Antosianin merupakan pigmen tanaman yang diproduksi melalui jalur biosintesis khusus pada bunga, buah, daun, dan batang. Pigmen tersebut dapat memberikan warna yang menarik bagi tanaman hias sehingga memiliki nilai jual yang tinggi. Namun, persilangan biasa saat ini tidak bisa menghasilkan spesies dengan warna yang diinginkan karena adanya barier hibridisasi. Saat ini banyak dikembangkan rekayasa genetik yang dapat mengatasi barier tersebut. Salah satu contoh dari rekayasa tersebut adalah dengan ekspresi transgenik dari regulator faktor transkripsi antosianin yang dapat meningkatkan produksi antosianin pada tanaman lain. Beberapa faktor transkripsi yang telah diketahui dapat meningkatkan produksi antosianin adalah ekspresi bersama antara turunan faktor transkripsi bHLH Delila (Del) pada snapdragon (Antirrhinum majus) dengan faktor transkripsi MYB Rose a1 (Ros1). Overekspresi AtMYB12, Del, dan Ros1 meningkatkan ekspresi gen biosintesis antosianin. Namun penelitian tentang gen Del secara independen belum banyak dilakukan, data tersebut diperlukan untuk memahami keterkaitan gen tersebut dalam pigmentasi bunga yang berhubungan dengan antosianin.

Selain itu antosianin juga mempunyai peran penting lain yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, yaitu sebagai antioksidan dan resistensi terhadap cekaman biotik dan abiotik, berupa cekaman salinitas, kekeringan dan infeksi mikroba dan fungi. Antioksidan dapat meningkatkan resistensi terhadap cekaman dikarenakan dapat mempengaruhi rective oxygen spesies (ROS), seperti hidrogen peroksida, oksigen singlet, dan radikal superoksida, yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Diperlukan penelitian untuk mengetahui apakah kandungan antosianin dapat meningkatkan toleransi terhadap cekaman abiotik. Pada penelitian ini dilakukan transgenik pada tembakau dengan ekspresi Del turunan snapdragon dan kemudian dilakukan investigasi pada produksi antosianin menggunakan karakterisasi fenotipik dan molekuler. Selanjutnya diamati ekspresi gen dan aktivitas antioksidan terhadap cekaman untuk mengetahui apakah peningkatan kandungan antosianin dapat mempengaruhi toleransi salinitas dan kekeringan.

Tanaman transgenik menghasilkan 3 fenotip T0 (Gambar 1) yang membedakan tingkat akumulasi antosianin. T0-P : pale red, T0-R : red, T0-S : strong red. Kemudian dilakukan persilangan hingga terbentuk fenotip homozigot dari transgenik T2 (T2-P, T2-R, T2-S) (Gambar 2), antosianin paling tinggi ada pada T2-S yang memiliki sifat homozigot S (strong red), sedangkan kandungan antosianin menurun secara gradual dari T2-R, T2-P, dan wild type (WT). Hal ini juga senada dengan hasil pengamatan visual warna pada ekstrak antosianin yang menunjukkan gradasi warna yang jelas.

Hasil pengamatan ekspresi dari transgenik menunjukkan bahwa semua gen biosintetik antosianin (NtCHS, NtCHI, NtF3H, NtDFR, dan NtANS) terekspresi pada daun tanaman transgenik dengan pola yang tidak jauh berbeda dengan pengamatan fenotipik antosianin (gambar 2), namun NtDFR, dan NtANS tidak terekspresi pada WT. Tidak terekspresinya NtDFR, dan NtANS membuat inaktivasi dari biosintesis antosianin pada daun WT. Pada bunga, semua gen biosintetik antosianin diekspresikan pada semua transgenik dan WT, dengan pola yang sama pula. Hal ini menunjukkan bahwa perbedaan ekspresi NtDFR, dan NtANS pada bunga WT menunjukkan adanya hubungan kedua gen tersebut dalam proses pigmentasi.

Hasil pengukuran antioksidan pada kandungan antosianin berbanding lurus dengan pola ekspresi antosianin, dimana ekspresi antosianin tinggi maka aktivitas antioksidan tinggi (Gambar 5). Hal tersebut menunjukkan adanya hubungan antara tingginya ekspresi antosianin dengan kapasitas antioksidan pada tanaman transgenik. Tingginya kandungan antosianin juga berbanding lurus dengan tinggi tanaman, dan berat kering tanaman pada cekaman salinitas, begitu pula dengan ekspresi dari SOD, POX, dan CAT yang melindungi tanaman dari kerusakan oksidatif dan ekspresi osmotin yang meningkatkan kandungan prolin untuk meningkatkan toleransi salinitas.

Kandungan antosianin tinggi menurunkan densitas dari stomata, dimana gen Del sendiri merupakan gen yang berpengaruh dalam reduksi densitas stomata. Reduksi densitas stomata ini meningkatkan toleransi terhadap cekaman kekeringan. Pada kadar antosianin tinggi kadar air juga tinggi, disebabkan akumulasi antosianin mencegah hilangnya air pada tanaman. Kadar Malondialdehyde (MDA) pada tanaman sebagai indikator atas cekaman kekeringan pada tanaman. Hal ini menunjukkan bahwa kadar MDA pada antosianin tinggi lebih rendah dari pada pada kandungan antosianin yang rendah.

Hasil dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa gen Del dapat meningkatkan produksi antosianin dan toleransi terhadap cekaman dengan meregulasi gen biosintesis antosianin dan gen yang berkorelasi dengan antioksidan. Oleh karena itu, gen Del dapat mempunyai dua fungsi, yaitu sebagai gen yang meningkatkan produksi antosianin dan toleransi terhadap cekaman terhadap tanaman budidaya.

Perspektif

Produksi padi di Indonesia harus mencukupi kebutuhan seluruh rakyat Indonesia. Saat ini, produksi padi dirasa masih kurang, perlu adanya peningkatan dalam produksi tersebut. Peningkatan produksi ini tidak lepas dari faktor lingkungan yang ada, salah satunya adalah minimnya lahan. Pemanfaatan lahan pertanian bisa dilakukan di daerah payau ataupun daerah yang kekurangan air. Namun wild type dari padi sangat tidak toleran terhadap kedua jenis cekaman tersebut. Oleh karena itu, rekombinasi dengan meningkatkan produksi antosianin untuk meningkatkan toleransi terhadap cekaman kekeringan ataupun salinitas diperlukan. Rekombinasi ini bisa dilakukan dengan memanfaatkan gel Delila (Del) yang telah teruji meningkatkan kandungan antosianin dan meningkatkan toleransi pada cekaman abiotik pada Nicotiana tabaccum transgenik.

Kim et al 2007 menyebutkan bahwa biositesis antosianin pada padi (Oryza sativa) dipengaruhi oleh gen phenylalanine ammonia lyase (PAL), chalcone synthase (CHS), flavanone 3β-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol reductase (DFR), dan anthocyanin synthase (ANS). Telah diketahui bahwa gen Del dapat mengaktifkan transkripsi dari NtCHS, NtCHI, NtF3H, NtDFR, dan NtANS, maka sangat mungkin gen Del dapat meningkatkan hasil antosianin pada padi.

Gen Del dapat di introduksi dari Nicotiana tabaccum transgenik pada penelitian di atas. Gen tersebut diisolasi dengan ekstraksi RNA total, kemudian diamplifikasi dengan primer spesifik pada gen Del kemudian di elektroforesis untuk mengetahui base pair yang dikehendaki yaitu gen Del. Kemudian diinsersikan ke dalam vektor ditambah promoter CaMV35S untuk ekspresi yang kontinyu dan kemmudian diintroduksi ke dalam E. coli untuk amplifikasi dan mengetahui kestabilan ekspresi dari gen Del. Selanjutnya vektor di ekstraksi kembali dan ditransformasikan melalui particle bombardment. Cara ini digunakan karena padi merupakan tanaman monokotil yang susah untuk ditransformasi menggunakan Agrobacterium. Setelah proses transformasi, padi yang telah insersi vektor ditumbuhkan secara in vitro, selanjutnya ditumbuhkan pada green house. Kemudian diukur kandungan antosianin di daun, batang, dan bunga. Kemudian diamati pertumbuhan tanaman pada kondisi cekaman salinitas dan kekeringan dan diuji parameter-parameter yang berhubungan seperti pada penelitian di atas.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *