Abnormalitas Pembungaan (Bunga Mantled) Kelapa Sawit Hasil Kultur Jaringan

PENDAHULUAN

Abnormalitas pembungaan atau yang disebut bunga mantled (mantel) adalah fenomena bunga kelapa sawit dimana stamen dan staminodes yang berubah menjadi struktur daun buah semu.  Keragaman abnormalitas bunga mantel dapat menyebabkan sterilitas.  Abnormalitas ini seringkali terjadi pada bibit kelapa sawit hasil kultur jaringan dengan beberapa kali proses subkultur.  Persentase buah mantel meningkat 5-80% selama 3-4 tahun proses regenerasi kultur (Eeuwens et al., 2002).  Karakter bunga mantel merupakan karakter yang bersifat epigenetik (Rival et al., 1998; Matthes et al., 2001).  Epigenetik adalah proses ekspresi genetik pada suatu individu yang tidak melibatkan sekuen DNA atau ekspresi gen suatu individu sehingga menjadi tidak sesuai dengan perintah genotipe yang seharusnya terjadi.  Selain itu, fenomena buah bunga mantel juga berhubungan dengan metilasi DNA (Kaeppler and Phillips, 1993; Jaligot et al., 2000, 2004; Matthes et al., 2001).  Metilasi merupakan reaksi organik penambahan gugus metil pada atom C nomor 5 dari pirimidin sitosin (S) atau nitrogen nomor 6 dari cincin purin adenine (A) pada bagian molekul DNA.  Peristiwa metilasi DNA adalah bagian dari perkembangan sel dan terwariskan melalui pembelahan sel. Biasanya, gugus-gugus metil akan disingkirkan pada pembentukan zigot namun prosesnya berangsur-angsur berlangsung kembali selama tahap perkembangan.

TINJAUAN PUSTAKA

Dari beberapa jurnal yang kami lampirkan, dapat disimpulkan bahwa:

  1. Terdapat gen EGAD1 yang diduga mengendalikan ekspresi buah mantel kelapa sawit hasil kultur jaringan.  Gen EGAD1 merupakan gen penyandi protein yang terkait dengan sistem ketahanan (defensin) (Tregear et al., 2002).  Hasil penelitian menunjukkan akumulasi transkrip EGAD1 pada infloresen abnormal jauh lebih kuat dibandingkan infloresen yang normal.  Demikian juga pada kalus dan tunas pucuk, akumulasi mRNA EGAD1 lebih tinggi pada kalus tanaman abnormal dibandingkan kalus dan pucuk yang ditanam asal biji tanaman normal.
  2. Terdapat 4 pasang primer yang digunakan untuk amplifikasi fragmen EGAD1 dan daerah flanking EGAD1 (flanking=pengapit).  Primer-primer tersebut adalah 5EGD-11F/R dan 5EGD-8F/R yang berfungsi untuk PCR 5’ –flanking EGAD1 dan EGD-F/R dan EGD-2F/2R untuk RT-PCR EGAD1 (Budiani dan Febrimarsa, 2010).
  3. Sekuen buah normal dan abnormal menunjukkan 3 perbedaan.  Pertama, pada buah abnormal, terdapat tambahan satu basa G setelah basa ke-140.   Kedua dan ketiga, pada buah normal terdapat basa ke-188 dan basa ke-198 adalah basa T dan C, sedangkan pada abnormal adalah C dan A.  Siklus restriksi buah abnormal dan normal juga terdapat perbedaan tempat dan jumlah siklus restriksi (Budiani dan Febrimarsa, 2010).
  4. Teknik RAF menggunakan primer AB-16, AE-11, AO-12 dan AP-12 dapat mendeteksi situs atau lokasi terjadinya metilasi pada ES (embrio somatik) kotiledon abnormal dan ortet normal. Terjadi metilasi internal, eksternal dan penuh pada 124 bp – 457 bp untuk ES kotiledon abnormal maupun ortet normal.  Terjadi perbedaan kandungan metilasi sitosin antara ES globular normal dan abnormal, antara ES kotiledon normal dan abnormal, antara planlet dan ortet normal adalah berkisar antara 0,25 – 2,72 %, artinya terjadi hipometilasi. Hal ini mengindikasikan bahwa metilasi sitosin tidak berpengaruh langsung terhadap proses abnormalitas pada embriosomatik tanaman kelapa sawit (Toruan-Matius, 2008).
  5. Isolasi dan ekspresi gen MET, CMT, dan DRM metiltransferase pada abnormalitas variasi somaklonal bunga mantel kelapa sawit menunjukkan bahwa hanya gen EgMET1 yang dapat mengkode peningkatan level transkrip, sedangkan EgCMT dan EgDRM1 tidak diketahui.  Hipometilasi tidak dapat dijelaskan dengan penurunan level ekspresi DNA-(cytosine-5) methyltransferase (DNMT) karena tidak terdapat perbedaan ekspresi DNMT pada kalus dari bunga normal dan mantel.  Di samping itu juga, hipometilasi DNA tidak berasosiasi dengan splicing transkrip DNMT.  Dengan demikian, tidak terdapat perbedaan transkrip antara bunga normal dengan abnormal.  Hal ini dapat diduga karena penurunan metilasi DNA pada kalus bunga abnormal tidak dapat dijelaskan dengan produksi protein DNMT non-fungsional (Rival et al., 2008).
  6. Terdapat gen EgM39A dan EgIAA1 yang dapat meningkatkan akumulasi transkrip pada epigenetik kalus abnormal bunga mantel.  Protein AXR3/IAA17 terlibat pada respon auksin dan EgM39A mengkode protein yang tidak diketahui namun berhubungan dengan sistesis  asparagin.  Gen EgM39A juga meningkatkan akumulasi transkrip pada pengujian auksin pada embrio zigotik.  Kedua gen (EgM39A dan EgIAA1) ini dapat digunakan sebagai penanda untuk mengetahui epigenetik penyebab abnormalitas bunga mantel (Morcillo et al., 2006).

KESIMPULAN

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa variasi somaklonal buah mantel disebabkan oleh faktor epigenetik dan metilasi, namun faktor epigenetik lebih berpengaruh terhadap variasi somaklonal buah mantel pada teknik kultur jaringan kelapa sawit.

DAFTAR PUSTAKA

Budiani A, Febrimarsa. 2010. Analisis sekuen DNA daerah 5’-EGAD1 dari buah kelapa sawit normal dan abnormal hasil kultur jaringan. 2010. Menara perkebunan 78 (2): 39-48.

Euweens CJ, Lord S, Donough CR, Rao V, Vallejo G, Nelson. 2002. Effects of tissue culture conditions during embroid multiplication on the incidence of “mantled” flowering in clonally propagated oil palm. Plant Cell Tiss & Org Cult 70: 311-323.

Jaligot E, Adler S, Debladis É, Beule T, Richaud F, Ilbert P, Finnegan EJ, Rival A. 2010. Epigenetic imbalance and the floral developmental abnormality of the in vitro-regenerated oil palm Elaeis guieneensis. Annals of botany. Pages 1-10.

Matthes M, R Singh, Cheah S-C, Karp A. 2001. Variation in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) tissue culture-derived regenerants revealed by AFLPs with methylation-sensitive enzymes. Theor Appl Genet 102: 971-979.

Morcillo F, Gagneur C, Adam H, Richaud F, Singh R, Cheah S, Rival A, Duval Y, Tregear JW. 2006. Somaclonal variation in micropropagated oil palm.  Characterization of two novel genes with enhanced expression in epigenetically abnormal cell lines and in response to auxin. Tree physiology 26: 585-594.

Rival A, Jaligot E, Beule T, Finnegan J. 2008. Isolation and expression analysis of genes encoding MET, CMT, and DRM metyltransferase in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in relation to the ‘mantled’ somaclonal variation. Exp bot 59 (12): 3271-3281.

Rival A, Tregear J, Verdeil JL, Richaud F, Beule T, Duval Y, Hartman C, Rode A. 1998. Molecular search for mRNA and genomic marker of the oil palm “mantled” somaclonal variation. Acta Horticult 461: 16.

Toruan-Mathius N, Sianipar NF, Wattimena GA, Aswidinnoor H, Thenawidjaya-Suhartono M. Ginting G. 2008. Deteksi metilasi DNA genom Elaeis guineensis Jacq hasil kultur jaringan dengan teknik Randomly Amplified Fingerprint (RAF) DNA dan Reverse Phase HPLC (RP-HPLC). Menara perkebunan 76 (2): 61-73.

Tregear JW, Morcillo F, Richaud F, Berger A, Singh R, Cheah S-C, Hartmann C, Rival A, Duval Y (2002). Characterization of a defensin gene expressed in oil palm inflorescences: induction during tissue culture and possible association with epigenetic somaclonal variation events. Exp Bot, 53, 1387-1396.

2 responses to “Abnormalitas Pembungaan (Bunga Mantled) Kelapa Sawit Hasil Kultur Jaringan

  1. hemm…
    artikelnya bagus, boleh minta daftar pustakanya gak ya?

  2. makasih..
    dengan senang hati bro…
    daftar pustaka yang mana yahh?

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s