Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya.saya ambil salah satu contoh yang sama ambil adalah JAGUNG.
JANGUNG
Jagung dibudidayakan
secara komersial di lebih dari 100 negara dengan produksi sekitar 705 juta
metrik ton. Pada tahun 2004 produsen jagung terbesar di dunia berturut-turut
adalah Amerika Serikat, Cina, Brasil, Meksiko, Perancis, dan India (Agbios GM
Data Base 2007). Pada umumnya jagung dibudidayakan untuk digunakan sebagai
pangan, pakan, bahan baku industri farmasi, makanan ringan, susu jagung, minyak
jagung, dan sebagainya. Di negara maju, jagung banyak digunakan untuk pati
sebagai bahan pemanis, sirop, dan produk fermentasi, termasuk alkohol. Di
Amerika, jagung banyak digunakan untuk bahan baku pakan (Agbios GM Data Base
2007).
Di Indonesia jagung merupakan bahan pangan kedua
setelah padi. Selain itu, jagung juga digunakan sebagai bahan baku industri
pakan dan industri lainnya. Hal ini mengakibatkan kebutuhan jagung di dalam
negeri terus meningkat dari tahun ke tahun. Untuk memenuhi kebutuhan jagung
harus dilakukan impor, terutama dari Amerika. Diperkirakan kebutuhan jagung
dalam negeri sampai tahun 2010 akan terus meningkat sehubungan dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya industri pangan dan pakan. Oleh
karena itu, produksi jagung dalam negeri perlu ditingkatkan sehingga volume
impor dapat dikurangi dan bahkan ditiadakan. Ketergantungan akan jagung impor
berdampak buruk terhadap keberlanjutan penyediaan jagung di dalam negeri
mengingat komoditas ini di negara produsen utama telah digunakan untuk berbagai
keperluan, termasuk untuk bahan baku bioenergi. Di Amerika Serikat, misalnya,
telah dicanangkan penggunaan jagung sebagai sumber bioenergi. Pada saatnya
nanti akan terjadi persaingan penggunaan jagung untuk pangan, pakan, bahan baku
industri, dan bioenergi. Apabila kebutuhan jagung nasional masih bergantung
pada impor dikhawatirkan akan mematikan industri pangan dan pakan berbasis
jagung karena berkurangnya pasokan bahan baku. Hal ini mengancam ketahanan
pangan dan keberlanjutan usaha peternakan.
A. Jenis Jagung Transgenik yang Dikembangkan di
Indonesia
Upaya peningkatan produksi jagung dapat dilakukan
melalui berbagai cara, antara lain melalui perbaikan genetik tanaman. Perbaikan
genetic jagung bertujuan untuk mengatasi kendala pertumbuhan tanaman, terutama
cekaman lingkungan biotik dan abiotik. Perbaikan genetik jagung dapat dilakukan
secara konvensional maupun melalui rekayasa genetik (genetic engeenering).
Dengan berkembangnya bioteknologi, perbaikan genetik jagung melalui rekayasa
genetik akan menjadi andalan dalam pemecahan masalah perjagungan di masa
mendatang. Seperti diketahui, pemuliaan secara konvensional mempunyai
keterbatasan dalam mendapatkan sifat unggul dari tanaman. Dalam rekayasa
genetic jagung, sifat unggul tidak hanya didapatkan dari tanaman jagung itu
sendiri, tetapi juga dari spesies lain sehingga dapat dihasilkan tanaman
transgenik. Jagung Bt merupakan tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan
terhadap hama, di mana sifat ketahanan tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus
thuringiensis (Herman 1997). Tulisan ini membahas aspek yang berkaitan dengan
perakitan jagung transgenik dan prospek pengembangannya.
Jagung Bt
Salah satu hambatan yang paling besar dalam upaya
peningkatan produksi jagung adalah serangan organisme pengganggu tanaman (OPT),
seperti hama dan penyakit tanaman. Serangan OPT pada tanaman jagung selain
menurukan produksi juga mengurangi pendapatan petani dan adanya residu
pestisida dalam jumlah besar yang menyebabkan polusi lingkungan. European corn
borer (ECB), Ostrinia nubilalis, merupakan hama jagung di Amerika dan Kanada
yang dapat merugikan 1 milyar dolar Amerika per tahun. Hama ECB dapat
dieliminasi oleh pestisida kimia, tetapi hanya dapat diaplikasi pada areal yang
terbatas (kurang dari 20%), karena aplikasi pestisida sulit dilakukan dan
diperlukan aplikasi lain dalam mengontrol ECB. Tersedianya bioaktif dari
kristal protein yang dikode oleh gen Bt, memungkinkan modifikasi genetik
tanaman jagung yang disisipi dengan gen Bt untuk menghasilkan jagung transgenik
Bt (Bt corn). Bt protein yang dihasilkan oleh gen Bt dapat meracuni hama yang
menyerang tanaman jagung. Setelah dimakan oleh corn borer, Bt protein dipecah
oleh suatu enzim pemecah dalam pencernaan yang bersifat alkalin dari larva
serangga dan menghasilkan protein pendek yang mengikat dinding pencernaan.
Pengikatan dapat menyebabkan kerusakan membran sel sehingga larva berhenti
beraktivitas (Syngenta Seeds Communication 2003). Gen Bt disolasi dari bakteri
tanah Bacillus thuringiensis yang telah digunakan petani di negara maju sebagai
pestisida hayati sejak puluhan tahun yang lalu (Herman 2002). B. thuringiensis
menghasilkan protein Kristal Bt, atau Crystal protein (Cry) yang merupakan
protein endotoksin yang bersifat racun bagi serangga (insektisidal) (Held et
al. 1982, Macintosh et al. 1990). Namun protein endotoksin yang dihasilkan oleh
B. thuringiensis tidak melakukan pengikatan pada permukaan pencernaan sel
mamalia, karena itu hewan ternak dan manusia tidak tahan terhadap protein
tersebut (Agbios GM Data Base 2007). Terdapat delapan kelompok gen Bt
berdasarkan sifat virulensinya (Herman 2002), tetapi yang sudah banyak
ditransformasikan ke dalam tanaman jagung adalah yang menghasilkan jenis Bt
endotoksin dari gen Cry1Ab. Protein Cry dari gen ini hanya menghasilkan satu
jenis yang mengikat pada lokasi spesifik dari serangga target (Agbios GM Data
Base 2007). Produksi jagung Bt pada saat ini didominasi oleh Amerika, di mana
arealpertanamannya pada tahun 2000 telah mencapai 92% dari total areal
pertanaman jagung. Keuntungan diperoleh dari pertanaman jagung Bt di Amerika
mencapai 141 juta dolar (59%) dari total keuntungan sebesar 240 juta dolar
Amerika (Herman 2002).
B. Cara Pembuatan Jagung Transgenik
Kendala pemanfaatan sumber genetik dalam pemuliaan
konvensional dapat diatasi melalui rekayasa genetik yang bertujuan untuk
mendapatkan tanaman yang mempunyai daya hasil tinggi dan tahan terhadap cekaman
biotik dan abiotik. Penggunaan teknologi rekayasa genetik pada tanaman jagung
berkembang pesat setelah pertama kali Gordonn-Kamm et al. (1990) berhasil
mendapatkan tanaman jagung transgenik yang fertil. Hal ini merupakan terobosan
dalam pengembangan dan pemanfaatan plasma nutfah dalam penelitian di bidang
biologi tanaman jagung. Teknologi rekayasa genetik merupakan teknologi transfer
gen dari satu spesies ke spesies lain, di mana gen interes berupa suatu fragmen
DNA (donor gen) ditransformasikan ke dalam sel atau tanaman inang (akspetor
gen) untuk menghasilkan tanaman transgenik yang mempunyai sifat baru. Terdapat
dua metode dalam pemanfaatan teknologi transfer gen, yaitu secara langsung dan
tidak langsung. Metode transfer gen secara langsung diantaranya adalah:
a. Elektroforasi (electroporation)
Metode ini menggunakan protoplas sebagai inang.
Dengan bantuan polyetilen glikol (PEG), DNA interes terpresipitasi dengan mudah
dan kontak dengan protoplas. Setelah dilakukan elektroforasi dengan voltase
yang tinggi permeabilitas protoplas menjadi lebih tinggi, sehingga DNA
melakukan penetrasi ke dalam protoplas. Metode elektroforasi telah
diaplikasikan pada protoplas jagung (Fromm et al. 1985) dan berhasil
mendapatkan tanaman jagung transgenik (Rhodes et al. 1988) tetapi tidak fertil.
b. Penembakan partikel (Particle bombardment)
Yaitu teknologi yang menggunakan metode penembakan
partikel atau gen gun. DNA yang melapisi partikel ditembakkan secara langsung
ke dalam sel atau jaringan tanaman (Klein et al.1988). Partikel yang mengandung
DNA tersebut menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA berdifusi dan
menyebar di dalam sel secara independen. Metode transformasi dengan penembakan
partikel pertama kali diaplikasikan pada jagung oleh Gordon-Kamm et al. (1990)
dan berhasil mendapatkan jagung transgenik yang fertil.
c. Karbid silikon (silicon carbide)
Yaitu teknologi transfer gen di mana suspensi sel
tanaman inang dicampur dengan serat karbid silikon yang mengandung DNA plasmid
dari gen interes, kemudian dimasukkan ke dalam tabung mikro dan dilakukan
pemutaran dengan vortex. Serat silikon karbida berfungsi sebagai jarum injeksi
mikro (micro injection) untuk memudahkan perpindahan DNA ke dalam sel tanaman.
Metode ini telah digunakan dan menghasilkan tanaman jagung transgenik yang
fertil (Kaeppler et al. 1990) Transfer gen secara tidak langsung, yaitu
transfer gen yang dilakukan melalui bantuan bakteri Agrobacterium (tidak
langsung ditransfer ke sel atau tanaman). Gen yang berupa fragmen DNA
disisipkan pada plasmid Ti (tumor inducing) dari bakteri Agrobacterium. Melalui
bekteri tersebut Ti yang mengandung fragmen DNA diinfeksi ke dalam inti sel dan
berintegrasi dalam genom tanaman. Metode ini menghasilkan jagung transgenik
yang fertil dan efisien (Ishida et al. 1996, Hamilton et al. 1996, Zhao et al.
1998). Rekayasa genetik melalui transformasi Agrobacterium tumefaciens (A.
tumefaciens) telah banyak dilakukan pada tanaman monokotiledon, seperti padi
dan jagung, sehingga digunakan sebagai teknologi standar (rutin) untuk
melakukan modifikasi genetik terhadap spesies yang beragam (Komari and Kubo
1999, Ishida et al. 1996). Keunggulan penggunaan transformasi melalui A.
tumefaciens adalah:
a. Mempunyai frekuensi transformasi yang tinggi
b. Dapat terintegrasinya gen asing ke dalam genom
inang
c. Mempunyai jumlah copy number yang rendah,
sehingga memudahkan untuk
membedakan sifat ekspresi tanaman transgenik itu
sendiri.
Studi tentang infeksi A. tumefaciens pada tanaman
jagung pertama kali dilaporkan oleh Grimsley et al. (1988) dan Gould et
al.(1991). Peneliti yang melaporkan pertama kali bahwa transfromasi melalui A.
tumefaciens dapat diterapkan pada spesies serealia adalah Chan et al.(1992) dan
Hiei et al. (1994), dengan menggunakan embrio muda sebagai eksplan. Ishida et
al. (1996) telah berhasil mendapatkan tanaman jagung transgenik yang fertil.
Tanaman jagung yang digunakan sebagai eksplan adalah genotipe A188 dan hasil
persilangan A188 dengan genotipe lainnya. Dengan tingkat frekuensi yang tinggi,
yaitu antara 5% dan 30%, hampir semua tanaman jagung transgenik yang didapatkan
mempunyai morfologi yang normal dan lebih dari 70% merupakan tanaman fertil.
Setelah dilakukan analisis secara molekuler dan genetik, turunan dari tanaman
jagung transgenik mempunyai stabilitas dalam integrasi dan ekspresi. Copy
number dari gen tertransfer yang terintegrasi adalah satu dan dua kopi, hanya
sedikit yang mengalami rearrangement. Lima jenis A. tumefaciens yang telah dikarakterisasi
dengan latar belakang kromosom yang berbeda dan kandungan plasmid Ti-nya dapat
digunakan karena membawa vektor dengan konstruksi kimerik sistem biner yang
diatur oleh promoter CaMV35S. Kelima strain tersebut adalah C58c1, Agt121,
EHA101, EHA105, HA105 and LBA4404 (Chan et al. 1992, Smith and Hood 1995, Hiei
et al. 1994). Protokol yang dapat dilakukan untuk pengulangan transformasi
jagung melalui A. tumefaciens adalah menggunakan super vektor biner, di mana A.
tumefaciens dapat membawa ekstra kopi bagi virB, virC, dan virG (Komari 1990)
untuk menginfeksi embrio muda, baik dari inbred line (Ishida et al. 1996,
Negroto et al. 2000) maupun hybdrid line (Zhao et al. 1998). Penggunaan vektor
biner yang standar juga dapat menghasilkan transformasi yang stabil, walaupun
mempunyai frekuensi transformasi yang rendah (Gould et al. 1991). Frame et al.
(2002) telah berhasil mendapatkan metode transformasi jagung yang stabil dengan
frekuensi transformasi yang tinggi, yaitu 5,5%, di mana untuk meningkatkan efisiensi
tersebut digunakan penambahan L-Cys pada medium kokultivasi. Keberhasilan
metode transformasi melalui A. tumefaciens memberikan peluang bagi perbaikan
genetik tanaman jagung dengan efisiensi yang tinggi. Efisiensi transformasi
yang tinggi diperlukan untuk dapat menghasilkan tanaman transgenik yang
mempunyai ekpresi yang kuat dari sifat gen yang diinginkan.
Permasalahan
Namun,ada pula permasalahan di balik transgenik ini
Sebagian besar rekayasa atau modifikasi sifat
tanaman dilakukan untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk
dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan
gizi manusia sehingga pembuatan tanaman transgenik juga menjadi
bagian dari pemuliaan tanaman. Hadirnya tanaman
transgenik menimbulkan kontroversi masyarakat dunia karena sebagian masyarakat
khawatir apabila tanaman tersebut akan mengganggu keseimbangan lingkungan (ekologi),
membahayakan kesehatan manusia, dan memengaruhi perekonomian
global.
Sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik#Contoh-contoh
http://anurlita.wordpress.com/sains/jagung-transgenik/
