Bioteknologi Pertanian

Oleh : Ir. IGA. Maya Kurnia, M.Si/PP.Madya Distanak Kabupaten Buleleng

Bioteknologi adalah pemanfaatan  dan/atau perekayasaan proses biologi dari suatu agen biologi untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia, lebih dikenal sebagai bioteknologi modern, karena di dalamnya terdapat perekayaan proses, termasuk rekayasa genetika. Bioteknologi sebenarnya sudah dikerjakan manusia sejak ratusan tahun yang lalu, dengan menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur  ragi untuk membuat makanan bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt. Namun istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan anggur. Di bidang pertanian, mikroorganime digunakan sejak abad ke-19 untuk mengendalikan hama serangga dan menambah kesuburan tanah. Mikroorganisme juga sudah digunakan secara luas didalam mengolah limbah industri dalam dasawarsa ini.

Bioteknologi konvensional/tradisional adalah bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Mikroorganisme sebagai tenaga kerja gratis hanya perlu diberi stater agar ia bekerja optimal. Mikroorganisme itu dapat mengubah bahan pangan atau lainnya menjadi bahan yang lebih baik dari yang sebelumnya yang bisa dimanfaatkan. Produk bioteknologi yang dibantu mikroorganisme, misalnya pada proses fermentasi, kedelai singkong yang begitu saja bisa disulap atau dirubah bentuk dan performance menjadi tempe, kecap, tape dan sebagainya termasuk susu segar yang mudah basi dirubah menjadi keju dan yoghurt. Proses bioteknologi di atas tersebut, sekarang sudah dianggap sebagai bioteknologi masa lalu atau kemudian ada orang yang menyebutkan program bioteknologi konvensional. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahuadanya penggunaan enzim.Meskipun bioteknologi konvensional itu produk kuno, Ia yang mendasari munculnya ilmu variasi bioteknologi.

Sedangkan Bioteknologi Bidang Pertanian contohnya :  Penanaman secara Hidroponik (berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja) Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan. Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antara lain metode kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir (menggunakan media pasir), dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain). Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.

Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagitanaman. Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO2. Cahaya telah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudah cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang utama. Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik, antara lain tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat; risiko kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada; tidak perlu lahan yang terlalu luas; pertumbuhan tanaman lebihcepat; bebas dari hama; hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi; hemat biaya perawatan. Jenis tanaman yang telah banyak dihidroponikkan darigolongan tanaman hias antara lain Philodendron, Dracaena, Aglonema,dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan,antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung, dan bayam.  Adapun jenis tanaman buah yang dapat dihidroponikkan, antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan belimbing. Pada penanaman secara Aeroponik (berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya).  Aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan haratersebut.  Prinsip dari aeroponik adalah helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler(pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.

Bioteknologi Modern dalam Bidang Pertanian digunakan dalam mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi,dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Seperti contohnya : (1.)Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen dimana Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNAdan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri. Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar bakteri Rhizobiumdapat hidup di dalam akar selain tumbuhan polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkan kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen.  Kedua upaya di atas dilakukan untuk mengurangi atau meniadakan penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek samping yang merugikan. (2.)Pembuatan tumbuhan tahan hama, dibuat melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukangen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut,kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan. (3.)Bioteknologi bahan bakar masa depan, telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasahol(alkohol). Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar.

(4.)Teknologi Tanaman Transgenik merupakan tanaman yang telah disusupi DNA asing sebagai pembawa sifat yang diinginkan. DNA tersebut dapat berasal dari tumbuhan yang beda jenis. Untuk menghasilkan tanaman transgenik dibutuhkan teknik rekayasa genetika dan vector sebagai pembawa gen sifat yang diinginkan. Sebagai vector digunakanlah DNA yang berasal dari bakteri Agrobacterium tumefaciens yang lebih dikenal dengan nama Ti plasmid (tumor-inducing plasmid). Ti plasmid memiliki kemampuan untuk masuk ke dalam sel tumbuhan selama proses infeksi. Teknologi transgenik telah dilakukan pada beberapa tanaman pertanian seperti jagung, kapas, tomat, padi, kedelai, dan papaya. Pada kedelai telah dimasukkan beberapa gen yang menyebabkan variasi pada tanaman kedelai. Pada tanaman jagung telah dimasukkan gen cry dari Bacillus thuringiensis disebut dengan jagung Bt, yang menyebabkan jagung menghasilkan protein yang dapat membunuh serangga, seperti kupu-kupu. Tanaman transgenik ini tidak perlu disemprot dengan pestisida untuk menyingkirkan hama dan penyakit, sebab dengan sisipan gen tersebut akan menghasilkan senyawa endotoksin ( senyawa racun) sehingga tanaman transgenik dapat membrantas hama dengan senyawa racun yang dikandungnya. (5.)Bioteknologi dalam Pembentukan Varietas Tanaman Unggul Baru.  Hal ini diperlukan untuk mencukupi kebutuhan pangan yang terus meningkat, sedangkan luas lahan pertanian cenderung menurun. Tanaman unggul ini diharapkan mempunyai produktivitas yang lebih baik. Selain itu, peningkatan hasil, juga dilakukan upaya perbaikan pada kandungan nutrisi, kelestarian lingkungan, usia panen, dan berbagai nilai tambah yang lain, contohnya peningkatan kandungan nutrisi pada tanaman pisang, cabe, stroberi, dan ubi jalar; Peningkatan rasa, misalnya pada tanaman tomat, cabe, buncis, dan kedelai; Peningkatan kualitas produk, misalnya pada pisang, cabe, stroberi dengan tingkat kesegaran dan tekstur yang lebih baik; Mengurangi reaksi alergi, misalnya pada tanaman polong-polongan dengan kandungan protein penyebab alergi yang lebih rendah; Kandungan bahan berkhasiat obat, misalnya pada tomat dengan kandungan lycopene yang tinggi yang berguna sebagai antioksidan untuk mengurangi kanker, bawang dengan kandungan allicin untuk menurunkan kolesterol, serta pada padi dengan kandungan vitamin A dan zat besi untuk mengatasi anemia dan kebutaan; Tanaman yang mampu memproduksi vaksin dan obatobatan untuk mengobati penyakit manusia, misalnya pada tanaman tembakau yang telah direkayasa sehingga dapat menghasilkan vaksin untuk penyakit kanker; Tanaman dengan kandungan nutrisi yang lebih baik untuk pakan ternak

Penerapan bioteknologi pertanian pada tanaman juga dapat memudahkan petani dalam proses budidaya tanaman. Misalkan dalam pengendalian gulma yaitu dengan menghasilkan tanaman yang memiliki ketahanan terhadap jenis herbisida tertentu. Sebagai contoh adalah tanaman berlabel Roundup Ready yang terdiri dari kedelai, canola (sejenis tanaman penghasil minyak), dan jagung yang tahan terhadap herbisida Roundup. Di dunia saat ini telahbanyak dilepas berbagai tanaman jenis baru hasil penerapan bioteknologi. Misalnya di China pada tahun 2006 telah telah dikembangkan sekitar 30 spesies tanaman transgenik, antaralain padi, jagung, kapas, kentang, kedelai, tomat tahan virus, petunia dengan warna bunga bary, paprika tahan virus, dan kapas tahan hama) yang telah dilepas untuk produksi, contohnya : Padi Golden Rice,  Penerapan bioteknologi pada tanaman padi sebenarnya telah lama dilakukan. Salah satu produknya adalah pari jenis golden rice yang dikenalkan pada tahun 2001. Diharapkan padi jenis ini dapat membantu jutaan orang yang mengalami kebutaan dan kematian dikarenakan kekurangan vitamin A dan besi. Vitamin A sangat penting untuk penglihatan, respon kekebalan, perbaikan sel, pertumbuhan tulang, reproduksi, hingga penting untuk pertumbuhan embrionik.  Nama Golden Rice diberikan karena butiran yang dihasilkan berwarna kuning menyerupai emas karena mengandung karotenoid. Rekayasa genetika merupakan metode yang digunakan untuk produksi Golden Rice. Hal ini disebabkan karena tidak ada plasma nutfah padi yang mampu untuk mensintesis karotenoid.
Sumber : http://www.pertanian.go.id/eplanning/tinymcpuk/gambar/file/PaparanLitbang.