bioteknologi di bidang pertanian berkaitan dengan pembiakan seksual dan aseksual

Pembiakan seksual dan aseksual

Pembiakan terbagi menjadi 2, yaitu pembiakan secara seksual dan pembiakan secara aseksual. Pembiakan secara seksual yaitu dilakukan melalui perkawinan yang melibatkan 2 individu, seperti yang terjadi pada manusia dan hewan. Sedangkan pembiakan secara aseksual tidak melibatkan individu lain, karena tidak melalui perkawinan. Misalnya yang terjadi pada bakteri atau amoeba. Ia membelah selnya sendiri untuk mempertahankan jenisnya. Kemudian terjadi pada kebanyakan tumbuhan. Mereka bereproduksi secara tidak kawin.

Pembiakan aseksual adalah proses reproduksi dimana keturunan timbul dari orang tua tunggal, dan mewarisi gen dari satu orang tua. Aseksual adalah reproduksi yang tidak melibatkan meiosis, ploidi pengurangan, atau fertilisasi. Sebuah definisi yang lebih ketat adalah agamogenesis yang adalah reproduksi tanpa fusi gamet. Pembiakan aseksual adalah bentuk reproduksi organisme bersel tunggal seperti archaea, bakteri, dan protista. Banyak tanaman dan jamur bereproduksi secara aseksual juga. Pembiakan aseksual misalnya Membelah diri, Tunas (Reproduksi), pembiakan vegetatif, Fragmentasi, Sporogenesis, Partenogenesis, dan Apomiksis.

Pembiakan seksual melibatkan penyatuan serbuk sari (jantan) dan sel telur (betina) untuk memproduksi biji. Sebuah biji tersusun atas tiga bagian yaitu kulit biji sebagai pelindung biji, endosperma sebagai cadangan makanan, dan embrio yang merupakan calon tanaman. Ketika biji telah dewasa dan berada pada lingkungan yang sesuai maka biji akan mulai berkecambah.

Secara umum, terdapat dua tipe pembiakan secara seksual yaitu :

·        isogami

Isogami adalah tipe perkembangbiakan dengan dua gamet yang dihasilkan oleh kedua tetua tidak berbeda satu sama lain atau sama secara morfologis sehingga dinamakan ‘’isogametes’’. 

·        heterogami

heterogami, gamet yang dihasilkan oleh kedua tetuanya berbeda secara morfologis sehingga dinamakan heterogametes. Tanaman yang menghasilkan dua gamet yang berbeda dinamakan heterogamous.

Salah satu contoh pembiakan seksual adalah padi. Berikut Cara Pembiakan padi

            Setiap bunga padi memiliki enam kepala sari (anther) dan kepala putik (stigma) bercabang dua berbentuk sikat botol. Kedua organ seksual ini umumnya siap bereproduksi dalam waktu yang bersamaan. Kepala sari kadang-kadang keluar dari palea dan lemma jika telah masak. Dari segi reproduksi,padi merupakan tanaman berpenyerbukan sendiri,karena 95% atau lebih serbuk sari membuahi sel telur tanaman yang sama. Setelah pembuahan terjadi,zigot dan inti polar yang telah dibuahi segera membelah diri. Zigot berkembang membentuk embrio dan inti polar menjadi endosperm. Pada akhir perkembangan,sebagian besar bulir padi mengadung pati dibagian endosperm. Bagi tanaman muda,pati dimanfaatkan sebagai sumber gizi. Padi juga sudah berkembang dengan bioteknologi salah satu contohnya adalah golden rice (beras emas).

Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Macam-macam bioteknologi :

1.      Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaanan aerobik(tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasidalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

2.      Rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada organisme hidup melalui transfer gen dari satu organisme ke organisme lain.

3.      Proses pengenalan gen

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada organisme hidup melalui transfer gen dari satu organisme ke organisme lain.

4.       Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme ini dengan mengganti basa nitrogen dalam urutan DNA yang akan diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat organisme.

5.        Human Genome Project

Human Genome Project merupakan upaya internasional yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terkandung dalam DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasi masing-masing kromosom manusia berjumlah 24. Proyek ini memiliki potensi yang tak terbatas untuk pengembangan dalam pendekatan diagnostik untuk mendeteksi penyakit dan molekul pendekatan untuk mengobati penyakit genetik manusia.

Golden Rice

Golden Rice adalah kultivar (varietas) padi transgenik hasil rekayasa genetika yang berasnya mengandung beta-karotena (pro-vitamin A) pada bagian endospermanya. Kandungan beta-karotena ini menyebabkan warna berasnya tersebut tampak kuning-jingga sehingga kultivarnya dinamakan ‘Golden Rice (‘Beras Emas’). Pada tipe liar (normal), endosperma padi tidak menghasilkan beta-karotena dan akan berwarna putih hingga putih kusam. Di dalam tubuh manusia, beta-karotena akan diubah menjadi vitamin A.

Golden Rice berawal dari sebuah keprihatinan. Di negara berkembang di Amerika Latin, Asia dan Afrika, jutaan anak-anak terancam buta karena kekurangan vitamin A. Vitamin A banyak terkandung dalam buah-buahan sayuran yang berwarna merah, kuning, dan oranye. Misalnya pepaya, tomat, dan wortel. Masyarakat miskin tidak mampu mengkonsumsi buah dan sayuran tersebut secara rutin demi memenuhi kebutuhan vitamin A.

Jagung, beras, gandum, sorgum dan ubi jalar, secara alami ada yang berwarnakuning, oranye, dan merah. Ini adalah produk pangan massal dengan kandungan beta karotin tinggi, yang merupakan perkusor dari vitamin A. Namun IngoPotrykus seorang pakar bioteknologi tumbuhan dari Institute of Plant Sciences,Zurich, Swiss, punya ide lain. Ia ingin memasukkan gen pembawa beta karotin kedalam tanaman padi, hingga beras yang dihasilkan kaya akan vitamin A. Hasil rekayasa genetika padi Golden Rice dipublikasikan dalam jurnal ilmiahScience pada tahun 2000. Tahun 2005, Ingo Potrykus kembali mengumumkan penyempurnaan temuannya, yang kemudian diberi nama padi Golden Rice 2. Sejak publikasi tentang Golden Rice di jurnal Science, reaksi para penentangnya sangat keras. Para aktivis lingkungan yang tergabung dalam Green Peace, palinglantang mengritisi padi Golden Rice. Padi Golden Rice, mereka kategorikan sebagai padi transgenik, yang akan merusak sumber plasma nutfah alami,sementara manfaat langsungnya bagi kesehatan konsumen belum teruji dengan baik.

Bagaimana rekayasa golden rice dilakukan, sehingga bijinya bisa mengandung beta karoten dan berwarna oranye kekuningan?

Beta karoten adalah zat warna oranye kekuningan, seperti pada tanaman wortel. Ia terbentuk dari bahan dasar (prekusor) geranyl geranyl diphosphate (GGDP). Melalui jalur biosintesa, GGDP akan diubah menjadi phytoene, diteruskan menjadi lycopene, dan selanjutnya diubah lagi menjadi beta karoten. Secara alami, dalam biji padi sudah terdapat GGDP, tetapi tidak mampu membentuk beta karoten. Perubahan dari GGDP menjadi phytoene dilaksanakan oleh enzim phytoene synthase (PHY) yang disandi oleh gen phy. Selanjutnya, gen crtI mengkode enzim phytoene desaturase yang bertanggung jawab untuk mengubah phytoene menjadi lycopene. Ada satu enzim lagi yang diperlukan untuk mengubah lycopene menjadi beta karoten, yaitu lycopene cyclase (LYC). Melalui sejumlah proses, maka gen phy, crtl, dan lyc yang berasal dari tanaman daffodil (bunga narsis / bakung) disisipkan ke tanaman padi sehingga padi mampu memproduksi beta karoten berwarna oranye kekuningan, yang kemudian disebut sebagai golden rice.

Kontroversi/Permasalahan Golden Rice

Banyak kontroversi mengenai golden rice ini. Beberapa pakar kesehatan malah memperkirakan, bahwa dampak negatif beras emas bisa saja lebih berat, dibanding dengan kekurangan vitamin A yang selama ini dikawatirkan. Hal ini tidak hanya berlaku bagi beras emas, melainkan juga semua komoditas pertanian transgenik. Jepang dan Uni Eropa, selama ini paling kuat menentang masuknya produk-produk pertanian transgenik. Beda dengan AS yang gencar melakukan produksi sekaligus promosi produk pertanian transgenik, termasuk memasarkan benihnya. Yang terakhir ini juga dikawatirkan oleh para penentang beras emas. Sebab hak kekayaan intelektual hasil rekayasa genetika Ingo Potrykus ini, sudah dibeli oleh Monsanto. Yang akan terjadi kemudian adalah, negara-negara miskin dan berkembang, justru akan membeli benih padi Golden Rice dengan harga tinggi. Sementara manfaat langsung dari Golden Rice belum terjadi. Para pengritik Golden Rice juga menunjukkan, bahwa bahaya kekurangan vitamin A pada anak-anak negara miskin dan berkembang, bukan sekedar memerlukan produk pangan massal berbeta karotin, melainkan karena distribusi pendapatan yang tidak merata secara global. Kemiskinan yang terjadi di Amerika Latin, Asia, dan Afrika, bukan karena kekurangan sumber daya alam, melainkan karena adanya eksploitasi dari negara maju.

Sumber:

id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik

www.fandestyanafandestyana.blogspot.co.id