Isolation, Culture, and Plant Regeneration from Flashcards
Regenerasi tanaman dari protoplas hipokotil Brassica napus
(A) Protoplas yang baru diisolasi dengan ukuran berbeda.
(B) Protoplas berumur satu hari; kedua protoplas memiliki dinding yang … tetapi hanya yang kecil yang …
(C) Kalus diperoleh dari protoplas setelah …
(D) Diferensiasi … dari kalus yang berasal dari protoplas.
(E) Kalus dengan tunas yang diregenerasi seperti pada (D), dipindahkan ke media regenerasi yang mengandung ….
(F) Regenerasi tanaman dari kalus yang berasal dari protoplas
(B) telah diregenerasi, telah terbagi
(C) 14 hari kultur
(D) tunas pucuk
(E) zeatin dan IAA
Faktor yang mempengaruhi kultur protoplas
1) Bahan Tanaman
2) Nutrisi yang dibutuhkan
3) Osmotikum
4) Densitas Protoplas
5) Perlakuan Fisik
6) Kondisi Inkubasi
Osmolaliti medium
500-600 mmol (mannitol atau sorbitol)
Perlakuan elektroporasi protoplas dapat
mentriger terjadinya pembelahan
Kondisi Inkubasi
Cahaya sangat berpengaruh: perlu cahaya dengan intensitas rendah (diffuse light)
atau bahkan perlu dalam keadaan gelap total khususnya dalam 4-7 hari pertama
hibridisasi somatik dan hibridisasi sitoplasmik, baik antar spesies maupun antar genus yang secara alami/ seksual inkompatibel
Fusi protoplas
Uptake molekul DNA (terisolasi) ke dalam protoplas menjadi
dasar untuk transformasi inti secara sementara (transient)ataupun stabil/tetap
transformasi organel untuk membentuk tanaman
transplantomik
Transformasi protoplas
Tahapan dalam hibridisasi somatik
1) Isolasi protoplas
2) Fusi protoplas dari spesies/varietas yang diinginkan
3) Identifikasi & seleksi sel-sel hibrida somatik
4) Kultur sel-sel hibrida somatik
5) Regenerasi tanaman dari sel/jaringan hibrida somatik
6) Konfirmasi hasil berupa tanaman hibrida somatik
Membran plasma dua atau
lebih protoplas saling mendekat (A dan B)
Agglutination
Mekanisme proses fusi protoplas
1) Agglutination
2) Membrane fusion
3) Rounding-off
Pada bagian kecil daerah yang berlekatan (adhesion) menghasilkan formasi cytoplasmic continuities or bridges between protoplasts (C dan D)
Membrane fusion
Protoplas berfusi karena ekspansi the cytoplasmic bridges membentuk spherical hetero- or homokaryons (E dan F)
Rounding-off
Induksi fusi protoplas
Chemofusion:
Fusi yang diinduksi dengan bahan kimia
(Contoh Fusogens: PEG, NaNo3, Ca 2+ ions, Polyvinyl alcohol)
Mechanical Fusion:
Fusi dilakukan dengan menggunakan micromanipulator and perfusion micropipette di bawah mikroskop
Electrofusion:
Fusi yang diinduksi dengan stimulasi listrik
* Rangkaian protoplas dapat terbentuk dengan arus listrik pada kekuatan medan listrik
rendah (10 kv m-1)
* Fusi protopals pada rangkaian protoplas diinduksi dengan aplikasi arus listrik pada
kekuatan medan listrik tinggi (100kv m-1) untuk beberapa mikro detik
Contoh alat Electrofusion
an automatic ‘Zimmermann Electrofusion System’, by GCA Corp., Precision Scientific
Stages in the electrofusion of Avena sativa protoplasts
(A) Kontak titik-ke-titik antara protoplas yang berdekatan yang tersuspensi dalam larutan manitol 0,5 M dan terpapar medan listrik (frekuensi 500 kHz dan kekuatan 200 V cm).
(B) Perataan protoplas di area kontak membran.
(C,D) Fusi protoplas 10 dan 30 detik setelah pulsa DC tegangan tinggi 15/ts (600 V cm -1) diterapkan.
Bar = 10pM (dicetak ulang dengan izin dari: U. Zimmermann dan J. Vienken, 1982, J. Membr. Biol.,
67: 165-182; 9).
Model peristiwa molekuler yang terjadi selama elektrofusi:
(A) Membran protoplas yang berdekatan disatukan dan dijaga agar tetap bersentuhan erat melalui proses …
(B) Penerapan pulsa DC tunggal berkekuatan tinggi menyebabkan …
(C) Penyambungan kembali membran setelah pulsa fusi. Jika dua protoplas yang berdekatan berada dalam jarak dekat pada saat terjadi gangguan membran lokal, maka …
(A) dielektroforesis
(B) kerusakan membran plasma di kutub sel
(C) lipid berkumpul kembali menjadi satu lapisan ganda, yang menyatukan protoplas
Seleksi Hasil Fusi Protoplas
- Morpho-physiological basis; Kalus yang diduga hibrida diindetifikasi berdasarkan sifat morfologi dan atau fisiologi yang berciri antara/intermediet
- Complementation; Metode ini didasarkan pada komplementasi secara genetik atau metabolic deficiencies dari kedua target fusi untuk seleksi komponen hibrida
- Isolation of heterokaryons or hybrid cells; Metode yang paling akurat dan banyak digunakan adalah yang salah satu tahapannya melalui isolasi the heterokaryons or hybrid cells dan mengkulturkannya secara individu atau dalam densitas yang rendah
Produksi Sibrida
PPT
Transformasi protoplas
PPT
Keutamaan hibridisasi somatik
Produksi hibrida baru antar spesies dan antar genus
Pomato (Hibrida antara potato dan tomato)
Produksi galur-galur heterozigot pada suatu spesies yang tidak mungkin
didapatkan pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif
Untuk mempelajari gen-gen sitoplasmik
Produksi hibrida unik/khusus baik untuk inti/nukleus dan atausitoplasmanya
Produksi tanaman diploid dan poliploid (fertil) dari tanaman yang secara
seksual steril (haploid, triploid, dan aneuploid)
Transfer gen untuk resisten terhadap: penyakit, cekaman abiotik dan
herbisida, serta karakter lainnya
The production of useful metabolites
Comparison of the characteristics of cell (A), protoplast (B), and protoplast with
artificial cell wall (C) in the production of useful metabolites