Nama : Taufiq Ramadhan NIM : 20031108004 Prodi : Agroteknologi
MK : Pemuliaan Tanaman
GENETIKA
Genetika merupakan cabang ilmu dari biologi yang mencoba menjelaskan persamaan dan perbedaan sifat yang diturunkan pada makhluk hidup. Selain itu, genetika juga mencoba menjawab pertanyaan yang berhubungan dengan apa yang diturunkan atau diwariskan dari induk kepada turunan nya, bagaimana mekanisme materi genetika itu diturunkan, dan bagaimana peran materi genetika tersebut.
Konsep Genetika berkembang dari ilmu yang membahas tentang bagaimana sifat diturunkan menjadi lebih luas lagi yakni ilmu yang mempelajari tentang materi genetik. Secara luas genetika membahas:
1) struktur materi genetik, meliputi: gen, kromosom, DNA, RNA, plasmid, episom, dan elemen tranposabel,
2) reproduksi materi genetik, meliputi: reproduksi sel, replikasi DNA, reverse transcription, rolling circle replication, cytoplasmic inheritance, dan Mendelian inheritance,
3) kerja materi genetik, meliputi: ruang lingkup materi genetik, transkripsi, modifikasi pasca transkripsi, kode genetik, translasi, konsep one gene one enzyme, interaksi kerja gen, kontrol kerja gen pada prokariotik, kontrol kerja gen pada eukariotik, kontrol genetik terhadap respon imun, kontrol genetik terhadap pembelahan sel, ekspresi kelamin, perubahan materi genetik, 4) perubahan materi genetik, meliputi: mutasi, dan rekombinasi,
4) genetika dalam populasi, dan
5) perekayasaan materi genetik (Nusantara 2014).
Terkait dengan hal tersebut, hingga saat ini genetika telah banyak menunjukkan manfaat yang besar bagi manusia, khususnya di bidang peternakan, pertanian, kedokteran, dan psikologi.
Berikut adalah uraian tentang implementasi dan manfaat genetika pada bidang tersebut dalam kehidupan (Nusantara 2014).
PEMULIAAN TANAMAN
Pemuliaan dari kata “mulia”=terpuji
Pemuliaan => menjadikan mulia =>lewat sifat genetik (gen)
Sehingga mempelajari tentang perubahan susunan genetik (sifat) tanaman agar diperoleh tanaman yang menguntungkan bagi manusia
Tujuan : untuk memperoleh atau mengembangkan varietas atau hibrida, sehingga memberi hasil lebih tinggi dan menguntungkan
Ilmu (science) yang mempelajari tentang perubahan susunan genetik (sifat) tanaman sehingga diperoleh tanaman baru yang bermanfaat bagi manusia
Seni (art) yaitu kemampuan dalam merakit tanaman baru yang memiliki sifat-sifat atau penampilan sesuai dengan tujuan yang diinginkan pemulianya (breeder)
Pemuliaan Tanaman (Plant Breeding)
Usaha manipulasi atau merubah spesies tanaman dengan sengaja untuk mendapatkan genotipe dan penotipe yang sesuai dengan keinginan berdasarkan kegunaan tertentu
Kontrol penyerbukan (KP)
Rekayasa genetik (recombinasi) (RG) Gabungan KP & RG
Seleksi terhadap keturunan
Pemuliaan tanaman mulai dengan memelihara tanaman liar (domestikasi) yang serba mini dan sangat berbeda dengan tanaman sekarang
Tanaman liar dianggap nenek moyang tanaman budidaya
Perubahan bentuk morfologi dan lainnya berlangsung secara bertahap Ilmu-ilmu penunjang dalam pemuliaan tanaman
Genetika : mempelajari pewarisan suatu sifat
Botani : mempelajari sifat morfologi, fisiologi tanaman
Statistika : untuk perhitungan dan evaluasi sifat tanaman
Ilmu hama dan penyakit : mempelajari ketahanan terhadap faktor biotik
Agroteknologi : mempelajari produksi tanaman
Peranan Genetika dalam Pemuliaan Tanaman
Berawal dari teori yang pernah dibawakan oleh Thomas Malthus (1798) yang mengatakan bahwa laju pertambahan penduduk mengikuti hukum deret ukur, sedangkan pertambahan produksi pangan mengikuti hukum deret hitung, sehingga berdasarkan hal tersebut ia memprediksi bahwa suatu waktu akan terjadi bencana krisis pangan akibat dari laju pertambahan jumlah penduduk yang jauh melibihi laju pertambahan produksi pangan.
Namun teori tersebut sampai hari ini masih belum terbukti, 220 tahun sejak teori tersebut dikatakan tetapi manusia masih tetap eksis dalam kehidupannya. Hal ini karena adanya peran dari pemuliaan tanaman yang dapat menjawab tantangan tersebut, yaitu dengan terus meningkatkan laju pertambahan produksi pangan seiring bertambahnya laju pertambahan penduduk.
Sejak jaman dulu manusia tidak pernah terlepas dari sektor pertanian, karena dari pertanian kita mengambil sumber energi, sumber serat, sumber vitamin, dan lain-lain. Tantangan pertanian yang perlu kita jawab kedepan, yaitu terkait (1) Peningkatan produktivitas tanaman (kuantitas): dalam hal ini, kuantitas hasil yang didapatkan harus mampu mengiringi jumlah manusia yang diberi makan, (2) Peningkatan kualitas tanaman: beberapa tahun kedepan,
mungkin saja manusia tidak hanya menuntut nasi yang pulen dan banyak, namun nasi yang juga harus punya aroma tertentu dan mengandung vitamin tertentu.
Menghadapi tantangan tersebut, mau tidak mau kita harus mengakui bahwa driving force nya adalah pemuliaan tanaman. Kalau kita mau meningkatkan kuantitas dan kualitas tanaman namun kita tidak mau membicarakan pemuliaan tanaman itu tidak tepat, artinya kita tidak bisa membahas tindakan agronomi saja dari jalan teknologi budidaya untuk meningkatkan produktivitas tanaman, apalagi masalah kualitas tanaman yang tidak mungkin bisa dijawab oleh tindakan agronomi. Apapun yang kita lakukan, jika basis genetik tanaman tidak diperbaiki maka kita tidak akan pernah bisa menjawab permasalahan produktivitas dan kualitas tanaman untuk mengiringi laju pertambahan penduduk. Setelah didapatkan basis genetik yang baik, baru kemudian peran tekonlogi budidaya, proteksi tanaman, dll dibutuhkan dalam mengoptimalisasikan produktivitas dan kualitas tanaman yang baik.
Artinya, jika kapasistas genetik tanaman hanya mampu menghasilkan produktivitas 10 ton/ha/tahun, maka didukung oleh teknologi budidaya apapun, hasilnya tidak akan pernah melibihi dari 10 ton/ha/tahun. Namun, jika basis genetik tanaman diubah terlebih dahulu dan kemudian didukung oleh teknologi budidaya, maka ada kesempatan menghasilkan produktivitas tanaman lebih dari 12 ton/ha/tahun.
Prinsip kerja dari pemuliaan tanaman adalah berasal koleksi plasma nutfah dengan keragaman sifat yang tinggi, kemudian dilakukan persilangan antar dua tetua terpilih (hibridisasi seksual) sehingga terjadi segregasi dan rekombinasi kromosom antar keduanya (genetika mendel), kemudian dilakukan proses seleksi dari hasil persilangan untuk sifat-sifat tertentu yang diinginkan, hingga menghasilkan kultivar unggul baru dengan kriteria produktivitas dan kualitas yang baik. Berdasarkan prinsip kerja pemuliaan tanaman tersebut maka terori dari Thomas Malthus dapat dipatahkan. Pemuliaan tanaman juga memberikan dampak yang sangat nyata dalam pertanian dunia, yaitu pada tahun 1950-1980 kita berhasil meberikan lonjakan produksi dan mengenalnya dengan istilah “Revolusi Hijau”.
Namun kedepannya, kendala yang dihadapi dari proses pemuliaan tanaman adalah sumber keragaman plasma nutfah yang kita punya sudah dieksplorasi secara maksimal, sehingga lonjakan produksi sulit didapatkan lagi. Disinilah peran rekayasa genetika sebagai penunjang pemuliaan tanaman dapat menjawab berbagai permasalahan yang ada. Kedepannya, bukanlah hal yang perlu dikagetkan lagi bahwa gebrakan “Revolusi Hijau ke-2” atau “lonjakan produksi ke-2” dapat kembali terjadi melalui pemanfaatan rekayasa genetika (terlepas dari pro kontra terhadap hasil rekayasa genetika). Perlu diketahui bahwa negara-negara maju seperti USA dll, sudah mengambil langkah lebih awal dalam menerapkan rekayasa genetika di negaranya. Jika kedepan kondisi pertanian kita ingin tetap sustainable dan eksis dalam memenuhi faktor kuantitas dan kualitas tanaman, maka kita juga harus memulai fokus kita untuk mendalami rekayasa genetika tanaman.
Beberapa alasan harus menerapkan rekayasa genetika, diantaranya: (1) Rekayasa genetika mengambil peran dalam memodifikasi sifat tanaman di tingkat molekuler (gen), bagian yang sangat menentukan dari munculnya karakter fenotipe tanaman. (2) Sumber gen sebagai
plasma nutfah yang akan di rakit dapat berasal dari organisme apapun (tidak ada sexual barier), perakitan tidak terbatas dalam satu spesies saja, sehingga keragaman sumber plasma nutfah menjadi sangat luas. Hasil proses rekayasa genetika adalah berupa tanaman transgenik yang dapat dijadikan sebagai sumber plasma nutfah baru atau sebagai kultivar unggul baru.
Dengan demikian arah pertanian 4.0 sudah harus mulai fokus memasuki era molekular (gen) atau rekayasa genetika untuk dapat menciptakan gebrakan lonjakan produksi ke-2 kedepannya.
Sumber Daya Genetik Dalam Pemuliaan Tanaman
Jelas bahwa sumber daya genetik merupakan sumber utama dalam pemuliaan tanaman untuk dapat berlangsung. Sumber daya genetik atau plasma nutfah merupakan bahan dasar atau tetua yang digunakan untuk menginisiasi program pemuliaan. Guna memfasilitasi penggunaan plasma nutfah, telah banyak didirikan bank plasma nutfah yang bertugas mengumpulkan, mengkatalog, menyimpan, dan mengatur semua plasma nutfah yang ada.
Sumber keragaman
Sumber daya genetik dapat dikelompokkan paling tidak kedalam lima golongan yaitu:
1. Plasma nutfah elit
2. Plasma nutfah yang telah ditingkatkan
3. Kultivar lokal yang telah ditingkatkan (landrace) 4. Relatif liar
5. Stok genetik
Berdasarkan sumber keragaman dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok besar yaitu:
1. Tanaman yang telah didomestikasi 2. Tumbuhan yang belum didomestikasi 3. Spesies atau genera lain
Kerentanan genetik
Kerentanan genetik merupakan permasalah komplek yang melibatkan permasalah seperti evoluasi tanaman, kecenderungan dalam pemuliaan, kecenderunga dalam teknologi biologi, keputusan oleh produser tanaman, permintaan dan minat konsumer, dan lain sebagainya.
Maka dibentuklah kultivar tanaman yang dapat mengakomodir semua permasalahan di atas.
Kerentanan genetik mengindikasikan homogenitas genetik dan ketidakseragaman kelompok tanaman yang mempengaruhi kerentanannya terhadap hama, patogen atau lingkungan dalam skala yang besar. Kerentanan ini disebabkan oleh:
1. Keinginan pemulia atau konsumen terhadap ketidak seragaman sifat yang mengendalikan kerentanan terhadap tekanan biotik dan lingkungan.
2. Lahan yang digunakan dan metode produksi.
Berikut beberapa hal yang dapat dilakukan dalam menghadapi kerentanan genetik, diantaranya adalah:
1. Pengecekan kenyataan bahwa kerentanan genetik ini merupakan permasalan penting dan harus dihadapi secara serius
2. Penggunaan plasma nutfah liar
3. Pergeseran pola pikir bahwa pemuliaan tanaman sesederhana menyilangkan tanaman yang berbeda namun juga melibatkan karakter-karakter yang sulit untuk diwariskan sehingga memerlukan pendekatan berbeda.
Konservasi Sumber Daya Genetik dan Plasma Nutfah
Konservasi sumber daya genetik merupakan hal penting dan pondasi terhadap ketahanan pangan. Dibutuhkan peningkatan produksi pertanian sebanyak paling sedikit 60% untuk memenuhi kebutuhan pangan dunia yang diperkirakan akan mencapai 9,2 milyar pada tahun 2050. Sementara keberadaan sumber daya genetik tersebut juga diancam oleh perubahan lingkungan seperti peningkatan suhu global dan perubahan iklim, alih fungsi lahan dan sumber daya air serta degradasi lingkungan. Hal ini tentu menyebabkan semakin terbatasnya sumber untuk ketahanan pangan, pertumbuhan ekonomi dan juga berdampak terhadap perdamaian dunia.
Dalam rancang tindak kedua untuk sumber daya genetik tanaman untuk pangan dan pertanian telah dijelaskan perlunya konservasi dan pemanfaatan sumber daya genetik tanaman untuk pangan dan pertanian yang berkelanjutan. Hal ini didasarkan pada perlunya perubahan dalam kemampuan adaptasi berbagai jenis tanaman dan pakan terhadap perubahan iklim yang terjadi. Kondisi ini juga mengharuskan perubahan terhadap kegiatan pertanian dan areal produksi serta mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan dan keanekaragaman hayati.
Referensi
https://repository.uai.ac.id/wp-content/uploads/2020/09/Isi-Genetika-Dasar.pdf http://adydaryanto.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/61344/1.+Pendahuluan
%2C+Over+View+Pemuliaan+Tanaman+2017.pdf
https://banten.litbang.pertanian.go.id/new/images/pdf/Essay-Peran-Rekayasa-Genetika.pdf https://repository.unimal.ac.id/2063/1/Buku%20Ajar%20Pemuliaan%20Tanaman
%202016.pdf
