Aras Penerapan Bioteknologi

ARAS PENERAPAN BIOTEKNOLOGI

ARAS MASUKAN KELUARAN

TINGGI

Modal besar, alat dan proses

canggih, operator terdidik

Produk bernilai tinggi untuk

kesehatan dan pangan

MENENGAHModal menengah,

alat dan proses tidak terlalu rumit

Pangan, pakan, pupuk dan

pestisida hayati

RENDAH

Modal kecil, alat dan proses

sederhana, operator tak terdidik

Produk bernilai rendah, sanitasi,

pemanfaatan limbah

Istilah-istilah yang sering digunakan dalam Bioteknologi Modern

Transgen – Gen asing yang ditambahkan kepada suatu spesies

Contoh – Gen Cry (mengkode protein yang menjadi racun bagi serangga keluarga Koleoptera)

Transgenik – suatu organisme yang mengandung transgen melalui proses bioteknologi (bukan proses pemuliaan tanaman)

Contoh – Jagung tahan herbisida, Golden rice dll

• Perkembangan bioteknologi molekuler telah membuka cakrawala baru bagi pengembangan bahan

pangan, melalui pemetaan gen tanaman maupun hewan yang dapat menjadi dasar percepatan proses rekayasa genetika melalui teknologi transgenik

Kegunaan teknik biologi molekuler:• menemukan suatu gen, • mengetahui interaksi dan fungsi gen• mengidentifikasi marka molekuler • memodifikasi perkembangbiakan tumb./ hewan, • melakukan seleksi berbasis marka, • mengontrol aktivitas gen, • memodifikasi gen dan memindahkan gen dari

varitas satu ke varitas atau spesies yg lain

Trend global peningkatan kualitas dan kuantitas

produksi pertanianmelalui

Bioteknologi molekuler/Bioteknologi Modern

- Bioteknologi Pertanian- Bioteknologi Peternakan- Bioteknologi Perikanan

Bioteknologi molekuler/Bioteknologi Modern

diyakini para ahli dapat menjadi solusi teknologi bagi kemandirian pangan dan harapan bagi

penyediaan pangan nasional.

Muchtadi (2008) menjelaskan bahwa 'Biologi molekuler dan rekayasa genetik mampu memproduksi pangan berlipat ganda dalam waktu, lingkungan, dan tempat yang relatif terbatas bahkan pada lahan marginal’.

HASIL KEGIATAN BIOTEKNOLOGI MODERN DI BIDANG PERTANIAN

GMO - Genetically modified organisms

Suatu jasad yang memiliki sifat baru, yang sebelumnya tidak dimiliki oleh jenis jasad tersebut, sebagai hasil penambahan gen yang berasal dari jasad lain. Juga disebut organisme transgenik

Jagung tahan serangga

Normal Transgenic

Racun Bt yang dikandungnya membunuh corn borer

Gen pengendali produksi racun berasal dari bakteri

Tanaman tahan virus

pepaya, jeruk, kentang Gen ketahanan berasal dari virus

kedelai, jagung, kanola dllGen ketahanan berasal dari

bakteri

Tanaman tahan herbisida

Perbedaan Pemuliaan tanaman konvensional dan

Pemuliaan tanaman melalui bioteknologi • Pemuliaan tanaman konvensional

• Pemuliaan tanaman melalui bioteknologi

Gen yang dipindahkan berasal dari spesies yang sama

Pemindahan gen melalui perkawinan interspesies

Gen yang dipindahkan berasal dari spesies yang berbeda

Pemindahan gen melalui rekayasa genetika tanaman

Wheat Rye

Triticale

X

Perkawinan Antarspesies dalam Pemuliaan Tanaman

Spesies baru, tetapi BUKAN bioteknologi modern

ATTCGA

ATTGGA

Gen yang diarah

Gen baru

Perlakuanmutagenesis

Mutagenesis: Sifat baru, tanpa gene asing

Mutagenesis mengubah urutan DNA suatu gen Dapat diperoleh sifat baru yang menguntungkan

Generasi Organisme Tansgenik

Golden Rice

Kandungan vitamin A meningkat

Gen berasal dari bakteri

Bunga matahari

Tahan jamur putih Gen ketahanan berasal dari gandum

Rumput lapangan golf Tahan herbisida Tumbuh lambat mengurangi

pemangkasan,mengurangi polusi

Deteksi Ranjau Darat

Dibutuhkan oleh militer,Tanpa upaya ini,anak-anak dan penduduk sipil terancam

Bantuan Bioteknologi Tanaman (dikembangkan oleh Aresa Biodetection)• Gen yang peka terhadap logam dimasukkan ke dalam tanaman• Apabila akar tanaman menyentuh ranjau darat, maka Tanaman berubah warna dari hijau menjadi merah

Mendeteksi ranjau darat

Biofarming?

Bercocoktanam tanaman transgenik yang menghasilkan bahan-bahan yang

memiliki fungsi kesehatan (pharmaceutical products)

Contohnya: Obat-obatan, antibodi, protein

Sistem Produksi Sederhana

Keunggulan teknologi ini?

• Gen biasanya dimasukkan ke dalam tanaman yang biasa ditanam di lapangan (biasanya jagung)

• Cara bercocoktananam jagung tidak diubah

Mengurangi beaya produksi

• Sistem hewan: $1000 - $5000 per gram protein• Sistem tanaman: $1 - $10 per gram protein Sumber: The Roanoke Times, 2000

IMPIAN BIOPFARMING • Vaksin yang Dapat Dimakan

• Tanaman transgenik untuk memenuhi kebutuhan kesehatan manusia

• Gen penyandi protein spesifik dari jasad patogen diklon• Gen tersebut dimasukkan ke dalam genom tanaman

(kentang, pisang, tomat)• Tanaman dikonsumsi manusia • Tubuh manusia membentuk antibodi terhadap protein patogen• Tubuh manusia mengalami “imunisasi” terhadap pathogen• Contoh:DiarrheaHepatitis BCacar

Bioremediasi• Polusi air, tanah dan udara menjadi masalah• Tanaman dapat membantu degradasi senyawa polutan tersebut Dibutuhkan tanaman yang dapat membantu degradasi senyawa polutan dan aman terhadap lingkungan Tanaman yang kandungan nutrisinya diperkaya• Malnutrisi meluas• Malnutrisi dapat menyebabkan berbagai penyakit ikutan Dibutuhkan modifikasi tanaman pangan untuk mengatasi masalah tersebut

Prioritas Bioteknologi Tanaman dan Lingkungan di Masa yang Akan Datang