Istilah pepaya ringspot (PRS) pertama kali diperkenalkan oleh Jensen pada tahun 1949 untuk mendeskripsikan

penyakit pepaya di Hawaii, tetapi kemudian belakangan ini  diketahui disebabkan oleh Papaya ringspot

virus (PRSV). Ada dua jenis utama dari virus ini yang secara serologis dibedakan dan terkait sangat erat

berdasarkan genetik bahwa virus ini  sekarang digolongkan dalam spesies virus yang sama. Jenis dari salah

satu virus namanya adalah isolat P Type (PRSV-P). Jenis ini menginfeksi pepaya dan beberapa anggota

keluarga melon (Cucurbitaceae). Jenis lain, Type W isolat (PRSV-W), tidak menginfeksi pepaya. Isolat PRSV-W

hanya menginfeksi cucurbits seperti semangka, mentimun, dan labu dan awalnya dikenal sebagai virus mosaik

Semangka.

PRSV termasuk atau digolongkan kedalam  genus Potyvirus, dari sisi ekonomi kelompok ini adalah kelompok

besar dan penting dalam hal menimbulkan kerugian. Virus ini termasuk dalam keluarga Potyviridae. Virion dari

PRSV  berserabut dan flexuous berukuran 760-800 x 12 nm dengan monopartite beruntai tunggal RNA  positif

sebagai genom. Seperti potyviruses lainnya, PRSV ditransmisikan secara nonpersistent oleh beberapa spesies

kutu daun. Rekayasa genetika (GE) pepaya telah digunakan untuk berhasil mengendalikan penyakit yang

disebabkan oleh PRSV di Hawaii.

 

Gejala dan Tanda Serangan

 

 

 

Papaya ringspot virus menginfeksi pepaya dan cucurbits  secara sistemik. Gejala pada pepaya agak mirip

dengan gejala serangan pada tanaman dari family  cucurbitae. Pada daun tanaman pepaya umumnya

menyebabkan daun menjadi belang dan terjadi malformasi daun. Jika menyerang buah umumnya buah

bergejala terdapat cincin-cincin dan bercak-bercak.

 

 

 

Pada tangkai daun terdapat garis-garis hijau tua dengan tangkai yang pendek, sehingga hal ini tentunya akan

mempengaruhi produksi buah sehingga sangat membatasi potensi untuk produksi komersial. Pertama gejala

muncul sebagai menguning dan urat-kliring daun muda. Bintik-bintik kuning yang menonjol dari daun. Satu atau

lebih lobus daun terinfeksi dapat menjadi sangat terdistorsi dan sempit dan garis-garis hijau gelap dapat

mengembangkan pada petioles dan batang.  Pohon yang terinfeksi pada tahap muda tetap kerdil dan tidak akan

menghasilkan hasil produksi yang baik. Buah dari pohon yang terinfeksi mungkin memiliki benjolan mirip dengan

gejala yang ditimbulkan oleh  defisiensi boron pada buah tanaman dan sering memiliki 'bercak cincin', sesuai

dengan  nama umum penyakit ini sendiri. Gejala serangan pada tanaman family cucurbitae, daun menunjukkan

mosaik intens dengan penyempitan daun. Kasus yang parah dapat menyebabkan efek tali sepatu yang mirip

dengan gejala serangan pada tanaman pepaya. Tanaman yang terinfeksi pada usia muda akan menimbulkan

gejala perkembangan atau pertumbuhan tanaman tidak berkembang. Tanaman yang lebih tua yang terinfeksi

tidak menghasilkan buah yang berkualitas baik, sering menunjukkan perubahan yang nyata dalam warna dan

cacat. Misalnya, labu leher penjahat kuning akan memiliki banyak bercak hijau dan benjolan

 

Gambar 2. Gejala serangan PRSV-W pada labu leher panjang kuning akan memiliki banyak bercak hijau dan

benjolan

Secara kasat mata  gejala penyakit dapat ini dapat dilihat atau dideteksi. Pada tahap  awal Gejala serangan

penyakit ini pada pepaya adalah gejala mosaik intens dan klorosis yang berkembang. Gejala pertama adalah

munculnya garis-garis berminyak pada daun muda dan menunjukkan kliring sepanjang vena yang menimbukan

bintik-bintik pada daun. Gejala awal ini digunakan untuk mendeteksi tanaman yang terinfeksi ketika akan

melakukan penanggulangan penyakit.

Biologi Patogen

Sifat umum PRSV mirip dengan sebagian besar virus dalam Potyvirus genus dari keluarga Potyviridae. Afid

menularkan virus ke pepaya dan cucurbits secara nonpersistent, dalam kata lain, virus diperoleh dan ditularkan

oleh vektor dalam jangka waktu yang singkat yang diukur dalam detik untuk satu menit. Virus tidak bereplikasi

dalam vektor. Dimasukkannya amorf (AI) protein, protein komponen pembantu yang merupakan produk dari gen

virus (HC-Pro), diperlukan untuk keberhasilan transmisi vektor. Selain kutu daun, PRSV juga mudah ditularkan

melalui inokulasi mekanis tetapi tidak ada laporan dikonfirmasi mengenai transmisi PRSV melalui biji.

Partikel virus atau virion terdiri dari nukleokapsid, batang flexuous filamen berukuran sekitar 760-800 x 12 nm.

Partikel virus biasanya berisi 94,5% protein dan 5,5% asam nukleat berat, dan tidak memiliki membran luar (non-

menyelimuti). Apung kepadatan virion dimurnikan 1.32 cm g -3 di cesium klorida. Termal titik inaktivasi (TIP) dari

PRSV adalah 54-60 ° C dan umur panjang in vitro (LIV) adalah sekitar 0,3 hari. PRSV urutan genom diperoleh

dari isolasi PRSV penyakit yang menginfeksi di Hawaii (PRSV HA). Seperti potyviruses lainnya, PRSV memiliki

monopartite linier beruntai tunggal RNA rasa genom positif dan sekitar 10.326 nukleotida panjang, termasuk

saluran poli-A-.  Khas potyviruses,  PRSV genom mengkodekan protein tunggal yang besar, (dalam kasus

PRSV, 3.344 asam amino) yang kemudian dibelah menjadi protein yang lebih kecil dengan berbagai fungsi.

Protein dibelah adalah: P1, HC-Pro, P3, CI, 6K, Nia-Pro, pena dan CP. Protein fungsional yang berbeda dibentuk

oleh pembelahan spesifik lokasi  oleh tiga protease virus-encoded, P1, HC-Pro, dan Nia. Kemungkinan fungsi

PRSV genom protein dikodekan telah disimpulkan dari berbagai studi potyvirus.

PRSV dibagi menjadi dua biotipe besar atau strain berdasarkan kisaran inang mereka. Jenis PRSV-W

mempengaruhi cucurbitae tetapi tidak pada pepaya, sedangkan tipe PRSV-P mempengaruhi pepaya selain

cucurbits. Pengelompokan ini dilakukan untuk memperjelas literatur sejarah serta memberikan indikasi dari siklus

kehidupan dan berdampak pada epidemiologi penyakit.

Sebelum tahun 1984, ketika P dan W biotipe dipisahkan, pada literatur - literatur telah disebutkan  nama penyakit

pepaya yang disebabkan oleh apa yang kita ketahui hari ini sebagai PRSV-P, pepaya ringspot dan laporan awal

menunjukkan bahwa virus berpengaruh pada pepaya dan juga mempengaruhi cucurbits. Secara paralel, sebuah

penyakit virus cucurbits disebabkan oleh apa yang sekarang kita kenal sebagai PRSV-W ditetapkan

sebagai Semangka virus mosaik -1 (WMV-1) untuk membedakannya dari penyakit lain yang disebabkan

oleh virus mosaik Semangka -2 (WMV-2 ).

Tidak ada hubungan yang jelas antara PRSV dalam pepaya dan WMV-1 pada cucurbits. Kemudian studi

serologi, bagaimanapun, telah membuktikan bahwa PRSV dan WMV-1 yang secara serologis adalah berbeda

akan tetapi mereka adalah sama-sama biotipe dari virus yang sama, virus Papaya ringspot. Pengelompokan

dapat memberikan cara yang jelas dan sederhana untuk membedakan biotipe.

SIKLUS PENYAKIT DAN EPIDEMIOLOGI

Virus PRSV, ditularkan oleh vektor kutu nonpersistently dan tidak berkembang biak dalam vektor. Siklus penyakit

bisa mulai dengan kutu daun memakan daun pepaya terinfeksi minimal 15 detik  makan daun pada pepaya yang

sehat. Tidak ada masa inkubasi. Virus tidak bertahan dalam vektor sehingga penularan ke tanaman lain harus

terjadi lebih cepat.  The PRSV-P dan W biotipe dapat ditemukan di mana pun tanaman inang mereka tumbuh.

Misalnya, biotipe W ditemukan secara luas di daerah yang  ada  pepaya tumbuh walaupun tidak banyak, seperti

di AS daratan. Bahkan, PRSV-W adalah salah satu dari empat virus utama (PRSV-W, WMV-2, Zucchini virus

mosaik kuning, and Cucumber mosaic virus ) yang menyebabkan kerusakan parah pada tanaman cucurbits

pada southeastern US. Disisi lain PRSV-P hanya ditemukan di daerah tropis dan subtropis di mana pepaya

biasanya tumbuh.

Di daerah tropis dan subtropis di mana kedua biotipe dan host mereka yang ada, PRSV-P secara efektif

melengkapi siklus hidupnya dalam pepaya sementara PRSV-W melengkapi siklus hidupnya di cucurbits. Dengan

kata lain, cucurbits umumnya tidak berfungsi sebagai inang alternatif untuk PRSV-P.

Pengamatan pada PRSV di Australia telah memberikan beberapa wawasan mengenai asal biotipe PRSV.

Sampai tahun 1991, hanya PRSV-W telah diamati di Australia. Namun, pada tahun 1991, PRSV-P juga

ditemukan di sana menyerang pepaya. Urutan analisis PRSV-P serta jenis PRSV-W di Australia menunjukkan

bahwa mereka memang berhubungan sangat erat.

 

PENGELOLAAN  PENYAKIT

Sampai saat ini pengelolaan menggunakan kimiawi karena sangat susah untuk mengendalikan penyakit di

lapang. Untuk penanggulangan yang pernah dicoba yaitu menggunakan cara proteksi silang yaitu dengan

menulari semai papaya dengan virus bercak cincin papaya yang telah dilemahkan. Selain itu dihindari

penanaman tanaman suku Cucurbitaceae di sekitar kebun papaya. Pertumbuhan tanaman yang terinfeksi

menunjukkan penurunan. Dampak lain adalah penurunan berbuah, dan kualitas (terutama rasa). Pepaya

ringspot virus dapat ditularkan secara mekanis dan okulasi. Namun, transmisi Aphid adalah mekanisme yang

paling penting untuk menyebarkan penyakit di lapangan.

 

Sampai saat ini, sedikit yang bisa dilakukan untuk secara efektif mengendalikan penyakit ini. Upaya untuk

mengurangi tingkat penyakit dengan menerapkan Aphicides (insektisida) belum berhasil. Budidaya papaya yang

baik  seperti mengisolasi tanaman terinfeksi dan mengisolasi secara fisik kebun  Namun, sumber-sumber yang

baik resistensi lapangan telah diidentifikasi oleh para ilmuwan di Homestead Tropis Pusat Penelitian dan

Pendidikan, dengan potensi untuk varietas unggul.

Berbagai pilihan untuk mengelola penyakit virus adalah pengendalian vektor, penanaman di daerah di mana

tidak ada virus, rogueing, perlindungan silang, dan resistensi. Pengendalian vektor untuk mengelola PRSV

bukan merupakan pilihan ekonomis karena beberapa alasan. PRSV adalah nonpersistently menular dan dengan

demikian vektor memperoleh dan menginveksikan  virus dalam beberapa detik. Dengan demikian, kutu daun

yang masuk ke wilayah sasaran pengendalian vektor hanya hinggap dan menularkan virus kemudian pergi lagi

sehingga  Insektisida tidak bisa membunuh vector dengan efektif . Seperti disebutkan di atas, kisaran inang

ekonomi PRSV termasuk pepaya dan cucurbits, dua tanaman yang sangat berbeda dalam karakteristik

pertumbuhan. Pepaya adalah pohon herba tropis berumur cukup panjang sementara cucurbits adalah tanaman

sayuran yang tumbuh selama hanya beberapa bulan saja.

Sebenarnya tanaman pepaya bukan tanaman inang yang disukai vektor PRSV yakni kutu daun. Manajemen

penyakit dengan mengendalikan vektor dalam kebun pepaya sangat sulit karena kutu daun biasanya hanya

singgah saja dan menginfeksi tanaman papaya.

Di negara Taiwan Langkah-langkah umum yang dilakukan dalam hal penanganan penyakit ini adalah :

1. produksi inokulum, yang terdiri dari infeksi Cucumis metuliferus (melon bertanduk) dengan strain PRSV

ringan, yakni dengan menemprot inokulasi bibit pepaya muda dengan ekstrak dari C. terinfeksi tanaman

metuliferus di rumah kaca atau tempat steril

2. penanaman bibit di lapangan 3-4 minggu setelah pembentukan virus. Tanaman ini selanjutnya akan dilindungi

terhadap kerusakan yang disebabkan oleh strain parah virus. Perlindungan dipraktekkan dalam skala besar di

Taiwan selama beberapa tahun, tetapi praktik itu ditinggalkan karena beberapa alasan. Petani tidak antusias

untuk melanjutkan praktek manajemen perlindungan lintas di Taiwan.

Di Hawaii, perlindungan silang dilaksanan dengan sangat baik dalam uji coba lapangan terbatas di pulau Oahu di

mana PRS sangat parah. Bahkan di Hawaii sajapun praktek tidak sepenuhnya dikomersialisasikan karena strain

ringan yang disebabkan gejala cukup parah pada beberapa kultivar seperti Sunrise dan karena logistik untuk

meningkatkan inokulum, seragam menginfeksi tanaman dengan strain ringan dan tanaman kepada petani tidak

menguntungkan secara ekonomi.

Pada Negara bagian Hawaii meliputi tujuh pulau berpenghuni (Hawaii, Maui, Oahu, Kauai, Molokai, Lanai, dan

Niihau) dilakukan isolasi dari daerah luar.  Dengan demikian terlindungi dari masuknya terus-menerus PRSV dari

daerah geografis lainnya. PRSV ditemukan di pulau Oahu pada 1940-an di mana industri pepaya Hawaii berada.

Pada tahun 1950, PRSV menyebabkan kerusakan parah pada kebun pepaya di Oahu, dan dengan demikian

produksi pepaya dipindahkan ke distrik Puna di pulau Hawaii pada awal 1960-an. Di Puna, petani dan

perusahaan perkebunan petani bertahun-tahun bebas dari PRSV. Namun, PRSV terdeteksi dan menyerang

daerah Hilo di pulau Hawaii pada akhir tahun 1960. Faktor-faktor lain di samping isolasi geografis memainkan

peran kunci dalam menjaga PRSV bebas di Puna. Faktor lainny itu adalah :

1. Survei dan rogueing PRS terkena pepaya di Hilo

2. Kegiatan yang membantu untuk menurunkan kejadian PRSV di daerah Hilo

3. Karantina pada pergerakan bibit pepaya ke Puna,

4. Pengawasan untuk PRS di distrik Puna pada tahun1970-an, 95% dari negara bagian Hawaii pepaya

sedang diproduksi. Dengan demikian, kombinasi dari penghindaran, isolasi geografis, rogueing,

penggunaan karantina untuk menjaga bibit terinfeksi dari diangkut ke Puna, dan usaha yang terus menerus

untuk mendeteksi dan menghilangkan pohon terinfeksi semua berkontribusi untuk menjaga Puna distrik

bebas PRSV.

Tetapi akhirnya pertanian papaya distrik Puna  diserang oleh PRSV selama minggu pertama Mei 1970. Survei

dari daerah langsung mengungkapkan PRSV di kebun menyebabkan petani di distrik puna meninggalkan

kebunnya. PRSV akhirnya juga menyerang pepaya tumbuh daerah utama Puna, yang termasuk Kapoho,

Opihikau, Kahuawai, dan Kalapana.

Cucurbits. PRSV-W bersama dengan potyviruses lain, termasuk Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) dan WMV

merupakan faktor pembatas utama dalam produksi labu di seluruh dunia. Afid pada kenyataannya menjajah

cucurbits lebih dari pepaya dan pengendalian vektor untuk mengelola PRSV-W di cucurbits belum berhasil

dengan PRSV atau untuk sebagian potyviruses yang menginfeksi cucurbits. Beberapa keberhasilan telah

ditunjukkan di timur laut Amerika Serikat terutama dengan musim panas labu dan melon dengan menggunakan

tanaman penutup di musim semi untuk mencegah masuknya awal viruliferous kutu daun. Mulsa reflektif yang

bekerja untuk mengusir kutu daun dengan merefleksikan sinar UV juga berguna, tetapi terutama di daerah gurun

dengan sinar matahari biasa. Namun, praktek-praktek budaya umum untuk mengelola penyakit virus tidak dapat

memuaskan mengendalikan PRSV pada tanaman labu komersial.

Tidak seperti pepaya, resistensi genetik terhadap PRSV telah diidentifikasi dalam spesies labu dan ini telah

berhasil dimasukkan ke kultivar komersial cucurbits melalui berbagai program pemuliaan.

Penggabungan resistensi / toleransi dalam cucurbits oleh pemuliaan telah berhasil dan banyak digunakan untuk

produksi kultivar labu populer. Penanaman kultivar tahan virus atau toleran juga sangat mengurangi tekanan

virus dan selanjutnya kemungkinan terkena epidemi virus bahkan untuk tanaman rentan tumbuh di sekitar

tempat yang sama.

Resistensi terhadap PRSV-W dikendalikan oleh gen dominan tunggal dalam mentimun dan gen dominan tunggal

dalam melon. Dalam labu, ketahanan terhadap PRSV-W dikendalikan oleh gen resesif tunggal diidentifikasi

dalam C. moschata dan oleh tiga gen parsial dominan dalam C. maxima. Sumber ketahanan terhadap PRSV-W

juga telah dilaporkan dalam semangka. Luas skrining untuk ketahanan terhadap PRSV-W dalam koleksi plasma

nutfah semangka USDA (total 1650 aksesi) mengidentifikasi lokus resesif tunggal (prv) di C. lanatus var.

citroides aksesi pengenalan tanaman (PI) dari Afrika Selatan (PI 244.017, PI 244018, PI 244.019), Zimbabwe (PI

482.342, PI 482318, PI 482.379), dan Botswana (PI 485.583). Perlawanan juga diidentifikasi dalam C. lanatus

var lanatus. aksesi dari Nigeria (PI 595.203).

Sebagai cucurbits sering terinfeksi oleh potyviruses lain secara bersamaan, ketahanan terhadap PRSV-W saja

tidak cukup untuk produksi komersial. Pengembangan kultivar baru yang resistan terhadap beberapa virus

dengan pemuliaan konvensional bisa sulit, mahal dan memakan waktu karena, bersama dengan gen ketahanan,

sifat hortikultura yang diinginkan juga harus dipilih untuk.

Rekayasa genetika menggunakan pendekatan resistensi patogen yang diturunkan adalah salah satu yang paling

efektif dan efisien untuk mengembangkan varietas yang tahan terhadap beberapa virus. Bahkan, beberapa

varietas labu yang resistan terhadap beberapa virus yang biasanya menginfeksi cucurbits telah dikembangkan

dengan teknik GE. Jika ada resistensi alami, menggabungkan pemuliaan konvensional dengan pendekatan GE

dapat berguna dan efisien untuk mengembangkan kultivar baru dengan resistensi spektrum yang luas. Sebuah

contoh yang baik adalah hijau batang straightneck labu musim panas kultivar Penakluk III dikembangkan oleh

Seminis. Penakluk III memiliki transgen yang diturunkan perlawanan terhadap potyviruses, ZYMV dan WMV,

dengan cucumovirus, virus mosaik Ketimun (CMV) serta konvensional dibesarkan toleransi alami untuk PRSV-

W.

PRS adalah salah satu penyakit yang paling merusak pepaya dan terjadi di hampir setiap daerah di mana

pepaya tumbuh. Telah dilaporkan menjadi faktor pembatas utama untuk produksi komersial pepaya terutama di

Hawaii, wilayah Thailand, Taiwan, India, Meksiko, Brasil, Bangladesh, Filipina, dan wilayah selatan China. Selain

itu, PRSV-W juga merupakan penyebab kerugian yang serius di seluruh dunia pada beberapa tanaman labu

penting tropis, daerah subtropis dan sedang.

PRS memiliki sejarah, ekonomi, signifikansi ilmiah dan budaya untuk industri pepaya Hawaii selama lebih dari 70

tahun sejak saat itu pertama kali ditemukan pada tahun 1940 di pulau Oahu. Awalnya hal ini menyebabkan

gejala yang relatif ringan sampai pertengahan 1950-an ketika strain PRSV parah baru awalnya digambarkan

sebagai virus mosaik pepaya muncul baik dari aslinya regangan ringan dari virus atau sebagai pengantar baru.

Dalam waktu hanya 10 tahun terjadinya, strain mosaik kuning baru PRSV menjadi luas dan mampu berdampak

parah industri pepaya seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Pengembangan PRS tahan transgenik kultivar pepaya Rainbow dan SunUp dan rilis komersial tepat waktu

mereka di Hawaii pada tahun 1998, pada masa krisis penyakit memainkan peran kunci dalam menyelamatkan

dan menghidupkan kembali industri pepaya di Hawaii. Saat ini, transgenik pepaya adalah kultivar yang dominan

tumbuh di Hawaii dan pada 2010 menyumbang lebih dari 70% dari areal pepaya Hawaii. Rainbow dan SunUp

telah komersial tumbuh dan dikonsumsi di Hawaii dan sisanya dari AS selama lebih dari satu dekade tanpa

laporan efek samping terhadap kesehatan manusia.

Hawaii transgenik pepaya juga deregulasi di Kanada dan diharapkan dapat segera disetujui di Jepang. Data

keselamatan mengumpulkan telah membuat GE pepaya (line 55-1) salah satu tanaman transgenik yang paling

baik ditandai, memberikan kontribusi yang signifikan terhadap ilmu pengetahuan dan pendidikan di daerah ini.

Persetujuan Transgenik pepaya di Jepang tidak hanya akan berdampak besar untuk industri pepaya Hawaii,

tetapi juga akan memajukan hal produk transgenik di luar AS karena akan menjadi yang pertama GE tanaman

buah segar diperdagangkan di sana. Jika disetujui, konsumen di Jepang akan memiliki kesempatan untuk

membandingkan secara langsung antara GE dan non-GE produk segar. Pemasaran GE pepaya di Jepang akan

mendidik kita pada faktor-faktor yang mempengaruhi penerimaan konsumen dari produk GE segar di luar AS

dalam skenario kehidupan nyata.

                              

 

REFERENSI TERPILIH

Gonsalves, D., dan M. Ishii. 1980. Pemurnian dan Serologi Pepaya Ringspot Virus. Fitopatologi 70:1028-1032

Gonsalves, D. 1998. Pengendalian virus pepaya ringspot dalam pepaya: Sebuah studi kasus. Ulasan Tahunan

Fitopatologi 36:415-437.

Gonsalves, D., C. Gonsalves, S. Ferreira, K. Pitz, M. Fitch, R. Manshardt, dan J. Slightom. 2004. transgenik

tahan virus pepaya:. Dari harapan dengan kenyataan untuk mengendalikan virus pepaya ringspot di

Hawaii APSnet fitur cerita untuk Juli 2004.

Gonsalves, C., DR Lee, dan D. Gonsalves. . 2.004 transgenik tahan virus pepaya: The Hawaiian 'Rainbow'

dengan cepat diadopsi oleh petani dan adalah sangat penting di Hawaii hari ini. fitur cerita APSnet untuk

Agustus-September 2004.

Gonsalves, D., JY Suzuki, S. Tripathi, dan SA Ferreira. 2007. Pepaya ringspot virus (Potyviridae). Dalam: BWJ

Mahy dan MHV van Regenmortel (Eds.), Encyclopedia of Virology, 5 jilid. Elsevier Ltd, Oxford, Inggris.

Purcifull, D., J. Edwardson, E. Hiebert, dan D. Gonsalves. 1984. Pepaya ringspot virus. CMI / AAB Deskripsi

Virus Tanaman. No 292. (No 84 Revisi Juli 1984). 8 hal CAB Internasional, Patrick, UK

Tripathi, S., JY Suzuki, SA Ferreira, dan D. Gonsalves. 2008. Pepaya ringspot virus-P: karakteristik,

patogenisitas, variabilitas urutan dan kontrol. Molekuler Patologi Tanaman 9:269-280.

Yeh, SD, FJ Jan, CH Chiang, PJ doong, MC Chen, PH Chung, dan HJ Bau. 1992. Lengkapi urutan nukleotida

dan organisasi genetik pepaya ringspot virus RNA. Journal of General Virology 73:2531-2541.

rekayasa genetika dalam bidang pangan

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Sejak zaman dahulu, selama bertahun-tahun, manusia telah menyeleksi, menanam dan memanen tanaman yang menghasilkan produk bahan pangan untuk kelangsungan hidupnya. Mereka juga memanggang roti, membuat bir, memproduksi kecap serta membuat cuka dan tempe. Meskipun mereka tidak mengetahui pengetahuan rekayasa genetika, pada kenyataannya mereka menggunakan prinsip-prinsip bioteknologi untuk membuat dan memodifikasi tanaman dan produk makanan. Dengan kata lain leluhur kita telah memindahkan dan mengubah gen untuk meningkatkan kualitas makanan tanpa menyadarinya. Sekarang, bioteknologi modern memungkinkan produsen makanan untuk melakukan hal yang sama tetapi dengan pemahaman dan ketepatan yang lebih tinggi.

Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik bioteknologi yang dilakukan dengancara pemindahan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya (dikenal juga dengan istilah transgenik). Tujuannya adalah untuk menghasilkan tanaman/ hewan/ jasad renik yang memiliki sifat-sifat tertentu sehingga mendatangkan keuntungan yang lebih besar bagi manusia. Dimana gen merupakan suatu unit biologis yang menentukan sifat-sifat makhluk hidup yang dapat diturunkan.

Berbeda dengan metode pertanian tradisional / konvensional. Keduanya mempunyai maksud yang sama yaitu menghasilkan varietas tanaman unggul dengan sifat yang telah diperbaiki, yang menjadikannya lebih baik untuk ditanam, dan lebih menarik untuk dimakan. Perbedaannya terletak pada bagaimana hasil itu diperoleh. ”Pemuliaan tradisional memerlukan persilangan yang mencampur ribuan gen dari dua jenis tanaman dengan harapan akan mendapatkan sifat yang diinginkan. Dengan bioteknologi modern,  seseorang dapat memilih sifat yang diinginkan, seperti ketahanan terhadap hama, penyakit, atau herbisida, atau peningkatan kualitas hasil. Melalui teknik rekayasa genetik telah dihasilkan produk rekayasa genetika  diantaranya tanaman produk rekayasa genetik yang memiliki sifat baru.

Pangan hasil rekayasa genetika merupakan pangan yang diturunkan dari makhluk hidup hasil rekayasa genetika. Pada  umumnya pangan sebagian besar bersumber dari tanaman, dan tanamanlah yang sekarang ini paling banyak dimuliakan melalui teknik rekayasa genetika. Tanaman produk rekayasa genetik dimanfaatkan diantaranya sebagai bahan pangan yang biasa dikenal sebagai pangan produk rekayasa genetik (pangan PRG). Pangan PRG meliputi pangan segar, pangan olahan, bahan tambahan pangan dan bahan lain yang digunakan untuk produksi pangan.

Karena banyaknya jenis pangan maka yang akan kami jelaskan dalam makalah ini adalah pangan hasil rekayasa genetika yang bersumber dari tanaman. Karena tanamanlah yang yang sekarang ini paling banyak dimuliakan melalui teknik rekayasa genetika.

B.  Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan rekayasa genetika dalam bidang pangan?

2.      Bagaimana sejarah rekayasa genetika dalam bidang pangan?

3.      Apa saja macam – macam rekayasa genetika dalam bidang pangan?

4.      Produk apa yang sudah dihasilkan dari rekayasa genetika dibidang pangan?

5.      Apa keuntungan dan kerugian rekayasa genetika dalam bidang pangan?

C.     Tujuan Pembahasan

1.        Mengetahui Pengertian rekayasa genetika dalam bidang pangan

2.        Mengetahui Sejarah rekayasa genetika dalam bidang pangan

3.        Mengetahui Macam – macam rekayasa genetika dalam bidang pangan

4.        Mengetahui produk yang dihasilkan dari rekayasa genetika dibidang pangan

5.        Mengetahui Keuntungan dan kerugian rekayasa genetika dalam bidang pangan

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian rekayasa genetika dalam bidang pangan

Rekayasa genetika (genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.[1]

Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik bioteknologi yang dilakukan dengan cara pemindahan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya (dikenal juga dengan istilah transgenik).

Pangan adalah segala sesuatu yang berasal dari sumber hayati dan air, baik yang diolah maupun yang tidak diolah, yang diperuntukkan sebagai makanan atau minuman bagi konsumsi manusia. Termasuk didalamnya adalah tambahan pangan pangan, bahan baku pangan, dan bahan lain yang digunakan dalam penyiapan, pengolahan, dan atau pembuatan makanan atau minuman. Mutu pangan adalah nilai yang ditentukan atas dasar kriteria keamanan pangan, kandungan gizi dan standar perdagangan terhadap bahan makanan dan minuman. Gizi pangan adalah zat atau senyawa yang terdapat dalam pangan yang terdiri atas: karbohidrat, protein, lemak, vitamin, dan mineral dan mineral serta turunannya yang bermanfaat bagi pertumbuhan dan kesehatan manusia. [2]

Rekayasa genetika dalam bidang  pangan merupakan salah satu teknik bioteknologi yang dilakukan dengan cara pemindahan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya (dikenal juga dengan istilah transgenik) untuk mendapatkan jenis baru yang mampu menghasilkan produk pangan yang lebih unggul. [3]

Pangan hasil rekayasa genetika merupakan pangan yang diturunkan dari makhluk hidup hasil rekayasa genetika. Pada  umumnya pangan sebagian besar bersumber dari tanaman, dan tanamanlah yang sekarang ini paling banyak dimuliakan melalui teknik rekayasa genetika.[4]

B.  Sejarah rekayasa genetika dalam bidang pangan

Jauh sebelum genetika dapat dianggap sebagai suatu cabang ilmu pengetahuan, berbagai kegiatan manusia dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya tanpa disadari telah menerapkan prinsip-prinsip genetika. Sebagai contoh, bangsa Sumeria dan Mesir kuno telah berusaha untuk memperbaiki tanaman gandum, bangsa Cina mengupayakan sifat-sifat unggul pada tanaman padi, bangsa Siria menyeleksi tanaman kurma. Demikian pula, di benua Amerika dilakukan persilangan-persilangan pada gandum dan jagung yang berasal dari rerumputan liar. Sementara itu, pemuliaan hewan pun telah berlangsung lama; hasilnya antara lain berupa berbagai hewan ternak piaraan yang kita kenal sekarang.

Sejarah perkembangan genetika sebagai ilmu pengetahuan dimulai menjelang akhir abad ke-19 ketika seorang biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel berhasil melakukan analisis yang cermat dengan interpretasi yang tepat atas hasil-hasil percobaan persilangannya pada tanaman kacang ercis (Pisum sativum). Sebenarnya, Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan-percobaan persilangan. Akan tetapi, berbeda dengan para pendahulunya yang melihat setiap individu dengan keseluruhan sifatnya yang kompleks, Mendel mengamati pola pewarisan sifat demi sifat sehingga menjadi lebih mudah untuk diikuti. Deduksinya mengenai pola pewarisan sifat ini kemudian menjadi landasan utama bagi perkembangan genetika sebagai suatu cabang ilmu pengetahuan, dan Mendel pun diakui sebagai Bapak Genetika.

Karya Mendel tentang pola pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada tahun 1866 di Proceedings of the Brunn Society for Natural History. Namun, selama lebih dari 30 tahun tidak pernah ada peneliti lain yang memperhatikannya. Baru pada tahun 1900 tiga orang ahli botani secara terpisah, yakni Hugo de Vries di Belanda, Carl Correns di Jerman, dan Eric von Tschermak-Seysenegg di Austria, melihat bukti kebenaran prinsip-prinsip Mendel pada penelitian mereka masing-masing.  Semenjak saat itu hingga lebih kurang pertengahan abad ke-20 berbagai percobaan persilangan atas dasar prinsip-prinsip Mendel sangat mendominasi penelitian di bidang genetika. Hal ini menandai berlangsungnya suatu era yang dinamakan genetika klasik.

Selanjutnya, pada awal abad ke-20 ketika biokimia mulai berkembang sebagai cabang ilmu pengetahuan baru, para ahli genetika tertarik untuk mengetahui lebih dalam tentang hakekat materi genetik, khususnya mengenai sifat biokimianya. Pada tahun 1920-an, dan kemudian tahun 1940-an, terungkap bahwa senyawa kimia materi genetik adalah asam deoksiribonukleat (DNA). Dengan ditemukannya model struktur molekul DNA pada tahun 1953 oleh J.D. Watson dan F.H.C. Crick dimulailah era genetika yang baru, yaitu genetika molekuler.

Perkembangan penelitian genetika molekuler terjadi demikian pesatnya. Jika ilmu pengetahuan pada umumnya mengalami perkembangan dua kali lipat dalam satu dasawarsa, maka waktu yang dibutuhkan untuk itu (doubling time) pada genetika molekuler hanyalah dua tahun. Bahkan, perkembangan yang lebih revolusioner dapat disaksikan semenjak tahun 1970-an, yaitu pada saat dikenalnya teknologi manipulasi molekul DNA atau teknologi DNA rekombinan atau dengan istilah yang lebih populer disebut sebagai rekayasa genetika.

Salah satu penelitian yang memberikan kontribusi terbesar bagi rekayasa genetika adalah penelitian terhadap transfer (pemindahan) DNA bakteri dari suatu sel ke sel yang lain melalui lingkaran DNA kecil yang disebut plasmid. Bakteri eukariota uniseluler ternyata sering melakukan pertukaran materi genetik ini untuk memelihara memelihara ciri-cirinya. Dalam rekayasa genetika inilah, plasmid berfungsi sebagai kendaraan pemindah atau vektor.

Agar materi genetik yang dipindahkan sesuai dengan keinginan kita, maka kita harus memotong materi genetik tersebut. Secara alami, sel memiliki enzim-enzim pemotong yang sering disebut dengan enzim restriksi. Enzim ini dapat mengenali dan memotong tempat-tempat tertentu di sepanjang molekul DNA. Untuk menyambung kembali potongan-potongan DNA ini digunakan enzim ligase. Sampai sekarang ini telah ditemukan lebih dari 200 enzim restriksi. Hal ini tentu saja mempermudah pekerjaan para ahli rekayasa genetika untuk memotong dan menyambung kembali DNA.

Genetika pada saat ini telah berkembang pesat. Sejak sruktur DNA diketahui dan kode genetika dipecahkan, serta proses transkripsi dan tranlasi dapat dijabarkan dalam kurun waktu antara tahun 1952-1953, telah terbuka pintu untuk perkembangan penting di bidang genetika. Penemuan di atas diikuti periode antiklimaks ketika beberapa ahli biologi molekuler antara tahun 1971-1973 berhasil melakukan rekayasa genetika, separti pemotongan gen (DNA) yang terkontrol 

dan rekombinasi DNA yang inti prosesnya adalah kloning atau pengklonaan DNA. Dengan rekayasa genetika dapat disatukan bahan genetik dari satu organisme dengan organisme lain dan dapat dihasilkan makhluk hidup baru.

Sejarah singkat perkembangan pangan rekayasa genetika.

1973 : rekayasa genetika diperkenalkan oleh dua ilmuwan Amerika, yaitu Stanley Cohen dan Herbert Boyer.

1982: Tanaman hasil rekayasa genetika pertama kali diproduksi

1987: USDA Animal & Plant Health Inspection Service melakukan percobaan penanaman lebih dari 70 spesies tanaman hasil rekayasa genetika.

1990: enzimChymosin yang berasal dari organism hasil rekayasa genetika disetujui penggunaannya oleh FDA untuk pembuatan keju.

1994: Flavr Sayr (tomat yang memiliki umur simpan lama) dikersilkan oleh Calgene.

1998: Enam negara eropa yang dimotori oleh prancis dan italia memperkerat aturan yang berhubungan dengan rekayasa genetika (penanaman dan pengolahan pangan).

2001: tanaman hasil rekayasa genetika menempati total area dunia seluas 52,6 juta hektar (seluas prancis)

2001: IRRI memperkenalkan Golden Rice (mengandung beta karoten dan precursor vitamin A).[5]

C.  Macam – macam rekayasa genetika dalam bidang pangan

Jika kita mengambil pengertian rekayasa genetika dalam arti luas bahwa rekayasa genetika (genetic engineering) adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. makakegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Pemulian tanaman terdiri dari introduksi, persilangan (hibridisasi), manipulasi genom, gen dan ekspresinya, transfer gen dan kultur jaringan serta sel .[6]

Introduksi, persilangan dan manipulasi genom dikenal sebagai “pemuliaan klasik” atau konvensional. Sedangkan manipulasi gen dan ekspresinya, transfer gen dan kultur jaringan merupakan cara pemulian molekuler”.

a.      Introduksi

Introduksi adalah proses mendatangkan suatu kultivar tanaman ke suatu wilayah baru. Introduksi diutamakan untuk tanaman yang mempunyai nilai ekonomis penting.[7]Pengetahuan tentang pusat keanekaragaman tumbuhan, penting untuk penerapan cara ini. Keaneragaman genetik untuk setiap spesies tidaklah seragam disemua tempat di dunia.

N.I. Vavilov, ahli botani dari Rusia, memeperkenalkan teori “pusat keanekaragaman” (centers of origin) bagi keanekaragaman tumbuhan. Contoh pemulian yang dilakukan dengan cara ini adalah pemuliaan untuk berbagai jenis tanaman buah asli Indonesia, seperti durian dan rambutan. Atau tanaman pohon lain yang mudah diperbanyak secara vegetatif, seperti ketela pohon dan jarak pagar. Introduksi dapat dikombinasikan dengan persilangan. [8]

Gambar 1

Gambar 2

Source:

http://pttipb.files.wordpress.com/2008/11/img4-1-2.jpg

Pengambilan polen.polen dari bunga induk jantandiambil dengan tusuk gigi atau alat sejenisnya

DNA rekombinanTransfer DNA rekombinasi ke dalam sel Agrobacterium tumefaciensTransformasi sel tanamanKultur in-vitro tanamanPlanleat (bakal calon tanaman)Pengujian planlet

Tanaman transgenik

 Para graisin (atau raksasa kismis) adalah kismis yang telah genetik kembali diprogram untuk tumbuh jauh melampaui ukuran normal .Ini diproduksi oleh Japan National Institute of Genetics, yang tidak mengejutkan 

karena cinta yang bangsa untuk buah besar dari semua jenis.Dan sementara mereka rasa persis sama dengan kismis kecil. [16]

 

Canola, tanaman sub tropis penghasil minyak sayur, bahan baku pakan ternak, dan biodiesel. Pertama kali dibudidayakan di

( www.indomedia.com.)

 

Singawalang, tanaman obat untuk penyakit TBC, diintroduksi melalui India.

( www.indomedia.com.)

b.      Persilangan (hibridisasi)

Hibridisasi merupakan proses perkawinan silang antar kultivar atau subspecies, antarspesies, antargenus, atau antarfamili. Keturunan yang dihasilkan disebut hibryd atau hibrida. Sifat hibrida berbeda dengan tanaman induk, bahkan bisa menjadi spesies atau kultivar baru. Hibridisasi bisa terjadi secara alami maupun buatan. Hibridisasi alami bisa terjadi dengan bantuan angin atau serangga. Sementara itu, hibridisasi buatan dilakukan oleh para breeder atau pemulia tanaman.[9]

  Kelebihan Hibridisasi

a.       Banyaknya varietas yang unggul menjadikan varietas buruk hampir tidak ada atau punah sehingga tidak ada keseimbangan alam sehingga perlunya memelihara varietas buruk dan varietas unggul secara seimbang.

b.      Menimbulkan keragaman genetik

c.       Menciptakan populasi baru yang mana pada sebagian dari individu-individu anggotanya dapat dipadukan ciri-ciri sifat-sifat keturunan yang baik.

d.      Keanekaragaman spesies di Indonesia meningkat

  Kelemahan Hibridisasi

a.       Secara tidak langsung banyaknya proses hibridisasi membuat varietas asli (alam) terancam punah sehingga perlunya pembudidayaan varietas asli secara seimbang agar sifat asli tanaman tidak hilang.

b.      Sukar untuk mendapatkan suatu hibrida antar spesies dan antar genera. Hibridasi somatic dapat mengatasi hal tersebut.

c.      Sitoplasma pada perkawinan hanya berasal dari tetua betina saja.

d.      Butuh tenaga, biaya dan waktu yang banyak

e.       Sulit dilakukan karena perlu keterampilan khusus.[10]

c.       Manipulasi genom

Yang termasuk dalam cara ini adalah semua manipulasi ploidi, baik menggandaan genom (set kromosoma) maupun perubahan jumlah kromosom. Gandum roti dikembangkan dari penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda. Semangka tanpa biji dikembangkan dari persilangan semangka tetraploidi dan semangka diploidi. Teknik pemulian ini sebenarnya juga mengandalkan persilangan dalam praktiknya.[11]

d.      Manipulasi gen dan ekspresinya

Metode-metode yang melibatkan penerapan genetika molekuler termasuk dalam kelompok ini, ditambah metode klasik pemulian dengan mutasi. Mutasi adalah perubahan pada materi genetic suatu makhluk hidup yang terjadi secara tiba-tiba, acak dan dan merupakan dasar bagi sumber variasi organism hidup yang bersiwat terwariskan (heritable). Mutasi dapat erjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan dapat juga terjadi melalui induksi (induced mutation). Secara mendasar tidak erdapat perbedaan antara mutasi yang terjadi secara alami dan mutasi hasil induksi, keduanya dapat menimbulkan variasi genetic untuk dijadikan dasar seleksi tanaman, baik seleksi secara alami (evolusi) maupun seleksi buatan (pemuliaan).

Dalam bidang pemuliaan tanaman, teknik mutasi dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman sehingga memungkinkan pemulia melakukan seleksi genotipe tanaman sesuai dengan tujuan pemuliaan yang dikehendaki. Mutasi induksi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ reproduksi tanaman, seperti biji, setek batang, serbuk sari akar rhizome, dan kultur jaringan. Apabila proses mutasi alami terjadi secara sangat lambat maka percepatan, frekuensi dan spectrum mutasi tanaman dapat diinduksi dengan perlakuan 

bahan mutagen tertentu. Pada umumnya bahan mutagen bersifat radioaktif dan memiliki energi tinggi yang berasal dari hasil reaksi nuklir.

Bahan mutagen yang sering digunakan dalam penelitian pemuliaan tanaman digolongkan menjadi dua kelompok yaitu mutagen kimia (chemical mutagen) dan mutagen fisika (Physical mutagen). Mutagen kimia pada umumnya berasal dari senyawa alkyl, misalnya seperti ethyl methane sulphonat (EMS), diethyl sulphate (DES), methyl methane sulphonate (MMS), hydroxylamine, nitrous acid, acridines, dan sebagainya. Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation) dan termasuk diantaranya adalah sinar X, radiasi gama, radiasi beta, neutron, dan partikel dari akselerators.

Secara relative, proses mutasi dapat menimbulkan perubahan pada sifat-sifat genetis tanaman., baik kearah positif maupun negatif. Dan kemungkianan mutasi yang terjadi dapat kembali normal (recovery). Mutasi yang terjadi kearah “sifat positif” dan terwariskan ((heritable)ke generasi-generasi berikutnya merupakan mutasi yang dikehendaki oleh pemulia tanaman pada umumnya. Sifat positif yang dimaksud adalah relative tergantung pada tujuan pemuliaan tanaman.[12]

e.       Transfer gen

Cara ini dikenal pula sebagai transformasi DNA. Gen dari organisme lain disisipkan ke dalam

DNA tanaman untuk tujuan tertentu. Strategi pemuliaan ini banyak mendapat penentangan dari

kelompok-kelompok lingkungan karena kultivar yang dihasilkan dianggap membahayakan lingkungan

jika dibudidayakan.

Transformasi tanaman yang dimediasi dengan Agrobacterium tumefaciens merupakan metode

transformasi tanaman yang paling umum digunakan. A. tumefaciens secara alami menginfeksi

tumbuhan dikotil dan menyebabkan tumor yang disebut ‘crown gall’ Bakteri ini merupakan bakteri

gram negatif yang menyebabkan crown gall dengan mentransfer bagian DNA-nya (dikenal sebagai T-

DNA) dari Tumour inducing plasmid (Ti plasmid) ke dalam inti sel dan berintegrasi dengan genom

sehingga menyebabkan penyakit ‘crown gall’.T-DNA mengandung 2 tipe gen, gen onkogenik yang

menyandikan enzim termasuk sintesis auksin dan sitokinin dan membentuk formasi tumor, serta gen

yang menyandikan sintesis opin, hasil dari kondensasi asam amino dan gula. Opin dihasilkan dan

diekskresikan sel ‘crown gall’ dan digunakan oleh A. tumefaciens sebagai sumber karbon dan

nitrogen. Sementara gen untuk reaksi katabolisme opin, gen yang membantu transfer T-DNA dari

bakteri ke sel tanaman, dan gen tansfer konjugatif plasmid, terdapat diluar T-DNA.

A. tumefaciens terlebih dahulu melakukan pelekatan pada permukaan sel tanaman dengan

membentuk mikrofibril sehingga menyebabkan terjadinya luka pada tanaman yang akan

mengeluarkan senyawa fenolik yaitu asetosiringone sebagai respon sinyal. Sinyal tersebut

mengaktifkan virA yang merupakan protein kinase untuk mengaktifkan virG dan memfosforilasinya

menjadi virG-P. Dengan aktifnya virG-P ini akan mengaktifkan gen-gen vir lainnya untuk mulai bersifat

virulen dan melakukan transfer VirD untuk memotong situs spesifik pada Ti plasmid, pada sisi kiri dan

kanannya sehingga melepaskan T-DNA yang akan ditransfer dari bakteri ke sel tanaman . T-DNA

utas tunggal akan diikat oleh protein VirE yang merupakan single strand binding protein sehingga

terlindung dari degradasi. Bersamaan dengan itu, protein virB membentuk saluran transmembran

ysng menghubungkan sel A. tumefaciens dan sel tanaman sehingga T-DNA dapat masuk ke sel

tanaman. Gen pada T-DNA, yang meliputi gen auksin, sitokinin dan opin, ikut terekspresi sehingga

memacu pertumbuhan sel tanaman menjadi banyak (tumor.

Dengan adanya teknologi transformasi yang dimediasi A. tumefaciens ini berperan dalam

menghasilkan tanaman transgenik, seperti tanaman tembakau yang tahan terhadap antibiotik

tertentu. Resistensi terhadap antibiotik ini didapatkan dari bakteri yang turut menyisip pada T-DNA A.

tumefaciens. [13]

Aklimatisasi planlet

  Kelebihan

a.       Tanaman transgenik lebih produktif dan memiliki hasil yang lebih besar.

b.      Peningkatan kualitas biji-bijian

c.       Peningkatan kadar protein

d.      Pembentukan tanaman resisten hama, penyakit, dan herbisida

e.       Pembentukan tanaman toleran kekeringan, tanah masam, suhu ektrem

f.        Pembentukan tanaman yang lebih bernilai nutrisi tinggi, seperti vit C, E dan β-karoten

g.      Lebih ramah lingkungan karena mereka membutuhkan lebih sedikit herbisida dan pestisida.

h.      Makanan yang lebih tahan dan matang untuk tinggal lebih lama sehingga mereka dapat dikirim jauh atau disimpan lebih lama.

  Kekurangan :

a.       Biaya cukup mahal.

b.      Masih diragukan keamanannya.

c.       Bisa menjadi mutan (memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi).

f.       Kultur jaringan dan sel

Kultur jaringan dalam bahasa asing disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya

dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. jadi, kultur

jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang mempunyai

sifat seperti induknya.Kultur jaringan akan lebih besar presentase keberhasilannya bila menggunakan

jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel

yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil. Kebanyakan orang

menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu

membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur

jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti

daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik

yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga

bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama

dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif

tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril.

Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya

untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur

jaringan mempunyai beberapa keunggulan, antara lain: mempunyai sifat yang identik dengan

induknya, dapat diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat

yang luas, mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat, kesehatan

dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan

konvensional. [14]

  Kelebihan

a.       Pengadaan bibit tidak tergantung musim

b.      Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih cepat  (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit)

c.       Bibit yang dihasilkan seragam

d.      Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)

e.       Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah

f.        Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan  lainnya

g.      Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

h.      Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

  Kekurangan

a.       Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit.

b.      Membutuhkan modal investasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium  khusus), peralatan dan perlengkapan.

c.       Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yang memuaskan

d.      Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh

D.  Produk rekayasa genetika dibidang pangan

Di antara kontribusinya pada berbagai bidang, kontribusi genetika di bidang pangan ,khususnya pemuliaan tanaman dan ternak, boleh dikatakan paling tua. Persilangan- persilangan konvensional yang dilanjutkan dengan seleksi untuk merakit bibit unggul, baik tanaman maupun ternak, menjadi jauh lebih efisien berkat bantuan pengetahuan genetika. Demikian pula, teknik-teknik khusus pemulian seperti mutasi, kultur jaringan, dan fusi protoplasma kemajuannya banyak dicapai dengan pengetahuan genetika. Dewasa ini beberapa produk pertanian, terutama pangan, yang berasal dari organisme hasil rekayasa genetika atau genetically modified organism (GMO) atau yang dikenal dengan tanaman transgenic telah dipasarkan cukup luas meskipun masih sering mengundang kontroversi tentang keamanan.

 Beberapa produk komersial tanaman transgenik atau genetically modified organism(GMO), diantaranya:

  Golden rice

  Mengandung provitamin A (betakaroten) dalam jumlah tinggi. Gen berasal dari tumbuhan narsis (Narcissus), jagung, dan bakteri Erwinia disisipkan pada kromosom padi.

  Jagung Bt & kapas Bt

   Tahan terhadap hama ulat Lepidoptera. Gen toksin Bt berasal dari bakteri Bacillus thuringiensisditransfer ke dalam tanaman

  Tanaman tembakau tahan cuaca dingin

  Gen   untuk   mengatur   pertahanan   pada   cuaca   dingin   dari   tanaman Arabidopsis thaliana dansianobakter (Anacyctis nidulans).

  Tanaman kedelai kaya asam oleat dan tahan herbisida

 Mengandung   asam   oleat   tinggi   dan   tahan   terhadap   herbisida   glifosat.   Gen   resisten   herbisida   dari bakteri Agrobacterium galur   CP4   dimasukkan   ke   kedelai   dan   juga   digunakan   teknologi   molekular   untuk meningkatkan pembentukan asam oleat.

  Tanaman tomat tahan lama

 Gen  khusus  antisenescens  ditransfer   ke   tomat  untuk  menghambat   enzim  poligalakturonase   (enzim yang mempercepat   kerusakan   dinding   sel   tomat.   Bisa   menggunakan   gen   dari   bakteri   E.   coli,   atau   dengan memodifikasi gen yang telah dimiliknya secara alami.

  Ubi jalar tahan virus

 Gen dari selubung virus tertentu ditransfer ke ubi jalar dan dibantu dengan teknologi peredaman gen

  Tanaman kanola kaya asam laurat dan vitamin E

 Gen FatB dari Umbellularia californica ditransfer ke dalam tanaman kanola untuk meningkatkan kandungan asam laurat

  Pepaya tahan terhadap virus tertentu (Papaya ringspot virus (PRSV).

 Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tanaman pepaya.

  Melon tidak cepat busuk

 Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah)

  Gandum tahan terhadap penyakit hawar (Fusarium)

 Gen penyandi enzim kitinase (pemecah dinding sel cendawan) yang berasal dari barley ditransfer ke tanaman gandum

  Bit gula tahan terhadap herbisida glifosat dan glufosinat.

 Gen berasal dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dan cendawan Streptomyces viridochromogenes ditransfer ke dalam tanaman bit gula.

  Buah plum tahan terhadap infeksi virus cacar plum pox virus

 Gen selubung virus cacar prem ditransfer ke tanaman plum.[15]

  Graisin

E.  Keuntungan dan kerugian rekayasa genetika dalam bidang pangan

      Keuntungan

a.       Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar

b.      unggul seperti tanaman padi tahan wereng, kapas tahan hama sehingga dapat meningkatkan hasil panen.

c.       Menghasilkan keturunan dengan sifat yang unggul.

d.      Meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta melipatgandakan hasil pertanian

e.       Menghasilkan produk agribisnis yang berdaya saing tinggi.

f.        Terciptanya tanaman yang tahan dalam berbagai hama serta kondisi.

g.      Terciptanya tanaman yang dapat membuat pupuknya sendiri.

h.      Mengurangi pencemaran lingkungan serta menekan biaya  produksi.[17]

      Kerugian

Akhir-akhir ini beredar isu tentang kekhawatiran terhadap pangan produk rekayasa genetika, yang sering dipermasalahkan diantaranya adalah kecenderungan untuk menyebabkan reaksi alergi (alergenisitas), transfer gen dan outcrossing.

  Alergenisitas

Pada prinsipnya transfer gen dari pangan yang menyebabkan alergi tidak diinginkan kecuali jika terbukti bahwa protein hasil transfer gen tidak bersifat alergenik. Walaupun pangan yang diproduksi secara tradisional. Umumnya tidak diuji alergenitasnya, akan tetapi untuk pangan produk rekayasa genetik, protokol untuk pengujian tersebut telah disiapkan dan dievaluasi oleh FAO dan WHO. Selama ini tidak ditemukan adanya efek alergi dalam pangan produk rekayasa genetik yang sekarang ini beredar dipasara internasional.

  Transfer gen.

Transfer gen dari pangan produk rekayasa genetik ke dalam sel tubuh atau ke bakteri di dalam sistem pencernaan menimbulkan kekhawatiran jika material genetik yang ditransfer tersebut dapat merugikan kesehatan manusia. Hal ini bisa menjadi sangat relevan jika terjadi transfer gen yang resisten terhadap antibiotik digunakan dalam pembuatan produk organism rekayasa genetik. Walaupun sangat kecil peluang terjadinya transfer tersebut, para ahli dari FAO/WHO telah menyarankan penggunaan teknologi tanpa gen resisten antibiotika.

  Outcrossing

Perpindahan / pergerakan gen dari tanaman rekayasa genetik ke tanaman konvensional atau spesies yang berhubungan dialam  ( disebut sebagai Outcrossing) , misalnya percampuran produk pasca hasil panen dari bibit konvensional dengan produk tanaman rekayasa genetik, mungkin mempunyai efek tidak langsung terhadap keamanan pangan dan ketahanan pangan. Beberapa negara telah menggunakan strategi diantaranya pemisahan yang jelas antara lahan pertanian untuk tanaman rekayasa genetik dan dengan lahan untuk tanaman konvensional.[18]

 

KESIMPULAN

Rekayasa genetika dalam bidang  pangan merupakan salah satu teknik bioteknologi yang dilakukan dengan cara pemindahan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya (dikenal juga dengan istilah transgenik) untuk mendapatkan jenis baru yang mampu menghasilkan produk pangan yang lebih unggul.

Sejarah singkat perkembangan pangan rekayasa genetika.

1973 : rekayasa genetika diperkenalkan oleh dua ilmuwan Amerika, yaitu Stanley Cohen dan Herbert Boyer.

1982: Tanaman hasil rekayasa genetika pertama kali diproduksi

1987: USDA Animal & Plant Health Inspection Service melakukan percobaan penanaman lebih dari 70 spesies tanaman hasil rekayasa genetika.

1990: enzimChymosin yang berasal dari organism hasil rekayasa genetika disetujui penggunaannya oleh FDA untuk pembuatan keju.

1994: Flavr Sayr (tomat yang memiliki umur simpan lama) dikersilkan oleh Calgene.

1998: Enam negara eropa yang dimotori oleh prancis dan italia memperkerat aturan yang berhubungan dengan rekayasa genetika (penanaman dan pengolahan pangan).

2001: tanaman hasil rekayasa genetika menempati total area dunia seluas 52,6 juta hektar (seluas prancis)

2001: IRRI memperkenalkan Golden Rice (mengandung beta karoten dan precursor vitamin A)

Macam – macam rekayasa genetika dalam bidang pangan,diantaranya:

a.       Introduksi

b.      Persilangan (hibridisasi)

c.       Manipulasi genom

d.      Manipulasi gen dan ekspresinya

e.       Transfer gen

f.        Kultur jaringan dan sel

Beberapa produk komersial tanaman transgenik atau genetically modified organism(GMO), diantaranya:

a.       Golden rice

b.      Tanaman kedelai kaya asam oleat dan tahan herbisida

c.       Tanaman tomat tahan lama

d.      Ubi jalar tahan virus

e.       Tanaman kanola kaya asam laurat dan vitamin E

f.        Pepaya tahan terhadap virus tertentu (Papaya ringspot virus (PRSV)

g.      Melon tidak cepat busuk

h.      Gandum tahan terhadap penyakit hawar (Fusarium)

i.         Bit gula tahan terhadap herbisida glifosat dan glufosinat

j.        Buah plum tahan terhadap infeksi virus cacar plum pox viru

k.      Graisin

Keuntungan rekayasa genetika dibidang pangan

a.       Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar

b.      unggul seperti tanaman padi tahan wereng, kapas tahan hama sehingga dapat meningkatkan hasil panen.

c.       Menghasilkan keturunan dengan sifat yang unggul.

d.      Meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta melipatgandakan hasil pertanian

e.       Menghasilkan produk agribisnis yang berdaya saing tinggi.

f.        Terciptanya tanaman yang tahan dalam berbagai hama serta kondisi.

g.      Terciptanya tanaman yang dapat membuat pupuknya sendiri.

h.      Mengurangi pencemaran lingkungan serta menekan biaya  produksi.

Kerugian rekayasa genetika dibidang pangan

a.       Alergenisitas

b.      Transfer gen.

c.       Outcrossing

d.       

DAFTAR PUSTAKA

Aa Dani Saliswijaya, 2004. Himpunan Peraturan Tentang Class Action. Jakarta : Gramedia Pustakan Utama.

Anonim. 2008. Metode Pembentukan Keragaman Genetika.(online)  (http://pttipb.wordpress.com/category/04-pembentukan-keragaman-genetik-dan-pengujiannya/diakses 11 mei 2012)

_______. 2012. Modifikasi Genetika Buah dan Sayuran. (Online), (http://sejenakterkagum.blogspot.com/2012/03/modifikasi-genetika-buah-dan-sayuran.html diakses 11 mei 2012)

Badan POM RI. 2010. Pangan Produk Rekayasa Genetika dan Pengkajian Keamanannya di Indonesia. Info POM Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia. XI (1). Edisi maret-april.

Daisy P. Sriyanti Hendaryono dan ari Wijayani. 2012. Teknik Kultur Jaringan. Yogyakarta: Kanisius.

Deden Abdurahman. 2008. Biologi kelompok pertanian dan Kesehatan. Bandung: Grafindo Media Pratama.

Heru Nurcahyo (1997). Strategi Pengembangan Sumber Daya Manusia Berorientasi pada Penguasaan Bioteknologi Cakrawala Pendidikan. Edisi Khusus Dies Mei , 1997.

Makhziah. Prinsip Dasar Rekayasa Genetika. Universitas Pembangunan Nasional.

Oman Karmana. 2008. BIologi. Bandung: Grafindo Media Pratama

Sentot pramono. 2008. Pesona Sanseviera. Jakarta: Agromedia Pustaka

Sumastri. 2005. Genetika. Departemen Pendidikan Nasional.

Tiya Gusmayanti. 2009. Hibridisasi. (online) ,(http://thieaz-zneary. blogspot.com/2009/04/ hibridisasi.html,  diakses 11 Mei 2012)

[1] Sumastri. 2005. e Genetika. Departemen Pendidikan Nasional.

[2] Aa Dani Saliswijaya, 2004. HImpunan Peraturan Tentang Class Action. Jakarta : Gramedia Pustakan Utama.

[3] Ibid. hlm. 256

[4] Badan POM RI. 2010. Pangan Produk Rekayasa Genetika dan Pengkajian Keamanannya di Indonesia.Info POM Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia. XI (1). Edisi maret-april.

[5]Oman Karmana. 2008. BIologi. Hlm 55-56

[6]Deden Abdurahman. 2008. Biologi kelompok pertanian dan Kesehatan. Hlm.56

[7]Anonim. 2008. Metode Pembentukan Keragaman Genetika.(online)  (http://pttipb.wordpress.com/category/04-pembentukan-keragaman-genetik-dan-pengujiannya/diakses 11 mei 2012)

[8] Deden abdurahman. 2008. Biologi Kelompok Pertanian dan Kesehatan. Hlm. 56

[9] Sentot pramono. 2008. Pesona Sanseviera. Hlm. 16

[10]Tiya Gusmayanti. 2009. Hibridisasi. (online) ,(http://thieaz-zneary. blogspot.com/2009/04/ hibridisasi.html,  diakses 11 Mei 2012)

[11] Deden abdurahman. 2008. Biologi Kelompok Pertanian dan Kesehatan. Hlm. 57

[12] Ibid. hlm 57

[13] Ibid. hlm 58

[14] Daisy P. Sriyanti Hendaryono dan ari Wijayani. 2012. Teknik Kultur Jaringan. Hlm. 26-28

[15] Makhziah. Prinsip Dasar Rekayasa Genetika. Universitas Pembangunan Nasional.

[16] Anonim. 2012. Modifikasi Genetika Buah dan Sayuran. (Online), (http://sejenakterkagum.blogspot.com/2012/03/modifikasi-genetika-buah-dan-sayuran.html diakses 11 mei 2012)

[17] Heru Nurcahyo (1997). Strategi Pengembangan Sumber Daya Manusia Berorientasi pada Penguasaan Bioteknologi Cakrawala Pendidikan. Edisi Khusus Dies Mei , 1997.

[18] Badan POM RI. 2010. Pangan Produk Rekayasa Genetika dan Pengkajian Keamanannya di Indonesia.Info POM Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia. XI (1). Edisi maret-april.