PERAN AN BI OTEKN OLOGI TAN AM AN D ALAM PEN YED I AAN BI BI T UN GGUL
JEN I M AR
PI D ATO
D isa m pa ik a n Pa da W a k t u Pe n gu k u h a n Ja ba t a n Gu r u Be sa r Te t a p Fa k u lt a s Pe r t a n ia n
Un iv e r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
Ya n g t e r h or m a t ,
Bapak m ent eri Pendidik an dan Kebudayaan I ndonesia, Rekt or Univer sit as Sum at er a Ut ar a
Anggot a Senat Univ er sit as Par a Gur u Besar dan Lekt or
Par a Mahasisw a, Undangan dan Hadir in Sekalian.
Assa la m u a la ik u m W a r a h m a t u lla h i W a ba r a k a t u h .
Pada k esem pat an ini t erlebih dahulu saya m engucapkan sy ukur ke hadir at Allah SWT, yang t elah m em ber ikan ber kah dan kar uniaNya kepada saya, unt uk m enyam paikan pidat o pada acar a pengukuhan sebagai Gur u Besar Tet ap dalam bidang Biot ek nologi Dasar Pem uliaan Tanam an pada Fakult as Pert anian Univ ersit as Sum at er a Ut ar a Dalam pidat o yang ber j udul " Per anan biot eknologi t anam an dalam penyediaan bibit unggul" , saya m encoba m em apar kan usaha- usaha unt uk m enghasilkan bibit unggul dengan biot eknologi t anam an khususnya m elalui k ult ur gel dan em briogenesis.
Pa r a h a dir in y a n g sa y a h or m a t i,
Sej ar ah Biot eknologi dim ulai ket ika dit em ukan kem bali kem am puan bakt er i St r ept ococcus pneum oniae yang t elah k ehilangan vir ulensinya yait u dengan m encam purk annya dengan bakt er i yang vir ulen Aver y dkk ( 1944) t elah m em bukt ikan bahw a pada t ingkat or ganogenesis yang paling r endah pun t er j adi t r ansaksi genet ik ( Br ow n 1991) . Selanj ut ny a diket ahui konst r uksi plasm id, penyisipan gen ant ar or ganism e yang m enghasilkan DNA r ekom binan. adanya bakt er i t anah Agr obact er ium t um afaciens yang dapat m ent r ansfer gen secar a alam i dan akhir nya didapat m ekanism e t r ansfer gen ant ar t anam an m aka m uncullah t anam an t ransgenik ( Maniat is dkk, 1982) Tanam an t r ansgenik, yait u t anam an yang sudah disusupi oleh DNA asing sebagai pem baw a sifat y ang diingink an. Hal ini sudah berhasil dilak uk an ant ara lain pada t anam an kapas, kedele. gandum dan j er uk, yang m engundang pr o dan kont r a dar i kalangan m asyar akat sebagai k onsum en, j uga pet ani sebagai pr odusen ( Anderson dkk, 1989; An dkk, 1986) .
Seper t i yang t elah dicapai oleh pakar genet ika dar i I ndonesia Put u Wir aw an dim ana beliau t elah ber hasil m enyusupkan gen CVPD resist ence y ang diisolasiny a k edalam sel bak t er i Agrobak t erium t um afaciens Selanj ut ny a bakt er i ini m enj adi vekt or unt uk m asuk kedalam pohon Jer uk Cit r us sp ber um ur 2 t ahun yang st er il CVPD dengan car a m engoles dan m enyunt ik. Hasilnya m enunj uk kan bahw a pohon it u bebas CVPD, penem uan ini m enunj ukkan ber apa panj ang w akt u yang t er pangkas unt uk m enghasilk an bibit unggul.
) . Disini didapat k an pengur angan w ak t u dibanding dengan pem uliaan konvensional unt uk m enghasilk an bibit unggul salak y ang bar u ber buah pada um ur 3.5 - 4 t ahun.
Pr insip biot eknologi t anam an adalah m enggunakan sel/ bagian dar i sel at au bagian dar i t anam an it u sendiri unt uk m enghasilk an bibit dengan sifat - sifat y ang k it a inginkan. Seper t i kit a ket ahui bahw a t anam an adalah organism e m ult iseluler yang kom pleks dengan organ- or gan yang m em punyai fungsi yang ber beda- beda Kem aj uan dibidang fisiologi t anam an t elah m em ungkinkan or ganism e yang kom pleks it u dik em balik an pada t ingk at sel dengan pot ensi genet ik yang sam a. Sel - sel y ang t idak t erorganisir t ersebut dapat dim anipulasi sepert i m ik roba. Selanj ut ny a sel - sel ini dapat diat ur k em bali m enj adi t anam an ut uh m elalui m anipulasi lingk ungan t um buhnya seper t i: m edia, suhu, cahaya, zat pengat ur t um buh ( Baj aj , 1994; Deber g & Zim m er m an 1991) .
Met ode m engisolasi bagian - bagian t anam an ( akar , t unas, em br io, daun dan pucuk) at au gel dan bagiannya seper t i pr ot oplasm a,t epung sar i, ovar y dan nukleus. dit um buhkan secar a t er sendir i, dipacu unt uk m em per banyak dir i dengan m enam bahkan zat pengat ur t um buh seper t i auksin dan sit okinin selanj ut ny a dir egener asikan kem bali m enj adi t anam an lengkap dalam suat u lingkungan asept ik dan t er kendali dikenal dengan t eknik kult ur j ar ingan ( Baj aj . 1994)
Pa r a h a dir in Ya n g t e r h or m a t
Manusia sangat t er gant ung pada pr oduksi per t anian dalam penyediaan bahan m akanan. Sedangkan Per t am bahan populasi m anusia diluar daya dukung dar i hasil per t anian dunia saat ini, yang diper kir akan ± 450 - 1500 j ut a or ang m enderit a kelapar an di selur uh dunia ( Unit ed Nat ion, 1988) . I nilah problem a yang kit a hadapi sekar ang. Ket er bat asan lahan yang layak unt uk per t anian dan panj angnya w akt u yang diper lukan unt uk m enghasilkan per baikan genet ik t anam an kom er sial m elalui pem uliaan konvensional.
Biot eknologi t anam an pr oblem anya lebih kom pleks dar i pada biot eknologi m ikr oba. Sel- sel yang sudah m engalam i per ubahan genet ik har us dapat diregenerasikan kem bali m enj adi t anam an lengkap agar m em punyai nilai secar a agr onom i dan indust r i, kecuali unt uk m em pr oduksi m et abolit sekunder unt uk indust r i seper t i indust r i par fum dan far m asi dapat dihasilkan pada t ingkat gel Sehingga m asalah r egener asi unt uk m enj adi t anam an lengkap t idak m enj adi kendala ( Nishi dkk, 1974) .
Unt uk m endam pingi pem uliaan konvensional yang m em er lukan w akt u panj ang, m aka usaha pem uliaan in vit r o m elalui biot eknologi t anam an m er upakan m et oda pilihan dalam m em pr oduksi bibit unggul, diant arany a m elalui m et ode k ult ur sel den em br iogenesis I
Ku lt u r se l
Pem uliaan t anam an selalu berk ait an dengan selek si Dasar selek si pada kult ur j ar ingan unt uk m enghasilk an seny aw a- senyaw a m et abolit sekunder adalah adanya var iasi pada sel- sel dalam kem am puannya unt uk m enghasilk an bahan kim ia nabat i y ang k om ersial. Variasi ini dik enal sebagai v ariasi som ak lonal dan secara genet ik var iasi ini cukup besar sehingga t elah t er bukt i dapat dim anfaat kan sebagai sum ber ker agam an dalam ilm u pem uliaan t anam an.
Pa r a h a dir in Ya n g t e r h or m a t
Pengest r akan senyaw a lim onen den linalool pada gel- gel k ult ur suspensi pada j er uk bali, didapat hasilnya opt im um pada um ur 5 har i dan t elah diper oleh klon gel yang dapat m enghasilkan 19 m g/ l lim onen yang ber guna sebagai bahan nabat i unt uk indust r i far m asi ( Jenim ar , 1999) . Sehingga w akt u yang dibut uhkan m enj adi j auh lebih singkat dar i pada m enunggu panen buah di lapangan, kar ena yang akan kit a ekst r ak adalah kulit buahnya. Lim onen digunakan pada indust r i far m asi dan linalool unt uk insekt isida ( Oht a & Hasegaw a, 1995) .
Pem uliaan t anam an dit ingkat gel ini selain unt uk produksi, dapat j uga dilakukan unt uk ket ahanan t er hadap cekam an lingk ungan, ham a peny ak it , salinit as t anah, dan sebagainya Jadi unt uk m em peroleh klon- klon t er sebut , akan dilak uk an seleksi unt uk dikem bangkan dalam j um lah banyak di labor at or ium . Keunt ungan seleksi k lon ant ar a lain: 1) Tidak t er gant ung pada lingkungan dan ham a penyakit ; 2) . Pr oduksi dapat diat ur sesuai per m int aan pasar ; 3) . Kualit as dan kuant it as lebih konsist en dan 4) . Tidak m em er luk an lahan ( St aba, 1982) Rangk aian penelit ian ini m er upakan salah sat u bidang biot eknologi dalam pem ulian t anam an unt uk m endapat kan lini gel unggul.
Hadir in yang saya horm at i Em br ioge n e sis
Unt uk m engat asi m asalah dalam selek si bibit unggul pada t anam an y ang sukar diper banyak secar a veget at if ( cangk ok , st ek , ok ulasi) , k hususny a dalam m asalah kandungan fenolat yang t inggi,t anam an diper banyak t er lebih dahulu m elalui t eknik em br iogenesis sebagai salah sat u usaha dalam biot eknologi. Selanj ut nya t anam an yang dihasilk an dengan proses ini akan diseleksi di lapangan unt uk t uj uan pem uliaan.
Em briogenesis dim ulai dengan pem belahan gel yang t idak seim bang ( kalus) . Kalus biasany a t erbent uk set elah ek splan dik ult urk an dalam m edia y ang m engandung auksln Banyak fakt or yang m em pengar uhi em br iogenesis ant ar a lain auksin eksogen, sum ber eksplan, kom posisi nit r ogen yang dit am bahkan dalam m edia dan kar bohidr at ( sukr osa) . Selanj ut nya gel m em belah t er us hingga m em asuki t ahap globular . Pada saat t er sebut sel akt if m em belah kesegala ar ah dan m em bent uk lapisan t er luar yang akan m enj adi pr ot oder m ( bakal epider m is) , kelom pok sel yang m er upakan prekur sor j ar ingan dasar dan j ar ingan pem buluhpun m ulai t er bent uk. Pem belahan kesegala ar ah t er sebut t erhent i ket ika pem bent ukan pr im or dia kot iledon, pada saat em br io m at ang sudah aut ot r of. Em br io yang m at ang akan ber kecam bah dan t um buh m enj adi t um buhan yang bar u pada kondisi yang cocok ( Baj aj , 1994; Dodem an dkk. 1997; Lit s, 1985) .
Pr oses pem bent ukan dan per kem bangan em br io ( em br iogenesis) m enent uk an pola per t um buhan, yait u m er ist em pucuk ke at as, m er ist em akar k e baw ah, dan pola- pola dasar j ar ingan lainnya ber kem bang pada 'axis' pucuk - akar ini, nam un pada t iap t um buhan t er dapat var iasi pada pr oses em br iogenesis.
( t erut am a dari m edia t em pat gel kult ur ) , m aka gel t er sebut akan m am pu m engekspresikan pot ensi unt uk t um buh dan ber kem bang m enj adi individu bar u ( Baj aj , 1994) .
Pada penelit ian j at i ( Tect ona gr andis) m enunj ukkan t er bent uknya fase- fase globular , j ant ung dan t er pedo ( Jenim ar dkk,2004) set elah 12 m inggu dengan m engunakan MS m odifikasi, sedangkan pada j am bu bol t er bent uk r ase- r ase seper t i di at as set elah 14 m inggu ( Jenim ar dkk, 2002) . Fase - r ase yang m enunj ukkan ber j alannya pr oses em br iogenesis pada t anam an kem ir i t er bent uk pada m inggu ke-14 ( Sihaholo,2004) seper t i yang t er t er a pada gam bar ber ikut ini :
Selanj ut nya pr oses em br iogenesis adalah bagian dar i m et ode kult ur j ar ingan unt uk m em per oleh bibit yang bany ak dan bebas vir us. Planlet yang dihasilkan pada m ulanya ber agam . Selanj ut nya t anam an ak an dit anam dilapang dan diadakan seleksi sesuai dengan m et oda pem uliaan ber kali- kali sehingga diper oleh t anam an-t anam an yang unggul. Tanam an inilah yang digunakan sebagai sum ber eksplan yang bisa diper banyak dengan ber bagai car a dilabor at or ium kult ur j ar ingan sehingga didapat bibit dalam j um lah banyak dan ser agam , m et oda yang digunakan ant ar a lain m enginduksi t unas m aj em uk dan sub kult ur. Jika sudah diper oleh sum ber eksplan yang unggul dan m edia yang sesuai m aka pr osesnya akan ber langsung dalam w akt u yang singkat dengan penam bahan hor m on t um buh dalam konsent rasi r endah.
Hadir in yang saya m uliakan kesim pulan yang dapat kit a am bil dar i ur aian diat as bahw a dengan m enggunakan pr insip- pr insip biot eknologi sebagai dasar pem uliaan t anam an akan diper oleh k eunt ungan pem angkasan w akt u dan m enghasilkan bibit - bibit unggul bebas v irus dalam j um lah bany ak m elalui m et oda kult ur j ar ingan.
H a dir in y a n g sa y a H or m a t i
Dem ikianlah ur aian m engenai per anan Biot eknologi t anam an dalam penyediaan bibit unggul dengan beber apa m et ode biot eknologi dan kult ur j ar ingan sebagai usaha m em enuhi kebut uhan t er hadap bibit t anam an pangan dan t anam an k om ersial y ang berm ut u.
Sebelum m engakhir i pidat o ini, saya ingin m enyam paik an ucapan t er im akasih yang t ulus kepada Bapak Rekt or Univ er sit as Sum at er a Ut ar a yang t elah m em pr oses kenaikan pangkat dan j abat an saya m enj adi Gur u Besar Tet ap pada Fakult as Pert anian USU dan kepada Dekan Fakult as Pert anian USU sert a para pem bant u dekan, j uga saya ucapkan t er im akasih
Ter im akasih yang sam a t ak lupa saya ucapkan kepada sem ua gur u- guru yang t elah m endidik dan m em bim bing saya sej ak dar i sekolah r endah sam pai pendidikan Pasca sar j ana yang nam a beliau- beliau it u t idak bisa saya sebut kan sat u per sat u Pada kesem pat an ini saya j uga m enyam paikan penghor m at an kepada Ayahanda alm ar hum H Bagindo Dj ar in dan alm ar hum ah I bunda Hj . Sit i gadij ah yang t elah t iada t api sem ua ini ber kat asuhan dan dor ongan beliau ber dua Dem ikian j uga kepada Nina. Onang, Da Tin. Da Ong dan k eponakan- keponakan sem ua t er im akasih at as dukungan m oril selam a say a m enj alani m asa pendidik an Begit u j uga k epada Bunda Hj Kar sini dan Adik- adik sem ua. t er im akasih at as pengert ian yang diber ikan selam a ini Kepada suam i say a Mas Lilik sert a ananda- ananda I zal,I m el, Andri, Nanda, Ery, Fer y dan Rina saya m enyam paik an t er im akasih dan penghar gaan yang sebesar -besar nya at as segala dor ongan dan pengor banan ser t a keik lasan ber bagi w akt u selam a say a m engikut i pr ogr am Pasca Sar j ana hingga m encapai j abat an sebagai Gur u Besar Sem oga Allah m enunt un saya dalam m enj alankan t ugas dim asa yang akan dat ang sehingga ber m anfaat dunia dan akhir at
Ter im a kasih saya buat r ekan- r ekan st af pengaj ar di Pr ogr am St udi Pem uliaan Tanam an, t er ut am a Bapak I r . I sm an Nur yadi yang t elah ber per an dalam proses k enaik an j abat an ini. Terim a k asih j uga buat Bait y, Asni, Andy,dan Budi at as bant uan dan ker j a sar na yang diber ikan.
Wabillahi t aufiq Walhiday ah. Assalam ualaik um Warahm at ullahhi Wabar akat uh.
Medan 8 Mei 2004
D a ft a r Pu st a k a
Ander son [ et .al] 1989 .Tr ansgenic Plant s t hat Expr ess t he Coat pr ot ein Genes of TMV and AI MV I nt erfer e w it h Disease Developm ent of Som e non- relat ed Viruses Phyt opat hology 79: 1284- 1290
An, G. Wat son B.D and Chiang, C.C, 1986. Tr ansfor m at ion of Tobacco, Tom at o, Pot at o, and Arabidopsis t haliana using Binar y Ti Vect or Syst em . Plant Physiology 81 : 301- 305
Baj aj , Y.PS 1994. Som at ic Hybr idizat ion in Cr op I m pr ov em ent SpriagVer lag, New Yor k.
Br ow n. TA. 1991. pengant ar Kloning Gen. Yayasan Essent ia Medica, Yogyakar t a
Deber g, P.C. & RH. Zim m er m an, 1991 m icropopagat ion t echnology AR & JB. Mir anda, Fa Quant it at if genet ics in m aize br eeding I ow a st at e univ er sit y.
Dodem an VL G Oucr eux, and M. Kr eis 1997.Zygot ic Em br yogenesis versus Som at ic Em br yogenesis Jour nal of Exper im ent al Bot any 48 ( 313) : 1493- 1509
Jenim ar , 1997. Char act er izat ion of Padang Sidem puan Salak ( Salacca sum at r ana Beccar i) Abst r ak Makalah dalam Pr oseding Biot eknologl Conference, Jakar t a. 17- 19 Junl 1997.
Jenim ar . 1999 Kaj ian Per bandingan Um ur Kalus Cit r us gr andis Ter hadap Produksi Met abolit Sk under Jurnal Penelit ian Pert anian Vol 18 No 1
Jenim ar . 2001 Som at ic Em br iogenesis I n Malay Apple ( Syzgium m alaccence ( L) Mer r and Rer r y) . Pr oceeding t he 4t h I MT- GT UNI NET Confer ence Pulau Pinang, Malay sia
Jenim ar , J.A. Napit upulu., dan Ar m aniar , 2002. Pengaruh Auksin dan Sit okinin Ter hadap Per kem bangan Em br iogenesis Som at ik Jat i ( Tect ona gr andis LF) . Jur nal Per t anian UI SU. Volum e 22, 2004
Jenim ar . JA. Napit upulu., dan Susana, TS.. 2002. I nduct ion Callus of Malay Apple ( Syzgium m alaccense ( L) Mer r ) Jurnal Per t anian UI SU Volum e 23,2004.
Lit z, R.E. 1985. Som at ic Em bryogenesis in Tr opical Fr uit s Tr ees in Henke, R.R., Hughes, K.W., Const ant in. M.J., Hollaender , A. ( Eds.) Tissue Cult ur e in For est r y and Agr icult ure, Plenum Pr ess, New Yor k and London Pp. 179- 193.
Maniat is, T, E.F. Fit sch, J. Sam br ook. 1982 Molecular Cloning. A Labor at or y m annual. Cold Spr ing Har bor Labor at or y, New York
Oht a, H & Hasegaw a, S. ( 1995) . Lim onoid in pum m elos Cit r us gr andis ( L.) Osbeck. Jour nal of Food Science 60 ( 6) , 1284- 1285.
Par r , A.J., ( 1989) The pr oduct ion of secondar y m et abolit es by plant cell cult ur es. Jour nal of Biot echnology 10 ( 1) , 1- 26. Sihaloho, A.N. 2004. I nduksi Kalus dan Em br iogenesis Kem ir i ( Aleurit es m oluccana L.) dengan Kom binasi Auksin dan Sit okinin Tesis Pasca Sar j ana USU. I n pr ess.
St aba, J.E. ( 1982) . Plant t issue cult ur e as a sour ce of biochem icals. CRC Pr ess, I nc. Boca Rat on- Flor ida.
Unit ed Nat ion Wor ld Food Council. 1988. The Global St at e of Hunger and Malnut r it ion 1988 Repr t s. 14t h Minist er ial Session, Nicosia, Cypr us.
Weaver . D.K., Dunkel, FV. Nt ezurubanza, L. Jackson, L.L. & St ock, D. T. ( 1991) . The efficacy of linalool, a m aj or com ponent of freshly - m illed Ocim um canum Sim s ( Lam iaceae) ,for pr ot ect ion against post har vest dam age by cer t ain st or ed pr oduct coleopt er a Jour nal of St or ed pr oduct s r esear ch 27 ( 4) , 213-220.
Wat t im ena. 1991 Biot eknologi Tanam an Pusat Ant ar univer sit as. Biot eknologi. I nst it ut Per t anian Bogor , Bogor .
Yam at o. Y, Kinoshit a. Y. Wat anabe. S & Yam ada. Y. ( 1989) . Ant hocyanin pr oduct ion in suspension cult ures of high producing cells of Euphorbia m illi Agr icult ural Biology Chem ist r y 53 ( 2) ,417- 423.
