Kakao. Bogor: Unit
penelitian bioteknologi perkebunan. Jurnal Bioteknologi Pertanian, Vol 4, No.1,
1999, pp 28-35
Chawla HS. 2002. Introduction to Plant Biotechnology 2nd Edition. New Hampshire
(US): Science Publishers Inc
Divakara BN, Upadhyaya HD, Wani SP, Laxmipathi Gowda CL. 2009. Biology and
genetic improvement of Jatropha curcas L.: A review. Applied Energy 87:732742
48 Laxmipathi Gowda CL., 2009. Biology And
Divakara BN, Upadhyaya HD, Wani SP,
Genetic Improvement Of Jatropha curcas L. dalam Dyah Rully dkk, Induksi
Perakaran Tunas Invitro Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Pada Berbagai
Komposisi Media. Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Malang.
Farhanudin. 2009. Dalam Makkar, H. P. S and K. Becker,. Potential of J. curcas seed
meal as a prote supplement to livestock feed. Constrains to its utilization and
possible srategies to overcome constraints. Procedings of Jatropha. Internationa
Symposium on Biofuel and Industrial Products from Jatropha curcas an Other
Tropical Oil Seed Plant. Managua, Nicaragua, Mexico.
Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H. Hanafie, I. K. Reksowardjojo, M. Rivai,
M. Ihsanur, P. Suryadarma, T. Prawitasari, T. Prakoso, W. Purnama. 2006. Jarak
Pagar Tanaman Penghasil Biodesel. Penebar Swadaya. Jakarta. 132 hal.
Hartati, Rr Sri dan H, Bambang. 2011. Keragaan F1 Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Di
Pakuwon, Sukabumi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Bogor.
Balai Penelitian Tanaman Pemanis dan Serat Alam.
Hasnam dan Z. Mahmud. 2006. Panduan umum perbenihan jarak pagar (Jatropha curcas
L). Bogor, Puslitbangbun. 26 hlm.
Hasnam et al. 2007. Pengadaan bahan tanam jarak pagar di Indonesia ; Desa mandiri
energi serta strategi penelitian di masa datang. Makalah pada Lokakarya Nasional
Jarak Pagar III di Balittas Malang, 5 Nopember 2007
Heller, J. 1996. Physic Nut, Jatropha curcas L. – Promoting the Conservation and Use
of Underutilized and Neglected Crop 1. International Plant Genetic Resources
Institure. Rome. 66p.
Henning, R. 2000. The Jatropha Booklet. A Guide to The Jatropha System and Its
Dissemination in Zambia, produced for GTZ-Support-Project Southern Province,
Zambia. http//www.jatropha.de/documents/jcl- booklet.pdf [Januari 2006].
Hiei Y, Komari T, dan Kubo T. 1997. Transformation of ricemediated by Agrobacterium
tumefaciens. Plant Mol Biol 35:205-218
Islam AKMA, Anuar N, Yaakob Z, Osman M. 2011. Heterosis of Seed yield and its
components in Jatropha (Jatropha curcas L.). International Journal of Plant
Breeding 5(2): 74-79
Jefferson, R. A. 1987. Assaying Chimeric Genes in Plant : The GUS gene Fusion System.
Plant Molekuler Biology Reporter. Volume 5, Number 4 : 387-405.
Joshi M, Mishra A, Jha B. 2011. Efficient genetic transformation of Jatropha curcas L.
by microprojectile bombardment using embryo axes. Ind Crops and Prod. 33:67–
77. doi:10.1016/j.indcrop.2010.09.002.
Jouanin L, Brasileiro ACM, Leple JC, Pilate G, Cornu D (1993) Genetic transformation:
a short review of methods and their application, results and perspectives for forest
trees. Annals of Forest Science 50: 325-336
Kasuga M, Miura S, Shinozaki K and Yamaguchi-Shinozaki K. 2004. A Combination of
the Arabidopsis DREB1A Gene and Stress Inducible rd29A Promoter Improved
Drought- and Low Temperature Stress Tolerance in Tobacco by Gene Transfer.
Biological Resources Division, Japan International Research Center for
Agricultural Sciences (JIRCAS). Japan. Plant Cell Physiol. 45(3): 346–350
Kumar N, Anand KGV, Pamidimarri DVNS, Sarkar T, Reddy MP, Radhakrishnan T,
Kaul T, Reddy MK, Sopori SK. 2010. Stable genetic transformation of Jatropha
curcas via Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transfer using leaf explants.
Ind Crops and Prod. 32:41-47. doi:10.1016/j.indcrop.2010.03.002
Lal da Lal, 1993. Cit. Maftuchah. 2008. Transformasi Genetik Padi Indica. Malang :
UMM Press.
Lei BJ, Yin GC, Lu CH, Qian H, Zhang KW, Zhou SJ, Wang SL (1991) Study of
exogenous DNA directly transfered into soybean. Soybean Sci 1: 008.
Lele, S. 2005. The Cultivation of J. curcas. Res: J-22, Sector, Vashi, Navi Mumbai,
400703, India.
Li M, Li H, Jiang H, Pan X, Wu G. 2008. Establishment of an Agrobacterium-mediated
cotyledon disc tranformation method for Jatropha curcas. Plant Cell Tissue
Organ Cult. 92:173-181. doi:10.1007/s11240-007-9320-6.
Listanto. E., G.A .Watimena, N.M. Armini, M.S .Sinaga, E. Sofiari dan M. Herman.
2009. Regenerasi Beberapa Kultivar Kentang dan Transformasi Kentang dengan
Gen RB Melalui Agrobacterium tumefaciens. Hortikultuortikultura. 9(2):137- 147.
Liu D, Yuan Y, Sun H (1992) A study of exogenous DNA introduction into cultivated
soybean. Adv Mol Breed Res Agri. 134-140.
Luo, Zhong-xun and Ray Wu. 1988. A Simple Methodfor the Transformation of RiceVia
the Pollen-Tube Pathway. Section of Biochemistry, Molecular and Cell Biology
CornelI University, Ithaca, New York. Plant Molecular Biology Reporter.Vol 6(3)
1988. 165-174
Maftuchah. 2008.Transformasi Genetik Padi Indica. Malang : UMM Press.
Maftuchah, 2012. Rekayasa Genetik Padi Indica. Buku Litera Jogjakarta. Jogjakarta. Hal
43-44
Maftuchah, Z. Agus, S.Hadi, I.Mohammad. 2014. Stabilitas Daya Hasil Beberapa Nomor
Unggul Hasil Persilangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Pada Lahan
Kering
Mahmud Z. 2006. Infotek Jarak Pagar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan,
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
Martin N,Forgeois P, Picard E.1992. Investigations on transformingTriticum aestivum via
the pollen tube pathway INRA-UPS-CNRS, Station de Génétique Végétale,
Ferme du Moulon, 91190, Gif-sur-Yvette, France. 12, 537-544
Melisa, 2011. Karakterisasi Morfologi dan Agronomi 13 Aksesi Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.). Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Misra M, Misra AN. 2010. Jatropha : the biodiesel plant biology, tissue culture and
genetic transformation – a review. Int J Pure Appl Sci Technol [Internet].
Diunduh pada 11 Oktober 2014; 09:53:24 Malang. Terdapat pada
http://jatropha.pro/PDF_bestanden/The_biodiesel_plant_biology.pdf
Mulyaningsih, E.S. dan H. Aswiginoor. 2010. Pewarisan Gen Penanda HPT (hygromicin
fosfotranferase test) berdasarkan analisa PCR dan ekspresinya pada Populasi Padi
transforman mengoverekspresikan gen HD ZIP Pshox-6. Jurnal penelitian Pasca
Sarjana. ITB
NCBI (National Center for Biotechnology Information).n2008. Binary vector pCAMBIA1301, complete sequence. 29 April 2008. 6 hlm.
Nicholl, D.S.T. 2002. An introduction to genetic engineering. 2nd ed. Cambridge
Universiry Press, New York: xi+292 hlm.
Nugrahani, Ratri Ariatmi. 2008. Perancangan Proses Pembuatan Pelumas Dasar Sintetis
Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Melalui Modifikasi Kimiawi.
Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Nurcholis, M. dan S. Sumarsih. 2007. Jarak Pagar dan Pembuatan Biodiesel. Kanisius.
Yogyakarta. 83 hal.
Nuryani Y. 2007. Pemanfaatan jarak pagar sebagai obat. Infotek Jarak Pagar 2:3
Pambudi, A. 2009.Teknik Transformasi Genetik Beberapa Tanaman Menggunakan
Agrobacterium Tumefaciens. Bogor :Institut Pertanian Bogor. Abstrak G09.
Parthiban, K.T, Kumar, R.S, Thiyagarajan P, V. Subbulakshmi, S. Vennila and M.
Govinda Rao. 2009. Hybrid Progenies In Jatropha – A New Development Forest
College and Research Institute, Tamil Nadu Agricultural University,
Mettupalayam 641 301, India.
Perry, D.A. 1979. Seed Vigour and Seedling Establishment. Advance in Research and
Technology of Seeds, 2:62-85.
Prihanda, R dan R, Hendroko. 2006. Petunjuk Budi Daya Jarak Pagar. Jakarta:
AgroMedia Pusataka
Puslitbangbun]. 2009. Populasi Komposit Jarak Pagar IP3-A dan IP3-B telah Dirilis.
www.perkebunan.litang.deptan.go.id
Santoso, Bambang Budi. 2009. Karakterisasi Morfo-Ekotipe dan Kajian Beberapa Aspek
Agronomi Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Di Nusa Tenggara Barat. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Satifah, Siti dan Darjanto. 1990. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik
Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia. Jakarta Pusat.
Shan, Wenying. Zhao, Cong. Fan, Jianguang. Cong, Hongzi. Liang, Shicai. Yu, Xiyan.
2012. Antisense Suppression Of Alcohol Acetyltransferase Gene In Ripening
Melon Fruit Alters Volatile Composition. State Key Laboratory of Crop Biology,
College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural
University, Tai’an, Shandong 271018, PR China
Sharma S, Kumar N, Reddy MP. 2011. Regeneration in Jatropha curcas: factors
affecting the efficiency of in vitro regeneration. Ind Crops and Prod. 34: 943–
951. doi:10.1016/j.indcrop.2011.02.017.
Singh A, Reddy MP, Chikara J, Singh S. 2010. A simple regeneration protocol from stem
explants of Jatropha curcas - A biodiesel plant. Ind Crops and Prod. 31:209–213.
doi:10.1016/j.indcrop.2009.10.007.
Siregar, Novita R. Andriany. 2013 dalam Chahal GS, Gosal SS. Principles and
Procedures of Plant Breeding. India (IN): Alpha Science International Ltd.
Stomp, A.M., C.A. Loopstra, W.S. Chilton, R.R. Sederoff, L.W. Moore. 1990. Extended
Host Range of Agrobacterium tumefaciens in The Genus Pinus. Plant Physiol
92:1226-1232.
Sudarmo, H. dan M. Machfud. 2009. Keragaan fenotipa F-1 hasil persilangan jarak pagar
(Jatropha curcas L.) Prosiding Lokakarya Nasional V. Inovasi Teknologi dan
Cluster Pioneer menuju DME berbasis jarak pagar. Malang, 4 November 2009.
Hlm 44-49.
Sulistyaningsih YC. 2012. Rekayasa ekspresi gen pembungaan HD3A pada tanaman
jarak pagar (Jatropha curcas L.) [Disertasi]. Bogor (ID) : IPB.
http://plants.usda.gov/core/profile?symbol=JACU2.
USDA,2014.Plants
Database.
Diakses pada tanggal 18 September 2014.
Utomo, Bambang Priyo, 2008. Fenologi Pembungaan dan Pembuahan Jarak Pagar
(Jatropha curcas L.) Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Wu et al., 1988. dalam Wen-Shaw Chen. Gene Transfer Via Pollen Tube Pathway For
Anti-Fusarium Wilt In Watermelon. Departement of Biological Scienses, National
Sun Yat-sen University, Kaohsiung City, Taiwan, Republic Of China. : Vol.46
No.6
Xu, Huini. Sun, Xudong. Wang, Xiufeng. Shi, Qinghua. Yang, Xiaoyu. Yang, Fengjuan.
2011. Involvement of a cucumber MAPK gene (CsNMAPK) in positive
regulation of ROS scavengence and osmotic adjustment under salt stress.
Biotechnology Research Centre, Kunming University of Science and Technology,
Kunming 650224, PR China
Xu, Y.,Zhou, C., Wang, C. and Li, B. (1991) dalam Wen-Shaw Chen.1998. Gene
Transfer Via Pollen Tube Pathway For Anti-Fusarium Wilt In Watermelon
Zainudin, Agus dan Maftuchah. 2010. Pengembangan Metode Isolasi DNA Genom Pada
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha Curcas). Fakultas Pertanian. Universitas
Muhammadiyah Malang
Zhou GY, Weng J, Zeng Y, Huang J, Qian S, Liu G.1983. Introduction of exogenous
DNA into cotton embryos. Methods Enzymol. 101: 433-481
Zong Hua, W. Shenghua, O.Chao, D. Xinlin, L. Liang, L. Junqiang And C.
Fang.2010.Agrobacterium-mediated Transformation of Jatropha curcas Young
Leaf Explants with Lateral Shoot-Inducing Factor (LIF). Department of
Bioengineering, Yibin Vocational and Technical College, Yibin 644003, China.
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang termasuk famili
Euphorbiaceae (Nurcholis dan Sumarsih, 2007; Zong et al., 2010; Misra dan
Misra, 2010; USDA, 2014) dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar biodiesel dan
bahan bakar rumah tangga (Hasnam dan Mahmud, 2006; Prihandana dan
Hendroko, 2006). Minyak jarak pagar merupakan sumber minyak terbarukan
(reneweble fuels) dan termasuk non edible oil sehingga tidak bersaing dengan
kebutuhan konsumsi manusia seperti pada minyak kelapa sawit (Heller, 1996;
Hening, 2000; Zainudin dan Maftuchah, 2010). Nuryani (2007) menyatakan jarak
pagar juga sudah digunakan untuk pengobatan di beberapa negara, misalnya untuk
mengobati kanker, luka bakar, dan asam urat. Di negara-negara yang miskin
seperti India, Mali, Tanzania dan Gambia, jarak pagar telah lama dikembangkan
menjadi pengganti solar dan minyak tanah (Hasnam dan Mahmud, 2006).
Metode transformasi genetik yang banyak digunakan dalam transformasi
jarak pagar secara in vitro adalah metode transfer gen langsung yaitu penembakan
partikel, dan metode mediasi vektor yaitu Agrobacterium tumefaciens. A.
Tumefaciens merupakan salah satu teknik transformasi yang banyak dilakukan
oleh para peneliti dan telah berhasil dengan baik (Listanto et al., 2009). Introduksi
gen dengan penembakan partikel terus dioptimumkan oleh Joshi et al., (2011)
hasilnya, telah diperoleh transformasi jarak pagar yang stabil dengan effisiensi
transformasi 44,7%. Metode ini akan digunakan pada introduksi gen yang
diinginkan untuk perbaikan jarak pagar.
1
2
Pengembangan teknik transfer gen dengan metode langsung melalui kultur
jaringan (in vitro) memiliki kelemahan yaitu regenerasi rendah (Sharma et al.
2011; Li et al. 2008), sehingga metode langsung transformasi melalui jalur tabung
serbuk sari (in vivo) diharapkan dapat digunakan. Metode langsung melalui
tabung serbuk sari dengan masing-masing konsentrasi yang berbeda sudah
berhasil diterapkan pada tanaman Gandum (0,2 µg µl-1) (Martin et al., 1992), Padi
(0,05 µg µl-1) (Luo, Zhong-xun dan Ray Wu, 1988), Mentimun (0,05 µg µl-1) (Xu
et al, 2011), Melon (1 µg µl−1) (Shan et al., 2012), dan Kapas (0,03 µg µl−1) (Bibi
et al., 2013).
Salah satu komponen penting yang diperlukan dalam transformasi gen
secara langsung yaitu adanya plasmid vektor. Karakteristik utama suatu plasmid
vektor adalah memiliki origin of replication (ori), adanya marker penyeleksi serta
situs kloning (Dale dalam Maftuchah, 2012). Pada saat ini telah dikenal berbagai
jenis vektor yang dapat dipergunakan dalam pelaksanaan teknik transfer gen,
salah satunya yaitu plasmid pCambia1301. Sifat khusus dari pCambia adalah
rangkainnya yang lengkap, memiliki pBR322 origin of replication untuk replikasi
dalam E.coli dan Agrobacterium, membawa gen hpt II untuk ketahanan terhadap
antibiotik higromisin, gen npt II untuk ketahanan terhadap kanamisin, gen gus-A
serta dapat diuji dengan seleksi biru-biru karena membawa gen lacZ (Brown
dalam Maftuchah, 2012).
Salah satu strategi deteksi awal yang umum dilakukan untuk mengetahui
terjadinya transformasi adalah screening seluruh sel/jaringan tanaman yang telah
ditransformasi untuk ekspresi gen pelapor. Gen pelapor yang dimaksud yaitu gen
hpt II dan gus-A (Mulyaningsih dan Aswidinoor, 2010).
3
Permasalahan yang dihadapi sehubungan dengan pengembangan jarak
pagar yaitu keberhasilan regenerasi rendah karena pengakarannya lemah
sehinggga daya aklimatisasi juga rendah (Sharma et al. 2011; Li et al,. 2008).
Oleh karena itu, penelitian ini melakukan metode transformasi skala in vivo, salah
satu metode transformasinya yaitu melalui jalur tabung serbuk sari dengan
beberapa konsentrasi yang berbeda.
1.2 Rumusan Masalah
Sebagaimana latar belakang diatas maka ditemukan rumusan masalah
yaitu sebagai berikut:
1. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 pada proses
transformasi langsung melalui jalur tabung serbuk sari berpengaruh terhadap
pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga genotipe jarak pagar?
2. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid 1301 pada transformasi langsung
tiga genotipe jarak pagar menunjukkan ekspresi gen hpt II dan gus-A pada
bibit-bibit tanaman T0 yang diperoleh?
3. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid 1301 pada transformasi langsung
tiga genotipe jarak pagar berpengaruh terhadap beberapa karakter kuantitatif
tanaman jarak pagar transgenik putative hasil seleksi menggunakan antibiotik
higromisin?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mempelajari optimasi konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 terhadap
keberhasilan pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga geotipe jarak
pagar.
4
2. Mengetahui ekspresi gen hpt II dan gus-A pada bibit-bibit tanaman T0 yang
diperoleh dari perlakuan konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 pada
transformasi langsung tiga genotipe jarak pagar.
3. Mengetahui beberapa karakter kuantitatif tanaman jarak pagar transgenik
putative hasil seleksi menggunakan antibiotik higromisin pada masing-masing
genotipe dan konsentrasi.
1.4 Hipotesa
1. Terdapat perbedaan pengaruh konsentrasi DNA plasmid 1301 terhadap
pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga genotipe tanaman jarak
pagar.
2. Terdapat bibit tanaman transgenik akibat perlakuan konsentrasi DNA plasmid
1301 pada transformasi langsung tiga genotipe jarak pagar menggunakan gen
hpt II dan gen gus-A.
3. Tidak terdapat perbedaan pada beberapa karakter kuantitatif tanaman jarak
pagar transgenik putative hasil seleksi menggunakan antibiotik higromisin.
PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana Strata Satu (S-1)
Program Studi Agroteknologi
Diajukan Oleh:
NURNANINGSIH
(201110200311055)
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
MALANG
2015
SKRIPSI
OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA 1301
PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Dipersiapkan dan disusun oleh:
NURNANINGSIH
(Nim. 201110200311055)
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal 18 Agustus 2015
Susunan Dewan Penguji
Ketua Dewan Penguji/
Pembimbing Utama,
Anggota Dewan Penguji II,
Dr. Ir. Fatimah Nursandi, M.Si.
NIP.19660129 199103 2 004
Dr. Ir. Maftuchah, MP.
NIP.196803121 99212 1 002
Anggota Dewan Penguji I/
Pembimbing Pendamping,
Anggota Dewan Penguji III,
Ir. Agus Zainudin, MP.
NIP.105.9109.0238
Dr. Ir. Erny Ishartati, MP.
NIP.105.8809.0080
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Malang, .....................
Dekan,
Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Damat, MP.
NIP.19640228 199003 1 003
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
NIP. 19641020 199101 1 001
HALAMAN PENGESAHAN
NAMA
: NURNANINGSIH
NIM
: 201110200311055
PROGRAM STUDI : AGROTEKNOLOGI
JURUSAN
: AGRONOMI
FAKULTAS
: PERTANIAN-PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
JUDUL
:OPTIMASI KONSENTRASI DNA PLASMID pCAMBIA
1301 PADA TRANSFORMASI LANGSUNG
TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Skripsi ini telah diterima sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Program Studi Agroteknologi Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Mengesahkan,
Dekan,
Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Damat, MP.
NIP.19640228 199003 1 003
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
NIP. 19641020 199101 1 001
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Nurnaningsih
NIM
: 201110200311055
Jurusan/ Prodi : Agronomi/Agroteknologi
Fakultas
: Pertanian Peternakan
Menyatakan bahwa Karya Ilmiah yang berjudul : “Optimasi Konsentrasi DNA Plasmid
pCambia 1301 Pada Transformasi Langsung Tiga Genotipe Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.)” adalah bukan karya orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan kecuali
dalam bentuk kutipan yang diacu dalam naskah ini dan telah disebut sumbernya. Namun
karena ide dan biaya dari program penelitian yang diketuai oleh Ir. Agus Zainudin, MP.
maka saya tidak berhak untuk mempublikasikan sebagai penulis pertama.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini
tidak benar maka saya berhak mendapatkan sanksi akademik.
Malang, 18 Agustus 2015
Mengetahui,
Pembimbing pendamping,
Yang Menyatakan,
Ir. Agus Zainudin, MP.
Nurnaningsih
SURAT PERNYATAAN
HAK KEKAYAAN INTELEKTUAL
DAN HAK PUBLIKASI
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
NIM
Jurusan/Prodi
Fakultas
Perguruan Tinggi
:
:
:
:
:
Nurnaningsih
201110200311055
Agronomi/Agroteknologi
Fakultas Pertanian dan Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan bahwa penelitian untuk skripsi berjudul ”Optimasi Konsentrasi
DNA Plasmid pCambia 1301 Pada Transformasi Langsung Tiga Genotipe Jarak
Pagar (Jathropa curcas L.)” ini merupakan bagian dari program Penelitian Hibah
Bersaing (PHB) berjudul “Pengembangan Metode Transformasi Langsung pada
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Menggunakan Gen OsDREB1A Melalui
Jalur Tabung Polen (Pollen Tube Pathway)” tahun 2014 di bawah tanggung jawab
Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. (Ketua Peneliti) dan Ibu Dr. Ir. Maftuchah, MP. (Anggota
Peneliti). Karena itu, semua bentuk perlindungan kekayaan intelektual dan publikasi
ilmiah baik seluruh dan/atau sebagian dari hasil penelitian tersebut menjadi hak dan harus
sepengetahuan, persetujuan serta keterlibatan Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. dan Ibu Dr.
Ir. Maftuchah, MP.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan tanpa ada pemaksaan dari
pihak manapun.
Malang, 18 Agustus 2015
Yang menyatakan,
Nurnaningsih
NIM. 201110200311055
Ketua Peneliti PHB/
Pembimbing II Skripsi,
Ir. Agus Zainudin, MP.
Mengetahui:
Anggota Peneliti PHB,
Pembimbing I Skripsi,
Dr. Ir. Maftuchah, MP.
Dr. Ir. Fatimah Nursandi,M.Si.
Mengetahui:
Ketua Jurusan/Prodi Agroteknologi FPP UMM,
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 07 Desember 1993 di Blitar
Jawa Timur, sebagai putri kedua dari dua bersaudara. Ayahanda
bernama Gimun Hadiyanto, Ibunda Tumini dan Ayunda Indah
Fitriana. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak
Raudhatul Adfal (RA) Perwanida Tegalasri lulus tahun 1999,
Sekolah Dasar di Madrasah Ibtidaiyah Negeri (MIN) Tegalasri Wlingi Kabupaten Blitar
Pada Tahun 2005, kemudian melanjutkan ke jenjang Sekolah Menengah Pertama di
Madrasah Tsanawiyah (MTs) Darul Huda Wlingi Kabupaten Blitar lulus tahun 2008, dan
masuk Sekolah Menengah Atas di Madrasah Aliyah Negeri (MAN) Wlingi Kabupaten
Blitar lulus tahun 2011.
Penulis melanjutkan pendidikan di Program Studi
Agroteknologi, Jurusan
Agronomi Fakultas Pertanian Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang pada tahun
2011. Semasa perkuliahan penulis aktif dalam Himpunan Mahasiswa Jurusan Agronomi
tahun 2012/2013. Selain aktif pada kegiatan organisasi, penulis juga aktif sebagai asisten
praktikum Laboratorium Agronomi semester genap Tahun 2012/2013, asisten praktikum
Laboratorium Agribisnis semester ganjil Tahun 2013/2014. Selain itu penulis juga pernah
mendapat kesempatan lolos Program Karya Tulis Ilmiah (PKM) bidang penelitian tahun
2015 dengan judul “Efektivitas Introduksi Gen OsDREB1A Pada Transformasi Tiga
Genotip Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Melalui Jalur Tabung Polen”. Penulis juga
menjadi tenaga parttime selama 2 semester pada Tahun 2014/2015.
PERSEMBAHAN
“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah
selesai (mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu (Q.S. Al Insyirah :
6-8)
Jika ingin mencapai tujuan yang sangat besar, maka harus belajar untuk jatuh cinta
pada kerja keras. Merry Riana
Karya kecil ini kupersembahkan untuk:
Syukur alhamdulilah kepada Allah SWT, taburan kasih sayangMu telah
memberiku kekuatan akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan.
Sebagai tanda bukti, hormat dan rasa terimakasih kepada Ayahanda Gimun
Hadiyanto, Ibunda Tumini yang telah memberikan kasih sayang, do’a, semangat
dan segala dukungan baik moril maupun materil.
Sebagai tanda bakti dan terimakasihku kepada “Ukhty Indah Fitriana” yang setia
memberikan alunan do’a, semangat dan segala dukungan baik moril maupun
materil.
Sahabat-sahabatku Susi Maetasari, Lutfiyah Ariana, Fazat Fairuzia, Vebrina Reza,
Alifya Sita, terimakasih atas bantuannya, do’a, semangat, dan celotehannya.
Sebagai ucapan terimakasih teman-teman Agronomi 2011 telah memberikan
semangat dan motivasi serta kebersamaannya selama ini.
Keluarga Besar Sentra HKI UMM, terimakasih atas bantuan dan dukungannya
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Syukur Alhamdulilah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyeleaikan
laporan penelitian yang berjudul “Optimasi Konsentrasi DNA Plasmid pCambia 1301
Pada Transformasi Langsung Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”.
Tersusunnya laporan penelitian ini merupakan salah satu persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian
Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Pada kesempatan kali ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:
1) Kedua orang tua Ayah Gimun Hadianto dan Ibu Tumini serta kakak Indah Fitiana
2) Ibu Dr. Ir. Fatimah Nursandi, M.Si. selaku Pembimbing Utama yang telah bersedia
mengarahkan dan membimbing dalam penyusunan skripsi ini.
3) Bapak Ir. Agus Zainudin, MP. selaku Pembimbing Pendamping yang telah sabar
membimbing dan mendampingi pada proses penyusunan skripsi ini.
4) Ibu Dr. Ir. Maftuchah, MP. dan Dr. Ir. Erny Ishartati, MP. selaku dosen penguji yang
telah memberikan kritikan dan saran dalam penyusunan skripsi.
5) Serta semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Penulis
menyadari
bahwa
penulisan
laporan
penelitian
ini
masih kurang sempurna dan terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan adanya masukkan,baik saran maupun kritik yang bersifat membangun dari
semua pihak. Semoga laporan ini bisa bermanfaat, khususnya bagi penulis sendiri,
umumnya bagi pembaca. Sekian terimakasih.
Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Malang, 18 Agustus 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Isi
Halaman
KATA PENGANTAR..................................................................................
i
DAFTAR ISI................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN................................................................................
vi
RINGKASAN...............................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah...........................................................................
3
1.3 Tujuan.............................................................................................
3
1.4 Hipotesa..........................................................................................
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengembangan Tanaman Jarak Pagar.............................................
5
2.2 Vektor Pada Transformasi Gen.......................................................
8
2.3 Transformasi pada Tanaman J.curcas.............................................
9
2.4 Transformasi Langsung Melalui Jalur Tabung Serbuk sari............
12
III. METODE PELAKSANAAN
3.1 Alat dan Bahan................................................................................
14
3.1.1 Alat.............................................................................................
14
3.1.2 Bahan.........................................................................................
14
3.2 Metode Kerja...................................................................................
14
3.4 Parameter Pengamatan....................................................................
18
3.5 Denah Penelitian.............................................................................
20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil.................................................................................................
22
4.1.1 Rerata umur panen, panjang buah, diameter besar buah, dan
diameter kecil buah....................................................................
4.1.2 Rerata jumlah buah, jumlah biji, dan berat kering biji ..............
22
4.1.3 Rerata saat muncul radikula, daya kecambah benih, dan saat
kecambah terangkat...................................................................
ii
4.1.4 Rerata saat saat muncul daun, dan jumlah daun .......................
24
23
25
4.1.5 Hasil uji hpt II dan uji gus-A pada daun....................................
26
4.1.6 Karakter kuantitatif pada tanaman transgenik putative...........
30
4.2 Pembahasan.....................................................................................
36
4.2.1 Pengaruh beberapa konsentrasi plasmid terhadap umur panen,
panjang buah, diameter besar buah, diameter kecil buah,
jumlah buah, jumlah biji, dan berat kering biji……………..
4.2.2 Pengaruh beberapa konsentrasi terhadap saat muncul radikula,
daya kecambah, saat kecambah terangkat, saat muncul daun,
dan jumlah daun ........................................................................
4.2.3 Hasil uji hpt II dan uji gus-A pada daun ...................................
4.2.4 Karakter kuantitatif pada tanaman transgenik putative..............
36
39
41
44
V. KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan......................................................................................
46
5.2 Saran................................................................................................
47
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................
48
LAMPIRAN................................................................................................
54
DAFTAR TABEL
Teks
Halaman
Beberapa konsentrasi plasmid DNA yang berhasil diintroduksi
melalui tabung serbuk sari..................................................................
13
Nomor
1.
2.
Rerata umur panen, jumlah buah, diameter besar buah dan diameter
kecil buah.............................................................................................
23
24
3.
Rerata panjang buah, jumlah biji, dan berak kering biji .....................
4.
25
5.
Rerata saat muncul radikula, presentase kecambah, saat kecambah
terangkat ..............................................................................................
Rerata Saat Saat Muncul Daun, dan Jumlah daun .............................
6.
Hasil Uji hpt II dan Uji gus-A Pada Daun..........
28
7.
Jumlah Sampel Tanaman yang Lolos uji hpt II dan Uji gus-A...........
29
25
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1
Plasmid DNA pCambia 1301................................................................
9
2
Denah penelitian di lapang...................................................................
20
3
Denah penelitian di persemaian............................................................
20
4
Diagram Alur Penelitian.......................................................................
21
5
Kenampakan hasil uji ketahanan higromisin pada daun jarak pagar...
26
6
Kenampakan hasil uji gus-A pada daun jarak pagar............................
27
7
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Tinggi Tanaman..................
30
8
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Panjang Daun......................
31
9
Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Jumlah Lekukan Daun........
32
10 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Lebar Daun.........................
33
11 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Panjang Tangkai.................
34
12 Hasil Analisis Rerata (Analysis of Mean) Diameter Batang.................
35
Nomor
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
1a.
1b.
1c.
1d.
1e.
2a.
2b.
3a.
3b.
3c.
3d.
3e.
4.
5a.
5b.
5c.
6.
7.
8.
Teks
Hasil Analisis Ragam Umur Panen Buah.......................................
Hasil Analisis Ragam Jumlah Buah Yang Dipanen.......................
Hasil Analisis Ragam Diameter Buah Kecil...................................
Hasil Analisis Ragam Diameter Buah Besar..................................
Hasil Analisis Ragam Panjang Buah .............................................
Hasil Analisis Ragam Berat Kering Biji Per Buah.........................
Hasil Analisis Ragam Berat Kering Biji Per Buah.........................
Hasil Analisis Ragam Saat Muncul Radikula.................................
Hasil Analisis Ragam Daya Kecambah..........................................
Hasil Analisis Ragam Saat Kecambah Terangkat..........................
Hasil Analisis Ragam Saat Muncul Daun.......................................
Hasil Analisis Ragam Jumlah Daun...............................................
Proses Penyisipan plasmid Melalui Tabung Serbuk sari................
Kenampakan Buah JCUMM5 yang dipanen..................................
Kenampakan Buah JCUMM6 yang dipanen..................................
Kenampakan Buah JCUMM7 yang dipanen..................................
Proses Penetesan pengujian hpt II pada daun tanaman jarak pagar
Hasil Uji hpt II................................................................................
Hasil Uji gus-A...............................................................................
Halaman
54
54
54
55
55
56
56
57
57
57
58
58
59
60
61
62
63
64
66
DAFTAR PUSTAKA
Adikarsih, R., dan J. Hartono. 2007. Pengaruh kemasakan buah terhadap mutu benih
jarak pagar (Jatropha curcas L.). Prosiding Lokakarya II Status Teknologi
Tanaman Jarak Pagar Jatropha curcas L., Bogor: Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. Vol
2: 143-148
Afandi, Rofiq. 2009. Keberhasilan Reproduksi Jarak Pagar: Penyerbukan Alami dan
Buatan. Prodi Pemuliaan dan Teknologi Benih. Fakultas Pertanian. Institut
Pertanian Bogor. Bogor
Anggriawan, Arik. 2012. Analisis Tanaman Jarak Pagar Transgenik (Jatropha Curcas L)
Menggunakan Primer Gen GusA.Jurusan Agronomi. Fakultas PertanianPeternakan. Universitas Muhammadiyah Malang.
Arisanti, Yusi. 2010. Analisis Karakter Agronomi dan Pita Isozim Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.) di Daerah Beriklim Basah. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Basha, S.D. and M. Sujatha. 2009. Genetic analysis of Jatropha spesies and interspesific
hybrids of Jatropha curcas using nuclear and organelle specific markers.
Euphytica 168 : 197-214
Bibi, Noreen. Fan, Kai. Yuan, Shuna. Ni, Mi. Ahmed, Imrul Mosaddek. Malik, Waqas.
Wang, Xuede. 2013. An efficient and highly reproducible approach for the
selection of upland transgenic cotton produced by pollen tube pathway method.
Department of Plant Breeding and Genetics, Bahauddin Zakariya University,
Multan, Pakistan. AJCS 7(11):1714-1722
Cambia
Labs.
2006.
pCAMBIA
vectors.
2006.
12
hlm.
http://www.cambia.org/daisy/cambia/585.html. (Diakses tanggal 1September
2015 jam 08.58).
Chaidamsari, T., A. Suwanto, L. Winata, dan D. Santoso. 1999. Transformasi dan
Ekspresi Gen gus pada Beberapa Jaringan Tanaman Kakao. Bogor: Unit
penelitian bioteknologi perkebunan. Jurnal Bioteknologi Pertanian, Vol 4, No.1,
1999, pp 28-35
Chawla HS. 2002. Introduction to Plant Biotechnology 2nd Edition. New Hampshire
(US): Science Publishers Inc
Divakara BN, Upadhyaya HD, Wani SP, Laxmipathi Gowda CL. 2009. Biology and
genetic improvement of Jatropha curcas L.: A review. Applied Energy 87:732742
48 Laxmipathi Gowda CL., 2009. Biology And
Divakara BN, Upadhyaya HD, Wani SP,
Genetic Improvement Of Jatropha curcas L. dalam Dyah Rully dkk, Induksi
Perakaran Tunas Invitro Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Pada Berbagai
Komposisi Media. Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Malang.
Farhanudin. 2009. Dalam Makkar, H. P. S and K. Becker,. Potential of J. curcas seed
meal as a prote supplement to livestock feed. Constrains to its utilization and
possible srategies to overcome constraints. Procedings of Jatropha. Internationa
Symposium on Biofuel and Industrial Products from Jatropha curcas an Other
Tropical Oil Seed Plant. Managua, Nicaragua, Mexico.
Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H. Hanafie, I. K. Reksowardjojo, M. Rivai,
M. Ihsanur, P. Suryadarma, T. Prawitasari, T. Prakoso, W. Purnama. 2006. Jarak
Pagar Tanaman Penghasil Biodesel. Penebar Swadaya. Jakarta. 132 hal.
Hartati, Rr Sri dan H, Bambang. 2011. Keragaan F1 Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Di
Pakuwon, Sukabumi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Bogor.
Balai Penelitian Tanaman Pemanis dan Serat Alam.
Hasnam dan Z. Mahmud. 2006. Panduan umum perbenihan jarak pagar (Jatropha curcas
L). Bogor, Puslitbangbun. 26 hlm.
Hasnam et al. 2007. Pengadaan bahan tanam jarak pagar di Indonesia ; Desa mandiri
energi serta strategi penelitian di masa datang. Makalah pada Lokakarya Nasional
Jarak Pagar III di Balittas Malang, 5 Nopember 2007
Heller, J. 1996. Physic Nut, Jatropha curcas L. – Promoting the Conservation and Use
of Underutilized and Neglected Crop 1. International Plant Genetic Resources
Institure. Rome. 66p.
Henning, R. 2000. The Jatropha Booklet. A Guide to The Jatropha System and Its
Dissemination in Zambia, produced for GTZ-Support-Project Southern Province,
Zambia. http//www.jatropha.de/documents/jcl- booklet.pdf [Januari 2006].
Hiei Y, Komari T, dan Kubo T. 1997. Transformation of ricemediated by Agrobacterium
tumefaciens. Plant Mol Biol 35:205-218
Islam AKMA, Anuar N, Yaakob Z, Osman M. 2011. Heterosis of Seed yield and its
components in Jatropha (Jatropha curcas L.). International Journal of Plant
Breeding 5(2): 74-79
Jefferson, R. A. 1987. Assaying Chimeric Genes in Plant : The GUS gene Fusion System.
Plant Molekuler Biology Reporter. Volume 5, Number 4 : 387-405.
Joshi M, Mishra A, Jha B. 2011. Efficient genetic transformation of Jatropha curcas L.
by microprojectile bombardment using embryo axes. Ind Crops and Prod. 33:67–
77. doi:10.1016/j.indcrop.2010.09.002.
Jouanin L, Brasileiro ACM, Leple JC, Pilate G, Cornu D (1993) Genetic transformation:
a short review of methods and their application, results and perspectives for forest
trees. Annals of Forest Science 50: 325-336
Kasuga M, Miura S, Shinozaki K and Yamaguchi-Shinozaki K. 2004. A Combination of
the Arabidopsis DREB1A Gene and Stress Inducible rd29A Promoter Improved
Drought- and Low Temperature Stress Tolerance in Tobacco by Gene Transfer.
Biological Resources Division, Japan International Research Center for
Agricultural Sciences (JIRCAS). Japan. Plant Cell Physiol. 45(3): 346–350
Kumar N, Anand KGV, Pamidimarri DVNS, Sarkar T, Reddy MP, Radhakrishnan T,
Kaul T, Reddy MK, Sopori SK. 2010. Stable genetic transformation of Jatropha
curcas via Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transfer using leaf explants.
Ind Crops and Prod. 32:41-47. doi:10.1016/j.indcrop.2010.03.002
Lal da Lal, 1993. Cit. Maftuchah. 2008. Transformasi Genetik Padi Indica. Malang :
UMM Press.
Lei BJ, Yin GC, Lu CH, Qian H, Zhang KW, Zhou SJ, Wang SL (1991) Study of
exogenous DNA directly transfered into soybean. Soybean Sci 1: 008.
Lele, S. 2005. The Cultivation of J. curcas. Res: J-22, Sector, Vashi, Navi Mumbai,
400703, India.
Li M, Li H, Jiang H, Pan X, Wu G. 2008. Establishment of an Agrobacterium-mediated
cotyledon disc tranformation method for Jatropha curcas. Plant Cell Tissue
Organ Cult. 92:173-181. doi:10.1007/s11240-007-9320-6.
Listanto. E., G.A .Watimena, N.M. Armini, M.S .Sinaga, E. Sofiari dan M. Herman.
2009. Regenerasi Beberapa Kultivar Kentang dan Transformasi Kentang dengan
Gen RB Melalui Agrobacterium tumefaciens. Hortikultuortikultura. 9(2):137- 147.
Liu D, Yuan Y, Sun H (1992) A study of exogenous DNA introduction into cultivated
soybean. Adv Mol Breed Res Agri. 134-140.
Luo, Zhong-xun and Ray Wu. 1988. A Simple Methodfor the Transformation of RiceVia
the Pollen-Tube Pathway. Section of Biochemistry, Molecular and Cell Biology
CornelI University, Ithaca, New York. Plant Molecular Biology Reporter.Vol 6(3)
1988. 165-174
Maftuchah. 2008.Transformasi Genetik Padi Indica. Malang : UMM Press.
Maftuchah, 2012. Rekayasa Genetik Padi Indica. Buku Litera Jogjakarta. Jogjakarta. Hal
43-44
Maftuchah, Z. Agus, S.Hadi, I.Mohammad. 2014. Stabilitas Daya Hasil Beberapa Nomor
Unggul Hasil Persilangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Pada Lahan
Kering
Mahmud Z. 2006. Infotek Jarak Pagar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan,
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
Martin N,Forgeois P, Picard E.1992. Investigations on transformingTriticum aestivum via
the pollen tube pathway INRA-UPS-CNRS, Station de Génétique Végétale,
Ferme du Moulon, 91190, Gif-sur-Yvette, France. 12, 537-544
Melisa, 2011. Karakterisasi Morfologi dan Agronomi 13 Aksesi Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.). Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Misra M, Misra AN. 2010. Jatropha : the biodiesel plant biology, tissue culture and
genetic transformation – a review. Int J Pure Appl Sci Technol [Internet].
Diunduh pada 11 Oktober 2014; 09:53:24 Malang. Terdapat pada
http://jatropha.pro/PDF_bestanden/The_biodiesel_plant_biology.pdf
Mulyaningsih, E.S. dan H. Aswiginoor. 2010. Pewarisan Gen Penanda HPT (hygromicin
fosfotranferase test) berdasarkan analisa PCR dan ekspresinya pada Populasi Padi
transforman mengoverekspresikan gen HD ZIP Pshox-6. Jurnal penelitian Pasca
Sarjana. ITB
NCBI (National Center for Biotechnology Information).n2008. Binary vector pCAMBIA1301, complete sequence. 29 April 2008. 6 hlm.
Nicholl, D.S.T. 2002. An introduction to genetic engineering. 2nd ed. Cambridge
Universiry Press, New York: xi+292 hlm.
Nugrahani, Ratri Ariatmi. 2008. Perancangan Proses Pembuatan Pelumas Dasar Sintetis
Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Melalui Modifikasi Kimiawi.
Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Nurcholis, M. dan S. Sumarsih. 2007. Jarak Pagar dan Pembuatan Biodiesel. Kanisius.
Yogyakarta. 83 hal.
Nuryani Y. 2007. Pemanfaatan jarak pagar sebagai obat. Infotek Jarak Pagar 2:3
Pambudi, A. 2009.Teknik Transformasi Genetik Beberapa Tanaman Menggunakan
Agrobacterium Tumefaciens. Bogor :Institut Pertanian Bogor. Abstrak G09.
Parthiban, K.T, Kumar, R.S, Thiyagarajan P, V. Subbulakshmi, S. Vennila and M.
Govinda Rao. 2009. Hybrid Progenies In Jatropha – A New Development Forest
College and Research Institute, Tamil Nadu Agricultural University,
Mettupalayam 641 301, India.
Perry, D.A. 1979. Seed Vigour and Seedling Establishment. Advance in Research and
Technology of Seeds, 2:62-85.
Prihanda, R dan R, Hendroko. 2006. Petunjuk Budi Daya Jarak Pagar. Jakarta:
AgroMedia Pusataka
Puslitbangbun]. 2009. Populasi Komposit Jarak Pagar IP3-A dan IP3-B telah Dirilis.
www.perkebunan.litang.deptan.go.id
Santoso, Bambang Budi. 2009. Karakterisasi Morfo-Ekotipe dan Kajian Beberapa Aspek
Agronomi Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Di Nusa Tenggara Barat. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Satifah, Siti dan Darjanto. 1990. Pengetahuan Dasar Biologi Bunga dan Teknik
Penyerbukan Silang Buatan. Gramedia. Jakarta Pusat.
Shan, Wenying. Zhao, Cong. Fan, Jianguang. Cong, Hongzi. Liang, Shicai. Yu, Xiyan.
2012. Antisense Suppression Of Alcohol Acetyltransferase Gene In Ripening
Melon Fruit Alters Volatile Composition. State Key Laboratory of Crop Biology,
College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural
University, Tai’an, Shandong 271018, PR China
Sharma S, Kumar N, Reddy MP. 2011. Regeneration in Jatropha curcas: factors
affecting the efficiency of in vitro regeneration. Ind Crops and Prod. 34: 943–
951. doi:10.1016/j.indcrop.2011.02.017.
Singh A, Reddy MP, Chikara J, Singh S. 2010. A simple regeneration protocol from stem
explants of Jatropha curcas - A biodiesel plant. Ind Crops and Prod. 31:209–213.
doi:10.1016/j.indcrop.2009.10.007.
Siregar, Novita R. Andriany. 2013 dalam Chahal GS, Gosal SS. Principles and
Procedures of Plant Breeding. India (IN): Alpha Science International Ltd.
Stomp, A.M., C.A. Loopstra, W.S. Chilton, R.R. Sederoff, L.W. Moore. 1990. Extended
Host Range of Agrobacterium tumefaciens in The Genus Pinus. Plant Physiol
92:1226-1232.
Sudarmo, H. dan M. Machfud. 2009. Keragaan fenotipa F-1 hasil persilangan jarak pagar
(Jatropha curcas L.) Prosiding Lokakarya Nasional V. Inovasi Teknologi dan
Cluster Pioneer menuju DME berbasis jarak pagar. Malang, 4 November 2009.
Hlm 44-49.
Sulistyaningsih YC. 2012. Rekayasa ekspresi gen pembungaan HD3A pada tanaman
jarak pagar (Jatropha curcas L.) [Disertasi]. Bogor (ID) : IPB.
http://plants.usda.gov/core/profile?symbol=JACU2.
USDA,2014.Plants
Database.
Diakses pada tanggal 18 September 2014.
Utomo, Bambang Priyo, 2008. Fenologi Pembungaan dan Pembuahan Jarak Pagar
(Jatropha curcas L.) Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Wu et al., 1988. dalam Wen-Shaw Chen. Gene Transfer Via Pollen Tube Pathway For
Anti-Fusarium Wilt In Watermelon. Departement of Biological Scienses, National
Sun Yat-sen University, Kaohsiung City, Taiwan, Republic Of China. : Vol.46
No.6
Xu, Huini. Sun, Xudong. Wang, Xiufeng. Shi, Qinghua. Yang, Xiaoyu. Yang, Fengjuan.
2011. Involvement of a cucumber MAPK gene (CsNMAPK) in positive
regulation of ROS scavengence and osmotic adjustment under salt stress.
Biotechnology Research Centre, Kunming University of Science and Technology,
Kunming 650224, PR China
Xu, Y.,Zhou, C., Wang, C. and Li, B. (1991) dalam Wen-Shaw Chen.1998. Gene
Transfer Via Pollen Tube Pathway For Anti-Fusarium Wilt In Watermelon
Zainudin, Agus dan Maftuchah. 2010. Pengembangan Metode Isolasi DNA Genom Pada
Tanaman Jarak Pagar (Jatropha Curcas). Fakultas Pertanian. Universitas
Muhammadiyah Malang
Zhou GY, Weng J, Zeng Y, Huang J, Qian S, Liu G.1983. Introduction of exogenous
DNA into cotton embryos. Methods Enzymol. 101: 433-481
Zong Hua, W. Shenghua, O.Chao, D. Xinlin, L. Liang, L. Junqiang And C.
Fang.2010.Agrobacterium-mediated Transformation of Jatropha curcas Young
Leaf Explants with Lateral Shoot-Inducing Factor (LIF). Department of
Bioengineering, Yibin Vocational and Technical College, Yibin 644003, China.
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang termasuk famili
Euphorbiaceae (Nurcholis dan Sumarsih, 2007; Zong et al., 2010; Misra dan
Misra, 2010; USDA, 2014) dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar biodiesel dan
bahan bakar rumah tangga (Hasnam dan Mahmud, 2006; Prihandana dan
Hendroko, 2006). Minyak jarak pagar merupakan sumber minyak terbarukan
(reneweble fuels) dan termasuk non edible oil sehingga tidak bersaing dengan
kebutuhan konsumsi manusia seperti pada minyak kelapa sawit (Heller, 1996;
Hening, 2000; Zainudin dan Maftuchah, 2010). Nuryani (2007) menyatakan jarak
pagar juga sudah digunakan untuk pengobatan di beberapa negara, misalnya untuk
mengobati kanker, luka bakar, dan asam urat. Di negara-negara yang miskin
seperti India, Mali, Tanzania dan Gambia, jarak pagar telah lama dikembangkan
menjadi pengganti solar dan minyak tanah (Hasnam dan Mahmud, 2006).
Metode transformasi genetik yang banyak digunakan dalam transformasi
jarak pagar secara in vitro adalah metode transfer gen langsung yaitu penembakan
partikel, dan metode mediasi vektor yaitu Agrobacterium tumefaciens. A.
Tumefaciens merupakan salah satu teknik transformasi yang banyak dilakukan
oleh para peneliti dan telah berhasil dengan baik (Listanto et al., 2009). Introduksi
gen dengan penembakan partikel terus dioptimumkan oleh Joshi et al., (2011)
hasilnya, telah diperoleh transformasi jarak pagar yang stabil dengan effisiensi
transformasi 44,7%. Metode ini akan digunakan pada introduksi gen yang
diinginkan untuk perbaikan jarak pagar.
1
2
Pengembangan teknik transfer gen dengan metode langsung melalui kultur
jaringan (in vitro) memiliki kelemahan yaitu regenerasi rendah (Sharma et al.
2011; Li et al. 2008), sehingga metode langsung transformasi melalui jalur tabung
serbuk sari (in vivo) diharapkan dapat digunakan. Metode langsung melalui
tabung serbuk sari dengan masing-masing konsentrasi yang berbeda sudah
berhasil diterapkan pada tanaman Gandum (0,2 µg µl-1) (Martin et al., 1992), Padi
(0,05 µg µl-1) (Luo, Zhong-xun dan Ray Wu, 1988), Mentimun (0,05 µg µl-1) (Xu
et al, 2011), Melon (1 µg µl−1) (Shan et al., 2012), dan Kapas (0,03 µg µl−1) (Bibi
et al., 2013).
Salah satu komponen penting yang diperlukan dalam transformasi gen
secara langsung yaitu adanya plasmid vektor. Karakteristik utama suatu plasmid
vektor adalah memiliki origin of replication (ori), adanya marker penyeleksi serta
situs kloning (Dale dalam Maftuchah, 2012). Pada saat ini telah dikenal berbagai
jenis vektor yang dapat dipergunakan dalam pelaksanaan teknik transfer gen,
salah satunya yaitu plasmid pCambia1301. Sifat khusus dari pCambia adalah
rangkainnya yang lengkap, memiliki pBR322 origin of replication untuk replikasi
dalam E.coli dan Agrobacterium, membawa gen hpt II untuk ketahanan terhadap
antibiotik higromisin, gen npt II untuk ketahanan terhadap kanamisin, gen gus-A
serta dapat diuji dengan seleksi biru-biru karena membawa gen lacZ (Brown
dalam Maftuchah, 2012).
Salah satu strategi deteksi awal yang umum dilakukan untuk mengetahui
terjadinya transformasi adalah screening seluruh sel/jaringan tanaman yang telah
ditransformasi untuk ekspresi gen pelapor. Gen pelapor yang dimaksud yaitu gen
hpt II dan gus-A (Mulyaningsih dan Aswidinoor, 2010).
3
Permasalahan yang dihadapi sehubungan dengan pengembangan jarak
pagar yaitu keberhasilan regenerasi rendah karena pengakarannya lemah
sehinggga daya aklimatisasi juga rendah (Sharma et al. 2011; Li et al,. 2008).
Oleh karena itu, penelitian ini melakukan metode transformasi skala in vivo, salah
satu metode transformasinya yaitu melalui jalur tabung serbuk sari dengan
beberapa konsentrasi yang berbeda.
1.2 Rumusan Masalah
Sebagaimana latar belakang diatas maka ditemukan rumusan masalah
yaitu sebagai berikut:
1. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 pada proses
transformasi langsung melalui jalur tabung serbuk sari berpengaruh terhadap
pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga genotipe jarak pagar?
2. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid 1301 pada transformasi langsung
tiga genotipe jarak pagar menunjukkan ekspresi gen hpt II dan gus-A pada
bibit-bibit tanaman T0 yang diperoleh?
3. Apakah perlakuan konsentrasi DNA plasmid 1301 pada transformasi langsung
tiga genotipe jarak pagar berpengaruh terhadap beberapa karakter kuantitatif
tanaman jarak pagar transgenik putative hasil seleksi menggunakan antibiotik
higromisin?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mempelajari optimasi konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 terhadap
keberhasilan pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga geotipe jarak
pagar.
4
2. Mengetahui ekspresi gen hpt II dan gus-A pada bibit-bibit tanaman T0 yang
diperoleh dari perlakuan konsentrasi DNA plasmid pCambia 1301 pada
transformasi langsung tiga genotipe jarak pagar.
3. Mengetahui beberapa karakter kuantitatif tanaman jarak pagar transgenik
putative hasil seleksi menggunakan antibiotik higromisin pada masing-masing
genotipe dan konsentrasi.
1.4 Hipotesa
1. Terdapat perbedaan pengaruh konsentrasi DNA plasmid 1301 terhadap
pembentukan buah, biji dan daya kecambah tiga genotipe tanaman jarak
pagar.
2. Terdapat bibit tanaman transgenik akibat perlakuan konsentrasi DNA plasmid
1301 pada transformasi langsung tiga genotipe jarak pagar menggunakan gen
hpt II dan gen gus-A.
3. Tidak terdapat perbedaan pada beberapa karakter kuantitatif tanaman jarak
pagar transgenik putative hasil seleksi menggunakan antibiotik higromisin.