TOLERANSI TEMBAKAU TRANSGENIK YANG MENGEKSPRESIKAN GEN P5CS TERHADAP STRES KEKERINGAN - Ahmad Riduan; Hajrial Aswidinnoor; Sudarsono ;; Djoko Santoso; Endrizal ; (Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian, 2010)
Tolerance of Transgenic Tobacco Expressing P5CS Gene Against Drought Stress. Drought is majorosmotic stress that dramatically limit plant growth and productivity. Proline accumulation has been correlatedwith tolerance to drought stress in plants. Therefore, overproduction of proline in plants may lead to increasedtolerance against these abiotic stresses. The objectives of this experiment were to determine the effects of droughtstress at the period of 15 – 90 days after planting (DAP) on growth of T1 plants derived from transgenic GStobacco, to evaluate their tolerance against drought stress, and to determine their leaf proline content. One groupof the tobacco plants were grown in plastic pots and subjected to stress condition during the period of 15 – 90DAP. The other group was grown optimally in plastic pot up to harvest period. All tobacco plants were harvestedat 91 DAP. Leaf proline content was determined at 63 DAP (after six periods of stress). The results indicatedreduced plant height, shoot diameter, leaf number, leaf dry weight and leaf area of all tobacco plants. Stresssensitivity index calculated using leaf dry weight character grouped T1 plants derived from P5CS transgenicGS tobacco into tolerance, medium tolerance and sensitive against drought stress while that of non-transgenicGS tobacco were only medium tolerance and sensitive against drought stress. Higher leaf proline content underdrought stress was observed in all T1 plants derived from P5CS transgenic tobacco than that of non-transgenicGS tobacco. These data demonstrated that proline accumulation as an osmoprotectant and that over-expressionP5CS gene results in the increased tolerance to osmotic stress in T1 plants derived from P5CS transgenic tobacco.Key words: Proline biosynthesis, proline accumulation, sensitivity index, biomass yield Stres kekeringan merupakan masalah utama stres osmotik yang dapat menjadi faktor pembataspertumbuhan dan produktivitas tanaman. Akumulasi prolina berkorelasi dengan tingkat toleransi tanamanterhadap stres kekeringan. Oleh karena itu over-produksi prolina diduga dapat meningkatkan toleransi tanamanterhadap stres kekeringan. Tujuan penelitian ini adalah (1) untuk mengevaluasi pengaruh stres kekeringanmelalui pengurangan air terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman TI zuriat dari tembakau GS transgenik P5CSgenerasi TO, (2) menganalisis akumulasi prolina daun tanaman TI zurlat dari tembakau GS transgenik P5CSgenerasi TO kondisi stres dan non-stres, serta (3) menganalisis hubungan antara akumulasi prolina daun padakondisi stres kekeringan dengan pertumbuhan dan hasil tanaman. Percobaan dua faktor (tembakau transgenikstres kekeringan) disusun dengan rancangan acak kelompok. Sebagian tanaman yang diuji disiram setiap hari hingga mencapai kondisi kapasitas lapang dari awal tanam sampai dengan 90 HST dan digunakan sebagaiperlakuan non-stres. Sedangkan kelompok tanaman yang lain dipelihara dalam kondisi kapasitas lapanghingga 14 HST dan diberi perlakuan stres kekeringan dari umur 15 HST hingga panen (90 HST). Kandunganprolina diukur pada umur 63 HST (setelah 6x periode stres). Hasil penelitian menunjukkan semua tanamantembakau yang diuji mempunyai tinggi tanaman, diameter batang, jumlah, berat kering dan luas daun yanglebih rendah akibat perlakuan stres kekeringan yang diberikan dibandingkan dengan kondisi non-stres.Berdasarkan hasil perhitungan indeks sensitivitas terhadap stres kekeringan menggunakan peubah bobotdaun kering per tanaman maka tanaman TI zurlat dari tembakau GS transgenik P5CS generasi TO yang diujibersegregasi untuk kategori toleran, medium toleran dan peka, sedangkan tembakau GS non-transgenikdikategorikan sebagai medium toleran dan peka terhadap stres kekeringan. Tanaman TI zurlat dari tembakau GStransgenik P5CS generasi TO menunjukkan kandungan prolina yang lebih tinggi dalam kondisi stres kekeringandibandingkan dengan tembakau GS non-transgenik. Peningkatan akumulasi prolina yang cukup tinggi akibatover-ekspresi dari gen P5CS diduga berkorelasi dengan peningkatan toleransi tanaman terhadap stres kekeringan.Kata kunci : Biosintesis prolina, akumulasi prolina, indeks sensitivitas terhadap stres, produksi biomasa