Bioteknologi Pertanian
Bioteknologi banyak dimanfaatkan dalam bidang pertanian. Pembuatan kompos dan biogas merupakan contoh yang sederhana. Pemanfaatan bioteknologi untuk meningkatkan hasil pertanian pada masa sekarang ini dilakukan secara modern, misalnya pada pemuliaan tanaman dengan menciptakan tanaman transgenik (tanaman yang gennya telah dimodifikasi), kultur jaringan, biopestisida, dan sebagainya.
Reproduksi terbagi menjadi 2 yaitu reproduksi seksual dan reproduksi aseksual. Reproduksi seksual yaitu dilakukan melalui perkawinan yang melibatkan 2 individu. Sedangkan reproduksi secara aseksual tidak melibatkan individu lain, karena tidak melalui perkawinan.
Reproduksi aseksual
adalah proses reproduksi dimana keturunan timbul dari orang tua tunggal, dan mewarisi gen dari satu orang tua. Aseksual adalah reproduksi yang tidak melibatkan meiosis, ploidi pengurangan, atau fertilisasi. Sebuah definisi yang lebih ketat adalah agamogenesis yang adalah reproduksi tanpa fusi gamet. Reproduksi aseksual adalah bentuk reproduksi organisme bersel tunggal seperti archaea, bakteri, dan protista. Banyak tanaman dan jamur bereproduksi secara aseksual juga.
Sementara semua prokariota bereproduksi secara aseksual (tanpa pembentukan dan fusi gamet), mekanisme transfer gen lateral yang seperti konjugasi, transformasi, dan transduksi kadang-kadang disamakan dengan reproduksi seksual. Kurang lengkapnya reproduksi seksual relatif jarang terjadi di antara organisme multiseluler, terutama hewan.
Hal ini tidak sepenuhnya mengerti mengapa kemampuan untuk bereproduksi secara seksual begitu umum di antara mereka. Hipotesis saat ini menunjukkan bahwa reproduksi aseksual mungkin memiliki manfaat jangka pendek ketika pertumbuhan penduduk yang cepat adalah penting atau dalam lingkungan yang stabil, sedangkan reproduksi seksual menawarkan keuntungan bersih dengan generasi yang lebih cepat memungkinkan keragaman genetik, memungkinkan adaptasi terhadap perubahan lingkungan. Kendala perkembangan mungkin mendasari mengapa beberapa hewan telah melepaskan reproduksi seksual sepenuhnya dalam siklus hidup mereka.
Reproduksi aseksual misalnya Membelah diri, Tunas (Reproduksi), Reproduksi vegetatif, Fragmentasi, Sporogenesis, Partenogenesis, dan Apomiksis.
Perkembangbiakan seksual
Melibatkan penyatuan serbuk sari (jantan) dan sel telur (betina) untuk memproduksi biji. Sebuah biji tersusun atas tiga bagian yaitu kulit biji sebagai pelindung biji, endosperma sebagai cadangan makanan, dan embrio yang merupakan calon tanaman. Ketika biji telah dewasa dan berada pada lingkungan yang sesuai maka biji akan mulai berkecambah. Secara umum, terdapat dua tipe pembiakan secara seksual yaitu isogami dan heterogami.
TOMAT FLAVR SAVR
Tomat (Lycopersicon esculentum) merupakan tanaman yang sensitif terhadap suhu, apabila tomat ditanam di dataran rendah, maka produksinya akan rendah. Suhu merupakan faktor penting dalam pertumbuhan tanaman ini, khususnya pada saat tumbuhnya buah. Apabila tomat ditanam pada suhu yang panas/tinggi, maka buah yang dihasilkan akan sedikit.
Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.
Untuk mengatasi hal ini para peneliti di Amerika mencoba merekayasa kerja gen polygalactonase (PG) yang berasosiasi dengan shelf-time tomat yaitu dengan menginsert antisense dari gen PG. Dengan demikian shelf-time menjadi lebih lama. Tomat ini dinamakan dengan Flavr Savr (Putra dan Fleming, 2010). Tomat Flavr Savr mempunyai tingkat waktu kematangan yang lebih lama, sehingga mampu bertahan lama ketika akan di ekspor ke daerah lain tanpa memakai box yang mengandung pendingin (Putra dan Fleming, 2010). Alasan untuk membuat tomat hasil rekayasa genetik dikarenakan potensi keuntungan dari makanan rekayasa genetik (Panse, 2011):
1. Pada zaman sekarang, sayuran dan buah-buahan tidak hanya dipasarkan untuk pasar lokal, tetapi dimaksudkan juga untuk pengiriman jarak jauh seperti pasar nasional dan internasional.
2. Pada saat saat matang, sayuran dan buah-buahan memilki kulit yang lunak dan dapat mudah rusak selama penanganan dan pengolahan. Tanaman tersebut juga dapat busuk saat dalam kapal hingga dibawa ke toko.
3. Dalam rangka untuk memudahkan penanganan dan shel-life yang lebih lama, sayuran dan buah-buahan dipanen ketika masih hijau, dan kemudian dimatangkan dengan menggunakan gas etilen. Kelemahan dari penambahan gas etilen ini akan membuat sayuran dan buah-buahan tidak memiliki rasa yang alami.
Rekayasa genetika merupakan teknik modifikasi yang dilakukan dengan cara memotong helai-helai DNA dari satu organisme dan kemudian ditempelkan ke dalam organisme lainnya. Teknik gunting tempel ini dilakukan dari satu organisme ke organisme yang lainnya yang bahkan tak sekerabat. Contoh, untuk menadapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen antibeku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat.
ASAL MULA PENEMUAN TOMAT FLAVR SAVR HASIL TRANSGENIK
Pada tahun 1980, para ilmuwan di Calgene melakukan penelitian terhadap tomat Flavr Savr, dimana tomat tidak menjadi lunak saat matang, karena itu dibiarkan menggantung hingga matang alami. Untuk membuat tomat transgenik, sebuah gen dari E. Coli (bakteri yang terbentuk secara alami dalam usus mamalia) disebutkan(r) dan gen dari tomat Flavr Savr dimasukkan ke dalam plasmid (cincin melingkar DNA) dan plasmid ini dimasukkan ke dalam gugus sel tomat yang ditumbuhkan pada media yang mengandung antibiotik, tujuan dari bakteri tersebut adalah untuk mengidentifikasi sel yang berubah secara genetik. Gen Flavr Savr dikode untuk untai RNA yang merupakan kebalikan dari suatu rantai RNA yang secara alami terjadi pada tanaman.
Untai RNA asli pada tanaman bertanggung jawab terhadap produksi enzim polygalakturonase. Polygalakturonase merusak pektin pada dinding sel tomat selama proses pematangan dan menyebabkan seluruh tomat menjadi lunak (engel 77). Untai komplementer RNA dari gen tomat Flavr Savr terikat pada RNA polygalakturonase dan dua untai tersebut saling melepaskan ikatan untuk mencegah produksi polygalakturonase
dan pelunakan tomat (engel 77).
Produk akhir tomat Flavr Savr diperbolehkan untuk matang alami pada pokok pohonnya. Pengenalan tomat Flavr Savr ke pasar pada pertengahan tahun 1990-an mengundang banyak kontroversi dan resistensi konsumen. Setelah dilakukan penelitian oleh Calgene dan pembicaraan dengan FDA, FDA menemukan tomat ini amat dan menyetujui tomat ini pada 17 Mei 1994.
METODE PENYISIPAN GEN ANTIBEKU PADA TOMAT FLAVR SAVR
Tanaman transgenik dibuat dengan menggunakan teknik biologi molekuler yang memungkinkan peneliti untuk mengindentifikasi gen-gen tertentu, membuat duplikatnya, kemudian menyisipkan duplikat gen tersebut ke tanaman penerima dengan menggunakan alat (yang paling umum dipakai adalah bakteriEscherichia Coli).
Tomat Flavr Savr merupakan tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama, dapat diciptakan dengan menyisipkan gen antibeku dari ikan air dingin ke dalam gen tomat. Gen antibeku ini diperoleh dari ikan Flounder, yaitu jenis ikan di Antartika yang dapat bertahan hidup dalam kondisi yang sangat dingin.
Berikut ini merupakan langkah-langkah transfer gen dalam pembuatan tomat Flavr Savr :
1. Ikan Flounder mempunyai gen antibeku yang disebut dengan genantisenescensyang dapatmenghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Gen ini dipindahkan dari kromosom di dalam sel ikan Flounder.
2. DNA antibeku ini kemudian disisipkan pada DNA bakteri Escherichia coli yang disebut plasmid. DNA hibrid ini, yang merupakan kombinasi dari dua DNA berbeda disebut sebagai DNA rekombinan.
3. DNA rekombinan yang mengandung gen antibeku ini kemudian ditanam kembali pada bakteri Escherichia coli.
4. Bakteri tersebut memproduksi kopian dari DNA rekombinan dalam jumlah yang sangat banyak.
5. Tahap selanjutnya diawali dengan isolasi DNA sel tomat terlebih dahulu yang dilakukan dengan cara menghaluskan batang tomat dalam nitrogen cair untuk melepaskan isi sel. Isi sel tersebut kemudian ditempatkan dalam tabung reaksi, lalu disentrifugasi. Selama sentrifugasi, isi sel terpisah ke dalam dua lapisan dimana salah satunya adalah lapisan DNA. Lapisan ini kemudian dipisahkan dari tabung, kemudian ditambahkan enzim restriksi, yaitu ECO R1 yang berfungsi memotong di lokasi DNA yang spesifik
6. Sel tanaman tomat diinfeksi dengan bakteri tersebut. Setelah itu ditambahkan enzim ligase ke dalam DNA tomat dan plasmid untuk menyambungkan DNA, sehingga dapat lengket. Hasilnya, gen antibeku pada plasmid yang terdapat pada bakteri bergabung dengan DNA sel tanaman tomat.
7. Sel tanaman tomat kemudian ditempatkan pada media tumbuh yang berupa cawan petri yang mengandung media nutrien selektif.
8. Bibit tomat mulai ditanam.
9. Tanaman tomat hasil rekayasa genetika mengandung satu kopian gen antibeku dari ikan Flounder pada setiap selnya.
UJI KEAMANAN TOMAT FLAVR SAVR DAN DAMPAK LINGKUNGAN YANG DITIMBULKAN
Perusahaan Calgene menunjukkan keamanan dan uji dampak lingkungan dibawah pengawasan FDA untuk meyakinkan masyarakat bahwa tomat transgenik aman untuk dikonsumsi. Perusahaan tersebut mencoba mengatasi segala kekhawatiran yang mungkin terkait dengan tomat yang telah diubah secara genetik. Beberapa pengujian yang dilakukan Calgene untuk menepis kekhawatiran dari penelitian tomat Flavr Savr menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Semua Substansi Baru Pada Tomat Flavr Savr tm Telah Diuji Dan Menunjukkan Angka Aman
Plasmid DNA yang dimasukkan ke dalam genom dari tomat Flavr Savr tidak dianggap sebagai substansi baru sejak DNA ditemukan dalam semua makhluk hidupdan hancur dalam saluran pencernaan manusia. Jadi, satu-satunya substansi baru yang diperkenalkan ke dalam tomat Flavr Savr oleh rekayasa genetika adalah APH(3')II, antibiotik terhadap bakteri.
Substansi seperti APH(3’)II menyebabkan kekhawatiran yang besar dalam perubahan genetika tanaman karena merupakan bahan kimia baru yang tidak ditemukan di varietas alami yang berpotensi untuk menjadi racun atau alergi bagi manusia. Seperti contoh, gen dari ikan air dingin yang digunakan pada strawberry dan jeruk untuk menginduksi ketahanan beku, tetapi protein yang dihasilkan dapat menyebabkan reaksi alergi pada seseorang yang alergi terhadap seafood. Untuk seseorang yang alegi terhadap seafood, penelitian sedang dilakukan untuk menentukan keamanan pada tanaman tersebut. Penelitian secara luas telah dilakukan untuk APH(3’)II pada tomat Flavr Savr dan menunjukkan bahwa zat kimia ini masih aman bila dikonsumsi dalam jumlah normal pada manusia. APH(3’)II terbukti tidak beracun dan tidak menyebabkan alergi terhadap manusia. Hal ini dilakukan dengan membandingkan struktur molekul APH(3’)II dengan struktur molekul zat kimia beracun dan alergen menggunakan database komputer untuk menentukan apakah molekul APH(3’)II memiliki kesamaan properti atau struktur dengan substansi beracun atau alergen. Namun, tidak ditemukannya kecocokan.
2. Tomat Transgenik Memiliki Nilai Gizi Sebanding Dengan Tomat Normal
Mengubah genom dari tanaman tertentu secara teoritis bisa mengubah kadar variasi nutrisi tanaman dimana akan dikonsumsi oleh manusia. Tetapi, dalam kasus tomat Flavr Savr ini, tidak ditemukan perubahan yang signifikan terhadap kualitas nutrisi. Berikut akan ditunjukkan perbandingan kadar vitamin (vitamin A dan C), mineral (kalsium, magnesium, fosfor, dan natrium) dan protein antara tomat Flavr Savr dengan tomat normal.
Berdasarkan penelitian oleh Calgene, pada tanggal 17 Mei 1994, FDA menyimpulkan : “ tomat Flavr Savr belum berubah secara signifikan bila dibandingkan dengan varietas tomat dengan riwayat penggunaan yang aman (konvensional, mengubah tomat non-genetik) " dan "seaman tomat yang dikembangbiakkan dengan cara konvensional" serta tidak memerlukan label khusus.
Walaupun manfaat utama dari tomat Flavr Savr dititik beratkan pada peningkatan rasa untuk konsumen, kemungkinan rekayasa genetik tanaman hampir tak terbatas. Tanaman dapat dibuat agar tahan lama, tahan serangan serangga atau jamur, atau tahan terhadap kondisi cuaca yang kurang ideal (seperti dalam kasus stroberi antibeku) atau bahkan membuat bahan kimia yang dapat di ekstraksi dari jaringan tanaman dan digunakan sebagai obat-obatan. Selain itu, kebutuhan untuk membuka lahan pertanian baru dan penggunaan pestisida dapat dikurangi jika penggunaan tanaman rekayasa genetika menjadi lebih luas. Keberhasilan penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan. Tanaman transgenik telah diuji keamanannya dan diatur oleh FDA, yang membuktikan bahwa rekayasa genetik dari tanaman, dalam hal ini tomat Flavr Savr terbukti aman untuk dikembangkan.
Sumber :
https://intanramandaputri.wordpress.com/2014/06/03/bioteknologi-perkembangbiakan-seksual-dan-asekual/
http://makalah4all.wap.sh/Data/Kumpulan+makalah+pertanian/__xtblog_entry/9604999-rekayasa-genetika-tomat-flavr-savr?__xtblog_block_id=1
https://id.m.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik
https://intanramandaputri.wordpress.com/2014/06/03/bioteknologi-perkembangbiakan-seksual-dan-asekual/
suka banget baca artikel nya kak
BalasHapusdaging bacon