ADENOVIRUS

Adenovirus merupakan salah satu patogen penyebab infeksi pada traktus respiratorius dan berbagai infeksi pada organ manusia yang lain. Adenovirus pertama kali diisolasi pada tahun 1953, dari jaringan adenoid anak-anak  melalui tonsilektomi dan dari jaringan ikat yang rusak. Pada tahun 1962, diketahui bahwa terdapat Adenovirus yang menyebabkan tumor pada Rodentia. Adenovirus tipe ini disebut sebagai Adenovirus onkogenesis, yang menunjukkan asosiasi dengan infeksi abortif dan belum teramati pada manusia.

Penelitian mengenai genom Adenovirus dan ekspresi gen mendukung pengembangan teknik yang berguna untuk menguji virus atau gen seluler yang lain. Adenovirus merupakan salah satu model penelitian yang berperan penting untuk mempelajari virus lain. Beberapa karakteristik Adenovirus dijelaskan sebagai berikut :

1. Tersebar luas di alam, serta hidup sebagai parasit obligat pada unggas dan mamalia (termasuk manusia). Berdasarkan inangnya, Adenovirus dibedakan menjadi 2 genus, yaitu Aviadenovirus (menyerang Aves) dan Mastadenovirus (Mammalia)
2. Mampu menginduksi infeksi laten dalam jaringan limfoid.
3. Beberapa tipe Adenovirus berpotesi sebagai onkogen

Terdapat kurang lebih 51 serotipe Adenovirus manusia (genus Mastadenovirus) yang terbagi menjadi sub grup A-F berdasarkan kemampuannya dalam agglutinasi eritrosit manusia, tikus, dan kera, serta onkogenisitasnya dalam tubuh Rodentia. Protein serotipik EIA menentukan fenotipe onkogenik Adenovirus dalam pembentukan transformasi sel. Virus yang termasuk dalam subgrup (Ad 12) menginduksi tumor dengan frekuensi tinggi dan latensi rendah, sedangkan subgrup B (Ad 3 dan Ad 7) bersifat onkogenik lemah. Sedangkan Adenovirus subgrup C (Ad 2 dan Ad 5), D, E,  dan F bersifat non-onkogenik.

Semua Adenovirus yang menginfeksi manusia dapat melakukan transformasi secara primer pada kultur sel Rodentia. Pada penelitian Rodentia transforman yang baru lahir, hanya virus grup A dan B yang bersifat onkogenik. Semua partikel Adenovirus mempunyai  struktur icosahedral simetris yang mudah teramati dalam mikroskop elektron melalui pengecatan negatif, berupa struktur tanpa selubung dan berdiameter 60-90 nm. Struktur virus tersusun dari 252 kapsomer : terdiri dari 240 hexon dan 12 penton pada icosahedral vertikal (2-3-5 simetris). Protomer individu dapat diisolasi secara kimiawi dari partikel virus murni. Hexon terdiri dari trimer polipeptida II pori tengah (minor), yaitu VI, VIII, dan IX yang saling berasosiasi dan terlibat dalam stabilisasi serta penyusunan partikel.

Struktur penton lebih kompleks dibanding hekson. Struktur penton berupa pentamer peptida III dan 5 molekul III a yang berasosiasi dengan dasar Penton. Penton mempunyai aktivitas seperti toxin. Protein serat trimetrik meluas dari setiap 12 vertices (menempel pada protein dasar penton) dan bertanggung jawab dalam pengenalan dan pengikatan reseptor seluler.

Ekspresi Enzim Katalase pada Mammalia

Enzim katalase dari berbagai spesies dikenal sebagai subunit protein dengan berat molekul sebesar 60 kD, berupa struktur  tetramer, dan masing-masing terdapat empat grup heme per tetramer. Sequen asam amino dan struktur asam amino enzim katalase telah dipelajari melalui isolasi dari hepar sapi. Pembelajaran mengenai  regulasi dalam jalur pentosa fosfat menunjukkan, protein yang mengikat NADPH dalam eritrosit manusia adalah enzim katalase. Setiap molekul tetramerik katalase mamalia mengikat empat molekul NADPH. Terdapat tingkat afinitas yang berbeda antara interaksi NADPH dalam bentuk tereduksi dengan enzim katalase, yaitu : NADPH > NADH > NADP ⁺ > NAD ⁺. Dalam kaitannya dengan aktivitas enzim katalase untuk mengkatalisis konversi peroksida (H₂O₂) menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂), NADPH tidak berperan secara langsung. Adanya senyawa NADPH yang terikat pada enzim katalase berperan penting untuk melindungi inaktivasi enzim katalase oleh senyawa peroksida.

Peran enzim katalase di dalam tubuh mammalia

Enzim katalase merupakan enzim marker peroksisomal klasik yang berperan penting untuk mendekomposisi peroksida dan terlibat aktif dalam mekanisme pertahanan antioksidan pada sel mammalia. Aktivitas katalase dalam reaksi pertahanan antioksidan, antara lain perannya dalam sel otak untuk mengoksidasi etanol, terkait dengan berbagai penyakit degeneratif peroksisomal pada sistem saraf pusat yang diwariskan, seperti penyakit Zellweger Syndrome. Distribusi katalase dalam sistem saraf pusat telah diketahui secara histokimiawi dan imunohistokimiawi, terkait dengan aplikasi tyramine untuk mendeteksi mRNA katalase pada otak mencit. Hal ini ditunjukkan dengan adanya molekul mRNA katalase pada banyak neuron di sepanjang jalur syaraf pada otak mencit. Secara morfologi, mRNA yang berada di dalam sitoplasma sel glia dan oligodendrosit berupa sel yang bergranula, dan  terkemas di dalam peroksisom. Aktivitas katalase yang sinergi dengan protein peroksisomal yang lain berperan penting dalam pertahanan otak untuk melawan penuaan sel dan penyakit Alzheimer.

Aplikasi Katalase Ultrastabil

          Isolasi dan produksi suatu enzim dalam skala laboratorium telah dilakukan oleh banyak peneliti di dunia. Penggunaan enzim katalase ultrastabil dapat menurunkan biaya proses bleaching dalam industri sekaligus menjadikan proses ini lebih ramah lingkungan.

Sejak tahun 1980-an, industri tekstil, kertas, dan industri lainnya telah mencoba menggantikan penggunaan klorin sebagai disinfektan ataupun pemutih dengan hidrogen peroksida (H₂O₂). Klorin yang telah digunakan oleh masyarakat industri selama lebih dari seabad ternyata sangat berbahaya, karena menghasilkan zat racun berupa Dioksin yang bersifat menyebabkan kanker (karsinogenik) dan mengacaukan sistem hormon manusia (endocrine disruptor).

Hidrogen peroksida selain digunakan sebagai agen bleaching atau pemutih di industri kertas atau tekstil, juga digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella atau E.coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan.

Hidrogen peroksida bukan merupakan senyawa yang aman bagi manusia. Keberadaan hidrogen peroksida yang merupakan oksidan dapat menyebabkan kondisi dalam sel yang reduktif menjadi oksidatif. Oleh sebab itu penggantian klorin ke hidrogen peroksida hanya mengurangi masalah dan bukan menyelesaikan masalah lingkungan.

Katalase merupakan enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida yang berbahaya dalam tubuh manusia, menjadi air dan oksigen yang sama sekali tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam tubuh manusia juga menguraikan zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam format, maupun alkohol yang juga berbahaya bagi tubuh manusia. Katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup. Bagi sel, enzim ini adalah bodyguard yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bersifat merusak. Industri telah mulai menggunakan katalase untuk menghilangkan hidrogen peroksida yang tersisa dalam limbah bleaching industri. Tetapi katalase konvensional yang dijual sekarang ini mempunyai banyak keterbatasan. Katalase dari Mammalia seperti manusia, sapi, ataupun mikrobia (jamur), hanya aktif pada suhu antara 37-40 derajat celcius. Hal ini terkait dengan organisme sumber katalase berasal yang hanya mampu bertahan hidup pada rentang suhu tersebut. Oleh sebab itu enzim dari organisme-organisme moderat ini tidak cukup ideal untuk proses pengolahan limbah industri yang biasanya memiliki pH dan temperatur tinggi. Sementara enzim konvensional secara alamiah akan rusak pada kondisi ekstrem tersebut.

Proses bleaching dalam industri selama ini telah menyita biaya yang tidak sedikit untuk meringankan beban lingkungan. Penggantian klorin dengan hidrogen peroksida dalam proses bleaching telah memberikan alternatif yang lebih ramah lingkungan, namun tidak lepas dari munculnya masalah baru. Jika toksin yang dihasilkan oleh produk reaksi pemutihan dengan klorin menjadi kendala dalam pengolahan limbahnya, maka penggunaan hidrogen peroksida mengharuskan alternatif pengolahan sampah hidrogen peroksida yang tersisa dengan enzim katalase komersial yang ada.

Penggunaan katalase komersial yang ada memerlukan ekstra biaya yang cukup besar. Sifat enzim katalase konvensional yang rentan terhadap suhu dan pH ekstrim, membuat industri hanya mempunyai dua pilihan. Pertama, menambahkan enzim katalase secara kontinyu ke dalam bak pengelolaan air buangan untuk menggantikan katalase yang rusak selama proses penguraian limbah hidrogen peroksida. Kedua, menurunkan suhu dan pH air limbah ke kondisi yang dapat ditolerir oleh enzim katalase konvensional. Keduanya memerlukan biaya tinggi, energi besar, dan waktu yang lama untuk pengolahan limbah hingga menjadi air murni dan oksigen.

Penggunaan extremozim katalase merupakan alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Extremozim katalase akan mendegradasi hidrogen peroksida secara aman sekaligus ekonomis. Limbah air tidak memerlukan perlakuan lanjutan. Enzim katalase ekstremofilik ini sangat stabil pada suhu dan pH tinggi, yang sesuai dengan kondisi limbah bleaching hidrogen peroksida.

Katalase Ekstremofilik

Katalase ekstremofilik  mempunyai half life time atau waktu paruh 330 jam pada suhu 80 derajat celcius, lebih tinggi dibandingkan dengan katalase komersial konvensional yang hanya  mempunyai waktu paruh 15 detik pada suhu yang sama. Dengan kata lain terjadi peningkatan hampir 80.000 kali peningkatan aktivitas enzim dibandingkan dengan katalase konvensional pada suhu yang sama. Ekstremozim ini juga mempunyai waktu paruh 15 hari pada pH 10 dan suhu 70 derajat celcius, sementara enzim katalase dari sumber lainnya hanya 4 jam pada pH sama dan suhu yang lebih rendah (60 derajat celcius). Waktu paruh adalah waktu inkubasi enzim pada suatu suhu atau pH tertentu sampai enzim berkurang keefektifannya sehingga aktivitas enzim tinggal separuh dari semula. Waktu paruh memang biasa digunakan oleh peneliti untuk membandingkan stabilitas enzim.

Para peneliti dari lembaga riset Departemen Energi Amerika Serikat mengisolasi enzim katalase ultrastabil dari mikroba penyuka lingkungan ekstrem (extremophile) yaitu Thermus brockianus yang hidup pada suhu 70 derajat celcius. Ekstremophiles ini sendiri diisolasi dari Taman Nasional Yellow Stone yang selama ini terkenal sebagai habitat ekstremofil. Hingga saat ini masih belum diketahui mengapa enzim ini tahan panas sekaligus tahan kondisi alkali. Sifat tahan panas bisa ditelusuri dari kesukaan Thermus brockianus hidup di lingkungan suhu tinggi. Akan tetapi, mikroba ini juga menyukai habitat dengan pH moderat.

Katalase ultrastabil diimmobilisasi secara kimiawi pada plastic beads seukuran butir pasir. Lalu, plastic beads yang telah berikatan dengan katalase ekstremofilik siap digunakan. salah satu aplikasi katalase ekstremofilik adalah penggunaan dalam filtrasi air limbah proses bleaching yang banyak mengandung senyawa beracun hidrogen peroksida. Enzim ini dimasukkan ke dalam kolom tabung yang digunakan sebagai filter untuk menyaring air buangan proses bleaching dan menguraikan hidrogen peroksida. Melalui proses immobilisasi seperti ini, ekstremozim menjadi lebih stabil, dan reusable. Sehingga penyaringan berulang-ulang untuk volume limbah lainnya dapat dilakukan dan biaya pengelolaan limbah dapat ditekan.

Peran gen T- DNA ORF 8 Ri-plasmid

T- DNA ORF 8 Ri-plasmid tipe cucumorpine Agrobacterium rhizogenes terlibat dalam respon terhadap auksin pada tembakau transgenik (Quartsi et al., 2004)

Berbagai Ri plasmid selain pRi A_4, yang ditemukan pada A. rhizogenes menunjukkan adanya perbedaan organisasi genetik. Pada plasmid pRi 2659 dan pRi 8196, gen T-DNA rol A, rol B, dan rol C (ORFs 10, 11, dan 12) menunjukkan kemampuan untuk menginduksi proliferasi akar. Conserved sequence dari T-DNA Ri  plasmid bukan gen rol, melainkan ORF 8, 13, 13 a dan 14. ORF 13 dan 14 berperan dalam induksi akar (model percobaan menggunakan potongan wortel), dalam kondisi yang tidak mendukung pembentukan akar, yang diinfeksi dengan Agrobacterium pembawa gen rol ABC. Hal ini mengindikasikan bahwa gen selain rol ABC juga esensial untuk menginduksi hairy root, tergantung tipe dan spesies sel inang. ORF 13 dari pRi 8196 dan pRiA4 menyebabkan terjadinya perubahan perkembangan morfologi tembakau transgenik, pada saat diekspresikian dengan promoter CaMV 35S RNA. ORF 8 dari pRi A4 diekspresikan dalam jaringan hairy root tembakau.  Perbandingan sekuen deduksi peptida – asam amino menunjukkan adanya persamaan yang signifikan pada pRi A4 ORF 8 mungkin terlibat dalam respon terhadap auksin, terkait dengan karakteristik protein :

1.  Protein Tms1 yang dikode gen tms 1 dari T-DNA A. tumefaciens dan protein IaaM dari Pseudomonas savastanoi.

2.      Produk rol B A. rhizogenes dan protein yang diduga dikode gen 5 T-DNA A. tumefaciens

IaaM dan Tms I triptofan monooksigenase mengkatalisis reaksi pembentukan indole-3-asetamide (IAM) yang selanjutnya diubah menjadi produk gen tms2 yaitu IaaH. Gen yang mengkode IaaH berlokasi pada T-DNA A. rhizogenes pada genom patogen tumbuhan P. savastanoi. Hal ini menujukkan bahwa gugus N-terminal dari protein ORF 8 berhubungan dengan protein rol B. Rol B menginduksi perubahan respon terhadap auksin dalam jaringan. Kemiripan sekuen ORF 8 diduga terlibat dalam katalisasi pembentukan senyawa auksin yang mirip dengan indole-3 laktat (ILA), sehingga berimplikasi pada perubahan respon terhadap auksin. Produk gen pRiA4 ORF8 mempunyai aktivitas protein triptofan 2-monooksigenase, namun dapat berubah secara kontroversial menjadi tidak mampu mensintesis IAM.

         Kajian tentang pengaruh ORF 8 dari Ri 2659 A. rhizogenes terhadap morfogenesis dan respon jaringan terhadap auksin pada tembakau transgenik dijelaskan sebagai berikut. 

           Terlebih dahulu perlu dilakukan konstruksi plasmid berupa gen Uid A ORF 8, dari pJBORF8 berisi daerah regulator ORF 8 yang difusikan ke gen Uid A dari PB1101-2 untuk membentuk plasmid PJB78-GUS CaMV 35 S RNA (437 bp), yang diamplifikasi dari plasmid pB1121. Selanjutnya plasmid ditransformasikan ke daun tembakau melalui mediasi Agrobacterium strain LBA 4404, germinasi dan kultur jaringan, pengujian akitivitas enzym GUS, pengamatan dengan mikroskop elektron transmisi, dan pencarian homologi.

Hasil penelitian menunjukkan, A. rhizogenes strain cucumopine 2659 hanya membawa T-DNA yang tidak mengandung gen Aux. T-DNA ini mempunyai struktur homologi tinggi, baik pada pRi 8196 T-DNA dan pRi A4 TlDNA. ORF 10, 11, dan 12 (gen rol A, B, C) yang berperan penting untuk menginduksi hairy root, tidak bersifat homolog dalam biosintesis auksin dan tidak menunjukkan karakteristik conserved sequence. ORF 8 merupakan salah satu conserved sequence di antara 3 T-DNA A. rhizogenes yang berbeda.  Hal ini menunjukkan ORF 8 diduga berperan penting untuk menginduksi hairy root secara alami. Protein ORF 8 mempunyai struktur khusus yang mungkin merupakan fusi protein dengan 2 domain. Perbandingan sekuen asam amino menunjukkan bahwa domain C-terminal dari pRi 2659 ORF 8 mempunyai homologi yang signifikan terhadap tms 1 yang dikode oleh T-DNA A. tumefaciens (31.9%). Domain C-terminal menunjukkan FAD binding site, sebagai sebuah karakteristik fungsional dari protein t2m yang mengkatalisis dekarboksilase oksidatif dari triptofan ke IAM. Struktur ini juga terdapat pada protein IaaM P. savastanoi dan ORF 8 dari pRi A4. Protein ORF 8 homolog dengan protein IaaM, mempunyai aktivitas triptofan 2-monooksigenase rendah. Penelitian mengenai produksi IAM dalam tanaman tembakau mengekspresikan ORF 8 dari pRi 2659. T-DNA dari plasmid terdiri dari satu blok dan tidak mempunyai gen Aux (IaaM dan IaaH) yang mengkode sintesis auksin. Hal ini mengarah pada dugaan bahwa ORF 8 berperan penting pada tahap awal biosintesis auksin, sementara konversi IAM ke IAA tergantung pada gen spesies inang. Selanjutnya gen rol T-DNA dari strain cucupomine menstimulasi pertumbuhan akar, sementara pengaruh gen rol dari strain agropine terhadap stimulasi akar teramati pada saat ada auksin eksogenus.

N-terminal dari pRi2659 ORF 8 mirip dengan produk rol B dan T-DNA lain dari beberapa Ti plasmid. Gen pRi 2659 35 S-ORF 8 secara jelas bersifat resisten terhadap konsentrasi auksin pada kecambah tembakau yang menghambat germinasi dan post-germinasi pada wild type.

    Kotiledon kecambah transgenik menunjukkan fenotipe bentuk yang lurus dan lanceolated, namun mampu mengekspresikan enzim beta-glukoronidase (GUS). Hal ini juga mengindikasikan bahwa transkripsi ORF 8 menginduksi auksin.

Peran gen rol Agrobacterium rhizogenes dalam transgenik tanaman

(Maurel et al., 1991)
 
Bakteri tanah Agrobacterium rhizogenes mampu menginduksi penyakit hairy root pada akar tanaman melalui transfer fragmen DNA (Ri T-DNA) yang terdapat pada plasmid inducing root (pRi). Proliferasi  tunas akar pada sisi terinfeksi menunjukkan ekspresi gen Ri T-DNA memberikan efek seperti auksin _{(auxin-like effect}). Gen biosintesis auksin telah diidentifikasi berada pada T_R-DNA strain agropine (A₄). Beberapa penelitian menunjukkan, A. rhizogenes pada pertumbuhan akar tembakau transgenik bersifat lebih sensitive terhadap auksin, dibandingkan dengan tembakau normal. Hal ini menunjukkan bahwa gen Ri T-DNA menginduksi proliferasi  dari sel akar yang mengalami transformasi. Gen dari pRi A₄ T-DNA yang bertanggung jawab terhadap induksi hairy root pada tembakau adalah rol A, B, dan C. Masing-masing gen mampu memodifikasi sendiri perkembangan tanaman tembakau. Gen rol A dan B berperan penting dalam menginduksi transformasi sel akar menjadi abnormal. Berdasarkan hasil former test, gen tunggal rol meningkatkan sensitivitas protoplast mesofil terhadap auksin.

Dalam artikel ini dikaji mengenai perbandingan sensitivitas akar tanaman tembakau normal dengan tembakau transgenik yang mengalami transformasi T-DNA dari pRi A₄ yang melibatkan tiga gen , yaitu rol A, B, dan C. Selain itu dikaji pula perbedaan potensial transmembran protoplast dan pembelahan sel.

Auksin berpengaruh terhadap morfologi akar tembakau transgenik berupa elongasi dan ekstrusi H⁺ pada ujung akar yang menampakkan hairy root. Peningkatan sensitivitas juga ditunjukkan pada tingkat seluler melalui protoplast hairy root pada respon elektrik terhadap auksin. Auksin menginduksi hiperpolarisasi yang diukur pada protoplast mesofil tembakau. Nilai Em yang rendah dari protoplast  dan amplitudo yang juga rendah dalam respon auksin pada protoplast akar, seperti dalam penelitian terhadap Catharantus roseus, meningkatkan polarisasi inisial protoplast dan intensitas respon auksin.

Peningkatan tunas rhizogenesis dalam tembakau oleh gen rol tunggal menunjukkan efisiensi gen B > A > C melalui percobaan inokulasi daun. Klasifikasi analog ditentukan berdasarkan pengaruh gen rol terhadap sensitivitas auksin terhadap respon elektrik protoplast mesofil. Korelasi antara kapasitas pembentukan akar dan sensitivitas terhadap auksin protoplast diamati dengan menggunakan model tanaman tembakau non rooting auxin-resistant. Kenaikan sensitivitas terhadap auksin dari sel yang ditrasformasi A. rhizogenes menjadikan kenaikan kapasitas pembentukan akar.

Pengaruh kuantitatif perbedaan gen rol pada protoplast terhadap sensitivitas auksin dan pada rhizogenesis, mungkin menunjukkan perbedaan tingkat ekspresi gen. Regulasi promoter rol pada protoplast mesofil tembakau  menunjukkan, adanya molekul NAA mengoptimalkan ekspresi rol B. Sensitivitas dari auksin pada protoplast rol B-transformed berkorelasi dengan ekspresi rol B. Peran tingkat ekspresi gen rol juga ditunjukkan dengan perbedaan sensitivitas auksin antara protoplast yang mengekpresikan protein rol C, dengan menggunakan kontrol rol C  atau promoter 35SCaMV. Sensitivitas hormonal dari rol C lebih rendah dari peran rol B, sehingga prduk gen rol punya potensi yang berbeda terhadap sensitivitas auksin.

Pengaruh pleiotropik dari salah satu gen rol pada beberapa fungsi seluler menyebabkan sensitivitas terhahadap auksin, sehingga berimplikasi pada morfogenesis. Penerimaan dan transduksi signal auksin dapat mempengaruhi respon auksin dalam jangka pendek (< 2 menit) atau jangka panjang (24 jam) untuk membentuk hairy root. Protoplast Ri-transformed mungkin menaikkan jumlah sisi plasmalemma yang dikenali antibodi  untuk bersaing dengan auksin-binding protein.

Berlawanan dengan pengaruh sensitivitas auksin pada respon elektrik protoplast, keseluruhan Ri T-DNA, hanya gen rol B yang mengekspresikan gen CaMV-C dan tidak memodifikasi pembelahan sel sebagai respon hormon. Auksin mengendalikan pembelahan sel dalam jangka panjang dan mekanismenya tergantung pada metabolisme auksin Hasil perbandingan sel yang ditrasformasikan Ri berbeda dengan perbandingan antara tembakau mutan yang resisten auksin dengan wild type. Auksin menginduksi hiperpolarisasi protoplast dan pembelahan sel, hal ini mengindikasikan mutan mengalami pengurangan sensitivitas terhadap auksin. Hasil ini menunjukkan adanya reseptor yang sama yang terlibat dalam respon permukaan sel jangka pendek dan pembelahan sel jangka panjang. Adanya perbedaan jalur penerimaan transduksi auksin, berimplikasi dalam peran auksin untuk mengendalikan pembelahan sel dan elongasi sel, serta rhizogenesis. Berbagai binding site untuk auksin yang menggambarkan karakterisasi fungsional masih belum diketahui.

Selektivitas gen rol yang mempengaruhi respon auksin mungkin berperan dalam kesesuaian transformasi Ri dengan perkembangan tanamanan secara keseluruhan. Gen rol B meningkatkan sensitivitas auksin protoplast 10⁴ kali pada wild type, tetapi tanaman mutan gen rol B berkembang dengan normal selama morfogenesis. Perubahan fenotipe yang disebabkan transformasi tembakau dengan CaMV-B menunjukkan kontrol ekspresi gen rol B yang baik sangatlah penting. Viabilitas tanaman dapat dijelaskan melalui pengendalian auksin dalam pembelahan sel. Adanya proses morfogenesis yang normal, dapat menunjukkan fungsi gen rol B yang efektif. Sehingga dapat disimpulkan bahwa mutasi gen mempengaruhi respon seluler pada fitohormon. Adanya gen rol tunggal A. rhizogenes T_L-DNA mampu meningkatkan sensitivitas protoplast terhadap auksin  

Penggunaan Agrobacterium dalam transgenik tanaman

Mutagenesis insersi T-DNA merupakan salah satu metode yang digunakan untuk menghasilkan tanaman transgenik . T- DNA merupakan elemen insersi spesifik yang ditransfer oleh bakteri Agrobacterium ke dalam tanaman. T-DNA ditransport ke dalam nukleus tanaman inang dan berintegrasi secara stabil dalam genom nuklear tanaman. Proses transfer T-DNA dimediasi oleh gen bakteri yang berlokasi pada region virulensi dalam vektor berupa plasmid. Gen virulen diregulasi oleh sistem regulatori-sensori kimia kompleks yang mampu mengenal metabolit tanaman yang diproduksi selama sintesis dinding sel lignin. Sintesis lignin yang diinduksi luka pada tanaman tidak hanya menyediakan jalan masuk secara fisik untuk Agrobacterium, tetapi juga menginduksi ekspresi gen virulen bakteri. Insersi T-DNA pada genom tumbuhan dapat digunakan untuk menginduksi fusi gen dan mutasi gen insersional, sehingga dapat digunakan untuk identifikasi dan karakterisasi fungsional dari berbagai gen tanaman

Spesies Agrobacterium yang sering digunakan dalam teknologi transfer genetik (trangenik) pada tanaman  adalah Agrobacterium tumefaciens dan Agrobacterium  rhizogenes. Bakteri  A. tumefaciens merupakan penyebab penyakit crown-gall pada tanaman, sedangkan A. rhizogenes merupakan penyebab penyakit hairy root pada akar tanaman. Patogenisitas dan virulensi Agrobacterium terhadap tanaman inang melibatkan adanya plamid yang ditransfer Agrobacterium pada saat menginfeksi tanaman. Plasmid yang menginduksi tumor pada A. tumefaciens disebut sebagai Ti Plasmid, sedangkan plasmid yang menginduksi hairy root pada akar tanaman disebut sebagai Ri plasmid. Beberapa gen yang dikode Ri plasmid bertanggung jawab terhadap modifikasi faktor pertumbuhan tanaman, antara lain hormon auksin. Regulasi ekspresi gen T-DNA Ri plasmid dapat merubah diferensiasi normal sel tumbuhan, dan menyebabkan terjadinya proliferasi pada akar. Gen T-DNA dari Ri plasmid juga mempengaruhi sintesis asam amino dan gula derivatif yang secara spesifik dikenali dan dikatabolisasi oleh A. rhizogenes.