Penjelasan Bioteknologi Pertanian Serta Manfaatnya

Diposting pada

Bioteknologi-Pertanian

Pengertian Bioteknologi Pertanian

Bioteknoloogi ini selain diterapakan didalam farmasi dan kedokteran dan pangan, juga bias diterapakan dalam bidang pertanian. Dalam pembuatan kompos dan biogas merupakan salah satu contoh yang sederhana dalam penerapan bioteknologi pertanian. Pemanfaatan bioteknologi pertanian pada zamam sekarang ini dilakukan dengan secara modern, berikut ini ada beberapa contoh dari bioteknologi pertanian.


Bioteknologi pertanian merupakan salah satu cabang ilmu yang penting dalam pengembangan bioteknologi yang diarahkan untuk pemenuhan kebutuhan manusia akan pangan. Sebagai negara tropis dan agraris yang sebagian besar penduduknyamemiliki mata pencaharian dalam bidang pertanian, Indonesia memiliki keragaman flora dan fauna yang sangat tinggi, serta ketergantungan terhadap sektor pertanian yang amat besar, sehingga upaya pengembangan bioteknologi merupakan hal yang mutlak.


Adanya perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi untuk memperoleh varietas unggul , produksi tinggi , tahan hama , patogen , dan herbisida. Perkembangan Biologi Molekuler memberikan sumbangan yang besar terhadap kemajuan ilmu pemuliaan ilmu tanaman (plant breeding). Suatu hal yang tidak dapat dipungkiri bahwa perbaikan genetis melalui pemuliaan tanaman konvensional telah memberikan konstribusi yang sangat besar dalam penyediaan pangan dunia.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Bioteknologi Beserta Penjelasannya


Manfaat Bioteknologi Pertanian

Bioteknologi pertanian memberikan banyak manfaat, manfaat-manfaat itu diantaranya adalah sebagai berikut:

  • Menghasilkan keturunan dengan sifat yang unggul.
  • Meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta melipatgandakan hasil pertanian
  • Menghasilkan produk agribisnis yang berdaya saing tinggi.
  • Terciptanya tanaman yang tahan dalam berbagai hama serta kondisi.
  • Terciptanya tanaman yang dapat membuat pupuknya sendiri.
  • Mengurangi pencemaran lingkungan serta menekan biaya produksi.

Disamping memberikan banyak manfaat, bioteknologi pertanian juga memiliki beberapa kelemahan, kelemahan-kelemahan itu diantaranya adalah:

  1. Terjadinya silang luar akibat adanya penyebaran pollen dari tanaman transgenik ke tanaman lain.
  2. Adanya efek kompensasi.
  3. Muncul hama target yang tahan terhadap insektisida.
  4. Muncunya efek samping terhadap hama nontarget.
  5. Biaya untuk memuatnya relatif tinggi.
  6. Membutuhkan teknologi yang tinggi, sehingga dalam perakitannya diperlukan orang-orang yang memiliki keahlian khusus.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Aplikasi Bioteknologi Modern – Pengertian, Genetika, kedokteran, pertanian, peternakan, limbah, Biokimia, Virologi, Biologi sel


Metode Komponen Bioteknologi pertanian

Komponen bioteknologi di bidang pertanian adalah tumbuhan beserta substansi didalamnya, teknik, serta produk hasil pemuliaan. Untuk beberapa teknik yang digunakan dalam bidang bioteknologi pertanian antara lain sebagai berikut :


  • Seleksi Perkawinan Konvensional dan Hibridisasi

Rekayasa genetik pada tanaman bukanlah suatu hal yang baru. Sejak berkembangnya bidang pertanian, para petani telah melakukan seleksi benih sesuai sifat-sifat yang diinginkan. Meskipunperkawinan silang yang dilakukan dapat meghasilkan tongkol-tongkol jagung yang besar, apel yang mengandung banyak air, dan bibit unggul yang diperoleh secara modern, namun cara ini membutuhkan waktu yang lama dan tidak tentu. Untuk mendapatkan bibit unggul sesuai sifat-sifat yang diinginkan dilakukan dengan perkawina silang antara 2 jenis tanaman dan mengulang kembali perkawinan silang antara keturunan hibrid dengan salah satu induknya.


Pada kenyataanya, tanaman dari spesies yang berbeda pada dasarnya tidak dapat dihibridisasi, akibat sifat genetik tidak dapat diisolasi dari tanaman. Dengan bioteknologi, keterbatasan tersebut dapat diatasi. Para ilmuwan sekarang dapat memindahkan gen-gen khusus untuk sifat yang diinginkan kedalam tanaman. Proses ini berjalan cepat dan pasti karena tanaman menunjukkan beberapa keuntungan bagi para ahli genetik, yaitu :


  • Sejarah panjang dari persilangan tanaman memberikan peluang bagi ahli genetika tanaman memiliki kekayaan strain yang dapat dieksploitasi secara molekuler.
  • Tanaman menghasilkan banyak keturunan, sehingga mutasi rekombinasi dapat ditemukan dengan mudah.
  • Tanaman memiliki kemampuan regenerasi lebih baik daripada hewan.
  • Batas spesies dan kompatibititas seksual bukan merupakan persoalan yang berkepanjangan.

Konvensional dan Hibridisasi


Perbandingan gen pada varietas yang dihasilkan dari hibridisasi konvensional dan transformasi genetik
Teknik konvensional ini memiliki keuntungan dan juga kelemahan. Keuntungan dari teknik konvensional adalah dapat menghasilkan bibit unggul sedangkan kelemahannya adalah hanya bisa dilakukan pada spesies (jenis) yang sama.


  • Kloning (menumbuhkan tanaman dari sel tunggal)

Pada umumnya sel-sel tanaman berbeda dengan hewan, tetapi satu ciri khas sel tanaman yang penting untuk bioteknologi adalah beberapa tanaman dapat melakukan regenerasi dari satu sel.


Tumbuhan baru yang terbentuk memiliki tiruan baru (klon) dari sel induk. Kemampuan alami sel tanaman ini membuatnya menjadi ideal untuk penelitian genetik. Setelah materi genetik yang baru dihasilkan di dalam sel tanaman, maka sel tersebut dengan cepat membentuk tanaman dewasa dan para peneliti dapat mengetahui hasil modifikasi genetik pada waktu yang relatif singkat.


  • Fusi Protoplas

Fusi protoplas merupakan suatu proses alamiah yang terdapat darimulai tanaman tingkat rendah sampai pada tanaman tingkat tinggi. Fusi protoplas merupakan gabungan protoplas dengan protoplas lain dari beberapa spesies, kemudian membentuk sel yang dapat tumbuh menjadi tanaman hibrid.


Hibridisasi somatik melalui fusi protoplasma digunakan untuk menggabungkan sifat lain dua spesies atau genus yang tidak dapat digabungkan secara seksual ataupun aseksual. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menggabungkan seluruh genom dari spesies yang sama (intra-spesies), atau antarspesies dari genus yang sama (inter-spesies), atau antargenus dari satu famili (inter-genus).

Protoplas dari dua sel yang mulai bergabung

Ketika tanaman dilukai, maka sejumlah sel yang disebut callus akan tumbuh pada tempat yang dilukai tersebut. Sel-sel callus memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tunas dan akar serta keseluruhan tanaman berbunga.Potensi alami sel-sel tersebut yang terprogram menjadi calon tanaman baru yang sangat ideal untuk rekayasa genetik. Seperti pada sel-sel tanaman, sel-sel callus dikelilingi oleh dinding selulosa yang tebal, yaitu sebuah rintangan yang menghambat pembentukan DNA baru. Dinding sel tersebut dapat dipecah dengan dinding selulose sehingga menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut protoplas. Protoplas ini dapat digabungkan dengan protoplas lain dari beberapa spesies, kemudian membentuk sel yang dapat tumbuh menjadi tanaman hibrid. Metode ini disebut fusi protoplas.


Tujuan fusi protoplas adalah untuk mendapatkan suatu hibrida somatic atau sibrida atau mengatasi kelemahan dari hibrida seksual. Terdapat kelemahan dari hibrida seksual, yaitu:

  • Sukar untuk mendapatkan suatu hibrida antarspesies dan antargenera. Hibridisasi somatik dapat mengatasi hal tersebut.
  • Sitoplasma pada perkawinan seksual hanya berasal dari induk betina saja. Dalam proses pembuahan, gamet jantan hanya membawa inti saja dengan sedikit sitoplasma sebaliknya pada tetua betina selain inti juga sitoplasma. Untuk mendapat sitoplasma dari kedua tetua diadakan fusi antara sitoplasma.

Fusi protoplas dapat dimanfaatkan untuk melakukan persilangan antarspesies atau galur tanaman yang tidak memungkinkan untuk dilakukan dengan persilangan biasa karena adanya masalah inkompatibilitas fisik. Fusi protoplas membuka kemungkinan untuk:

  1. Menghasilkan hibrid somatik amphidiploid yang fertil antar spesies yang secara seksual tidak kompatibel
  2. Menghasilkan galur heterozigot dalam satu spesies tanaman yang secara normal hanya dapat diperbanyak dengan cara vegetatif, misalnya pada kentang.
  3. Memindahkan sebagian informasi genetik dari satu spesies ke spesies lain dengan memanfaatkan fenomena yang disebut penghilangan kromosom (chromosome elimination).
  4. Memindahkan informasi genetik yang ada di sitoplasma dari satu galur atau spesies ke galur atau spesies lain.

Fusi protoplas dapat menghasilkan dua macam kemungkinan produk:

  • Hibrid, jika nukleus dari kedua spesies tersebut betul-betul mengalami fusi (menyatu)
  • Cybrid (cytoplasmid hybrid ataru heteroplast), jika hanya sitoplasma yang mengalami fusi sedangkan informasi genetik dari salah satu induknya hilang.

Fusi Protoplas


Skema fusi protoplas dalam menghasilkan produk

Teknik ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari teknik ini adalah dapat menghasilkan tanaman dengan sifat tertentu dan dapat dilakukan dengan spesies yang berbeda. Kekurangan dari teknik ini adalah memerlukan biaya yang mahal serta butuh ketelitian yang lebih (Nasir, 2002: 17-20).


  • Teknik Potongan Daun (Leaf Fragment Technique)

Transfer genetik terjadi secara alami pada tanaman dalam merespon organisme patogen. Contohnya, suatu luka dapat terinfeksi oleh bakteri tanah yang disebutAgrobacterium tumefaciens (Agrobacter). Bakteri ini memiliki plasmid yang besar (molekul DNA double helix yang sirkuler) yang dapat merangsang sel-sel tanaman untuk tumbuh terus-menerus tanpa terkontrol (tumor). Oleh karena itu, plasmid ini dikenal sebagai Tumor inducing (Ti) plasmid. Sedangkan hasil dari tumor tersebut disebut crown gall. Selama infeksi, bakteri ini mentransfer sebagian kecil materio genetik yang dimilikinya (T-DNA) ke dalam genom sel tanaman inang. Setelah diinsersi, gen-gen bakteri tersebut diekspresi oleh sel-sel tanaman yang terinfeksi.


Plasmid bakteri memberi gagasan bagi para ahli bioteknologi sebagai sarana transfer DNA. Dalam penggunaannya, peneliti sering menyebut sebagai teknik potongan daun. Dalam teknik ini daun dipotong kecil-kecil kemudian ketika potongan daun mulai regenerasi, selanjutnya akan dikultur pada medium yang mengandung Agrobacter yang telah mengalami modifikasi genetik. Selama proses ini, DNA dan Ti plasmid berintegrasi ke DNA sel inang dan materi genetik pun telah terkirim. Potongan daun tersebut kemudian diberi hormon untuk merangsang pertumbuhan tunas dan akar.

Teknik Potongan Daun (Leaf Fragment Technique)


Mekanisme penggabungan gen melalui teknik potongan daun

Kekurangan utama dari proses ini adalah Agrobacter tidak dapat menginfeksi tanaman monokotil seperti jagung dan gandum. Tanaman dikotil seperti tomat, kentang, apel, juga kedelai merupakan contoh yang cocok untuk proses ini. Namun penelitian baru-baru ini jelas menunjukkan bahwa T-DNA dapat digabungkan ke dalam spesies monokotil. Untuk bakteri yang tahan terhadap Agrobacter dilakukan dengan menggunakan pistol gen, yaitu dengan cara menembakkan logam kecil yang diselubungi DNA ke embrio sel tumbuhan, di sini inti sel tumbuhan tetap bisa membidik kloroplas. Kelebihan dari teknik ini adalah dapat menghasilkan tanaman dengan sifat yang sesuai dengan keinginan (Amin, 2009 : 24).


  • Teknik Kultur Invitro

Kultur invitro merupakan salah satu teknik yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman, antara lain dengan keragaman somaklonal (Pedrieri, 2001). Menrut Ahlowalia (1986), perubahan genetik dapat terjadi selama periode kultur invitro atau karena adanya sel- sel yang mengalami mutasi. Pemanfaatan lain teknologi tersebut untuk pengadaan bibit pada awalnya berdasarkan hasil percobaan Morel tahun 1960 pada anggrek Cymbidium.


Langkah-langkah kultur invitro

Langkah-langkah kultur invitro

Dalam waktu yang singkat dari bahan tanaman yang sangat terbatas dapat dihasilkan bibit dalam jumlah yang banyak dan memiliki sifat yang sama dengan induknya. Keberhasilan tersebut mendorong dimanfaatkannya invitro sebagai teknologi perbanyakan yang banyak memberikan keunggulan daripada teknologi konvensional.


Walaupun demikian terdapat beberapa kendala yang sering dihadapi dalam aplikasinya yaitu:

  • Keberhasilan teknik ini pada tanaman tahunan berkayu masih rendah sehingga aplikasinya masih terbatas pada jenis tanaman tertentu saja.
  • Kapasitas regenerasi menurun bila sering melakukan pembaharuan
  • Penurunan integritas genetik pada bibit yang dihasilkan
  • Persentase keberhasilan aklimatisasi (terutama pada tanaman tahunan berkayu) relatif masih rendah
  • Adanya patogen internal (khususnya pada tanaman tahunan berkayu) yang sulit dihilangkan
  • Diperlukan tenaga kerja yang intensif, terdidik, serta mempunyai keterampilan khusus
  • Diperlukan modal awal yang cukup tinggi

Pierik dalam Nurwandani, Paristiyanti(2008) menyatakan bahwa perbanyakan melalui kultur invitro dapat dikatakan berhasil bila memenuhi beberapa kriteria sebagai berikut:

  1. Tidak merubah sifat genetik pohon induk
  2. Seleksi kuat pada bahan tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan agar bebas penyakit
  3. Teknik perbanyakan yang tidak terlalu rumit
  4. Kemampuan regenerasi yang tetap tinggi, dan
  5. Ekonomis

Pada tanaman semusim (berdinding lunak), masalah regenerasi umumnya tidak menjadi masalah. Faktor pertunasan yang tinggi dapat tercapai dengan penggunaan formulasi media tertentu. Berbeda dengan tanaman tahunan berkayu,banyak faktor yang menghambat proses regenerasi, antara lain:

  • Daya meristematis yang rendah
  • Tingkat oksidasi fenol yang tinggi
  • Jaringan sklerenkhima
  • Kandungan inhibitor organik yang tinggi
  • Kurangnya faktor perakaran
  • Kandungan lignin yang tinggi, dan
  • Gugurnya tunas daun yang lebih dini (Lestari, 2010).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : “Radioaktif” Definisi & ( Efek Bagi Kesehatan – Manfaat Di Bidang Pertanian )


Hidroponik Dan Aeroponik

Hidroponik ialah bekerjaan dengan cara memanfaatkan air. Untuk metode yang pergunakan didalam hidroponik yang diantaranya seperti kultur air dengan menggunakan media air, metode kultur pasir dengan menggunakan media pasir dan metode porus antara lain dengan menggunakan media kerikil dan pecahan baru bata. Dengan metode pasir ini termasuk cara yang berhasil dan mudah untuk diterapkan.


Keuntungan Dari Penggunaan Hidroponik

  • Produksi tanaman yang lebih tinggi
  • Pemakaian pupuk yang lebih efisien
  • Tidak tergantung pada kondisi alam
  • Tumbuhan bebas dari hama dan penyakit
  • Tumbuh lebih cepat
  • Mudah dalam pengerjaannya
  • Tidak membutuhkan lahan yang begitu luas

Buah yang didapat dihidroponik antara lain mentimun, paprika dan selada sedangkan tumbuhan yang dapat dihidroponikkan yaitu belimbing, jambu air dan melon.


Aeroponik merupakan jenis hidroponik karena air yang berisi larutan unsur hara yang disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Prinsip dari penerapan aeroponik yaitu Styrofoam yang diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm, yang kemudian dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran yang ditancapkan pada lubang tanam. Pada akar tanaman akan menjuntai secara bebas ke bawah, yang kemudian dibawah helaian Styrofoam terdapat sprinkler atau pengabut yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Hidroponik


Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan tanaman adalah metode atau teknik dalam mengisolasi bagian tanaman yaitu sel, jaringan, organ dan protoplasma dan menumbuhkannya pada media buatan dalam kondisi aseptic didalam ruang yang terkontrol sehingga bagian-bagian dari tanaman tersebut akan tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang lengkap.

Bagian yang ditumbuhkan melalui kultur jaringan dinamakan dengan eksplan. Eksplan yang digunakan biasanya dari jaringan tumbuhan yang masih muda, seperti tunas, daun muda dan ujung akar.


Macam-Macam Kultur Jaringan Tumbuhan

  • Pollen antherkultur merupakan suatu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari benang sari atau serbuk sari.
  • Cloroplast kultur merupakan teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan chloroplast untuk keperluan memperbaiki sifat dari tanaman dengan membuat varietas baru.
  • Maristem kultur merupakan suatu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan atau bagian tanaman dari jaringan muda tau meristem.
  • Protoplast kultur merupakan suatu teknik kultur jaringan dengan menggunakan bagian tanaman protoplast atau sel hidup yang telah dihilangkan dari dinding selnya.
  • Somatic cross atau silangan protoplasma merupakan penyilangan dua macam protoplasma menjadi satu, kemudian membudidayakannya sehingga menjadi tanaman yang kecil dengan memiliki sifat baru.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Morfologi Protozoa Dalam Biologi


Bioteknologi Dalam Tanaman Unggul Baru

Bioteknologi Dalam Pembentukan Varietas Tanaman Unggul Baru. Dalam penerapan bioteknologi dalam membentuk tanaman baru yang unggul banyak dikembangkan karena kebutuhan manusia yang terus meningkat. Selain itu penerapan bioteknologi tanaman dapat memudahkan seorang petani dalam proses budidaya tanaman. Beberapa jenis tanaman unggul baru yang dibuat dengan memanfaatkan bioteknologi yaitu sebagai berikut.


  • Kentang russet Burbank merupakan kentang yang memiliki kandungan pati yang tinggi dan mampu menghasilkan kentang goring dan keripik kentang yang lebih baik.
  • Tembakau rendah nikotin merupakan jenis tembakau yang dinilai dapat mengurangi resiko serangan kanker akibat merokok.
  • Padi golden rice merupakan pada yang butirannya berwarna kuning seperti emas dan mengandung karotenoid.
  • Tomat flavrsavr merupakan jenis tomat yang buah matangnya tidak mudah membusuk.

Peran Bioteknologi Pertanian Modern

Adapun contoh-contoh aplikasi bioteknologi modern sat sekarang ini. Beberapa jenis tanaman unggul baru yang dibuat dengan pemanfaatan bioteknologi adalah sebagai berikut:


Padi Golden Rice

Padi merupakan tanaman pangan utama dunia. Dengan demikian padi menjadi prioritas utama dalam bioteknologi. Selain padi, tanaman pangan yang telah banyak mendapat sentuhan bioteknologi adalah kentang. Penerapan bioteknologi pada tanaman padi sebenarnya telah lama dilakukan. Salah satu produknya adalah pari jenis golden rice yang dikenalkan pada tahun 2001. Diharapkan padi jenis ini dapat membantu jutaan orang yang mengalami kebutaan dan kematian dikarenakan kekurangan vitamin A dan besi. Vitamin A sangat penting untuk penglihatan, respon kekebalan, perbaikan sel, pertumbuhan tulang, reproduksi, hingga penting untuk pertumbuhan embrionik.
Nama Golden Rice diberikan karena butiran yang dihasilkan berwarna kuning menyerupai emas karena mengandung karotenoid. Rekayasa genetika merupakan metode yang digunakan untuk produksi Golden Rice. Hal ini disebabkan karena tidak ada plasma nutfah padi yang mampu untuk mensintesis karotenoid.


Kentang Russet Burbank

Teknik bioteknologi saat ini telah banyak digunakan dalam produksi kentang. Baik dalam teknik penyediaan bibit, pemuliaan kentang, hingga rekayasa genetika untuk meningkatkan sifat- sifat unggul kentang. Dalam hal penyediaan bibit, saat ini teknik kultur jaringan telah banyak digunakan. Teknik kultur jaringan me-mungkinkan petani mendapatkan bibit dalam jumlah besar yang identik dengan induknya. Contoh varietas kentang baru adalah kentang Russet Burbank yang memiliki kandungan pati yang tinggi yang dapat menghasilkan kentang goreng dan kripik kentang dengan kualitas yang lebih baik karena menyerap lebih sedikit minyak ketika digoreng.


Tomat FlavrSavr

Teknologi rekayasa genetika juga telah diaplikasikan pada tanaman hortiklutura. Sebagai contoh yang cukup terkenal adalah tomat FlavrSavr, yaitu jenis tomat yang buah matangnya tidak lekas rusak/membusuk. Hal ini sangat berbeda dengan tanaman tomat lain, di mana buah yang matang cepat menjadi rusak. Sifat tomat FlavrSavr ini sangat berguna dalam pengiriman buah ke tempat yang jauh sebelum tiba di tangan konsumen.


Tembakau Rendah Nikotin

Salah satu dari sekian banyak kerugian merokok adalah gangguan kesehatan karena kadar nikotin yang tinggi. Pendekatan bioteknologi dilakukan untuk mengatasi permasalahan ini yaitu dengan merakit tanaman tembakau yang bebas kandungan nikotin. Pada tahun 2001 jenis tembakau ini diklaim dapat mengurangi resiko serangan kanker akibat merokok. Selain bebas nikotin, sentuhan bioteknologi lain juga dilakukan untuk tanaman tembakau misalnya dengan meningkatkan aroma menggunakan gen aroma dari tanaman lain. Salah satu yang telah berhasil adalah mengabungkannya dengan aroma buah lemon.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian, Macam, Dan Contoh Pencemaran Lingkungan Beserta Cara Penanggulangannya Lengkap


Contoh Bioteknologi Bidang Pertanian

Kultur Jaringan

Teknologi kultur jaringan yang merupakan kemajuan besar dalam bidang pertanian. Kultur jaringan adalah pembuatan bibit dan perbanyakannya menggunakan permainan komposisi media. Yang digunakan bisa segala sumber organ tumbuhan mulai dari biji, daun, tunas, dsb jadi lebih luas dari teknologi pembibitan konvensial dengan stek. Yang dimanipulasi adalah sel penyusun organ itu untuk berubah menjadi tanaman sempurna melalui hormon-hormon dalam media yang digunakan. Jadi ini adalah bioteknologi tingkat tua, bukan bioteknologi modern. Kultur jaringan tanaman merupakan teknik in vitro (dalam gelas) yang merupakan cara untuk memperbanyak tanaman dengan pengambilan bagian tanaman yang mempunyai titik tumbuhnya. Contoh sederhana pada pisang, bila di ambil cambium atau ujun-ujung akarnya, lalau di perlakukan dalam gelas dalam laboratorium, kemudian bagian itu akan membelah sendiri dan setiap belahanya akan menghsilkan tanaman baru. Intinya asalakan pada tanaman itu ada titik tumbuh atau yang disebut jaringan meristematik, tanaman tersebut bisa diperbanyak (Pedrieri, 2001).


Tanaman Tahan Antibiotik Kanamisin

Rekayasa genetika di bidang tanaman pertanian dilakukan dengan mentransfer gen asing ke dalam tanaman. Teknologi yang dikembangkan adalah teknologi plasmid. Plasmid dan bakteri Agrobacterium tumefaciens yang sudah disisipi gen asing yang resisten terhadap antibiotic kanamisin (plasmid hasil rekayasa) dibiakkan agar menduplikasikan diri, baru kemudian disisipkan pada kromosom tumbuhan. Pada kromosom tumbuhan transgenik sekarang sudah mempunyai sifat resisten terhadap antiotik kanamisin sehingga mampu tumbuh dan berkembang dengan baik (Nasir, 2002: 26).


Tanaman Penghasil Pestisida

Rekayasa genetika lainnya pada tanaman pertanian dapat dilakukan pada tumbuhan kapas dengan menyisipkan gen dari Bacillus thuringiensis. Gen yang disisipkan mempunyai sifat dapat membunuh larva dari berbagai insekta. Gen bakteri ini mengkode protein Cry, di mana protein Cry yang diproduksi oleh tanaman akan dapat menghasilkan racun di dalam saluran pencernaan Insekta. Gen dari bakteri ini dapat dikloning dari plasmidnya dan ditransfer ke tanaman, sehingga tanaman transgenic yang dihasilkan menjadi kebal terhadap serangan insekta. Dengan demikian gen yang disisipkan pada tanaman kapas akan menghasilkan racun yang dapat membunuh Insekta ordo Lepidoptera. Selain dari plasmid Bacillus thuringiensis gen penghasil protein Cry yang berfungsi sebagai pestisida biologi dapat juga dikloning dari bakteri Bacillus subtilis dan Esherichia colli (Nasir, 2002: 28).


Tanaman Transgenik

Rekayasa genetika dapat diakukan pada berbagai jenis tanaman, dan menghasilkan tanamanan dengan variasi gen yang terpola sesuai yang dikehendaki manusia. Tanaman yang demikian disebut tanaman transgenik. Tanaman transgenik merupakan tumbuhan yang memiliki sifat baru yang sebelumnya tidak dimiliki oleh tumbuhan tersebut, sebagai hasil penambahan gen yang berasal dari organisme lain. Jadi tanaman transgenik itu memiliki sifat yang berbeda dari tanaman aslinya, perbedaan sifat itu disebabkan oleh adanya gen asing yang berperan dalam tanaman tersebut. Gen asing itu berada dalam tanaman transgenik karena telah sengaja dimasukkan ke tanaman tersebut. Tanaman transgenic telah dikembangkan di Indonesia. Keberadaan tanaman transgenik di Indonesia ternyata
terus berkembang pesat melalui pusat-pusat penelitian dan karantina tanaman.


  • a. Tanaman Transgenik Toleran Salin
    Dengan teknologi kultur jaringan telah dapat dikembangkan tanaman transgenik toleran salin. Rekayasa genetika mentransfer gen dari padi liar yang toleran terhadap salin ke padi yang biasa digunakan sebagai bahan pangan melalui fusi protoplasma. Dapat juga ditransfer dari sejenis jamur yang tahan salin kepada tanaman yang akan dijadikan tanaman transgenik. Beberapa tomat, melon, dan barley transgenik yang toleran dengan salin.

  • b. Tanaman Transgenik Tahan Kekeringan
    Tanaman tahan kekeringan memiliki akar yang sanggup menembus tanah kering, kutikula yang tebal mengurangi kehilangan air, dan kesanggupan menyesuaikan diri dengan garam di dalam sel. Tanaman toleran terhadap kekeringan ditransfer dari gen kapang yang mengeluarkan enzim trehalose. Tembakau salah satu tanaman transgenik yang dapat toleran dengan suasana kekeringan. Mekanisme ketahanan tanaman terhadap kekeringan dibedakan menjadi tiga kategori, yaitu ‘drought escape’ atau lolos dari kekeringan, ‘dehydration postponment’ atau penundaan terhadap proses dehidrasi, dan ‘dehydration tolerance’ atau toleransi terhadap proses dehidrasi (Turner, 2003). Pada saat terjadi kekeringan, akan terjadi perubahan metabolisme dalam akar tanaman yang menghasilkan signal-signal biokimia pada tunas dan secara otomatis menyebabkan penurunan kecepatan tumbuh, konduksi stomata, fotosintesis, dan tekanan osmotik dalam jaringan/sel tanaman (Bressan, 1998).


    Salah satu mekanisme alami yang melindungi sel-sel tanaman dari ancaman kekeringan, salinitas, suhu rendah dan factor stres lainnya adalah akumulasi asam amino dan amida, serta gula yang berperan dalam meningkatkan tekanan osmotik sel (Bohnert et al., 1995). Kuznetsov et al. (1999) melaporkan bahwa akumulasi asam amino asparagin, prolin dan arginin dalam sel tanaman kapas meningkat sebagai reaksi terhadap suhu tinggi dan defisiensi air. Aspek- aspek tersebut merupakan indikator terjadinya perubahan metabolism nitrogen. Peningkatan prolin selain berkorelasi dengan defisiensi air, juga berkorelasi dengan salinitas (Kuznetsov and Shevyakova, 1997).


  • c. Tanaman Transgenik Resisten Hama
    Tanaman tembakau untuk pertama kali merupakan tanaman transgenic pertama yang menggunakan gen Bt toksin, disusul famili tembakau, yaitu tomat dan kentang. Dengan sinar ultraviolet gen penghasil insektisida pada tanaman dapat diinaktifkan. Jagung juga telah direkayasa dengan menggunakan gen Bt toksin, tetapi diintegrasikan dengan plasmid bakteri Salmonella parathypi, yang menghasilkan gen yang menonaktifkan ampicillin. Pada jagung juga direkayasa adanya resistensi herhisida dan resistensi insektisida sehingga tanaman transgenik jagung memiliki berbagai jenis resistensi hama tanaman.


    Bt toksin gen juga direkayasa ke tanaman kapas bahkan multiple-gene dapat direkayasa genetika pada tanaman transgenik. Toksin yang diproduksi dengan tanaman transgenik menjadi nonaktif apabila terkena sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet. Sejumlah tanaman transgenik toksin Bt telah berhasil diproduksi, antara lain kapas (Bt toksin terhadap cutton boll worm, produksi Monsanto, St. Louis, Missouri, Amerika Serikat; kini diuji coba secara terbatas di Sulawesi Selatan), kentang (Bt toksin terhadap Colorado bettle, produksi Mycogen, San Diego, California, Amerika Serikat), jagung (Bt toksin terhadap pengerek batang European, produksi Ciba Seed, Greensboro, California Utara, Amerika Serikat.


  • d. Tanaman Transgenik Resisten Penyakit
    Dalam percobaan kloning “Bintje” yang mengandung gen thionin dari daun barli (DB4) yang memakai promoter 35S cauliflower mosaic virus (CaMV), dengan mengikutsertakan Bintje tipe liar yang sangat peka terhadap serangan Phytophthora infestans sebagai kontrol, menunjukkan bahwa klon “Bintje” dapat mengekspresikan gen DB4. Jumlah sporangium setiap nekrosa yang disebabkan oleh P. infestans mengalami penurunan lebih dari 55% jika dibandingkan dengan tipe liar. Pendekatan ini sangat bermanfaat untuk menekan perkembangbiakan P.


    infestans sehingga kerugian secara ekonomi dapat direduksi. Perkembangan yang menggembirakan juga terjadi pada usaha untuk memproduksi tanaman transgenik yang bebas dari serangan virus. Dengan memasukkan gen penyandi protein selubung {coat protein) Johnsongrass mosaic potyvirus (JGMV) ke dalam suatu tanaman diharapkan tanaman tersebut menjadi resisten apabila diserang oleh virus yang bersangkutan. Potongan cDNA dari JGMV, misalnya dari protein selubung dan protein nuclear inclusion body (Nib) dengan kontrol promotor 35S CaMV, mampu diintegrasikan pada tanaman jagung dan diharapkan akan dihasilkan jagung transgenik yang bebas dari serangan virus (Sitepoe, 2001: 47).


Daftar Pustaka

  • Ahlowalia, B. S. 1986. Limitation to the use of Somaclonal Variation in Corp Improvement. P. 14-27. In. J.
  • Serial (Ed.). Somaclonal variation and corp improvement. Martinus Nijhoff Publisher. USA.
  • Amin, Mohamad. 2009. Pengantar Bioteknologi Dan Prinsip-Prinsip Dasar DNA Rekombinan. Malang: FMIPA UM.
  • Bohnert H.J., D.E. Nelson, and R.G. Yensen. 1995. Adaptation to Environmental Stress. Plant Cell 7: 1099-1111.
  • Bressan, R.A. 1998. Stress Physiology. In L. Taiz and E. Zeiger Eds. Plant Physiology. Sinauer Associates Inc. MA. p. 725-734.
  • Hobbelink, henk.1988. Bioteknologi dan Pertanian Dunia Ketiga. Jakarta : Yayasan Obor Indonesia.
  • Kuznetsov, V.V., V.Y. Rakitin, and V.N. Zholkevich. 1999. Effects of Preliminary Hea Shock Treatment on Accumulation of Osmolytes and Drought Resistance in Cotton Plants during Water Defisiency. Physiologia Plantarum 107: 399-406.