PERTANYAAN DAN JAWABAN SEPUTAR PEMULIAAN TANAMAN

PERTANYAAN DAN JAWABAN

1.        What is biotechnology? What are the achievements of biotechnology?

Dalam arti luas bioteknologi adalah teknik yang memanfaatkan sebuah sisten untuk mengembangkan produk atau untuk peningkatan kualitas spesies tertentu. Dalam arti spesifik bioteknologi adalah ilmu yang mempelajari makhlu hidup dan pemanfaatannya untuk menghasilkan sebuah  produk yang dapat bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Prestasi hasil bioteknologi diantaranya pada tahun:

Tahun 1968, stanley cohen memanfaatkan plasmid untuk transfer antik ke sel bakteri.

Tahun 1970, Herb Boyer berhasil menemukan enzim retriksi

Tahun 1972, Paul Berg berhasil membuat rekombinan DNA

Tahun 1978, Genentech Company menemukan cara memproduksi hormon insulin dengan cara dikloning oleh E.coli

Tahun 1986, Kary Mullis menemukan PCR

Tahun 1996, Ian wilmut  mengkloning domba dolly

Tahun 2003, AS mulai mempopulerkan modifikasi genetik hewan.

2.        Write a short note on the global impact of biotechnology.

Ø Dampak positif bioteknologi yaitu : Peningkatan produksi dan kualitas pangan, peningkatan kesehatan dan penyedia bahan bakar alternatif.

Ø Dampak negatifnya bioteknologi yaitu : Rusaknya ekosistem karna beberapa jenis produk tanaman transgenik terbukti dapat menurunkan jumlah spesies yang ada di alam ini karna ia tidak lagi memakan tanaman yang di transgenikan.  Hilangnya beberapa jenis hewan dan tumbuhan tertentu, dengan adanya bioteknologi maka hanya tanaman dan hewan yang berkualitas bagus saja yang akan di kembangkan. Dapat menyebabkan alegeri karna tidak semua orang cocok dengan gen asing yang di masukan ke dalam tuhunya. Dari maka itu perlu berhati-hati dalam mengkonsumsi produk bioteknologi.

3.        What is the difference between the traditional biotechnology and modern biotechnology?

Perbedaan yang paling utama antara bioteknologi konvensional dan modern terletak pada metode dan teknologi yang digunakan.

BIOTEKNOLOGI MODERN	BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
-       Produksi dapat dilakukan secara masal. -       Berdasarkan pada berbagai disiplin ilmu yang dikaji secara mendalam melalui studi literature dan berbagai penelitian. -       Organisme hanya menjadi perantara bukan sebagai pelaku utama dalam sebuah proses (contoh : Agrobacterium sebagai vektor dalam proses transfer gen)	-      Produksi kurang dapat dilakukan secara masal. -      Umumnya perlakuan berdasarkan pada kebiasaan turun-temurun. -      Menggunakan organisme secara langsung (contoh pembuatan tampe dengan memanfaatkan jamur)

4.        Mention and explain define the term in: a) tissue culture; b) transgenic; c) molecular marker.

a)      Kultur Jaringan merupakan kegiatan membudidayakan jaringan tanaman menjadi tanaman baru yang mempunyai sifat sama dengan induknya. Kultur Jaringan diartikan pula dengan memelihara & menumbuhkan organ tanaman (embrio, tunas, bunga dsb) atau jaringan tanaman (sel, kalus, protoplast) pada kondisi aseptik.

b)      Transgenik merupakan proses pemindahan atau penyisipan gen atau DNA dari organisme lain (disebut transgen) ke organisme hidup lainnya untuk tujuan tertentu sehingga organisme memiliki sifat dan ciri-ciri baru yang akan diteruskan ke keturunannya.

c)      Marka molekuler merupakan metode penunjuk keberadaan rangkaian nukleotida atau lebih umum dikenal pasangan basa (DNA). Marka dapat menyandikan suatu sifat atau memberikan informasi tentang keberadaan posisi suatu sekuen konservasi di dalam genom atau non fungsional.

5.        What is a plant tissue culture? What is a basic theory in applying tissue culture?

kultur jaringan merupakan suatu metode atau teknik mengisolasi bagian tanaman (protoplasma sel jaringan dan organ) dan menumbuhkannya pada media buatan sendiri dalam kondisi aseptik didalam ruang yang terkontrol sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman lengkap.

Kultur jaringan bermula dari pembuktian teori toti potensi sel yang dikemukakan oleh Scwhan dan Schleiden (1838). Menurut teori ini setiap sel tanaman hidup mempunyai genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman utuh jika kondisinya sesuai. Sel dari suatu organisme dimanapun letaknya sebenarnya sama dengan sel zigot, karena berasal dari sel tersebut.

6.        What is micropropagation? How is it different from vegetative propagation?

mikropropagasi merupakan perbanyakan tanaman secara klonal dari berbagai jenis tanman. Jaringan tanaman dalam jumlah sedikit dapat menghasilkan ratusan atau ribuan tanaman secara terus menerus. Sedangkan vegetative propagation adalah perakitan  individu yang indentik secara genetik yang diperbanyak secara vegetatif dari satu tanaman tunggal.

7.        What are somaclonal variations? What is it’s significance in plant tissue culture?

Variasi somaklonal merupakan keragaman genetik yang dihasilkan melalui kultur jaringan. Variasi somaklonal dalam kultur jaringan merupakan hasil kumulatif dari mutasi genetik pada eksplan dan diinduksi pada kondisi in-vitro.

8.        What is an explant? How will you induce callus from it?

eksplan adalah bagian dari suatu tanaman yang dipergunakan sebagai bahan awal untuk kultur jaringan. Kalus merupakan sekumpulan sel amorphus yang terbentuk dari sel-sel yang membelah secara terus menerus secara in-vitro. Kalus biasanya disimpan pada cawan petri kemudian dipotong menjadi bagian-bagian kecil dan dimasukan kedalam erlenmeyer yang berisi bahan kimia. Pembentukan kalus dari eksplan harus mengandung sel-sel yang aktif membelah, semua bagian tanaman yang masih muda (embrio muda, hipokotil, kotiledon, koleoptil, dan bagian muda) mudah dideferensi menghasilkan kalus.

9.        What are the requirements for establishing a tissue culture laboratory?

Lingkungan  didalam laboratorium harus terjaga aseptisitasnya. Setiap perlakuan dilakukan dalam ruangan yang berbeda. suhu didalam laboratorium harus stabil dan sesuai dengan standar perlakuan kultur jaringan. sirkulasi cahaya harus lancar (pelampuan memadai).

10.    What are the advantages of using molecular markers in plant breeding selections over morphological and biochemical markers?

Marka molekuler bermanfaat dalam penandaan gen, dengan penandaan gen yang lebih cepat maka penemuan sifat unggul untuk bahan persilangan atau bahan untuk rekayasa genetic akan menjadi lebih cepat dan efektif. Selain itu marka molekuler membantu untuk mengidentifikasi galur-galur yang ada.

11.    Discuss in detail different types of molecular markers used in genome mapping.

prinsip kerja marka molekuler ada dua. yang pertama berdasarkan PCR (RAPD, AFLP dan SSR) dan yang tidak berdasarkan PCR (RFLP)

12.    What is genome sequencing project? Name any two organisms whose genome have been sequenced completely

Genom sekuising proyek adalah proses pengurutan basa DNA dengan prinsip kerja, penyusunan fragmen DNA yang memiliki ukuran berbeda tetapi memiliki kesamaan pada ujung fragmen. Contoh organisme yang telah di sekuens genom nya adalah vvirus HIV, Bakteri E. coli, khamir Saccharomyces cerevisiae, tanaman Arabidopsis thaliana, dan neatoda Chaenorhabditis.

13.    What are quantitative trait loci (QTL)? Write their mapping by using molecular markers.

Quantitative trait loci (QTL) atau lokus-lokus sifat kuantitatif. Yaitu lokus yang memiliki gen yang mengontrol sifat kuantitatif.

14.    Write a note on ‘transgenic breeding strategies and molecular markers’.

Marka molekuler menjadi jalan alternative tercepat untuk mecari dan menemukan gen yang diinginkan untuk di sisipkan pada tanaman tertentu.  dengan adanya marka molekuler pemulia diberikan kemudahan dalam mengeksplorasi gen yang bermanfaat untuk peningkatan kualitas dan kuantitas tanaman yang dirakit. dalam proses perakitan tanaman trasgenik marka molekuler sangat berkotribusi, karena mempercepat dan mempermudah penemuan gen yang akan di sisipkan.

15.    Describe the various techniques utilized for introducing foreign DNA into plant cells

a.       Konjugasi : Perpindahan DNA dari sel donor ke sel resipien melalui kontak fisik kedua sel

b.      Transduksi : Pemindahan DNA antar sel melalui perantara fage.

c.       Transformasi : pengambilan DNA dari lingkungan sekelilingnya oleh bakteri.

16.    Write the procedure of gene cloning.

a.       DNA dari objek yang akan memiliki target gen yang diinginkan untuk di cloning di ekstraksi.

b.      Pemotongan DNA menggunakan enzim restriksi.

c.       Penggabungan DNA dari objek yang akan disisipkan dan objek target sisipan menggunakan bantuan DNA ligase sehingga terbentuk DNA Rekominan.

d.      DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kedalam vektor (missal; bakteri). Dengan tujuan memudahkan untuk melakukan perbanyakan.

e.       Setelah diperbanyak dilakukan identifikasi pada sel hasil klon tersebut.

17.    What does PCR stand for? What is PCR technology? What are the different steps involved in a PCR reaction?

Polymerase Chain Reacton (PCR) adalah suatu teknik sintesis dan amplifikasi DNA secara in vitro. Digunakan untuk mengamplifikasi segmen DNA dalam jumlah jutaan kali hanya dalam beberapa jam.

PCR adalah suatu teknologi yang melibatkan beberapa tahap yang berulang (siklus) dan pada setiap siklus terjadi duplikasi jumlah target DNA untai ganda. Untai ganda DNA templat (unamplified DNA) dipisahkan dengan denaturasi termal dan kemudian didinginkan hingga mencapai suatu suhu tertentu untuk memberi waktu pada primer menempel (anneal primers) pada daerah tertentu dari target DNA. Polimerase DNA digunakan untuk memperpanjang primer (extend primers) dengan adanya dNTPs (dATP, dCTP, dGTP dan dTTP) dan buffer yang sesuai. Umumnya keadaan ini dilakukan antara 20 –40 siklus. Target DNA yang diinginkan (short ”target” product) akan meningkat secara eksponensial setelah siklus keempat dan DNA non-target ( long prod-uct) akan meningkat secara linier (Newton and Graham, 1994)

Real-time PC, berbeda dengan PCR konvensioal, pada real-time PCR tahap deteksi dan tahap penggandaan materi genetik dilakukan secara bersamaan (simultan). Hal ini menawarkan beberapa keunggulan yaitu: deteksi produk PCR dilakukan pada fase eksponensial sehingga hasil yang diperoleh berada pada rentang daerah dengan presisi hasil tinggi. Selain itu, deteksi dilakukan menggunakan pelacak bertanda fluoresense. Pelacak adalah reagen yang menentukan kespesifikan hasil. Penggunaan fluoresense dalam tahap deteksi menawarkan sensitivitas yang tinggi. Dengan demikian, real time PCR menawarkan sensitivitas yang tinggi dan rentang linearitas yang cukup luas sehingga hasil penentuan kandungan DNA atau RNA di dalam spesimen menjadi sangat akurat. Contoh produk komersial yang menggunakan real time PCR yaitu Cobas Taqman.

Real-time PCR atau RT-PCR (jika materi genetik berupa RNA) dapat digunakan untuk penentuan kandungan DNA virus (misalnya virus hepatitis B) dan RNA virus (misalnya virus hepatitis C). Penentuan kandungan DNA atau RNA virus sangat dibutuhkan untuk pemantauan dan penentuan waktu yang tepat memulai pengobatan. Pemantauan pengobatan diperlukan untuk mengetahui apakah obat telah bekerja dengan baik atau tidak.

18.    What do you mean by bio safety? Discuss in detail the biosafety guidelines and regulations for release of genetically engineered microorganisms.

Bio-safety, yaitu usaha mengurangi atau menghindari peluang terinfeksinya pekerja atau terlepasnya suatu mikroorganisme yang berpotensi menimbulkan bahaya bagi lingkungan.

Bidang utama pertimbangan untuk aspek keselamatan di bidang bioteknologi adalah sebagai berikut :

• Ø  Memperhatikan proses pembuangan limbah dari proses bioteknologi sehingga aman bagi lingkungan
• Ø  Memperhatikan toksisitas dari mikroba yang diproduksi
• Ø  Memperhatikan penanganan peningkatan jumlah antibiotik dari mikroorganisme yang resisten terhadap pathogen
• Ø  Memperhatikan evaluasi dari patogenesis mikroorganisme hasil rekayasa genetika dalam menginfeksi manusia, tumbuhan dan hewan.

19.    ‘bioethics in plant genetic engineering’.

 Bioetika dapat dilukiskan sebagai ilmu pengetahuan untuk mempertahankan hidup dan terpusat pada penggunaan ilmu-ilmu biologis untuk memperbaiki mutu hidup. Dalam arti yang lebih luas, bioetika adalah penerapan etika dalam ilmu-ilmu biologis, obat, pemeliharaan kesehatan dan bidang-bidang terkait.

Bioetika dalam pertanian sendiri,  dipandang sebagai penerapan yang lebih luas mencakup suatu penilaian etika terhadap semua tindakan yang bisa membantu atau membahayakan suatu organisme. Terdapat pro dan kontra terhadap tanaman yang dimodifikasi secara genetis, untuk itu sosialisasi perlu dilakukan melalui pertemuan-pertemuan antarpakar dan pemerhati bioetika yang mewakili semua disiplin ilmu.