Rekayasa Genetika Untuk Ketahanan Tanaman

REKAYASA GENETIKA UNTUK KETAHAN TANAMAN  

Oleh : SRI RAHAYU, S.Pd.

Minggu, 16 Agustus 2026

A. Pengertian Rekayasa Genetika untuk Ketahanan Tanaman  

Rekayasa genetika untuk ketahanan tanaman adalah serangkaian teknik bioteknologi yang bertujuan memodifikasi susunan materi genetik tanaman secara terarah melalui penyisipan, penghapusan, atau modifikasi gen tertentu. Tujuannya adalah menghasilkan tanaman yang memiliki sifat ketahanan terhadap Organisme Pengganggu Tanaman / OPT berupa hama, penyakit, dan gulma, serta terhadap cekaman abiotik.  Tanaman hasil rekayasa genetika disebut juga Tanaman Transgenik atau Tanaman Modifikasi Genetik / TMG.

B. Prinsip Dasar Rekayasa Genetika untuk Ketahanan

1. Identifikasi dan Isolasi Gen Ketahanan  

Gen ketahanan diidentifikasi dari tanaman liar, mikroorganisme, atau spesies lain yang memiliki sifat tahan. Gen tersebut kemudian diisolasi dan dikloning.  

Contoh gen:  

- Gen cry dari Bacillus thuringiensis → ketahanan terhadap serangga hama  

- Gen Bt, VIP → ketahanan terhadap lepidoptera  

- Gen R / Resistance dari tanaman → ketahanan terhadap patogen  

- Gen EPSPS dari Agrobacterium → ketahanan terhadap herbisida glifosat

2. Konstruksi Vektor Ekspresi Gen  

Gen target digabungkan dengan promoter, terminator, dan gen penanda marker gene dalam satu vektor, umumnya menggunakan plasmid Agrobacterium tumefaciens atau vektor untuk gene gun.

3. Transformasi Gen ke dalam Sel Tanaman  

Penyisipan gen dilakukan dengan beberapa metode:  

- Agrobacterium-mediated transformation: Menggunakan bakteri A. tumefaciens sebagai vektor alami. Efisien untuk dikotil seperti kedelai, kapas, tembakau.  

- Biolistic / Gene Gun: Penembakan partikel emas/silika yang dilapisi DNA ke sel tanaman. Cocok untuk monokotil seperti jagung, padi, gandum.  

- Protoplast Transformation & Electroporation: Pemasukan DNA ke protoplas dengan kejutan listrik.  

- CRISPR-Cas9 / Genome Editing: Pengeditan gen secara tepat tanpa menyisipkan DNA asing dari spesies lain.

4. Regenerasi dan Seleksi Tanaman Transgenik  

Sel yang berhasil ditransformasi diseleksi menggunakan marker gene seperti gen ketahanan antibiotik. Selanjutnya diregenerasi menjadi tanaman utuh melalui kultur jaringan.

5. Uji Ketahanan dan Keamanan Hayati  

Tanaman transgenik diuji di rumah kaca dan lapangan untuk menguji stabilitas ekspresi gen, tingkat ketahanan, produktivitas, serta keamanan terhadap lingkungan dan kesehatan.

C. Jenis Ketahanan yang Dihasilkan melalui Rekayasa Genetika

1.Ketahanan terhadap Hama Serangga

Gen cry1Ac, cry2Ab dari B. thuringiensis Kapas Bt, Jagung Bt, Kedelai Bt Menghasilkan protein toksik bagi larva serangga ordo Lepidoptera dan Coleoptera

2.Ketahanan terhadap Penyakit Virus

Gen coat protein virus Pepaya tahan PRSV, Kentang tahan PVY Pathogen-derived resistance

3.Ketahanan terhadap Penyakit Jamur & Bakteri.

Gen chitinase, glucanase, NPR1 Padi tahan blas, Tomat tahan bakteri Produksi protein PR dan penguatan dinding sel

4.Ketahanan terhadap Gulma / Herbisida

Gen EPSPS, bar Jagung RR, Kedelai RR Tanaman toleran terhadap herbisida glifosat dan glufosinat

D. Kelebihan Rekayasa Genetika untuk Ketahanan Tanaman

1. Spesifik dan Efisien: Gen dapat dipindahkan antar spesies yang tidak dapat disilangkan secara konvensional.  

2. Mengurangi Penggunaan Pestisida: Tanaman Bt dapat mengurangi penyemprotan insektisida hingga 50%.  

3. Mempercepat Perakitan Varietas: Waktu pemuliaan lebih singkat dibanding pemuliaan konvensional.  

4. Ketahanan Ganda: Satu tanaman dapat disisipi beberapa gen untuk tahan hama, penyakit, dan herbisida sekaligus gene pyramiding.

E. Tantangan dan Aspek Biosafety

1. Potensi resistensi OPT: Hama dapat menjadi resisten jika hanya mengandalkan satu gen. Diatasi dengan refuge strategy.  

2. Aliran gen / Gene flow ke kerabat liar.  

3. Keamanan pangan dan lingkungan: Wajib melalui uji TKD - Teknik Keamanan Hayati sesuai PP No. 21 Tahun 2005 di Indonesia.  

4. Penerimaan sosial dan regulasi.

F. Contoh Implementasi di Indonesia

1. Kapas Bt: Dilepas tahun 2001, tahan terhadap Helicoverpa armigera.  

2. Jagung Bt dan Tahan Herbisida: Sudah beredar untuk pakan.  

3. Tebu dan Padi Transgenik: Masih dalam tahap uji lapang untuk ketahanan kekeringan dan hama.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chawla, H.S. Introduction to Plant Biotechnology. 3rd Edition. Science Publishers, 2009.

2. Slameto, dkk. Dasar-Dasar Perlindungan Tanaman. UB Press, 2019.l

3. Jamsari, Tri Murti Habazar, & Lusi Maira. Pengantar Bioteknologi Pertanian. Andalas University Press, 2015.

4. James, C. "Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2023". ISAAA Brief No. 58. ISAAA, 2023.

5. Tabashnik, B.E. et al. "Insect resistance to Bt crops: lessons from the first billion acres". Nature Biotechnology, 2013. DOI: 10.1038/nbt.2597

6. Susanto, G.W.A. & Suharsono. "Transformasi Genetik Tanaman Pangan dan Hortikultura di Indonesia". Jurnal Bioteknologi & Biosains Indonesia, 2021. Vol 8(2): 112-125.

7. Rivai, R.R. et al. "Uji Ketahanan Tanaman Transgenik terhadap Cekaman Biotik dan Abiotik". Jurnal AgroBiogen, 2020.

8.PP No. 21 Tahun 2005 tentang Keamanan Hayati Produk Rekayasa Genetik.