Potensi Virus CMV Pada Tembakau Transgenik

Artikel Tembakau Inovasi Teknologi

ABSTRAK

Pengembangan varietas tahan virus merupakan komponen penting dalam pengendalian virus untuk mengatasi penyebaran virus oleh vektornya dan secara langsung menyebabkan pergerakan dan replikasi virus dalam tanaman terhenti. Pematahan ketahanan transgenik oleh CMV ternyata hanya bersifat sementara dimana PVY hanya mampu memperbanyak molekulnya pada beberapa daun sistemik saja dan setelah itu titernya berangsur-angsur menurun sampai mencapai tingkat tidak terdeteksi sama sekali.

 

PENDAHULUAN

Pengembangan varietas tahan virus merupakan komponen penting dalam pengendalian virus. Penanaman varietas tahan, secara tak langsung mengatasi penyebaran virus oleh vektornya dan secara langsung menyebabkan pergerakan dan replikasi virus dalam tanaman terhenti. Upaya tersebut menghadapi kendala, yaitu terbatasnya ketersediaan gen-gen penyandi ketahanan terhadap virus tersebut. Oleh karenanya, telah dikembangkan varietas-varietas transgenik yang mengekspresikan gen­-gen yang berasal dari genom virus yang menyerang tanaman dan dihasilkan varietas-varietas tahan virus. Strategi ini dikenal dengan ‘pathogen-derived – resistance’ (PDR). .

Terjadinya ketahanan terhadap virus pada tanaman transgenik berlangsung pada level RNA, dan dikenal dengan istilah ‘gene silencing’. Mekanisme ‘gene silencing’ bisa terjadi dalam tahap sebelum transkripsi gen dalam nukleus yang disebut dengan istilah ‘transcriptional gene silencing’ (TGS); selain itu gene silencing bisa juga terjadi di dalalm sitoplasma yaitu pada tahap pasca transkripsi gen yang disebut dengan ‘post­ trancriptional gene silencing’ (PTGS). PTGS merupakan mekanisme yang paling sering terjadi dalam hubungannya dengan PDR. Terjadinya PTGS dapat diinduksi oleh populasi dsRNA dalam nukleus atau sitoplasma yang berasaI dari virus yang tengah ber-replikasi, atau sekuens transgene yang berasal dari virus dengan melibatkan RNA-dependent RNA Polymerase (RdRP) baik yang berasal dari tanaman sendiri ataupun yang berasal dari genome virus.

Masalah penting yang berkaitan dengan penggunaan varietas transgenik tahan virus dalam dunia pertanian adalah stabilitas varietas-varietas tersebut di lapang, dimana populasi virus sangat bervariasi. Hal ini berkaitan dengan kenyataan bahwa genome virus telah berevolusi dengan menghasilkan protein yang bisa mematahkan ketahanan transgenik yang diperoleh melalui mekanisme PTGS. Potensi virus CMV (Cucumber Mozaic Virus) dalam mematahkan ketahanan terhadap virus PVY (Potato Virus Y) pada­ tembakau transgenik yang mengekspresikan gen Nia. Gen 20 dari CMV telah diidentifikasi peranannya sebagai pematah ketahanan transgenik atau suppressor. Gen tersebut juga berfungsi sebagai faktor yang berpengaruh pada pergerakan virus secara sistemik pada inang tertentu. Pematahan ketahanan transgenik oleh CMV ternyata hanya bersifat sementara dimana PVY hanya mampu memperbanyak molekulnya pada beberapa daun sistemik saja dan setelah itu titernya berangsur-angsur menurun sampai mencapai tingkat tidak terdeteksi sama sekali. Kelimpahan titer CMV secara sistemik dalam daun dimana PVY sudah tidak terdeteksi ternyata tidak mampu membantu multiplikasi PVY selelah proses re­inokulasi.

 

MEKANISME PEMATAHAN KETAHANAN TERHADAP PVY

Hasil penelitian ko-inokulasi CMV dan PVY untuk mengetahui fungsi CMV sebagai pematah ketahanan transgenik dalam mekanisme Post-transcriptional gene silencing yang berpengaruh terhadap stabilitas transgen Nia dalam konstruksi ‘sense-antisense’ pada galur no. 16 menunjukkan bahwa ketahanan terhadap PVY pada galur 16 terpatahkan dimulai dari daun baru yang terbentuk setelah inokulasi dengan CMV. CMV bisa dideteksi pada semua daun, sebaliknya PVY tidak bisa dideteksi pada daun-daun yang telah terbentuk pada saat inokulasi dengan CMV.

Secara umum, CMV yang terakumulasi pada semua daun sistemik mengalami hambatan untuk bergerak ke bagian atas tanaman. Hal ini menunjukkan fenomena pematahan ketahanan hanya sementara dan bukan secara permanen. Mekanisme pematahan ketahanan terhadap PVY disebabkan oleh aktivitas gen 2b yang dikenal sebagai suppressor. Aktivitas gen 2b yang ditunjang dengan pengamatan akumulasi PVY hanya pada daun-daun baru yang terbentuk setelah inokulasi CMV menunjukkan bahwa gen 2b menghambat proses inisiasi ketahanan hanya pada daun-daun baru dan bukan pada daun-daun yang telah terbentuk pada saat inokulasi dengan CMV dimana sistem Post-transcriptional gene silencing telah berfungsi.

Peningkatan selang waktu antara inokulasi CMV dan PVY meningkatkan proporsi pematahan ketahanan terhadap PVY pada individu tanaman. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi pematahan ketahanan disusul dengan inokulasi CMV, PVY gagal mempertahankan infeksi sistemiknya meskipun akumulasi CMV terus melimpah. Dengan kata lain terjadi pemulihan ketahanan tanaman terhadap PVY. Fenomena pulihnya ketahanan terhadap PVY bervariasi, ditunjukkan dengan lenyapnya gejala PVY. Menurunnya akumulasi PVY pada bagian atas tanaman dapat disebabkan oleh adanya hambatan pada pergerakan sistemik PVY atau replikasinya, terbukti dengan tidak terdeteksinya pada daun yang diinokulasi maupun daun-daun di atasnya. Dengan pengaturan selang waktu inokulasi CMV dan PVY diketahui bahwa CMV mampu mematahkan ketahanan transgenik terhadap PVY. Infeksi PVY hanya bersifat sementara, dan tanaman mampu memulihkan ketahanannya bahkan menjadi lebih resisten terhadap PVY.

Pematahan ketahanan terhadap PVY akibat suppressor dari CMV pada galur no.16 berkaitan dengan deteksi mRNA dari transgen. Level transkripsi mRNA transgen sebanding dengan akumulasi PVY. Ketika PVY tereliminasi dari sistem, level transkripsi mRNA transgen pulih kembali. Hal ini menunjukkan bahwa RNA yang berasal dari PVY yang menginfeksi sistem tersebut memiliki pengaruh negatif terhadap level mRNA transgen sebagai akibat aksi suppressor dari CMV. Hal ini terjadi karena replikasi PVY berperan sebagai faktor induksi tambahan dan menambah akumulasi target RNA dalam sistem pematah ketahanan. Akibatnya, PVY tidak mampu melakukan replikasi dan tereliminasi.

 

PENUTUP

Peningkatan selang waktu antara inokulasi CMV dan PVY meningkatkan proporsi pematahan ketahanan transgenik terhadap PVY. Inokulasi PVY pada daun baru yang terbentuk setelah inokulasi CMV menghasilkan pematahan ketahanan total (100%). Hal ini disebabkan oleh model aksi gen 2b dari CMV yang telah dikenal sebagai supressor melalui pengagalan inisiasi ketahanan.

Pematahan ketahanan transgenik terhadap PVY pada tembakau galur no.16 bersifat sementara, dan selanjutnya tanaman kembali pada tingkat ketahanan yang lebih kuat.

Dengan ditemukannya metode pematahan ketahanan terhadap virus PVY pada tembakau transgenik, maka peluang untuk menghasilkan varietas unggul tahan PVY sudah terbuka.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *