Bioteknologi
adalah ilmu biologi molekuler. Teknik dan aplikasinya digunakan untuk
memodifikasi, memanipulasi atau merubah proses kehidupan normal dari
organisme-organisme dan jaringan-jaringan guna meningkatkan kinerjanya
bagi keperluan manusia. Bioteknologi memiliki kekhasan dalam hal
kemungkinan transfer ciri-ciri organisme melalui proses rekayasa biologi
yang tidak mungkin terjadi secara alamiah.
Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki
gen asing dari spesies tanaman yang berbeda 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 pengganggu
tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman
alami. Sebagian besar rekayasa atau modifikasi sifat tanaman dilakukan
untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat
dan juga permasalahan kekurangan gizi manusia . Pembuatan tanaman
transgenik juga menjadi bagian dari pemuliaan tanaman.
Penemuan tanaman transgenik dimulai pada tahun 1977 ketika bakteri
Agrobacterium tumefaciens diketahui dapat mentransfer DNA atau gen yang
dimilikinya ke dalam tanaman. Pada akhir tahun 80-an Rich Jorgensen dan
timnya berupaya membuat tanaman Petunia dengan warna ungu yang lebih
kuat. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperkuat atau
meningkatkan munculnya suatu sifat yang dikontrol oleh satu gen adalah
dengan cara menambah salinan gen yang berperan dalam sifat tersebut
melalui rekayasa genetika (overekspresi). Maka untuk membuat petunia
dengan warna ungu yang lebih kuat, ekstra salinan gen yang berperan
dalam pembentukan pigmen ungu dimasukkan ke dalam genom tanaman Petunia
yang bunganya ungu melalui teknik rekayasa genetika .
A. Pembuatan Tanaman Transgenik
Untuk membuat suatu tanaman transgenik, pertama-tama dilakukan
identifikasi atau pencarian gen yang akan menghasilkan sifat tertentu
(sifat yang diinginkan). Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman
lain, hewan, cendawan, atau bakteri. 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 bakteri 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 bagian tertentu, salah satunya adalah bagian daun.
Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode
senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri
Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan
bantuan listrik).
1. 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
mengantarkan 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.
2. Metode transformasi yang diperantarai oleh agrobacterium tumefaciens.
Bakteri Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara
alami karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk
menyisipkan gen asing. Di dalam plasmid Ti terdapat gen yang menyandikan
sifat virulensi untuk menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen asing
yang ingin dimasukkan ke dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid
Ti Selanjutnya, A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen
pada plasmid tersebut ke dalam genom (DNA) tanaman. Setelah DNA asing
menyatu dengan DNA tanaman maka sifat-sifat yang diinginkan dapat
diekspresikan tumbuhan
3. Metode elektroporasi.
Pada metode elektroporasi ini, sel tanaman yang akan menerima gen
asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas
(sel yang kehilangan dinding sel). Selanjutnya sel diberi kejutan
listrik dengan voltase 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
B. Beberapa Contoh Tanaman Transgenik
Beberapa contoh tanaman transgenik yang dikembangkan di dunia tertera pada tabel di bawah ini.
| NO | JENIS TANAMAN | SIFAT YANG TELAH DIMODIFIKASI | MODIFIKASI |
| 1 | Padi | Mengandung provitamin A (beta-karotena) dalam jumlah tinggi. | Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteri Erwinia disisipkan pada kromosom padi. |
| 2 | Jagung, kapas, kentang | Tahan (resisten) terhadap hama. | Gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis yang ditransfer ke dalam tanaman. |
| 3 | Tembakau | Tahan terhadap cuaca dingin. | Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana atau dari sianobakteri (Anacyctis nidulans) dimasukkan ke tembakau. |
| 4 | 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. |
| 5 | Kedelai | Mengandung asam oleat tinggi dan tahan terhadap herbisida glifosat.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. |
| 6 | 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. |
| 7 | Kanola | Menghasilkan minyak kanola yang mengandung asam laurat tinggi sehingga lebih menguntungkan untuk kesehatan dan secara ekonomi. Selain itu, kanola transgenik yang disisipi gen penyandi vitamin E | Gen FatB dari Umbellularia californica ditransfer ke dalam tanaman kanola untuk meningkatkan kandungan asam laurat. |
| 8 | Pepaya | Resisten terhadap virus tertentu, contohnya Papaya ringspot virus (PRSV). | Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tanaman pepaya. |
| 9 | Melon | Buah tidak cepat busuk. | Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah) di melon. |
| 10 | Bit gula | Tahan terhadap herbisida glifosat dan glufosinat. | Gen dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dan cendawan Streptomyces viridochromogenes ditransfer ke dalam tanaman bit gula. |
| 11 | Prem (plum) | Resisten terhadap infeksi virus cacar prem (plum pox virus). | Gen selubung virus cacar prem ditransfer ke tanaman prem. |
| 12 | Gandum | Resisten terhadap peyakit hawar yang disebabkan cendawan Fusarium. | Gen penyandi enzim kitinase (pemecah dinding sel cendawan) dari jelai (barley) ditransfer ke tanaman gandum |
- C. Pemanfaatan Tanaman Transgenik
Teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika telah melahirkan
revolusi baru dalam berbagai bidang kehidupan manusia, yang dikenal
sebagai revolusi gen. Produk teknologi tersebut berupa organisme transgenik atau organisme hasil modifikasi genetik (OHMG), yang dalam bahasa Inggris disebut dengan genetically modified organism (GMO).
Namun, sering kali pula aplikasi teknologi DNA rekombinan bukan berupa
pemanfaatan langsung organisme transgeniknya, melainkan produk yang
dihasilkan oleh organisme transgenik.
Dewasa ini cukup banyak organisme transgenik atau pun produknya yang
dikenal oleh kalangan masyarakat luas. Beberapa di antaranya bahkan
telah digunakan untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Berikut ini
akan dikemukakan beberapa contoh pemanfaatan organisme transgenik dan
produk yang dihasilkannya dalam berbagai bidang kehidupan manusia.
- Pertanian
- Perkebunan, kehutanan, dan florikultur
- Kesehatan
- Lingkungan
- Industri
- D. Kelebihan Tanaman Transgenik
- Tanaman transgenik lebih produktif dan memiliki hasil yang lebih besar.
- Peningkatan kualitas biji-bijian
- Peningkatan kadar protein
- Pembentukan tanaman resisten hama, penyakit, dan herbisida
- Pembentukan tanaman toleran kekeringan, tanah masam, suhu ektrem
- Pembentukan tanaman yang lebih bernilai nutrisi tinggi, seperti vit C, E dan β-karoten
- Lebih ramah lingkungan karena mereka membutuhkan lebih sedikit herbisida dan pestisida.
- Makanan yang lebih tahan dan matang untuk tinggal lebih lama sehingga mereka dapat dikirim jauh atau disimpan lebih lama.
