SEMINAR NASIONAL PERTANIAN MASA DEPAN ERA BIOTEKNOLOGI. SEWINDU FAKULTAS MIPA Fakultas MIPA Universitas Jember ISBN:

(1)

SEMINAR NASIONAL

PERTANIAN MASA DEPAN

„ERA BIOTEKNOLOGI“

SEWINDU FAKULTAS MIPA

Fakultas MIPA Universitas Jember

ISBN

:

979-81

7

6 -53-7

(2)

PERTANIAN MASA DEPAN

„ERA BIOTEKNOLOGI“

SEWINDU FAKULTAS MIPA

Fakultas MIPA Universitas Jember

(3)

PERTANIAN MASA DEPAN

„ERA BIOTEKNOLOGI“

PROSIDING SEMINAR NASIONAL

Sewindu Fakultas MIPA Universitas Jember

(4)

iv

Pertanian Masa Depan “Era Bioteknologi” :

Prosiding Seminar Nasional. – Jember : UPT Penerbitan UNEJ,

2007, vi, 198 hlm. ; 21 cm

ISBN : 979-8176-53-7

1. BIOTEKNOLOGI

I. Judul

660.6

(5)

Seminar Nasional Sewindu FMIPA UNEJ: Pertanian Masa Depan „Era Bioteknologi“

Jember, 26 Juni 2007 v

KATA PENGANTAR

Memperpendek tenggang waktu antara temuan ilmuwan yang dikembangkan di Perguruan Tinggi atau lembaga-lembaga riset dengan ilmu terapan yang langsung bisa diaplikasikan oleh para petani di Negara kita merupakan persoalan tersendiri yang tidak mudah diselesaikan. Bukti dari kesulitan itu bisa kita lihat di masyarakat petani yang berada di satu wilayah dengan perguruan tinggi (negeri) yang memiliki fakultas berbasis pertanian. Mayoritas perkembangan pertanian yang ada ternyata bukan sebagai kontribusi langsung dari keberadaan perguruan tinggi di wilayah itu. Bahkan juga disinyalir bukan produk dari kerja para penyuluh pertanian atau dinas pertanian setempat. Ada fihak-fiahak lain yang lebih dipercaya masyarakat petani sebagai rujukan untuk menyelesaikan berbagai masalah pertanian yang dihadapi.

Fihak pertama yang andilnya cukup besar dalam membantu petani adalah pensuplai bibit dan obat-obatan pertanian (seperti Monsanto, pioneer dll). Fihak kedua adalah media dan pasar. Harus diakui bahwa sebenarnya dua fihak itulah yang lebih dominan mempengaruhi perkembangan pertanian di masyarakat. Oleh karena itu dalam seminar nasional Pertanian Masa Depan “Era Bioteknologi” yang diselenggarakan FMIPA Universitas Jember kali ini mencoba mempertemukan berbagai fihak yang berpengaruh tadi. Harapannya adalah masukan-masukan dari petani-petani binaan (Monsanto Imagine) secara konkret didengar oleh para pakar yang bergerak dalam bidang Bioteknologi pertanian sehingga riset-riset yang dikembangkan benar-benar menjadi solusi cepat menuju kesejahteraan masyarakat petani.

Terima kasih kami sampaikan kepada berbagai fihak yang telah berkontribusi pada seminar ini, semoga perkembangan ilmu yang kita tekuni menjadi ilmu yang bermanfaat bagi kesejahteraan rakyat Indonesia.

Ketua Panitia, Dr. Hidayat Teguh Wiyono.

(6)

Seminar Nasional Sewindu FMIPA UNEJ: Pertanian Masa Depan „Era Bioteknologi“ Jember, 26 Juni 2007 vi

DAFTAR ISI

Halaman Kata Pengantar Daftar Isi Makalah Seminar

Aspek Sosial- Ekonomi Pembangunan Pertanian Era Bio-Age

Prof. Dr. Ir. Rudi Wibowo, MS (FAPERTA UNEJ)

Practical Applications of Science: Innovating for the Future

Ir. Edwin Saragih, MS (MONSANTO)

Bioteknologi Tanaman Tahan Serangan Hama dan Penyakit

Prof. Dr. Wiwiek Sri Wahyuni, MS (FAPERTA UNEJ)

Pengembangan Bioteknologi Pertanian untuk Kesejahteraan Masyarakat

Prof. Dr. Bambang Sugiharto (FMIPA UNEJ)

Keamanan Pangan Produk Rekayasa Genetika

Dr. Tri Agus Siswoyo (PUSLIT BIOMOL UNEJ)

v vi 1 10 16 24 31 Makalah Poster

Over-ekspresi Gen Sukrose Phosphate Synthase (sps) Tebu (Saccharum officinarum L.) pada Tembakau (Nicotiana tabacum L.) untuk meningkatkan aktivitas SPS dan Sintesis Sukrosa Daun

Miswar, Bambang Sugiharto

Kloning Putatif Gen Sucrose Transporter (sut) pada Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.)

Didik Pudji Restanto, Herianti Novita, Tri Agus Siswoyo dan Bambang Sugiharto

Implantasi dan Struktur Uterus Mencit (Mus musculus L) Strain Balb’C Akibat Pemberian Ekstrak Buah Pare (Momordica charantia L)

Eva Tyas Utami, Sri Mumpuni Wahyu W, Siti Mahtufah

Kajian Efek Buah Pare (Momordica charantia L) Terhadap Perkembangan Fetus pada Mencit (Mus musculus L) Strain Balb’C

Mahriani, Susantin Fajariah, Rosita Yanis

Pengendalian Hayati Bakteri Layu Ralstonia solanacearum pada Cabai dengan Bacillus spp. Rachmi Masnilah 36 44 57 66 76

(7)

Jember, 26 Juni 2007 vii

Isolasi Azotobacter Asal Rizosfer Tanaman Tebu dan Uji Ketahanan terhadap pH Media Serta Pengaruh terhadap Total Nitrogen Tanah

Sattya Arimurti, Titik NurmaYunita and Sutoyo

Isolasi Aktinomicetes Asal Tanah di Daerah Jember Penghasil Substansi Antijamur dan Karakterisasi Parsial Fisiologi Produksinya

Sutoyo

Kajian Imunohistokimia Efek Ekstrak Buah Mengkudu (Morinda citrifolia, L) dalam Menghambat Perkembangan Sel Pra-Kanker Paru Pada Tikus Putih (Rattus norvegicus)

Mahriani

Isolasi cDNA Sucrose Transporter (SUT) dari Batang Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.)

Slameto, Didik Pudji Restanto, dan Bambang Sugiharto

Analisis Kadar Protein terlarut Daun Kedelai Edamame (Glycine max (L) Merr) Hasil Fermentasi Oleh R. oryzae dengan Penambahan Tepung Kedelai

Rudju Winarsa, Esti Utarti, Lia Linanda

Uji Aktivitas CMC-ase Isolat Kapang Asal Sawah Pantai Watu Ulo Jember

Esti Utarti, Darsih Maghdalina, Siswanto

Analisis Kadar Serat Kasar Hasil Fermentasi Daun Kedelai Edamame (Glycine max (L.) Merril) Oleh Rhizopus oryzae Dengan Penambahan Tepung Kedelai

Rudju Winarsa, Siswanto, Devi Dwi Puspitasari

Pengelompokan Sifat-Sifat Heterosigot Minyak Biji Raps (Brassica napus L) Menggunakan Metode AFLP

B. Santoso, B. F. Ordon dan W. Friedt 92 105 119 128 139 150 164 179

(8)

(9)

Jember, 26 Juni 2007 31

KEAMANAN PANGAN PRODUK REKAYASA GENETIKA Tri Agus Siswoyo

Pusat Penelitian Biologi Molekul, Universitas Jember Jln Kalimantan III/23, Jember 68121 Telp./Fax.: 0331-321825

E-mail.: siswoyo@lemlit.unej.ac.id.

Pendahuluan

Perkembangan teknologi molekuler telah membuka cakrawala baru bagi pengembangan bahan pangan. Salah satunya adalah pemetaan gen tanaman yang mempercepat proses rekayasa genetika melalui teknologi pemuliaan konvensional maupun melalui teknologi transgenik. Bioteknologi sebenarnya telah dikenal sejak ribuan tahun lalu dalam bentuk, antara lain produk fermentasi. Bioteknologi dianggap berbeda dari metode seleksi tradisional karena bioteknologi memungkinkan transfer ciri-ciri organisme yang secara alamiah tidak mungkin terjadi secara alamiah. Produk

rekayasa genetika (PRG) pada tanaman pangan awalnya ditujukan untuk perlindungan

tanaman, terutama meningkatkan ketahanan terhadap penyakit tanaman akibat serangan virus atau bakteri, atau meningkatkan toleransi terhadap herbisida. Dalam pengembangannya PRG disamping memiliki keuntungan, juga memiliki resiko yang harus diperhatikan. Keuntungan pangan hasil rekayasa genetika antara lain meningkatkan efisiensi dan produktivitas, nilai ekonomi produk, memperbaiki nutrisi, nilai palatabilitas dan meningkatkan masa simpan produk. Sedangkan resiko yang perlu diperhatikan dari pengembangan PRG antara lain: kemungkinan terjadinya gangguan pada keseimbangan ekologi, terbentuknya resistensi terhadap antibiotik, dikuatirkan dapat terbentuknya senyawa toksik, allergen atau terjadinya perubahan nilai gizi. Pangan hasil rekayasa genetika adalah pangan atau produk pangan yang diturunkan dari tanaman, atau hewan yang dihasilkan melalui proses rekayasa genetika.

Yang termasuk pangan hasil rekayasa genetika antara lain: hewan transgenik, bahan asal hewan transgenik dan hasil olahannya,ikan transgenik, bahan asal ikan transgenik dan hasil olahannya, tanaman transgenik, bagian-bagiannya dan hasil olahannya, serta jasad renik transgenik.

(10)

Pelabelan Produk Rekayasa Genetik

Perkembangan bioteknologi sudah sedemikian cepatnya, sehingga produk-produk hasil rekayasa genetik (PRG) semakin banyak dijumpai di pasar global. Bagi Indonesia, dengan diratifikasinya Protokol Cartagena, peluang ekspor dan impor produk hasil rekayasa genetika ke Indonesia menjadi terbuka. Berdasarkan Protokol Cartagena, setiap negara diperkenankan menguji dan mengatur lalu lintas PRG tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan menerapkan prosedur pemberitahuan sebelum ekspor impor dengan informasi yang mencukupi (Advance Informed Agreement- AIA). PRG yang yang beredar di Indonesia harus dikaji dulu keamanan pangannya (pre-market food

safety assesment), seperti tertuang pada UU No. 7 tahun 1996 tentang Pangan.

Dari sudut konsumen, tampaknya organisasi konsumen tidak menentang modifikasi genetika, tetapi lebih mengedepankan prinsip kehati-hatian, bila data dan bukti yang ada belum cukup untuk dijadikan dasar paraturan. Mereka lebih memfokuskan pada pemenuhan hak-hak konsumen, yaitu (1). Hak atas keamanan produk pangan, (2). Hak atas informasi, dan (3). Hak untuk memilih. Berdasarkan kecenderungan permintaan konsumen tersebut, maka pemberian informasi tantang keberadaan produk pangan hasil rekayasa genetika yang beredar di masyarakat perlu dilakukan. Untuk itu diperlukan upaya-upaya untuk mendeteksi keberadaan produk-produk PRG, yang pada kenyataannya saat ini telah menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari tanpa kita sadari. Sehingga dapat dikatakan bahwa pelabelan itu sendiri bukan untuk menyatakan keamanan produk itu, tetapi lebih sebagai informasi kepada masyarakat agar dapat menentukan pilihan.

Teknik Deteksi Produk Rekayasa Genetik

Dewasa ini telah tersedia beberapa metode untuk mendeteksi pangan hasil rekayasa genetika. Deteksi pangan hasil rekayasa genetika dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu : (1). Deteksi produk-produk yang dihasilkan oleh gen yang disisipkan, antara lain dengan mendeteksi protein, lemak, pati dan zat-zat metabolit lain yang dihasilkan oleh gen sisipan, dan (2). Deteksi keberadaan gen sisipan itu sendiri. Cara ini dilakukan dengan teknik PCR dan Elektroforesis DNA, dan merupakan metode yang resmi dilakukan oleh negara-negara Eropa untuk membuktikan pangan hasil rekayasa genetika secara kualitatif. Metode terbaik yang dipakai sebagai standar uji internasional adalah metode polymerase chain reaction (PCR) yang

(11)

menggunakan deteksi DNA transgenik. Metode ini dapat terdeteksi, apakah komponen transgenik ada dalam bahan pangan tersebut, semisal promotor 35S CaMV, terminator NOS, gen Cry atau Bt, gen resisten herbisida, gen resisten antibiotik NPTII, dan sebagainya. Apabila dapat terdeteksi, maka bahan pangan tersebut adalah bahan pangan transgenik.

Berkait dengan pangan transgenik dikembangkan pendekatan substantial equivalence, yaitu membandingkan pangan transgenik dengan pangan konvensionalnya. Bila keduanya sama (tidak berarti harus identik), memiliki status nutrisi sama serta serta tidak memiliki pengaruh negatif terhadap kesehatan, maka pangan transgenik tersebut aman dikonsumsi. Untuk mengantisipasi kontroversi mengenai produk rekayasa genetika masih akan berlangsung, tetapi di sisi lain juga ada kebutuhan untuk tidak

bergantung pada pihak luar, pengembangan produk rekayasa lokal berdasarkan

keragaman hayati lokal dengan tidak membahayakan kesehatan dan keragaman hayati, serta tidak menimbulkan ketergantungan ekonomi pada negara lain perlu disikapi dengan arif tanpa semata-mata bereaksi menolak. Karena kenyataan yang sudah terjadi

adalah bila tidak mengembangkan produk rekayasa genetik sendiri, Indonesia akan menjadi konsumen produk rekayasa genetik yang diproduksi negara lain atau perusahaan multinasional.

Pengembangan Rekayasa Lokal Berdasarkan Keragaman Lokal

Pengembangan sumber alami berdasarkan keragaman genetik lokal dalam kurun waktu dua dekade ini menjadikan perhatian khusus para peneliti, Salah satu target utama senyawa alami makromolekular adalah protein. Keanekaragaman protein khususnya protein antimikrobia menjadikan pertimbangan khusus dalam pembuatan antibiotik alami (De Lucca, 2000; Hancock, 2000; Welling et al., 2000; Selitrennikoff, 2001) yang dapat diaplikasikan dibeberapa bidang (Marshall, 2003). Protein antimikrobia merupakan golongan senyawa makro yang dapat diisolasi dari beberapa tumbuhan seperti Pa-AMP-1 (Liu et al., 2000), penaeidin (Destoumieux et al., 2000),

esculentin (Ponti et al., 2003), dan cecropin (Arce et al., 1999). Sedangkan protein

antimikrobia yang dihasilkan dari sekresi bakteri yang mempunyai kemampuan membunuh pathogen pada produk pangan adalah bakteriocin (Cleveland et al., 2001; Leistner and Gorris 1995; Montville and Winkowski 1997). Nisin dan pediocin-PA-1 merupakan nama lain bakteriosin yang telah digunakan di 40 negara sebagai agensia

(12)

pengawet produk pangan (Delves-Broughton, 1990) dan sudah dipatentkan disebagian negara europa dan US (Vandenbergh et al., 1989; Boudreaux and Matrozza 1992).

Melinjo (Gnetum gnemon L.) merupakan salah satu tanaman berbiji yang mengandung 9-10% protein; 16.4 % lipid; 58 % pati dan tergolong tanaman purba yang secara evolusi dekat dengan tanaman Ginkgo biloba dimana sebagian peneliti jepang sangat tertarik untuk mengkaji potensi yang dimilikinya, secara umum tanaman ini tersebar didaerah Asia Tenggara terutama di Indonesia. Isolasi protein murni dari biji melinjo (Gnetum Gnemon) (Gg-AMP) menunjukkan potensi aktif menghambat beberapa jenis bakteri gram positif dan negatif (Siswoyo et al., 2007); kemampuan sebagai polipeptida antioksidan (free radical scavenging) (Siswoyo et al., 2007) dengan karakter protein yang lebih stabil pada suhu tinggi ( Siswoyo et al., in press) serta penentuan urutan asam amino protein Gg-AMP merupakan awal yang menentukan untuk dapat melakukan karakter dan isolasi gen (DNA) AMP. Isolasi gen AMP dimulai dengan sintesis fragmen cDNA-AMP dengan metode RT-PCR menggunakan primer yang diturunkan dari urutan asam amino AMP seperti yang pernah dilakukan oleh Liu

et al., (2000) pada biji pokeweed. Hasil cDNA-Gg-AMP dikonstruksi kedalam vektor

plasmid pQE yang dirancang untuk keperluan overekspresi DNA dalam menghasilkan protein AMP pada sel bakteri E. coli. Diperolehnya rekombinan bakteri yang overekspresi dalam memproduksi protein Gg-AMP pada bakteri E. coli dalam jumlah besar secara cepat, diharapkan dapat mengatasi permasalahan yang ada seperti pemenuhan kebutuhan protein antimikrobia alami.

(13)

Daftar Pustaka

Arce P., M. Moreno, M. Gutierrez, M. Gebauer, P. Dell'Orto, H. Torres, I. Acuna, P. Oliger, A. Venegas, X. Jordana, J. Kalazich, and L. Holuigue. (1999) Enhanced Resistance To Bacterial Infection By Erwinia Carotovora Subsp.

Atroseptica In Transgenic Potato Plants Expressing The Attacin Or The

Cecropin SB-37 Genes. America Journal Potato Research. 76: 169-177. De Lucca, A.J. Antifungal Peptides: Potential Candidates For The Treatment Of Fungal

Infections. Expert Opinion on Investigational Drugs, 2000, Vol. 9, No. 2, P. 273-299.

Hancock, R.E.W. Cationic Antimicrobial Peptides: Towards Clinical Applications.

Expert Opinion On Investigational Drugs, 2000, Vol. 9, P. 1723-1729.

Liu, Y., J. Luo, C. Xu, F. Ren, C. Peng, G. Wu, and J. Zhao (2000) Purification, Characterization, and Molecular Cloning of the Gene of a Seed-Specific Antimicrobial Protein from Pokeweed. Plant Physiology. 122: 1015-1024. Marshall, S. H. (2003) Antimicrobial Peptides: A Natural Alternative To Chemical

Antibiotics And a Potential For Applied Biotechnology. Electronic Journal of

Biotechnology. 6: 271-284.

Ponti, D., M. L. Mangoni, G. Mignogna, M. Simmaco, and D. Barra. (2003) An amphibian antimicrobial peptide variant expressed in Nicotiana tabacum confers resistance to phytopathogens. Biochem Journal. 370: 121-127.

Silvestro, L., J. N. Weiser, and P. H. Axelsen. 2000. Antibacterial and Antimembrane Activities of Cecropin A in Escherichia coli. American Society for

Microbiology. 44 (3): 602–607.

Siswoyo, T.A. (2007) Effect of Sodium Chloride on Thermal Properties of a 30 kDa Protein Isolated from Melinjo Seed. Jurnal Teknologi dan Industri Pangan,

Inpress.

Siswoyo T.A, Oktiviandari, P and Sugiharto, B (2007) Isolation and Characterization of free Radical Scavenging Activities Polypeptides from the Melinjo Seed (Gnetum gnemon). FAOMBM Seoul Conference. Seoul.

Siswoyo, T.A., and Yoga A.B. (2007) Isolation of Antimicrobial Polipeptide from the Melinjo Seed (Gnetum gnemon). PATPI, Bandung

Siswoyo, T.A and Aldino, M (2007) Free Radical Scavenging Activity and Phenolic Content of Mlinjo Tree (Gnetum gnemon L.). International Conference of

Chemistry Science, UGM, Yogyakarta.

Vandenbergh, P. A., Pucci, M. J., Kunka, B. S., and Vedamuthu, E. R. (1989) Method for inhibiting Listeria monocytogenes using a bacteriocin. European Patent Application 89101125.6.

Welling, M.M.; Paulusma-Annema, A.; Balter, H.S.; Pauwels, E.K. And Nibbering, P.H. Tenehtium-99m Labeled Antimicrobial Peptide Discriminate Between Bacterial Infection And Sterile Inflammations. European Journal of Nuclear