BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi tanaman transgenik dalam menghasilkan tanaman yang unggul. Oleh karena itu, dalam makalah ini yang berjudul Bioteknologi Pertanian, akan membahas lebih lanjut mengenai bioteknologi pertanian dan beberapa aplikasi dalam kehidupan sehari- hari. I.2. TUJUAN Tujuan dari bioteknologi pertanian adalah:

1. Mengetahui defenisi bioteknologi.2. Mengetahui defenisi bioteknologi pertanian.

3. Mengetahui beberapa contoh aplikasi bioteknologi pertanian.

I.3. RUMUSAN MASALAH1. Apa pengertian dari bioteknologi?

2. Apa pengertian dari bioteknologi pertanian?

3. Apa saja contoh aplikasi bioteknologi pertanian?1.4. MANFAAT

Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan dan penemuan bioteknologi semakin pesat. Perkembangan tersubut menyebabkan peningkatan penerapan teknik- teknik yang lebih modern yang dapat meningkatkan efisiensi dan ekonomi industri. Khususnya di bidang pertanian, bioteknologi itu sendiri akan memberikan manfaat dalam perbaikan sifat tanaman dengan melakukan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, tahan hama, patogen, dan herbisida. BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Erekty, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakan. Pada perkembangannya sampai pada tahun 1970 bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering).

Definisi bioteknologi apabila dapat dilihat dari akar katanya berasal dari bio dan teknologi maka jika digabung pengertiannya adalah penggunaan organisme atau sistem hidup untuk memecahkan suatu masalah atau untuk menghasilkan produk yang berguna.

Pada tahun 1981, Federasi Bioteknologi Eropa mendefinisikan bioteknologi sebagai berikut, bioteknologi adalah aplikasi terpadu biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa kimia dengan tujuan untuk mendapatkan aplikasi teknologi dengan kapasutas biakan mikroba, sel, atau jaringan di bidang industri, kesehatan, dan pertanian. Sedangkan menurut Sardjoko (1991), bioteknologi didefinisikan sebagai proses -proses biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan manusia.

Definisi bioteknologi yang lebih luas yaitu penerapan prinsip- prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen-agen biologi seperti mokroorganisme, sel tumbuhan, sel hewan, manusia, dan enzim untuk menghasilkan barang dan jasa.

2.2. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI PERTANIAN Adanya perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, tahan hama, patogen, dan herbisida. Perkembangan Biologi Molekuler memberikan sumbangan yang besar terhadap kemajuan ilmu pemuliaan ilmu tanaman (plant breeding). Dalam bidang pertanian telah dapat dibentuk tanaman dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitogen yang dapat membuat pupuknya sendiri sehingga dapat menguntungkan pada petani. Demikian pula terciptanya tanaman yang tahan terhadap tanah gersang. Mikroba yang di rekayasa secara genetik dapat meningkatkan hasil panen pertanian, demikian juga dalam cara lain, seperti meningkatkan kapasitas mengikat nitrogen dari bacteri Rhizobium. Keturunan bakteri yang telah disempurnakan atau diperbaiki dapat meningkatkan hasil panen kacang kedelai sampai 50%. Rekayasa genetik lain sedang mencoba mengembangkan turunan dari bacteri Azotobacter yang melekat pada akar tumbuh bukan tumbuhan kacang-kacangan (seperti jagung) dan mengembangbiakan, membebaskan tumbuhan jagung dari ketergantungan pada kebutuhan pupuk amonia (pupuk buatan). Hama tanaman merupakan salah satu kendala besar dalam budidaya tanaman pertanian. Untuk mengatasinya, selama ini digunakan pestisida. Namun ternyata pestisida banyak menimbulkan berbagai dampak negatif, antara lain matinya organigme nontarget, keracunan bagi hewan dan manusia, serta pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, perlu dicari terobosan untuk mengatasi masalah, tersebut dengan cara yang lebih aman. Kita mengetahui bahwa mikroorganisme yang terdapat di alam sangat banyak, dan setiap jenis mikroorganisme tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda.

Bioteknologi di bidang pertanian difokuskan pada agen biologi yang berupa tumbuhan budidaya yang menghasilkan bahan makanan dan sandang. Teknologi yang dikembangkan rekayasa genetik dengan bantuan mikroorganisme (bakteri). Tujuannya adalah untuk mendapatkan tanaman transgenik (GMO/ Genetic Monipulation Organisme) yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

1) mampu membentuk pestisida sendiri dan tahan terhadap antibiotik tertentu.

2) mampu menfiksasi nitrogen sehingga mampu memupuk diri sendiri, sehingga dapat ditanam di tempat yang gersang.

3) mampu menghasilkan kandungan gizi yang lebih beranekaragam, tinggi dan berkualitas baik.

4) mampu mengkode kegiatan metabolismenya sehingga terhindar dari pencemaran genetis.

2.3. CONTOH APLIKASI BIOTEKNOLOGI PERTANIAN 1. Tanaman Tahan Antibiotik KanamisinRekayasa genetika di bidang tanaman pertanian dilakukan dengan mentransfer gen asing ke dalam tanaman. Teknologi yang dikembangkan adalah teknologi plasmid. Plasmid dan bakteri Agrobacterium tumefaciens yang sudah disisipi gen asing yang resisten terhadap antibiotik kanamisin (plasmid hasil rekayasa) dibiakkan agar menduplikasikan diri, baru kemudian disisipkan pada kromosom tumbuhan. Pada kromosom tumbuhan transgenik sekarang sudah mempunyai sifat resisten terhadap antibiotik kanamisin sehingga mampu tumbuh dan berkembang dengan baik.2. Tanaman Penghasil PestisidaRekayasa genetika lainnya pada tanaman pertanian dapat dilakukan pada tumbuhan kapas dengan menyisipkan gen dari Bacillus thuringiensis. Gen yang disisipkan mempunyai sifat dapat membunuh larva dari berbagai insekta. Gen bakteri ini mengkode protein Cry, di mana protein Cry yang diproduksi oleh tanaman akan dapat menghasilkan racun di dalam saluran pencernaan Insekta. Gen dari bakteri ini dapat dikloning dri plasmidnya dan ditransfer ke tanaman, sehingga tanaman transgenik yang dihasilkan menjadi kebal terhadap serangan insekta. Dengan demikian gen yang disisipkan pada tanaman kapas akan menghasilkan racun yang dapat membunuh Insekta ordo Lepidoptera. Selain dari plasmid Bacillus thuringiensis gen penghasil protein Cry yang berfungsi sebagai pestisida biologi dapat juga dikloning dari bakteri Bacillus subtilis dan Esherichia colli.

3. Tanaman Transgenik Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yangberarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup makhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari gen hewan ketanaman. Transgenik secara definisi adalah the use of gene manipulation to permanently modifythe cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetap pada sel makhluk hidup). Teknologi transgenik atau kloning juga dilakukan pada dunia peternakan, separti domba dolly yang diambil dari gen sel ambing susu domba yang ditransplantasikan ke sel telurnya sendiri. Pada ikan-ikan teleostei, menghasilkan ikan yang resisten terhadap pembusukan dan penyakit. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah1.menghambat pelunakan buah (pada tomat).

2.tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.

3.meningkatkan nilai gizi tanaman

4.meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem seperti lahan kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.Rekayasa genetika dapat diakukan pada berbagai jenis tanaman, dan menghasilkan tanamanan dengan variasi gen yang terpola sesuai yangdikehendaki manusia. Tanaman yang demikian disebut tanaman transgenik. Tanaman transgenic telah dikembangkan diIndonesia.

Keberadaan tanaman transgenik di Indonesia ternyata terus berkembang pesat melalui pusat-pusat penelitian dan karantina tanaman.4. Jagung Transgenik Tanaman transgenik merupakan tanaman yang telah disusupi DNA asing sebagai pembawa sifat yang diinginkan. DNA tersebut dapat berasal dari tumbuhan yang beda jenis. Untuk menghasilkan tanaman transgenik dibutuhkan teknik rekayasa genetika dan vector sebagai pembawa gen sifat yang diinginkan. Sebagai vector digunakanlah DNA yang berasal dari bakteri Agrobacterium tumefaciens yang lebih dikenal dengan nama Ti plasmid (tumor-inducing plasmid). Ti plasmid memiliki kemampuan untuk masuk ke dalam sel tumbuhan selama proses infeksi.Tahapan untuk memperoleh tanaman transgenik, adalah sebagai berikut:a. Ti plasmid dikeluarkan dari sel bakterib. Ti plasmid dipotong pada sisi yang spesifik dengan menggunakan enzim restriksi.c. DNA yang berasal dari sel tanaman dipotong dengan menggunakan enzim restriksi yang sama agar diperoleh sisi yang speksifik. Kemudian gen tanaman yang membawa sifat yang diinginkan dipisahkan dari DNA-nya.d. Gen tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam plasmid sehingga menghasilkan DNA rekombinan.e. Plasmid yang telah mengandung gen tersebut dimasukkan ke dalam sel tanaman jagung yang dikultur. Saat ini, sel tanaman jagung telah memiliki gen dari tanaman lain.f. Terjadi regenerasi sel tumbuhan yang akan terus mengalami pembelahan hingga menjadi satu individu tanaman baru. Tanaman jagung baru ini memiliki sifat baru yang diinginkan dan merupakan tanaman transgenik.

(a) (b)

Gbr. (a) jagung non transgenik dan (b) jagung transgenik.

Gbr. Daun kacang non-transgenik (atas) dan transgenik yang tahan serangan hama

Teknologi transgenik telah dilakukan pada beberapa tanaman pertanian seperti jagung, kapas, tomat, padi, kedelai, dan papaya. Pada kedelai telah dimasukkan beberapa gen yang menyebabkan variasi pada tanaman kedelai. Pada tanaman jagung telah dimasukkan gen cry dari Bacillus thuringiensis disebut dengan jagung Bt, yang menyebabkan jagung menghasilkan protein yang dapat membunuh serangga, seperti kupu-kupu. Tanaman transgenik ini tidak perlu disemprot dengan pestisida untuk menyingkirkan hama dan penyakit, sebab dengan sisipan gen tersebut akan menghasilkan senyawa endotoksin ( senyawa racun) sehingga tanaman transgenik dapat membrantas hama dengan senyawa racun yang dikandungnya.

Jenis tanaman yang merupakan hasil transgenik sebagai berikut:

1. Kedelai Roundup Ready tanaman tahan herbisida glyposate.2. Tembakau,mempunyai gen bakteri Salmonella tiphimurium sehingga resisten herbisida blyposate.3. Tomat yang mempunyai enzim pectinase resisten sehingga tomat bertahan lamadan tida cepat busuk.4.Kentang yang mempunyai genpati (enzim adp glukosate phyrophorylase)dari ekoli sehingga dapat meningkatkan kadar pati kentang hingga 20%.5. Kentang manis karena mempunyai gen pemanis dari tanaman katempe (Thaumaticcoccus danielli) sehingga dapat digunakan menggantikan tanaman tebu dan gula bit.

6.Buah tanpa biji karena tanaman penghasil buah disisipi gen SDLS 2 yang berfungsi menghancurkan sel-sel biji yang sedang tumbuh.- Pengaruh Tanaman Transgenik bagi Kesehatan

Dari segi kesehatan, tanaman ini dianggap dapat menjadi alergen (senyawa yang menimbulkan alergi) baru bagi manusia. Untuk menanggapi hal tersebut, para peneliti menyatakan bahwa sebelum suatu tanaman transgenik diproduksi secara massal, akan melakukan berbagai pengujian potensi alergi dan toksisitas untuk menjamin agar produk tanaman tersebut aman untuk dikonsumsi. Apabila berpotensi menyebabkan alergi, maka tanaman transgenik tersebut tidak akan dikembangkan lebih lanjut. Kekhawatiran lain yang timbul di masyarakat adalah kemungkinan gen asing pada tanaman transgenik dapat berpindah ke tubuh manusia apabila dikonsumsi.5. Hidroponik Penerapan bioteknologi dalam bidang pertanian juga dapat dilakukan dengan cara menanam tanaman dalam media selain tanah, yang disebut hidroponik. Hidroponik adalah teknik menanam tanaman dalam media selain tanah. Hidroponik dapat dilakukan dengan menggunakan media air dan pasir.1) Hidroponik dengan media airTumbuhan ditanam di dalam air dan ditambah unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut.2) Hidroponik dengan media pasir. Media yang digunakan dapat juga dengan arang, sabut kelapa, atau batubatuan. Dalam teknik ini, sebaiknya ditambahkan unsur-unsur hara. Dalam teknik hidroponik yang perlu diperhatikan adalah kelembapan udara dan intensitas cahaya agar pertumbuhan dan perkembangan tanaman cukup baik. Keuntungan teknik hidroponik, antara lain: Masih dapat bercocok tanam di lahan yang sempit. Dapat menggunakan pupuk dengan efisien. Hama dan penyakit tanaman dapat dihindari.6. Penggunaan Teknologi Nuklir Teknologi nuklir menggunaan unsur-unsur radioaktif yang dapat memancarkan sinar radioaktif, antara lain sinar gama (), sinar alfa () dan sinar beta (). Manfaat dari radioaktif seperti sinar gama ( ) berguna untuk pemuliaan tanaman, yaitu dengan meradiasi sel atau jaringan sehingga akan terjadi mutasi yaitu terjadinya perubahan jumlah kromosom atau gen yang terdapat dalam inti sel, dengan tujuan agar menghasilkan atau memiliki keturunan dengan bibit unggul. Hasil dari mutasi yang sering dinamakan mutan, ternyata memiliki beberapa keuntungan di antaranya cocok ditanam di persawahan pasang surut yang memiliki kadar garam cukup tinggi, tahan wereng cokelat dan hijau, tahan penyakit busuk daun, umur lebih pendek, dapat ditanam pada musim kemarau dalam waktu lebih singkat, hasil panennya lebih banyak. Tanaman hasil mutasi ini bersifat poliploidi (jumlah kromosomnya berkelipatan dari kromosom normal) sehingga dapat memberikan hasil yang lebih tinggi, misalnya cepat berbuah, buahnya lebih besar, dan tidak berbiji. BAB IIIKESIMPULAN DAN SARAN

3.1 KESIMPULAN 1. Bioteknologi adalah penerapan prinsip- prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen-agen biologi seperti mikroorganisme, sel tumbuhan, sel hewan, manusia, dan enzim untuk menghasilkan barang dan jasa.2. Bioteknologi pertanian adalah teknik modifikasi genetik melalui rekayasa genetika untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, tahan hama, patogen, dan herbisida.

3. Beberapa aplikasi penerapan bioteknologi pertanian yaitu tanaman tahan antibiotik kanamisin, tanaman penghasil pestisida, tanaman transgenic, hidroponik, dan penggunaan teknologi nuklir. 3.2 SARAN1. Sebaiknya dalam pembuatan makalah ini diberikan tenggang waktu yang lama agar siswa dapat membuat laporan dengan baik.2. Sebaiknya siswa harus lebih aktif dalam setiap proses pembuatan makalah.3. Sebaiknya guru pembimbing lebih memeberikan pengarahan terhadap pembuatan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

https://www.google.co.id/ https://www.wikipedia.co.id/10