Rekayasa Genetika untuk Menghasilkan Tanaman Jambu Air Tanpa Biji

Genetic Engineering to Produce Plant Syzygium Aqueum without Seed

Rekayasa Genetika untuk Menghasilkan Tanaman Jambu Air Tanpa Biji

 

Oleh :Ikliyah (09330023)

Moch. Agus Krisno Budiyanto

Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Muhammadiyah Malang

 

Abstract

In this article will discuss about genetic engineering or recombinant DNA by the the genes to produce new Syzygium aqueum without seed. The goal is to get more product from fewer sources,and the more productive plants.

Writing this article is intended to explain and find out how genetic engineering with the study of to produce new Syzygium aqueum without seed.the genes to produce new creatures with desirable traits.genetics and genetic biotechnology, namely the application of techniques unaan pendayag-living organisms or parts of organisms to make modifications, enhance or improve the nature of creatures life and to develop microorganisms for specific use.

Genetic engineering is a way of manipulating the genes to produce new living creatures with desirable traits. Genetic engineering is also called transplant genes or DNA recombination. DNA used in genetic engineering to combine the properties of living things. That’s because the DNA of every living creature has the same structure, so it can be recommended. Furthermore, the DNA will be set sifatsifat living for generations. To change a cell’s DNA can be done through many ways, eg through the heart transplant, cell fusion, plasmid technology, and DNA recombination.

Key Word: Genetic engineering, Transpalansi gene

Abstrak

Dalam artikel ini akan membahas mengenai Rekayasa genetika untuk menghasilkan tumbuhan jambu air tanpa biji Tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil produk yang lebih baik.

          Artikel ini dimaksudkan untuk menjelaskan dan mengetahui bagaimana Rekayasa genetika dengan menghasilkan tanaman baru buah jambu air dengan sifat tanpa biji melalui kajian genetika bakteri dan genetika bioteknologi, yaitu penerapan teknik menyemprotkan hormon giberellin pada bunga buah.Giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen) organisme hidup atau bagian dari organisme untuk membuat modifikasi, meningkatkan atau memperbaiki sifat makhluk hidup serta mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus.

Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan.

Kata Kunci : Rekayasa genetika, Transpalansi gen.

 

PENDAHULUAN

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien.

Rekayasa Genetika atau DNA Rekombinan dapat didefinisikan sebagai pembentukan rekombinasi baru dari material yang dapat diturunkan dengan cara penyisipan DNA dari luar kedalam suatu wahana (vektor tertentu) sehingga memungkinkan penggabungan dan kelanju

tan berkembang baru. Dengan teknik DNA rekombinan sekarang, ada kemungkinan untuk menumbuhkan setiap segmen dari setiap DNA pada bakteri. Hasil organisme yang telah mengalami rekayasa genetika, yang dilakukan melalui pemindahan atau transfer sebuah atau lebih gen antara species yang sama atau yang berbeda itu, disebut transgenic (Shanty, 2007).

Modifikasi Gen atau Introduksi gen pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan, tanaman transgenic tahan hama dan kosmetika, serta Pembuatan insulin manusia dari bakteri (Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting, potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plasmid diinjeksi-kan lagi ke vektor, jika hidup segera di kembangbiaakan.

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 (Suryo 1994: 344).

Jambu air tanpa biji,bisa diperoleh dengan menyemprotkan hormon giberellin pada bunga buah. Giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen).Pertumbuhan biji akan terhambat. Namun kelemahannya buah yang di hasilkan akan kecil-kecil. Tapi sebenarnya dengan rekayasa genetik dalam lab yang lebih rumit, DNA (Deoxyribonucleaic Acid) tanaman bisa direkayasa hingga bisa dihasilkan buah-buahan tanpa biji.

PEMBAHSAN

Rekayasa Genetika

I.Pengerian Rekayasa Genetika

Rekayasa Genetika adalah teknik yang dilakukan manusia mentransfer (memindah-kan) gen (DNA) yang dianggap menguntung-kan dari satu organism kepada susunan gen (DNA) dari organism lain. Rekayasa genetika (Ing. genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk ke-pentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasuk-kan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.

Sebagaimana firman Allah sebagai berikut:

Q.s.asysyuura29
وَمِنْ آيَاتِهِ خَلْقُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَمَا بَثَّ فِيهِمَا مِن دَابَّةٍ وَهُوَ عَلَى جَمْعِهِمْ إِذَا يَشَاءُ قَدِير

Artinya : Di antara (ayat-ayat) tanda-tanda-Nya ialah menciptakan langit dan bumi dan makhluk-makhluk yang melata Yang Dia sebarkan pada keduanya. Dan Dia Maha Kuasa mengumpulkan semuanya apabila dikehendaki-Nya.

Prosedur rekayasa genetika dengan menggunakan mikroorganisme adalah sebagai berikut.:

1.Pemurnian DNA/Isolasi gen dengan menghancurkan atau melisiskan semua sel yang mengandung gen yang ditarget-kan, kemudian dipisahkan dengan sentrifuge pada kecepatan tinggi dan ditambahkan bahan kimia sehingga didapatkan DNA cara, yaitu cara genetic, hibridasi asam nukleat dan immunokimia.

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.

5.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.

6.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.

7.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.

8.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 produk, peningkatan mutu produk supaya tahan terhada serangan virus yang menyerang, meningkatan kandunagn gizi, tahan terhadap serangan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), serta dapat meningkatkan perkembangan kualitas produk dari hewan terrsebut.

 

Gbr. Pemisahan DNA oleh enzim restriksi

Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa

genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut.:

a. Rekayasa genetika Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA.

b. Transplantasi intiTransplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya.c. Fusi selFusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supayaterbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua selserta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel(kariogami.

Sebagaimana firman Allah sebagai berikut:

الذين يذ كرون الله قيماوقعودًأ وعلى جنو بهم و يتفكرون فى خلق السماوات ولارض ربنا خلقت هذابطلا

سبحنك فقنا عذاب النار

Artinya: (yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): “Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka. (Al-imran. 191)

 

Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Rekayasa genetika pada hewan mempunyai target dan tujuan antara lain peningkatan kualitas didirikan-nya badan perlindungan keadaan lingkungan, serta perkembangan-perkembangan lainnya (Pelczar,1988).

Gbr. Proses produksi insulin manusia dengan rekayasa genetika

Rekayasa genetik atau transformasi gen dilakukan dengan cara, ‘Memasukkan suatu gen untuk mengkatalisis pembentukan enzim yang merangsang pembesaran buah,.Cara itu dilakukan BB-Biogen pada tomat. Selain tak berbiji, anggota famili Solanaceae itu bisa berproduksi optimal di dataran rendah. (Ragapadmi 2002)

Gbr. Pembuatan plasmid dan mekanisme penyisipan gen

II .Kelemahan dan kelebihan Rekayasa genetika

Kelemahan teknologi rekayasa genetika Selain membawa dampak kurangnya zat gizi bagi ketersediaan makanan,membawa dampak negative antara lain pencemaran organik memerlukan biaya yang sangat tinggi. hingga rekayasa genetika, termasuk pada produksi benih transgenik, menjadi sulit untuk diterapkan pada tanaman buah.Termasuk kelemahan teknologi rekayasa genetika memerlukan biaya yang sangat tinggi. Hingga rekayasa genetika, termasuk pada produksi benih transgenik, menjadi sedikit sulit untuk diterapkan pada tanaman buah.

Kelebihan rekaysa genetika yaitu meningkatan hasil pertanian dan gizi produk makanan dan minuman Melestarikan hewan dan tumbuhan melalui kultur jaringan Memproduksi obat-obatan dengan cara rekayasa genetika. Juga sangat membantu untuk mendapatkan sifat yang di inginkan dengan bermacam variasi.

III. Tehnik Penciptaan Buah Tanpa Biji.

Beberapa cara telah dilakukan untuk teknik penciptaan buah tanpa biji diantaranya yaitu dengan teknologi penyilangan tanaman 2N dan 4N hingga menghasilkan tanaman triploid yang seedless, sinar radiasi, dan  menggunakan penyemprotan giberelin yang dilakukan pada bunga buah.Giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen). Pada saat bunga mekar di lakukan dengan tehnik menyemprotkan hormon giberellin yang di sebut dengan genetika partenokarpi.

Peluang munculnya buah dengan sifat yang diinginkan sangat tinggi, tapi teknik sulit dilakukan. Perlu ahli khusus untuk memasukkan gen tertentu. Selain itu, biayanya mahal,’ kata Dr Endang Gati Lestari, peneliti di BB-Biogen. Beda dengan radiasi yang peluang munculnya acak, tapi lebih mudah dan murah, serta tak ada kontaminasi bahan kimia.teknik penciptaan buah tanpa biji,tentu tidak hanya sekadar dengan teknologi penyilangan tanaman 2N dan 4N hingga menghasilkan tanaman triploid yang seedless.

Seperti dalam Al-qur’an Allah telah menjelaskan dalam surat An Nahl ayat 13.

وَمَاذَرَئَ لَكٌمْ فِي الاَرْضِ مختلفاالوانه ِانِ فى ذالك لاية لقوم يذ كرون  

Artinya : Dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi inidenganberlain-lainan

macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda(kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.

3.1.Genetika Partenokarpi

Buah merupakan bagian yang penting dari tanaman karena organ ini merupakan tempat yang sesuai bagi perkembangan, perlindungan, dan penyebaran biji. Pada buah normal, pembentukan buah dimulai dengan adanya proses persarian (polinasi) kepala putik (stigma) oleh serbuk sari (polen) secara sendiri (self pollination) atau oleh bantuan angin, serangga penyerbuk (polinator), dan manusia (cross pollination). Selanjutnya polen berkecambah dan membentuk tabung polen (pollen tube) untuk mencapai bakal biji (ovule). Peristiwa bertemunya polen (sel jantan) dengan bakal biji (sel telur) di dalam bakal buah (ovary) disebut pembuahan (fertilisasi). Kemudian bakal buah akan membesar dan berkembang menjadi buah bersamaan dengan pembentukan biji. Akhirnya akan dihasilkan buah yang fertil (berbiji) (Pardal, 2001).

Biasanya buah partenokarpi ini tanpa biji (seedless) karena tanpa melalui fertilisasi. Partenokarpi ini kurang menguntungkan bagi program produksi benih/biji , namun tidak bagi pebisnis jenis tanaman komersial (hortikultura) karena menghasilkan buah tanpa biji atau berbiji lunak selain itu juga memberikan kemungkinan untuk perbaikan pembentukan biji apabila kondisi lingkungan tidak menguntungkan untuk produksi polen, perkecambahan dan fertilisasi, selain itu pada beberapa tanaman yang tidak mempunyai biji dapat memperbaiki kualitas buah tetapi lebih bermanfaat bagi peningkatan kualitas dan produktivitas buah, sebagai contoh, pada terung partenokarpi dapat meningkatkan kualitas buah, sedangkan pada Actinidia dapat meningkatkan produktivitas buah dan tidak membutuhkan bantuan serangga penyerbuk (pollinator). Selain terung ada pisang, timun, nanas, pir, sukun, dan jambu-jambuan (Anonim, 2009).

Partenokarpi bukanlah gejala yang dapat disejajarkan dengan partenogenesis pada hewan. Gejala apomiksis pada tumbuhanlah yang lebih tepat sebagai gejala yang paralel. Partenokarpi dapat terjadi secara alami (genetik) ataupun buatan (induksi). Partenokarpi alami ada dua tipe, yaitu obligator apabila terjadinya tanpa faktor/pengaruh luar dan fakultatif dan fakultatif apabila terjadinya karena ada faktor/pengaruh dari luar/lingkungan yang tidak sesuai untuk polinasi dan fertilisasi, misalnya suhu terlalu tinggi atau rendah (Anonim, 2009)

Sedangkan partenokarpi buatan dapat di induksi melalui aplikasi zat pengatur tumbuh (fitohormon) pada kuncup bunga atau melalui polinasi dengan polen inkompatibel atau dapat diserbuki dengan polen yang telah diradiasi sinar X. Bahkan, kini dengan adanya kemajuan teknologi di bidang biologi molekuler partenokarpi dapat diinduksi secara endogen melalui teknik rekayasa genetika, yaitu dengan cara menyisipkan gen partenokarpi (pengkode IAA/giberelin) ke dalam genom tanaman target melalui proses transformasi genetik. Tanaman transgenik yang telah mengandung gen partenokarpi akan mengekspresikan senyawa auksin pada plasenta dan ovule atau giberelin pada polen sebelum polinasi.

  • Partenokarpi Alami

Partenokarpi dapat terjadi secara alami (genetik) pada beberapa jenis tanaman saja (terbatas), misalnya pada pisang (triploid), tomat, dan manggis. Partenokarpi dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu obligator dan fakultatif. Partenokarpi disebut obligator apabila terjadi secara alami (genetik) tanpa adanya pengaruh dari luar. Hal ini dapat terjadi karena tanaman tersebut secara genetik memiliki gen penyebab partenokarpi, misalnya pada tanaman pisang yang kebanyakan triploid. Tanaman triploid ini memiliki mekanisme penghambatan perkembangan biji atau embrio sejak awal, sehingga buah yang terbentuk tanpa biji. Sedangkan partenokarpi fakultatif apabila terjadinya karena ada faktor/pengaruh dari luar, misalnya pada tanaman tomat dapat terjadi pembentukan buah partenokarpi pada suhu dingin atau suhu panas(Agostino, 2005).

  • Partenokarpi Buatan

A.  Aplikasi Zat Pengatur Tumbuh

Pada awal abad ke-19 telah diketahui bahwa polinasi tanpa fertilisasi dapat merangsang pembentukan buah. Kemudian, ekstrak polen diketahui pula dapat menginduksi pembentukan dan perkembangan buah. Berikutnya diketahui lagi bahwa auksin dapat menggantikan polinasi dan fertilisasi pada proses pembentukan dan perkembangan buah pada beberapa spesies tanaman.

Percobaan pada tanaman strawbery, di mana bakal biji yang telah dibuahi (achenes) dapat dihilangkan tanpa merusak bagian reseptakel ternyata buah tetap tumbuh dan berkembang setelah achenes tersebut diganti dengan olesan senyawa lanolin yang berisi auksin. Lebih lanjut, telah dibuktikan bahwa kandungan dan sintesis auksin pada bakal biji (achenes) berlangsung hingga 17 hari setelah pembuahan. Hal ini membuktikan bahwa auksin dibutuhkan selama perkembangan buah.

Zat pengatur tumbuh (ZPT) lain, seperti giberelin dan sitokinin juga terbukti dapat menggantikan peran biji dalam perkembangan buah. Namun, untuk efisiensi partenokarpi perlu kombinasi atau pengulangan aplikasi ZPT tersebut. Zat pengatur tumbuh berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap kandungan auksin (IAA) endogen dalam bakal buah (ovary), baik setelah polinasi dan fertilisasi ataupun setelah aplikasi ZPT dari luar. Kadar auksin selama perkembangan bakal buah berbeda-beda untuk setiap tanaman, tetapi umumnya meningkat pada saat 20 hari setelah pembungaan (anthesis) baik pada bunga yang diserbuki atau yang disemprot auksin. Peningkatan kadar IAA pada bakal buah akan merangsang pertumbuhan dan perkembangan buah pada fase awal pembungaan. Mekanisme inilah yang mengilhami para ahli bioteknologi pertanian dalam pembentukan buah partenokarpi melalui rekayasa genetika.

B. Manipulasi Ploidi (Alteration in Chromosomes Number)

Partenokarpi dapat pula diinduksi secara genetik, yaitu melalui manipulasi jumlah ploidi (kromosom) pada tanaman. Hal ini dapat ditempuh dengan persilangan biasa, misalnya antara tanaman semangka dikotil (sebagai induk jantan/ penyerbuk) dengan tanaman tetraploid (sebagai induk betina) menghasilkan hybrid (F1) triploid yang ternyata dapat menghasilkan buah partenokarpi tanpa biji (seedless). Pada tanaman triploid ini bakal biji (ovule) terhambat sejak awal perkembangannya, sehingga embrio tidak berkembang. Akibatnya tanaman hanya menghasilkan buah tanpa biji dengan integumen yang rudimenter (tidak berkembang).

C.  Metode DNA Rekombinan (Rekayasa Genetika)

Pada beberapa tahun terakhir, beberapa metode telah dicoba dan dikembangkan untuk menghasilkan partenokarpi melalui rekayasa genetika tanaman. Pembentukan buah partenokarpi melalui teknik DNA rekombinan dapat ditempuh melalui dua pendekatan, yaitu (1) menghambat perkembangan embrio/biji tanpa mempengaruhi pertumbuhan buah dan (2) ekspresi fitohormon pada bagian ovary/ ovule untuk memacu perkembangan buah partenokarpi.

Cara pendekatan pertama ditempuh melalui penggunaan gen yang bersifat merusak sel (cytotoxic). Gen ini akan menghasilkan senyawa toksik terhadap sel-sel embrio/ biji, sehingga akan menghambat bahkan merusak perkembangan embrio/biji. Pertumbuhan buah tetap berlangsung, tetapi tidak menghasilkan biji. Sebagai contoh, penggunaan gen barnase yang diisolasi dari bakteri Bacillus amyloliquefaciens atau kombinasi gen sitotoksik, misalnya gen iaaM dan iaaH dari bakteri yang mengekspresikan senyawa toksik kadar tinggi terhadap sel-sel embrio/biji. Kombinasi ekspresi dua gen ini akan merubah triptofan menjadi IAA melalui senyawa indoleacetamide. Kadar IAA tinggi ini akan bersifat toksik terhadap sel-sel biji atau embrio tanaman. Beberapa ahli juga menggunakan gen regulator yang dapat mengekspresikan senyawa toksik yang mempengaruhi perkembangan embrio atau endosperm. Gen barnase akan menghasilkan enzim ribonuklease pada bagian biji di bawah kontrol promoter spesifik bagian kulit biji. Tetapi pembentukan partenokarpi melalui cara pendekatan ini kurang berhasil dan tidak berkembang, karena hingga kini belum ada data hasil percobaan yang mendukung keberhasilan teknik ini.

Pembentukan Buah Partenokarpi melalui Rekayasa Genetika Cara pendekatan kedua dalam menghasilkan partenokarpi adalah melalui pengekspresian senyawa fitohormon IAA atau analognya pada bagian bakal buah (ovary) terlihat lebih efektif. Cara kedua ini didasari oleh pengetahuan sebelumnya bahwa aplikasi fitohormon sejenis auksin/ giberelin dapat menggantikan peran biji dalam merangsang pembentukan dan perkembangan buah. Induksi buah partenokarpi melalui penggunaan gen pengkode giberelin telah berhasil, yaitu giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen). Buah partenokarpi dapat terbentuk sebelum fertilisasi (anthesis). Telah berhasil digunakan promoter bagian regulator defh9 (deficiens homologue 9) dari Antirrhinum majus untuk mengekspresikan gen iaaM (pengkode IAA) dari Pseudomonas syringae pv savastanoi pada bagian plasenta dan bakal biji. Gen kimerik defh9-iaaM ini telah berhasil menginduksi buah partenokarpi pada beberapa tanaman dari famili Solanaceae seperti terung, temba-kau, dan tomat. Tanaman hibrid (F1) terung yang mengandung gen defh9-iaaM menunjukkan peningkatan produksi pada musim dingin.

Dari semua tanaman transgenik partenokarpi tersebut ditemukan kadar ekspresi auksin yang sangat rendah pada mRNA yang diekstrak dari kuncup bunga. Dari hasil percobaan ternyata terdapat faktor penting di dalam pembuatan buah partenokarpi melalui rekayasa genetika, yaitu terletak pada penggunaan bagian regulator (regulator region) dalam konstruksi gen kimera. Bagian regulator merupakan informasi genetik yang sangat penting dalam mengontrol ekspresi gen interest baik secara temporal atau spatial. Dua parameter ini sangat penting dalam memperoleh partenokarpi dan meyakinkan ekspresi yang optimal dari gen partenokarpi tanpa menghambat pertumbuhan vegetatif (buah) pada tanaman transgeniknya. Dengan demikian, semua gen regulator yang digunakan diarahkan ekspresinya ke bagian ovary dan bagian-bagiannya. Sebagai contoh gen kimera defh9-iaaM, bagian regulator defh9 (promoter) dapat mengontrol ekspresi gen iaaM (pengkode IAA) hanya pada bagian plasenta, ovule, dan bagian ovule. Ekspresi IAA pada bagian ovule ditujukan untuk menggantikan peran biji dalam memacu pertumbuhan buah, sedangkan ekspresi IAA pada bagian plasenta untuk meyakinkan bahwa partenokarpi terjadi sebelum polinasi (anthesis). Hal ini dimaksudkan membandingkan dengan buah hasil penyerbukan biasa atau aplikasi ZPT.

33.2. Metode Pembentukan Buah Jambu Air Tanpa Biji

Beberapa jenis tanaman mempunyai kemampuan untuk membentuk buah tanpa melalui proses polinasi dan fertilisasi. Buah yang terbentuk tanpa melalui polinasi dan fertilisasi ini disebut buah partenokarpi. Buah partenokarpi dapat dibuat dengan memotong benang sari pada bunga yang siap mekar, sehingga dalam bunga itu hanya terdapat putik saja. Kemudian bunga tersebut ditutup dengan kapas lalu ditetesi dengan zat tumbuh seperti IAA atau GA. Penetesan IAA atau GA dilakukan setiap hari sampai tampak adanya perubahan secara morfologi (Anonim, 2009).

Jambu air adalah tumbuhan dalam suku jambu-jambuan atau Myrtaceae yang berasal dari Asia Tenggara. Jambu air sebetulnya berbeda dengan jambu semarang (Syzygium Aqueum), kerabat dekatnya yang memiliki pohon dan buah hampir serupa. Beberapa kultivarnya bahkan sukar dibedakan, sehingga kedua-duanya kerap dinamai dengan nama umum jambu air atau jambu saja.(Anonim 2010)

Jambu air tanpa biji,bisa diperoleh dengan menyemprotkan hormon giberellin pada bunga buah. Giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen).Pertumbuhan biji akan terhambat. Namun kelemahannya buah yang di hasilkan akan kecil-kecil. Tapi sebenarnya dengan rekayasa genetik dalam lab yang lebih rumit, DNA (Deoxyribonucleaic Acid) tanaman bisa direkayasa hingga bisa dihasilkan buah-buahan tanpa biji.

Aplikasi fitohormon sejenis auksin/ giberelin dapat menggantikan peran biji dalam merangsang pembentukan dan perkembangan buah.Penggunaan gen pengkode auksin, giberelin atau sitokinin (iaaM, iaaH atau ipt) dari Agrobacterium tumefaciens di bawah kontrol sequen regulator spesifik bagian ovary telah berhasil. Gen iaaM mengkode senyawa triptofan 2-monooxigenase yang akan meru-bah triptofan menjadi indoleaceta-mide (IAM), lalu menjadi indole acetic acid (IAA) dan amonia menggunakan promoter GH3 dari kedelai atau AGL5 (Agamous-like 5) dari Arabidopsis atau PLE36 dari tembaka. GH3 merupakan promoter inducible auksin di bagian ovary, AGL5 spesifik pada perkembangan karpela dan PLE 36 spesifik untuk ovary. Telah berhasil digunakan promoter bagian regulator defh9 (deficiens homologue 9) dari Antirrhinum majus untuk mengekspresikan gen iaaM (pengkode IAA) dari Pseudomonas syringae pv savastanoi pada bagian plasenta dan bakal biji. Gen kimerik defh9-iaaM ini telah berhasil menginduksi buah.

Zat pengatur tumbuh (ZPT), seperti giberelin dan sitokinin juga terbukti dapat menggantikan peran biji dalam perkembangan buah. Namun, untuk efisiensi partenokarpi perlu kombinasi atau pengulangan aplikasi ZPT tersebut. Zat pengatur tumbuh berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap kandungan auksin (IAA) endogen dalam bakal buah (ovary).

 

3.3. Beberapa Contoh Pembentukan Buah Partenokarpi Tanpa Biji

1.      Pembentukkan Buah Partenokarpi Pada Cabai (Capsicum annum, L)

Cabai merah  (Capsicum annum)  merupakan tanaman hortikultura yang cukup penting di Indonesia karena merupakan salah satu jenis sayuran buah yang mempunyai potensi untuk dikembangkan., selain itu buah biasanya berukuran lebih besar dan dapat menyebabkan bentuk buah yang lebihbagus.

Capsicum annum, L

Teknik ini dapat meningkatkan produktivitas suatu tanaman, termasuk cabai yang kebutuhannya semakin meningkat sedangkan hasilnya masih tergolong rendah. Salah satu cara memperoleh tanaman partenikarpi buatan adalah dengan cara pemberian hormon. Asumsi yang melandasi penelitian ini adalah gibberellin dapat mempengaruhi sifat genetik termasuk pembentukan buah menjadi bersifat partenokarpi, sehingga dengan pemberian gibberellin konsentrasi tertentu dapat menginduksi buah cabai menjadi bersifat partenokarpi. Namun penyemprotan gibberellin dapat menurunkan jumlah bunga gugur dan meningkatkan jumlah serta berat total cabai yang dihasilkan (Sugiharto, 1999).

2.  Pembentukkan Buah Partenokarpi Pada Semangka (Citrullus lannatus)

Semangka tanpa biji atau biasa disebut semangka seedless adalah merupakan semangka hibrida F-1 juga. Oleh karena itu semangka ini disebut juga semangka hibrida tetraploid.

Citrullus lannatus

Teknik pembenihan semangka tanpa biji diketemukan oleh Prof. Dr. Hitoshi Kihara. Untuk memperoleh tetua yang tetraploid harus melalui pelipat gandaan jumlah kromosom yang dalam istilah ilmiahnya sering di sebut dengan mutasi duplikasi. Dari persilangan semangka tetraploid dengan diploid ini akan diperoleh semangka triploid (semangka seedless) yang mempunyai daya vitalitas rendah. Jika suhu udara rendah (kurang dari 29 oC) maka daya kecambahnya pun akan lambat.Pertumbuhan tanaman muda pada awalnya lemah, bahkan terkadang tidak normal, tetapi selanjutnya tanaman akan tumbuh kuat. (Anonim, 2009).

3.      Pembentukkan Buah Partenokarpi Pada Jambu Biji (Lambo Guava)

Jambu biji adalah salah satu tanaman buah jenis perdu, dalam bahasa Inggris disebut Lambo guava. Tanaman ini berasal dari Brazilia Amerika Tengah, menyebar ke Thailand kemudian ke negara Asia lainnya seperti Indonesia. Hingga saat ini telah dibudidayakan daerah Jawa.jambu biji termasuk salah satu contoh buah tanpa biji menggunakan rekayasa genetika.

Lambo guava

KESIMPULAN

  • Rekayasa Genetika atau DNA Rekombinan dapat didefinisikan sebagai pembentukan rekombinasi baru dari material yang dapat diturunkan dengan cara penyisipan DNA dari luar kedalam suatu wahana (vektor tertentu) sehingga memungkinkan penggabungan dan kelanjutan berkembang baru.
  • Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup.
  • Beberapa cara telah dilakukan untuk teknik penciptaan buah tanpa biji diantaranya yaitu dengan teknologi penyilangan tanaman 2N dan 4N hingga menghasilkan tanaman triploid yang seedless, sinar radiasi, dan  menggunakan penyemprotan giberelin yang dilakukan pada bunga buah yaitu pada saat bunga mekar.
  • Jambu air tanpa biji,bisa diperoleh dengan menyemprotkan hormon giberellin pada bunga buah. Giberellin 20-oxidase yang diekspresikan pada bagian polen (serbuk sari) sebelum polinasi (di bawah kontrol promoter spesifik bagian polen).Pertumbuhan biji akan terhambat.

 

DAFTAR PUSTAKA

Agostino Falavigna dan Giuseppe Leonardo Rotino. 2005. Pemanfaatan Bioteknologi

http://biogen.litbang.deptan.go.id/berita_artikel/seminar_22_sept_2005_ringkasan_falavigna.php. (diakses tanggal 7 Januari 2012).

Anonim. 2009. Partenokarpi. http://id.wikipedia.org/wiki/Partenokarpi.

(diakses tanggal 23 Maret 2009).

Hartono, 1995. Pengantar Genetika Kedokteran. Edisi 8 Penerbit ECG : Jakarta.

Kasper C. K. (2000), Genetic Engeneering, 6, Suppl. 2, 3-6.

Kompas, 2005. Mikroorganisme Lingkungan Akuatik. Edisi 6 Oktober 2011.

Leung R. (2005), Genetic Care in Asia, Makalah Plenary Kongres Nasional, di Jakarta, 10 – 11 September.

Pelczar, 1988. Mirobiologi Lanjut. Jakarta

Pardal, Jumali. Saptowo. 2001. Pembentukkan Buah Partenokarpi melalui Rekayasa Genetika.

biogen.litbang.deptan.go.id/terbitan/pdf/agrobio. Balai Penelitian Bioteknologi Tanaman Pangan, Bogor. (diakses tanggal 7 Januari 2012).

Ragapadmi, 2002.Buah Tomat Tanpa Biji Artikel Buah Jakarta, 6 –September 2011

Sugiharto.1999. Pembentukan buah partenokarpi pada Cabai (Capsicum annum, L).

Faculty of Mathematics and Natural Science Airlangga University. (diakses tanggal

5 Januari Maret 2009).

Suryo, 1990. Genetika Manusia. Gajah Mada University Press : Yogyakarta.

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

%d bloggers like this: