PLANT : BREEDING, GENETICS, & ENGINEERING

 

 

Plant Breeding

Source : Greenhouse Grower

 

 

PLANT BREEDING IN CLASSICAL WAY

Plant Breeding dalam bahasa Indonesia berarti Pemuliaan Tanaman. Tapi, kenapa aku buat judul sub-bahasan ini bukan pemuliaan tanaman.  Karena banyak orang mikirnya yang aneh-aneh. “Lha, masak tanaman disembah-sembah, gila nder.”
Biasanya dalam hati, aku tertawa layas (istilah sinis di SMAku dulu) pada lawan bicaraku. Kebiasaan kita kan gitu, malas thinking padahal kita punya akal. Makanya ga salah kalo, Carl Jung bilang, thinking is difficult, that’s why most of people judge.

So, plant breeding bisa dibilang juga persilangan pada tanaman, sudah dilakukan manusia sejak zaman dulu banget.Orang-orang zaman dulu itu, mengambil baik tanaman wild ataupun kultivar (tanaman yang sudah dibudidayakan oleh petani) lalu kemudian disilangkan. Mereka itu, memilih-milih mana sifat yang baik dari tanaman A, digabungkan dengan sifak baik dari tanaman B. Harapannya, akan muncul anakan (progeny) yang memiliki dua sifat unggul tadi.

Selain itu, kalo kita mengkilas balik peradaban manusia, dulu juga manusia selain melakukan persilangan, mereka melakukan domestifikasi. Domestifikasi ini semacam upaya dari mereka untuk memperbanyak hanya tanaman yang sifatnya menguntungkan bagi manusia. Mirip-mirip kayak artificial selection. Contohnya aja buah beet. Dulu itu, semua tanaman beet mulai dari daunnya, batang, hingga akarnya dimakan sama manusia. Kemudian, manusia mulai merasa bahwa hanya bagian umbi dari beet yang lebih layak dikonsumsi. Dan, di alam, kan ada banyak tuh jenis-jenis tanaman beet. Ada yang unggulnya di daun (lebar-lebar dan lebat), ada yang bagus di batang (kokoh) atau unggul di umbi (besar). Diseleksilah sama mereka mana yang baiknnya, yaitu yang umbinya bagus tadi, lalu itulah yang dibudidayakan sama mereka dan hingga jadi produk makanan.

Kalo udah ngomongin persilangan, ga afdol rasanya kalo Mendel gak dilibatkan. Nah, Mendel ini juga masih melakukan persilangan dengan cara klasik, yaitu mengambil putik dari tanaman ercis A, lalu dipaparkan dengan tanaman ercis B, lalu nunggu selama beberapa tahun untuk melihat keturunannya (filial). Apa yang menjadi keunggulan Mendel adalah, ia membukakan orientasi genetika dunia untuk mengenal gen, sebagai agen herediter.

Muncullah yang namanya gene gun, yaitu tools yang digunakan untuk menembakkan gen tertentu langsung ke sel objek (misal sel tumbuhan).

PLANT GENETICS

Oleh karena perjuangan Mendel, yang menurut aku sabar banget. Bayangin aja, dia mau nungguin ercisnya untuk menghasilkan anakan, terus disilangin lagi, nunggu lagi. Iya kalo tumbuhnya subur, kalo gak ? Udah gitu, dia melakukannya bukan untuk satu generasi aja, namun beberapa generasi. Hebat kan Pak Mendel !!!

After Mendel memperkenalkan istilah gen, sifat, karakter, genotipe, dan beberapa hal baru lainnya, kita pun memasuki era plant genetics. Di masa ini itu, tetep aja prinsipnya masih sama, yaitu plant breeding. Cuma, dengan kita mengetahui gen, kita mampu memprediksi atau memperkirakan, kira-kira anakan tanaman A dan B, jika disilangkan akan seperti apa kenampakannya (fenotipenya) tanpa harus menunggu bertahun-tahun hingga anakan bertumbuh besar. Dengan plant genetics, waktu kita lebih efisien dalam plant breeding. Misalnya, untu melakukan persilangan hingga generasi ketujuhnya diketahui seperti apa, bisa memakan waktu hingga 20 tahun, kita cukup dengan beberapa bulan saja, sudah bisa.

Gen ini itu sudah mengandung informasi terkait protein-protein apa yang akan diekspresikan tanaman nantinya. Dan, dari interaksi protein ini bisa divisualisasikan (complete/incomplete) kira-kira tanaman kita fenotipenya bagaimana.

PLANT ENGINEERING

Setelah mengetahui tentang gen, dan ternyata ini itu sangat berdampak positif pada perkembangan Plant Breeding, ada lagi yang lebih fantastik yaitu Plant Engineering atau Rekayasa Tumbuhan.

Pengetahuan mengenai gen semakin mendalam, dan diketahuilah bahwa ternyata ada materi yang sebenarnya blueprint tiap mahluk hidup yaitu DNA. DNA ini yang menjadi bahasa genetik di seluruh organisme di muka bumi. Maksudnya adalah, DNA itu mengantung basa bernitrogen kan, yaitu A,T,G,C. Jadi, kalo misalnya di bakteri ada sequence DNA yaitu AUG yang mengekspresikan metionin, maka di tumbuhan juga alphabet AUG diartikan sebagai metionin. Ada bahasa yang sifatnya universal bagi mahluk hidup.

Berangkat dari sinilah, plant engineering sebagai bagian dari genetical engineering mulai melebarkan sayap. Gene gun mulai dirasa kurang presisi, dan failure probabilitynya di sel target masih besar. Dipakailah prinsip transgenesis dengan vektor berupa bakteri ataupun yeast. Gen atau urutan DNA yang diinginkan ada di tumbuhan target, disisipkan pada plasmid bakteri, lalu bakteri sendiri yang akan menginfeksi sel tumbuhan target.

Dengan plant engineering ini, kesempatan untuk bereksperimen di bidang plant genetics semakin luas dan presisi. Permasalahan klasik manusia dalam plant cultivation bisa diatasi. Barrier di alam seperti incompatibility antar spesies bisa dilewati, yang tidak mungkin dilakukan dalam persilangan tanaman in classical way. Lewat plant engineering juga dihasilkan best crop yang bisa tahan terhadap kekeringan, hama dan penyakit merugikan.

 

 

Inspired by: Professor in Horticulture  (which I forget his name) and Professor in Agronomy (which I forget her name too. I do apologize for that) , from University of Wisconsin-Madison

 

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s