PEMANFAATAN HASIL dari TUMBUHAN

BIOTEKNOLOGI TANAMAN

  Dr. Refli., MSc Jurusan Biologi FST – UNDANA Kupang, 2015

  Materi Kuliah Bioteknologi. Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015 PENDAHULUAN

• 10 miliar Thn 2050-60

  Materi Kuliah Bioteknologi. Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015 TUMBUHAN

  PANGAN SANDANG OBAT-OBATAN

  PERTANIAN & KEHUTANAN PERTUMBUHAN PERTUMBUHAN PENDUDUK BIOTEKNOLOGI

  ? Mengapa TUMBUHAN menjadi FOKUS BIOTEKNOLOGI? Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

  ALASAN ALASAN TUMBUHAN energi matahari energi kimia mampu mengkonversi energi matahari energi kimia

  FOTOSINTESIS PRODUSEN

  300.000 Sp yang diketahui hanya RATUSAN yang dimanfaatkan ada

  BIDANG PERTANIAN

  PEMANFAATAN & HASIL dari TUMBUHAN Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015 PERBAIKAN SIFAT TANAMAN PERBAIKAN SIFAT AGRONOMI

  Tehnik Lama Tehnik baru Persilangan Persilangan

  Mikropropagasi Mutasi (mutation)

  (sexual crossing) (sexual crossing) Fusi protoplasma

  Alami Artifisial Rekayasa genetik radiasi Kimia Fisika _{Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015}

• ! ! "
• – – # " $ ! " " %
• – %
• – !"

  ! ! "

• $ & % % ' !# $ $
• $ "
• # ( $ "(" $
• "
• _!"

  $ ) $) $ #

• ! ! "

  !"

  ! ! " !"

  " % !"

  # " $ ! " !"

  # " $ ! " !"

• "# "

  # " $ ! "

  !" # " $ ! " +

  "

• !"
• !"

• # " $ ! "

  ( " !"

• , * - .

  !" ' ! ' " # " ! #" ! #" ' ! " ! # "

  !"

  $ " ' # !

• ( "
• # $
• ! ' /

  Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

INDUKSI BREEDING MUTATION

• '# ) # #( ' $( 0 ( ! $
• – !
• #( ! $$# '# $
• 1
• – 1

  ) ' ' # ) ' # ) )

• – – 1 ) ! 1 $ $

  1 "

  2 3 245675666 ( *8'' !"# $% &

  ! " $ ' # 95! ) :3 % $ 95 ! ) ;3 '# ) <3 ! '# _{Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015}

INDUKSI BREEDING MUTATION

• $ $ '! !
• – ' ( ( ! ( $ ' $ ( ( ' & '

  #

• – =#' $ $ (

  # ' ( ( # (

• – " #$ % 0#'

  # !

  $ $ ! ! ( # _{Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015}

INDUKSI BREEDING MUTATION

• & !
• – )

  #! ( ) % )

  ( ) # #

  $

  Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

INDUKSI BREEDING MUTATION

• _{Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015}

  '

• ( ) !

INDUKSI BREEDING MUTATION

• ' %

  # $ $ ' $$# ( '

• – $' $ ( # # # #(

  ' #(

• ! " % 2 "38 "

  # $$ 1 > ! $$

  2

  2 3 '

  !"

INDUKSI BREEDING MUTATION

  !" ! ' /

  !"

KULTUR JARINGAN

• Definisi : tehnik menumbuhkan sel atau jaringan
• Lebih mudah
• – Kemampuan sel membelah, tumbuh dan berdiferensiasi hingga menjadi tumbuhan
• Eksplan bag. Tumbuhan

  !"

  menjadi tumbuhan utuh

  diaplikasikan pada tumbuhan

  totipotensi tumbuhan > totipotensi hewan

  yang ditumbuhkan sebagai

  bahan awal

  untuk

  dikultur

KULTUR JARINGAN

  !" Kultur kalus (medium padat)

  Jenis kultur Kultur suspensi (medium cair)

  Medium tumbuh

KULTUR JARINGAN

  !"

  A. Kultur Kalus

  B. Kultur liquid

KULTUR JARINGAN

  !" Kultur kalus

  Jenis kultur Kultur meristem

  Kultur organ

  Plant meterials for explants ( ! 1 ' #' # $ $# ( '

• # $
• ! ' 1 (# # ' ' "
• ? # 1 ( $ #' ' $ ' # ( ! (# # ( # $ 0
• # # # #

  Materi tanaman untuk eksplan !"

  Sterilisasi dan inokulasi eksplan !"

  Kelebihan kultu jaringan dibanding perbanyakan konvensional Perbandingan produksi kentang secara budidaya konvensional dan

• " !

  kultur jaringan (sumber Mantel et al ., 1985) $

  Tahun Konvensional Kultul jaringan ! #( $ $$ ) Pertama 100 g umbi 100 g umbi

  ↓ ↓ ( '

  1 tanaman dewasa 1 tanaman prekondisi !

  

↓

! (

  ↓

  10 Kultur tunas ( " ) ↓

  1.6 kg umbi Perbanyakan tunas ' $ )

  ↓ ↓ (

  Kedua 16 tanaman dewasa 650.000 umbi berukuran kecil 0 ' (#

  ↓ 617.500 tanaman

↓

( 0#

  Panen

16 X 600 g umbi = 617.500 tanaman x 500 umbi =

  @ 25,6 kg 308.750 kg _!"

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN

• ! ( ( # #( ' ! ( 1
• – ' % #
• – ' (
• – '
• – ' ! $ ( (
• – ' $ (

  !"

  !" Tehnik Rekayasa Tehnik Rekayasa

  Genetically modified organisms (GMOs) _!" . Genetically modified tomatoes produce mRNA that decreases the effects of the pectinase gene

  !"

  !"

  Gladiol

  Bakteri Gen-gen Kemudian bakteri rekombinan tersebut tersebut diifeksikan ke sel-sel

  Erwina sp diambil dari embrio biji padi sehingga terjadi Tanaman dan disisipkan fusi materi genetik. gladiol dan ke plasmid

  Sel dikultur hingga tumbuh bakteri Erwina Agrobacterium menjadi tumbuhan yang dewasa sp sumber gen yang meghasikan b karoten β β β β karoten ₄₀ Prof. Peter Beyer

  (IRRI, 2001)

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN

• – " '' ( )

  # %

  ! ! ' ) $ "

  ! $ & $ @ A $ &

  ( " # ' #

  ! !

  !" !"

  !" Tumbuhan sebagai detektor ranjau darat

  Bantuan Bioteknologi Tanaman (dikembangkan oleh Aresa

  Biodetection)

• Gen yang peka terhadap logam dimasukkan ke dalam tanaman
• Apabila akar tanaman menyentuh ranjau darat, Tanaman berubah warna dari hijau menjadi merah _!"
₄₄

  Fitoremediasi

• Sekitar 350 spesies tumbuhan di alam mampu menyerap material-material beracun yang mencemari lingkungan. Contoh •

  telah digunakan menyerap logam-logam

• – Bunga matahari

  radioaktif cesium dan strontium pada lokasi kebocoran reaktor nuklir di Chernobil Rusia

• – Tumbuhan air seperti telah digunakan untuk

  selada air menyerap arsenik yang mencemari badan air diduga mampu menyerap sejumlah logam

• – Enceng gondok

  yang terdapat pada badan-badan air di sekitar industri ₄₅

  !" Tumbuhan sebagai degradator polutan _!"

  46 Transgenic plants

  Royal Demolition eXplosive

  Gene from bacterium moved to plant genome

  Stimulates plant growth! _{!" 47} Peningkatan risistensi terhadap stres

  abiotik melalui rekayasa genetik !" TUMBUHAN SEBAGAI BIOREKTOR BAGI PENYEDIAAN OBAT-OBATAN

• – ? # # ' (# ! ' $(
• – ( '

  ( $ ' ' # ( # # # $

• – ( )

  #' ' (# 1

  & ) #' #

• #' # $ ( ? A1
• – '# > '# ! (#( ( #
• !
• ^– ! ! #( ' ( $ ' # ! ! #( $ ' ' ( #' # @ . ( )
• $ ( ' ! $ &

  ! ' $#

• ! (

  #( ! ' ( ! _!"

  TUMBUHAN SEBAGAI BIOREKTOR BAGI PENYEDIAAN OBAT-OBATAN

• – ( ! '

  ( ' $

  ( ' (

  $ ' ' ' $

• – $# ( $

  (

  1

• ! ' (
• (# ! '!
• The plant bioreactor system
• ? ! ?# # # !

  ( # (

• ! $
• – # $ $

  #' ) % ! '! ( _!"

  TUMBUHAN SEBAGAI BIOREKTOR BAGI PENYEDIAAN OBAT-OBATAN !"

• – - .

  TUMBUHAN SEBAGAI BIOREKTOR BAGI PENYEDIAAN OBAT-OBATAN !"

• – ( ' $

  ( ! ' ( ' (

  $ '

• – ' ' $

  $# ( $ (

  1

• (# ! '! !
• ' (
• ( # (
• ? !
• ?# # # !
• – ! $

  # $ $ #' ) %

  ! '! ( The plant bioreactor system

  !"