Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau
memiliki gen asing dari spesiesi tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya.saya ambil salah satu
contoh yang sama ambil adalah Jagung.
JANGUNG
Jagung dibudidayakan secara komersial di lebih
dari 100 negara dengan produksi sekitar 705 juta metrik ton. Pada tahun 2004
produsen jagung terbesar di dunia berturut-turut adalah Amerika Serikat, Cina,
Brasil, Meksiko, Perancis, dan India (Agbios GM Data Base 2007). Pada umumnya
jagung dibudidayakan untuk digunakan sebagai pangan, pakan, bahan baku industri
farmasi, makanan ringan, susu jagung, minyak jagung, dan sebagainya. Di negara
maju, jagung banyak digunakan untuk pati sebagai bahan pemanis, sirop, dan
produk fermentasi, termasuk alkohol. Di Amerika, jagung banyak digunakan untuk
bahan baku pakan (Agbios GM Data Base 2007).
Di Indonesia jagung merupakan bahan pangan kedua setelah padi. Selain itu,
jagung juga digunakan sebagai bahan baku industri pakan dan industri lainnya.
Hal ini mengakibatkan kebutuhan jagung di dalam negeri terus meningkat dari
tahun ke tahun. Untuk memenuhi kebutuhan jagung harus dilakukan impor, terutama
dari Amerika. Diperkirakan kebutuhan jagung dalam negeri sampai tahun 2010 akan
terus meningkat sehubungan dengan bertambahnya jumlah penduduk dan
berkembangnya industri pangan dan pakan. Oleh karena itu, produksi jagung dalam
negeri perlu ditingkatkan sehingga volume impor dapat dikurangi dan bahkan
ditiadakan. Ketergantungan akan jagung impor berdampak buruk terhadap
keberlanjutan penyediaan jagung di dalam negeri mengingat komoditas ini di
negara produsen utama telah digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk untuk
bahan baku bioenergi. Di Amerika Serikat, misalnya, telah dicanangkan
penggunaan jagung sebagai sumber bioenergi. Pada saatnya nanti akan terjadi
persaingan penggunaan jagung untuk pangan, pakan, bahan baku industri, dan
bioenergi. Apabila kebutuhan jagung nasional masih bergantung pada impor
dikhawatirkan akan mematikan industri pangan dan pakan berbasis jagung karena
berkurangnya pasokan bahan baku. Hal ini mengancam ketahanan pangan dan keberlanjutan
usaha peternakan.
A. Jenis Jagung Transgenik yang Dikembangkan di Indonesia
Upaya peningkatan produksi jagung dapat dilakukan melalui berbagai cara,
antara lain melalui perbaikan genetik tanaman. Perbaikan genetic jagung
bertujuan untuk mengatasi kendala pertumbuhan tanaman, terutama cekaman
lingkungan biotik dan abiotik. Perbaikan genetik jagung dapat dilakukan secara
konvensional maupun melalui rekayasa genetik (genetic engeenering). Dengan
berkembangnya bioteknologi, perbaikan genetik jagung melalui rekayasa genetik
akan menjadi andalan dalam pemecahan masalah perjagungan di masa mendatang.
Seperti diketahui, pemuliaan secara konvensional mempunyai keterbatasan dalam
mendapatkan sifat unggul dari tanaman. Dalam rekayasa genetic jagung, sifat
unggul tidak hanya didapatkan dari tanaman jagung itu sendiri, tetapi juga dari
spesies lain sehingga dapat dihasilkan tanaman transgenik. Jagung Bt merupakan
tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan terhadap hama, di mana sifat
ketahanan tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis (Herman 1997).
Tulisan ini membahas aspek yang berkaitan dengan perakitan jagung transgenik
dan prospek pengembangannya.
Jagung Bt
Salah satu hambatan yang paling besar dalam upaya peningkatan produksi
jagung adalah serangan organisme pengganggu tanaman (OPT), seperti hama dan
penyakit tanaman. Serangan OPT pada tanaman jagung selain menurukan produksi
juga mengurangi pendapatan petani dan adanya residu pestisida dalam jumlah
besar yang menyebabkan polusi lingkungan. European corn borer (ECB), Ostrinia
nubilalis, merupakan hama jagung di Amerika dan Kanada yang dapat merugikan 1
milyar dolar Amerika per tahun. Hama ECB dapat dieliminasi oleh pestisida
kimia, tetapi hanya dapat diaplikasi pada areal yang terbatas (kurang dari
20%), karena aplikasi pestisida sulit dilakukan dan diperlukan aplikasi lain
dalam mengontrol ECB. Tersedianya bioaktif dari kristal protein yang dikode
oleh gen Bt, memungkinkan modifikasi genetik tanaman jagung yang disisipi
dengan gen Bt untuk menghasilkan jagung transgenik Bt (Bt corn). Bt protein
yang dihasilkan oleh gen Bt dapat meracuni hama yang menyerang tanaman jagung.
Setelah dimakan oleh corn borer, Bt protein dipecah oleh suatu enzim pemecah
dalam pencernaan yang bersifat alkalin dari larva serangga dan menghasilkan
protein pendek yang mengikat dinding pencernaan. Pengikatan dapat menyebabkan
kerusakan membran sel sehingga larva berhenti beraktivitas (Syngenta Seeds
Communication 2003). Gen Bt disolasi dari bakteri tanah Bacillus thuringiensis
yang telah digunakan petani di negara maju sebagai pestisida hayati sejak
puluhan tahun yang lalu (Herman 2002). B. thuringiensis menghasilkan protein
Kristal Bt, atau Crystal protein (Cry) yang merupakan protein endotoksin yang
bersifat racun bagi serangga (insektisidal) (Held et al. 1982, Macintosh et al.
1990). Namun protein endotoksin yang dihasilkan oleh B. thuringiensis tidak
melakukan pengikatan pada permukaan pencernaan sel mamalia, karena itu hewan
ternak dan manusia tidak tahan terhadap protein tersebut (Agbios GM Data Base
2007). Terdapat delapan kelompok gen Bt berdasarkan sifat virulensinya (Herman
2002), tetapi yang sudah banyak ditransformasikan ke dalam tanaman jagung
adalah yang menghasilkan jenis Bt endotoksin dari gen Cry1Ab. Protein Cry dari
gen ini hanya menghasilkan satu jenis yang mengikat pada lokasi spesifik dari
serangga target (Agbios GM Data Base 2007). Produksi jagung Bt pada saat ini
didominasi oleh Amerika, di mana arealpertanamannya pada tahun 2000 telah
mencapai 92% dari total areal pertanaman jagung. Keuntungan diperoleh dari
pertanaman jagung Bt di Amerika mencapai 141 juta dolar (59%) dari total
keuntungan sebesar 240 juta dolar Amerika (Herman 2002).
B. Cara Pembuatan Jagung Transgenik
Kendala pemanfaatan sumber genetik dalam pemuliaan konvensional dapat
diatasi melalui rekayasa genetik yang bertujuan untuk mendapatkan tanaman yang
mempunyai daya hasil tinggi dan tahan terhadap cekaman biotik dan abiotik.
Penggunaan teknologi rekayasa genetik pada tanaman jagung berkembang pesat
setelah pertama kali Gordonn-Kamm et al. (1990) berhasil mendapatkan tanaman
jagung transgenik yang fertil. Hal ini merupakan terobosan dalam pengembangan
dan pemanfaatan plasma nutfah dalam penelitian di bidang biologi tanaman
jagung. Teknologi rekayasa genetik merupakan teknologi transfer gen dari satu
spesies ke spesies lain, di mana gen interes berupa suatu fragmen DNA (donor
gen) ditransformasikan ke dalam sel atau tanaman inang (akspetor gen) untuk
menghasilkan tanaman transgenik yang mempunyai sifat baru. Terdapat dua metode
dalam pemanfaatan teknologi transfer gen, yaitu secara langsung dan tidak
langsung. Metode transfer gen secara langsung diantaranya adalah:
a. Elektroforasi (electroporation)
Metode ini menggunakan protoplas sebagai inang. Dengan bantuan polyetilen
glikol (PEG), DNA interes terpresipitasi dengan mudah dan kontak dengan
protoplas. Setelah dilakukan elektroforasi dengan voltase yang tinggi
permeabilitas protoplas menjadi lebih tinggi, sehingga DNA melakukan penetrasi
ke dalam protoplas. Metode elektroforasi telah diaplikasikan pada protoplas
jagung (Fromm et al. 1985) dan berhasil mendapatkan tanaman jagung transgenik
(Rhodes et al. 1988) tetapi tidak fertil.
b. Penembakan partikel (Particle bombardment)
Yaitu teknologi yang menggunakan metode penembakan partikel atau gen gun.
DNA yang melapisi partikel ditembakkan secara langsung ke dalam sel atau
jaringan tanaman (Klein et al.1988). Partikel yang mengandung DNA tersebut
menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA berdifusi dan menyebar di dalam
sel secara independen. Metode transformasi dengan penembakan partikel pertama
kali diaplikasikan pada jagung oleh Gordon-Kamm et al. (1990) dan berhasil
mendapatkan jagung transgenik yang fertil.
c. Karbid silikon (silicon carbide)
Yaitu teknologi transfer gen di mana suspensi sel tanaman inang dicampur
dengan serat karbid silikon yang mengandung DNA plasmid dari gen interes,
kemudian dimasukkan ke dalam tabung mikro dan dilakukan pemutaran dengan
vortex. Serat silikon karbida berfungsi sebagai jarum injeksi mikro (micro
injection) untuk memudahkan perpindahan DNA ke dalam sel tanaman. Metode ini
telah digunakan dan menghasilkan tanaman jagung transgenik yang fertil
(Kaeppler et al. 1990) Transfer gen secara tidak langsung, yaitu transfer gen
yang dilakukan melalui bantuan bakteri Agrobacterium (tidak langsung ditransfer
ke sel atau tanaman). Gen yang berupa fragmen DNA disisipkan pada plasmid Ti
(tumor inducing) dari bakteri Agrobacterium. Melalui bekteri tersebut Ti yang
mengandung fragmen DNA diinfeksi ke dalam inti sel dan berintegrasi dalam genom
tanaman. Metode ini menghasilkan jagung transgenik yang fertil dan efisien
(Ishida et al. 1996, Hamilton et al. 1996, Zhao et al. 1998). Rekayasa genetik
melalui transformasi Agrobacterium tumefaciens (A. tumefaciens) telah banyak
dilakukan pada tanaman monokotiledon, seperti padi dan jagung, sehingga
digunakan sebagai teknologi standar (rutin) untuk melakukan modifikasi genetik
terhadap spesies yang beragam (Komari and Kubo 1999, Ishida et al. 1996).
Keunggulan penggunaan transformasi melalui A. tumefaciens adalah:
a. Mempunyai frekuensi transformasi yang tinggi
b. Dapat terintegrasinya gen asing ke dalam genom inang
c. Mempunyai jumlah copy number yang rendah, sehingga memudahkan untuk
membedakan sifat ekspresi tanaman transgenik itu sendiri.
Studi tentang infeksi A. tumefaciens pada tanaman jagung pertama kali
dilaporkan oleh Grimsley et al. (1988) dan Gould et al.(1991). Peneliti yang
melaporkan pertama kali bahwa transfromasi melalui A. tumefaciens dapat
diterapkan pada spesies serealia adalah Chan et al.(1992) dan Hiei et al.
(1994), dengan menggunakan embrio muda sebagai eksplan. Ishida et al. (1996)
telah berhasil mendapatkan tanaman jagung transgenik yang fertil. Tanaman
jagung yang digunakan sebagai eksplan adalah genotipe A188 dan hasil
persilangan A188 dengan genotipe lainnya. Dengan tingkat frekuensi yang tinggi,
yaitu antara 5% dan 30%, hampir semua tanaman jagung transgenik yang didapatkan
mempunyai morfologi yang normal dan lebih dari 70% merupakan tanaman fertil.
Setelah dilakukan analisis secara molekuler dan genetik, turunan dari tanaman
jagung transgenik mempunyai stabilitas dalam integrasi dan ekspresi. Copy
number dari gen tertransfer yang terintegrasi adalah satu dan dua kopi, hanya
sedikit yang mengalami rearrangement. Lima jenis A. tumefaciens yang telah
dikarakterisasi dengan latar belakang kromosom yang berbeda dan kandungan
plasmid Ti-nya dapat digunakan karena membawa vektor dengan konstruksi kimerik
sistem biner yang diatur oleh promoter CaMV35S. Kelima strain tersebut adalah
C58c1, Agt121, EHA101, EHA105, HA105 and LBA4404 (Chan et al. 1992, Smith and
Hood 1995, Hiei et al. 1994). Protokol yang dapat dilakukan untuk pengulangan
transformasi jagung melalui A. tumefaciens adalah menggunakan super vektor
biner, di mana A. tumefaciens dapat membawa ekstra kopi bagi virB, virC, dan
virG (Komari 1990) untuk menginfeksi embrio muda, baik dari inbred line (Ishida
et al. 1996, Negroto et al. 2000) maupun hybdrid line (Zhao et al. 1998).
Penggunaan vektor biner yang standar juga dapat menghasilkan transformasi yang
stabil, walaupun mempunyai frekuensi transformasi yang rendah (Gould et al.
1991). Frame et al. (2002) telah berhasil mendapatkan metode transformasi
jagung yang stabil dengan frekuensi transformasi yang tinggi, yaitu 5,5%, di
mana untuk meningkatkan efisiensi tersebut digunakan penambahan L-Cys pada
medium kokultivasi. Keberhasilan metode transformasi melalui A. tumefaciens
memberikan peluang bagi perbaikan genetik tanaman jagung dengan efisiensi yang
tinggi. Efisiensi transformasi yang tinggi diperlukan untuk dapat menghasilkan
tanaman transgenik yang mempunyai ekpresi yang kuat dari sifat gen yang
diinginkan.
Permasalahan
Namun,ada pula permasalahan di balik transgenik ini Sebagian besar rekayasa atau modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk
mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan
kekurangan gizi manusia sehingga pembuatan tanaman transgenik juga
menjadi bagian dari pemuliaan tanaman. Hadirnya
tanaman transgenik menimbulkan kontroversi masyarakat dunia karena sebagian
masyarakat khawatir apabila tanaman tersebut akan mengganggu keseimbangan
lingkungan (ekologi), membahayakan kesehatan manusia, dan memengaruhi perekonomian global.
Sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik#Contoh-contoh
ersaauli24.blogspot.co.id
Tidak ada komentar:
Posting Komentar