BIOTEKNOLOGI
DI BIDANG PERTANIAN DALAM PEMBIAKAN SEKSUAL DAN ASEKSUAL
Pengertian Bioteknologi adalahh aplikasi
organisme atau bagian tubuh organisme ke dalam teknologi untuk menghasilkan
sesuatu yang bermanfaat. Pemanfaatan organisme atau komponen
sbuselulernya dilakukan denga terarah dan terkontrol untuk melibatkan
multidisiplin serta aplikasi yang terpadu dengan mikrobiologi, biokimia,
biologi sel, fisiologi, genetika molekuler, dan teknik kimia.
Sebagian dari keberhasilan bioteknologi yang menarik perhatian
masyarakat adalah rekayasa genetika. Rekayasa genetika merupakan
bagian dari bioteknologi modern yang ditemukan oleh watson dan crik tahun 1953
dari model utas ganda DNA. Sebelumnya masyarakat telah mengetahui bioteknologi
tradisional. Bioteknologi tradisional yaitu diterapkan dengan pembuatan minuman
anggur dan keju dengan menggunakan mikroba, pemulihan tanaman pangan, atau
perkawinan silang pada hewan.
Pengertian Bioteknologi Menurut Para Ahli
·
Perhimpunan Kimia Murni dan
Terapan: Menurutnya, pengertian bioteknologi adalah penerapan bikimia,
biologi, mikrobiologi dan rekayasa kimia dalam proses industri, pembuatan
produk baik itu pelayanan kesehatan, energi dan pertanian serta pada lingkungan.
·
OECD (Organization for Economic
Cooperation and Development):Pengertian bioteknologi
menurut OECD adalah suatu penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan
bahan oleh agen biologi untuk menyediakan barang dan jasa.
Bioteknologi dalam
Bidang Pertanian
Selain berperan penting dalam bidang kesehatan
dan produksi pengolahan makanan, bioteknologi juga dapat diterapkan dalam
menunjang keberhasilan budidaya pertanian. Beberapa contoh penerapan
bioteknologi dalam bidang pertanian misalnya dapat kita temukan pada produksi
pupuk kompos (bokashi), kultur jaringan, pemuliaan varietas unggul, pupuk
hayati, insektisida hayati, produksi perikanan, hingga produksi peternakan.
1. Pembuatan
Kompos (Bokashi)
Contoh penerapan bioteknologi konvensional
dalam bidang pertanian dapat dengan mudah kita temui pada proses pembuatan
pupuk kompos atau pupuk bokashi. Untuk mempercepat proses dekomposisi bahan
organik yang berasal dari dedaunan atau rerumputan, para pembuat pupuk kompos
umumnya akan menambahkan mikroorganisme pengurai bahan organik. Dalam hal ini,
mikroorganisme yang digunakan misalnya bakteri fotosintetik, actinomicetes,
bakteri asam laktat, ragi, dan jamur fermentasi . Dengan penambahan
mikroorganisme tersebut, fermentasi bahan organik berlangsung lebih cepat
sehingga produksi pupuk kompos dapat terus tersedia.
2. Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah teknik produksi bibit
menggunakan organ-organ vegetatif tanaman secara in vitro. Melalui teknik ini,
petani dapat dengan mudah memperoleh bibit-bibit yang seragam dan bibit-bibit
yang sulit disemaikan menggunakan benih seperti bunga anggrek. Teknik kultur
jaringan juga dapat menyediakan bibit dalam jumlah banyak sekaligus.
3. Pemuliaan Varietas Unggul
Rekayasa genetika yang merupakan salah satu
cabang bioteknologi berperan sangat besar terhadap hadirnya berbagai jenis
varietas unggul dari tanaman-tanaman budidaya pertanian. Tanaman-tanaman hasil
pemuliaan memiliki sifat dan keutamaan yang lebih baik dibandingkan tanaman
lokal. Contoh dari penerapan pengertian bioteknologi dalam bidang
ini antara lain benih padi unggul tahan wereng, padi genjah (berumur pendek),
tembakau rendah nikotin, kentang aneka rasa dan warna, semangka tanpa biji, dan
lain sebagainya.
4. Pupuk Hayati
Penelitian di bidang pertanian yang terus
dilakukan telah menghasilkan penemuan yang luar biasa. Kini, telah diketahui
bahwa ada beberapa jamur dan bakteri yang dapat bersimbiosis dengan perakaran
dan mampu menguraikan unsur-unsur yang dibutuhkan tanaman, seperti Nitrogen dan
Posfat, melalui fiksasi maupun autolisis. Beberapa mikroorganisme tersebut
misalnya jamur Mikoriza sp. dan bakteri Rhizobium.
5. Insektisida
Hayati
Pemanfaatan bioteknologi dalam bidang pertanian
juga dapat ditemukan dalam teknik pengendalian hama dan penyakit pada tanaman.
Dewasa ini, kesadaran masyarakat tentang dampak negatif penggunaan insektisida
kimia yang semakin tumbuh telah membuat para petani memanfaatkan berbagai
mikroorganisme dalam mengendalikan hama dan penyakit pada tanaman mereka.
Pengendailan hama penyakit menggunakan mikroorganisme atau yang juga disebut
pengendalian hayati ini sangat ramah lingkungan. Contoh penerapan teknik ini
misalnya dapat ditemukan dalam penggunaan jamur Trhicogramma sp dalam pengendalian ulat grayak, hama tanaman cabe.
6. Produksi Perikanan
Di bidang perikanan, rekayasa genetika (cabang
utama dari bioteknologi) telah menghasilkan induk ikan yang hanya dapat
memproduksi anakan-anakan ikan betina. Dalam hal ini, anakan-anakan ikan betina
umumnya memiliki pertumbuhan yang lebih cepat dibanding anakan ikan jantan
sehingga produktivitas dalam budidaya perikanan menjadi semakin meningkat.
7. Produksi Peternakan
Teknik inseminasi buatan, multiple oculation, transfer
embrio, dan fertilisasi invitro juga merupakan contoh penerapan bioteknologi di
bidang peternakan. Melalui teknik-teknik tersebut, kualitas dan kuantitas hasil
peternakan menjadi semakin meningkat. Produktivitas ternak dalam menghasilkan
anakan baru atau menghasilkan daging dan susu, serta kekebalan ternak terhadap
serangan penyakit tertentu menjadi penunjang keberhasilan penerapan bioteknologi peternakan
masa kini.
Rekayasa Genetika
Teknik DNA rekombinan adalah rekayasa
genetika untuk menghasilkan sifat baru dengancara merekombinasikan gen tertentu
dengan DNA genom. Teknik DNA rekombinan merupakankumpulan bertujuan untuk
merekombinasi gen dalam tabung reaksi. Teknik DNA rekombinanmeliputi isolasi
DNA, teknik memotong DNA, teknik menggbung DNA dan teknik untukmemasukan DNA ke
dalam sel hidup. Teknologi DNA rekombinan atau sering disebut jugarekayasa
genetika ini adalah suatu ilmu yang mempelajari pembentukan kombinasi
materigenetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu
vektor sehinggamemungkinkannya terjadinya integrasi dan mengalami perbanyakan
dalam suatu sel organismelain yang berperan sebagai sel inang.
Pengertian Golden Rice
Golden Rice adalah beras diperkaya dengan beta-karoten, sebuah provitamin. Inidikembangkan untuk
membantu mencegah kekurangan vitamin A dan konsekuensinya sering parah dan kadang-kadang
mematikan dalam padi-makan populasi di negara berkembang: dinegara-negara banyak orang yang
terlalu miskin untuk dapat membeli makanan yang seimbang dengan hijau, buah-buahan dan
produk-produk hewani. Sayangnya hanya realistis untukberasumsi bahwa sebagian besar dari populasi ini akan tetap miskin dan kekurangan gizi di masamendatang.Golden Rice adalah kultivar
(varietas) padi transgenik hasil rekayasa genetika yang berasnya mengandung
beta-karotena (pro-vitamin A) pada bagian endospermanya. Kandungan beta-karoten ini
menyebabkan warna berasnya tersebut tampak kuning-jingga sehingga kultivarnya dinamakan ‘Golden Rice’ (“Beras Emas”). Pada tipe liar (normal), endosperm paditidak menghasilkan beta-karoten
dan akan berwarna putih hingga putih kusam. Di dalam tubuh manusia, beta-karotena akan diubah menjadi vitamin A.Kultivar padi ini dibuat untuk
mengatasi defisiensi atau kekurangan vitamin A yang masih tinggi prevalensinya pada anak-anak, terutama di wilayah Asia
dan Afrika. Nasi menjadi pangan pokok bagi
sebagian besar warga disana, dan kemiskinan sering kali tidak memungkinkanpenyediaan sayuran atau
buah-bahan yang biasa menjadi sumber provitamin-A dalam menumakanan sehari-hari.
Cara Pembuatan Golden Rice
Beberapa tahun berselang, ilmuwan Eropa
melaporkan bahwa di dalam biji padi terdapat bahan dasar (prekusor) untuk bioseintesis karotenoid, termasuk
beta-karoten, yaitu geranylgeranyl
diphosphate (GGDP). Namun secara alami biji padi tidak menghasilkan phytoene
karena terjadi penghambatan
fungsi dari enzim phytoene synthase (PHY) dalam mengubah GGDPmenjadi phytoene. Meskipun
demikian, penghambatan fungsi enzim tersebut bisa dihilangkandengan cara mengintroduksi gen
PHY dari tanaman daffodil (bunga narsis/bakung) dengan menggunakan promoter spesifik untuk endosperma. Selain PHY dan
Ctrl, masih ada satu enzimlagi yang diperlukan untuk mengubah
lycopene menjadi beta-karoten yaitu lycopene cyclase(LYC) yang juga berasal dari
tanaman dattodil. Secara ringkas, rekayasa jalur biosintesa beta-karoten pada golden rice bisa
dilihat pada skema berikut:
Jalur biosintesa beta-koroten beserta gen-gen
yang terlibat di dalam pembentukannya. Hanya likopena siklase (Lycopene
cyclase) yang tidak diintroduksi dari sumber asingGolden rice diciptakan oleh
transformasi padi dengan dua karoten biosintesis gen-beta:
- PSY (sintase phytoene) dari daffodil
(Narcissus pseudonarcissus)
- Crtl dari tanah bakteri Erwina
uredovora
- Penyisipan
dari suatu Lcy (Lycopene) gen adenilat dianggap diperlukan, tetapi penelitianlebih
lanjut menunjukkan hal itu sudah diproduksi dalam jenis padi endosperma-liar)Para psy dan crt 1 Gen yang
berubah menjadi nuklir genom beras dan ditempatkan dibawah kontrol yang
endosperm-spesifik promoter, sehingga mereka hanya dinyatakandalam endosperm. Eksogen Lyc
gen memiliki urutan peptide transit terpasang sehinggaditargetkan ke plastid, dimana
difosfat geranylgeranyl pembentukan terjadi. Para baktericrt 1 gen merupakan inklusi
penting untuk menyelesaikan jalur ini, karena dapatmengkatalisis beberapa langkah
dalam sintesis karotenoid, sedangkan langkah-langkahini membutuhkan lebih dari
satu enzim dalam tanaman. Hasil akhir dari jalur rekayasa likopen, tetapi jika
tanaman akumulasi lycopene, beras akan merah. Analisis terakhir menunjukkan
endogen enzim tanaman proses lycopene beta-karoten dalam endosperm,memberikan
nasi warna kuning khusus untuk yang bernama. Beras emas asli disebut SGR1.
Permasalahannya
Kekhawatiran terhadap golden rice dalam hal kesehatan antara lain karena adakekhawatiran
zat penyebab alergi (alergen) berupa protein dapat ditransfer ke bahan
pangan,terjadi resistensi antibiotik karena penggunaan marker
gene, dan terjadi outcrossing, yaitutercampurnya benih konvensional
dengan benih hasil rekayasa genetika yang mungkin secaratidak langsung
menimbulkan dampak terhadap keamanan pangan.Terhadap lingkungan dan
perdagangan, pangan hasil rekayasa genetika (PRG) dikhawatirkan merusak
keanekaragaman hayati, menimbulkan monopoli perdagangan karenayang memproduksi
PRG (dalam hal ini Golden rice) secara komersial adalah perusahaan multinasional,
menimbulkan masalah paten yang mengabaikan masyarakat pemilik organismeyang
digunakan di dalam proses rekayasa, serta pencemaran ekosistem karena merugikan
serangga nontarget misalnya.
sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar