Peran Bioteknologi dalam Pertanian

Bioteknologi adalah mengubah susunan genetik makhluk hidup untuk membuat produk yang bermanfaat. Bioteknologi telah menyebabkan para ilmuwan untuk mengembangkan aplikasi yang berguna di bidang pertanian dan ilmu makanan. Ini termasuk pengembangan tanaman transgenik.

Bioteknologi memungkinkan petani untuk menanam lebih banyak makanan di lahan yang lebih sedikit dengan menggunakan praktik pertanian yang ramah lingkungan. Melalui bioteknologi:

Benih menghasilkan lebih banyak per hektar, tanaman secara alami menahan hama dan penyakit serangga tertentu, dan teknik pertanian meningkatkan konservasi tanah.

Petani dan peternak dapat membantu tumbuhan dan hewan melawan penyakit dan beradaptasi dengan tekanan lingkungan dan perubahan iklim. Kita dapat meningkatkan kandungan nutrisi makanan dan meningkatkan kesehatan manusia melalui terapi yang diproduksi oleh tumbuhan dan hewan.

Manfaat bioteknologi sangat berarti pada saat populasi global kita bertambah dan permintaan kita akan makanan meningkat, terutama di negara berkembang.

Pengertian

Bioteknologi pertanian adalah bidang ilmu pertanian yang melibatkan penggunaan alat dan teknik ilmiah, termasuk rekayasa genetika, penanda molekuler, diagnostik molekuler, vaksin, dan kultur jaringan, untuk memodifikasi organisme hidup: tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme .

Bioteknologi tumbuhan merupakan salah satu aspek dari bioteknologi pertanian yang berkembang pesat belakangan ini. Sifat yang diinginkan diekspor dari spesies Tanaman tertentu ke spesies yang sama sekali berbeda. Tanaman transgen ini memiliki karakteristik yang diinginkan dalam hal rasa, warna bunga, laju pertumbuhan, ukuran produk yang dipanen, dan ketahanan terhadap penyakit dan hama.

Peran

Pada tanaman transgenik, gen ditempatkan ke dalam tanaman untuk memberikan tanaman sifat menguntungkan. Manfaat meliputi:

  • Peningkatan hasil dari tanaman.
  • Peningkatan resistensi tanaman terhadap tekanan lingkungan.
  • Peningkatan kualitas gizi tanaman pangan.
  • Peningkatan rasa, tekstur atau penampilan makanan.
  • Mengurangi ketergantungan pada pupuk, insektisida, dan bahan kimia lainnya.

Tanaman jelas tergantung pada kondisi lingkungan. Kekeringan dapat menghancurkan hasil panen, demikian juga terlalu banyak hujan dan banjir. Tapi bagaimana kalau tanaman dapat dikembangkan untuk menahan kondisi yang keras?

Bioteknologi akan memungkinkan pengembangan tanaman yang mengandung gen yang akan membantu mereka untuk menahan kondisi yang keras. Sebagai contoh, kekeringan dan tanah asin adalah dua faktor penting yang mempengaruhi seberapa baik tanaman tumbuh. Tapi ada tanaman yang dapat menahan kondisi yang keras. Mengapa? Mungkin karena genetika bahwa tanaman itu. Jadi para ilmuwan sedang mempelajari tanaman yang dapat mengatasi kondisi ekstrim. Mereka berharap untuk mengidentifikasi dan mengisolasi gen yang mengendalikan sifat-sifat yang menguntungkan. Gen kemudian bisa ditransfer ke tanaman yang lebih diinginkan, dengan harapan menghasilkan ciri-ciri yang sama pada mereka tanaman.

Selada Thale (Gambar di bawah), sebuah spesies Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), merupakan gulma kecil yang sering digunakan untuk penelitian tanaman, karena sangat mudah tumbuh, dan DNA-nya telah dipetakan. Para ilmuwan telah mengidentifikasi gen dari tanaman ini, At-DBF2, yang memberikan ketahanan tanaman terhadap beberapa tekanan lingkungan. Ketika gen ini dimasukkan ke dalam tomat dan sel tembakau, sel-sel yang mampu menahan tekanan lingkungan seperti garam, kekeringan, dingin, dan panas jauh lebih baik daripada sel-sel biasa. Jika hasil ini terbukti berhasil dalam uji coba yang lebih besar, kemudian At-DBF2 gen dapat membantu dalam tanaman rekayasa yang lebih baik dapat menahan lingkungan yang keras.

Teknik modifikasi tanaman

Pembiakan tradisional

Perkawinan silang tradisional telah digunakan selama berabad-abad untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas tanaman. Kawin silang dua spesies yang cocok secara seksual untuk menciptakan varietas baru dan khusus dengan sifat yang diinginkan dari induknya. Misalnya, apel keripik madu menunjukkan tekstur dan rasa tertentu karena persilangan induknya. Dalam praktik tradisional, serbuk sari dari satu tanaman ditempatkan di bagian betina dari tanaman lain, yang mengarah pada hibrida yang berisi informasi genetik dari kedua tanaman induk. Pemulia tanaman memilih tanaman dengan sifat yang ingin mereka wariskan dan terus membiakkan tanaman tersebut. Perhatikan bahwa perkawinan silang hanya dapat digunakan dalam spesies yang sama atau berkerabat dekat.

Mutagenesis

Mutasi dapat terjadi secara acak pada DNA organisme apa pun. Untuk menciptakan variasi dalam tanaman, para ilmuwan dapat secara acak menyebabkan mutasi di dalam tanaman. Mutagenesis menggunakan radioaktivitas untuk menginduksi mutasi acak dengan harapan menemukan sifat yang diinginkan. Ilmuwan dapat menggunakan bahan kimia yang bermutasi seperti etil methanesulfonat, atau radioaktivitas untuk membuat mutasi acak di dalam DNA. Kebun atom digunakan untuk mengubah tanaman. Inti radioaktif terletak di tengah taman melingkar dan diangkat dari tanah untuk memancarkan tanaman di sekitarnya, menghasilkan mutasi dalam radius tertentu. Mutagenesis melalui radiasi adalah proses yang digunakan untuk menghasilkan jeruk bali merah ruby.

Poliploidi

Poliploidi dapat diinduksi untuk memodifikasi jumlah kromosom dalam suatu tanaman untuk mempengaruhi kesuburan atau ukurannya. Biasanya, organisme memiliki dua set kromosom, atau dikenal sebagai diploid. Namun, baik secara alami atau melalui penggunaan bahan kimia, jumlah kromosom tersebut dapat berubah, mengakibatkan perubahan kesuburan atau modifikasi ukuran dalam tanaman. Semangka tanpa biji dibuat dengan cara ini; semangka 4 set kromosom disilangkan dengan 2 set semangka kromosom untuk membuat semangka steril (tanpa biji) dengan tiga set kromosom.

Fusi protoplas

Fusi protoplas adalah bergabungnya sel atau komponen sel untuk mentransfer sifat antar spesies. Misalnya, sifat kemandulan jantan ditransfer dari lobak ke kubis merah melalui fusi protoplas. Kemandulan jantan ini membantu pemulia tanaman membuat tanaman hibrida.

Interferensi RNA

Interferensi RNA (RNAIi) adalah proses di mana mekanisme RNA sel menjadi protein dimatikan atau dimatikan untuk menekan gen. Metode modifikasi genetik ini bekerja dengan mengganggu RNA pembawa pesan untuk menghentikan sintesis protein, secara efektif membungkam gen.

Transgenik

Transgenik melibatkan penyisipan satu bagian DNA ke dalam DNA organisme lain untuk memasukkan gen baru ke dalam organisme asli. Penambahan gen ke dalam materi genetik suatu organisme menciptakan varietas baru dengan sifat yang diinginkan. DNA harus disiapkan dan dikemas dalam tabung reaksi dan kemudian dimasukkan ke dalam organisme baru. Informasi genetik baru dapat disisipkan dengan biolistik. Contoh transgenik adalah pepaya pelangi, yang dimodifikasi dengan gen yang membuatnya kebal terhadap virus ringspot pepaya.

Pengeditan genom

Pengeditan genom adalah penggunaan sistem enzim untuk memodifikasi DNA langsung di dalam sel. Pengeditan genom digunakan untuk mengembangkan kanola tahan herbisida untuk membantu petani mengendalikan gulma.

Kosa kata

  • Arabidopsis (Arabidopsis thaliana): gulma kecil yang sering digunakan untuk penelitian tanaman, karena sangat mudah tumbuh, dan DNA-nya telah dipetakan.
  • bioteknologi: Mengubah susunan genetik makhluk hidup untuk membuat produk yang bermanfaat.
  • transgenik: Mengandung gen ditransfer dari organisme lain.

    Arabidopsis thaliana
    Arabidopsis thaliana

Ringkasan

  • Tanaman transgenik memiliki gen tambahan yang ditempatkan ke dalamnya untuk memberikan tanaman sifat menguntungkan.
  • Di masa depan, tanaman dapat diubah secara genetik untuk menahan kondisi yang keras.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *