Jumat, 25 Maret 2016

MODIFIKASI GENETIKA MAKANAN: KEUNTUNGAN TAMBAHAN DENGAN REKAYASA TOMAT



BIOTEKNOLOGI
MODIFIKASI GENETIKA MAKANAN:  KEUNTUNGAN TAMBAHAN DENGAN REKAYASA TOMAT

Dosen Pengampu:
Dr. Evika Sandi Savitri, M. P


Kelompok  6:
1. Ahmad  Robitul Ubaid   (13620112)
2. Nurul Baroroh                (13620119)
3.Malinda F. I                     (13620122)
4. S Mufidatunniswah S     (13620123)

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG
2015

KATA  PENGANTAR
بسم الله الرحمن الحيم
            Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul MODIFIKASI GENETIKA MAKANAN:  KEUNTUNGAN TAMBAHAN DENGAN REKAYASA TOMAT dengan  tepat waktu.
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah (BIOTEKNOLOGI). Penulisan makalah ini dapat terselesaikan atas bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.      Dr. Evika Sandi Savitri, M. P sebagai dosen pengampu mata kuliah BIOTEKNOLOGI
2.      Orang tua yang telah banyak memberikan dukungan dan sumbangan moral maupan material.
3.      Teman-teman yang telah banyak membantu penulisan makalah ini, sehingga dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
Penulis menyadari bahwa dalam menyusun makalah ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun  sangat penulis harapkan demi perbaikan dan kesempurnaan makalah ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.


Malang,  8  Desember 2015

Penulis
MODIFIKASI GENETIKA MAKANAN:  KEUNTUNGAN TAMBAHAN DENGAN REKAYASA TOMAT
Ali A, Muzaffar A, Awan MF, Din S, Nasir IA, Husnain T. (2014). Genetically Modified Foods: Engineered tomato with extra advantages. Adv. life sci., 1(3). pp. 139-152.

ABSTRAK
Saat ini, tanaman transgenik adalah unsur paling penting dalam semua aspek kehidupan kita. Kontroversi terbaru tentang yang dimodifikasi secara genetik adalah tanaman di Britania Raya dan negara-negara Eropa lainnya menunjukkan perbedaan jelas dalam opini publik mengenai hal ini melintasi Atlantik, dimana orang tampaknya tidak terganggu dengan GMO  dibandingkan dengan negara-negara lain. Di antara tanaman setelah kentang, tomat adalah tanaman model untuk rekayasa genetik. Sejumlah modifikasi genetik tomat yang tersedia terutama terhadap  serangga, hama, dan jamur yang berbeda-beda. Teknik Gen silencing terhadap virus telah diterapkan untuk menghentikan ekspresi gen yang menyebabkan kerusakan. Modifikasi genetik yang merangsang peristiwa penting mengenai pematangan buah dan pertumbuhan dalam tomat dan vaksin tertentu sangat penting. Di artikel Tinjauan ini, kita telah membahas modifikasi genetik yang menyebabkan resistensi serangga, virus dan jamur; memberikan pertumbuhan cepat, dingin, salinitas dan toleransi kekeringan, meningkat dan peningkatan gizi, hasil, pematangan buah, kualitas dan warna tomat. Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis dan tingkat metabolisme juga dibahas dalam tinjauan ini.

PENDAHULUAN
Selama proses perkembangan tanaman, tomat (Solanum lycopersicun) berkembang dari Solanum pimpinellifolium. Tomat termasuk sayuran terpenting dan secara luas digunakan sebagai bahan yang masih mentah atau dimasak. Selain merupakan sumber antioksidan, mineral, serat dan vitamin, model sistem  ini juga sangat baik untuk studi genetik, perkembangan buah dan proses pemasakan. Serangga,  hama dan banyak dari berbagai jenis mikroba patogen lainnya dari penyakit tomat. Mikroba pathogen  termasuk diantaranya lepidopteron, Helicoverpa armigera dan hama penggerek buah yang terutama menyerang pada buah, sementara Spodoptera litura menghancurkan daun. Penggabungan Bt gen dalam tomat, kapas dan tebu telah menunjukkan perlawanan yang cukup terhadap lepidoternans. Tomat termasuk model yang sangat baik untuk pengembangan buah berdaging dan pematangan. Baik ditandai pematangan mutan, kepadatan tinggi genetik maps, ukuran kecil genom, siklus hidup pendek, efisien dan transformasi stabil membuat tomat sebagai model yang sangat baik dalam mempelajari virus, pengembangan dan proses melalui modifikasi genetic atau rekayasa genetika,  pematangan buah. Dingin, panas dan salinitas tanah adalah faktor lingkungan utama yang secara signifikan mempengaruhi produktivitas dan kualitas tomat dan tanaman lain. Cekaman suhu dingin, kekeringan dan salinitas telah ditemukan saling berhubungan dalam mempengaruhi hubungan air di seluler, Jaringan, organ, dan seluruh tanaman dalam perubahan fisiologis, morfologi, biokimia dan molekul . Banyak modifikasi genetik dalam tomat telah dilakukan. Tujuan dari tinjauan ini adalah bukan untuk menjelaskan semua itu tetapi untuk menyebutkan peristiwa-peristiwa penting yang berkaitan dengan perkembangan buah tomat dan pematangan; resistensi serangga dan virus; perlawanan dingin dan salinitas tanah.

METODE
Strategi Pencarian Dan Kriteria Seleksi
Istilah kunci berikut disediakan di Google Cendekia, PubMed dan PubMed Central untuk pertambangan literatur akademis yang relevan. Makalah penelitian dengan fokus khusus pada tomat patogen (serangga, jamur dan virus), tomat pertumbuhan, gizi dan pematangan buah dimasukkan. Sebagian besar dari artikel termasuk diterbitkan selama 2013-2014. Tetapi pengecualian dibuat untuk beberapa artikel yang dipublikasikan kembali pada 1990-an yang berdasarkan relevansi yang kuat dengan topik. Total 51 artikel penelitian nasihat untuk membangun ulasan ini.

DISKUSI
Terhadap Serangga:
1.      Transformasi Cry1Ac Gen Terhadap Hama Lepidopteron Di Tomat
Tomat adalah bagian tak terpisahkan dari makanan harian kita. Pentingnya tomat dalam industri makanan tidak bisa juga dilemahkan atau dianggap enteng, karena itu terlibat dalam produksi produk makanan lain. Saat ini, ada banyak hasil yang membatasi faktor untuk tanaman tomat, tetapi serangga lepidopteron menimbulkan ancaman serius dalam menghancurkan tanaman berharga ini. Untuk memeriksa serangan serangga-serangga ini, gen (Cry1Ab) BT dimodifikasi diubah dalam berbagai tomat unggul tinggi dengan metode transformasi Agrobacterium yang dimediasi. Transformasi ini memiliki peran penting dalam mengurangi serangan serangga lepidopteron. Hasil studi ini menunjukkan pengendalian yang efektif pada masalah ini.
Beberapa subspesies dari bakteri Bt, yaitu kurstaki, aizawai, sotto, entomocidus, berliner, sandiego, tenebroid, morrisoni, dan islaelensis. Dalam satu subspecies Bt dijumpai beberapa jenis strain Bt seperti HD-1, HD-5, dan sebagainya. Umumnya lebih dari satu jenis Kristal protein ditemukan dalam strain Bt  Gen yang mengkode kristal pro-tein yang dihasilkan oleh bakteri ini telah diisolasi dan dikarakterisasi, dikenal dengan sebutan gen cry yang berasal dari kata crystal. Kristal endotoksin Bt telah dikelompokkan menjadi delapan kelas utama, yaitu cry1A sampai cryX berdasarkan homologi sekuen asam amino di N-terminalnya, berat molekulnya, dan aktivitas insektisidalnya . Delapan kelas tersebut adalah (Bahagiawati, 2000):
1.      Cry1 yang menyerang serangga lepidoptera
2.      CryII yang menyerang Lepidoptera dan diptera
3.      CryIII yang menyerang koleoptera
4.      CryIV yang menyerang diptera
5.      CryV yang menyerang Lepidoptera dan koleoptera
6.      CryVI yang menyerang nematoda
7.      CryIXF yang menyerang lepidoptera
8.      CryX yang menyerang lepidoptera
Salah satu gen penyandi ketahanan terhadap serangga yang banyak digunakan dalam rekayasa genetik tanaman berupa gen cry (crystal protein). Tanaman produk rekayasa genetik (PRG) yang membawa dan mengekspresikan gen penyandi δ-endotoksin dari Bacillus thuringiensis menjadi tahan terhadap ulat (serangga hama). Tanaman PRG tersebut menghasilkan toksin berupa protein kristal (Toksin Bt) yang menyebabkan terbentuknya pori-pori pada membran sel saluran pencernaan hama yang menyerang tanaman, sehingga mengganggu keseimbangan osmotik sel. Terganggunya tekanan osmosis menyebabkan sel menjadi bengkak dan pecah, sehingga serangga mati. Toksin Bt sudah sejak lama dimanfaatkan sebagai insektisida hayati. Gen penyandi toksin Bt dipetakan, dikarakterisasi, dan diisolasi dari bakteri B. thuringiensis dan kemudian disisipkan ke dalam genom tanaman (Hofte, H. and H. R. Whiteley, 1989).
B. thuringiensis merupakan bakteri gram-positif berbentuk batang. Jika dia hidup sangat kaya nutrien, maka bakteri ini hanya tumbuh pada fase vegetatif, namun bila suplai makanannya menu-run maka akan membentuk spora dorman yang mengandung satu atau lebih jenis kristal protein. Kristal ini mengandung protein yang disebut δ-endotoksin, yang bersifat lethal jika dimakan oleh serangga yang peka (Bahagiawati, 2000).
2.      Transformasi Teh Hydro Peroksida Gen Lyase, Csihpl1 (Camelia Sinensis Hydro Peroksida Gene Lyase) Dalam Tomat
Tanaman tomat adalah tanaman yang menarik untuk serangga-serangga dan  organisme lain yang menyebabkan beberapa masalah di dalamnya. Sistem pertahanan dari tanaman tomat sangat sensitif dan rentan terhadap serangan serangga yang akhirnya memicu terjadinya penyakit berbahaya dalam tomat. Kloroplas teh lokal gen, CsiHPL1 ditemukan sangat efektif dalam memperkuat sistem pertahanan tanaman tomat. Selain itu, transformasi CsiHPL1 tidak hanya melindungi tanaman tomat terhadap serangan semua  jamur tetapi juga membuat perlawanan herbivora (suatu cekaman yang dihadapi tumbuhan dalam setiap ekosistem. Tumbuhan menghadapi herbivore yang begitu banyak baik dengan pertahanan fisik, seperti duri, maupun pertahanan kimia, seperti produksi senyawa yang tidak enak atau bersifat toksik) dalam tomat.
3.      Faktor Transkripsi SlSHINE3 Memodulasi Pertahanan Tanggapan Dalam Tanaman Tomat
Kutikula adalah bagian penting dari daun tanaman. Beberapa faktor transkripsi yang terlibat dalam produksi kutikula, seperti SlSHINE3, ortholog dari Arabidopsis WIN/SHN3. Interaksi patogen dengan lingkungan mereka dan bertindak sebagai penghalang terhadap tekanan fisik dan patogen adalah semua fungsi kutikula daun. Selain itu, ia juga bertindak sebagai penghalang kimia dalam meningkatkan dan mengatur sistem pertahanan tanaman. Faktor-faktor transkripsi  agar  terlibat dalam meningkatkan produksi kutikula daun membuat tanaman tomat resisten terhadap semua jenis tekanan.
4.      Gen N Tembakau  Memberikan Perlawanan Terhadap Virus Mosaik Tembakau Dalam Tomat Transgenik
 Virus mosaik tembakau telah menjadi ancaman besar untuk produksi tanaman tomat. Studi menunjukkan bahwa perlawanan dapat dibuat dalam tomat dengan transformasi genetik virus tahan gen. Dalam sebuah studi terbaru, virus tahan gen N telah terisolasi dari tanaman transgenik tembakau, cloning tomat dan ditransfer ke dalam sel tanaman yang terluka dan disisipkan ke dalam genom tanaman akhirnya menciptakan perlawanan terhadap virus mosaik tembakau dalam tomat.
    
Terhadap Virus:
1.      Transformasi Lapisan Protein Gen Dari Virus Mosaik Tembakau Dalam Tomat
Virus adalah  musuh alami dari organisme hidup. Demikian pula tanaman  ini juga mudah terinfeksi virus. Virus mosaik tembakau (TMV) dan virus mosaik tomat (ToMV) telah menyebabkan kerugian dalam tanaman tomat. Menghasilkan kerugian sekitar 25-30% telah dilaporkan di tanaman tomat akibat serangan virus ini. Lapisan  protein gen (CP gen) ditemukan melakukan perlawanan dalam memproduksi lebih dari 90% di tanaman tomat terhadap TMV dan ToMV. Integrasi CP gen dalam genetik tomat dilakukan melalui Agrobacterium dimediasi transformasi untuk membuat perlawanan  terhadap virus. Gen CP ini tidak memiliki dampak negatif pada buah yang dihasilkan. Transformasi genetik tomat kuning daun  Curl Virus terhadap virus. Seperti penyakit virus lain, tomat kuning daun curl Virus (TYLCuV) juga menyebabkan kerugian besar buah pada tanaman tomat. Penyakit virus ini dikendalikan oleh transformasi genetik TYLCuV gen yang menyandikan protein kapsid (VI). Strategi ini terhadap virus telah mengurangi risiko daun di esculentum sp.
Prosedur transformasi Agrobacterium yang dimediasi:

Kontak Agrobacterium dengan senyawa yang dilepaskan oleh tanaman yang terluka (acetosyringone) menginduksi transkripsi daerah vir pada plasmid Ti. Acetosiryngone kemudian berinteraksi dengan virA dan menghasilkan sinyal intraseluler yang berupa aktivasi virG. VirG yang aktif ini mengaktifkan gen virulen lainnya (virB, C, D dan E). Induksi gen vir diikuti dengan pengenalan sekuen pembatas 25 pasang basa terulang (imperfect direct repeat/border sequences) yang mengapit T-DNA. Pembatas T-DNA kemudian dipotong oleh dua protein yang dihasilkan oleh operon virD yaitu VirD1 dan VirD2, sehingga diperoleh untai tunggal T-DNA. Proses pemindahan T-DNA dikode oleh operon virB yang terdiri dari 11 gen. Masing-masing gen, kecuali virB1, berperan pada proses terbentuknya tumor. Protein VirB menunjukkan aktivitas ATPase dan diduga digunakan sebagai sumber energi untuk melepaskan subunit protein lain untuk keperluan transpor T-DNA. Saat ini, telah diketahui bahwa protein VirB dapat membentuk pili yang menyerupai pili konjugatif dan VirB2 menjadi subunit mayor dari pili-pili tersebut. Jembatan berupa pili yang dibentuk oleh VirB memungkinkan kompleks T-DNA-VirD2 dipindahkan ke dalam sitoplasma sel tanaman. Di dalam sitoplasma sel tanaman kompleks T-DNA-VirD2 dibungkus oleh protein VirE2 yang berperan melindungi T-DNA dari degradasi yang disebabkan oleh enzim-enzim nuklease tanaman (Manuhara, 2006).
Kompleks T-DNA-VirD2 dan protein VirE yang telah berada di dalam sitoplasma sel tanaman kemudian masuk ke dalam inti sel tanaman. Masuknya kompleks T-DNA ke dalam inti sel tanaman dengan perantaraan protein-protein yang berasal dari Agrobacterium yaitu VirD2 dan VirE2. Pada sel-sel eukariotik transpor aktif protein dan kompleks nukleoprotein membutuhkan sinyal spesifik yaitu NLS (nuclear localization signal) yang dikenali oleh faktor yang terdapat dalam sitosol inti sel yang disebut importin. VirD2 dan VirE2 mengandung NLS yang berfungsi memasukkan protein ke dalam inti sel tanaman dan senyawa importin (Manuhara, 2006)..
Di dalam inti sel tanaman T-DNA diintegrasikan ke dalam genom tanaman dengan cara illegitimate recombination, suatu mekanisme bergabungnya dua molekul DNA yang tidak mempunyai homologi secara luas. Pada organisme tingkat tinggi seperti tanaman, illegitimate recombination adalah mekanisme yang dominan terjadi pada integrasi DNA  dan telah dijelaskan empat belas tahun yang lalu, tetapi faktor-faktor yang terlibat dalam proses tersebut masih sedikit yang diketahui. T-DNA yang terintegrasi ke dalam genom inti sel tanaman mempunyai sifat seperti gen sel eukariotik dan diwariskan sesuai hukum Mendel. T-DNA yang terintegrasi direplikasikan oleh sel tanaman seperti DNA milik tanaman itu sendiri dan karena juga mengandung promotor, maka juga akan ditranskripsi (Manuhara, 2006).
2.      Transformasi Dari Glikoprotein Yang Menghasilkan Gen
Persiapan vaksin untuk perlindungan terhadap penyakit adalah tugas menanjak. Biotechnologi dan ahli biologi molekular menggunakan berbagai cara dan media untuk manufaktur produk-produk berharga. Paling menarik, tanaman transgenik tomat telah digunakan dalam tujuan ini. Glikoprotein (yang melapisi permukaan luar dari virus rabies) memproduksi gen yang ditransfer tanaman tomat melalui prosedur transformasi Agrobacterium yang dimediasi. Analisis melalui mikroskop elektron dan teknik lain menunjukkan sel  seperti Badan Golgi, sel-sel plasma, vesikel dan dinding sel jaringan parenchyma yang mengandung protein glikoprotein. Dengan cara ini, tanaman transgenik tomat dapat digunakan sebagai alat untuk memproduksi vaksin oral terhadap rabies.
Vaksin, dengan rekayasa genetika protein gen dari vaksin dikloning ke bakteri E. coli, sehingga didapatkan vaksin dalam jumlah yang cukup besar antara lain sebagai berikut:
a.       Vaksin rabies, dikloning dari gen glikoprotein virus rabies ke E. coli
b.      Vaksin hepatitis B, antigen hepatitis B dapat dikloning ke jamur atau virus vaksinia
c.       Vaksin malaria, antigen sporozoid yang dikloning pada E. coli


Terhadap Jamur:
1.      Wasabi Defensing Ekspresi Gen (WD) Dalam Tomat
Patogen adalah potensi ancaman bagi kelangsungan hidup spesies tomat menyebabkan penyakit dan pada akhirnya mempengaruhi hasil buah dari tanaman ini. Fusarium oxsporium adalah jamur paling bermasalah untuk tomat. Studi menunjukkan bahwa kandungan peptida Sistein memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan jamur. Wasabi defensing (WD) gen, kaya dengan kandungan peptida Sistein mampu melakukan perlawanan terhadap tanaman tomat terhadap serangan jamur. Wasabi Pertahanan (WD) gen dialihkan pada tanaman tomat melalui prosedur transformasi Agrobacterium yang dimediasi. Akar spesifik promotor LjNRT2 digunakan mengungkapkan Wasabi defensen (WD) gen dalam akar. Maka jamur dapat dikontrol secara efektif dalam tanaman tomat dengan WD gen.


Pertumbuhan dan Nutrisi:
1.      Transformasi Lemyc2 Gen Dalam Tomat
Dari komersial sudut pandang, tomat yang memiliki morfologi pendek lebih mudah diterima dibandingkan dengan tumbuhan yang lebih tinggi karena pertumbuhan reproduksi lebih penting daripada pertumbuhan vegetatif. Banyak promotor genetik dilaporkan yang dapat meningkatkan tingkat pertumbuhan reproduksi mencegah pengembangan vegetatif. LeMYC2 dan MYC2 adalah para promotor yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan akar dan menindas vegetatif panjang. Mereka juga dilaporkan untuk meningkatkan perkembangan buah yang pada akhirnya meningkatkan hasil panen tomat. Maka transformasi mereka adalah untuk hasil tomat.
2.      Ekspresi Dari Bakteri Enzim ACC Deaminase Untuk Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tanaman tergantung pada cahaya karena tanaman membutuhkannya untuk melakukan fotosintesis. Pertumbuhan akar tanaman tomat telah dipengaruhi secara langsung dari sumber cahaya. Telah dilaporkan dalam sebuah penelitian bahwa cahaya UV-B memiliki dampak yang lebih besar pada panjang akar dibandingkan dengan sumber-sumber lain. Paparan UV-B, akar tumbuh dengan panjang lebih besar daripada kondisi terang dan gelap. Selain itu, panjang akar dikurangi dengan hanya ACC enzim, prekursor etilen sementara hypocotyl pertumbuhan tidak lebih sensitif terhadap ACC enzim.
Enzim aminocyclopropane carboxylic acid (ACC) deaminase berperan mengurangi pembentukan ACC yang merupakan bahan dasar pembentukan hormon etilen. Hormon etilen selain berfungsi sebagai pemacu tumbuh (mempercepat perkecambahan, perkembangan akar, pembungaan, pematangan buah, dan lain-lain) juga berperan sebagai antagonis atau modulator bagi berbagai fitohormon untuk mencegahpertumbuhan tanaman yang berlebihan (gigantisme). Pembentukan (sintesis) ACC dipacu oleh hormon AIA, dan ACC yang terbentuk akan diubah menjadi hormon etilen yang dalam jumlah besar menghambat pemanjangan (perkembangan) akar baru.






Gambar: Mekanisme penurunan konsentrasi etilen dalam akar oleh RPTT untuk mencegah terjadinya proses penghambatanperkembangan (pemanjangan) akar tanaman (tanda ┴ pada gambar = penghambatan).
Beberapa RPTT seperti Pseudomonas dan Enterobacter mampu menghasilkan enzim ACC deaminase yang berfungsi menghidrolisis ACCuntuk mengurangi efek negatif hormon etilen. Gambar diatas menyajikan mekanisme penurunan konsentrasi etilen di dalam lingkungan akar. Pada Gambar diatas, hormon AIA yang diproduksi oleh mikroba di lingkungan rizosfir sebagian masuk ke dalam jaringan akar (proses kesetimbangan). Selain memacu perkembangan sel dan akar baru, hormon AIA di dalam jaringan akar juga merangsang pembentukan enzim ACC sintase yang berperan dalam sintesis ACC. Dalam proses kesetimbangan, sejumlah ACC yang terbentuk akan keluar dari akar yang selanjutnya dirombak oleh RPTT penghasil enzim ACC deaminase di lingkungan rizosfir menjadi amonia dan α-ketobutirat. Hidrolisis ACC (salah satu sumber N bagi RPTT) secara terus-menerus akan mengurangi jumlah ACC dan etilen di dalam akar, sehingga mengurangi pengaruh negatif etilen bagi perkembangan/pemanjangan akar tanaman (Husen, 2002).

3.      Tomat Toleran Boron-Deficienct Berlebih Dari Gen AtBOR1
Boron merupakan konstituen terpenting pertumbuhan dan perkembangan tomat. Kondisi kekurangan boron merupakn efek pertumbuhan tomat. Dalam Arabidopsis thaliana, AtBOR1 (besar Borat transporter gen) atau Asam Borat saluran gen meningkatkan pertumbuhan tanaman di bawah kondisi kekurangan boron. Untuk belajar ekspresi gen ini dalam tomat, tiga baris dikembangkan dalam satu penelitian. Pertama dua garis menunjukkan pertumbuhan normal kondisi kekurangan B sementara non-transgene dan baris ketiga memiliki pembatasan batang dan gagal untuk mengembangkan daun baru. Biomassa  tinggi di bawah kondisi Bo di transgenes ATBOR1 sangat mengungkapkan dan gejala fenotipe kekurangan Bo tidak terlihat pada pengembangan daun.   
Toleransi Dingin:
1.      Toleransi Dingin Di Transgenik Tomat Melalui Protein Wortel Antibeku
Semua tanaman sensitif terhadap dingin dan kerusakan besar dilakukan oleh suhu dingin. Tomat adalah tanaman pangan yang paling penting. Bersama dengan faktor-faktor produksi lain suhu dingin juga adalah faktor utama dalam penghancuran tanaman tomat. Selama suhu dingin, kristal dibentuk dalam matriks ekstraseluler yang pada akhirnya menyebabkan dehidrasi dalam sitoplasma dan menyebabkan menyusutnya membran sel. Tomat telah dijadikan tahan terhadap embun beku. Toleransi ini dikembangkan oleh transformasi antibeku protein gen dari wortel. Transgene yang paling tahan terhadap kerusakan embun beku dan mengalami kejadian elektrolit sangat kurang karena suhu dingin dibandingkan dengan tanaman non-transgenik.   
2.      Calon Ekspresi Gen Dalam Dua Kontras Tomat Kultivar Di Bawah Stres Dingin
Semua tahap-tahap pengembangan, memiliki kepekaan terhadap suhu dingin. Variasi genetik untuk toleransi  dingin yang ada antara kultivar, tetapi variasi interspesifik tidak dipelajari. Dalam satu studi, bibit kultivar dianalisis berbeda dan dua ditemukan melakukan perlawanan yang paling melawan dengan toleransi dingin. Kemudian calon gen kultivar ini dipelajari melalui RT-PCR. Gen yang dipilih yang memiliki afiliasi diinduksi dengan dingin atau diduga berperan dalam CBF DREB dan ROS dimediasi. Selain CBF regulon, ROS dan C2H2 protein yang dimediasi menandakan ditemukan terlibat juga dalam toleransi dingin. Tanaman transgenik mengalami regulasi mengenai faktor-faktor transkripsi ini dibandingkan dengan jenis liar.
3.      Asam Lemak Desaturease 7 Dan Ekspresi Gen Lipoxygenase Oleh Glycine Betaine
Cekaman Dingin adalah faktor cekaman lingkungan yang sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, hasil dan kualitas. Cekaman Dingin terutama akibat akumulasi lipid jenuh. Akumulasi Glycine betaine membantu dalam destaturating lipid dengan meningkatkan ekspresi alami destaturating gen. Perannya didefinisikan dengan baik tetapi modus tindakan tidak dipahami dengan baik. Dalam satu studi, modus tindakan dianalisis dalam dua kultivar tomat berbeda; satu sensitif dan lainnya tahan terhadap dingin. Perbedaan dalam lipoxygenase (TomLOXF) dan asam lemak desaturaase 7 profil ekspresi gen (FAD7) dan parameter fisiologis, seperti tingkat pertumbuhan, relatif air isi, osmotik potensial, tingkat peroxidation kebocoran dan lipid di membran dipelajari.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa budidaya dengan meningkatkan akumulasi dari Glycine betaine memiliki lebih ekspresi gen TomLOXF dan FAD7 dan lebih tahan terhadap suhu dingin tanpa mengganggu parameter lain.


Fotosintesis dan Tingkat Metabolisme:
1.      Biosintesis Glycine Betaine Mengurangi Panas FotoInhibisi Dalam Tomat
Panas ditingkatkan oleh fotoinhibisi adalah rintangan besar dalam fotosintesis yang terus-menerus. Di bawah panas yang tinggi tanaman gagal untuk bekerja dengan baik. Betaine glisin adalah zat terlarut yang terakumulasi dengan cepat dan menciptakan toleransi panas pada tanaman. Untuk meningkatkan ekspresi GB, betaine Aldehida dehidrogenase (BADH) gen dari bayam disisipkan dalam tomat. Kegiatan fotosintesis yang lebih tinggi dan peningkatan toleransi terhadap panas diamati pada tanaman tomat setelah penyisipan gen ini. Toleransi ini mempercepat perbaikan photosystem II (PSII) diikuti oleh penurunan panas ditingkatkan foto inhibisi. Pengurangan yang signifikan dalam hidrogen peroksida dan super oksida radikal dibandingkan dengan non-transgene yang diamati. Selain itu, disimpulkan bahwa eksogen GB tidak bisa langsung mengurangi toleransi panas di tanaman tomat dan kurangnya konsentrasi anti-oksidan harus dijaga dalam menurunkan ROS (spesies oksigen reaktif) untuk melindungi membran dari luka-luka mekanik.
2.      ABA Hormon Untuk Pematangan Buah Tomat
Pematangan buah tomat  dikendalikan oleh hormon dan di kontrol oleh genetik. Studi terbaru menunjukkan bahwa asam absisat signaling juga memiliki efek pada aspek yang berbeda pada pematangan buah. Sebelum itu menunjukkan bahwa faktor transkripsi ABA terlibat dalam tanggapan stres pada tomat dan terdapat dalam jaringan biji buah-buahan, tetapi baru-baru ini terbukti bahwa ia memiliki peran dalam ekspresi gen yang terlibat dalam proses metabolisme yang utama. Analisis transgenik jaringan pericarp dari buah, dipanen pada tiga tahap, menunjukkan peningkatan isi asam organik, Heksosa, Heksosa-fosfat dan asam amino dalam belum matang, dewasa berwarna hijau dan merah pada buah yang matang. Perubahan ini secara langsung berkorelasi dengan pengkodean gen yang terlibat dalam  metabolit enzim primer dan partial sekunder.
Salinitas dan Toleransi Kekeringan:
1.      S. Adenosyle-L-Metionin Sintase Transformasi Terhadap Salinity Dalam Tomat
Salinitas adalah masalah utama pada tanah yang memiliki berat konsentrasi garam alkali terutama natrium. Hampir seluruh tanaman dapat dihancurkan melalui masalah ini tapi gen dapat menyebabkan resistensi tinggi pada konsentrasi garam. S. adenosyle-L-metionin synthases dapat membuat toleransi di tomat terhadap alkalies melalui polyamine metabolisme. SAM toleransi dapat dihasilkan oleh pengenalan SAM sintase cDNA (SISAMS1) ke dalam genom tomat. Tanaman transgenik menunjukkan resistensi yang besar terhadap alkalies tanpa mengganggu nutrisi lainnya. Pengaturan buah dan hasil yang ditingkatkan secara signifikan. Tomat toleransi terhadap alkalies memiliki peran penting dalam modulasi metabolisme polyamine, mengakibatkan maintaibility nutrisi.
2.      Giberelin Metil Transferees 1 Transformasi Terhadap Aliran Transpirasi Dalam Tomat  
Laju aliran transpirasi tanaman memiliki peran yang sangat penting mengenai toleransi kekeringan. Jika tingkat aliran transpirasi berkurang kemudian tanaman dapat menggunakan air selama stres kekeringan. Tanaman tomat juga memiliki masalah stres kekeringan. Masalah ini diatasi oleh transformasi Arabidopsis thaliana Giberelin metil transfrase1 (AtGMT1) dalam tomat. Benar-benar AtGMT1 encode enzim yang mengkatalisis metilasi GAs aktif untuk menghasilkan metil ester aktif. Transgene memiliki kekurangan GAs aktif telah mengurangi laju aliran transpirasi daun karena aliran stomatal. GAMT1 berlebih menghambat perluasan sel-sel epidermis daun menuju pembentukan stomata kecil dengan mengurangi pori-pori stomatal. Dengan demikian mengurangi pori-pori stomatal yang bermanfaat untuk menyisakan air atau menurunkan laju transpirasi dan menciptakan kekuatan yang mampu dalam stres kekeringan pada tomat.

Hasil, Pematangan Buah, Kualitas Dan Warna:
1.      Tomat Yang Membawa Gen Stapx Terhadap Stres Air yang Mempengaruhi Kualitas Hasil dan Nutrisi Tanaman Tomat 
Gizi dan kualitas buah tomat adalah sangat penting. Perubahan StAPX gen membuat stress air untuk menganalisis dampaknya pada hasil buah tomat dan kualitas, hidrogen peroksida  dan fotosintetik tingkat di bawah 50-70% moisture tanah dengan kapasitas bidang penuh dibandingkan dengan jenis tomat liar. Hasilnya menunjukkan bahwa gen StAPX melindungi transgenik memiliki lebih banyak hasil daripada jenis tomat liar dan kualitas yang sama seperti jenis liar. Jadi di bawah cekaman air, toleransi tomat dapat menghasilkan produksi lebih oleh introgression stAPX gen dalam budidaya tomat tanpa ada kelainan.


2.      Fungsi Kloroplas dan Kualitas Tomat yang Lebih Baik
Kloroplas adalah unsur paling penting dalam fotosintesis. Karena proses ini sangat bergantung pada gula yang diangkut dari daun untuk melakukan proses seperti perkembangan buah dan pematangan dan akhirnya untuk sifat-sifat organoleptik buah. Factor-faktor Transcriptional yang meningkatkan perkembangan kloroplas dalam buah dapat mengakibatkan isi buah tomat lebih tinggi dan juga gula. Ini adalah indikasi bahwa proses fotosintesis memainkan peran penting dalam perkembangan buah dan kualitas dalam tomat.
3.      Perkembangan Indung Telur dan Buah Tomat Oleh Microrna SPL 156-Targated/SBL Kotak Faktor Transkripsi 
Kentang (Solanum lycopersicum) dipahami dengan baik pada tingkat molekuler, tetapi jalur genetik yang terkait dengan tomat ovarium dan perkembangan buah awal adalah masih belum diketahui sampai studi yang dibahas di sini. Peran kemungkinan mengikat promotor microRNA156 SQUAMOSA protein seperti modul (SPL atau SBP kotak) (miR156) dipelajari dalam studi ini yang menunjukkan bahwa gen SBP dinyatakan dalam indung telur dan awal perkembangan buah ketika berada di jaringan meristematic dan termasuk plasenta dan Ovula miR156. Tanaman transgenik mengekspresikan AtMIR156b memiliki pengembangan morfologi bunga dan buah normal dengan buah yang dicirikan oleh pertumbuhan tambahan carpels dan struktur ektopik dibandingkan dengan bukan tanaman transgenik. Meristem pemeliharaan gen yang dinyatakan dalam ovarium berkembang dengan tambahan carpels, sementara ekspresi gen kotak MADS telah dihilangkan di miR156 atas expressers. Secara kolektif menggambarkan, miR156 node yang terlibat dalam fase pemeliharaan jaringan meristematic ovarium yang mengendalikan langkah awal perkembangan buah dan determinacy.
4.      NAC Dan SINCA4 Faktor Transkripsi Baru Untuk Pematangan Buah Tomat
Pematangan buah tomat dipahami oleh faktor-faktor transkripsi NOR seperti NAC domain tetapi dalam genetik molekul pematangan buah yang terkait masih kurangnya pengetahuan. Pematangan tomat buah adalah proses yang rumit yang dipengaruhi oleh hormon dan genetik endogen regulator dan sinyal eksternal. SINAC4, protein domain baru NAC, untuk memahami fenomena buah pematangan dalam tomat. SINAC4 menunjukkan akumulasi tinggi di kelopak bunga dan pada awal dari pematangan buah. Di bawah berbagai stres seperti melukai, NaCl, dehidrasi, dan suhu rendah SINCA4 mendorong ekspresi. SINCA4 mengurangi ekspresi oleh RNAi mengakibatkan pematangan buah tertunda adalah indikasi bahwa gen sintesis etilen secara langsung berhubungan dengan ekspresi faktor SICA4. Transgene menunjukkan signifikan turun dalam gen pematangan melalui penurunan ekspresi SINCA4. Jadi untuk mengatasi proses pematangan buah SINCA4 adalah faktor transkripsi yang paling penting yang mengendalikan fenomena ini dalam mengatur gen sintesis etilen pada jaringan pematangan buah.   
5.      Tomat MADS Box Family Memainkan Peran Penting Dalam Pematangan Buah
MADS RIN tomat protein yang memiliki peran sangat penting dalam pematangan buah. Peran mereka diperkuat melalui dua protein homolog tomat yang bernama FUL1 dan FUL2. Protein ini terkait etilen biosintesis dan akibatnya meningkatkan ekspresi gen pematangan buah. Pernyataan ini adalah diverifikasi ketika ekspresi protein keluar. Ekspresi protein ini mengakibatkan sintesis etilen dan penurunan tingkat ekspresi ACC SYNTHASE2 gen (ACS2) yang bertanggung jawab untuk pematangan buah. Sebenarnya protein ini adalah domain MIKC MADS box family protein. Ujung runcing pada akhir blossom buah ini diamati dengan ekspresi protein FUL1 tapi, FUL2 memiliki peran tidak ada dalam fenotipe. Singkatnya, FUL protein sangat penting untuk buah pematangan dalam tomat.
6.      Keturunan dan Efek Pada Pematangan Antisense Polygalacturonase Gen (PG) Dalam Tomat Transgenik
Hydrolase dinding sel polygalacturonase (PG) memiliki bagian pematangan buah tomat. Dalam studi dikenakan, PG dimasukkan dalam analisis untuk perannya dalam pematangan buah. Garis tomat dicabut dari PG melalui antisense RNA. Untuk tujuan ini, gen chimeric dirancang untuk mengekspresikan RNA anti-PG constitutively. Semua baris yang memiliki satu salinan gen antisense PG, yang menyebabkan penurunan aktivitas enzim PG. Pengurangan pematangan buah diamati 5-50% dalam garis kecuali satu baris di mana pengurangan pematangan buah adalah aktivitas enzim PG. PG terpisah setelah dua generasi dan tanaman homozygous untuk PG antisense gen menunjukkan pengurangan 99% ekspresi PG enzim dan proses pemasakan. PG di vivo yang terlibat dalam depolymerisation Pectin tetapi parameter lain pematangan seperti etilen produksi, akumulasi lycopene tidak terkena.
7.      Tomat Seperti Goldent2 (GLK1 Dan GLK2) Faktor-Faktor Transkripsi Meningkatkan Pematangan Buah 
Plastid dan klorofil adalah dua unsur paling penting untuk pematangan buah. Tetapi mereka dipengaruhi oleh banyak faktor-faktor lingkungan dan genetik, dan korelasi positif dengan fotosintesis dan akumulasi Photosynthate. Sebenarnya, pematangan buah adalah penjumlahan perubahan render jaringan buah berdaging dan  untuk penyebaran benih organisme. Isi gula sangat dipengaruhi oleh  plastid dan aktivitas fotosintetik dalam buah-buahan mentah dan dalam tahap dengan cataboilsm tepung dan gula. GOLDEN2-seperti (GLK) faktor transkripsi control tingkat  plastid dan klorofil. Seperti tanaman lain tomat memiliki  dua GLK terpenting, GLK1 dan GLK2. Mereka memiliki genetik peptida, tetapi GLK1 penting dalam daun dan GLK2 dominan dalam pematangan buah.
8.      CRTB Gen dari Bakteri (Erwinia Uredovora) Meningkatkan Pematangan Buah Tomat 
Plastid tomat memiliki peran penting dalam pematangan buah sebagaimana disebutkan sebelumnya; Jika ekspresi ditingkatkan kemudian proses pematangan bisa dinaikkan. Phytoene sintase enzim meningkatkan ekspresi plastid dan akhirnya terjadi peningkatan proses pemasakan. Pernyataan ini dibuktikan dari gen CRTB uredovora Erwinia bakteri berlebih dalam tomat dan transformasi. Analisis transgenik tomat mengungkapkan bahwa CRTB ekspresi gen plastid berlebih ditingkatkan tanpa mengganggu konstituen lain seperti isoprenoid, tokoferol, plastoquinone dan ubiquinone.
9.      Escherichia Coli Terhadap Panas yang tidak Menentu Dalam Enterotoksin B Subunit pada Buah Tomat Transgenik
Vaksin yang murah, aman dan efektif  perlu waktu untuk diproduksi melalui tanaman. Menjaga keprihatinan ini yang paling penting dalam pandangan, usaha dibuat untuk mentransfer panas bertanggung jawab enterotoksin B subunit (LTB) di tanaman tomat. Integrasi dan protein transgenik ekspresi diperkuat melalui Selatan Blot dan ELISA. Transgenik diproduksi pentameric LTB protein yang terikat secara khusus kepada GM1gangloside. Jadi, indikasi bahwa LTB protein yang dihasilkan dalam tomat adalah kandidat potensial untuk produksi tanaman murah dan aman berbasis vaksin.
10.  Faktor Transkripsi Slmyb12 Mengarah Ke Warna Buah Tomat Merah Muda
Karotenoid dan flavonoid adalah bahan yang paling penting untuk warna tomat. Homozygous Solanum chemielewskii introgression pada kromosom 1lengan pendek yang  konsisten dengan posisi Y mutasi yang mengakibatkan epidermis berwarna dan buah-buahan berwarna merah muda dikombinasikan dengan daging merah. Merah muda pada buah tidak kekurangan chacolne naringenin di kulit buah sementara karotenoid tidak terpengaruh oleh mutasi ini. Ekspresi Gen-gen dalam pengkodean biosynthetic enzim yang turun diatur dalam warna pink yang merupakan indikasi gen pink fenotipe yang memproduksi protein sebagai faktor transkripsi daripada biosynthetic enzim. MyB dan dasar-faktor-faktor transkripsi helix loop putatively yang terlibat dalam mengatur transkripsi gen dalam jalur flavonoid. Ekspresi gen MyB12 berkorelasi dengan penurunan ekspresi gen struktural flavonoid dalam kulit. Selain itu, MYB12 terletak di kromosom 1 dan memisah sempurna ke warna merah muda buah. Ini dibuktikan bahwa gen virus terhenti yang disebabkan dari SIMYB12 ini yang mengakibatkan penurunan produksi naringenin chacolne yang terlibat dengan warna pink buah. Kesimpulannya bahwa SIMYB12 memiliki peran penting dalam peraturan flavonoid jalur di buah tomat dan menjadi kandidat untuk Y mutasi.
11.  Polyamine Penumpukan Di Tomat Meningkatkan Konten Kualitas Phytonutrisi Jus 
Banyak organisme, Poliamina telah terlibat dalam berbagai proses fisiologis dan perkembangan. Tapi kekurangan penentuan fungsi dalam vivo belum. Gen dekarboksilase S-adenosyl-metionin ragi (ySAMdcv; Spe2) ditransfer dengan diinduksi pengagas utama E8 dalam tomat untuk meningkatkan polyamine dan spermine dalam buah tomat selama pematangan. Tanaman transgenik segregasi lima kali berturut-turut, hasil mengungkapkan bahwa peningkatan konversi putrescine ke Poliamina yang lebih tinggi, akibatnya pematangan produk tertentu (spermidine dan spermine). Tanaman mengalami lycopene rendah dibandingkan dengan transgene. Dapat  dikatakan bahwa bersama dengan ethylene polyamine berperan penting dalam pematangan buah.
Perkembangan Bunga dan Betina Sterilitas:
Respon faktor-faktor Auksin seperti ARF6 dan ARF8 Arabidopsis thaliana memiliki peran sangat penting dalam kemekaran bunga, batang elongasi dan lateral tahap perkembangan kelopak, benang sari dan putik. Semua benih tanaman memiliki faktor-faktor ini serta microRNA167, yang menghambat ekspresi faktor Auksin. Mikro RNA berubah menjadi tanaman tomat mengakibatkan penurunan ukuran daun, ruas mengurangi panjang dan pendek kelopak, benang sari dan gaya. Pada dasarnya faktor-faktor ini ditekan oleh microRNA berlebih dan mengakibatkan kerusakan vegetasi secara keseluruhan. Faktor-faktor ini mengikat Gen-gen yang terlibat dalam pengembangan bunga sebagai pengagas utama dan menambah ekspresi mereka. Selain itu, inaktivasi faktor-faktor ini juga disebabkan sterilitas betina sebagai jenis tanaman liar, serbuk sari tidak mampu berkecambah di permukaan stigma. Dapat disimpulkan bahwa pertumbuhan vegetatif dan pengembangan bunga sangat didasarkan pada daerah-daerah yang dilestarikan faktor-faktor ini .
Kesimpulan
Tomat adalah model yang sangat baik untuk transformasi genetik gen diperlukan. Agrobacterium dimediasi transformasi merupakan metode yang baik dalam mutu tomat. Faktor transkripsi adalah sumber yang sangat baik untuk menambah ekspresi untuk pematangan buah dan  pertumbuhan dalam tomat. Betina sterilitas dan serangga merupakan masalah dan juga cekaman dingin dapat diatasi secara efektif.











 

Tidak ada komentar: