Rekayasa Genetika Bakteri Rhizobakterium Sebagai Salah Satu Upaya Perakitan Tanaman Transgenik Tahan Penyakit

Rekayasa Genetika Bakteri Rhizobakterium Sebagai Salah Satu Upaya Perakitan Tanaman Transgenik Tahan Penyakit
Bacteria Genetic Engineering Rhizobakterium Rafting Effort as One Disease Resistant Transgenic Plants
Feni Nur’aini, Dr. H. Agus Krisno Budianto,M.Kes
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang
Abstract
The advantages of genetic engineering is capable of transferring genetic material from diverse sources and controlled with high accuracy in a shorter time .. Through this process of genetic engineering, have successfully developed plants that are resistant to pests such as insects, diseases and weeds that are very detrimental to plants. Rhizobakteria is a group of bacteria that live and thrive in the area rizofer plants. Rhizobakteria group is known to stimulate plant growth that can increase crop production. Several species of rhizosphere bacteria (around roots) that can improve plant growth is often called Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) or hyper Rhizobakteria Plant Growth (RPPT). In soybean plants, the bacteria rhizobium sp attached to the nodule. And it makes the plants grow fast and to carry out his life because these plants have been infected by the bacterium Rhizobium sp. The occurrence of root nodules is initiated by the interaction between plants and rhizobia bacteria. Symbiotic interaction is due to the exchange of signals between plants and bacteria (rhizobia). As a result, the rhizobia produce Nod factors. Induction of Nod factors by plant response (which is one of them) with the formation of nodules. The process of nodule formation occurs through several stages of development that began with the colonization of bacteria rhizobia and then stick to the hair roots. Then rhizobia trapped in the folds in the crook root hairs which then resulted in rhizobia trying to break through the cell wall by breaking with established infections (wounds). Tues certain kortikoid of plants divide to form the nodule primordium and through this primordial cell infiltration in the infection grows. The further growth will form a tumor. In the area of infection is bacteria divide before finally forming nodules and bacteria differentiated into bacteroids and begin to bind nitrogen

Key words: Genetic Rekayasa, Rhizobakterium, Plant Transgenik
Abstrak
Keunggulan rekayasa genetika adalah mampu memindahkan materi genetika dari sumber yang sangat beragam dengan ketepatan tinggi dan terkontrol dalam waktu yang lebih singkat.. Melalui proses rekayasa genetika ini, telah berhasil dikembangkan tanaman yang tahan terhadap organisme pengganggu seperti serangga, penyakit dan gulma yang sangat merugikan tanaman. Rhizobakteria merupakan kelompok bakteri yang hidup dan berkembang di daerah rizofer tanaman.  Kelompok rhizobakteria ini diketahui dapat merangsang pertumbuhan tanaman sehingga produksi tanaman dapat meningkat. Beberapa spesies bakteri rizosfer (di sekitar perakaran) yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman sering disebut Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) atau Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman (RPPT). Pada tanaman kedelai tersebut, bakteri rhizobium sp menempel pada bintil akar. Dan itu membuat tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium sp. Terjadinya bintil akar diawali oleh interaksi antara tanaman dan bakteri Rhizobia. Interaksi secara simbiosis terjadi karena adanya pertukaran sinyal antara tumbuhan dan bakteri (Rhizobia). Sebagai hasilnya, Rhizobia memproduksi Nod factors. Induksi Nod factors direspon oleh tanaman (yang salah satunya) dengan pembentukan nodul. Proses pembentukan nodul terjadi melalui beberapa tahap perkembangan yang dimulai dengan kolonisasi bakteri Rhizobia dan lalu menempel pada rambut akar. Kemudian Rhizobia terjebak di dalam lekukan lipatan rambut akar yang kemudian mengakibatkan Rhizobia mencoba masuk melalui dinding sel dengan menyusup dengan membentuk infeksi (luka). Sel kortikoid tertentu dari tanaman membelah untuk membentuk primordial nodul dan melalui primordial ini penyusupan sel secara infeksi tumbuh. Pertumbuhan tersebut lebih lanjut akan membentuk suatu tumor. Di dalam daerah infeksi tersebut bakteri membelah diri sebelum akhirnya terbentuk nodul dan bakteri tersebut terdiferensiasi menjadi bakteroid dan mulai mengikat nitrogen.
Kata kunci: Rekayasa Genetik, Rhizobakterium, Tanaman Transgenik

PENDAHULUAN
Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan telah sampai pada suatu titik yang memungkinkan orang untuk memanipulasi suatu organisme di taraf seluler dan molekuler. Bioteknologi mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan merupakan hal yang baru. Bioteknologi molekuler menawarkan cara baru untuk memanipulasi organisme hidup. Perkembangan teknologi mutakhir diiringi dengan perkembangan dibidang biokimia dan biologi molekuler melahirkan teknologi enzim dan rekayasa genetika. Rekayasa genetika menandai dimulainya era bioteknologi modern.
Penemuan struktur double heliks DNA (gambar 1) oleh Watson dan Cricks (1953) telah membuka jalan lahirnya bioteknologi modern dalam bidang rekayasa genetika yang merupakan prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) gen (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling).
Rekayasa Genetika

Secara tradisional, pemuliaan tanaman, dan rekayasa genetika sebenarnya telah dilakukan oleh para petani melalui proses penyilangan dan perbaikan tanaman. Misalnya melalui tahap penyilangan dan seleksi tanaman dengan tujuan tanaman tersebut menjadi lebih besar, kuat, dan lebih tahan terhadap penyakit. Selama puluhan bahkan ratusan tahun yang lalu, para petani dan para pemulia tanaman telah berhasil memuliakan tanaman padi, jagung, dan tebu, sehingga tanaman-tanaman tersebut mempunyai daya hasil tinggi dan memiliki kualitas panen yang lebih baik.
Proses pemindahan gen pada pemuliaan tradisional dilakukan melalui proses penyerbukan dengan perantaraan angin maupun bantuan serangga penyerbuk. Proses penyerbukan ini sering kali melibatkan bantuan manusia, misalnya melalui penyerbukan dengan cara memindahkan serbuk sari tanaman yang satu ke ujung putik tanaman lainnya.
Prinsip rekayasa genetika sama dengan pemuliaan tanaman, yaitu memperbaiki sifat-sifat tanaman dengan menambahkan sifat-sifat ketahanan terhadap cekaman mahluk hidup pengganggu maupun cekaman lingkungan yang kurang menguntungkan serta memperbaiki kualitas nutrisi makanan. Rekayasa genetika adalah kelanjutan dari pemuliaan secara tradisional. Dalam arti paling luas merupakan penerapan genetika untuk kepentingan manusia akan tetapi masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekuler untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.
Tidak seperti halnya pemuliaan tanaman secara tradisional yang menggabungkan seluruh komponen materi genetika dari dua tanaman yang disilangkan, rekayasa genetika memungkinkan pemindahan satu atau beberapa gen yang dikehendaki dari satu tanaman ke tanaman lain.
Keunggulan rekayasa genetika adalah mampu memindahkan materi genetika dari sumber yang sangat beragam dengan ketepatan tinggi dan terkontrol dalam waktu yang lebih singkat. Melalui proses rekayasa genetika ini, telah berhasil dikembangkan tanaman yang tahan terhadap organisme pengganggu seperti serangga, penyakit dan gulma yang sangat merugikan tanaman.
Rekayasa genetika bermain pada tingkat molekuler khususnya DNA. Beberapa tahapan yang digunakan dalam rekayasa genetika yaitu isolasi DNA, manipulasi DNA, perbanyakan DNA dan visualisasi hasil manipulasi DNA, DNA rekombinan, dan Kloning Gen.
Prosedur rekayasa genetika dengan menggunakan mikroorganisme adalah sebagai berikut.
1.    Pemurnian DNA/Isolasi gen dengan menghancurkan atau melisiskan semua sel yang mengandung gen yang ditargetkan, kemudian dipisahkan dengan sentrifuge pada kecepatan tinggi dan ditambahkan bahan kimia sehingga didapatkan DNA murni. Ada tiga macam sumber DNA yang dapat diisolasi, yaitu sebagai berikut.
2.    DNA dapat berasal dari total genom organisme yang diinginkan
3.    DNA yang dibuat dari mRNA yang diisolasi dari jaringan tertentu. DNA ini dapat dibuat dari mRNA dengan menggunakan enzim reserve transcriptase.
4.    DNA dibuat secara invitro dari nukleotida dan enzim polimerase DNA.
a)    Pemecahan DNA : molekul DNA yang besar dipecah dengan menggunakan gelombang ultrasonic, maka akan dijumpai fragmen random. Dengan menggunakan enzim khusus bagi fragmen DNA seperti endonuklease restriksi akan diperoleh DNA intermolekuler dan intramolekuler atau hanya akan didapatkan urutan fragmen DNA dengan urutan tertentu. Supaya lebih stabil dikaitkan dengan enzim yang disebut T-4 DNA ligase. Contoh endonuklease restriksi adalah Hind II, Bam H1 dan Eco RI.
b)    Pemindahan gen/transfer DNA pada sel vector yang sesuai:transfer DNA ke bakteri yang hidup (cloning vector : plasmid, bakteriofage atau kosmid) dapat dengan cara, DNA asing dipaksakan berintegrasi dengan kromosom menjadi genom. Atau dengan cara gen asing dapat dikembangkan menjadi suatu bagian yang outonom molekul DNA yang sedang berkembang. Molekul DNA disebut sebagai vector. Penyambungan ini menggunakan enzim ligase.
c)    Memasukkan DNA rekombinan/kimera DNA ke dalam sel inang. Sel inang yang dipakai harus seaman mungkin dan tidak bersifat patologis. Cara memasukkan DNA rekombinan kedalam sel inang dapat dilakukan dengan cara transformasi, transfeksi, DNA packaging dan micro injection.
d)    Identifikasi/penapisan dan seleksi DNA yang baru diperoleh dari cirri klon rekombinan. Untuk menyeleksi DNA baru hasil rekombinan agar sesuai dengan yang diinginkan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu cara genetic, hibridasi asam nukleat dan immunokimia.(http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/11/30/pemanfaatan- rhizobium-sp-guna-menyuburkan-tanah-untuk-meningkatkan-kualitas-pertanian-di-in)
Rhizobakteria

Rhizobakteria merupakan kelompok bakteri yang hidup dan berkembang di daerah rizofer tanaman.  Kelompok rhizobakteria ini diketahui dapat merangsang pertumbuhan tanaman sehingga produksi tanaman dapat meningkat.  Hellriegel dan Wilfarth (1889) merupakan peneliti pertama yang melaporkan manfaat dari kelompok bakteri ini dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman kacang – kacangan, sejak saat itu berkembanglah penelitian – penelitian untuk mencari mikroorganisme yang dapat meningkatkan produksi tanaman. Potensi penggunaan rhizobakteria sebagai inokulan telah banyak mendapat perhatian dari pakar mikrobiologi tanah dan penyakit tanaman, karena sifat dari rizobakteria ini sangat agresif dalam mengkolonisasi akar menggantikan tempat mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit pada tanaman.
Selama 70 tahun ke belakang, penggunaan inokulan mikrobia lebih banyak melibatkan rizobia dan tanaman legum. Hak cipta pertama kali bagi inokulan rizobia diberikan pada awal abad ini, kemudian diikuti dengan eksploitasi secara komersial. .Adanya berbagai kendala dan ketidaksesuaian yang ditimbulkan oleh rizobia hasil produksi massal mengarahkan penelitian pada pengembangan perbaikan strain Rhizobium yang akan memperbaiki rizobia asal tanah dan membentuk nodul yangefektif dalam jumlah besar pada tanaman. Selain itu teknik aplikasinya dimodifikasiuntuk mendistribusikan inokulum yang viabilitasnya tinggi pada perkecambahanbenih. Banyak hambatan ekologis membatasi keberhasilan rizobia yangdiinokulasikan pada tanah (Young and Burns, 1993).Seringkali diasumsikan bahwa peningkatan pertumbuhan tanaman setelah inokulasi adalah respon langsung terhadap bakteri yang diinokulasikan. Dalam hal rizobia, penampakkan nodul didampingkan dengan pengukuran sensitif terhadapfiksasi nitrogen menggunakan
15 N dan teknik reduksi asetilen, memungkinkan terjadinya korelasi yang jelas antara respon tanaman dengan inokulan. Bagaimanapun masih terdapat sebab dan akibat yang membingungkan pada saat mengkaji fungsidari inokulan mikrobia lainnya.

http://carabudidaya.com/bakteri-pemacu-pertumbuhan/

Pemanfaatan Rhizobium dalam Produksi Pertanian Dilakukan Melalui:
1.    Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),
2.    Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT),
3.    Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),
4.    Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.
Beberapa spesies bakteri rizosfer (di sekitar perakaran) yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman sering disebut Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) atau Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman (RPPT). RPPT terdiri atas genus Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Arthrobacter, Bacterium,Mycobacterium, dan Pseudomonas (Tien et al. 1979, Kloepper et al. 1980, Kloepper 1983, Schroth &Weinhold 1986, Biswas et al. 2000).  Bakteri tersebut hidupnya secara berkoloni menyelimuti akar tanaman. Bagi tanaman keberadaan mikroorganisme ini akan sangat baik. Bakteri ini memberi keuntungan dalam proses fisiologi tanaman dan pertumbuhannya. Akar adalah sumber kehidupan, disana terjadi pertukaran udara, unsur hara, dekomposisi dll (Soesanto L. 2008)
Seperti kita ketahui PGPR (Palnt Growth Promoting Rhizobacteria) adalah mikroorganisme yang menguntungkan yang hidup diperakaran. Jika disuatu daerah perakaran kekurangan mikroorganisme mengentungkan, maka akan menyebabkan tanaman menjadi terserang penyakit akar seperti layu dan busuk akar. Selain itu tanaman juga akan mengalami hambatan dalam pertumbuhannya (kurang subur).
PGPR sangat dibutuhkan oleh tanaman karena memiliki banyak manfaat. Manfaat yang dapat terlihat secara nyata adalah bahwa PGPR mencegah dan mengendalikan penyakit layudan dapat memacu pertumbuhan tanaman. Aktivitas  yang sebenarnya dilakukan oleh PGPR ini sehingga mampu mengendalikan penyakit layu dan menyuburkan.
1.    PGPR memproduksi antibiotik untuk melindugi tanaman dengan cara menghambat pertumbuhan penyakit perakaran
2.    PGPR menjadi pesaing patogen penyebab penyakit dalam mendapatkan makanan disekitar perakan sehingga pertumbuhan patogen merugikan menjadi berkurang.
3.    PGPR merangsang pembentukan hormon atau ZPT Auksin, Sitokinin, dan Giberelin sehingga tanaman terlihat lebih subur.
4.    PGPR menghambat produksi etylen (zat yang menyebabkan tanaman cepat tua dan mati).
5.    PGPR meningkatkan penyerarapan dan pemanfaatan unsur N oleh tanaman.
6.    PGPR meningkatkan kemampuan tanaman dalam penyerapan unsur Fe.
7.    PGPR meningkatkan kemampuan tanaman dalam penyerapan unsur S.
8.    PGPR meningkatkan ketersediaan unsur P
9.    PGPR meningkatkan ketersediaan unsur Mn

Adapun aplikasi PGPR adalah sebagai berikut
1.    PGPR untuk perlakuan benih. Benih yang dibeli dari tokodan diduga mengandung pestisida cuci dulu samapai bersih 3-4 kali. Rendam benih dalam larutan PGPR dengan konsentrasi 10 mlper liter air selama 10 menit hingga 8 jam tergantung jenis benihnya. Kemidian kering anginkan ditempat teduh sebelum dilakukan penanaman.
2.    PGPR untuk perlakuan bibit. Juka untuk perlakuan bibit, stek atau biakan vegetatiflin tinggal direndam beberapa saat saja lalu langsung ditanam. Konsentrasi yang diperlukan 10 ml per liter air.
3.    PGPR untuk perlakuan pada tanaman. Buat PGPR dengan konsentrasi 5 ml per liter air. Untuk aplikasi pada tanaman semusim (cabe, terong, timun, dll) siramkan 1-2 gelas aqua larutan tadi ke daerah perakaran. Jika untuk tanaman tahunan jumlah larutan yang digunakan dapat diperkirakan sendiri sesuai dengan umur dan jenis tanaman, sebagi ukuran siram bagian perakaran sampai basah.

Lama Waktu Perendaman Bibit atau Benih Dengan menggunakan PGPR
No     Benih atau Bibit    Lama Perendaman
1.     Padi, cabe, terong, dan kangkung    2-8 jam
2.     Stek tanaman berkayu, dan bahan biakan dengan rhizoma (pisang, aglaonema, dansebagainya)    2-8 jam
3.     Kacang-kacangan (kacang panjang, kedelai, buncis, kacang tanah, dan sebagainya)    5-15 menit
4.     Timun-timunan (mentimun, semangka, melon, dan sebagainya)    5 menit
5.    Jagung dan tomat    15-30 menit
6.     Bayam dan kubis-kubisan (pak choi, caisin, kubis, dan sawi putih )    5 menit

Perlakuan PGPR pada berbagai jenis tanaman
No.     Jenis Tanaman    Perlakuan Awal    Perlakuan Susulan
1.     Benih yang disemaikan dan memiliki umur produktif kurang lebih 30 hari (bayam, caisin, dan sebagainya)    Perlakuan benih    1 minggu setelah tanam dan 2 minggu setelah tanam
2.     Benih tanam langsung dengan umur tanaman kurang lebih 60 hari (jagung manis)    Perlakuan benih    3 minggu setelah tanam dan 5 minggu setelah tanam.
3.     Benih disemaikan dengan usia tanam 3-4 bulan (padi, cabe, terung, melon, dan sebagainya)    Perlakuan benih    1 minggu sebelum pindah tanam dan 3 atau 5 minggu setelah tanam
4.    Benih tanam langsung dengan umur tanaman kurang lebih 3 bulan (jagung, kacang panjang, kedeli, mentimun, dan sebagainya)    Perlakuan benih    3 minggu setelah tanam, 7 atau 9 minggu setelah tanam
5.    Tanaman berumur kurang lebih 12 bulan (pisang)    Perlakuan benih atau bibit    Perlakuan dilakukan sekali sejak ditanam hingga tanaman berumur 1 bulan sebelum panen
6.    Tanaman disemaikan dengan umur kurang lebih 3 tahun (pepaya)    Perlakuan benih    1 minggu sebelum pindah tanam dan penyiramansatu bulan sekali setelah pindah tanam
7.     Tanaman tahunan    Perlakuan bibit atau benih    Penyiraman 1 bulan sekali

http://www.gerbangpertanian.com/2011/06/pgpr-mengendalikan-layu-dan-menyuburkan.html

Perakitan Tanaman Transgenik Tahan Penyakit Dengan Menyisipkan Gen Dari Bakteri Rhizobacteium
Tanaman transgenik adalah merupakan aplikasi bioteknologi pada tanaman yang telah direkayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu. Organisme transgenik adalah organisme yang mendapatkan pindahan gen dari organisme lain.  Gen yang ditransfer dapat berasal dari jenis (spesies) lain seperti bakteri, virus, hewan, atau tanaman lain . 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 akar. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri Rhizobacterium, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan listrik).( http://blog-efirdaus.blogspot.com/2011_07_01_archive.html)
Teknologi transfer gen digunakan untuk mendapatkan tanaman hasil rekayasa genetika (tanaman transgenik) yang mempunyai sifat unggul yang diinginkan. Metode transfer gen dibedakan menjadi 2 yaitu:
A. Transfer gen secara langsung.
1. Particle bombardment (penembakan partikel / gene gun)
Prinsip dari metode ini adalah penembakan partikel DNA- coated secara langsung
ke sel atau jaringan tanaman.
2. Karbid silikon
Suspensi sel tanaman yang akan ditransformasi dicampur dengan serat karbid silikon dan DNA plasmid dari gen yang diinginkan dimasukkan ke dalam tube (tabung eppendorf) kemudian dicampur dan diputar menggunakanvortex.
3. Elektroporasi
Metode transfer DNA yang umum digunakan pada tanaman monokotil adalah elektroporasi dari protoplas. Elektroporasi menggunakan perlakuan listrik bervoltase tinggi menyebabkan permiabilitas tibnggi pada membran sel dengan membentuk pori-pori sehingga DNA mudah penetrasi kedalam proptoplas. Perlakuan elektroporasi ini seringkali dikombinasikan dengan perlakuanpoly ethylene glycol (PEG) pada protoplas.
(PEG) pada protoplas.
B. Transfer gen secara tidak langsung
Pada tanaman kacang-kacangan, transfer gen sering menggunakan bakteri Rhizobakterium plasmid sehingga sel tanaman yang ditransformasi mampu beregenerasi menjadi tanaman sehat hasil rekayasa genetika. Gen yang diinginkan dimasukkan ke dalam sel tanaman dengan cara menitipkannya (menyisipkan) pada T-DNA. (lukman hakim,

http://agrotekaceh.blogspot.com/2011/06/tanaman-transgenik.html)

Proses Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPPT)
Rhzobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT) atau populer disebut Plant Growing Promoting (PGPR) adalah kelompok bakteri yang menguntungkan yang agresif menduduki (mengkolonisasi) rizosfir atau lapisan tanah antara 1-2mm di atas zona perakaran. Lingkungan rizosfir yang kaya akan sumber energi dari senyawa organik yang dikeluarkan oleh akar tanaman. (eksudat akar) merupakan habitat bagi berbagai jenis mikroba untuk berkembang dan sekaligus tempat persaingan mikroba (soronsen, 1997). Tiap tanaman mengeluarkan eksudat akar dengan komposisi yang berbeda-beda sehingga berperan juga sebagai penyeleksi mikroba pengaruhnya bisa meningkatkan perkembangan mikroba tertentu dan menghemat perkembangan mikroba yang lain (chan et al, 1963; Rovira 1965; dan Grasyton et al., 1998). Semakin banyak eksudat akar, maka semakin besar jumlah keragamn mikroba. Kondisi ini akan meningkatkan peningkatan persaingan dalam proses kolonisasi rizosfer. Rhizobakteri merupakan mikroba paling kompetitor yang paling efisien yang mampu menggesr kedudukan mikroba pribumi di lingkungan rizosfir sampai pada masa pertengahan umur tanaman (Kloepper & Schroth, 1981).
Kompleksitas mekanisme RPTT memacu pertumbuhan tanaman banyak dilaporkan. Pada awalnya para ahli percaya bahwa peningkatan tanaman yang di inokulasi dengan Azotobacter dan Azospirillum disebabkan semata –mata oleh sumbangan nitrogen hasil penambatan N2. Namun kemudian dapat dikethui ternyata ada faktor lain yang ikut berperan dalam peningkatan pertumbuhan tanaman, yakni hormon AIA (Asam Indol Asetat) yang dihasilkan bakteri tersebut (Kennedy, 1998). Hasil yang sama di kemukakan oleh de Freitas et al., (1997) bahwa peningkatan pertumbuhan tanaman kanola (Brassica napus L.) yang diinokulasi dengan rhizobakteri pelarut Baccilus sp. Juga terkait dengan kemampuan bakteri ini untuk menghasilkan hormon AIA. Peran ganda bakteri ini terkait dengan bakteri tanaman. Ekspresi karakter fungsional yang muncul merupakan respon terhadap kondisi fisik dan kimia di lingkungan rizosfir. Oleh karena itu, skreening berbagai karakter fungsional bakteri diperlukan untuk mengetahui potensi pemanfaatannya sebagai RPPT.  Peningkatan petumbuhan tanaman oleh RPTT dapat melalui satu atau lebih mekanisme yang terkait dengan karakter fungsional RPTT dan kondisi lingkungan di Rizosfir.
Asam Indol Asetat
Asam Indol Asetat (AIA) merupakan betuk aktif hormon auksin yang berperan dapat meningkatkan kualitas dan hasil panen. Fungsi hormon AIA bagi tanaman antara lain meningkatkan perkembangan sel, merangsang pembentukan akar baru, memacu pertumbuhan, merangsang pembungaan, meningkatkan aktifitas enzim (Arshad & Frankenberger ,1993). Umumnya tanaman tidak mampu menghasilkan AIA dalam jumlah cukup untuk pertumbuhan dan perkembangan. Beberapa starin RPTT mampu mensintesis AIA dari prekursor (bahan dasar) yang terdapat dalam eksudat akar maupun dari bahan organik (sisa tanaman dan hewan). Trgantung konsentrasinya, senyawa aktif ini dapat dapat meningkatkan maupun menghambat pertumbuhan tanaman
Berbagai hasil penelitian menunjukkan bahwa AIA yang dihasilkan RPTT seperti Azospirillum brasilense dan Azotobacter paspali meningkatkan jumlah bulu akar dan akar lateral sehingga meningkatkan penyerapan unsur hara dari tanah (Okon & Kalpunik, 1986; Abbas & Okon, 1993).
Interaksi Rhizobium sp. dengan tanaman Leguminoceae

Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati. Bakteri Rhizobium hidup dengan menginfeksi akar tanaman legum dan berasosiasi dengan tanaman tersebut, dengan menambat nitrogen.
Pada dunia pertanian bakteri rhizobium sp mengikat unsur nitrogen dari lingkungan sekitar dan menularkan ke tumbuhan, tetapi bagian akar dan juga pada bagian  tanah pada suatu tanaman. Kebanyakan  rhizobium sp menularkan pada tanaman yang berbiji : contohnya saja akar pada tanaman kedelai.
Pada tanaman kedelai tersebut, bakteri rhizobium sp menempel pada bintil akar. Dan itu membuat tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium sp.
Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.
Proses Pembentukan Bintil Akar
Terjadinya bintil akar diawali oleh interaksi antara tanaman dan bakteri Rhizobia. Akar tanaman mengeluarkan sinyal yang akan mengaktifkan ekspresi gen dari bakteri yang berperan pada nodulasi. Setelah adanya sinyal tadi, bakteri (Rhizobia) akan mensintesis sinyal yang menginduksi pembentukan meristem nodul dan memungkinkan bakteri untuk masuk ke dalam meristem tersebut melalui proses infeksi. Sinyal‐sinyal kimia yang di sintesis oleh bakteri itu pada dasarnya merupakan asam amino termodifikasi (homoserin lakton) yang membawa subtituen rantai asil yang bervariasi yang disebut asil homoserin lakton (AHL). Melalui pendeteksian dan reaksi terhadap senyawa‐senyawa kimia tersebut sel‐sel tanaman secara individu dapat merasakan berapa banyak sel yang mengelilingi mereka1.
Interaksi secara simbiosis terjadi karena adanya pertukaran sinyal antara tumbuhan dan bakteri (Rhizobia). tanaman mensekresikan senyawa‐senyawa flavonoid yang gugus fenolnya bersama dengan NodD (protein penggerak) dari bakteri menginduksi ekspresi dari gen pembentukan nodul dari Rhizobia (nod, nol, noe). Sebagai hasilnya, Rhizobia memproduksi Nod factors. Induksi Nod factors direspon oleh tanaman (yang salah satunya) dengan pembentukan nodul.
Proses pembentukan nodul terjadi melalui beberapa tahap perkembangan yang dimulai dengan kolonisasi bakteri Rhizobia dan lalu menempel pada rambut akar. Kemudian Rhizobia terjebak di dalam lekukan lipatan rambut akar yang kemudian mengakibatkan Rhizobia mencoba masuk melalui dinding sel dengan menyusup dengan membentuk infeksi (luka). Sel kortikoid tertentu dari tanaman membelah untuk membentuk primordial nodul dan melalui primordial ini penyusupan sel secara infeksi tumbuh. Pertumbuhan tersebut lebih lanjut akan membentuk suatu tumor. Di dalam daerah infeksi tersebut bakteri membelah diri sebelum akhirnya terbentuk nodul dan bakteri tersebut terdiferensiasi menjadi bakteroid dan mulai mengikat nitrogen
Pada awal respon tanaman terhadap induksi Nod factors, melibatkan aliran ion yang melewati membran plasma dan berasosiasi di membran, yang diikuti getaran secara berkala ion kalsium yang diikuti pembentukan ulang rambut akar dan inisiasi pembelahan sel kortikoid. Pembentkan bintil akar membutuhkan Nod factors karena apabila Rhizobia tidak memproduksi Nod factors maka tidak akan terjadi pembentukan bintil. (Widy, 2011. http://widyaamrida.blogspot.com/2011/10/interaksi-antara-tanaman-legum-dengan.html)
Interaksi secara simbiosis  anatara bakteri Rhizobium dengan tanah dan tanaman terjadi pertukaran sinyal antara bakteri Rhizobium dan tanaman. Hal yang demikian itu merupakan suatu yang saling bermanfaat antara makhluk ciptaan ALLAH. ALLAH sendiri juga menetapkan manfaat dari suatu makhluk ciptaaNya. Mulai dari makhluk yang besar sampai yang kecil, bahkan sampai tidak bisa dilihat oleh mata manusia secara biasa, seperti halnya bakteri Rhizobium yang selain memberikan pengaruh negatif, juga memberikan manfaat pada akar tanaman. Seperti dalam Al-Quran telah dijalaskan dalam QS: An-Nahl ayat 13:

وَمَاذَرَأَلَكُمْفِىٱلْأَرْضِمُخْتَلِفًاأَلْوَٰنُهُۥٓۗإِنَّفِىذَٰلِكَلَءَايَةًۭلِّقَوْمٍۢيَذَّكَّرُونَ

Artinya : Dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda(kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.
Allah juga menetapkan sebarapa pentingkah makhluk ciptaanNya bagi umat manusia, dan Allah telah menentukan ukurannya dengan sedetail-detailnya, tanpa kurang dan lebih sedikitpun. Seperti dalam Al-Qur’an telah dijelaskan dalam QS: Al-Furqan ayat 2:


Artinya:
yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.
Maksud dari ayat diatas adalah segala sesuatu yang dijadikan Allah diberinya perlengkapan-perlengkapan dan persiapan-persiapan, sesuai dengan naluri, sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup.

DAFTAR PUSTAKA
Abbas, Z. And Y, Okon. 1993. Plant Growth Promoting by Azotobacter paspali in the rhizospere. Soil Biol. Biochem. 25: 1.075-1.083
Arshad, M.  And W.T.Frankenberger, Jr. 1993. Microbial production of plant growth regulator. P. 307-347. In F.B meeting, Jr. (Ed). Soil Microbiaol Ecology. Aplication in Agricultural and Environmental Management. Marcel Dekker, Inc. New York
Kloepper, J. W. And M. N. Schroth. 1981. Relationship in vitro antibios of plant growth promoting rhizobacteria on potato plant development and yield. Phytophatologhy 70: 1.078-1.082
Okon, Y. 1986. Development and function of Azospirillum –inoculated roots. Plant and Soil. 90: 3-16
Rovira, A. D. 1965. Interction between plant roots and soil micro-organism. Annu. Rev. Microbial. 19: 241-266
Saronsen, J. 1997. The rhizozsfer as a habitat for soil microorganism. P. 21-45. In J. E. Van Elsas , J. T. Trevors, and E. M. H. Wellington (Eds). Modern Soil Microbiologym. Marcel Dekker, Inc. New York

http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/11/30/pemanfaatan- rhizobium-sp-guna-menyuburkan-tanah-untuk-meningkatkan-kualitas-pertanian-di-in

http://carabudidaya.com/bakteri-pemacu-pertumbuhan/

http://www.gerbangpertanian.com/2011/06/pgpr-mengendalikan-layu-dan-menyuburkan.html

http://blog-efirdaus.blogspot.com/2011_07_01_archive.html

http://agrotekaceh.blogspot.com/2011/06/tanaman-transgenik.html

(Widy, 2011. http://widyaamrida.blogspot.com/2011/10/interaksi-antara-tanaman-legum-dengan.html)

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 55 other followers

%d bloggers like this: