5. Cekaman Lingkungan Biotik: Penyakit, hama dan alelopati 6. Stirilitas dan incompatibilitas 7. Diskusi (presentasi)

Transkripsi

1 5. Cekaman Lingkungan Biotik: Penyakit, hama dan alelopati 6. Stirilitas dan incompatibilitas 7. Diskusi (presentasi)

2 5. CEKAMAN LINGKUNGAN BIOTIK 1. PENYAKIT TANAMAN 2. HAMA TANAMAN 3. ALELOPATI

3 PEMULIAAN TANAMAN, HAMA,PENYAKIT DAN PANGAN Biffen pada tahun 1905 adalah orang pertama yang menyilangkan tanaman untuk menghasilkan tanaman gandum tahan terhadap karat menggunakan kaidah Mendel. Adanya variabilitas dalam jenis patogen tertentu belum diketahui sampai Stackman dan Piemeisal pada tahun 1917 melaporkan bahwa karat batang pada serealia dan rumput- rumputan mempunyai 6 bentuk biologis yang berbeda secara morfologi maupun kemampuan parasitismenya. Hasil penelitian tentang keragaman patogen telah menyebabkan maraknya penelitian tentang ras fisiologis patogen dan program pemuliaan terhadap ras spesifik dari patogen. Penelitian terhadap genetika pada jamur, pentingnya heterokariosis, hipotesis gen-untuk-gen, pengembangan tanaman toleran dan lamanya tanaman tahan hasil pemuliaan juga awalnya didasarkan pada konsep spesialisasi ras fisiologis tersebut.

4 Rekayasa genetika konvensional telah menghasilkan revolusi hijau dibidang pangan hampir empat dasawarsa yang lalu (Ind, 1984) sehingga apa yang dikawatirkan oleh Thomas Malthus ( ) bahwa akan timbul rawan pangan yang gawat tidak terjadi. Dengan diketahuinya bahwa DNA (deoxyribo-nucleic acid) adalah pembawa sifat dalam inti sel mahluk hidup pada tahun 1944, keberhasilan isolasi DNA pada tahun 1969 oleh Frederick Meisher, dan keberhasilan Herbert Bayer dan Stanley Cohen memindahkan DNA Salmonella ke DNA Escherichia coli pada tahun 1972, merupakan langkah perkembangan awal biologi molekuler dan rekayasa genetika sehingga lahir bioteknologi modern.

5 Rekayasa genetika telah menyebabkan tanaman mempunyai potensi berlimpah, salah satunya adalah untuk meningkatkan kemampuan ketahanannya terhadap serangan patogen. Persentase kerugian hasil akibat serangan patogen, serangga hama dan gulma pada tahun 1994 telah mencapai 42% di seluruh dunia (500 milyar dollar US. Menurut FAO, 1993, di Amerika kerugian hasil akibat serangan patogen mencapai 9,1 milyar dollar US, sementara di seluruh dunia, produktivitas tanaman berkurang sebanyak 12% akibat serangan patogen. Di seluruh dunia, aplikasi pestisida telah menghabiskan dana sebesar 26 milyar dolar per tahunnya untuk mengendalikan hama dan penyakit tumbuhan.

6 Tanaman tahan terhadap penyakit hasil rekayasa genetika diharapkan dapat mengurangi kehilangan hasil dan mengurangi penggunaan pestisida. Namun demikian, pada tahun 2000 ini debat tentang keuntungan dan kerugian penggunaan bioteknologi terus berlanjut baik dari segi sains, politik, sosial ekonomi, etika, dan segi filosofisnya.

7 KEMAJUAN DALAM TEKNIK PEMULIAAN UNTUK KETAHANAN Penggunaan tanaman tahan untuk pengendalian penyakit tumbuhan telah dikenal pada awal tahun1900an. Kemajuan dalam genetika dan keuntungan dari penanaman varietas tahan telah membuat pemuliaan varietas tanaman tahan menjadi sangat diinginkan. Di lain pihak, bahaya pencemaran lingkungan dari penggunaan senyawa kimia untuk pengendalian penyakit tumbuhan memberikan daya dorong terhadap kemajuan pemuliaan varietas tahan. Maka tidak mengherankan bila saat ini pemuliaan untuk tanaman tahan, yang merupakan salah satu saja dari program pemuliaan yang luas itu, lebih populer dan lebih intensif dilakukan bila dibandingkan dengan periode sebelumnya.

8 Di Indonesia, pemuliaan untuk ketahanan terhadap penyakit yang terpenting masih dilakukan pada tanaman pangan, sedangkan pada tanaman hortikultura masih lebih banyak mengandalkan benih-benih introduksi. Pemuliaan yang dilakukan pada tanaman perkebunan relatif dilakukan kurang intensif. Tanaman budidaya saat ini adalah hasil seleksi dan pemuliaan dari galur tanaman yang telah ada secara alami yang tersebar pada berbagai areal geografis jutaan tahun lamanya...

9 Evolusi tanaman dari jaman purbakala sampai menjadi tanaman budidaya saat ini berjalan lambat dan telah menyebabkan tanaman mempunyai bentuk yang berbeda secara genetik dengan jumlah yang tidak terhitung banyaknya. Banyak tanaman semacam ini masih bertahan sebagai tipe liar pada tempat asalnya atau hanya bertahan di area penyebaran alami tanamn tersebut.

10 Walaupun tanaman tersebut nampak sebagai sisa evolusi yang tak berguna dan nampaknya tidak memainkan peran dalam kemajuan di bidang pertanian, keragaman dan daya tahannya melawan patogen mengindikasikan bahwa tanaman tersebut membawa sejumlah gen untuk ketahanan melawan patogen.

11 Pemulia tanaman telah memunculkan variasi genetik yang lebih besar dan memodifikasi atau mempercepat evolusi tanaman ke arah tertentu dengan menggunakan teknik rekayasa genetika. Melalui teknik semacam ini, pemulia tanaman dapat memasukkan material genetik (DNA) kedalam sel tanaman menggunakan perangkat balistik, melalui vektor (misalnya bakteri Agrobacterium tumefaciens), atau melalui fusi protoplas (protoplas suatu tanaman yang dikombinasikan dengan protoplas dari tanaman lain).

12 Pemulia tanaman juga merakit tanaman dengan sifat yang berbeda melalui kultur dan regenerasi sel somatik tanaman, dengan diploidisasi dari tanaman haploid, dan sebagainya. Bahkan lebih jauh lagi, para ahli telah dapat mentransfer gen dari organisme yang sama sekali tidak berkaitan, misalnya dari bakteri ke tanaman, atau dari virus ke tanaman.

13 Gen Bt yang mengendalikan produksi toksin yang bersifat insektisida yang ada dalam bakteri Bacillus thuringiensis, (bakteri patogen pada serangga hama ) telah dimasukkan ke dalam tanaman tertentu, agar tanaman tersebut tahan terhadap serangan larva Lepidoptera (ulat dari bangsa kupukupu). Sebelumnya dan sampai saat ini, B. thuringiensis dijual dalam bentuk bubuk dengan berbagai nama dagang antara lain Bactospeine, Dipel, dan Thuricide untuk mengendalikan larva Lepidoptera pada berbagai tanaman.

14 Gen untuk ketahanan terhadap herbisida glifosat (antara lain dengan nama dagang Roundup, Eagle dan Scout) telah diperoleh dari bakteri Salmonella dan dimasukkan ke dalam berbagai tanaman untuk membuatnya tahan terhadap herbisida tersebut. Gen untuk selubung protein dari virus-virus tertentu telah dimasukkan ke dalam tanaman untuk memperoleh tanaman yang tahan terhadap serangan virus tersebut.

15 Tanaman mengandung suatu protein yang dikenal sebagai penghambat proteinase (proteinase inhibitor), yang akan menyebabkan tan menjadi lebih tahan terhadap serangan hama dg cara mengurangi aktivitas proteinase dlm ususnya. Serangga yang makan beberapa daun tan kentang dan tomat telah merangsang pembentukan protein semacam ini pada daun lain dari kedua tanaman tersebut. Gen dari penghambat proteinase tersebut telah dicoba untuk dimasukkan ke dalam tanaman tembakau agar menjadi tahan terhadap berbagai serangan hama.

16 Perbaikan varietas yang sangat sukses digunakan di berbagai belahan dunia, dan, dalam waktu singkat, beberapa dari varietas unggul ini begitu terkenal dan menggantikan sejumlah varietas lokal yang secara komersial unggul. Kadang kala, tipe liar dari tan. tertentu digantikan oleh varietas semacam ini. Contohnya, apel Delicious merah, pech Elberta, gandum dan padi varietas pendek, galur genetik tertentu dari jagung dan kentang, satu atau dua tipe pisang, tebu dan padi varietas tertentu ditanam dalam areal yang luas diseluruh dunia. Ternyata relatif sedikit jumlah varietas tan penting pada hampir semua tanaman budidaya, ditanam pada areal penanaman di seluruh dunia.

17 Dasar genetika dari varietas tsb sering bersifat sempit, terutama krn banyak dari gen varietas tsb berasal dari persilangan antar kerabat yg dekat. Varietas yang jumlahnya sedikit ini dikonsumsi sangat luas karena mutunya terbaik, stabil dan seragam, sehingga setiap orang menginginkan untuk menanamnya. Akan tetapi, pada saat yang sama, karena ditanam begitu luasnya, varietas ini akan membawa serta tidak hanya keberuntungan tetapi juga bahaya dari keseragaman tersebut. Bahaya yang sangat serius dari penanaman yang luas dari varietas yang seragam adalah bahaya terhadap bencana epidemi penyakit tumbuhan yang tiba-tiba.

18

19