MAKALAH

REKAYASA TANAMAN II

TRANSFER GENETIK PADA TANAMAN JAGUNG

Disusun Oleh :

KELOMPOK 1

IDA HASIAN 150510120094

MUHAMMAD FIKRY 150510120127

NIBRASS 150510120132

MARSHA HEWY SAVERO 150510120138

NURUL SYAFITRI 150510120151

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS PERTANIAN

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan

kasih-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam waktu

yang ditentukan dengan bentuk maupun isi yang sangat sederhana. Semoga makalah

ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan maupun petunjuk bagi pembaca

dalam kegiatan pendidikan.

Makalah ini berisikan informasi tentang metode pemuliaan tanaman terkini

yaitu transfer gen pada tanaman jagung. Harapan kami semoga makalah ini

membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga

kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat

lebih baik.

Tugas ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang kami

miliki sangat kurang. Oleh kerena itu kami harapkan kepada para pembaca untuk

memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas

ini.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berperan serta dalam penyusunan tugas ini dari awal sampai akhir. Semoga Tuhan

senantiasa memberkati segala usaha kita. Amin.

Jatinangor September, 2013

                               

                                Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jagung merupakan salah satu komuditas utama yang banyak dibudidayakan

oleh masyarakat dunia terutama masyarakat di Indonesia. Jumlah jagung yang

diproduksi oleh masyarakat belum cukup untuk memenuhi permintaan pasar karena

masih banyak masyarakat yang belum mengetahui tentang bagaimana cara

membudidayakan jagung yang benar dan baik dan tanah atau lahan untuk tanaman

jagung telah banyak dialih fungsikan sebagai gedung-gedung dan lain-lain. Jagung

juga sebagai makanan pokok di suatu daerah tertentu dan diubah menjadi beberapa

makanan ringan yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat sehingga kebutuhan akan

jagung meningkat di masyarakat.

Hasil tanaman jagung juga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu masih

belum optimalnya penyebaran varietas unggul dimasyarakat, pemakaian pupuk yang

belum tepat, penerapan teknologi dan cara bercocok tanam yang beum diperbaiki.

Banyak kegunaan tanaman jagung selain sebagai makanan tetapi jagung dapat

dijadikan sebagai tepung, jagung rebus, jagung bakar dan lain-lain sehingga dapat

meningkatkan permintaan untuk tanaman jagung.

Dalam makalah ini akan dibahas mengenai metode untuk mengembangkan

tanaman jagung agar lebih memiliki kualitas yang lebih baik lagi, salah satunya

adalah teknik rekayasa genetika dengan menggunakan transfer gen.Rekayasa genetika

(Inggris: genetic engineering) dalam arti paling luas yaitu penerapan teknik-teknik

biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah

sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada pemanfaatan tertentu. Salah satu teknik

rekayasa genetika yang sedang maraknya pada akhir akhir abad ini adalah transfer

gen. Transfer gen adalah suatu proses penyisipan gen asing pada suatu spesies

tumbuhan baik gen dari spesies tumbuhan yang berbeda maupun dari makhluk hidup

lainnya (gen yang berasal dari hewan, bakteri, virus dll). Penggabungan gen ini

umumnya bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diiiginkan,

misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan,

resisten terhadap organisme penggangu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang

lebih tinggi dari tanaman alaminya. Tumbuhan yang dihasilkan melalui proses

transfer gen ini umumnya dikenal secara luas sebagai tanaman transgenik.

Transfer gen secara garis besar dapat dibagi menjadi transfer gen secara vertikal

dan horisontal/lateral. Transfer gen secara vertikal adalah transfer material genetik ke

keturunan selanjutnya, atau penurunan beberapa gen pada keturunan berikutnya

merupakan dasar yang penting untuk proses evolusi. Pada tanaman tingkat tinggi,

informasi genetik dipindahkan ke generasi berikutnya melalui penyerbukan. Hal ini

disebut transfer gen secara vertikal. Sedangkan transfer gen dari spesies satu ke

spesies lainnya dikenal sebagai transfer secara horisontal atau lateral transfer.

Dengan transfer gen kita dapat menemukan varietas baru yang kita inginkan

pada tanaman yang akan kita biakkan sama halnya dengan tanaman jagung yang

merupakan salah satu tanaman pangan yang berarti di dunia dan perlu teknik yang

lebih intensif lagi untuk menemukan varietas-varietas unggul yang diharapkan. Pada

makalah ini kami akan melakukan transfer gen yang secara horizontal pada tanaman

jagung pulut (waxy corn). Jagung pulut merupakan tanaman yang toleran terhadap

kekeringan tetapi menpunyai potensi hasil yang rendah karena ukuran tongkolnya

yang kecil. Pada kasus ini kelompok kami akan menransfer gen dari bakteri Bacillus

thuringiensis.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang di atas maka dapat ditentukan rumusan

masalah dalam makalah ini:

1. Apa langkah-langkah dalam melakukan transfer genetik pada tanaman

jagung?

2. Apa metode-metode dalam transfer genetic?

3. Contoh baru perlakuan transfer genetik pada tanaman jagung?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Prosedur Transfer Genetik

Adapun langkah-langkah yang biasa untuk menghasilkan tanaman transgenik

adalah sebagai berikut:

1)   Mengidentifikasi gen yang menghasilkan sifat tertentu

Untuk membuat suatau tanaman transgenik, pertama-tama dilakukan

identifikasi atau pencarian gen yang akan menghasilkan sifat tertentu (sifat yang

diinginkan). Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain, hewan, cendawan,

atau bakteri

2)    Mengisolasi dan memperbanyak gen tersebut

Setelah gen yang diinginkan didapat maka gen tersebut diisolasi kemudian

dilakukan perbanyakan gen yang disebut dengan istilah kloning gen. Pada tahapan

kloning gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor kloning (agen pembawa

DNA), contohnya plasmid (DNA yang digunakan untuk transfer gen).Kemudian,

vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehingga DNA dapat diperbanyak

seiring dengan perkembangbiakan bakteri tersebut.

3)   Mentransfer gen ke sel organisme baru

Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup

maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan yang berasal

dari bagian tertentu, misalnya adalah bagian daun

4)   Membentuk Produk Organisme transgenic

Setelah proses transfer DNA selesai, dilakukan seleksi sel daun untuk

mendapatkan sel yang berhasil disisipi gen asing.Hasil seleksi ditumbuhkan menjadi

kalus (sekumpulan sel yang belum terdiferensiasi) hingga nantinya terbentuk akar dan

tunas. Apabila telah terbentuk tanaman muda (plantlet), maka dapat dilakukan

pemindahan ke tanah dan sifat baru tanaman dapat diamati.

2.2 Metode-Metode Transfer Genetik

Metode senjata gen atau penembakan mikro-proyektil. Metode ini sering

digunakan pada spesies jagung dan padi. Untuk melakukannya, digunakan senjata

yang dapat menembakkan mikro-proyektil berkecepatan tinggi ke dalam sel

tanaman. Mikro-proyektil tersebut akan mengantarkan DNA untuk masuk ke

dalam sel tanaman. Penggunaan senjata gen memberikan hasil yang bersih dan

aman, meskipun ada kemungkinan terjadi kerusakan sel selama penembakan

berlangsung.

Metode transformasi yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens. Bakteri

Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara alami karena

memiliki plasmidTi, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing.

Di dalam plasmidTi terdapat gen yang menyandikan sifat virulensi untuk

menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke

dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmidTi. Selanjutnya, A. tumefaciens

secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmid tersebut ke dalam genom

(DNA) tanaman. Setelah DNA asing menyatu dengan DNA tanaman maka sifat-

sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan.

Metode elektroporasi. Pada metode elektroporasi ini, sel tanaman yang akan

menerima gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi

protoplasma (sel yang kehilangan dinding sel). Selanjutnya sel diberi kejutan

listrik dengan voltase tinggi untuk membuka pori-pori membran sel tanaman

sehingga DNA asing dapat masuk ke dalam sel dan bersatu (terintegrasi) dengan

DNA kromosom tanaman. Kemudian, dilakukan proses pengembalian dinding sel

tanaman.

Tujuan pengembangan metode transformasi genetik tanaman antara lain adalah:

(1) untuk meningkatkan nilai agrikultural, nilai hortikultural dan ornamental tanaman,

(2) menjadikan tanaman transgenik sebagai pabrik biologi untuk memproduksi

protein atau metabolit lainnya yang mempunyai nilai komersial tinggi dan

(3) menjadikan tanaman transgenik sebagai obyek untuk mempelajari proses biologi

tanaman, termasuk di antaranya biologi perkembangan.

2.3 Transfer Genetik pada Tanaman Jagung

Dalam rekayasa genetik 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). Bacillus thuringiensis (Bt) merupakan bakteri

gram positif yang telah banyak digunakan dalam dunia pertanian sebagai pestisida

hayati oleh petani yang aman selama tiga puluh tahunan.

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).

Jagung pulut merupakan tanaman yang toleran terhadap kekeringan tetapi

menpunyai potensi hasil yang rendah karena ukuran tongkolnya yang kecil dan

mudah patah dan terserang hama. Pada kasus ini kelompok kami, kami akan

mentransfer gen dari bakteri Bacillus thuringiensis untuk memperoleh tanaman

jagung pulut Bt yang tahan terhadap larva lalat bibit. Tanaman Jagung pulut

merupakan tanaman homozygot(wxwx). Dengan adanya gen dari bakteri Bacillus

kami akan menyisipkan gen dari bakteri gram positif tersebut untuk memperoleh

tanaman Jagung Pulut yang tahan terhadap larva lalat bibit. Kami akan melakukan

seperti langkah-langkah yang tertera:

1)   Mengidentifikasi gen yang menghasilkan sifat tertentu

2)    Mengisolasi dan memperbanyak gen tersebut

3)   Mentransfer gen ke sel organisme baru

4)   Membentuk Produk Organisme transgenic

Dan adapun metode yang akan digunakan untuk melakukan tranfer gen dari

bakteri Bacillus adalah metode dengan cara senjata gen. Demikianlah dilakukan

untuk memperoleh Jagung Pulut tahan larva lalat bibit.

Salah satu jagung transgenik yang beredar di Indonesia adalah Jagung PRG

MON 89034.

BAB III

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat kami peroleh dari makalah ini adalah:

Transfer gen secara garis besar dapat dibagi menjadi transfer gen secara vertikal

dan horisontal/lateral. Transfer gen secara vertikal adalah transfer material

genetik ke keturunan selanjutnya, atau penurunan beberapa gen pada keturunan

berikutnya merupakan dasar yang penting untuk proses evolusi. Sedangkan

transfer gen dari spesies satu ke spesies lainnya dikenal sebagai transfer secara

horisontal atau lateral transfer.

Adapun prosedur dalam transfer gen adalah mengidentifikasi gen yang

menghasilkan sifat tertent, mengisolasi dan memperbanyak gen tersebut,

mentransfer gen ke sel organisme baru, dan membentuk Produk Organisme

transgenic

Untuk memperoleh tanaman transgenik ada tiga metode tang biasa digunakan

seperti metode senjata gen, transformasi yang diperantarai bakteri

Agrobakterium, dan metode elektroporasi.

Tanaman yang akan kami modifikasi adalah tanaman Jagung pulut yang

homozigot agar memilki ketahanan terhadap larva bibit dan metode yang kami

gunakan adalah metode senjata gen.

DAFTAR PUSTAKA

Al Omran et al. 2012. Management of Irrigation Water Salinity in Greenhouse

Tomato Production under Calcareous Sandy Soil and Drip Irrigation. Journal

Of Agricultural Science And Technology. Vol 14:939-950.

An, G., Ebert, P.R., Mitra, A., Ha, S.B. (1988) Binary vector, In: Gelvin, S.B.,

Schilperoort,R.A. Plant Molecular Biology Manual. Kluwer Academic Pub.

London.

Ashby, A.M., Watson, M.D. and Shaw, C.H. (1987) ATi plasmid determined function

is responsible for chemotaxis of Agrobacterium tumefaciens toward the plant

wound product acetosyringone. F E M S Microbiol. Lett. 41: 189-192.

Averhoff, B. 2004. DNA transport and natural transformation in mesophilic and

thermophilic bacteria. J Bioenergetics and Biomembranes 36(1):25-33.

Chen, I. and D. Dubnau. 2004. DNA uptake during bacterial transformation. Nat.

Rev. Microbiol. 2:241-249.

C. Neal Stewart, Jr, Harold A. Richards, Matthew D. Halfhill (2005). Transgenic Plants and

Biosafety: Science, Misconceptions and Public Perceptions.

Fitter dan Hay. 1992. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Yogyakarta: Gadjah Mada

University Press.

James, M. G.; D. S. Robertson, A. M. Myers. "Characterization of the Maize Gene

sugary1, a Determinant of Starch Composition in Kernels". The Plant Cell 7

(4): 417–429.

Kartasapoetra, Ance Gunarsih. 1990. Klimatologi Pengaruh Iklim Terhadap Tanah

dan Tanaman. Jakarta: Bumi Aksara.

Salisbury dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid Dua Biokimia Tumbuhan Edisi

Keempat. Bandung: ITB.