Modifikasi Gen-gen Tanaman Endogen

Read Also

Dalam sebagian besar contoh yang telah kita diskusikan, tanaman panen telah dikembangkan dengan memasukkan gen-gen yang diambil dari organisme yang terkait. Tanaman transgenik telah didesain untuk mengekspresi gen-gen ini sesuai aturan, seringkali pada tingkatan yang cukup tinggi. Namun, hal ini bukan merupakan satu-satunya cara untuk memproduksi peningkatan stok. Banyak pengembangan dapat diajukan dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan untuk mengubah gen-gen endogen spesies.

Satu wilayah dimana beberapa kesuskesan telah dicapai melalui cara ini yaitu modifikasi warna bunga. Jalur biosintesis pigmen bunga diketahui secara detail, jadi dimungkinkan untuk membawan gen dari spesies tanaman yang berbeda untuk menghasilkan warna yang “tidak alami” yang secara dramatis mengubah penampilan bunga tersebut. Salah satu contoh, gen jagung dimasukkan ke dalam petunia (melalui agen sistem Agrobacterium) untuk menghasilkan bunga dengan warna merah bata.

Aktivitas lainnya yang sangat menarik adalah upaya utuk menunda pelunakan buah, seperti tomat. Memperlambat proses pelunakan akan memperpanjang waktu penyimpanan buah-buahan dan memudahkan transportasinya. Bukti menunjukkan bahwa hidrolisis poligalakturonat, suatu komponen polisakarida dinding sel buah-buahan, dengan enzim poligalakturonase terlibat dalam pelunakan tomat. Gen yang mengkode enzim ini diklon, dan diletakkan di belakang promoter CaMV 35S kuat dalam orientasi terbalik. Konstruksi ini kemudian dimasukkan ke dalam tanaman tomat melalui sistem Ti Agrobacterium. Tanaman transgenik yang dihasilkan, memproduksi poligalakturonase dalam tingkat yang jauh lebih rendah, karena “antisense mRNA” yang dihasilkan dari pembacaan gen dalam orientasi terbalik dengan translasi mRNA normal, mungkin dengan cara mendinginkannya. Namun, efek terakhir dari rendahnya ekspresi poligalakturonase kontroversial, beberapa pengujian tidak menunjukkan perbedaan baik dalam proses pelunakan maupun dalam hirolisis pektin dinding sel. Meskipun demikian, pengurangan tingkat enzim ini tampak menghambat degradasi pektin menjadi fragmen-fragmen kecil, dan dilaporkan mengurangi kerusakan selama perpindahan. Salah satu versi tomat yang direkayasa ini sekarang sedang dipasarkan di Amerika Serikat. Walaupun ada keprihatinan atas keberadaannya, dalam produk seperti ini, dari gen-gen yang resisten terhadap antibiotik yang digunakan untuk memilih sel tanaman trasgenik, terdapat beberapa metode yang dapat dilakukan untuk menghilangkan gen-gen penanda dari tanaman.

Wilayah nyata untuk eksploitasi masa depan adalah modifikasi susunan nukleotida gen-gen untuk protein biji-bijian baik untuk meningkatkan nilai nutrisi atau mengembangkan kualitas prosesnya, seperti disebutkan di awal bab ini. Beberapa contoh lainnyajuga telah diuraikan. Akan tetapi upaya-upaya untuk mengembangkan hasil panen tanaman atau untuk mengubah sifatnya dalam cara utama biasanya membutuhkan manuver rumit dan tajam. Tanaman merupakan organism kompleks yang mengandung organ dan jaringan yang sangat berdiferensiasi yang diatur dalam tata cara yang bergantung pada waktu dan lingkungan. Tantangannya adalah untuk menemukan cara pengaturan gen-gen endogen dalam cara yang terkoordinasi secara seksama. Ini merupakan tujuan yang sulit, tapi mungkin dapat dicapai, mempertimbangkan bahwa kemajuan kuat sedang dibuat dalam pengertian kita tentang bagaimana gen-gen tanaman diatur.

Sistem Agrobacterium telah digunakan dalam memproduksi hampir seluruh contoh tanaman transgenik yang telah dijeaskan sejauh ini. Agrobacterium memiliki spisifikasi inang yang luas dan secara prinsip dapat mempengaruhi sebagian besar tanaman dikotil. Namun, setelah transfer gen termediasi Agrobacterium terjadi, langkah selanjutnya mengacu pada produksi tanaman transgenik kadang sulit dikerjakan. Pada sebagian besar kasus hal ini tergantung pada kesuliatn meregenerasi tanaman lengkap diluar sel yang mampu menerima T-DNA. Pengguanan jaringan embrioik (seperti epikotil dan hipokotil) sebagai penerima T-DNA sekarang sedang sieksplorasi, karena potensi regenerasinya yang tinggi.