Biotekbologi bagi Pengembangan Industri Rumput Laut dan Kakao serta Metode-
Metode Lain dalam Bioteknologi
Prof. Ir. I Gede Putu Wirawan, M.Sc., Ph.D Integrated Lab for Genetic Resources and Molecular Biology,
Universitas Udayana, Bali
Content
• Problem di Kakao
▫ Budidaya/ Produksi : Bibit, OPT, Pupuk, Pemeliharaan, Pemuliaan
▫ Pasca Panen : Pengolahan, Transportasi, Kemasan,
▫ Pemasaran : Promosi, Diferensiasi, Segmen Pasar
• Sea Weeds/ Rumput Laut
▫ Budidaya : OPT, Pupuk, Pemeliharaan, Pemuliaan
▫ Pasca Panen : Pengolahan, Transportasi, Kemasan,
▫ Pemasaran : Promosi, Diferensiasi, Segmen Pasar
• The Way of Biotechnology
Cacao : From the farm to customers
Masalah Utama Produksi
• OPT Penting :
▫ PBK , Conopomorpha cramerella
▫ Penggerek Batang Kakao, Zeuzera Coffeae
▫ Helopeltis sp.
▫ Phytophtora palmivora
▫ Tikus, Tupai,
• OPT Dominan : PBK - Conopomorpha cramerella,
• Luas Serangan PBK Juli 2003 sekitar 300.000 Ha
• Kerugian sekitar 1,3 Trilyun Rupiah
Hama Utama Kakao
• Hama Penggerek Batang Kakao, Zeuzera Coffeae (Lepidoptera : Cossidae)
• Hama Pengisap Buah,
Helopeltis sp., (Hemiptera : Miridae)
• Hama Penggerek Buah Kakao
(Conopomorpha cramerella)
(Lepidoptera : Gracillaridae)
Pengendalian
• Membungkus setiap buah kakao agar terhindar dari serangan hama penggerek buah, Conopomorpha cramerella
• Eradikasi tanaman yang terserang
• Pengendalian hayati dengan:
▫ Sanitasi / kebersihan kebun
▫ Semut untuk pengendalian Helopeltis sp.
▫ Burung hantu untuk pengedalian tikus
▫ Jamur Beauveria bassiana untuk penggerek batang, Zeuzera Coffeae
▫ Jamur Vertilicium sp. Untuk penggerek buah, Conopomorpha cramerella
▫ Penggunaan benih unggul toleran / tahan
• Pengendalian secara Kimiawi menggunakan insektisida
• Pengendalian menggunakan Bacillus thuringiensis (endo toxin)
Sea Weeds : From the sea to customers
Management
• Petani – Pengusaha – Entrepreneur
• Produksi – Pengolahan Produk – Kemasan –
Transportasi – Pasar
• Sustainability
Masalah Pengolahan Produk dan Marketing
• Produk terolah
• Kemasan
• Transportasi
• Promosi dan Pasar
Belum dilakukan dengan baik
TRIDARMA PERGURUAN TINGGI
• Pendidikan
• Penelitian ---- menjadi penggerak
• Pengabdian kepada Masyarakat
Pendidikan dan pengabdian masyarakat serta keunggulan sebuah pendidikan tinggi mesti
berbasiskan riset-riset yang dilakukan; yang khas, baru,
yang bisa menjadi keunggulan kompetitif
Fungsi Penelitian
• Untuk pengembangan IPTEK
▫ Menghasilakn temuan-temuan baru
▫ Menghasilkan artikel penelitian di jurnal-jurnal
• Untuk Pengembangan Pendidikan
▫ Menghasilkan buku ajar/ Buku Teks
▫ Pengembangan Bahan Ajar
• Untuk Menghasilkan Produk Komersial
• Untuk Pemecahan Masalah
▫ Menghasilkan pemecahan masalah di Pemerintahan/
Perusahaan/ masyarakat
Deteksi dan Isolasi Karotenoid
Astaxanthin dari Rumput Laut
Astaxanthin diisolasi dari
• Bakteri :
▫ Agrobacterium aurantiacum
▫ Erythrobacter (35%)
• Micro Algae
▫ Haematococcus pluvialis
• Macro Algae
▫ Caulerpa spp
▫ Gracilaria spp
Astaxanthin Biosynthesis
crtW –crtZ gene PCR Detection
PCR Detection of crtW and crtZ
Genes-Endonuclease Analysis
Cloning Gen crtZ dan crtW untuk produksi Astaxanthin dari Bakteri Agrobacterium
aurantiacum
• Deteksi dan Isolasi Gen crtZ dan crtW dari Zea Weed
• Cloned pada plasmid vector, pT7Blue
• Transformasikan ke sel E. coli JM104, Transformasikan ke sel A. aurantiacum
• A. aurantiacum memproduksi astazanthin - Produksi Astaxanthin Skala Lab
• Komersialisasi – Mass Production
Plasmid pT7Blue
E. coli
A. aurantiacum Ekstraksi
Purifikasi
Astaxanthin Production
Astaxanthin adalah senyawa karotenoid yang berfungsi sebagai antioksidan yang kuat yang 1000 x vitamin E.
Biasa dikonsumsi dalam bentuk oral dan non-oral (Cancer
and anti-aging)
Bioteknologi dalam Pemuliaan Kakao:
- Tanaman toleran atau tahan OPT - Tanaman unggul dalam produksi
- Tanaman dengan kandungan Gizi yang lebih tinggi, dll
• Tanaman Toleran PBK
• Atau OPT lainnya
• Toleran bermakna relatif lebih tahan
dibandingkan varietas lainnya. Dia bisa saja terserang
• Tanaman Tahan PBK
• Tahan berarti todak dapat diserang oleh OPT
tertentu (PBK)
• Menggunakan teknologi Kloning Gen dan
Transformasi Gen
Tanaman Tahan/ toleran PBK
• Tanaman Kakao transgenik membawa gen cry dari bakteri Bacillus turingiensis
• Gen cry ada banyak dari cry 1 sampai cry 9 yang kesemuanya menyandi protein yang bersifat toxic yang disebut dengan endo toksin.
• Endo toksin dari B. turingiensis dapat membunuh semua
serangga dari golongan
Lepidoptera, Hemiptera, dan lainnya.
• Metode:
• Gen cry diklon pada plasmid vector, lalu disubklon pada binary plasmid vektor dan dimasukkan ke dalam sel Agrobacterium tumefaciens
• Sel tanaman kakao
ditransformasi dengan A.
tumefaciens yang membawa gen cry , sehingga ketika sel ini
tumbuh menjadi individu baru akan mengekspresikan gen cry untuk menghasilkan endo toksin, sehingga tidak diserang oleh
serangga hama (Lepidoptera, dll, termasuk PBK)
