Rekayasa Bt Untuk Tanaman

8/12/2019 Rekayasa Bt Untuk Tanaman

1/13


2/13

Prosedur rekayasa genetika dengan menggunakan mikroorganisme adalah sebagai berikut.

1. Pemurnian DNA/Isolasi gen dengan menghancurkan atau melisiskan semua sel yangmengandung gen yang ditargetkan, kemudian dipisahkan dengan sentrifuge pada

kecepatan tinggi dan ditambahkan bahan kimia sehingga didapatkan DNA murni. Ada

tiga macam sumber DNA yang dapat diisolasi, yaitu sebagai berikut.2. DNA dapat berasal dari total genom organisme yang diinginkan3. DNA yang dibuat dari mRNA yang diisolasi dari jaringan tertentu. DNA ini dapat dibuat

dari mRNA dengan menggunakan enzim reserve transcriptase.4. DNA dibuat secara invitro dari nukleotida dan enzim polimerase DNA.

1. Pemecahan DNA : molekul DNA yang besar dipecah dengan menggunakangelombang ultrasonic, maka akan dijumpai fragmen random. Dengan

menggunakan enzim khusus bagi fragmen DNA seperti endonuklease restriksiakan diperoleh DNA intermolekuler dan intramolekuler atau hanya akan

didapatkan urutan fragmen DNA dengan urutan tertentu. Supaya lebih stabil

dikaitkan dengan enzim yang disebut T-4 DNA ligase. Contoh endonuklease

restriksi adalah Hind II, Bam H1 dan Eco RI.2. Pemindahan gen/transfer DNA pada sel vector yang sesuai:transfer DNA kebakteri yang hidup (cloning vector : plasmid, bakteriofage atau kosmid) dapatdengan cara, DNA asing dipaksakan berintegrasi dengan kromosom menjadigenom. Atau dengan cara gen asing dapat dikembangkan menjadi suatu bagian

yang outonom molekul DNA yang sedang berkembang. Molekul DNA disebut

sebagai vector. Penyambungan ini menggunakan enzim ligase.3. Memasukkan DNA rekombinan/kimera DNA ke dalam sel inang. Sel inang yang

dipakai harus seaman mungkin dan tidak bersifat patologis. Cara memasukkan

DNA rekombinan kedalam sel inang dapat dilakukan dengan cara transformasi,

transfeksi, DNA packaging dan micro injection.4. Identifikasi/penapisan dan seleksi DNA yang baru diperoleh dari cirri klon

rekombinan. Untuk menyeleksi DNA baru hasil rekombinan agar sesuai dengan

yang diinginkan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu cara genetic, hibridasi

asam nukleat dan immunokimia.


3/13

Bacill us thur ingiensis

Bacillus thuringiensis (Bt) adalah bakteri grampositif yang berbentuk batang, aerobik dan membentuk spora. Banyak strain dari bakteri ini yang

menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Sejak diketahuinya potensi dari protein

Kristal / cry Bt sebagai agen pengendali serangga, berbagai isolat Bt dengan berbagai jenisprotein kristal yang dikandungnya telah teridentifikasi. Sampai saat ini telah diidentifikasi

protein kristal yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada

tanaman pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari protein kristal tersebut lebih ramahlingkungan karena mempunyai target yang spesifik sehingga tidak mematikan serangga bukan

sasaran dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan.

Kristal protein yang bersifat insektisidal ini sering disebut dengan -endotoksin. Kristal inisebenarnya hanya merupakan pro-toksin yang jika larut dalam usus serangga akan berubah

menjadi polipeptida yang lebih pendek (27149 kd) serta mempunyai sifat insektisidal. Padaumumnya kristal Bt di alam bersifat protoksin, karena ada-nya aktivitas proteolisis dalam system

pencernaan serangga dapat mengubah Bt-protoksin menjadi polipeptida yang lebih pendek danbersifat toksin. Toksin yang telah aktif berinteraksi dengan sel-sel epithelium di midgutserangga. Bukti-bukti telah menunjukkan bahwa toksin Bt ini menyebabkan terbentuknya pori-

pori (lubang yang sangat kecil) di sel membrane di saluran pencernaan dan mengganggu

keseimbangan osmotik dari sel-sel tersebut. Karena keseimbangan osmotik terganggu, sel

menjadi bengkak dan pecah dan menyebabkan matinya serangga.Seperti dalam al-quran Allahtelah menjelaskan dalam surat An Nahl ayat 13

Artinya : Dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan

berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapattanda(kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.

Allah telah menciptakan berbagai macam makhluk hidup di bumi ini mulai dari yang bisa dilihat

dengan mata sampai yang kasat mata. Itu merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Misalnya saja

bakteriBacillus thuringiensis yang merupakan makhluk hidup mikroskopis yang diciptakan oleh

Allah yang tidak hanya memberikan dampak negative yaitu menghasilkan racun bagi serangga
http://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/b2201565-bacillus_thuringiensis-spl.jpg


4/13

tetapi juga memberikan dampak positif yaitu kita dapat mempelajarinya dalam rekayasa

genetika.

Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik adalahtanaman yang telah disisipi atau memilikigen asing darispesiestanaman yang berbeda ataumakhluk hidup lainnya. Penggabungan gen asing ini bertujuan untuk

mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan, misalnya pembuatan tanaman yang

tahan suhu tinggi, suhu rendah,kekeringan,resisten terhadaporganisme pengganggu tanaman,serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami. Sebagian besar rekayasa atau

modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk mengatasi kebutuhanpanganpenduduk dunia yang

semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangangizi manusia sehingga pembuatantanaman transgenik juga menjadi bagian dari

http://id.wikipedia.org/wiki/Pemuliaan_tanaman>pemuliaan tanaman.

Beberapa contoh tanaman transgenik yang dikembangkan di dunia tertera pada tabel dibawah ini

Jenis

Tanaman

Sifat yang telah

dimodifikasi

Modifikasi Foto

Padi Mengandung

provitamin A (beta

karoten) dalam jumlahdalam jumlah tinggi

Gen dari tumbuhannarsis,jagung, dan

bakteriErwiniadisisipkan pada

kromosom padi

Jagung,kapas,

kentang

Tahan (resisten)terhadap hama.

Gen toksin Bt dari bakteriBacillusthuringiensisditransfer ke dalam

tanaman.

Tembaka

u

Tahan terhadap cuaca

dingin.

Gen untuk mengatur pertahanan pada

cuaca dingin dari tanamanArabidopsis

thalianaatau darisianobakteri(Anacyctis nidulans) dimasukkan ke

tembakau.

Tomat Proses pelunakan

tomat diperlambatsehingga tomat dapat

Gen khusus yang disebut

antisenescensditransfer ke dalamtomat untuk menghambatenzim
http://id.wikipedia.org/wiki/Tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spesieshttp://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Kekeringanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ketahanan_tanaman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Organisme_pengganggu_tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Panganhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gizihttp://id.wikipedia.org/wiki/Narsishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sianobakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tembakau1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/800px-cottonplant1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/padi1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tembakau1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/800px-cottonplant1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/padi1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tembakau1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/800px-cottonplant1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/padi1.jpghttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sianobakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Narsishttp://id.wikipedia.org/wiki/Gizihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panganhttp://id.wikipedia.org/wiki/Organisme_pengganggu_tanamanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ketahanan_tanaman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kekeringanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Spesieshttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman


5/13

disimpan lebih lamadan tidak cepat busuk

poligalakturonase (enzim yangmempercepat kerusakan dinding seltomat). Selain menggunakan gen dari

bakteriE. coli, tomat transgenik juga

dibuat dengan memodifikasi gen yang

telah dimiliknya secara alami.

Kedelai Mengandungasam

oleat tinggi dan tahan

terhadapherbisidaglifosat.Dengan

demikian, ketika

disemprot dengan

herbisida tersebut,hanyagulma di sekitar

kedelai yang akan

mati.

Gen resisten herbisida dari bakteri

grobacteriumgalur CP4 dimasukkan

ke kedelai dan juga digunakanteknologi molekular untuk

meningkatkan pembentukanasam

oleat.

Ubi jalar Tahan terhadap

penyakit tanaman yangdisebabkanvirus

Gen dari selubung virus tertentu

ditransfer ke dalamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ubi_jalar

>ubi jalar dan dibantu dengan

teknologiperedaman gen.

Pepaya Resisten terhadap

virus tertentu,contohnyaPapaya

ringspot virus(PRSV).

Gen yang menyandikan selubung virus

PRSV ditransfer ke dalam tanamanpepaya

Melon Buah tidak cepatbusuk.

Gen baru dari bakteriofag T3 diambiluntuk mengurangi pembentukan

hormonetilen (hormon yang berperan

dalam pematangan buah) dimelon.
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Poligalakturonase&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Herbisidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Glifosathttp://id.wikipedia.org/wiki/Herbisidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gulmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Peredaman_genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pepayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Etilenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Melonhttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/buah-melon.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/papaya.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/ubi_merah.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/240px-soybean-usda.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tanaman-tomat1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/buah-melon.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/papaya.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/ubi_merah.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/240px-soybean-usda.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tanaman-tomat1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/buah-melon.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/papaya.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/ubi_merah.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/240px-soybean-usda.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tanaman-tomat1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/buah-melon.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/papaya.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/ubi_merah.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/240px-soybean-usda.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tanaman-tomat1.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/buah-melon.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/papaya.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/ubi_merah.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/240px-soybean-usda.jpghttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/tanaman-tomat1.jpghttp://id.wikipedia.org/wiki/Melonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Etilenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pepayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Peredaman_genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Gulmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Herbisidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Glifosathttp://id.wikipedia.org/wiki/Herbisidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_oleathttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Poligalakturonase&action=edit&redlink=1


6/13

Perakitan Tanaman Transgenik Tahan Hama dengan Menggunakan Gen dari Bacillus

thuringiensis

Perakitan tanaman transgenic tahan hamamerupakan salah satu bidang yang mendapat perhatian besar dalam perbaikan tanaman.Perakitan tanaman transgenik tahan hama umumnya mempergunakan gen dari Bacillus

thuringiensis(Bt).

Dalam program perakitan tanaman transgenik diperlukan kerja sama antar peneliti dari berbagai

disiplin ilmu, seperti disiplin ilmu serangga (entomologi), kultur jaringan, biologi molekuler, danpemuliaan tanaman. Keterkaitan disiplin ilmu ini dalam perakitan tanaman transgenic tahan

hama sangat erat. Peran masing-masing disiplin ilmu dalam perakitan tanaman transgenik tahan

hama diuraikan berikut ini.

1. Entomologi

a. Penentuan jenis hama target dan gen tahan yang akan digunakan

Sebelum tanaman transgenik dirakit, perlu dilakukan penentuan prioritas jenis atau spesies hamayang akan dikendalikan dengan tanaman transgenik yang akan dirakit. Untuk keperluan ini

umumnya akan dicari hama yang tidak mempunyai sumber gen tahan dari spesies tanaman

inangnya, misalnya hama penggerek batang padi, penggerek batang jagung, hama kepik, danhama pengisap polong. Setelah itu ditentukan kandidat gen tahan yang akan dipakai, misalnya

Bt-toksin,proteinase inhibitor (PI) atau gen tahan lainnya (Bahagiawati 2000). Jika pilihan jatuh

pada Bt-toksin, kemudian ditentukan gen Bt atau gen cry yang akan digunakan. Sampai saat ini

paling sedikit telah dikenal enam golongan gen cry dan masing-masing gen mempunyai hamatarget tertentu. Untuk PI harus ditentukan kelas PI yang akan digunakan. PI yang digunakan

untuk pengendalian hama terdiri atas tiga kelas, yaitu serine PI, cysteine PI, dan aspartyl PI.

Baik Bt-toksin maupun PI dapat menghambat pertumbuhan serangga dengan mengganggu proses

pencernaannya. Untuk mengetahui insektisida protein yang mempunyai potensi untukmenghambat pertumbuhan hama target dapat dilakukan percobaan invitro atau in vivo.Beberapa

penelitian in vitro (dalam tabung uji) telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh produk dari

suatu gen tahan terhadap enzim-enzim yang terdapat dalam sistem pencernaan suatu jenisserangga. Penelitian dilakukan dengan mengekstraksi saluran pencernaan serangga untuk
http://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/gm-crop.gif


7/13

mengisolasi enzim enzimnya. Dari penelitian ini dapat diketahui jenis enzim pencernaan yang

dominan pada spesies hama tersebut dan insektisida protein yang dapat dipakai untuk

menghambat aktivitas pencernaan hama. Penelitian in vivo dapat dilakukan dengan membuatmakanan buatan atau menyemprot tanaman atau bagian tanaman dengan gen produk (protein)

dari kandidat gen, dilanjutkan dengan infestasi serangga target dan pengamatan pertumbuhan

serangga. Dari penelitian ini dapat diketahui potensi insektisida protein dalam menghambatpertumbuhan serangga, serta dosis yang dibutuhkan untuk dapat membunuh serangga hamadimaksud.

b. Konfirmasi ketahanan tanaman transgenik tahan hama target

Setelah ditentukan kandidat gen yang akan digunakan dalam proses transformasi, pekerjaanselanjutnya dapat diserahkan ke disiplin ilmu lain seperti kultur jaringan dan biologi molekuler.

Peran ahli serangga (entomolog) diperlukan kembali apabila tim transformasi telah mendapatkan

tanaman putative transformant. Ahli serangga diperlukan untuk menentukan kemampuan gen

yang terekspresi pada tanaman transgenic dalam menahan perkembangan hama target. Pada

kasus-kasus tertentu, meskipun transgen (gen yang diintroduksi ke tanaman) telah terekspresipada level yang tinggi pada tanaman transgenik, namun keberadaannya belum mampu

menghambat pertumbuhan hama target. Setelah dilakukan pengujian di laboratorium dan rumahkaca, penelitian dilanjutkan di lapangan (uji terbatas pada daerah terisolasi) untuk mengetahui

penampilan tanaman transgenik di lapangan. Pengaruh tanaman transgenic terhadap hama target

dan nontarget terutama musuh alaminya juga harus diketahui untuk memenuhi persyaratan

sebelum tanaman transgenik dilepas, dan juga sebagai bahan dalam perakitan paket pengendalianhama terpadu (PHT) tanaman transgenik yang akan dilepas tersebut.

c. Perakitan teknologi PHT tanaman transgenic

Peran entomolog selanjutnya diperlukan dalam menentukan paket sistem bercocok tanamtanaman transgenik tahan hama. Entomolog diharapkan dapat memberikan informasi mengenaicara memantau hama yang dapat dilakukan oleh petani. Pemantauan ini penting untuk

menentukan perlu atau tidaknya petani menyemprot pestisida untuk mengendalikan hama pada

pertanaman tersebut. Monitoring juga perlu dilakukan pada musuh alami hama yang terdapatpada ekosistem pertanaman tanaman transgenik itu. Sebagai contoh, sistem paket penanaman

kentang transgenik yang mengandung gen cry 3A telah diajukan oleh Fieldman dan Stone

(1997).

2. Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan disiplin ilmu yang sangat menentukan keberhasilan proses

transformasi. Kultur jaringan merupakan gabungan antara ilmu dan seni dalam menumbuhkan

sel tanaman, jaringan atau organ tanaman dari pohon induk pada media buatan. Kultur jaringantanaman terbagi dalam dua kelompok besar, yaitu kultur unorganized tissuedan kultur organized

tissue. Kultur unorganized tissue terdiri atas beberapa sistem kultur, seperti kultur kalus, kultur

suspensi, kultur protoplas, dan kultur anther, sedangkan kultur organizedtissue terdiri atas kulturmeristem, shoottip, node culture, kultur embrio dan root culture. Dalam perakitan tanaman


8/13

transgenik, ahli kultur jaringan diperlukan dalam penyediaan sel atau jaringan target,

transformasi dan seleksi, serta regenerasi sel atau jaringan transgenik.

a. Penyediaan sel atau jaringan target

Jika jenis tanaman yang akan ditransformasi telah ditetapkan, langkah berikutnya adalahmenentukan bagian tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan serta media untuk induksi

kalus regenerasi atau organogenesis. Jenis media akan menentukan keberhasilan kultur jaringan

dan transformasi. Media ini biasanya terdiri atas vitamin, hormon, asam amino, dan sumberenergi dalam bentuk sukrosa, dan untuk media padat diperlukan agar atau gelating agent lainnya.

Media yang digunakan dalam pembentukan kalus atau undifferentiated tissues berbeda dengan

media untuk pembentukan organ. Hal ini bergantung pada komposisi hormon tumbuh auksin dansitokinin. Untuk tanaman padi, jaringan yang sangat responsif dan merupakan sumber sel yang

sangat baik untuk mendapatkan tanaman transgenik padi adalah sel kalus dari embrio.

Penggunaan selsel kalus yang sedang tumbuh aktif memperbanyak diri (actively growing

embryogenic calli) dapat menjamin efisiensi transformasi yang tinggi.

b. Transformasi dan seleksi

Beberapa teknik transformasi yang dikenal adalah elektroforesis, gene-gun, dan dengan

mempergunakan bakteri Agrobakterium.

Sel atau jaringan yang telah tertransformasi dipisahkan dari jaringan yang tidak tertransformasi

untuk menghindarkan terjadinya jaringan yang dichotume. Di samping itu, sel yang tidaktertransformasi akan tumbuh lebih baik dari sel-sel yang tertransformasi sehingga harus dibuang.

Seleksi dilakukan dengan beberapa kali subkultur sehingga diyakini bahwa jaringan atau sel

yang hidup atau lolos dari seleksi (diseleksi dengan media yang berisi herbisida atau antibiotik)

bukan escape. Jenis agen atau bahan yang digunakan untuk seleksi tergantung pada gen seleksiyang digunakan. Gen seleksi ini dapat berupa antibiotic seperti neomycin phosphotransferase

(NPT II) yang menyebabkan resistensi terhadap antibiotik kanamisin, atau gen bar yang

menyebabkan resistensi terhadap herbisida seperti basta (PPT) dan bialafos. Di sampingselectable marker, transformasi juga dilakukan dengan menyertakan gen reporter (reporter

genes). Ada beberapa reporter genes yang dipakai untuk transformasi, antara lain GUS ((-glucoridase), LUC (luciferase), dan antosianin.

c. Regenerasi sel atau jaringan transgenic

Jika transformasi dilakukan dengan embriogenesis maka ahli kultur jaringan dituntut untuk dapat

meregenerasikan sel atau jaringan yang sudah tertransformasi itu menjadi plantlet . Pada

komoditas tertentu, regenerasi sel atau jaringan transgenik menjadi plantlet sulit dilakukan

sehingga diperlukan kejelian mata untuk melihat jaringan yang embriogenik. Jaringanembriogenik yang telah tertransformasi ditumbuhkan pada media regenerasi untuk mendapatkan

plantlet yang normal bentuknya.

3. Biologi Molekuler Tanaman


9/13

Disiplin ilmu biologi molekuler sangat diperlukan dalam perakitan tanaman transgenik, terutama

dalam bidang penelitian berikut ini.

1. Konstruksi dan rekonstruksi plasmid atau vektor. Konstruksi plasmid atau vektor haruscocok untuk proses transformasi. Konstruksi diperlukan untuk mendapatkan ekspresi

transgen yang tinggi atau optimum. Beberapa komponen dalam plasmid atau vector yangdapat ditukar sesuai dengan kebutuhan adalah promoter, gen reporter, gen seleksi, dan

gen yang akan diintroduksi itu sendiri. Melalui perakitan ini diharapkan gen yang

diintroduksi dapat terekspresi secara maksimum pada jaringan tanaman.2. Konfirmasi keberadaan transgen serta kestabilannya. Konfirmasi keberadaan dan

integrasi transgen dapat dilakukan dengan polymerase chain reaction (PCR) dan

Southern-blot. PCR hanya dapat menginformasikan ada atau tidaknya sekuen transgen

sesuai dengan primer yang dipakai. PCR merupakan cara yang populardigunakan karenadapat menganalisis secara cepat sampel yang banyakjumlahnya. Meskipun demikian,

PCR mempunyai beberapa kelemahan. Sampel yang positif PCR hanya menunjukkan

adanya sekuen yanghomolog dengan primer dan berada pada jarak yang memungkinkan

dihasilkannya produk PCR. Namun, hasil PCR tidak dapat member informasi tentangasal DNA yang teramplifikasi, apakah dari kontaminan atau dari sampel yang diinginkan.

Hasil PCR juga tidak dapat menunjukkan apakah template tersebut sudah terintegrasi kedalam genom tanaman atau belum. Penelitian menunjukkan bahwa hanya 85% dari totaltanaman transgenic yang positif PCR juga positif mengandung DNA dan protein yang

dimaksudkan. Untuk mengetahui apakah seluruh basa yang ada dalam transgen

terintegrasi dalam genom tanaman perlu dilakukan Southern-blot. Southern blot jugadapat menginformasikanjumlah copy gen yang terintegrasi danpengaturan kembali pada

transgensetelah terintegrasi dalam genom tanaman.

3. Konfirmasi ekspresi dari gen yang diintroduksi serta kestabilannya. Setelah diketahui adagen yang diintroduksi pada tanaman, perlu dilakukan analisis untuk mengetahui apakahgen tersebut dapat terekspresi pada tanaman target. Analisis dapat dilakukan dengan dot-

blot (ELISA) maupun Western-blot. Keberadaan suatu transgen pada tanaman belum

menunjukkan bahwa gen tersebut dapat terekspresi. Untuk mengekspresikan dirinya, gen

memerlukan seperangkat sistem untuk memulai proses ekspresi tersebut. Gen atau DNAdi dalam nukleus harus dapat ditranskrip menjadi mRNA. Selanjutnya mRNA ini harus

dapat keluar dari nukleus ke sitoplasma yang kemudian mengadakan proses translasi

untuk menghasilkan protein sesuai dengan template DNA-nya. Dalam proses ekspresi inibanyak hal yang dapat terjadi sehingga gen tidak dapat menghasilkan protein yang

dimaksud. Hal ini dikenal dengan istilah genesilencing, suatu kasus di mana ditemukan

keberadaan sekuen DNA transgen dalam tanaman transgenic tetapi gen tersebut tidak

dapat membentuk protein yang diinginkan. Beberapa faktor yang diduga menjadipenyebabnya adalah terjadinya metilasi DNA dan co-suppressing dari sekuen yang

homolog Setelah gen yang diintroduksi dapat terintegrasi dan terekspresi, selanjutnya

proses ini memerlukan disiplin ilmu serangga dan pemuliaan tanaman untuk memastikangen yang terekpresi pada tanaman transgenik dapat berfungsi sebagai insektisida dalam

pengendalian hama tertentu serta untuk mengetahui kestabilan transgen.

4. Pemuliaan Tanaman


10/13

Sebelum transformasi tanaman dimulai,perlu ditentukan varietas (genotipe)tanaman yang akan

digunakan sebagaitarget sel atau jaringan untuk ditransformasi. Hal ini disebabkan tidak semua

varietas responsif terhadap kultur jaringan. Setelah transgen dipastikan terkandung dalamtanaman transgenik, selanjutnya ditentukan apakah transgen tersebut diturunkan pada

keturunannya mengikuti rasio Mendelian. Dalam upaya perbaikan tanaman transgenic perlu

dilakukan penyilangan antara tanaman transgenik dan galur elit untuk mendapatkan tanamantransgenik tahanhama yang mempunyai sifat agronomi yang diinginkan pula. Untuk maksudtersebut dapat digunakan teknik molekuler guna menyeleksi keturunan dari tanaman transgenik,

seperti seleksi restriction fragment length polymorphism (RFLP), dan random amplified

polymorphic DNA-PCR (RAPD-PCR). Melalui pemuliaan diharapkan dapat diperoleh tanamantransgenik yang mampu bersaing dengan tanaman nontransgenik, antara lain dalam potensi hasil

tinggi yang dapat dicapai oleh petani.

Cara Perakitan Tanaman Transgenik Tahan Hama

1. Menentukan prioritas jenis atau spesies hama yang akan dikendalikan dengan tanamantransgenik yang akan dirakit. Untuk keperluan ini umumnya akan dicari hama yang tidak

mempunyai sumber gen tahan dari spesies tanaman inangnya, misalnya hama penggerekbatang padi, penggerek batang jagung, hama kepik, dan hama pengisap polong. Setelah

itu ditentukan kandidat gen tahan yang akan dipakai, misalnya Bt-toksin, proteinase

inhibitor (PI)

2. Setelah gen yang diinginkan didapat maka dilakukan perbanyakan gen yang disebutdengan istilahkloninggen.Pada tahapankloning gen, DNA yang mengkode protein cryakan dimasukkan ke dalam vektor kloning (agen pembawa DNA), contohnya plasmid

Bacillus thuringiensi. Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakterisehingga DNA tersebut dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakanbakteri.

3. Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup maka akandilakukan transfer gen tersebut ke dalam sel tumbuhan yang berasal dari bagian tertentu,salah satunya adalah bagian daun. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa
http://id.wikipedia.org/wiki/Kloninghttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kloninghttp://id.wikipedia.org/wiki/Vektor_kloninghttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Transferhttp://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/full-transgenik.jpghttp://id.wikipedia.org/wiki/Transferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Vektor_kloninghttp://id.wikipedia.org/wiki/Kloninghttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kloning


11/13

metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri

Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan

listrik). Berikut adalah penjelasan tentang beberapa metode transfer gen.

Metode senjata genatau penembakan mikro-proyektil. Metode ini sering digunakanpada spesies jagung dan padi. Untuk melakukannya, digunakan senjata yang dapatmenembakkan 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 adakemungkinan terjadi kerusakan sel selama penembakan berlangsung.

Metode transformasi yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens. Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Agrobacterium_tumefaciens>Agrobacterium

tumefaciensdapat menginfeksi tanaman secara alami karena memilikiplasmid Ti,suatuvektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing.Di dalamplasmid Ti terdapat gen

yang menyandikan sifat virulensi untuk menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen

asing yang ingin dimasukkan ke dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid Ti.

Selanjutnya, A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmidtersebut ke dalam genom (DNA) tanaman. Setelah DNA asing menyatu dengan DNA

tanaman maka sifat-sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan. Metode elektroporasi.Pada metodeelektroporasi ini, sel tanaman yang akan menerima

gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas (sel yang

kehilangandinding sel). Selanjutnya sel diberi kejutan listrik denganvoltase tinggi untuk

membuka pori-pori membran sel tanaman sehinggaDNA asing dapat masuk ke dalam seldan bersatu (terintegrasi) dengan DNAkromosom tanaman. Kemudian, dilakukan proses

pengembalian dinding sel tanaman.

4. 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 terbentukakar dantunasApabila telah terbentuk tanaman

muda (plantlet), maka dapat dilakukan pemindahan ke tanah dan sifat baru tanaman dapatdiamati.

Dampak Positif dari Tanaman Transgenik

1. Rekayasa transgenik dapat menghasilkan prodik lebih banyak dari sumber yang lebihsedikit.

2. Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrem akan memperluasdaerah pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.

3. Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan menyehatkan.
http://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Transformasi_DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Agrobacterium_tumefacienshttp://id.wikipedia.org/wiki/Agrobacterium_tumefacienshttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektroporasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Spesieshttp://id.wikipedia.org/wiki/Jagunghttp://id.wikipedia.org/wiki/Padihttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Penyakit_tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektroporasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Sel_tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dinding_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Protoplashttp://id.wikipedia.org/wiki/Dinding_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Voltasehttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kromosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalushttp://id.wikipedia.org/wiki/Akarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tunashttp://id.wikipedia.org/wiki/Tunashttp://id.wikipedia.org/wiki/Akarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalushttp://id.wikipedia.org/wiki/Kromosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Voltasehttp://id.wikipedia.org/wiki/Dinding_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Protoplashttp://id.wikipedia.org/wiki/Dinding_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sel_tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektroporasihttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Penyakit_tanamanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmid_Tihttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Padihttp://id.wikipedia.org/wiki/Jagunghttp://id.wikipedia.org/wiki/Spesieshttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektroporasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Agrobacterium_tumefacienshttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Transformasi_DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_gen


12/13

Dampak Negative dari Tanaman Transgenik

A. Aspek social

1. Aspek ekonomi

Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika telah memberikan ancaman persaingan

serius terhadap komoditas serupa yang dihasilkan secara konvensional. Penggunaan tebutransgenik mampu menghasilkan gula dengan derajad kemanisan jauh lebih tinggi daripada gula

dari tebu atau bit biasa

B. Aspek kesehatan

1. Potensi toksisitas bahan pangan

Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik akan muncul bahan

kimia baru yang berpotensi menimbulkan pengaruh toksisitas pada bahan pangan. Sebagaicontoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam tomat, yang tidak pernah berlangsung secara

alami, berpotensi menimbulkan risiko toksisitas yang membahayakan kesehatan.

2. Potensi menimbulkan penyakit/gangguan kesehatan

WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya berbagai jenis bahan kimia baru, baik

yang terdapat di dalam organisme transgenik maupun produknya, berpotensi menimbulkan

penyakit baru atau pun menjadi faktor pemicu bagi penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang

terdapat di dalam kapas transgenik dapat berpindah ke bakteri penyebab kencing nanah (GO),Neisseria gonorrhoeae.

C. Aspek lingkungan

1. Potensi erosi plasma nutfah

Penggunaan tembakau transgenik telah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli

yang telah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma nutfah tanaman, plasma nutfah hewanpun mengalami ancaman erosi serupa. Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik

yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan

kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan

menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kupu

tersebut.

2. Potensi pergeseran gen

Daun tanaman tomat transgenik yang resisten terhadap serangga Lepidoptera setelah 10 tahunternyata mempunyai akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya

cacing tanah.


13/13

3. Potensi pergeseran ekologi

Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme yang pada mulanyatidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, serta tidak dapat memecah selulosa atau

lignin, setelah direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut.

Rekayasa Bt Untuk Tanaman

Documents

Transcript of Rekayasa Bt Untuk Tanaman