Apa Perbedaan Metode Transfer Gen pada Tumbuhan?

Transfer gen adalah salah satu bidang terbaru dari sel tanaman dan kultur jaringan. Ini telah membawa revolusi di bidang pertanian untuk perbaikan beberapa sifat genetik. Bahkan di India suara kapas yang ditaburkan di Andhra Pradesh dan Gujarat diangkat di Parlemen.

Bioteknologi tanaman India telah membuat kemajuan yang mengesankan dalam transformasi tanaman seperti sawi, beras, kentang, tomat, dan brinjal. Upaya sedang dilakukan untuk mengubah tanaman lain juga.

  1. Metode Transfer Gen Langsung :

Ada lima metode berbeda yang mentransfer DNA asing dari fungsi yang diinginkan ke dalam sel tumbuhan. Metode-metode ini dibahas secara singkat bersama ini.

(sebuah) Stimulasi oleh Pembantu Kimia:

Pada tahun 1977, Lurquin dan Kado mendemonstrasikan stimulasi oleh poli-L-ornitin dalam penyerapan DNA plasmid oleh protoplas kacang tunggak. Di hadapan ion kalsium, polietilen glikol (PEG) juga meningkatkan serapan DNA oleh protoplas dalam kisaran 10″ 2 dan 10″ 5 .

(b) Transfer Plasmid Terperangkap Liposom:

Liposom adalah molekul lipid mikroskopis. Ini diproduksi ketika fosfolipid terdispersi dalam fase air. Muatan dapat dikembangkan pada liposom sesuai keinginan. Liposom menjebak DNA dan berinteraksi dengan banyak sel sedemikian rupa sehingga plasmid akan dipindahkan ke genom tanaman.

Misalnya, liposom unilamellar telah digunakan untuk transformasi dan ekspresi salinan cDNA kloning dari viroid umbi spindel kentang (PSTV) dan DNA chimeric dari plasmid E. coli menjadi protoplas.

(c) Elektroporasi:

Pengenalan DNA asing ke dalam sel hidup (sebagai protoplas) dengan paparan pulsa listrik singkat (250-350 V) dikenal sebagai elektroporasi. Manipulasi minimum protoplas memastikan tingkat kelangsungan hidupnya yang tinggi. Menggunakan elektroporasi, ekspresi transien DNA asing telah ditunjukkan pada jagung, gandum, dan beras.

(d) Mikroinjeksi:

Pada tahun 1986, Crossway dan rekan kerjanya menggunakan teknik mikroinjeksi untuk transfer gen langsung ke dalam sel tanaman. Sel hewan dapat diubah pada frekuensi tinggi dengan mikroinjeksi daripada sel tumbuhan.

Dalam teknik ini, protoplas dilekatkan permukaannya pada slide dengan menanamkannya dalam agarosa menggunakan pipet penahan. DNA ditransfer dengan menyuntikkan mikroneedle atau mikropipet kaca yang memiliki ujung halus diameter CO.5 – 1µ). Protoplas yang disuntikkan mikro dikultur seperti yang dijelaskan sebelumnya.

(e) Meriam Bombardir Partikel (Mikroproyektil):

Itu juga disebut sebagai senjata partikel, senjata tembak, senjata mikroproyektil dan rudal biolistik. Dalam metode ini DNA asing yang mengandung gen yang diinginkan dilapiskan ke permukaan partikel tungusten atau emas (diameter 4 mikrometer).

Partikel-partikel ini dibombardir dengan kecepatan tinggi (dengan senjata partikel) ke sel atau jaringan tanaman. Partikel menembus dinding sel dan membran.

  1. Transfer Gen yang dimediasi vektor dalam Sel Tumbuhan:

Agrobacterium terdiri dari Ti-plasmid yang secara langsung bertanggung jawab untuk induksi tumor. Transfer segmen DNA kecil (T-DNA) dari Ti-plasmid dan integrasinya ke dalam genom inang menginduksi pembentukan tumor pada tanaman. Wilayah T-DNA dari Ti-plasmid sangat penting untuk transformasi tanaman yang dimediasi oleh Agrobacterium.

Ti-plasmid dikeluarkan dari A. tumifaciens dan DNA asing dengan fungsi yang diinginkan dimasukkan ke dalam daerah T-DNA dengan menggunakan enzim restriksi. T-plasmid rekombinan dimasukkan ke dalam sel A. tumifaciens. Langkah-langkah transfer gen yang dimediasi Agrobacterium pada tanaman.

(a) Ko-kultivasi dengan Protoplas:

Protoplas yang baru diisolasi dikultivasi bersama dengan transformasi A. tumifaciens selama beberapa hari. Kemudian protoplas dicuci dan dibiakkan dalam media yang mengandung antibiotik. Protoplas yang telah diregenerasi dipindahkan ke media kultur yang memungkinkan perkembangan kalus dan tanaman yang telah ditransformasi.

(b) Metode Infeksi Cakram Daun:

Dalam pendekatan ini daun (tomat, tembakau, Petunia, dll.) disterilkan permukaannya dan diinokulasi dengan sel A. tumifaciens yang dimodifikasi secara genetik. Kemudian daun dibudidayakan selama dua hari. Selama ini terjadi infeksi.

Cakram daun yang mengandung infeksi dipindahkan ke media seleksi cum regenerasi yang mengandung kanamisin. Kanamisin secara selektif menghilangkan sel / jaringan yang tidak berubah. Dalam 2-4 minggu, biakan ini beregenerasi menjadi planlet yang berubah.

Kemudian, planlet hasil rekayasa genetika dipindahkan ke dalam tanah setelah tanaman regenerasi mengeras sehingga dapat diaklimatisasi dengan lingkungan baru. Keberadaan dan fungsi gen asing pada tanaman transgenik diketahui dengan teknik molekuler seperti yang diberikan dalam analisis transgen.

  1. Analisis Transgen :

Dalam eksperimen transformasi tanaman, pemilihan sel-sel yang berubah dari populasi campuran sel yang berubah dan tidak berubah adalah peristiwa penting. Gen penanda (misalnya resistensi antibiotik atau resistensi herbisida) juga dimasukkan bersama dengan DNA asing ke dalam sel inang.

Media seleksi disiapkan di mana antibiotik atau herbisida (yang telah dimasukkan gen penanda) dicampur. Sel/jaringan yang ditransformasi dibiakkan pada media seleksi.

Hanya sel-sel itu yang akan tumbuh pada media yang mengandung gen penanda, sel-sel tersebut dikatakan telah berubah. Sel yang tidak ditransformasi tidak akan tumbuh karena kekurangan gen penanda.

Setelah pemilihan, pemeliharaan marka selanjutnya pada tanaman transgenik tidak diperlukan. Karena gen tahan herbisida dapat ditransformasikan menjadi bakteri atau gen tahan herbisida dapat dipindahkan ke gulma, gen penanda harus dihilangkan. Penghapusan penanda memungkinkan transgen berfungsi dan diekspresikan dengan baik.

Integrasi dan ekspresi transgen dipelajari lebih lanjut mengikuti teknik molekuler seperti PCR, Southern blot, Northern blot, Western blot, dll.

Related Posts