Jelaskan teknik rekayasa genetika yang dilakukan dalam bidang pertanian

SECARA umum bioteknologi adalah aplikasi dari organisme biologis, sistem, dan proses rekayasa dalam industri barang dan jasa yang digunakan untuk kepentingan manusia.

Bioteknologi memegang peran penting dalam pencapaian teknologi dalam sejarah umat manusia.

Dengan teknologi ini manusia mempunyai pemahaman dan mengaplikasikan ilmu yang memiliki keterlibatan sangat luas bagi kehidupan manusia maupun alam.

Bioteknologi menjadi salah satu ilmu terapan yang berkembang pesat mengikuti tuntutan arus globalisasi dunia yang menimbulkan dampak semakin komplesknya problematika yang dihadapi oleh manusia.

Bioteknologi Pertanian

Bioteknologi pertanian adalah metode yang melibatkan makhluk hidup atau organisme untuk menghasilakn produk baru dalam bidang pertanian sehingga bermanfaat untuk kehidupan manusia.

Penerapan bioteknologi dapat meningkatkan produktivitas dalam bidang pertanian.

Pemanfaatan bioteknologi di bidang budidaya tanaman ditandai dengan banyaknya penemuan tanaman kultivar atau varietas baru yang disebut tanaman transgenik, yang memiliki sifat-sifat tertentu.

Dalam bidang peternakan telah membantu meningkatkan kuantitas dan kualitas ternak.

Misalnya melalui inseminasi buatan, transfer embrio, multiple oculation, fertilisasi in-vitro, dan mikromanipulasi embrio.

Dalam bidang perikanan, teknik rekayasa genetika dapat menghasilkan ikan yang dalam satu generasi berjenis kelamin betina semua.

Beberapa ikan yang berjenis kelamin betina ini memiliki pertumbuhan yang cepat dari pada ikan yang berjenis kelamin jantan, sehingga lebih menguntungkan.

Bioteknologi Tanaman

Bioteknologi tanaman adalah salah satu bagian bioteknologi yang memfokuskan diri pada bidang tanaman.

Bioteknologi tanaman telah berperan dalam menghasilkan tanaman pangan dengan kandungan gizi yang lebih tinggi, tanaman yang tahan terhadap serangan hama, dan tanaman yang menghasilkan senyawa bermanfaat sehingga dapat dijadikan sebagai obat herbal tanaman.

Bioteknologi tanaman meliputi kultur jaringan dan rekayasa genetika. Kultur jaringan berkaitan dengan rekaya genetika, karena pengerjaan rekayasa genetika kebanyakan dilakukan secara in vitro di laboratorium.

Selain itu, sistem regenerasi tanaman transgenik membutuhkan ilmu kultur jaringan, sehingga orang yang bekerja dalam bidang rekayasa genetika harus mengetahui prinsip-prinsip kerja dalam kultur jaringan.

Pemuliaan tanaman konvensional dan pemuliaan tanaman modern atau bioteknologi tanaman sama-sama bertujuan untuk mendapatkan individu tanaman dengan karakter unggul yang secara genetik sudah mengalami modifikasi.

Namun terdapat perbedaan antara pemuliaan tanaman konvensional dan pemuliaan tanaman modern dalam hal modifikasi yang terjadi pada genom tanaman.

Pemuliaan tanaman konvensional menggunakan cara persilangan untuk memperoleh individu tanaman yang unggul, sehingga membutuhkan waktu relatif lama.

Sedangkan pemuliaan tanaman modern melakukan modifikasi genetik dengan melakukan insersi gen asing (yang membawa sifat unggul yang kita inginkan) secara langsung pada genom tanaman.

Kultur Jaringan Tanaman

Kultur jaringan merupakan metode perbanyakan tanaman secara vegetatif dengan teknik menumbuhkan eksplan pada medium yang mengandung zat hara yang sesuai dengan kebutuhan eksplan pada kondisi yang aseptik dan lingkungan yang terkendali.

Eksplan adalah bahan tanam yang dapat berupa protoplasma (sel yang sudah dihilangkan dinding selnya), jaringan, organ, dan embrio. Kondisi aseptik yaitu ruangan, media, alat tanam, dan eksplan harus dalam kondisi aseptik (keadaan bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit).

Lingkungan terkendali maksudnya adalah suhu dan cahaya terkendali.
Langkah-langkah dalam melakukan kultur jaringan adalah sebagai berikut: yang pertama memilih tanaman induk sebagai sumber eksplan ( tanaman yang dipilih adalah tanaman yang sudah jelas jenis, varietas, spesies, dan juga bebas dari hama dan penyakit).

Sedangkan kedua melakukan inisiasi kultur, yang ketiga melakukan sterilisasi pada seluruh alat yang digunakan dan juga bahan tanam.

Untuk yang keempat yaitu multiplikasi atau penggandaan tunas atau embrio tanaman, yang kelima pengakaran, dan yang terakhir adalah aklimatisasi atau pemindahan eksplan ke lahan tanam.

Hasil akhir pada kultur jaringan adalah klon tanaman atau biasa disebut somaklon ( karena berasal dari sel-sel somatik).

Somaklon ini memiliki karakter morfologi dan molekuler yang identik dengan induknya.

Keuntungan pengadaan bibit secara kultur jaringan antara lain bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu relatif cepat, dapat diperoleh bibit yang unggul dalam jumlah banyak dan seragam.

Selain itu dapat diperoleh biakan steril (mother stock) yang dapat dijadikan sebagai bahan tanam untuk perbanyakan selanjutnya.

Rekayasa Genetika Tanaman

Rekayasa genetika tanaman adalah manipulasi genom tanaman dengan bioteknologi.

Tanaman transgenik merupakan tanaman yang telah disisipi gen asing lainnya dari makhluk hidup, bisa sesama hewan, tanaman, dan bakteri.

Tujuan pembuatan tanaman transgenik adalah untuk mendapatkan tanaman yang unggul dari tanaman aslinya.

Pada awal pembuatannya, tanaman transgenik digunakan untuk mengatsi masalah pangan dunia.

Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan produksi pangan tidak mampu mencukupi kebutuhan pangan mereka.

Semakin sempitnya area budidaya tanaman menyebabkan peningkatan lahan tidak memungkinkan.

Sementara intensifikasi budidaya pertanian ( melalui penggunaan pupuk kimia dan pestisida) menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan dan juga dapat menimbulkan bahaya residu pada produk yang mereka konsumsi sehingga berbahaya bagi konsumen.

Dapat diketahui bahwa hilangnya produksi pertanian disebabkan sebagian besar oleh hama, gulma, dan penyakit.

Oleh karena itu dilakukan upaya pembuatan tanaman transgenik yang tahan terhadap serangan hama, penyakit, dan tahan terhadap pestisida.

Dengan seiring berkembangnya teknologi yang semakin pesat sehingga dapat mempermudah dilakukannya metode untuk mentransfer gen pada tanaman, maka mulailah dibuat tanaman transgenik yang memiliki kualitas lebih baik.

Seperti pembuatan padi golden rice yang memiliki kandungan nutrien betakaroten pada bagian endospermanya dan juga pembuatan buah tomat yang tidak mudah menjadi lembek, busuk dan cepat matang.

Transformasi Genetik pada Tanaman

Transformasi genetik pada tanaman adalah suatu perpindahan gen asing yang diisolasi dari tanaman, virus, bakteri, hewan, maupun manusia pada suatu spesies tanaman baru.

Atau bisa dikatakan proses untuk mendapatkan tanaman transgenik.

Pada tanaman, keberhasilan transformasi genetik ditunjukkan pada keberhasilan pertumbuhan tanaman baru yang normal, fertil, dan dapat mengekspresikan gen baru hasil insersi.

Gen asing yang diperoleh dari makhluk hidup tertentu tersebut direkayasa secara molekuler sehingga dapat disisipkan kedalam genom tanaman.

Gen asing yang hasil rekayasa genetika yang telah disisipkan pada spesies tanaman tertentu disebut transgen, kemudian tanaman yang berhasil disisipi transgen tersebut dinamakan tanaman transgenik.

Dasar keberhasilan tranformasi genetik adalah kemampuan sel target untuk berkembang menjadi tanaman utuh.

Teknik kultur jaringan memberikan peluang untuk dapat menyediakan sel target yang terdapat dalam organ tanaman (daun, batang, kotiledon, dan hipokotil), yang berada dalam kalus atau kultur suspensi sel dan bahkan protoplas.

Sel-sel ini dapat diinduksi untuk berkembang menjadi tanaman baru melalui inisiasi pembentukan tunas baru atau melalui embriogenesis (proses pembentukan dan perkembangan embrio).

Tahapan transformasi pada tanaman meliputi insersi transgen, integrasi transgen ke genom tanaman, dan ekspresi transgen yang terintegrasi pada genom.(***)

Penulis merupakan Mahasiswi Universitas Bengkulu Jurusan Budidaya Pertanian Prodi S1 Agroekoteknologi Angkatan 2017

Editor : yas

Genetically Modified Organism (GMO) merupakan organisme yang gen-gennya telah diubah dengan menggunakan teknik rekayasa genetika. Produk rekayasa genetika diklasifikasikan menjadi 4 macam, yaitu generasi pertama: satu sifat; generasi kedua: kumpulan sifat; generasi ketiga dan keempat: near-intragenic, intragenic, dan cisgenic. Adapun produk rekayasa genetika pada tanaman di Indonesia di antaranya adalah padi, tomat, tebu, singkong, dan kentang (Prianto dan Yudhasasmita, 2017).

Dalam SNI 6729:2016 tentang Sistem Pertanian Organik disebutkan bahwa benih dari hasil GMO tidak diperkenankan untuk digunakan. Selain benih, GMO tidak diperbolehkan untuk digunakan sebagai bahan pengendalian Organisme Pengganggu Tumbuhan (OPT), tidak diperbolehkan untuk pakna hewan ternak yang kotorannya digunakan untuk bahan pembuatan pupuk, tidak diperbolehkan menggunakan mikroorganisme yang berasal dari GMO, dan bakteri pengurai/dekomposer bukan merupakan GMO.

            Sampai saat ini produk GMO masih menjadi sebuah kontroversi. Produk GMO dianggap dapat memberikan dampak negatif bagi kesehatan, lingkungan, agama, psikologi, dan lain-lain. Dengan penggunaan produk GMO, dikhawatirkan dapat terjadi mutasi tidak terduga pada objek dan memberik dampak pada lingkungan sekitarnya yang menyebabkan kondisi tidak terkendali. Dengan kondisi tersebut tentu berpotensi untuk mengganggu ekosistem.

Hal tersebut bertolak belakang dengan prinsip sistem pertanian organik. Dalam SNI 6729:2016 tercantum definisi sistem pertanian organik adalah sistem manajemen produksi yang holistik untuk meningkatkan dan mengembangkan kesehatan agroekosistem, termasuk keragaman hayati, siklus, biologi, dan aktivitas biologi tanah. Pertanian organik menekankan penerapan praktek-praktek manajemen yang lebih mengutamakan input dari limbah kegiatan budidaya di lahan, dengan mempertimbangkan daya adaptasi terhadap keadaan/kondisi setempat. Jika memungkinkan hal tersebut dapat dicapai dalam penggunaan budidaya, metoda biologi dan mekanik, yang tidak menggunakan bahan sintesis untuk memenuhi kebutuhan khusus dalam sistem. Tujuan utama dari pertanian organik adalah untuk mengoptimalkan produktivitas komunitas organisme di tanah, tumbuhan, hewan dan manusia yang saling tergantung satu sama lain.

Pertanian organik sangat mendorong untuk penggunaan input lokal dengan mengembangkan pertanian terintegrasi yang mana bermuara pada zero waste dengan memanfaatkan kembali limbah lahan. Oleh karena itu, GMO yang masih menjadi kontroversi ini tidak diperbolehkan masuk di dalam pengelolaan sistem pertanian organik.

Penulis: Ratriani Puspita Hastuti, S.T.P. (Pengawas Mutu Hasil Pertanian Ahli Pertama Daerah Istimewa Yogyakarta)

Referensi:

Prianto, Yuwono dan Swara Yudhasasmita. 2017. Tanaman Genetically Modified Organism (Gmo) dan Perspektif Hukumnya di Indonesia. Jakarta. Universitas Islam Negeri Jakarta

SNI 6729:2016 tentang Sistem Pertanian Organik