Bioteknologi Pertanian

 

Peningkatan jumlah penduduk berpengaruh terhadap peningkatan kebutuhan pangan. Saat ini, produksi pangan dengan cara tradisional  tidak lagi memadai untuk memenuhi kebutuhan pangan yang terus meningkat. Keterbatasan ini menuntut para ilmuwan untuk mencari solusi dalam memproduksi bahan pangan dengan cara yang lebih baik. Penerapan bioteknologi modern dalam pertanian menjadi solusi terbaik saat ini untuk mengatasi masalah tersebut. Penerapan bioteknologi modern dalam pertanian berpotensi meningkatkan produksi tanaman budi daya dan mengurangi pemakaian bahan kimia berbahaya seperti pestisida.

 

A. Tanaman Transgenik 

Bioteknologi modern dalam pertanian dilakukan dengan menerapkan teknik rekayasa genetika, yaitu dengan melakukan manipulasi susunan gen suatu organisme sehingga dapat dihasilkan organisme yang memiliki sifat baru. Manipulasi susunan gen dapat dilakukan dengan cara menambah gen suatu organisme yang diambil dari organisme lain atau dengan menghilangkan gen tertentu dalam organisme tersebut. Tanaman yang susunan gennya telah dimanipulasi disebut dengan tanaman transgenik. Saat ini, telah banyak tanaman transgenik yang sudah dikembangkan, misalnya jagung, padi, kedelai, tomat, dan pepaya. 

Gambar Perbandingan Jagung Tahan Hama (atas) dan Jagung Biasa (bawah)

Perhatikan Gambar jagung. Jagung pada gambar bagian atas merupakan jagung  transgenik. Jagung tersebut memiliki sifat tahan hama dibandingkan dengan jagung pada umumnya. 

Melalui rekayasa genetika, suatu tanaman dapat direkayasa agar dapat tahan terhadap serangan hama atau bahkan membunuh hama yang menyerang tanaman tersebut, sehingga dapat meningkatkan hasil produksi. Tanaman juga dapat dirancang untuk tahan terhadap herbisida dan insektisida melalui rekayasa genetika. Bagaimana cara membuat tanaman transgenik? Coba kamu perhatikan Diagram berikut! 

Diagram Teknik Rekayasa Genetika pada Tanaman dengan Bantuan Bakteri Agrobacterium tumefaciens

 

Teknik rekayasa genetika dilakukan melalui beberapa tahapan berikut.

1. Menyiapkan potongan DNA yang mengandung gen tertentu, misalnya gen “tahan serangan hama” dari makhluk hidup lain. Pemotongan DNA dibantu oleh enzim restriksi (enzim pemotong).

2. Menyiapkan vektor (perantara) misalnya menggunakan plasmid Ti yang diambil dari bakteri Agrobacterium tumefaciens atau menggunakan virus tertentu. Plasmid adalah suatu DNA dalam bakteri yang berbentuk sirkuler dan mampu melakukan duplikasi secara mandiri.  Secara alami plasmid dapat ditransfer ke dalam sel lain dengan membawa gen tertentu.

3. Menggabung (merekombinasi) potongan DNA yang mengandung gen tertentu dengan plasmid Ti menggunakan enzim ligase, sehingga dihasilkan plasmid Ti yang telah mengandung gen “tahan serangan hama”.

4. Memasukkan plasmid Ti yang telah mengandung gen “tahan serangan hama” pada sel-sel tanaman.

5. Tanaman akan  mendapatkan DNA yang mengandung gen “tahan serangan hama” dan tumbuh menjadi tanaman yang memiliki sifat tahan terhadap serangan hama.

 

Melalui rekayasa genetika, dapat dikembangkan pula kacang tanah dan kacang kedelai yang tidak menimbulkan reaksi alergi bagi yang mengonsumsi. Tanaman transgenik lain yang telah dikembangkan adalah beras yang mengandung zat besi dan vitamin A. Beras yang mengandung vitamin A dikenal dengan nama Golden rice. Perhatikan Gambar berikut! 

Gambar (a) Beras Normal Berwarna Putih, (b) Golden Rice Berwarna Kuning

Golden rice dikembangkan dengan cara  mengambil gen pengode pembentukan provitamin A atau beta karoten pada tanaman wortel atau pada tanaman lain, kemudian menyisipkannya  ke dalam gen tanaman padi. Ketika kita mengonsumsi golden rice, provitamin A yang terkandung dalam beras tersebut akan diubah oleh tubuh menjadi vitamin A. Golden rice memiliki potensi yang sangat besar untuk mengatasi masalah kekurangan konsumsi vitamin A.

 

B. Fusi Protoplas 

Ketika sebuah tanaman terluka, suatu kumpulan sel yang disebut kalus tumbuh lebih cepat pada tempat yang terluka. Sel kalus memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi batang, tunas, akar, dan keseluruhan organ tanaman. Kemampuan itu membuat sel tersebut menjadi objek yang ideal dalam rekayasa genetika. Perhatikan Gambar berikut. 

Gambar Proses Fusi Protoplas

Sel kalus diselimuti oleh selulosa yang tebal pada dinding selnya, sehingga dapat menjadi pembatas atau penghambat DNA baru yang akan masuk ke dalamnya. Dinding sel tersebut dapat dihancurkan dengan bantuan enzim selulase, sehingga dihasilkan satu sel tanpa dinding yang disebut protoplas. Protoplas dapat digabungkan dengan protoplas dari tanaman lain, sehingga dihasilkan suatu sel yang memiliki sifat gabungan kedua jenis tanaman. Metode ini, disebut dengan fusi protoplas. Metode ini telah digunakan pada broccoflower, yang merupakan suatu tanaman hasil fusi brokoli (broccoli) dengan bunga kol (cauliflower). Perhatikan Gambar berikut. 

Gambar (a) Tanaman Brokoli, (b) Tanaman Kol, (c) Tanaman Broccoflower

Referensi:

Buku Guru Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas IX Semester 2. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017 

Baca juga:

Bio Teknologi
01	Bioteknologi
02	Bioteknologi Tradisional
03	Bioteknologi  Modern
04	Perkembangan Bioteknologi
05	Bioteknologi Pangan
06	Membuat Tapai dari Berbagai Jenis Bahan
07	Membuat Yoghurt
08	Membuat Tempe Kedelai
09	Bioteknologi Pertanian
10	Bioteknologi Peternakan
11	Bioteknologi Kesehatan
12	Bioteknologi Lingkungan
13	Bioteknologi Forensik
14	Teknologi  Reproduksi
15	Dampak Penerapan dan Pengembangan Bioteknologi