Sejarah Transgenik Kapas Bt
Sejarah
penemuan tanaman transgenik dimulai pada tahun 1977 ketika bakteri Agrobacterium
tumefaciens diketahui dapat mentransfer DNA
atau gen
yang dimilikinya ke dalam tanaman. Pada tahun 1983, tanaman transgenik pertama,
yaitu bunga matahari
yang disisipi gen dari buncis
(Phaseolus
vulgaris) telah berhasil dikembangkan oleh
manusia. Sejak saat itu, pengembangan tanaman transgenik untuk kebutuhan
komersial dan peningkatan tanaman terus dilakukan manusia.Tanaman transgenik
pertama yang berhasil diproduksi dan dipasarkan adalah jagung, kedelai, dan
kapas.Keduanya diluncurkan pertama kali di Amerika
Serikat pada tahun 1996.Pada tahun 2004,
lebih dari 80 juta hektare tanah pertanian di dunia telah ditanami dengan
tanaman transgenik dan 56% kedelai di dunia merupakan kedelai transgenik.
Pengertian Transgenik Kapas Bt
“Trans” = pindah “Genic”= gen.
Transgenik adalah individu yang mendapat pindahan gen dari donor dan gen itu
berekspresi padanya. Prinsip teknologi transgenik adalah pemindahan satu atau
beberapa gen, yaitu potongan DNA yang menyandikan sifat tertentu, dari satu
makhluk hidup ke
makhluk hidup lainnya. Dengan demikian, suatu tanaman yang
tadinya tidak mempunyai sifat tertentu dapat direkayasa sehingga memiliki sifat
tersebut. Salah satu bentuk hasil rekayasa genetis pada kapas transgenik
adalah Kapas Bt. Kapas transgenik Bt merupakan hasil rekayasa genetika dengan mengintroduksi gen cryA1 yang di isolasi dari bakteri Bacillusthuringiensis (Bt)yang ada di tanah. Kapas Bt ini
dihasilkan untuk membasmi hama utama pada kapas adalah Helicoverpa armigera, Empoascasp atau
sekarang disebut Sundapteryxbiguttula
(wereng kapas/penghisap daun). Hama ini
mulai menyerang kapas yang berumur sekitar 1 bulan dan populasi larva akan
meningkat dengan semakin tuanya umur kapas. Kapas Bt tahan terhadap serangan
hama karena tanaman ini menghasilkan toksin yang dapat membunuh hama tersebut.
Toksin tersebut disandikan oleh gen yang berasal dari bakteri Bacillus
turingiensis.Genom tanaman kapas ini mengandung gen berasal dari bakteri
Bacillus turingiensis. Oleh karena itu, tanaman kapas ini seringkali disebut
sebagai kapas-Bt (Bt=Bacillus turingiensis). Kapas Bt merupakan salah satu
contoh organisme transgenik. Organisme transgenic adalah organism yang
mengandung gen yang berasal dari jenis organisme lainnya. Oleh karena tanaman
kapas ini mengandung gen yang asalnya dari organism lainnya, maka kapas ini
disebut tanaman kapas transgenik.
Bacillus
thuringiensis
Bacillus
thuringiensis (Bt)
adalah bakteri gram positif yang berbentuk batang dengan ukuran lebar 1,0-1,2
mikron dan panjang 3-5 mikron, membentuk delta-endospora, dan membentuk suatu
rantai yang terdiri dari 5-6 sel dan berwarna merah ungu. Bacillus
thuringiensis mempunyai ciri khusus yaitu kemampuannya menghasilkan kristal
protein protoksin interaseluler atau δ-endotoksin. Seluruh kristal protein
bakteri hanya bersifat toksin apabila
termakan oleh larva serangga, karena kristal protein tidak dapat larut
pada kondisi normal, maka kapas Bt aman bagi manusia, atau hewan tingkat tinggi
lainnya, namun kristal protein ini dapat larut pada kondisi pH sekitar 9.5.
Kondisi ini ditemukan didalam usus serangga, hal ini lah yang menyebabkan Bt
merupakan agen insektisida yang spesifik.
Bacillus thuringiensis (Bt) dikembangkan menjadi insektisida
hayati yang digunakan untuk membasmi serangga pengganggu tanaman. Ketika kondisi pertumbuhan bakteri
tidak optimal maka ia akan membentuk spora. Spora adalah fase tidur dari
lingkaran kehidupan bakteri untuk menunggu kondisi pertumbuhan yang lebih baik.
Pembentukan spora pada Bacillus thuringiensis bersamaan dengan pembentukan komponen
beracun dari bakteri ini yang disebut dengan kristal protein. Jika insekta
sasaranmemakan kristal ini, kristal ini akan larut pada usus tengah serangga
tersebut. Pada pencernaan serangga terdapat
enzim protease yang berguna untuk memecah struktur kristal dari kristal
protein, dan akan mengaktifkan delta-endotoksin. Delta – endotoksin
berinteraksi dengan reseptor pada sel – sel epitelium serangga dan mebalut
lapisan sel membran usus tengah serangga, lalu membuat lubang kecil pada
membran tersebut. Hal ini akan mengganggu keseimbangan osmotik sel pada usus
serangga sehingga ion-ion dan air dapatmasuk
ke dalam sel, lalu mengembang kemudian lisis atau pecah. Peristiwaini
menyebabkan serangga berhenti makan lalu mati.Apabila serangga sasaran tahan terhadap dampak dari
delta-endotoksintadi, maka akibat dari pertumbuhan spora di dalam tubuh
serangga tersebutakan menjadi penyebab kematiannya. Spora akan berkecambah dan merusak membran usus. Jumlah spora semakin bertambah apabila spora
mengalamireplikasi, hal ini mengakibatkan infeksi pada tubuh serangga
semakin meluasdan menyebabkan serangga tersebut akan mati.
Kristal
protein bersifat insektisidal, sebenarnya protoksin yang apabila larut pada
usus serangga, maka berubah menjadi polipeptida yang lebih pendek. Aktivitas
toksin kristal protein tergantung pada sifat instrinsik usus serangga, misalnya
adalah PH dari sekresi enzim proteolitik dan kehadiran spora bakteri secara
terus menerus serta kristal protein yang termakan.
Mekanisme
Perakitan Kapas Bt
Adapun perakitan
tanaman transgenik kapas Bt meliputi beberapa prosedur, antara lain :
1.
Isolasi gen
Isolasi gen cry
dilakukan dengan dengan menyeleksi strain Bt yang terbaik, yaitu memiliki
potensi menghambat pertumbuhan serangga yang terbaik.
2. Memodifikasi
gen cry sehingga fungsi biologisnya lebih baik
Modifikasi gen
dilakukan dengan teknik rekombinan DNA. Teknik ini bertujuan memanipulasi gen cry Bt sehingga strain Bt
menjad lebih baik lagi baik dari segi formulasi, host range, toksisitas maupun
sifat Bt itu sendiri.. Salah satu teknik yang digunakan adalah menempatkan gen
cry Bt di vektor yang berupa plasmid bakteri. Hal ini mengakibatkan modifikasi
gen cry dapat dilakukan dengan perbaikan bakteri. Perbaikan bakteri dilakukan
dengan cara protoplas transformasi, transduksi, dan konyugasi. Selain itu, Perbaikan sifat Bt juga dapat
dilakukan dengan cara mengawinkan strain-strain (mixture culture) untuk pertukaran plasmid di antara strain Bt.
Setelah didapatkan strain Bt yang diinginkan, dilakukan perbanyakan gen
(Kloning gen). Pada tahapan kloning
gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor
kloning (agen pembawa DNA) yaitu plasmid.
Kemudian, DNA diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri
tersebut. Selanjutnya ditransfer ke tanaman.
3. Mentransfer
gen tersebut ke tanaman
Beberapa gen yang
mengkode Bt toksin yang telah berhasil dikloning, diintroduksikan ke dalam sel
tanaman menggunakan teknik rekombinan (metode transformasi
DNA) yang diperantarai bakteriAgrobacterium
tumefaciens.
4. Membentuk
produk tanaman transgenik.
Pembentukan tanaman transgenik terjadi ketika gen cry Bt di introduksikan
ke dalam tanaman. Adapun introduksi gen ini meliputi beberapa langkah
diantaranya adalah :
- Membentuk
sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesi
- Mentransformasi
sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan.
- Mengkultur
jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan.
- Uji
coba kultur tersebut di lapangan.
Setelah
proses transfer DNA selesai, dilakukan seleksi sel daun untuk mendapatkan sel
yang berhasil disisipi gen asing. Hasil seleksi ditumbuhkan menjadi kalus
(sekumpulan sel yang belum terdiferensiasi) hingga nantinya terbentuk akar
dan tunas.
Apabila telah terbentuk tanaman muda (plantlet), maka dapat dilakukan
pemindahan ke tanah dan sifat baru tanaman dapat diamati.Terintegrasinya gen Bt
di dalam sel tanaman ini dapat memperpanjang peluang Bt dalam mengendalikan
hama dan meningkatkan efektifitas pengendalian.
Kelebihan dan kelemahan Kapas transgenik
Kelebihan :
* Di hasilkan
tanaman kapas yang tahan terhadap serangga,karena terdapat protein kristal yang
berfungsi sebagai insektisida.
* Menekan
penggunaan pestisida atau membersihkan gulma tanaman dengan herbisida secara
efektif tanpa mematikan tanaman kapas. Serangga hama merupakan kendala utama
pada produksi tanaman kapas. Di samping dapat menurunkan produksi, serangan
serangga hama dapat menurunkan kualitas kapas.
Kekurangan :
* Penggunaan benih
kapas transgenik akan mengakibatkan ketergantungan petani pada perusahaan
besar, karena kenyataan teknologi transgenik hanya bisa di lakukan oleh
perusahaan perusahaan besar.
* Akan merusak keseimbangan ekosistem
alam, dimana adanya insektisida alami dari protein kristal tersebut akan
mengakibatkan banyak serangga mati. Dan keseimbangan ekosistem terganggu.
* Bahaya
terhadap kesehatan (keracunan, terhadap makanan yang mengandung Bt-endotoksin
sudah terbantah secara ilmiah, alergi , bakteri dalam tubuh resisten terhadap
antibiotik karena transfer horizontal gen Kan-R dari tanaman transgenic melalui
rekayasa genetika terinkorporasi kedalam tanaman, efek yamg belum diketahui
akibat modifikasi gen.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar