Bioteknologi tanaman dengan persilangan tanaman pada dasarnya dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan tanaman dengan kualitas nutrisi yang baik, daya produksi tinggi, membutuhkan pupuk dan bahan kimia pendukung lainnya yang minimum, serta berdaya tahan tinggi terhadap penyakit dan gangguan dari lingkungan. Mengapa tumbuhan perlu ditingkatkan kualitasnya? Apa itu bioteknologi untuk rekayasa genetik pada tumbuhan? Simak lebih lanjut, yuk!
Rekayasa Genetik pada Tanaman
Rekayasa genetik pada tanaman dilakukan untuk menghasilkan tanaman yang efisien dan sederhana dengan kualitas yang tetap terjaga bahkan lebih baik. Hal ini dilakukan dengan memasukkan partikel logam (dapat berupa emas maupun tungsten) yang telah diselimuti oleh T-DNA dengan menembus dinding sel menuju ke nukleus tanaman yang dipilih. Transformasi genetik dapat terjadi apabila ada DNA yang masuk ke dalam sel, DNA harus terekspresi dan terintegrasi dengan genom. Proses rekayasa genetik dengan memasukkan gen asing ke dalam sel tumbuhan tersebut dapat dilakukan dengan transfer gen secara langsung maupun menggunakan perantara misalnya dengan bantuan Agrobacterium.
Perkembangan Bioteknologi Tanaman
Sejarah perkembangan bioteknologi tanaman dimulai ketika terjadi domestikasi beberapa ribu tahun lalu dengan adanya seleksi jenis tanaman yang unggul, misalnya tanaman dengan biji besar, memiliki pertumbuhan relatif cepat, hingga memiliki cita rasa buah yang manis. Kemudian pada tahun 1865 prinsip-prinsip hereditas Mendel mulai ditemukan. Pada 1900, hukum genetika Mendel mengenai perkembangan teknik penyerbukan tanaman secara tradisional (self vs cross pollination) ditetapkan sebagai dasar perbaikan sifat (disebut dengan pemuliaan) tanaman dan menjadi awal perkembangan hybrid technology pada tanaman.
Pada tahun 1919, jagung hibrida pertama terbentuk dari hasil persilangan dalam (inbreed) antar galur murni untuk mendapatkan galur murni (homozigot) yang lebih berkualitas. Dilanjutkan pada sekitar tahun 1920, mulai dikenal adanya mutation breeding, yaitu pemaparan tanaman dengan sinar gamma, proton, neutron, partikel alfa, partikel beta, maupun bahan kimia guna menginduksi mutasi yang berguna. Mutation breeding dapat juga diinduksikan dengan teknik kultur jaringan, sel, ataupun tanaman utuh pada media buatan (artifisial) berkondisi steril. Teknologi tersebut kemudian dikembangkan menjadi haploid breeding pada tahun 1970-an, tanaman haploid (tanaman berjumlah kromosom setengah tanaman normal) secara spontan direkayasa menjadi tanaman normal. Contoh tanaman yang pada awalnya digunakan untuk pengaplikasian haploid breeding adalah jagung, tembakau, rumput gajah, asparagus, buah stoberi, hingga tanaman barley. Lalu pada tahun 1972 dikembangkan tanaman hibrida somatik sebagai tanaman hibrida yang dihasilkan dari fusi sel somatik. Pada tahun 1980, mulai dikenalkan adanya tanaman transgenik sebagai jenis tanaman hasil rekayasa genetik dengan adanya penyisipan gen bakteri pada tanaman, misalnya penyisipan gen kedelai pada tanaman bunga matahari, petunia ‘kanamycin resistant’, juga tembakau ‘kanamycin resistant’. Hingga pada tahun 1990, muncul ‘Flavr Savr Tomato’ sebagai tanaman transgenik komersial pertama yang diproduksi oleh Perusahaan Bioteknologi Calgene dengan teknologi antisense untuk menghasilkan buah tomat yang dapat terjaga kesegaran serta kekuatannya meskipun sudah matang atau masak.
Prinsip Bioteknologi (Rekayasa Genetik Pada Tanaman)
Rekayasa genetik pada tanaman dengan teknologi transgenik dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan jenis tanaman unggul yang lebih efisien baik dalam hal kualitas, waktu, dan tempat. Transgenik atau transfer genetik tanaman dapat dilakukan tidak terbatas pada organisme dengan spesies atau genus yang sama saja melainkan dapat dilakukan juga pada organisme dengan famili hingga kingdom yang berbeda. Transfer genetik dilakukan dengan terarah, yaitu dengan hanya memasukkan gen target pada genome tanaman yang dipilih sedangkan pada persilangan tradisional transfer genetik dilakukan dengan melibatkan serangkaian gen (gen target maupun gen non target) dalam prosesnya.
Secara prinsip, proses rekayasa genetika pada tanaman melibatkan serangkaian proses TDR (Teknologi DNA Rekombinan) yang antara lain terdiri dari:
- Isolasi dan klon gen target
- Modifikasi klon
- Menambahkan beberapa segmen DNA untuk inisiasi dan peningkatan ekspresi gen
- Menambahkan penanda seleksi (selectable markers)
- Introduksi DNA rekombinan pada sel tanaman
- Seleksi jaringan atau sel transforman
- Regenerasi jaringan atau sel menjadi tanaman utuh, kemudian disebut dengan modifikasi teknologi kultur jaringan
Baca juga: Hewan Zebra, Si Belang Hitam-Putih Afrika
Karakteristik Tanaman Transgenik
Transformasi genetik dapat dilakukan dengan metode agrobacterium maupun metode partikel bombardment. Konfirmasi kebenaran atau keberhasilan tanaman transgenik dapat dilakukan dengan metode PCR ataupun metode southern blot. Teknik kultur jaringan yang efisien berperan penting dalam keberhasilan transformasi genetik yang dilakukan pada suatu tanaman. Sedangkan untuk karakteristik yang harus diperhatikan dalam menentukan tanaman transgenik antara lain:
- Galur tanaman transgenik yang akan dipilih untuk diuji lanjutan sebaiknya mengandung satu insersi T-DNA
- Tanaman dengan dua atau lebih insersi T-DNA akan mempunyai kemungkinan lebih tinggi untuk terjadinya gene silencing
- Tanaman dengan insersi tunggal akan memiliki tingkat ekspresi gen yang lebih seragam dan stabil
- Jumlah insersi secara umum dianalisa dengan melakukan metode southern blot atau dengan menghitung rasio segregasi pada tanaman
Metode analisa southern blot menggunakan bahan aktif berupa zat alfa P32 untuk tanaman padi non transgenik, transgenik heterozigot dan homozigot untuk mengetahui jumlah T-DNA yang ada dalam genomnya. Kemudian satu pita DNA yang terdeteksi pada masing-masing jenis tanaman transgenik tersebut akan menunjukkan bahwa masing-masing padi transgenik mengandung satu T-DNA.
Regulasi Rekayasa Genetik pada Tanaman di Indonesia
Peningkatan penerapan atau penanaman tanaman hasil rekayasa genetik dan peredaran produk tanamannya telah terjadi secara global juga di Indonesia ditandai dengan berkembangnya peraturan-peraturan untuk menjamin keamanan pangan dan hasil pakan rekayasa genetik ini. Indonesia telat mempunyai peraturan sejenis namun belum sepenuhnya diterapkan karena sebagian pedoman pelaksanaan peraturannya masih dalam proses pembuatan maupun pengajuan. Peraturan-peraturan di Indonesia yang mengatur pemanfaatan tanaman transgenik tersebut antara lain Undang-Undang tentang Pangan No. 7 Tahun 1996 dan Peraturan Pemerintah No. 21 Tahun 2005 yang merupakan peraturan revisi dari peraturan sebelumnya. Bahkan sejak tahun 1999, Indonesia telah mengeluarkan peraturan tentang pelabelan produk GMO (Genetically Modified Organism) melalui Peraturan Pemerintah 69 Tahun 1999. Pada tahun 2004 juga telah dikeluarkan peraturan mengenai pangan produk rekayasa genetik melalui Peraturan Pemerintah No. 28 Tahun 2004. Namun penerapan dari Peraturan Pemerintah 69 Tahun 1999 dan Peraturan Pemerintah No. 28 Tahun 2004 tersebut belum sepenuhnya terlaksana dikarenakan belum semua pedoman pelaksanaan peraturan terselesaikan.
Melihat dampak positif yang dihasilkan dari adanya rekayasa genetika pada tanaman serta sudah terciptanya regulasi atau peraturan-peraturan yang mendukung di Indonesia maka akan menjadi baik apabila dapat terus dikembangkan dan disosialisasikan dengan baik ke masyarakat agar dapat diterima dan dijadikan alternatif yang efisien kedepannya. Yuk bersama-sama kita selalu perkaya pengetahuan kita akan flora dan perkembangannya di Indonesia, misalnya dengan mengetahui teknologi rekayasa genetik pada tanaman ini!
Penulis: Ivena Christie
Dikurasi oleh: Citra Isswandari Putri
Referensi Literatur
Bahagiawati dan Sutrisno. 2007. Pemanfaatan Tanaman Hasil Rekayasa Genetik: Status, Regulasi, dan Metode Deteksi di Indonesia. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian: Bogor.
Cdast.unej.ac.id (n.d.). Indra Duwi Fanata, Wahyu. Transformasi Genetik dan Karakterisasi Tanaman Produk Rekayasa Genetika. Retrieved on February 5, 2021, from http://cdast.unej.ac.id/wp-content/uploads/2020/08/Webinar-Transformasi-genetik-CDAST_Wahyu-Indra.pdf.
Staff.uny.ac.id (n.d.). Sartika M., Ixora. Bioteknologi Tanaman. Retrieved on February 5, 2021, from http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/ixora-sartika-marcuriani-dr-msi/handoutbiotekrekgen.pdf.
LindungiHutan.com merupakan Platform Crowdfunding Penggalangan Dana Online untuk Konservasi Hutan dan Lingkungan. Kunjungi situs berikut https://lindungihutan.com/kampanyealam untuk mendukung kegiatan dan aksi penghijauan teman-teman di Semarang. Mari bersama melestarikan dan menjaga pesisir Indonesia dari bahaya abrasi yang dapat merugikan banyak pihak!
Yuk jadi pioneer penghijauan di daerah tempat tinggalmu!
Your Beloved Author
