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 الرØمن الØيم
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:
Posting Komentar