Bioteknologi

2,829 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,829
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
69
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Bioteknologi

  1. 1. MK PEMULIAAN TANAMAN“PEMULIAAN TANAMAN SECARA BIOTEKNOLOGI MOLEKULER” Oleh: AFIF AULIYA 0910483084 PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2010
  2. 2. BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Pemuliaan tanaman adalah usaha-usaha yang dilakukan untuk mengubah susunan genetik tanaman, baik individu maupun secara bersama-sama (populasi) dengan tujuan tertentu. Pemuliaan tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran tanaman, kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian; pada kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan. Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat. Tujuan dalam program pemuliaan tanaman didasarkan pada strategi jangka panjang untuk mengantisipasi berbagai perubahan arah konsumen atau keadaan lingkungan Awal abad ke-20 menjadi titik perkembangan pemuliaan tanaman yang berbasis ilmu pengetahuan. Perkembangan pesat dalam botani, genetika, agronomi, dan statistika tumbuh sebagai motor utama modernisasi pemuliaan tanaman sejak awal abad ke-20 hingga 1980- an. Mekanisasi pertanian di dunia yang meluas sejak 1950-an memungkinkan penanaman secara massal dengan tenaga kerja minimal. Ketika biologi molekular tumbuh pesat sejak 1970-an, pemuliaan tanaman juga mengambil manfaat darinya, dan mulailah perkembangan pemuliaan tanaman yang didukung ilmu tersebut sejak 1980-an Gelombang bioteknologi, yang memanfaatkan berbagai metode biologi molekuler, yang mulai menguat pada tahun 1970-an mengimbas pemuliaan tanaman. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, 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.
  3. 3. 1.2 Tujuan a. Mengetahui definisi dari pemuliaan tanaman b. Mengetahui definisi dari bioteknologi molekuler c. Mengetahui keuntungan serta kerugian dari pemuliaan tanaman secara bioteknologi molekuler d. Mengetahui permasalahan yang dihadapi dalam pemuliaan tanaman secara bioteknologi molekuler
  4. 4. BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi A. Pemuliaan tanaman Pemuliaan tanaman adalah usaha-usaha yang dilakukan untuk mengubah susunan genetik tanaman, baik individu maupun secara bersama-sama (populasi) dengan tujuan tertentu. Ada dua tujuan umum dalam pemuliaan tanaman: peningkatan kepastian terhadap hasil yang tinggi dan perbaikan kualitas produk yang dihasilkan. Peningkatan kepastian terhadap hasil biasanya diarahkan pada peningkatan daya hasil, cepat dipanen, ketahanan terhadap organisme pengganggu atau kondisi alam yang kurang baik bagi usaha tani, serta kesesuaian terhadap perkembangan teknologi pertanian yang lain. Hasil yang tinggi menjamin terjaganya persediaan bahan mentah untuk diolah lebih lanjut. Tanaman yang berumur singkat (genjah) akan memungkinkan efisiensi penggunaan lahan yang lebih tinggi. Ketahanan terhadap organisme pengganggu atau kondisi alam yang tidak mendukung akan membantu pelaku usaha tani menghindari kerugian besar akibat serangan hama, penyakit, serta bencana alam. Beberapa tanaman tertentu yang dalam usaha budidayanya melibatkan banyak peralatan mekanik memerlukan populasi yang seragam atau khas agar dapat sesuai dengan kemampuan mesin dalam bekerja. Usaha perbaikan kualitas produk adalah tujuan utama kedua. Tujuan semacam ini dapat diarahkan pada perbaikan ukuran, warna, kandungan bahan tertentu (atau penambahan serta penghilangan substansi tertentu), pembuangan sifat-sifat yang tidak disukai, ketahanan simpan, atau keindahan serta keunikan. Perkembangan bioteknologi di akhir abad ke-20 telah membantu pemuliaan terhadap tanaman yang mampu menghasilkan bahan pangan dengan kandungan gizi tambahan (pangan fungsional) atau mengandung bahan pengobatan tertentu (pharmcrops, kegiatannya dikenal sebagai crop pharming) B. Bioteknologi molekuler Biologi molekular atau biologi molekul merupakan salah satu cabang biologi yang merujuk kepada pengkajian mengenai kehidupan pada skala molekul. Ini termasuk penyelidikan tentang interaksi molekul dalam benda hidup
  5. 5. dan kesannya, terutama tentang interaksi berbagai sistem dalam sel, termasuk interaksi DNA, RNA, dan sintesis protein, dan bagaimana interaksi tersebut diatur. Bidang ini bertumpang tindih dengan bidang biologi (dan kimia) lainnya, terutama genetika dan biokimia. Bioteknologi moleuler didorong oleh pengetahuan tentang biologi sel dan molecular Memanipulasi suatu organisme pada taraf selular dan molekular (rekayasa genetika dan biologi molekular) Hasil manipulasi dapat diprediksi dan diarahkan dengan ketepatan yang lebih tinggi Dapat mengkonstruksi galur/varietas baru dengan bahan genetik tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya Sel prokariot atau eukariot dapat digunakan sebagai “pabrik biologis”. Penggabungan antara teknologi DNA rekombinan dengan bioteknologi melahirkan suatu bidang studi yang sangat dinamis dan kompetitif Keuntungan dan Kerugian Pemuliaan tanaman secara molekuler2.2 Peran Pemuliaan Tanaman secara biologi Molekuler a. Transformasi genetic Transformasi genetic merupakan penyisipan satu atau lebih gen secara langsung ke dalam genom suatu tanaman. Kelebihan dalam transformasi genetic ini salah satunya dapat menyisipkan gen yang berasal dari tanaman yang spesiesnya berbeda bahkan dari organisme yang berbeda (bakteri, virus, binatang). Hasil yang didapat dari penyisipan gen ini dapat berupa tanaman transgenik dengan sifat baru antara lain tahan terhadap hama, penyakit, dan atau herbisida, mempunyai kandungan gizi lebih baik, mutu lebih baik dan sebagainya. Tanaman transgenik dapat dilepas sebagai varietas unggul baru dan dapat dimanfaatkan untuk memperkaya keragaman genetik yang sudah ada b. Variasi somaklonal Variasi somaklonal merupakan variasi genetik yang timbul karena perlakuan kultur ‘in vitro’. variasi somklonal merupakan bagian dari fenomena mutasi. Hampir selalu terjadi pada kegiatan kultur ‘in vitro’ dengan persentase yang berbeda-beda. Fenomena ini dapat dipacu dengan penambahan zat kimia tertentu. Keragaman baru yang muncul memperkaya keragaman yang sudah ada untuk secara langsung dilepas sebagai varietas atau direkombinasikan dan diseleksi terlebih dahulu
  6. 6. c. Fusi sel Fusi sel merupakan hibridisasi antara 2 genotip tanaman pada tingkat sel, dimana mencampurkan 2 sel utuh yang berbeda sehingga didapatkan kombinasi genetik baru yang sebelumnya belum ada. Hasil dari fusi sel ini yaitu mempunyai susunan genetik gabungan dari 2 tetua. Keuntungan yang didapat dari fusi sel ini dapat berupa rekombinasi sifat yang selama ini tidak dapat dilakukan dengan persilangan biasa menjadi memungkinkan untuk dilakuka. Sedangkan Kelemahan dalam fusi sel ini nantinya keberhasilannya masih rendah dan terbatas untuk tanaman yang hubungannya masih dekat serta penggabungan sifat secara menyeluruh sehingga semua sifat (termasuk yang jelek) ikut tergabung2.3 Teknik dalam bioteknologi molekuler  Ekspresi kloning Salah satu teknik yang paling dasar biologi molekuler untuk mengetahui fungsi protein adalah kloning ekspresi. Dalam teknik ini, DNA coding untuk suatu protein bunga kloning (menggunakan PCR dan / atau pembatasan enzim) ke dalam sebuah plasmid (dikenal sebagai vektor ekspresi). plasmid ini mungkin memiliki elemen promotor khusus untuk mendorong produksi protein yang menarik, dan mungkin juga memiliki penanda resistensi antibiotik untuk membantu mengikuti plasmid. Plasmid ini dapat disisipkan ke dalam sel-sel bakteri baik atau hewan. Memperkenalkan DNA ke dalam sel bakteri dapat dilakukan dengan transformasi (melalui pengambilan DNA telanjang), konjugasi (melalui kontak sel-sel) atau dengan transduksi (melalui vektor virus). Memperkenalkan DNA ke dalam sel eukariotik, seperti sel-sel hewan, dengan cara fisik atau kimia yang disebut transfeksi. Beberapa teknik transfeksi berbeda tersedia, seperti transfeksi kalsium fosfat, elektroporasi, injeksi dan transfeksi liposom. DNA juga dapat diperkenalkan ke dalam sel eukariotik menggunakan virus atau bakteri sebagai pembawa, yang terakhir ini kadang-kadang disebut bactofection dan penggunaan tertentu Agrobacterium tumefaciens. plasmid dapat diintegrasikan ke dalam genom, menghasilkan transfeksi stabil, atau mungkin tetap independen dari genom, yang disebut transfeksi sementara. Dalam kedua kasus, DNA coding untuk suatu protein yang menarik sekarang di dalam sel, dan protein sekarang dapat dinyatakan. Berbagai sistem, seperti promotor
  7. 7. diinduksi dan spesifik sel-sinyal faktor, yang tersedia untuk membantu mengekspresikan protein kepentingan di tingkat tinggi. jumlah besar protein yang kemudian dapat diekstrak dari sel bakteri atau eukariotik. Protein dapat diuji untuk aktivitas enzimatik bawah berbagai situasi, protein dapat mengkristal sehingga struktur tersier yang dapat dipelajari, atau, dalam industri farmasi, aktivitas obat baru terhadap protein yang dapat dipelajari. Reaksi berantai polimerase (PCR) Reaksi berantai polimerase adalah teknik yang sangat serbaguna untuk menyalin DNA. Secara singkat, PCR memungkinkan urutan DNA tunggal untuk disalin (jutaan kali), atau diubah dengan cara-cara yang telah ditentukan. Sebagai contoh, PCR dapat digunakan untuk memperkenalkan situs enzim restriksi, atau untuk bermutasi (mengubah) basa tertentu DNA, yang terakhir adalah metode yang disebut sebagai "perubahan Cepat". PCR juga dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu fragmen DNA tertentu ditemukan di perpustakaan cDNA. PCR memiliki banyak variasi, seperti reverse transcription PCR (RT-PCR) untuk amplifikasi RNA, dan, baru-baru ini, real- time PCR (QPCR) yang memungkinkan untuk pengukuran kuantitatif molekul DNA atau RNA. Gel elektroforesis elektroforesis gel adalah salah satu alat utama biologi molekuler. Prinsip dasarnya adalah bahwa DNA, RNA, dan protein semuanya dapat dipisahkan melalui medan listrik. Dalam elektroforesis gel agarosa, DNA dan RNA dapat dipisahkan berdasarkan ukuran dengan menjalankan DNA melalui gel agarosa. Protein dapat dipisahkan berdasarkan ukuran dengan menggunakan gel SDS-PAGE, atau atas dasar ukuran dan muatan listrik dengan menggunakan apa yang dikenal sebagai elektroforesis gel 2D. Makromolekul blotting dan menyelidik Istilahutara,Baratdantimur blotting berasal dari apa yang semula adalah sebuah lelucon biologi molekular yang dimainkan diistilahblot Southern, setelah teknik yang dijelaskan oleh Edwin Selatan untuk dengan hibridisasi DNA dihapuskan. Patricia Thomas, pengembang Blot RNA yang kemudian menjadi dikenal sebagai Blotutarasebenarnya tidak menggunakan istilah. kombinasi lebih lanjut teknik ini menghasilkan istilah-istilah seperti southwesterns(protein-DNA
  8. 8. hybridizations),northwesterns (untuk mendeteksi interaksi protein-RNA) dan farwesterns(protein-protein interaksi), yang semuanya saat ini ditemukan dalam literatur. Southern blotting Dinamai setelah penemunya, ahli biologi Edwin Selatan, noda Selatan adalah sebuah metode untuk memeriksa untuk keberadaan urutan DNA tertentu dalam sampel DNA. DNA sampel sebelum atau setelah pencernaan enzim restriksi dipisahkan dengan elektroforesis gel dan kemudian ditransfer ke membran dengan blotting melalui kapiler. membran tersebut kemudian terkena probe DNA berlabel yang memiliki melengkapi urutan basa dengan urutan pada DNA bunga. Kebanyakan digunakan protokol asli label radioaktif, namun alternatif non-radioaktif sekarang tersedia. Southern blotting kurang umum digunakan dalam ilmu laboratorium karena kapasitas teknik lain, seperti PCR, untuk mendeteksi urutan DNA tertentu dari sampel DNA. Bercak ini masih digunakan untuk beberapa aplikasi, bagaimanapun, seperti mengukur jumlah salinan transgen pada tikus transgenik, atau rekayasa gen garis stem cell embrio sistem gugur. Northern blotting The blot utara digunakan untuk mempelajari pola ekspresi dari jenis tertentu molekul RNA sebagai perbandingan relatif antara satu set sampel yang berbeda dari RNA. Ini pada dasarnya adalah kombinasi dari elektroforesis gel denaturing RNA, dan sebuah blot. Dalam proses ini RNA dipisahkan berdasarkan ukuran dan kemudian ditransfer ke membran yang kemudian diperiksa dengan berlabel pelengkap dari urutan kepentingan. Hasilnya dapat digambarkan melalui berbagai cara tergantung pada label yang digunakan, namun, sebagian besar hasil dalam wahyu band mewakili ukuran RNA terdeteksi dalam sampel. Intensitas band ini berkaitan dengan jumlah target RNA dalam sampel yang dianalisis. Prosedur ini umumnya digunakan untuk mempelajari kapan dan berapa banyak ekspresi gen yang terjadi dengan mengukur berapa banyak bahwa RNA hadir dalam sampel yang berbeda. Ini adalah salah satu alat yang paling dasar untuk menentukan jam berapa, dan di bawah kondisi apa, gen tertentu disajikan dalam hidup jaringan.
  9. 9.  Western blotting Antibodi terhadap protein yang paling dapat dibuat dengan menyuntikkan sejumlah kecil protein menjadi binatang seperti tikus, kelinci, domba, atau keledai (antibodi poliklonal) atau dihasilkan dalam kultur sel (antibodi monoklonal). Antibodi ini dapat digunakan untuk berbagai teknik analisis dan preparatif. Dalam western blotting, protein yang pertama dipisahkan oleh ukuran, dalam gel tipis terjepit di antara dua pelat kaca dalam teknik yang dikenal sebagai SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfat poliakrilamid elektroforesis gel). Protein dalam gel ini kemudian ditransfer ke nilon PVDF, nitroselulosa, atau membran pendukung lainnya. Membran ini kemudian dapat dideteksi dengan solusi dari antibodi. Antibodi yang secara khusus mengikat protein kepentingan kemudian dapat divisualisasikan oleh berbagai teknik, termasuk produk-produk berwarna, chemiluminescence, atau autoradiografi. Seringkali, antibodi diberi label dengan enzim. Ketika substrat chemiluminescent terkena enzim itu memungkinkan deteksi. Menggunakan teknik blotting barat memungkinkan anda untuk tidak analisis deteksi saja, tetapi juga kuantitatif. Analog metode untuk western blotting dapat digunakan untuk langsung noda protein tertentu dalam sel hidup atau bagian jaringan. Namun, metode iniimmunostaining, seperti IKAN, lebih sering digunakan dalam penelitian biologi sel. Blotting Timur Teknik blotting Timur adalah untuk mendeteksi modifikasi pasca-translasi protein. Protein mengeringkan ke membran PVDF atau nitroselulosa yang diperiksa untuk modifikasi menggunakan substrat tertentu. Array Sebuah array DNA adalah kumpulan bintik melekat pada dukungan solid seperti slide mikroskop mana tempat masing-masing berisi satu atau lebih fragmen DNA oligonukleotida untai tunggal. Array memungkinkan untuk meletakkan jumlah besar sangat kecil (100 diameter micrometre) bintik pada slide tunggal. Setiap tempat memiliki molekul DNA fragmen yang melengkapi urutan DNA tunggal (mirip dengan Southern blotting). Sebuah variasi dari teknik ini memungkinkan ekspresi gen dari suatu organisme pada tahap tertentu dalam pembangunan yang berkualitas (profiling ekspresi). Dalam teknik ini RNA dalam jaringan adalah terisolasi dan diubah menjadi cDNA berlabel.
  10. 10. cDNA ini kemudian hibridisasi dengan fragmen di array dan visualisasi hibridisasi dapat dilakukan. Sejak beberapa array dapat dilakukan dengan posisi yang sama persis fragmen mereka sangat berguna untuk membandingkan ekspresi gen dari dua jaringan yang berbeda, seperti jaringan sehat dan kanker. Juga, kita dapat mengukur apa gen disajikan dan bagaimana perubahan ekspresi yang dengan waktu atau dengan faktor-faktor lainnya. Sebagai contoh, ragi roti yang umum,Saccharomyces cerevisiae, mengandung sekitar 7000 gen, dengan microarray, orang dapat mengukur secara kualitatif bagaimana setiap gen diekspresikan, dan bagaimana bahwa perubahan ekspresi, misalnya, dengan perubahan suhu. Ada banyak cara yang berbeda untuk mengarang mikroarray, yang paling umum adalah chip silikon, slide mikroskop dengan bintik-bintik dari ~ 100 diameter micrometre, array adat, dan array dengan bercak yang lebih besar pada membran porous (macroarrays). Ada bisa dimana saja dari 100 spot ke lebih dari 10.000 di sebuah array yang diberikan. Array juga dapat dilakukan dengan molekul lain selain DNA. Sebagai contoh, sebuah array antibodi dapat digunakan untuk menentukan apa yang protein atau bakteri yang hadir dalam sampel darah. Alel Khusus oligonukleotida oligonukleotida alel spesifik (ASO) adalah teknik yang memungkinkan deteksi mutasi basa tunggal tanpa memerlukan elektroforesis PCR atau gel. Pendek (20-25 nukleotida panjang), berlabel probe dihadapkan pada DNA target non-terfragmentasi. Hibridisasi terjadi dengan kekhususan tinggi karena panjang pendek dari probe dan bahkan perubahan basa tunggal akan menghambat hibridisasi. DNA target kemudian dicuci dan probe label yang tidak berhibridisasi dihapus. DNA target kemudian dianalisa untuk kehadiran probe melalui radioaktivitas atau fluoresensi. Dalam penelitian ini, seperti dalam kebanyakan teknik biologi molekular, kontrol harus digunakan untuk memastikan percobaan berhasil. The Illumina Metilasi Assay adalah contoh dari sebuah metode yang mengambil keuntungan dari teknik ASO untuk mengukur satu perbedaan pasangan basa secara berurutan.
  11. 11.  Teknologi kuno Dalam biologi molekular, prosedur dan teknologi yang terus menerus dikembangkan dan teknologi yang lebih tua ditinggalkan. Misalnya, sebelum munculnya gel elektroforesis DNA (agarosa atau Polyacrylamide), ukuran molekul DNA biasanya ditentukan oleh tingkat sedimentasi di gradien sukrosa, teknik lambat dan padat karya yang membutuhkan instrumentasi mahal; sebelum gradien sukrosa, viscometry digunakan . Selain dari kepentingan sejarah mereka, sering perlu mengetahui tentang teknologi yang lebih tua, karena kadang-kadang berguna untuk memecahkan masalah baru lain yang teknik yang lebih baru adalah tidak tepat.2.4 Contoh  Tanaman transgenic toleran salin Dengan teknologi kultur jaringan telah dapat dikembangkan tanaman transgenik toleran salin. Rekayasa genetika mentransfer gen dari padi liar yang toleran terhadap salin ke padi biasa digunakan sebagai bahan pangan melalui fusi protoplasma. Dapat juga ditransfer dari sejenis jamur yang tahan salin kepada tanaman transgenik. Beberapa tomat, melon dan barley transgenik yang toleran dengan salin.  Tanaman transgenic toleran kekeringan Tanaman tahan kekeringan memiliki akar yang sanggup menembus tanah kering, kutikula yang tebal mengurangi kehilangan air, dan kesanggupan menyesuaikan diri dengan garam di dalam sel. Tanaman toleran terhadap kekeringan ditransfer dari gen kapang yang mengeluarkan enzim trehalose. Tembakau salah satu tanaman transgenik yang dapat toleran dengan suasana kekeringan.  Tanaman transgenic resistance hama Dalam percobaan kloning “Bintje” yang mengandung gen thionin dari daun barli (DB4) yang memakai prometer 35S cauliflower mosaic virus ( CaMV ), dengan mengikutsertakan Bintje tipe liar yang sangat peka terhadap serangan Phytophthora infestans sebagai kontrol, menunjukkan bahwa klon “Bintje” dapat mengekspresikan gen DB4. Jumlah sporangium setiap nekrosa yang disebabkan oleh P. infestans mengalami penurunan lebih dari 55 % jika dibandingkan dengan tipe liar. Pendekatan ini sangat
  12. 12. bermanfaat untuk menekan perkembangbiakan P. Infestans sehingga kerugian secara ekonomi dapat direduksi. Perkembangan yang mengembirakan juga terjadi pada usaha untuk memproduksi tanaman transgenik yang bebas dari serangan virus. Dengan memasukkan gen penyandi protein terselubung ( coat protein ) Johnsongrass Mosaic Potyvirus ( JGMV ) ke dalam suatu tanaman diharapkanj tanaman tersebut menjadi resisten apabila diserang oleh virus yang bersangkutan. Potongan cDNA dari JGMV, misalnya dari protein selubung dan protein nuclear inclusion body ( Nib ) dengan kontrol promotor 35S CaMV, mampu diintegrasikan pada tanaman jagung dan diharapkan jagung transgenik yang bebas dari serangan virus.2.5 Permasalahan A. Kelebihan  Dapat menyisipkan gen yang berasal dari tanaman yang spesiesnya berbeda bahkan dari organisme yang berbeda (bakteri, virus, binatang)  Rekombinasi sifat yang selama ini tidak dapat dilakukan dengan persilangan biasa menjadi memungkinkan untuk dilakukan B. Kelemahan  Keberhasilannya masih rendah dan terbatas untuk tanaman yang hubungannya masih dekat  Penggabungan sifat secara menyeluruh sehingga semua sifat (termasuk yang jelek) ikut tergabung
  13. 13. BAB III PEMBAHASAN3.1 Pemecahan permasalahan dari keberhasilan yang rendah serta hubungan kekerabatan dekat yang masih terbatas Ada beberapa cara yang dapat diambil agar keberhasilan dari biologi molekuler dapat tinggi serta meminimalisir hubungan kekerabatan yang terbatas, yaitu dengan cara introduksi dan persilangan.Introduksi merupakan cara mendatangkan bahan tanam dari tempat lain dimana cara ini paling sederhana untuk meningkatkan keragaman (variabilitas) genetik. Seleksi penyaringan (screening) dilakukan terhadap koleksi plasma nutfah yang didatangkan dari berbagai tempat dengan kondisi lingkungan yang berbeda-beda. Pengetahuan tentang pusat keanekaragaman (diversitas) tumbuhan penting untuk penerapan cara ini. Keanekaragaman genetik untuk suatu spesies tidaklah sama di semua tempat di dunia. N.I. Vavilov, ahli botani dari Rusia, memperkenalkan teori "pusat keanekaragaman" (centers of origin) bagi keanekaragaman tumbuhan. Contoh pemuliaan yang dilakukan dengan cara ini adalah pemuliaan untuk berbagai jenis tanaman buah asli Indonesia, seperti durian dan rambutan, atau tanaman pohon lain yang mudah diperbanyak secara vegetatif, seperti ketela pohon dan jarak pagar. Introduksi dapat dikombinasi dengan persilangan. Persilangan merupakan cara yang paling populer untuk meningkatkan variabilitas genetik, bahkan sampai sekarang karena murah, efektif, dan relatif mudah dilakukan. Berbagai galur hasil rekayasa genetika pun biasanya masih memerlukan beberapa kali persilangan untuk memperbaiki penampilan sifat-sifat barunya. Pada dasarnya, persilangan adalah manipulasi komposisi gen dalam populasi. Keberhasilan persilangan memerlukan prasyarat pemahaman akan proses reproduksi tanaman yang bersangkutan (biologi bunga). Berbagai macam skema persilangan telah dikembangkan (terutama pada pertengahan abad ke-20) dan menghasilkan sekumpulan metode pemuliaan yang lazim diajarkan di perkuliahan bagi mahasiswa pemuliaan tanaman tingkat sarjana. Walaupun secara teknis relatif mudah, keberhasilan persilangan perlu mempertimbangkan ketepatan waktu berbunga (sinkronisasi), keadaan lingkungan yang mendukung, kemungkinan inkompatibilitas, dan sterilitas keturunan. Keterampilan teknis dari petugas persilangan juga dapat berpengaruh pada keberhasilan persilangan. Pada sejumlah tanaman, seperti jagung, padi, dan Brassica napus
  14. 14. (rapa), penggunaan teknologi mandul jantan dapat membantu mengurangi hambatan teknis karena persilangan dapat dilakukan tanpa bantuan manusia. Semua varietas unggul padi, jagung, dan kedelai yang ditanam di Indonesia saat ini dirakit melalui persilangan yang diikuti dengan seleksi. Perkembangan dalam biologi molekular memunculkan metode- metode pemuliaan baru yang dibantu dengan penanda genetik dan dikenal sebagai pemuliaan dengan penanda.3.2 Pemecahan permasalahan dari penggabungan sifat yang mengakibatkan semua sifat ikut tergabung termasuk sifat jelek Ada beberapa cara yang dapat diambil agar keberhasilan dari biologi molekuler dapat tinggi serta meminimalisir hubungan kekerabatan yang terbatas, yaitu dengan manipulasi kromosom dan pemuliaan dengan bantuan mutasi Yang termasuk dalam manipulasi kromosom adalah semua manipulasi ploidi, baik poliploidisasi (penggandaan genom) maupun pengubahan jumlah kromosom. Gandum roti dikembangkan dari penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda. Semangka tanpa biji dikembangkan dari persilangan semangka tetraploid dengan semangka diploid. Pengubahan jumlah kromosom (seperti pembuatan galur trisomik atau monosomik) biasanya dilakukan sebagai alat analisis genetik untuk menentukan posisi gen-gen yang mengatur sifat tertentu. Galur dengan jumlah kromosom yang tidak berimbang seperti itu mengalami hambatan dalam pertumbuhannya. Pemuliaan tanaman dengan bantuan mutasi (dikenal pula sebagai pemuliaan tanaman mutasi) adalah teknik yang pernah cukup populer untuk menghasilkan variasi-variasi sifat baru. Teknik ini pertama kali diterapkan oleh Stadler pada tahun 1924 tetapi prinsip-prinsip pemanfaatannya untuk pemuliaan tanaman diletakkan oleh Åke Gustafsson dari Swedia. Tanaman dipaparkan pada sinar radioaktif dari isotop tertentu (biasanya kobal-60) dengan dosis rendah sehingga tidak mematikan tetapi mengubah sejumlah basa DNA-nya. Mutasi pada gen akan dapat mengubah penampilan tanaman. Pada tanaman yang dapat diperbanyak secara vegetatif, induksi jaringan kimera sudah cukup untuk menghasilkan kultivar baru. Pada tanaman yang diperbanyak dengan biji, mutasi harus terbawa oleh sel-sel reproduktif, dan generasi selanjutnya (biasa disebut M2, M3, dan seterusnya) diseleksi.
  15. 15. BAB IV KESIMPULAN Pemuliaan tanaman secara molekuler merupakan pengubahan susunan genetic tanamanbaik individu maupun secara bersama sama (populasi) yang dapat mengontruksi varietas barudengan bahan genetic tambahan yang tidak pernah ada pada galur aslinya dengan caraMemanipulasi suatu organisme pada taraf selular dan molecular Peran biologi molecular antara lain Transformasi genetic, variasi somaklonal dan Fusisel. Kelebihan dalam pemuliaan tanaman secara biologi molekuler adalah dapat menyisipkan genyang berasal dari tanaman yang spesiesnya berbeda bahkan dari organisme yang berbeda(bakteri, virus, binatang) serta rekombinasi sifat yang selama ini tidak dapat dilakukan denganpersilangan biasa menjadi memungkinkan untuk dilakukan. Sedangkan kelemahannya adalahdiman keberhasilannya masih rendah dan terbatas untuk tanaman yang hubungannya masihdekat serta penggabungan sifat secara menyeluruh sehingga semua sifat (termasuk yang jelek)ikut tergabung. Beberapa cara untuk mengatasi kelemahan kelemahan tersebut diantaranya adalahdengan introduksi, persilangan, manipulasi kromosom dan pemuliaan dengan bantuan mutasi
  16. 16. DAFTAR PUSTAKAAnonymous. 2010. http://dipertampanhorti.blogspot.com/2010/02/pemuliaan-tanaman-dan- biologi-molekuler.html?zx=307767072e3f7e01Anonymous. 2010.http://id.wikipedia.org/wiki/Biologi_molekularAnonymous. 2010.http://www.news-medical.net/health/Molecular-Biology-Techniques- %28Indonesian%29.aspxAnonymous. 2010.http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/pip/BIOTEK.pdfAnonymous. 2010.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1004/1/hutan-afifuddin2.pdfAnonymous. 2010.http://ooneet.blogspot.com/2010/06/bioteknologi-adalah-cabang-ilmu- yang.htmlAnonymous. 2010. http://wapedia.mobi/id/Pemuliaan_tanamanAnonymous. 2010. http://forumkimia.multiply.com/reviews/item/6Anonymous. 2010. http://www.fp.unud.ac.id/biotek/analisis-molekuler/2-teknik-molekuler- berkaitan-dengan-pemuliaan-tanaman/Anonymous. 2010. http://id.wikipedia.org/wiki/Pemuliaan_tanamanAnonymous. 2010.http://tophotnews.wordpress.com/2009/07/18/biologi-molekular/

×