1. TRANSGENIC PLANTS EXPRESSING
ANTIMICROBIAL LACTOFERRIN
PROTEIN ARE RESISTANT TO A
Tanaman transgenik
FUNGAL PATHOGEN
Mengekspresikan Protein
Antimicrobial Laktoferin yang
Tahan terhadap patogen jamur
SEMINAR
JURNAL
CREATED By...:
1. M.Anas Muttaqin
2. Atik Nur syarifah
3. Dwi Rohmiyati
4. Tri Yulianti
5. Haibatun Nisa’

2. TRANSGENIC PLANTS EXPRESSING ANTIMICROBIAL
LACTOFERRIN PROTEIN ARE RESISTANT TO A FUNGAL
PATHOGEN
 Trung C. NGUYEN, Dilip K. LAKSHMAN,
Jigang HAN1, Leny C. GALVEZ, Amitava
MITRA*
 1Department of Plant Pathology, University
of Nebraska Lincoln, NE 68583, USA and
 2USDA-ARS, Sustainable Agricultural
Systems Laboratory, Beltsville, MD, USA.

3. ABSTRAK...
 Tembakau (Nicotiana tabacum var Xanthi) dan Arabidopsis (Arabidopsis thaliana)
merupakan tanaman transgenik yang mengekspresikan sebuah antimikroba bovine
laktoferin (BLF). Gen ini dikembangkan dan dievaluasi karena ketahanannya melawan
jamur Rhizoctonia solani. Dimana jamur ini bersifat patogen, agen penyebab penyakit
rebah.
 Tanaman ini diubah dengan Agrobacterium strain C58C1 yang mengandung konstruksi
plasmid membawa BLF dan dimodifikasi menjadi cDNA. introgresi dari BLF cDNA ke
tembakau rentan dan garis Arabidopsis thaliana dikonfirmasi oleh Southern blot dan
ekspresi full-length transkrip laktoferin dan protein masing-masing terdeteksi oleh blot
Utara dan blot Barat. Baris transgenik memisahkan penyisipan lokus tunggal yang telah
diidentifikasi dan digunakan untuk tes tahan penyakit.
 Tanaman tembakau transgenik menunjukkan tingkat resistensi tinggi terhadap Rhizoctonia
solani dalam tes daun terpisah. Demikian pula, bibit transgenik Arabidopsis thaliana
resisten terhadap jamur dan mencegah gejala damping off.
 Penggunaan gen laktoferin adalah salah satu pendekatan baru yang potensial untuk
mempertimbangkan pengendalian penyakit yang disebabkan oleh patogen jamur.
Kata kunci: Arabidopsis, tahan penyakit, transformasi, Rhizoctonia.

4. PENDAHULUAN
 Pada tahun 2000 sebanyak 90 % tanaman di
daerah Amerika serikat terserang penyakit yang
disebabkan oleh pathogen yang menyebabkan
kebusukan pada akar.
 Pathogen terbesar yang menyerang tanaman
tingkat tinggi sebanyak 188 spesies ( 32 famili)
termasuk juga tanaman hias dan rumput
rumputan adalah jamur Rhizoctonia solani
 Selain itu jamur tersebut juga menyerang
jaringan tanaman timbul beberapa penyakit

5. LANJUTAN.......
 Pembusukan akar tanaman yang disebabkan
oleh jamur Rhizoctonia solani umumnya dapat
diatasi sejak kemunculan benih dengan cara
fungisida, fumigasi tanah, biologi dan budaya
praktek (bioteknologi )
 Penggunaan fungisida sebenarnya bisa
diandalkan tetapi pestisida yang termasuk
dalam golongan fungisida dapat bersifat racun
dan merusak lingkungan dan menyebabkan
pathogen tersebut resisten terhadap pestisida. (
misal : methyl bromide)

6. Beberapa jenis fungisida ada yang dilarang
penggunaannya.
 Karena keterbatasan fungisida yang cocok
terhadap tanaman holtikultura yang
terserang jamur Rhizoctonia solani maka
alternatif yang banyak dijadikan pilihan
adalah praktek menejemen alternatif
(bioteknologi )

7.  Alternatif bioteknologi  tanaman transgenik 
diinduksikan dengan gen Rhizoctonia solani 
menyebabkan tanaman transgenik tersebut
mempunyai resistensi terhadap jamur tersebut.
 Penggunaan tanaman transgenik mempunyai banyak
keuntungan diantaranya :
 Konsumsi oleh manusia lebih aman dengan tambahan
nilai gizi.
 Tanaman transgenik yang digunakan adalah
Nicotiana tabacum dan Arabidopsis thaliana yang
mengekspresikan bovine laktoferin (BLF) sebagai
antimikroba terhadap jamur Rhizoctonia solani

8. BAHAN DAN METODE
 Bahan
1. Gen laktoferin bovine
2. Tembakau (Nicotiana tabacum var Xanthi)
3. Arabidopsis thaliana
4. Agrobacterium (strain C58CI)
5. Agrobacterium galur EHA 105
6. Virus mosaik kembang kol 35S
7. Plasmid biner pAM4212
8. Kertas filter steril
9. Cawan petri steril
10. Lampu neon
11. Pot
12. Medium agar

9.  Metode:
1. Konstruksi dari vektor dan pengembangan tanaman
transgenik, dengan menggunakan metode:
a. metode kokultivasi yang di gunakan untuk transformasi
tanaman tembakau
b. Metode plant floral dip untuk mentransformasikan
Arabidopsis
2. Persiapan pembiakan dan inokulum dari isolasi patogen
R.solani
3. Analisis ekspresi laktoferin pada tanaman transgenik
4. Bioassay untuk in vitro dan in vivo dari tanaman transgenik
yang resisten terhadap ekspresi laktoferin
5. Germinasi biji selama keluar dari perkecambahan

10.  Kontruksi vektor dan pengembangan tanaman transgenik
sebuah vektor biner yang mengandung gen laktoferin
bovine digunakan untuk transformasi tembakau dan
Arabidopsis thaliana. Gen laktoferin didukung oleh
promotor virus mosaik kembang kol 35S dan urutan DNA
Agrobacterium sp.T-DNA digunakan sebagai sinyal
terminasi transkripsi menciptakan pAM 4212 plasmid biner.
Plasmid dipindahkan ke Agrobacterium sp.galur EHA 105
untuk transformasi tanaman. Metode kokultivasi digunakan
untuk transformasi tembakau. Tanaman Arabidopsis
thaliana ditransformasi dengan metode planta floral dip.

11.  kultur dan preparasi inokulum dari isolasi patogen R.
Solani
R.solani AG-4 dipertahankan dalam medium agar potato
dextrose (DIFCO, detroit, MI). Inokulum R.solani untuk
bioassay tanah dibuat dengan menambahkan 10 busi
tumbuh. Jamur pertumbuhan aktif dalam 200gr gandum
di autoklaf dengan kelembapan 15-20% dan diinkubasi 2
minggu. Gandum yang telah kering, disaring dan
disimpan pada suhu 4ºC dalam botol plastik steril untuk
inokulasi tanah.
 Analisis ekspresi laktoferin pada tanaman transgenik

12.  Bioassay untuk in vitro dan in vivo tanaman transgenik resisten
mengekspresikan laktoferin
 uji difusi agar gel : total protein terlarut dari daun transgenik dan
kontrol di ekstrak. R.solani ditempatkan ditengah agar berdiameter
5mm. Sampel ditambahkan ke dalam setiap sumur perifer potato
agar dextrosa dan di inkubasi selama 4 hari pada suhu kamar.
Masing – masing perlakuan 3 kali ulangan dan seluruh percobaan
diulang sekali lagi. Diamati dan difoto ketika jamur di piring kontrol
mencapai pinggir.
 Daun assay terpisah keseluruhan : daun ditempatkan pada kertas
filter steril yang lembab di cawan petri steril. R.solani ditempatkan di
tengah setiap daun. Daun difoto pada hari ke 3,4,5,7,dan 9 setelah
inokulasi dengan plug miselium. Inokulasi dilakukan dalam 3 kali
ulangan dan daun di inkubasi dalam ruang lembab di bawah lampu
neon pada suhu kamar dengan cara acak.

13.  Perkecambahan biji untuk bibit dumping off
Pot plastik berisi tanah yang diinokulasi /
tidak diinokulasi di taburi benih Arabidopsis
thaliana transgenik. Pot di inkubasi pada
suhu 22º, kelembapan relatif 75-80% dan 16
h (7350 lx) dengan iluminasi irigasi setiap
hari dengan air steril.

14. HASIL
 Pengembangan jalur transgenik
Lima baris transgenik dari setiap tembakau dan
Arabidopsis thaliana membawa satu salinan gen BLF
dengan tingkat ekspresi tertinggi protein BLF terpilih.
 Ekspresi BLF pada tanaman transgenik
• Dua baris Arabidopsis thaliana menunjukkan
potongan transkrip BLF dan garis satunya tidak
memiliki transkrip BLF.
• Hasil percobaan immuno-blotting dengan BLF
antibodi spesifik menunjukkan bahwa kedua
tembakau dan Arabidopsis thaliana
mengekspresikan BLF.

15. PENGHAMBATAN IN VITRO
 B dan D menunjukkan
ekstrak dari dua tembakau
transgenik yang tidak
mengekspresikan protein
BLF.
 A dan C merupakan ekstrak
tembakau transgenik yang
mengekspresikan BLF
 Efek penghambatan pada A
dan C terlihat jelas,
sedangkan B dan D tidak
terlihat.

16. PELEPASAN BIO-ASSAY DAUN TEMBAKAU
 Penghambatan in vitro R.solani dengan ekstrak
protein tembakau transgenik dan Arabidopsis
thaliana yang mengekspresikan protein
lactoferin sembilan hari setelah inokulasi
 Daun transgenik tidak menunjukkan nekrosis
yang terlihat selama 5-6 hari.
 Wilayah nekrotic pada hari ke-7 terlihat kecil,
dan sedikit meningkat pada hari ke-9. tetapi
meningkat dengan cepat setelah hari
kesepuluh, dan menutupi seluruh daun selama
dua hari berikutnya.

18. BIBIT ARABIDOPSIS YANG MENGEKSPRESIKAN
BLF
 Benih perkecambahan tanaman Arabidopsis
thaliana transgenik dan Arabidopsis thaliana
kontrol sebanding, tetapi pembentukan bibit kontrol
dipengaruhi oleh Rhizoctonia solani. Kebanyakan
bibit dalam pot kontrol mati setelah
perkecambahan, tetapi bibit transgenik tumbuh
normal dan menunjukkan perlawanan terhadap
Rhizoctonia solani. Resistensi terhadap
Rhizoctonia solani telah ditetapkan disemua
Arabidopsis thaliana transgenik yang
mengekspresikan lactoferin.

19. Transgenik kontrol transgenik
kontrol

20. PEMBAHASAN
 Melalui percobaan secara in vitro diketahui
bahwa BLF menghambat pertumbuhan patogen
pada tanaman yang disebabkan oleh jamur
Rhizoctonia solani
 Selain itu ekspresi BLF pada tanaman
transgenik ( Nicotiana tabacum dan Arabidopsis
thaliana ) lebih resistensi terhadap patogen
sehingga tidak terjadi kemajuan penyakit.
 Meskipun tanaman tersebut merupakan
tanaman transgenik namun tidak merubah
morfologi dan fisiologi tanaman tersebut.

21.  BLF menghambat bakteri phytopatogenetik.
 Melindungi tumbuhan yang paling penting adalah
pada saat perkembangan awal bibit agar tidak
terinfeksi oleh jamur Rhizoctonia solani
 Memperlambat perkembangan penyakit yng
disebabkan oleh jamur dengan cara genetik dan
aplikasi penggunaan pestisida yang ramah
lingkungan.
 Arabidopsis thaliana yang ditransgenik kan dari bibit
sampai tumbuh mempunyai perlindungan yang
lengkap terhadap efek jamur Rhizoctonia solani

22. KESIMPULAN
 Intinya penanggulangan tumbuhan yang
terkena penyakit yang disebabkan oleh
jamur R.solani dapat diatasi dengan cara
BLF (Bovine laktoferin ) yang dihasilkan
dari tanaman transgenik.
 Kelebihan penggunaan tanaman
transgenik selain untuk menanggulangi
penyakit juga berperan untuk menambah
nilai gizi bagi manusia.