Hasil Penelitian Bioteknologi Tahun 2007
Bioteknologi Tanaman
Peneliti Bioteknologi
Dr. Yohannes Samosir
Diana Larasati Ginting, SSi
Retno D. Setyowati, SSi
Pendahuluan
Penyakit busuk pangkal batang (BPB) yang disebabkan oleh jamur Ganoderma merupakan kendala utama dalam budidaya kelapa sawit di Asia Tenggara. Kerugian serius terjadi pada generasi pertanaman lanjut seperti pada generasi pertanaman ketiga, dimana kematian tanaman akibat serangan penyakit ini dapat mencapai 60 %. Berbagai usaha untuk mengendalikan penyakit ini telah banyak dilakukan termasuk pengendalian secara kultur teknis, mekanik, kimiawi dan pemuliaan tanaman, namun sejauh ini hasilnya kurang memuaskan. Salah satu pendekatan untuk mengatasi penyakit BPB adalah dengan memperoleh bahan tanaman tahan Ganoderma melalui teknik rekayasa genetika atau teknik perakitan gen.<span> </span>Alasan utama digunakannya pendekatan tersebut karena gen ketahanan terhadap Ganoderma belum pernah ditemukan melalui teknik persilangan konvensional dan tidak adanya spesies liar sebagai sumber gen ketahanan Ganoderma.
Kelti Bioteknologi Tanaman juga memberi perhatian pada semakin luasnya penggunaan kacangan penutup tanah khususnya Mucuna bracteata pada perkebunan kelapa sawit dimana tujuan utama penanaman kacangan tersebut terutama untuk menekan perkembangan gulma pada areal bukaan baru perkebunan kelapa sawit, untuk itu perlu optimalisasi budidaya kacangan tersebut dengan inokulasi bakteri Rhizobium pada awal pertumbuhannya.
Perakitan Tanaman kelapa sawit transgenik tahan Ganoderma
Penyakit busuk pangkal batang secara ideal dikendalikan melalui program pemuliaan tanaman dengan menemukan gen-gen yang tahan terhadap Ganoderma, baik yang berasal dari inter atau intraspecies, namun demikian hingga saat ini tanaman yang dimaksud belum pernah ada. Berbagai kendala utama dalam pemuliaan konvensional untuk memperoleh bahan tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma terbentur pada kenyataan bahwa (i) siklus pemuliaan kelapa sawit memerlukan waktu yang cukup lama (10 13 tahun) dan (ii) sumber gen yang resisten terhadap Ganoderma tidak tersedia diantara plasma nutfah kelapa sawit. Untuk itu salah satu strategi untuk mendapatkan tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma adalah dengan jalan menyisipkan gen-gen (transgenik) yang menghasilkan zat-zat yang berfungsi sebagai anti-jamur.Saat ini Pusat Penelitian Kelapa sawit (PPKS) telah berhasil mengisolasi gen lengkap
kitinase dan glukanase yang berasal dari jamur Trichoderma harzianum dimana kedua gen tersebut dikenal sebagai penghasil zat anti-jamur. Disamping itu juga telah berhasil diisolasi gen lengkap stilbene synthase dari tanaman anggur dimana gen tersebut dikenal sebagai penghasil zat anti-jamur resveratrol dan yang tak kalah penting adalah promotor yang tepat untuk mengekspresikan gen-gen penghasil zat anti-jamur tersebut. Dalam hal ini telah berhasil juga diisolasi promotor spesifik akar kelapa sawit yang akan mengekspresikan gen-gen penghasil zat anti-jamur di jaringan perakaran kelapa sawit. Kontruksi gen dengan promotornya akan dilakukan pada plasmid pCAMBIA1302 dan pada tahap berikutnya akan diintegrasikan pada genom kelapa sawit. Dalam rekayasa genetik tanaman kelapa sawit, gen-gen yang akan disisipkan diharapkan dapat diekspresikan secara terus-menerus sepanjang hidup tanaman kelapa sawit terutama pada bagian perakaran. Untuk itu pemilihan promoter yang bersifat konstitutif dan cocok untuk kelapa sawit sangat penting untuk keberhasilan pengendalian Ganoderma.
kitinase dan glukanase yang berasal dari jamur Trichoderma harzianum dimana kedua gen tersebut dikenal sebagai penghasil zat anti-jamur. Disamping itu juga telah berhasil diisolasi gen lengkap stilbene synthase dari tanaman anggur dimana gen tersebut dikenal sebagai penghasil zat anti-jamur resveratrol dan yang tak kalah penting adalah promotor yang tepat untuk mengekspresikan gen-gen penghasil zat anti-jamur tersebut. Dalam hal ini telah berhasil juga diisolasi promotor spesifik akar kelapa sawit yang akan mengekspresikan gen-gen penghasil zat anti-jamur di jaringan perakaran kelapa sawit. Kontruksi gen dengan promotornya akan dilakukan pada plasmid pCAMBIA1302 dan pada tahap berikutnya akan diintegrasikan pada genom kelapa sawit. Dalam rekayasa genetik tanaman kelapa sawit, gen-gen yang akan disisipkan diharapkan dapat diekspresikan secara terus-menerus sepanjang hidup tanaman kelapa sawit terutama pada bagian perakaran. Untuk itu pemilihan promoter yang bersifat konstitutif dan cocok untuk kelapa sawit sangat penting untuk keberhasilan pengendalian Ganoderma.
Produksi Masal Rhizobium untuk kacangan penutup tanah
Pemanfaatan kacangan penutup tanah khususnya M. bracteata pada perkebunan kelapa sawit terutama ditujukan untuk menekan pertumbuhan gulma, untuk menanggulangi erosi permukaan tanah dan pencucian hara tanah. Selain itu serasahnya dapat menjadi menjadi sumber bahan organik untuk memperbaiki struktur tanah dan yang penting M. bracteata dapat mem-fiksasi nitrogen bebas dari udara. Kelapa sawit di Indonesia ditanam pada berbagai jenis tanah yang tingkat kesuburannya berbeda-beda dan sebagai implikasinya populasi dan spesies mikroba tanah juga berbeda-beda khususnya bakteri Rhizobium yang akan menginfeksi perakaran/nodulasi pada
M. Bracteata. Dalam hal ini keberhasilan nodulasi pada perakaran M. bracteata dalam rangka fiksasi nitrogen bebas dari udara juga ditentukan oleh besaran populasi Rhizobium dalam tanah. Untuk itu perlu dilakukan propagasi secara masal bakteri Rhizobium untuk M. bracteata agar dapat diinfeksikan secara buatan baik pada biji maupun stek M. bracteata. PPKS telah membiakan secara massal Rhizobium untuk M. bracteata yang dikemas dengan nama dagang Rhicuna®; begitu juga untuk kacangan Pueraria dengan nama dagang Rhizobium KomposKultur Jaringan Kelapa Sawit
Penggunaan teknologi kultur jaringan yang diadopsi dari CIRAD-CP Perancis belum memberikan hasil sesuai dengan yang diharapkan karena tingkat regenerasi tahap kalus, embriosomatik, dan pupus masih sangat rendah. Di samping itu kualitas akar planlet yang dihasilkan dari dalam laboratorium masih kurang baik sehingga sering mengalami kegagalan pada tahap aklimatisasi.
Untuk menanggulangi masalah ini PPKS telah melakukan serangkaian penelitian khususnya berkaitan dengan perbaikan komposisi medium. Selama tahun 2007 laboratorium kultur jaringan PPKS sudah menggunakan medium yang baru serta perbaikan-perbaikan kultur teknis lainnya sehingga telah dapat dilakukan scale up produksi klon kelapa sawit. Hasil kultur dan produksi bibit klon yang telah diperoleh pada tahun 2007 adalah : 2.335 tubes kalus, 6.461 botol embriosomatik, 18.309 tubes dan botol pupus, dan 10.757 tubes planlet. Sedangkan di pembibitan telah dihasilkan 810 pohon di aklimatisasi, 22.169 pohon di pre-nurseri dan 941 pohon di main-nurseri. Pada tahun 2007 juga telah dilakukan uji lapang klon masing-masing 150 pohon di Kebun Bukit Sentang dan 1. 600 pohon di Afd. 1 Kebun Marihat. Penjualan klon tahun 2007 sebanyak 9.100 pohon.
Untuk menanggulangi masalah ini PPKS telah melakukan serangkaian penelitian khususnya berkaitan dengan perbaikan komposisi medium. Selama tahun 2007 laboratorium kultur jaringan PPKS sudah menggunakan medium yang baru serta perbaikan-perbaikan kultur teknis lainnya sehingga telah dapat dilakukan scale up produksi klon kelapa sawit. Hasil kultur dan produksi bibit klon yang telah diperoleh pada tahun 2007 adalah : 2.335 tubes kalus, 6.461 botol embriosomatik, 18.309 tubes dan botol pupus, dan 10.757 tubes planlet. Sedangkan di pembibitan telah dihasilkan 810 pohon di aklimatisasi, 22.169 pohon di pre-nurseri dan 941 pohon di main-nurseri. Pada tahun 2007 juga telah dilakukan uji lapang klon masing-masing 150 pohon di Kebun Bukit Sentang dan 1. 600 pohon di Afd. 1 Kebun Marihat. Penjualan klon tahun 2007 sebanyak 9.100 pohon.