PERANAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PERTANIAN
PERANAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG
PERTANIAN
Dibuat untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengantar Ilmu Pertanian
semester ganjil tahun pelajaran 2014/2015
OLEH :
ISMI RAHMAWATI
A1C014005
FIRDA ASTI OKTAVIANI
A1C014006
SARI DWI MARTIANI
A1C014007
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
FAKULTAS PERTANIAN
AGRIBISNIS
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan PapertentangPeranan
Bioteknologi di Bidang Pertanian.
Dengan segala kerendahan hati, kami menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa
memberikan motivasi dalam rangka menyelesaikan makalh ini. Untuk itu kami
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Eny Rokhminarsi, M.P. selaku dosenmatakuliah Pengantar Ilmu
Pertanianyang senantiasa memberikan motivasi hingga paper ini dapat
terselesaikan.
2. Semua pihak terkait yang telah membantu dalam menyelesaikan paper ini.
Kami menyadari bahwa keterbatasan pengetahuan dan pemahaman
menjadikan keterbatasan kamiuntuk memberikan penjabaran yang lebih
mendalam, oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat
kami harapkan demi kesempurnaan paper ini. Akhir kata, semoga paper ini
membawa manfaat bagi kita.
Purwokerto,
September 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
ii
KATA PENGANTARii
DAFTAR ISI
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
5
LATAR BELAKANG 5
BAB II PEMBAHASAN
5
BAB III PENUTUP 10
3.1. KESIMPULAN
LAMPIRAN
11
12
DAFTAR PUSTAKA 23
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan Negara beriklimtropis, dimanaiklim di Indonesia
sangatcocokuntukpengembangan
dikenalsebagai
sector
pertanian.Olehkarenaitu,
Negara
Agraris
Indonesia
yang
sebagianbesarmatapencaharianpenduduknyaadalahbercocoktanam.Kemajuantekno
logisaatinisangatberpengaruhterhadapkehidupanmanusia.Disampingmemudahkan
aktivitasmanusia,
teknologijugaberdampak
negative
terhadapalam.Salah
satunyaterhadapiklim.Perubahaniklimyangtidakstabiljugaberdampakpadasektorper
tanian.Tentusajadampakdarisektorpertanianitujugaberimbaspadakehidupanmasyar
akat
yang
menggantungkanhidupnyapada
sector
pertanian.Untukmenstabilkankembalisektorpertaniandibutuhkanbeberapasolusi,
salahsatunnyaadalahdenganbioteknologi.Bioteknologidiharapkandapatmembantu
mengatasimasalahpertanian.
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 PENGERTIAN PERTANIAN
Pertaniandalamartisempitadalahpertnianrakyat.Sedangkanpertanian dalam
arti luas adalah semua yang mencakup kegiatan pertanian (tanaman pangan
dan hortikultura), perkebunan, kehutanan, dan peternakan, perikanan.
2.2 MASALAH PERTANIAN
Sektorpertanian
Indonesia
memilikibanyakpotensiuntukmenghasilkanhasilpertanian
yang
setinggi-
tingginya.Namunterdapatbanyakpermasalahan
yang
menghambatlajuproduktivitaspertanian
di
Indonesia.Diantaranyapermasalahanmengenailahan
yang
semakinterbatasdanmengenaitumbuhandanhasilpertumbuhandaritanamanituse
ndiri.Masalahpertanian
Indonesia
kinilebihtertumpupadaketahanantumbuhanterhadaphamadanpenyakit.
Masalahinitimbulkarenaadanyapersainganperebutanunsurharadan mineral, air,
cahayamatahari,
proses
fisiologitanaman,
pertumbuhandanperkembangantanaman
yang
terhambatakibathamadanpenyakit.
yang
Pengendalianhamadanpenyakit
tidaksesuaidantepattersebutmemberikandampakkerugian
yang
lebihbesaardaripadaseranganhamadanpenyakititusendiriterhadaptanaman.
Dampakkerugianakibatseranganhamaadalahsepertigagalpanen,
menurunnyaproduksihasiltanaman, pertumbuhantanaman yang terganggu,
menurunkannilaiekonomushasilproduksi,
kerugianbagiparapetani,
terjadinyaalihfungsilahan,
degradasiagroekosistem,
danmunculnyaresistensidanreturgensihama.
6
2.3 PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhuk hidup
dan ‘teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari
paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989)
mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam
dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup,
sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk
menghasilkan produk dan jasa. Bioteknologi merupakan bidang ilmu baru di
bidang pertanian yang dapat menyelesaikan masalah-masalah yang tidak
dapat diselesaikan dengan cara konvensional.
2.4 PERANAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PERTANIAN
Biotenologimerupakansalahsatucarauntukmengatasipermasalahanpertani
an
di
Indonesia.
Sasaranpemecahanmasalahnyaadalahberupapenelitiandanpemuliaantanaman.
Bioteknologipertanianmerupakanpenerapan
kehidupanuntukmengembangkan
yang
proses
berlandaskan
system
sertaprodukkomersial.
Bioteknologimenyajikanbeberapapendekatanbarubagiparapakardalammenge
mbangkanvarietasbarudenganproduksi yang lebihtinggi, jauhlebihbergizi,
lebihtahanseranganhamaataupenyakit, tahankeadaan yang merugikan, dan
lain
sebagainya.
Cara
bioteknologiuntukmemperbaikivarietastanamanpertanianmelaluipemuiaan.Pe
muliaaninilah
yang
melahirkanvariasiciribiologi.Iniadalahfakta
yang
mendasariseluruhupayauntukmemperbaikivarietasvarietastanamanpertanian.berikutinnibeberapahasil
bio
teknologi
di
bidangpertanian :
1. Tanaman transgenik tahan kekeringan.
7
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.
2. Tanaman transgenik resisten hama.
Bacillus thuringiensis menghasilkan protein toksin sewaktu terjadi
sporulasi atau saat bakteri membentuk spora. Dalam bentuk spora
berat toksin 20% dari berat badan spora. Apabila larva insek
memakan spora maka di dalam alat pencernaan larva insek, spora
bakteri dipecah dan keluarlah toksin. Toksin masuk ke dalam
membran sel alat pencernaan larva, mengakibatkan alat pencernaan
mengalami paralisis, pakan tidak dapat diserap sehingga larva mati.
Dengan membiakkan Bacillus thuringiensis kemudian diektrak dan
dimurnikan maka akan diperoleh insektisida biologis (biopestisida)
dalam bentuk kristal. Insektisida biologis serupa saja aplikasinya
maupun untung ruginya dengan insektisida kimia lainnya. Oleh
karena itu, pada tahun 1985 dimulai rekayasa gen dari Bacillus
thuringiensis
dengan
kode
gen
Bt
toksin.
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.
3. Tanaman Transgenik Resisten Penyakit
4. Kultur jaringan
Juga tak kalah pentingnya 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
8
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 tanaamn dengan
pengambilan bagian tanaman yang mempunyai titik tumbuhnya.
Contoh sederhana pada pisang, bila di ambil cambium atau ujunujung 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 titi tumbuh atau yang disebut jaringan meristematik, tanaman
tersebut bias diperbanyak. Bayankan kalau ini sudah menyeluruh
skala nasioanl perbanyak tanaman secara cepar mungkin saja
dilakukan.
2.5 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG
PERTANIAN
Kelebihanbioteknologidalambidangpertaniandiantaranya :
1.
2.
3.
4.
5.
Pembentukantumbuhan yang tahanterhadaphama.
Menciptakantumbuhana yang mampumengikat nitrogen.
Mengendalikanseranggaperusaktanamanbudidaya.
Pembiakantanamanunggultahanhama.
Mengatasiproduksibibit yang samadalamjangkawaktusingkat.
Kekuranganbioteknologidalambidangpertaniandiantaranya :
1. Produksibioteknologihassilmodifikasigenetikasuatuorganismedapatmenyin
gkirkan
plasma
nutfah,
yaitusuatujenihmakhlukhidup
yang
masihmemilikisifatasli.
2. Merugikanpetanikecildanmenimbulkankesenjanganekonomikarenaproduk
bioteknologi
yang
padaumumnyadimilikiolehpemilik
modal
dapatmeningkatkanproduksihingga 50%.
9
3. Hak
paten
rekayasa,
suastanisasidankonsentrasibioteknologipadakelompoktertentumembuatpet
anitradisionaltidakdapatmengadakanbibitsendiridanparapenelitiharusmend
apatkanizinterlebihdahulusebelummelakukanpenelitianmenggunakanbibit
– bibithasilrekayasatersebut.
4. Pencemaranbiologi,
karenaapabilamakhlukhidup
lepasskealambebasdankawindenganmakhluk
transgenic
normal
dapatmenghasilkanketurunan yang mutan.
10
BAB III
PENUTUP
3.1. KESIMPULAN
Jadi,
permasalahn
di
bidangpertaniandapatdiatasidenganmemanfaatkanbioteknologi. Bioteknologi
merupakan bidang ilmu baru di bidang pertanian yang dapat menyelesaikan
masalah-masalah
yang
tidak
dapat
diselesaikan
dengan
cara
konvensional.Disampingkelebihanmemanfaatkanbioteknologijugakitaharusm
emperhatikankerugian
yang
ditimbulkanolehbioteknolgiitusendiri,
tidakmenimbulkanbanyakpermasalahn
agar
yang
baruakibatkekuranganbioteknologi.
11
LAMPIRAN
12
Peranan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian
Di zaman yang serba cepat dan mengharuskan segala sistem yang begitu cepat
pula karena didukung oleh populasi menusia yang sangat cepat pula hal itu
berimbas pada dunia pertanian. Sebagai yang utama dalam masalah hidup ini
menuntut sektor pertanian untuk memenuhi kebutuhan pangan populasi manusia
yang tidak terbendung secara cepat dan bagus tidak hanya kuantitas tetapi
kualitasnya juga. Dari hal-hal seperti itulah bioteknologi di bidang pertanian
berusaha
untuk
menjawab
tantangan
itu.
Selama kurang lebih empat dasawarsa terakhir, kita melihat begitu pesat
perkembangan bioteknologi di berbagai bidang. Pesatnya perkembangan
bioteknologi ini sejalan dengan tingkat kebutuhan manusia dimuka bumi. Hal ini
dapat dipahami mengingat bioteknologi menjanjikan suatu revolusi pada hampir
semua aspek kehidupan manusia, mulai dari bidang pertanian, peternakan dan
perikanan
hingga
kesehatan
dan
pengobatan.
Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhuk hidup dan
‘teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan
dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan
bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa
yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari
organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan
jasa[Goenadi & Isroi, 2003]. Dengan definisi tersebut bioteknologi bukan
merupakan
sesuatu
yang
baru.
Bioteknologi merupakan bidang ilmu baru di bidang pertanian yang dapat
menyelesaikan masalah-masalah yang tidak dapat diselesaikan dengan cara
konvensional. Penggunaan bioteknologi bukan untuk menggantikan metode
konvensional tetapi bersama-sama menghasilkan keuntungan secara ekonomi.
Penggunaan metode konvensional dengan teknologi tinggi memaksimumkan
13
keberhasilan program perbaikan pertanian. Bioteknologi harus diintegrasikan ke
dalam pendekatan-pendekatan konvensional yang sudah mapan. Bioteknologi
berkembang dengan cepat di berbagai sektor dan meningkatkan keefektifan caracara menghasilkan produk dan jasa. Untuk alih teknologi dan pengembangan
bioteknologi secara layak dan tidak merusak lingkungan, diperlukan berbagai
persyaratan
selain
peraturan
perundangan
juga
modal
yang
besar.
Bioteknologi memperlihatkan suatu rangkaian yang mengagumkan dari berbagai
disiplin ilmu seperti mikrobiologi, anatomi tumbuhan dan hewan, biokimia,
imunologi, biologi sel, fisiologi tumbuhan dan hewan, morfogenesis, aekologi,
genetika dan banyak lagi lainnya.peranan biologi yang baru didapat ini telah
memberikan sumbangan teramat penting bagi kesehatan dan kesejahteraan umat
manusia.
Dimulai dari nenek moyang kita, pemanfaatkan mikroba telah dilakukan untuk
membuat produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap,
yogurt, dan nata de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba,
demikian pula enzim-enzim yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga
pencuci pakaian. Dalam bidang pertanian, mikroba penambat nitrogen telah
dimanfaatkan sejak abad ke 19. Mikroba pelarut fosfat telah dimanfaatkan untuk
pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak tahun 1950-an. Mikroba juga telah
dimanfaatkan secara intensif untuk mendekomposisi limbah dan kotoran. Ya
mikroba telah mengambil andil besar dalam menggalakkan pertanian organic.
Mikroba dibutuhkan untuk mengkomposkan pada pembuatan pupuk kompos yang
terdiri dari kotoran dan seresah tanaman-tanaman (Winarno. 2007).
Contoh tanaman yang dikembangkan melalui bioteknologi.
Perkembangan Bioteknologi Industri/Bioindustri di Indonesia
Apabila perkembangan bioteknologi secara keilmuwan di Indonesia kuat
khususnya di bidang pertanian, perkembangan industri/bioindustri Indonesia
14
justru sebaliknya. Seperti contoh di pendahuluan, bioteknologi pertanian dengan
pemanfaatan tanaman transgenik oleh perusahaan seperti Monsanto/Monagro
Kimia, banyak mendapat tantangan. Sehingga pemanfaatan bioteknologi pertanian
kita masih bersandar pada bioteknologi tingkat tua yaitu pemanfaatan pada tingkat
seluler bukan molekuler. Contohnya adalah industri kultur jaringan yang
berkembang baik dalam industri kehutanan dengan kebutuhan penyediaan bibit
tanaman untuk reboisasi maupun untuk estetika seperti bunga-buga untuk
pajangan seperti anggrek, dsb.
BIOTEKNOLOGI DALAM PRODUKSI MAKANAN
Berbagai proses bioteknologi yang ditujukan untuk mengolah bahan makanan
telah sejak lama dikonsumsi orang seperti tempe, tauco, kecap, yogurt, tuak, dan
wine. Teknologi tersebut telah lam dipraktekkan selama ribuan tahun dan
dikembangkan secara naluri dan seni tradisional. Hanya baru2 ini saja teknik
yanglebih maju telah diterapkan pada proses tersebut. Proses bioteknologi untuk
memproduksi makanan melibatkan teknik yang relative sederhana dan mudah
untuk
dikembangkan
dalam
skala
besar.
Bioteknologi pangan, cukup berkembang dengan baik walau belum tereksploitasi
secara optimal. Misalnya komposisi kecap yang membedakan rasa, warna dan
bau/flavor sangat dipengaruhi oleh jenis kedelai sebagai bahan baku dan juga
mikroba yang digunakan. Sementara ini semua masih dilakukan secara tradisional
walau secara penelitian sudah ada yang mulai mengarah pada pemanfaatan flavornya. Demikian pula berbagai buah dan produk pertanian untuk pangan baik
sebagai perasa seperti vanili maupun pewarna dan bau yang banyak dieksploitasi
oleh industri flavor Eropa dan Amerika di Indonesia, juga makin merasakan
pentingnya bioteknologi modern. Selain flavor, kebutuhan yang besar adalah
enzim dan protein yang banyak digunakan dalam proses pembuatan produk
pangan seperti enzim protease, enzim lipase, dsb. Tak terkecuali dengan
pemanfaatan baru di kosmetik dan kebersihan seperti munculnya pasta gigi yang
15
mengurangi detergen dengan mengganti protease, shampoo dengan komposisi
protein
collagen,
dll
(Budi
Witarto,
Arif.
2006).
Jenis-jenis makanan tradisional hsil fermentasi seperti tempe atau kecap dibuat
melalui suatu rangkaian proses fermentasi kedelai. Selain itu terdapat miso yang
berasal dari pasta kedelai yang diragikan. Negara- Negara di Asia menghasilkan
aneka ragam produk hasil fermentasi dengan konsumsi per-kapita yang tinngi
setiap tahunnya (Winarno, 2007).
Pembuatan roti dan jenis-jenis produknya umumnya diproduksi dari tepung
gandum atau terigu, air atau susu, garam, gula dan ragi. Proses fermentasi
dilakukan untuk mencapai tujuan yaitu pengembang adonan, pembentukan
citarasa, dan perubahan tekstur dalam adonan. Ilmu genetika terapan yang modern
berupaya untuk meningkatkan kualitas organisme ragi sehingga memperbaiki
aktivitasnya dan menghasilkan citarasa serta tekstur yang lebih baik pada produk
roti
yang
dihasilkan
(Winarno.
2007).
Minuman beralkohol ; pembuaatan minuman beralkohol ini dengan cara
memeram bahan-bahan yang mengandung gula atau bahan-bahan yang
mengandung pati yang harus dihidrolisis menjadi gula sederhana sebelum
dilakukan fermentasi. Pemeraman ini dilakukan dibantu oleh mikroorganisme
yang sesuai dan dibiarkan meragi, produk akhir akan berupa cairan yang
mengandung alcohol dengan kadar mulai dari beberapa persen hingga mencapai
16% atau lebih.
BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN
Rifai (2001) mengatakan, penggunaan bioteknologi untuk menciptakan kultivar
unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sangat berguna untuk
pemenuhan kebutuhan pangan rakyat Indonesia. Karenanya, pengembangan
bioteknologi diberbagai bidang perlu mendapat perhatian serius. Satu fakta yang
tidak dapat dipungkiri akibat ketertinggalan negara kita mengembangkan
16
bioteknologi adalah dimanfaatkannya plasma nutfah negara kita oleh negara lain.
Durian bangkok dan mangga berwarna keunguan dari Australia adalah sebagian
kecil contohnya.
Bioteknologi seperti transgenik dalam bidang pertanian pada dasarnya telah mulai
dikembangkan, namun penolakan-penolakan dari berbagai pihak menyebabkan
teknologi ini tidak pesat perkembangannya. Tanaman-tanaman pertanian yang
telah berhasil meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain
kapas, jagung, dan lain-lain.
Pro dan kontra penggunaan tanaman transgenik ramai dibicarakan diberbagai
media massa. Salah satu contohnya adalah kapas transgenik. Pihak yang pro,
terutama para petinggi dan wakil petani yang tahu betul hasil uji coba di lapangan
memandang kapas transgenik sebagai mimpi yang dapat membuat kenyataan,
sedangkan Pihak yang kontra, sangat ekstrim mengungkapkan berbagai bahaya
hipotetik tanaman transgenik (Tajudin, 2001).
Selain kapas, Setyarini (2000) memaparkan tentang kontroversi penggunaan
tanaman jagung yang telah direkayasa secara genetik untuk pakan unggas.
Kekhawatiran yang muncul adalah produk akhir unggas Indonesia akan
mengandung genetically modified organism ( GMO ). Masalah lain yang menjadi
kekhawatiran berbagai pihak adalah potensinya dalam mengganggu keseimbangan
lingkungan antara lain serbuk sari jagung dialam bebas dapat mengawini gulmagulma liar, sehingga menghasilkan gulma unggul yang sulit dibasmi. Sebaliknya,
kelompok masyarakat yang pro mengatakan bahwa dengan jagung transgenik
selain akan mempercepat swa sembada jagung, manfaat lain adalah jagung yang
dihasilkan mempunyai kualitas yang hebat, kebal terhadap serangan hama
sehingga petani tidak perlu menyemprot pestisida (W.Marlene Nalley.2001).
Pendekatan Biologi Molekuler untuk mengatasi Krisis Pangan
17
Penggunaan marka molekuler (penanda molekuler) untuk menyeleksi sifat yang
diinginkan dari keturunan hasil persilangan dengan pelacakan sifat-sifat tanaman
berdasarkan DNA yang dimiliki tanaman akan mempercepat proses tersebut.
Salah satu kelebihan dari metode ini adalah mempersingkat pengujian tanaman.
Jika dengan cara konvensional diperlukan waktu sedikitnya lima tahun, dengan
cara ini hanya diperlukan waktu paling lama tiga tahun. Dengan marka molekuler,
pada
generasi
ketiga
tanaman
hasil
persilangan
sudah
stabil.
Pada tanaman jagung marka molekuler digunakan untuk mengetahui jarak genetik
(hubungan kekerabatan) jagung. Dengan begitu, para pemulia menjadi lebih
mudah dalam melakukan persilangan. Selanjutnya yang tak kalah pentingnya
adalah perlindungan terhadap sumber genetik pertanian Indonesia dari ancaman
kepunahan. Oleh karena itu, kegiatan konservasi dengan mendirikan laboratorium
Bank Genetik sangat diperlukan. Dan tentu saja, hal itu akan lebih baik jika
dilakukan
tidak
hanya
oleh
Balitbiogen
saja
(Anonymous,
2003).
Rekayasa genetika dalam bidang tanaman dilakukan dengan mentransfer gen
asing ke dalam tanaman. Hasil rekayasa genetika pada tanaman seperti ini disebut
tanaman transgenik. Sudah diperoleh beberapa tanaman transgenik yang toleran
terhadap salinitas, kekeringan dan hama penyakit ( Nasution, Muhammad Arif.
2002).
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 (New Scientist, 1997 dalam
Sitepoe,2001)
Tanaman
Transgenik
Tahan
Kekeringan
Tanaman tahan kekeringan memiliki akar yang sanggup menembus tanah kering,
18
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
satutanaman transgenik yang dapat toleran dengan suasana kekeringan (Guardian
Online,
1997
Tanaman
dalam
Sitepoe,
Transgenik
2001).
Resisten
Hama
Bacillus thuringiensis menghasilkan protein toksin sewaktu terjadi sporulasi atau
saat bakteri membentuk spora. Dalam bentuk spora berat toksin 20% dari berat
badan spora. Apabila larva insek memakan spora maka di dalam alat pencernaan
larva insek, spora bakteri dipecah dan keluarlah toksin. Toksin masuk ke dalam
membran sel alat pencernaan larva, mengakibatkan alat pencernaan mengalami
paralisis, pakan tidak dapat diserap sehingga larva mati. Dengan membiakkan
Bacillus thuringiensis kemudian diektrak dan dimurnikan maka akan diperoleh
insektisida biologis (biopestisida) dalam bentuk kristal. Insektisida biologis serupa
saja aplikasinya maupun untung ruginya dengan insektisida kimia lainnya. Oleh
karena itu, pada tahun 1985 dimulai rekayasa gen dari Bacillus thuringiensis
dengan
kode
gen
Bt
toksin
(Feitelson
et
al,
1992).
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 (Lal and Lal, 1990). 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
(Sumber:
Nottingham
S,
1998).
19
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
(Nasir, 2002).
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.
Hal serupa juga sedang digalakkan dengan rekayasa genetika pada tanaman padipadian untuk mendapatkan varietas yang resisten terhadap virus padi. Di samping
itu, usaha untuk meningkatkan kualitas beras seperti yang diinginkan oleh
manusia juga sedang diusahakan. Jepang memberikan investasi yang cukup
besaruntuk penelitian dan pengembangan di bidang biologi molekul padi.
20
Kultur
jaringan
Juga tak kalah pentingnya 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 hormonhormon 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 tanaamn 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 titi
tumbuh atau yang disebut jaringan meristematik, tanaman tersebut bias
diperbanyak. Bayankan kalau ini sudah menyeluruh skala nasioanl perbanyak
tanaman
secara
cepar
mungkin
saja
DAFTAR
dilakukan.
PUSTAKA
(Peranan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian)
Anonymous. 2003. Menanti Lahirnya Kerja Sama Pakar Bioteknologi
Pertanian. http://suarapembaruan.com
Budi Witarto, Arief. 2006. Bioteknologi di Indonesia: Kondisi dan Peluang.
http: http://io.ppi-jepang.org/
Goenadi & Isroi, 2003 dalam Komersialisasi Produk Bioteknologi Pertanian Di
Indonesia,
Mungkinkah
?, Lembaga
Riset
dan
Perkebunan
Indonesia.
Nasution, Muhammad Arif. 2002. Journal : Biologi Molekuler dan Ketahanan
Pangan
Nasional.
Makalah
falsafah
sains.
Institute
Pertanian
Bogor
Nasir M., 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Generika Tanaman.
21
Penerbit
PT.
Citra
Aditya
Bakti.
Bandung.
Rifai, M. A. 2001. Bioteknologi Mendukung Keanekaragaman Hayati dalam
Suara
Sitepoe
Pembaruan,
M.,
2001.
Rekayasa
9
Genetika.
Penerbit.
Maret.
Grasindo.
Jakarta.
Tajudin. K. N. 2001. Menyoalkan Tanaman Transgenik dalam Suara Pembaruan,
26
Februari.
W.Marlene Nalley. 2001. Tinjauan Filosofis Bioteknologi. Makalah Falsafah
Sains. Institut Pertanian Bogor
22
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2003. Menanti Lahirnya Kerja Sama Pakar Bioteknologi
Pertanian. http://suarapembaruan.com
Budi Witarto, Arief. 2006. Bioteknologi di Indonesia: Kondisi dan Peluang.
http: http://io.ppi-jepang.org/
Goenadi & Isroi, 2003 dalam Komersialisasi Produk Bioteknologi Pertanian Di
Indonesia,
Mungkinkah
?, Lembaga
Riset
dan
Perkebunan
Indonesia.
Nasution, Muhammad Arif. 2002. Journal : Biologi Molekuler dan Ketahanan
Pangan
Nasional.
Makalah
falsafah
sains.
Institute
Pertanian
Bogor
Nasir M., 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Generika Tanaman.
Penerbit
PT.
Citra
Aditya
Bakti.
Bandung.
Rifai, M. A. 2001. Bioteknologi Mendukung Keanekaragaman Hayati dalam
Suara
Sitepoe
Pembaruan,
M.,
2001.
Rekayasa
9
Genetika.
Penerbit.
Maret.
Grasindo.
Jakarta.
Tajudin. K. N. 2001. Menyoalkan Tanaman Transgenik dalam Suara Pembaruan,
26
Februari.
W.Marlene Nalley. 2001. Tinjauan Filosofis Bioteknologi. Makalah Falsafah
Sains. Institut Pertanian Bogor.
23
PERTANIAN
Dibuat untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengantar Ilmu Pertanian
semester ganjil tahun pelajaran 2014/2015
OLEH :
ISMI RAHMAWATI
A1C014005
FIRDA ASTI OKTAVIANI
A1C014006
SARI DWI MARTIANI
A1C014007
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
FAKULTAS PERTANIAN
AGRIBISNIS
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan PapertentangPeranan
Bioteknologi di Bidang Pertanian.
Dengan segala kerendahan hati, kami menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa
memberikan motivasi dalam rangka menyelesaikan makalh ini. Untuk itu kami
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Eny Rokhminarsi, M.P. selaku dosenmatakuliah Pengantar Ilmu
Pertanianyang senantiasa memberikan motivasi hingga paper ini dapat
terselesaikan.
2. Semua pihak terkait yang telah membantu dalam menyelesaikan paper ini.
Kami menyadari bahwa keterbatasan pengetahuan dan pemahaman
menjadikan keterbatasan kamiuntuk memberikan penjabaran yang lebih
mendalam, oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat
kami harapkan demi kesempurnaan paper ini. Akhir kata, semoga paper ini
membawa manfaat bagi kita.
Purwokerto,
September 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
ii
KATA PENGANTARii
DAFTAR ISI
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
5
LATAR BELAKANG 5
BAB II PEMBAHASAN
5
BAB III PENUTUP 10
3.1. KESIMPULAN
LAMPIRAN
11
12
DAFTAR PUSTAKA 23
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan Negara beriklimtropis, dimanaiklim di Indonesia
sangatcocokuntukpengembangan
dikenalsebagai
sector
pertanian.Olehkarenaitu,
Negara
Agraris
Indonesia
yang
sebagianbesarmatapencaharianpenduduknyaadalahbercocoktanam.Kemajuantekno
logisaatinisangatberpengaruhterhadapkehidupanmanusia.Disampingmemudahkan
aktivitasmanusia,
teknologijugaberdampak
negative
terhadapalam.Salah
satunyaterhadapiklim.Perubahaniklimyangtidakstabiljugaberdampakpadasektorper
tanian.Tentusajadampakdarisektorpertanianitujugaberimbaspadakehidupanmasyar
akat
yang
menggantungkanhidupnyapada
sector
pertanian.Untukmenstabilkankembalisektorpertaniandibutuhkanbeberapasolusi,
salahsatunnyaadalahdenganbioteknologi.Bioteknologidiharapkandapatmembantu
mengatasimasalahpertanian.
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 PENGERTIAN PERTANIAN
Pertaniandalamartisempitadalahpertnianrakyat.Sedangkanpertanian dalam
arti luas adalah semua yang mencakup kegiatan pertanian (tanaman pangan
dan hortikultura), perkebunan, kehutanan, dan peternakan, perikanan.
2.2 MASALAH PERTANIAN
Sektorpertanian
Indonesia
memilikibanyakpotensiuntukmenghasilkanhasilpertanian
yang
setinggi-
tingginya.Namunterdapatbanyakpermasalahan
yang
menghambatlajuproduktivitaspertanian
di
Indonesia.Diantaranyapermasalahanmengenailahan
yang
semakinterbatasdanmengenaitumbuhandanhasilpertumbuhandaritanamanituse
ndiri.Masalahpertanian
Indonesia
kinilebihtertumpupadaketahanantumbuhanterhadaphamadanpenyakit.
Masalahinitimbulkarenaadanyapersainganperebutanunsurharadan mineral, air,
cahayamatahari,
proses
fisiologitanaman,
pertumbuhandanperkembangantanaman
yang
terhambatakibathamadanpenyakit.
yang
Pengendalianhamadanpenyakit
tidaksesuaidantepattersebutmemberikandampakkerugian
yang
lebihbesaardaripadaseranganhamadanpenyakititusendiriterhadaptanaman.
Dampakkerugianakibatseranganhamaadalahsepertigagalpanen,
menurunnyaproduksihasiltanaman, pertumbuhantanaman yang terganggu,
menurunkannilaiekonomushasilproduksi,
kerugianbagiparapetani,
terjadinyaalihfungsilahan,
degradasiagroekosistem,
danmunculnyaresistensidanreturgensihama.
6
2.3 PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhuk hidup
dan ‘teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari
paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989)
mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam
dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup,
sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk
menghasilkan produk dan jasa. Bioteknologi merupakan bidang ilmu baru di
bidang pertanian yang dapat menyelesaikan masalah-masalah yang tidak
dapat diselesaikan dengan cara konvensional.
2.4 PERANAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PERTANIAN
Biotenologimerupakansalahsatucarauntukmengatasipermasalahanpertani
an
di
Indonesia.
Sasaranpemecahanmasalahnyaadalahberupapenelitiandanpemuliaantanaman.
Bioteknologipertanianmerupakanpenerapan
kehidupanuntukmengembangkan
yang
proses
berlandaskan
system
sertaprodukkomersial.
Bioteknologimenyajikanbeberapapendekatanbarubagiparapakardalammenge
mbangkanvarietasbarudenganproduksi yang lebihtinggi, jauhlebihbergizi,
lebihtahanseranganhamaataupenyakit, tahankeadaan yang merugikan, dan
lain
sebagainya.
Cara
bioteknologiuntukmemperbaikivarietastanamanpertanianmelaluipemuiaan.Pe
muliaaninilah
yang
melahirkanvariasiciribiologi.Iniadalahfakta
yang
mendasariseluruhupayauntukmemperbaikivarietasvarietastanamanpertanian.berikutinnibeberapahasil
bio
teknologi
di
bidangpertanian :
1. Tanaman transgenik tahan kekeringan.
7
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.
2. Tanaman transgenik resisten hama.
Bacillus thuringiensis menghasilkan protein toksin sewaktu terjadi
sporulasi atau saat bakteri membentuk spora. Dalam bentuk spora
berat toksin 20% dari berat badan spora. Apabila larva insek
memakan spora maka di dalam alat pencernaan larva insek, spora
bakteri dipecah dan keluarlah toksin. Toksin masuk ke dalam
membran sel alat pencernaan larva, mengakibatkan alat pencernaan
mengalami paralisis, pakan tidak dapat diserap sehingga larva mati.
Dengan membiakkan Bacillus thuringiensis kemudian diektrak dan
dimurnikan maka akan diperoleh insektisida biologis (biopestisida)
dalam bentuk kristal. Insektisida biologis serupa saja aplikasinya
maupun untung ruginya dengan insektisida kimia lainnya. Oleh
karena itu, pada tahun 1985 dimulai rekayasa gen dari Bacillus
thuringiensis
dengan
kode
gen
Bt
toksin.
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.
3. Tanaman Transgenik Resisten Penyakit
4. Kultur jaringan
Juga tak kalah pentingnya 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
8
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 tanaamn dengan
pengambilan bagian tanaman yang mempunyai titik tumbuhnya.
Contoh sederhana pada pisang, bila di ambil cambium atau ujunujung 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 titi tumbuh atau yang disebut jaringan meristematik, tanaman
tersebut bias diperbanyak. Bayankan kalau ini sudah menyeluruh
skala nasioanl perbanyak tanaman secara cepar mungkin saja
dilakukan.
2.5 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG
PERTANIAN
Kelebihanbioteknologidalambidangpertaniandiantaranya :
1.
2.
3.
4.
5.
Pembentukantumbuhan yang tahanterhadaphama.
Menciptakantumbuhana yang mampumengikat nitrogen.
Mengendalikanseranggaperusaktanamanbudidaya.
Pembiakantanamanunggultahanhama.
Mengatasiproduksibibit yang samadalamjangkawaktusingkat.
Kekuranganbioteknologidalambidangpertaniandiantaranya :
1. Produksibioteknologihassilmodifikasigenetikasuatuorganismedapatmenyin
gkirkan
plasma
nutfah,
yaitusuatujenihmakhlukhidup
yang
masihmemilikisifatasli.
2. Merugikanpetanikecildanmenimbulkankesenjanganekonomikarenaproduk
bioteknologi
yang
padaumumnyadimilikiolehpemilik
modal
dapatmeningkatkanproduksihingga 50%.
9
3. Hak
paten
rekayasa,
suastanisasidankonsentrasibioteknologipadakelompoktertentumembuatpet
anitradisionaltidakdapatmengadakanbibitsendiridanparapenelitiharusmend
apatkanizinterlebihdahulusebelummelakukanpenelitianmenggunakanbibit
– bibithasilrekayasatersebut.
4. Pencemaranbiologi,
karenaapabilamakhlukhidup
lepasskealambebasdankawindenganmakhluk
transgenic
normal
dapatmenghasilkanketurunan yang mutan.
10
BAB III
PENUTUP
3.1. KESIMPULAN
Jadi,
permasalahn
di
bidangpertaniandapatdiatasidenganmemanfaatkanbioteknologi. Bioteknologi
merupakan bidang ilmu baru di bidang pertanian yang dapat menyelesaikan
masalah-masalah
yang
tidak
dapat
diselesaikan
dengan
cara
konvensional.Disampingkelebihanmemanfaatkanbioteknologijugakitaharusm
emperhatikankerugian
yang
ditimbulkanolehbioteknolgiitusendiri,
tidakmenimbulkanbanyakpermasalahn
agar
yang
baruakibatkekuranganbioteknologi.
11
LAMPIRAN
12
Peranan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian
Di zaman yang serba cepat dan mengharuskan segala sistem yang begitu cepat
pula karena didukung oleh populasi menusia yang sangat cepat pula hal itu
berimbas pada dunia pertanian. Sebagai yang utama dalam masalah hidup ini
menuntut sektor pertanian untuk memenuhi kebutuhan pangan populasi manusia
yang tidak terbendung secara cepat dan bagus tidak hanya kuantitas tetapi
kualitasnya juga. Dari hal-hal seperti itulah bioteknologi di bidang pertanian
berusaha
untuk
menjawab
tantangan
itu.
Selama kurang lebih empat dasawarsa terakhir, kita melihat begitu pesat
perkembangan bioteknologi di berbagai bidang. Pesatnya perkembangan
bioteknologi ini sejalan dengan tingkat kebutuhan manusia dimuka bumi. Hal ini
dapat dipahami mengingat bioteknologi menjanjikan suatu revolusi pada hampir
semua aspek kehidupan manusia, mulai dari bidang pertanian, peternakan dan
perikanan
hingga
kesehatan
dan
pengobatan.
Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhuk hidup dan
‘teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan
dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan
bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa
yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari
organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan
jasa[Goenadi & Isroi, 2003]. Dengan definisi tersebut bioteknologi bukan
merupakan
sesuatu
yang
baru.
Bioteknologi merupakan bidang ilmu baru di bidang pertanian yang dapat
menyelesaikan masalah-masalah yang tidak dapat diselesaikan dengan cara
konvensional. Penggunaan bioteknologi bukan untuk menggantikan metode
konvensional tetapi bersama-sama menghasilkan keuntungan secara ekonomi.
Penggunaan metode konvensional dengan teknologi tinggi memaksimumkan
13
keberhasilan program perbaikan pertanian. Bioteknologi harus diintegrasikan ke
dalam pendekatan-pendekatan konvensional yang sudah mapan. Bioteknologi
berkembang dengan cepat di berbagai sektor dan meningkatkan keefektifan caracara menghasilkan produk dan jasa. Untuk alih teknologi dan pengembangan
bioteknologi secara layak dan tidak merusak lingkungan, diperlukan berbagai
persyaratan
selain
peraturan
perundangan
juga
modal
yang
besar.
Bioteknologi memperlihatkan suatu rangkaian yang mengagumkan dari berbagai
disiplin ilmu seperti mikrobiologi, anatomi tumbuhan dan hewan, biokimia,
imunologi, biologi sel, fisiologi tumbuhan dan hewan, morfogenesis, aekologi,
genetika dan banyak lagi lainnya.peranan biologi yang baru didapat ini telah
memberikan sumbangan teramat penting bagi kesehatan dan kesejahteraan umat
manusia.
Dimulai dari nenek moyang kita, pemanfaatkan mikroba telah dilakukan untuk
membuat produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap,
yogurt, dan nata de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba,
demikian pula enzim-enzim yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga
pencuci pakaian. Dalam bidang pertanian, mikroba penambat nitrogen telah
dimanfaatkan sejak abad ke 19. Mikroba pelarut fosfat telah dimanfaatkan untuk
pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak tahun 1950-an. Mikroba juga telah
dimanfaatkan secara intensif untuk mendekomposisi limbah dan kotoran. Ya
mikroba telah mengambil andil besar dalam menggalakkan pertanian organic.
Mikroba dibutuhkan untuk mengkomposkan pada pembuatan pupuk kompos yang
terdiri dari kotoran dan seresah tanaman-tanaman (Winarno. 2007).
Contoh tanaman yang dikembangkan melalui bioteknologi.
Perkembangan Bioteknologi Industri/Bioindustri di Indonesia
Apabila perkembangan bioteknologi secara keilmuwan di Indonesia kuat
khususnya di bidang pertanian, perkembangan industri/bioindustri Indonesia
14
justru sebaliknya. Seperti contoh di pendahuluan, bioteknologi pertanian dengan
pemanfaatan tanaman transgenik oleh perusahaan seperti Monsanto/Monagro
Kimia, banyak mendapat tantangan. Sehingga pemanfaatan bioteknologi pertanian
kita masih bersandar pada bioteknologi tingkat tua yaitu pemanfaatan pada tingkat
seluler bukan molekuler. Contohnya adalah industri kultur jaringan yang
berkembang baik dalam industri kehutanan dengan kebutuhan penyediaan bibit
tanaman untuk reboisasi maupun untuk estetika seperti bunga-buga untuk
pajangan seperti anggrek, dsb.
BIOTEKNOLOGI DALAM PRODUKSI MAKANAN
Berbagai proses bioteknologi yang ditujukan untuk mengolah bahan makanan
telah sejak lama dikonsumsi orang seperti tempe, tauco, kecap, yogurt, tuak, dan
wine. Teknologi tersebut telah lam dipraktekkan selama ribuan tahun dan
dikembangkan secara naluri dan seni tradisional. Hanya baru2 ini saja teknik
yanglebih maju telah diterapkan pada proses tersebut. Proses bioteknologi untuk
memproduksi makanan melibatkan teknik yang relative sederhana dan mudah
untuk
dikembangkan
dalam
skala
besar.
Bioteknologi pangan, cukup berkembang dengan baik walau belum tereksploitasi
secara optimal. Misalnya komposisi kecap yang membedakan rasa, warna dan
bau/flavor sangat dipengaruhi oleh jenis kedelai sebagai bahan baku dan juga
mikroba yang digunakan. Sementara ini semua masih dilakukan secara tradisional
walau secara penelitian sudah ada yang mulai mengarah pada pemanfaatan flavornya. Demikian pula berbagai buah dan produk pertanian untuk pangan baik
sebagai perasa seperti vanili maupun pewarna dan bau yang banyak dieksploitasi
oleh industri flavor Eropa dan Amerika di Indonesia, juga makin merasakan
pentingnya bioteknologi modern. Selain flavor, kebutuhan yang besar adalah
enzim dan protein yang banyak digunakan dalam proses pembuatan produk
pangan seperti enzim protease, enzim lipase, dsb. Tak terkecuali dengan
pemanfaatan baru di kosmetik dan kebersihan seperti munculnya pasta gigi yang
15
mengurangi detergen dengan mengganti protease, shampoo dengan komposisi
protein
collagen,
dll
(Budi
Witarto,
Arif.
2006).
Jenis-jenis makanan tradisional hsil fermentasi seperti tempe atau kecap dibuat
melalui suatu rangkaian proses fermentasi kedelai. Selain itu terdapat miso yang
berasal dari pasta kedelai yang diragikan. Negara- Negara di Asia menghasilkan
aneka ragam produk hasil fermentasi dengan konsumsi per-kapita yang tinngi
setiap tahunnya (Winarno, 2007).
Pembuatan roti dan jenis-jenis produknya umumnya diproduksi dari tepung
gandum atau terigu, air atau susu, garam, gula dan ragi. Proses fermentasi
dilakukan untuk mencapai tujuan yaitu pengembang adonan, pembentukan
citarasa, dan perubahan tekstur dalam adonan. Ilmu genetika terapan yang modern
berupaya untuk meningkatkan kualitas organisme ragi sehingga memperbaiki
aktivitasnya dan menghasilkan citarasa serta tekstur yang lebih baik pada produk
roti
yang
dihasilkan
(Winarno.
2007).
Minuman beralkohol ; pembuaatan minuman beralkohol ini dengan cara
memeram bahan-bahan yang mengandung gula atau bahan-bahan yang
mengandung pati yang harus dihidrolisis menjadi gula sederhana sebelum
dilakukan fermentasi. Pemeraman ini dilakukan dibantu oleh mikroorganisme
yang sesuai dan dibiarkan meragi, produk akhir akan berupa cairan yang
mengandung alcohol dengan kadar mulai dari beberapa persen hingga mencapai
16% atau lebih.
BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN
Rifai (2001) mengatakan, penggunaan bioteknologi untuk menciptakan kultivar
unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sangat berguna untuk
pemenuhan kebutuhan pangan rakyat Indonesia. Karenanya, pengembangan
bioteknologi diberbagai bidang perlu mendapat perhatian serius. Satu fakta yang
tidak dapat dipungkiri akibat ketertinggalan negara kita mengembangkan
16
bioteknologi adalah dimanfaatkannya plasma nutfah negara kita oleh negara lain.
Durian bangkok dan mangga berwarna keunguan dari Australia adalah sebagian
kecil contohnya.
Bioteknologi seperti transgenik dalam bidang pertanian pada dasarnya telah mulai
dikembangkan, namun penolakan-penolakan dari berbagai pihak menyebabkan
teknologi ini tidak pesat perkembangannya. Tanaman-tanaman pertanian yang
telah berhasil meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain
kapas, jagung, dan lain-lain.
Pro dan kontra penggunaan tanaman transgenik ramai dibicarakan diberbagai
media massa. Salah satu contohnya adalah kapas transgenik. Pihak yang pro,
terutama para petinggi dan wakil petani yang tahu betul hasil uji coba di lapangan
memandang kapas transgenik sebagai mimpi yang dapat membuat kenyataan,
sedangkan Pihak yang kontra, sangat ekstrim mengungkapkan berbagai bahaya
hipotetik tanaman transgenik (Tajudin, 2001).
Selain kapas, Setyarini (2000) memaparkan tentang kontroversi penggunaan
tanaman jagung yang telah direkayasa secara genetik untuk pakan unggas.
Kekhawatiran yang muncul adalah produk akhir unggas Indonesia akan
mengandung genetically modified organism ( GMO ). Masalah lain yang menjadi
kekhawatiran berbagai pihak adalah potensinya dalam mengganggu keseimbangan
lingkungan antara lain serbuk sari jagung dialam bebas dapat mengawini gulmagulma liar, sehingga menghasilkan gulma unggul yang sulit dibasmi. Sebaliknya,
kelompok masyarakat yang pro mengatakan bahwa dengan jagung transgenik
selain akan mempercepat swa sembada jagung, manfaat lain adalah jagung yang
dihasilkan mempunyai kualitas yang hebat, kebal terhadap serangan hama
sehingga petani tidak perlu menyemprot pestisida (W.Marlene Nalley.2001).
Pendekatan Biologi Molekuler untuk mengatasi Krisis Pangan
17
Penggunaan marka molekuler (penanda molekuler) untuk menyeleksi sifat yang
diinginkan dari keturunan hasil persilangan dengan pelacakan sifat-sifat tanaman
berdasarkan DNA yang dimiliki tanaman akan mempercepat proses tersebut.
Salah satu kelebihan dari metode ini adalah mempersingkat pengujian tanaman.
Jika dengan cara konvensional diperlukan waktu sedikitnya lima tahun, dengan
cara ini hanya diperlukan waktu paling lama tiga tahun. Dengan marka molekuler,
pada
generasi
ketiga
tanaman
hasil
persilangan
sudah
stabil.
Pada tanaman jagung marka molekuler digunakan untuk mengetahui jarak genetik
(hubungan kekerabatan) jagung. Dengan begitu, para pemulia menjadi lebih
mudah dalam melakukan persilangan. Selanjutnya yang tak kalah pentingnya
adalah perlindungan terhadap sumber genetik pertanian Indonesia dari ancaman
kepunahan. Oleh karena itu, kegiatan konservasi dengan mendirikan laboratorium
Bank Genetik sangat diperlukan. Dan tentu saja, hal itu akan lebih baik jika
dilakukan
tidak
hanya
oleh
Balitbiogen
saja
(Anonymous,
2003).
Rekayasa genetika dalam bidang tanaman dilakukan dengan mentransfer gen
asing ke dalam tanaman. Hasil rekayasa genetika pada tanaman seperti ini disebut
tanaman transgenik. Sudah diperoleh beberapa tanaman transgenik yang toleran
terhadap salinitas, kekeringan dan hama penyakit ( Nasution, Muhammad Arif.
2002).
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 (New Scientist, 1997 dalam
Sitepoe,2001)
Tanaman
Transgenik
Tahan
Kekeringan
Tanaman tahan kekeringan memiliki akar yang sanggup menembus tanah kering,
18
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
satutanaman transgenik yang dapat toleran dengan suasana kekeringan (Guardian
Online,
1997
Tanaman
dalam
Sitepoe,
Transgenik
2001).
Resisten
Hama
Bacillus thuringiensis menghasilkan protein toksin sewaktu terjadi sporulasi atau
saat bakteri membentuk spora. Dalam bentuk spora berat toksin 20% dari berat
badan spora. Apabila larva insek memakan spora maka di dalam alat pencernaan
larva insek, spora bakteri dipecah dan keluarlah toksin. Toksin masuk ke dalam
membran sel alat pencernaan larva, mengakibatkan alat pencernaan mengalami
paralisis, pakan tidak dapat diserap sehingga larva mati. Dengan membiakkan
Bacillus thuringiensis kemudian diektrak dan dimurnikan maka akan diperoleh
insektisida biologis (biopestisida) dalam bentuk kristal. Insektisida biologis serupa
saja aplikasinya maupun untung ruginya dengan insektisida kimia lainnya. Oleh
karena itu, pada tahun 1985 dimulai rekayasa gen dari Bacillus thuringiensis
dengan
kode
gen
Bt
toksin
(Feitelson
et
al,
1992).
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 (Lal and Lal, 1990). 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
(Sumber:
Nottingham
S,
1998).
19
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
(Nasir, 2002).
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.
Hal serupa juga sedang digalakkan dengan rekayasa genetika pada tanaman padipadian untuk mendapatkan varietas yang resisten terhadap virus padi. Di samping
itu, usaha untuk meningkatkan kualitas beras seperti yang diinginkan oleh
manusia juga sedang diusahakan. Jepang memberikan investasi yang cukup
besaruntuk penelitian dan pengembangan di bidang biologi molekul padi.
20
Kultur
jaringan
Juga tak kalah pentingnya 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 hormonhormon 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 tanaamn 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 titi
tumbuh atau yang disebut jaringan meristematik, tanaman tersebut bias
diperbanyak. Bayankan kalau ini sudah menyeluruh skala nasioanl perbanyak
tanaman
secara
cepar
mungkin
saja
DAFTAR
dilakukan.
PUSTAKA
(Peranan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian)
Anonymous. 2003. Menanti Lahirnya Kerja Sama Pakar Bioteknologi
Pertanian. http://suarapembaruan.com
Budi Witarto, Arief. 2006. Bioteknologi di Indonesia: Kondisi dan Peluang.
http: http://io.ppi-jepang.org/
Goenadi & Isroi, 2003 dalam Komersialisasi Produk Bioteknologi Pertanian Di
Indonesia,
Mungkinkah
?, Lembaga
Riset
dan
Perkebunan
Indonesia.
Nasution, Muhammad Arif. 2002. Journal : Biologi Molekuler dan Ketahanan
Pangan
Nasional.
Makalah
falsafah
sains.
Institute
Pertanian
Bogor
Nasir M., 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Generika Tanaman.
21
Penerbit
PT.
Citra
Aditya
Bakti.
Bandung.
Rifai, M. A. 2001. Bioteknologi Mendukung Keanekaragaman Hayati dalam
Suara
Sitepoe
Pembaruan,
M.,
2001.
Rekayasa
9
Genetika.
Penerbit.
Maret.
Grasindo.
Jakarta.
Tajudin. K. N. 2001. Menyoalkan Tanaman Transgenik dalam Suara Pembaruan,
26
Februari.
W.Marlene Nalley. 2001. Tinjauan Filosofis Bioteknologi. Makalah Falsafah
Sains. Institut Pertanian Bogor
22
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2003. Menanti Lahirnya Kerja Sama Pakar Bioteknologi
Pertanian. http://suarapembaruan.com
Budi Witarto, Arief. 2006. Bioteknologi di Indonesia: Kondisi dan Peluang.
http: http://io.ppi-jepang.org/
Goenadi & Isroi, 2003 dalam Komersialisasi Produk Bioteknologi Pertanian Di
Indonesia,
Mungkinkah
?, Lembaga
Riset
dan
Perkebunan
Indonesia.
Nasution, Muhammad Arif. 2002. Journal : Biologi Molekuler dan Ketahanan
Pangan
Nasional.
Makalah
falsafah
sains.
Institute
Pertanian
Bogor
Nasir M., 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Generika Tanaman.
Penerbit
PT.
Citra
Aditya
Bakti.
Bandung.
Rifai, M. A. 2001. Bioteknologi Mendukung Keanekaragaman Hayati dalam
Suara
Sitepoe
Pembaruan,
M.,
2001.
Rekayasa
9
Genetika.
Penerbit.
Maret.
Grasindo.
Jakarta.
Tajudin. K. N. 2001. Menyoalkan Tanaman Transgenik dalam Suara Pembaruan,
26
Februari.
W.Marlene Nalley. 2001. Tinjauan Filosofis Bioteknologi. Makalah Falsafah
Sains. Institut Pertanian Bogor.
23