ppt pemuliaan fix

Click here to load reader

Post on 12-Jul-2016

61 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Genetika

TRANSCRIPT

Pengertian Bioteknologi

BIOTEKNOLOGI DAN PEMULIAAN TANAMAN Irmayanti Laras Wido Retno Peronika Sehat Nina Limbong Sari Yuliana Sihombing Vivi Sebastiani Pandiangan Pengertian Bioteknologi Bioteknologi Penerapan teknologi yang didasarkan pada sistem kehidupan untuk mengembangkan proses dan produk yang komersial. Bioteknologi mempunyai potensi untuk meningkatkan produksi tanaman budidaya, peternakan dan pegolahannya secara biologi. Bioteknologi menyediakan bagi para pakar suatu pendekatan baru untuk mengembangkan varietas-varietas baru dengan produksi yang lebih tinggi dan lebih bergizi, lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit, serta terhadap keadaan yang merugikan, atau mengurangi kebutuhan terhadap pupuk dan bahan bahan kimia lainnnya (Sardjoko, 1991).Sejarah penemuan bioteknologi8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak. 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop. 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan 1880 Mikroorganisme ditemukan 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan

1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya. 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia) 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saverPERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGIPerkembangan bioteknologi dapat dibagi dalam beberapa era yang meliputi:1. Era bioteknologi generasi pertama / bioteknologi sederhana. Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain. 2. Era bioteknologi generasi kedua: Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat b. pengolahan air limbah c. pembuatan kompos

3. Era bioteknologi generasi ketiga. Proses dalam kondisi steril. Contoh : produksi antibiotik dan hormon 4. Era bioteknologi generasi baru Contoh: produksi insulin, interferon, antibodi monoclonal

Bioteknologi PertanianMelalui Bioteknologi modern dapat dikembangkan tanaman-tanaman transgenik yang tahan terdapat patogen tertentu. Pendekatan bioteknologi modern semacam ini dapat mengurangi potensi kerugian akibat penyakit tanaman, sekaligus mengurangi pencemaran lingkungan akibat penggunaan bahan kimia untuk mengendalikan patogen. (Nasir, 2002). JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGIBioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional biasanya dilakukan secara sederhana, tidak diproduksi dalam jumlah besar, tidak menggunakan prinsip-prinsip ilmiah dan hanya menggunakan mikroorganisme seperti jamur dan bakteri.Contoh : tempe, oncom, tape, tuak, kecapContoh bioteknologi konvensionalBAHANORGANISME YG DIPAKAIHASILBeras ketananggur SacharomycesMinuman beralkoholKedelaiRhizopus stoloferusTempeKedelaiAspergilus wentiKecapkacangNeurospora crassaOncomsari kelapaAcetobacter xylinumNata de cocosusuLactobasillus bulgaricus,Sterptococcus thermophillusyoghurt2. Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern biasanya dilakukan dengan peralatan canggih, diproduksi dalam jumlah besar, menggunakan prinsip-prinsip ilmiah, menggunakan mikroorganisme dan bagian dari mikroorganisme seperti tumbuhan dan hewan.Contoh : Asam amino, penisilin, pengolahan limbah, pembasmi hama tanaman, pemisahan logam, obat. Bioteknologi Mikrobia

Mikrobia juga banyak digunakan untuk menghasilkan asam-asam organik (asam fumarat, asam sitrat, asam laktat, asam piruvat, dll), giberelin, dan karotenoid.Penggunaan mikrobia dalam tahapan sebelum panen (pre-harvest), misalnya untuk membuat formulasi pupuk hayati atau pestisida hayati. Dalam pembuatan pupuk hayati, mikrobia ditumbuhkan hingga mencapai kerapatan sel tertentu kemudian biomassa selnya dipanen. Biomassa sel mikrobia inilah yang selanjutnya digunakan sebagai pupuk hayati setelah dikemas dalam suatu bahan pembawa (carrier) tertentu, misalnya tanah gambut. Beberapa mikrobia yang sering digunakan untuk membuat pupuk hayati, misalnya Rhizobium sp., Azotobacter sp., Azosporillum sp., bakteri pelarut fosfat, dll. Bioteknologi Pupuk Hayati

Pupuk hayati (biofertiliser) adalah suatu bahan yang berasal dari jasad hidup, khususnya mikrobia, yang digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi suatu tanaman. Dalam hal ini yang dimaksud dengan berasal dari jasad hidup adalah mengacu pada hasil proses mikrobiologis. Mikrobia yang umum digunakan untuk membuat formulasi suatu pupuk hayati adalah kelompok bakteri atau jamur.

Rekayasa Genetik pada Tanaman Tingkat TinggiRekayasa genetika pada tanaman tingkat tinggi merupakan salah satu metode pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varian baru tanaman yang mempunyai sifat unggul. Prinsip-prinsip pemuliaan tanaman meliputi identifikasi dan seleksi sifat-sifat tanaman yang diinginkan dan menggabungkannya ke dalam satu individu tanaman. Secara konvensional, ada lima cara untuk meningkatkan variasi genetika, yaitu introduksi, persilangan, manipulasi genom, manipulasi gen dan transfer gen.

STRATEGI PEMULIAAN TANAMANIntroduksiIntroduksi spesies adalah usaha sadar atau tidak sadar memasukkan suatu jenis hewan atau tumbuhan ke dalam satu habitat yang baru. Introduksi tanaman merupakan suatu proses memperkenalkan tanaman dari tempat asal tumbuhnya ke suatu daerah baru.Introduksi tanaman bertujuan untuk memasukkan suatu tanaman dari suatu negeri kedalam negeri.

Introduksi tanaman selain menambah keragaman tanaman mempunyai manfaat lain: Memajukan bidang industri,dengan mendatangkan tanaman-tanaman industri seperti tanaman kehutanan, tanaman obat-obatan dan tanaman industri lainnya. Tanaman introduksi dapat dikelompokkan menjadi 3 yakni:Introduksi tanaman yang merupakan tanaman baru disuatu wilayah.Introduksi tanaman yang merupakan suatu varietas baru.Introduksi tanaman karena tanaman atau varietas ini mempunyai keunggulan tertentu.

2. Persilangan

Persilangan merupakan cara yang paling populer untuk meningkatkan variasi genetik, bahkan sampai sekarang karena murah, efektif, dan relatif mudah dilakukan.Pada dasarnya, persilangan adalah manipulasi komposisi gen dalam populasi. Keberhasilan persilangan memerlukan prasyarat pemahaman akan proses reproduksi tanaman yang bersangkutan

Persilangan pada pemuliaan tanaman

Sesuai dengan hubungan kekeluargaan tanaman yang akan disilangkan ada beberapa macam persilangan :a. Intravarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang varietasnya sama.b.Intervarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang berasala dari varietas yang berbeda tetapi masih dalam spesies yang sama. Juga disebut persilangan Intraspesifikc.Interspesifik : persilangan dari tanaman-tanaman yang berbeda spesies tetapi masih dalam genus yang sama. Juga disebut persilangan Intragenerik. Persilangan ini dilakukan untuk maksud memindahkan daya ressistensi terhadap hama, penyakit dan kekeringan dari suatu spesies ke lain spesies. Misal : tomat, tebud.Intergenerik: persilangan antara tanaman-tanaman dari genera yang berbeda. Persilangan ini dilakukan untuk menstransfer daya resisten hama,penyakit dan kekeringan dari genera-genera yang masih liar ke genera-genera yang sudah dibudidayakan. Misal tebu dan glagah lobak dan kubis.e.Introgresive: pada tipe persilangan ini salah satu spesies seolah-olah sifatnya mendominir sifat-sifat spesies yang lain sehingga populasi hybrid yang terbentuk seolah-olah hanya terdiri atas satu jenis spesies yang mendominir tersebut.

Metode Seleksi Pada Tanaman Menyerbuk Silang

Metode Seleksi Pada Tanaman Menyerbuk SilangDasardasar yang dapat membedakan diantara metode :a) Cara pemotongan populasi dasarb) Ada tidaknya kontrol terhadap persilanganc) Model perangen pada populasi bersangkutand) Tipe uji keturunane) Macam dari varietas komersiil yang akan dibentuk

Seleksi dalam Tanaman Penyerbukan Silang

Seleksi Massa Seleksi keturunan dan pemuliaan galur Varietas yang dikembangkan oleh seleksi

Sumber: (Allard, 1995).

SELEKSI MASSA Dalam seleksi massa, maka tanaman individual yang diinginkan dipilih, dipanen, dan bijinya disusun tanpa uji-coba keturunan untuk membuat generasi berikutnya. Seleksi massa telah efektif dalam menaikkan frekuensi gen untuk sifat yang mudah dilihat atau diukur.Sebaliknya, seleksi massa tidak efektif dalam memodifikasi sifat, seperti umpamanya produksi (hasil), yang dihimpun oleh banyak gen dan tak dapat disaksikan dengan cermat atas dasar penampilan satu tumbuhan tunggal. Sumber: (Allard, 1995). Seleksi di Bawah Penyerbukan Sendiri

Pemuliaan tanaman sejenis terjadi bila perkawinan dibuat antara induk yang hubungannya dekat; pemurnian antar jenis lain, Secara teknik, setiap sistem perkawinan antara individu yang mempunyai leluhur yang lebih banyak dari suatu populasi bersari secara acak termasuk ke dalam pemuliaan sejenis pada tingkatan tertentu. Penyerbukann sendiri jelas merupakan sistem pemuliaan sejenis, karena setiap galur yang diturunkan hanya mempunyai nenek moyang tunggal dalam setiap generasi Sumber: (Allard, 1995).Seleksi keturunan dan pemuliaan galur

Cara yang paling efektif untuk membedakan antara tanaman tunggal yang superioritasnya dipengaruhi oleh lingkungan dan mereka yang superioritasnya berasal dari genotipe superior ialah dengan testing keturunan. Ketelitian tes keturunan nyata lebih besar dalam percobaan replikasi (ulang) daripada dalam percobaan yang diulang beberapa tahun dan tempat. Prosedur yang paling umum adalah memungut hasil hanya biji yang dilakukan penyerbukan bebas (sari bebas) dari tanaman yang dipilih dan memakainya untuk membikin petak keturunan.Sumber: (Allard, 1995).Varietas yang dikembangkan oleh seleksi

Prosedur seleksi paling sederhana yang tersedia buat seleksionis dalam membentuk varietas baru adalah memungut hasil biji dari tipe yang diadopsi lokal (setempat). Ratusan varietas banyaknya dan strain (galur) dikembangkan dan dipelihara dalam tanaman beraneka raga mini oleh prosedur seleksi massa. Contoh: Pada jagung, seleksi massa membuat tipe berlainan seperti jagung Indian dari Barat Tengah, jagung early flint (Zea mays indurata) dari Great Plains sebelah utara, flints lambat yang tinggi dari Barat Daya, dan tipe profilik (tongkol jamak jagung) dari Tenggara. Disebabkan karena tidak efisiensinya seleksi massa dalam memperbaiki sifat berketurunan rendah sekarang ada kecenderungan mengganti seleksi massa dengan pemuliaan hibrida atau varietas sintetik.Sumber: (Allard, 1995).Keanekaragaman dan Pemulaiaan Tanaman Keragaman genetik yang tinggi diperlukan untuk mempertahankan kehidupan suatu jenis dari serangan hamapenyakit, fitness dan adaptasi terhadap kondisi lingkungan. Dalam pemuliaan tanaman, adanya keanekaragaman (variabilitas) pada populasi tanaman yang digunakan mempunyai arti yang sangat penting. Besar kecilnya variabilitas dan tinggi rendahnya rata-rata populasi tanaman yang digunakan sangat menentukan keberhasilan pemuliaan tanaman. Misalnya, bila kita hendak mengadakan pemuliaan untuk mendapat suatu varietas baru dengan produksi yang tinggi, maka populasi yang digunakan sebagai populasi dasar atau populasi awal, disamping mempunyai variabilitas yang besar, akan lebih baik bila disertai rata-rata produksi yang relatif tinggi. Sumber: (Allard, 1995).Peranan Pemuliaan Tanaman dalam Peningkatan Produksi Pertanian

Perbaikan daya hasil dan stabilitas hasil pada serealiaUntuk leguminosa, daya hasil yang lebih menarik bagi produsenIntroduksi bahan pangan baru (diversifikasi menu)Peningkatan protein melalui peningkatan komposisi hasil Peningkatan daya hasil tidak boleh menurunkan nilai giziEksploitasi ragam genetik yang masih cukup luas ditinjau dari segi nilai gizi. Sumber: (Makmur, 1992).

3. Manipulasi genomYang termasuk dalam cara ini adalah semua manipulasi ploidi, baik penggandaan genom (set kromosom) maupun perubahan jumlah kromosom. Gandum roti dikembangkan dari penggabungan tiga genom spesies yang berbeda-beda. Semangka tanpa biji dikembangkan dari persilangan semangka tetraploid dengan semangka diploid. Teknik pemuliaan ini sebenarnya juga mengandalkan persilangan dalam praktiknya.

4. Manipulasi gen dan ekspresinya

Dalam meningkatkan produksi usaha peternakan di era industrialisasi seperti saat ini salah satunya adalah merekayasa atau manipulasi gen dan ekspresinya baik yang berkaitan dengan masalah makanan atau produksi. PENGERTIAN GENOMGenom (Ing. genome), dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk menyatakan kumpulan gen.

Rekayasa genetika adalah suatu proses manipulasi gen yang bertujuan untuk mendapatkan organisme yang unggul. Langkah-langkah dalam Rekayasa GenetikaIsolasi GenKonstruksiTransformasiSeleksi dan KonfirmasiManfaat rekayasa genetika yang jelas dalam bidang pertanian, lingkungan, dan produksi pangan.

5. Transfer genCara ini dikenal pula sebagai transformasi DNA. Gen dari organisme lain disisipkan ke dalam DNA tanaman untuk tujuan tertentu. Strategi pemuliaan ini banyak mendapat penentangan dari kelompok-kelompok lingkungan karena kultivar yang dihasilkan dianggap membahayakan lingkungan jika dibudidayakan.