9/16/2012

1

PENDAHULUAN

Ir. Sri Sumarsih, MP.Email: Sumarsih_03@yahoo.com

Weblog: Sumarsih07.wordpress.comWebsite: agriculture.upnyk.ac,id

Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian

Prodi AgribisnisPertemuan Ke 1

MATERI KULIAH PRODI

AGRIBISNIS

Pertemuan Materi

1. Kontrak Kuliah, Pendahuluan, pengertian,

kaitan dengan MKA lain

2. Struktur dan komponen sel

3. Molekul dasar kehidupan (karbohidrat,

lemak , protein, ensim, asam nukleat)

4 Bahan penyusun & organisasi genetik,

replikasi, transkripsi, translasi, ekspresi gen

5 Mutasi dan perubahan genetik

6 Teknologi DNA rekombinan

7 Rekayasa pada tanaman

8 UTS

9 Bioteknologi pemuliaan tanaman

10 Bioteknologi perlindungan tanaman

11 Bioteknoogi perbaikan nutrisi tanaman

12 Bioteknologi pupuk hayati (biofertilizer)

13 Bioteknologi tanaman tahan cekaman

lingkungan

14 Biodiversitas dan Biosafety

15 Bioetika

16 UAS

Buku Pustaka

• Wajib

• Yuwono, T. 2006. Bioteknologi Pertanian. Gadjah MadaUniversity Press. Yogyakarta

• Nasir, M. 2002. Bioteknologi Potensi dan Keberhasilannyadalam Bidang Pertanian. Raja Grafindo Persada. Jakarta

•• Anjuran

• Dixit, S.K. 2001. Biofertilizers, A Manual on Commercial Production Technology. Omega Scientific Publishers, New Delhi, India

• Nasir, M. 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik RekayasaGenetik Tanaman. Citra Aditya Bhakti. Bandung.

Penilaian MKA Bioteknologi Pertanian

No. Komponen Bobot (%)

1.

2.

3.

Tugas dan kuiz

Ujian Tengah Semester

Ujian Akhir Semester

30

35

35

Bonus nilai untuk keaktifan di

kelas ditambahkan pada nilai

akhir

Jumlah 100

9/16/2012

2

Pengertian

• Bioteknologi : Penerapan prinsip-prinsipbiologi, biokimia, & rekayasa dalampengolahan bahan dg memanfaatkan agensiajasad hidup dan komponen-komponennyauntuk menghasilkan barang dan jasa

• Bioteknologi konvensional: jasad digunakanapa adanya, rekayasa belum terkendali

• Bioteknologi modern: rekayasa genetik, rekayasa terarah dan terkendali

Contoh:

Kedelai Tempe

Beras ketan/ketela Tape

Gandum dll Roti

Seresah tanaman Kompos

Susu Yoghurt

Tidak semua kegiatan yang melibatkan jasad

hidup dikategorikan bioteknologi

Bioteknologi Konvensional

Contoh Bioteknologi Konvensional:Fungi patogen pada insekta dapat digunakan sebagai biopestisida

Cordyceps

Cordyceps sinensis

Metarhizium Beauveria bassiana

• Ascomycetes – Clavicipitales:

• penetrasi larvaLarva

ditumbuhi

jamur

Contoh Bioteknologi Konvensional: Pembuatan Bioaktivator, Biofertilizer, Biofuel

BERBAGAI BIAKAN MIKROBA

DIPERBANYAK DALAM FERMENTOR

9/16/2012

3

Contoh bioteknologi konvensional: Pembuatan bibit hibrida dg Fusi Protoplas

Contoh Aplikasi Bioteknologi Modern

PANGAN &

PERTANIAN

- Kadar provit. A

- Tahan hama

- Tahan penyakit

(vaksin tanaman)

- Tahan busuk

- Tahan herbisida

- Toleran garam

- Toleran masam

- Tumbuh cepat

INDUSTRI

-Produksi ensim

-Produksi asam

amino

KESEHATAN :

-Produksi insulin,

-Produksi vaksin

-Produksi vaksin

hepatitis B

-Produksi hormon

pertumbuhan

LINGKUNGAN

-Penanganan limbah

-Bioremediasi logam

berat

-Degradasi pestisida

Contoh aplikasi Bioteknologi modern

• Golden Rice : beras dg provitamin A tinggi

• Tanaman kedelai, jagung transgenik tahan hama

• Tanaman kapas tahan herbisida

• Tomat tidak mudah busuk

• Produksi insulin menggunakan sel mikroba

• Produksi vaksin hepatitis B

• …..dll

Tanaman Transgenik Resisten Hama

http://www.nature.com/nbt/journal/v21/n10/fig_tab/nbt1003-1152_F1.html

Genetic Engineering Lab

9/16/2012

4

Perakitan Tanaman Resisten

HerbisidaPerakitan

Tomat transgenik

tahan pembusukan

SEJARAH SINGKAT PERKEMBANGAN

BIOTEKNOLOGI

• Ragi untuk pembuatan anggur (< 6000 SM)

• Ragi untuk mengembangkan roti

(± 4500 SM)

• Mikroba pertama kali dilihat oleh Leewenhoek (1680)

• Struktur rantai ganda DNA terungkap (1953)

• Ditemukan DNA rekombinan dan percobaan rekayasa genetik pertama berhasil (1973)

• Hibridoma menghasilkan antibodi

monoklonal (1973)

• Bahan mentah industri plastik dari

mikroba, interferon untuk kanker (80-an)

• Mikroba hasil rekayasa membantu

mengekstrak minyak dari tanah (80-an)

• Mikroba secara luas digunakan untuk

mengekstrak logam (80-an)

• Antibodi monoklonal digunakan untuk

menuntun obat anti kanker (80-an)

• Tanaman tansgenik (1990-an)

9/16/2012

5

Kaitan Bioteknologi dengan Ilmu Lain

Mikrobiologi Biologi Molekuler

Biokimia Genetika

Rekayasa Kimia Elektronika

Ilmu Pangan Rekayasa mekanik

Teknologi pangan BIOTEKNOLOGI Komputer

BIOTEKNOLOGI PERTANIAN, industri, kesehatan, lingkungan

Ilmu pendukung utama Bioteknologi

MIKROBIOLOGI: Studi awal rekayasa genetika

menggunakan mikrobia:

Pneumococcus, Escherichia coli.

Struktur sel mikrobia sederhana,

mudah ditumbuhkan, genetis, fisiologis &

biokimiawinya mudah dianalisis

Ensim penting dihasilkan oleh mikrobia

GENETIKA: Struktur gen

BIOKIMIA: Senyawa penyusun gen, fungsi gen, teknik isolasi DNA, protein, dll

Mengapa

Mikrobia/bakteri?

• Genetika: adalah ilmu yang mempelajari

tentang gen, bagaimana mereka

membawa informasi, bagaimana

informasi diterjemahkan, dan

bagaimana gen menggandakan diri

• Gen Potongan DNA yang menyandi

pembentukan suatu produk,

biasanya protein

• DNA Dioxyribosa Nucleic Acid: adenin,

guanin, sitosin, timin

Ilmu pendukung utama

BioteknologiIlmu pendukung utama

Bioteknologi

• Mikrobiologi: adalah ilmu yang mempelajari

tentang mikroorganisme.

• Mikroorganisme: organisme yang sangat kecil

sehingga tidak dapat dilihat

dengan mata telanjang.

- Prokariot, eukariot

- Virus, bakteri, jamur,

protozoa

9/16/2012

6

Ilmu pendukung utama

Bioteknologi

• Biokimia: adalah ilmu yang mempelajari

tentang molekul molekul dasar

penyusun kehidupan

• Molekul dasar kehidupan: karbohidrat, protein,

lemak, DNA, dll

1. Peningkatan produksi dan kualitas

pangan

2. Peningkatan kesehatan

3. Penyedia bahan bakar alternatif

DAMPAK POSITIF BIOTEKNOLOGI

DAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGI

1. Di bidang Etika/ Moral

Ada masyarakat yang menganggap bahwa

menyisipkan gen suatu organisme ke

organisme lain bertentangan dengan nilai

budaya dan melanggar hukum alam

2. Di bidang sosial ekonomi

Menimbulkan kesenjangan antara negara/

perusahaan yang memanfaatkan bioteknologi

dengan yang belum memanfaatkan

bioteknologi (negara dunia ke tiga)

DAMPAK negatif BIOTEKNOLOGI

3. Dampak di bidang kesehatan

Ada produk hasil rekayasa genetik yang

disinyalir menimbulkan masalah serius,

misalnya kematian akibat penggunaan

insulin, sapi penghasil susu yang disuntik

dengan hormon BGH mengandung

bahan kimia yang berbahaya.

Tomat Flavour Savr diketahui membawa

gen resisten terhadap antibiotik.

DAMPAK negatif BIOTEKNOLOGI

9/16/2012

7

4. Dampak terhadap lingkungan

Pelepasan organisme transgenik ke alam

dapat merusak keseimbangan alam dan

kelestarian organisme.

DAMPAK negatif BIOTEKNOLOGI Kelebihan dan kekuranganBioteknologi Konvensional/Modern

BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

BIOTEKNOLOGI MODERN

BIOTEKNOLOGI MODERN

KELEBIHAN KELEMAHAN KELEBIHAN KELEMAHAN

• Relatif Murah•Teknologi relatifsederhana•Pengaruh jangkapanjang sudahdiketahui

•Perbaikan sifattidak terarah•Terbatas karenainkompatibilitasgenetik•Hasil tidak dapatdiperkirakan•Perlu waktu lama untuk menghasilkanvaritas baru•Sulit mengatasikendala alam

•Perbaikan sifatterarah•Dapat mengatasiinkompatibilitasgenetik•Hasil dapatdiperhitungkan•Dapatmenghasilkan jasadbaru dg sifat baruyg tidak adasebelumnya•Dapat mengatasikendala alam

•Relatif mahal•Perlu teknologicanggih•Pengaruh jangkapanjang belumdiketahui