penanaman secara konvensional: penanaman secara konvensional (tanaman secara transgenik)

pengenalan

Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tanaman yang berbeza atau makhluk 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 terhadap organisme penganggu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami.Sebahagian besar modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk mengatasi kebutuhan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan gizi manusia sehingga pembuatan tanaman transgenik juga menjadi bahagian dari pemulaan tanaman .Hadirnya tanaman transgenik menimbulkan kontroversi masyarakat dunia kerana sebagian masyarakat khuatir apabila tanaman tersebut akan mengganggu keseimbangan lingkungan (ekologi), membahayakan kesihatan manusia, dan mepengaruhi perekonomian global

sejarah

seleksi genetik untuk pemuliaan tanaman (perbaikan kualitas/sifat tanaman) telah dilakukan sejak tahun 8000 SM ketika praktik pertanian dimulai di mesopotamia Secara konvensional, pemuliaan tanaman dilakukan dengan memanfaatkan proses seleksi dan persilangan tanaman.Kedua proses tersebut memakan waktu yang cukup lama dan hasil yang didapat tidak menentu karena bergantung dari mutasi alamiah secara acak. Hal ini kerana manusia telah menyilangkan atau mengawinkan durian liar dengan variati lain untuk mendapatkan durian dengan sifat unggul seperti durian montong.
Sejarah penemuan tanaman transgenik dimulai pada tahun 1977 ketika bakteri Agrobacterium tumefaciens diketahui dapat mentransfer DNA atau gen yang dimilikinya ke dalam tanaman.Pada tahun 1983, tanaman transgenik pertama, iaitu bunga matahari yang disisipi gen dari buncis (Phaseolus vulgaris) telah berhasil dikembangkan oleh manusia. Sejak saat itu, pengembangan tanaman transgenik untuk kebutuhan komersial dan peningkatan tanaman terus dilakukan manusia.Tanaman transgenik pertama yang berhasil diproduksi dan dipasarkan adalah jagung dan keladi.Keduanya diluncurkan pertama kali di amerika syarikat pada tahun 1996. Pada tahun 2004, lebih dari 80 juta hektar tanah pertanian di dunia telah ditanami dengan tanaman transgenik dan 56% kedelai di dunia merupakan kedelai transgenik.

Pembuatan tanaman transgenik

Untuk membuat suatu tanaman transgenik, pertama dilakukan identifikasi atau pencarian gen yang akan menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan).Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain, ,cendawan@bakteria. Setelah gen yang diinginkan didapat maka 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 bakteria tersebut.Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan yang berasal dari bahagian tertentu, salah satunya adalah bahagian daun.Gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, iaitu metode senjata gen metode transformasi DNA yang diperantarai ialah Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan listrik).

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 menghantarkan 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 .^[ Bakteria Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara alami karena memiliki plasmid, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing. Di dalam plasmid terdapat gen yang menpunyai sifat virulensi untuk menyebabkan penyakit tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid .Selanjutnya, A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmid tersebut ke dalam (DNA) tanaman.Setelah DNA asing bersatu dengan tanaman maka sifat-sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan.

Metode elektroporasi.Pada metode elektroposi ini, sel tanaman yang akan menerima gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas (sel yang kehilangan didnding sel).Selanjutnya sel diberi kejutan listrik dengan voltage 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.

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.

daun kacang non-transgenik (atas),dan transgenik yang tahan serangan hama (bawah)

Contoh-contoh

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

Jenis tanaman	Sifat yang telah dimodifikasi	Modifikasi
Padi	Mengandung provitamin A (beta-karotena) dalam jumlah tinggi.	Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteria Erwinia disisipkan pada kromosom padi.
Jagung, kapas, kentang	Tahan (resisten) terhadap hama.	Gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis ditransfer ke dalam tanaman.^[
Tembakau	Tahan terhadap cuaca dingin.^[	Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana atau dari sianobakteri (Anacyctis nidulans) dimasukkan ke tembakau.
Tomat	Proses pelunakan tomat diperlambat sehingga tomat dapat disimpan lebih lama dan tidak cepat busuk.	Gen khusus yang disebut antisenescens ditransfer ke dalam tomat untuk menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat).Selain menggunakan gen dari bakteri E. coli, tomat transgenik juga dibuat dengan memodifikasi gen yang telah dimiliknya secara alami.
Kedelai	Mengandung asam oleat tinggi dan tahan terhadap herbisida glifosat.Dengan demikian, ketika disemprot dengan herbisida tersebut, hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati.	Gen resisten herbisida dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dimasukkan ke kedelai dan juga digunakan teknologi molekular untuk meningkatkan pembentukan asam oleat.
Ubi jalar	Tahan terhadap penyakit tanaman yang disebabkan virus.	Gen dari selubung virus tertentu ditransfer ke dalam ubi jalar dan dibantu dengan teknologi peredaman gen.
Kanola	Menghasilkan minyak kanola yang mengandung asam larut tinggi sehingga lebih menguntungkan untuk kesihatan dan secara ekonomi.Selain itu, kanola transgenik yang disisipi gen penyandi vitamin E juga telah ditemukan.	Gen FatB dari Umbellularia californica ditransfer ke dalam tanaman kanola untuk meningkatkan kandungan asam larut.
Pepaya	Resisten terhadap virus tertentu, contohnya Papaya ringspot virus (PRSV).	Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tanaman betik.
Melon	Buah tidak cepat busuk.	Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah) di melon.
Bit gula	Tahan terhadap herbisida glifosat dan glufosinat.	Gen dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dan cendawan Streptomyces viridochromogenes ditransfer ke dalam tanaman bit gula.
Prem (plum)	Resisten terhadap infeksi virus cacar prem (plum pox virus).	Gen selubung virus cacar prem ditransfer ke tanaman prem.
Gandum	Resisten terhadap penyakit hawar yang disebabkan cendawan Fusarium.	Gen penyandi enzim kitinase (pemecah dinding sel cendawan) dari jelai (barley) ditransfer ke tanaman gandum.

Aplikasi tanaman transgenik

Aplikasi yang telah dikembangkan

Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk menghasilkan tiga macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan herbisida, dan buah yang dihasilkan tidak mudah busuk.Tanaman jagung dan kapas transgenik dengan sifat tahan hama telah diproduksi secara massal dan dipasarkan di duniaGen asing yang banyak digunakan untuk sifat resistensi hama ini adalah gen penyandi toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis. Sejak tahun 1996, Monsanto, salah satu perusahaan multinasional di bidang bioteknologi, telah menjual benih kapas transgenik dengan mereka dagang "Bollgard". Selain itu, tanaman keladi dan kanola tahan herbisida juga telah dijual ke berbagai negara, termasuk Indonesia, dengan merek "Roundup Ready".
Tanaman tomato transgenik dengan sifat pematangan buah diperlambat pernah diproduksi oleh Calgene pada tahun 1994 dan dipasarkan di Amerika Syarikat dengan mereka "Flavr Savr".Biasanya, tanaman tomata alami dipanen dalam keadaan masih hijau dan belum matang kemudian disemprot dengan gas etilen untuk membuat buah matang dan berwarna merah. Namun, rasa tomato yang dihasilkan umumnya kurang terasa. Tujuan pembuatan tomata transgenik tersebut adalah untuk memanjangkan masa simpan dan menghindari pembusukan buah selama transportasi dari lahan penanaman ke tempat penjualan.^[Namun, penjualan Flavr Savr ditarik dalam waktu kurang dari setahun kerana alasan kesihatan dan penjualannya mengalami kerugian. Produk tersebut tidak banyak terjual kerana harganya dua kali lebih mahal dari tomata biasa namun rasa yang dihasilkan sama.

Aplikasi yang sedang dikembangkan

Dalam tahap penelitian, tanaman transgenik sedang diaplikasikan untuk menghasilkan senyawa yang bermanfaat bagi kesehatan manusia, seperti vitamin A dan vaksin.^[Untuk produksi vaksin yang dapat dimakan (edible vaccine), contoh tanaman yang sedang dikembangkan adalah pisiang,kentang, dan tomato.Salah satu tanaman transgenik yang sudah diteliti sejak tahun 1980 untuk mengurangi jumlah penderita defisiensi (kekurangan) vitamin A adalah padi emas. Aplikasi lain yang sedang dikembangkan adalah penggunaan tanaman untuk membersihkan polusi tanah dari senyawa beracun (seperti arsen) dan logam berat(contohnya merkuri). Gen asing dari bakteria dipindahkan ke dalam tembakau dan Arabidopsis sehingga kedua tanaman tersebut dapat menarik merkuri dalam tanah dan mengubahnya menjadi senyawa yang mudah menguap serta tidak berbahaya.
Tanaman Arabidopsis juga dikembangkan untuk memproduksi poli(3-hidroksibutirat) atau PHB, suatu bahan pembentuk plastik yang mudah diurai (biodegradable).Sebagian besar plastik yang ada dibuat dari sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, salah satunya adalah minyak bumi.Untuk mengurangi penggunaan sumber daya tersebut, digunakan PHB yang dihasilkan oleh bakteria, seperti Alcaligenes eutrophus.Empat pen pembentuk PHB dari bakteri tersebut telah ditransfer ke Arabidopsis sehingga tanaman tersebut dapat menghasilkan PHB. Penelitian tentang PHB dari tumbuhan masih dalam tahap pengembangan sebelum diproduksi massal.