EKSPRESI GEN-GEN YANG RESPONSIF TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN:
KAJIAN AWAL REKAYASA GENETIK VARIETAS TEBU TOLERAN KEKERINGAN

EXPRESSION OF GENES RESPONSIVE TO DROUGHT STRESS:

A REVIEW ON GENETIC ENGINEERING OF DROUGHT TOLERANT SUGARCANE VARIETIES

Wiwit Budi Widyasari1)

 

ABSTRAK

Budidaya tebu telah berkembang di lahan kering dan marginal baik di Jawa maupun luar Jawa, hal ini disebabkan oleh lahan tebu di areal persawahan semakin menyusut. Dengan demikian penyediaan varietas tebu unggul yang cocok yaitu tahan atau toleran terhadap kekeringan sangat diperlukan untuk mempertahankan produksi yang optimal. Pendekatan molekuler diharapkan dapat membantu meningkatkan efisiensi dan akurasi program seleksi varietas toleran kekeringan. Kriteria seleksi saat ini hanya didasarkan pada lokasi seleksi di lahan tegalan yang sangat dipengaruhi oleh perubahan lingkungan. Kekeringan merupakan stres lingkungan yang menyebabkan terjadinya perubahan keseimbangan air dalam sel, beberapa proses fisiologi dan metabolisme, serta ekspresi gen pada tanaman. Beberapa tanaman yang menderita kekeringan, akan mengakumulasi substane non toxic yang berperan dalam mempertahankan keseimbangan air tanpa menghalangi reaksi biokimia lain yang terjadi pada tanaman, sekalipun keberadaannya mencapai konsentrasi yang tinggi. Beberapa peneliti sudah mengisolasi gen-gen yang terekspresi pada jaringan vegetatif, yang responsif dan berkaitan dengan sifat ketahanan terhadap kekeringan pada beberapa tanaman, antara lain Pisum sativum, Brassica napus, Glycine max, Vigna aconitifolia, Lycopersicon esculentum dan Oryza sativa. Akumulasi protein yang diinduksi kekeringan dalam daun, ditemukan pada tanaman yang menderita stres kekeringan dan tidak dijumpai pada tanaman yang mendapatkan pengairan optimal. Overexpression dari gen-gen ini, menyebabkan peningkatan sifat toleransi tanaman terhadap kekeringan. Identifikasi dan karakterisasi, serta penelusuran gen-gen yang berkaitan dengan sifat tahan kekeringan pada tanaman tebu diharapkan dapat membantu proses perakitan varietas tebu toleran kekeringan.

Kata kunci: Cekaman kekeringan, tebu, gen, toleran

 

 

ABSTRACT

Sugarcane plantation has developed to dry and marginal land both in Java and Outside Java since the irrigated rice-field area traditionally available for sugarcane in Java reduced substantially. Therefore, the availability of drought resistant or tolerant - high yielding sugarcane varieties is necessary to maintain optimal production. Molecular approach is expected to help to increase efficiency and accuracy of the selection program for those varieties. At the moment the selection criteria for drought tolerant varieties are based on the performance of tested varieties at dry land selection site which is highly influenced by changes in environmental conditions. Drought stress causes changes in cell water balance and influences some physiological and metabolic processes and also gene expression in plants. Some plants suffered from drought accumulate non toxic substances which play some roles in maintaining water balance without hampering other biochemical reactions in the plant although they are present in high concentration. Some authors have isolated genes which expressed in vegetative tissues, responsive and related with resistance to drought character in Pisum sativum, Brassica napus, Glycine max, Vigna aconitifolia, Lycopersicon esculentum, and Oryza sativa. Protein accumulation induced by drought condition in leaves was found in plants suffered from drought stress and not found in plants which obtained optimal irrigation. Overexpression of these genes increases plant’s tolerance against drought. Identification and characterisation of genes related with drought tolerance traits in sugarcane will help in developing drought tolerant sugarcane varieties.

Key words: Drought-stress, sugarcane, gene, tolerant