Aplikasi Biologi molekuler dalam Meningkatkan Produksi dan Kualitas Tanaman Karet (Hevea brasiliensis)

11.08 |

Aplikasi Biologi molekuler dalam Meningkatkan Produksi dan Kualitas Tanaman Karet (Hevea brasiliensis)

MAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Tugas Individu pada Mata Kuliah Biologi molekuler Semester

Empat yang Diampu oleh Bapak Dr. Sunarno, S.Si, M.Si.

Oleh:

Kelas C

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan Biologi Molekul telah memberikan harapan besar, terbukti dengan banyak isu biologi dapat dipecahkan, yang sebelumnya tidak atau kurang berhasil dilakukan, dengan cara konvensional. Tidak hanya hal-hal baru yang dapat ditemukan, akan tetapi pemecahan masalah dapat dicapai dalam waktu yang lebih singkat dan lebih akurat. Perkembangan bioteknologi yang telah berhasil memproduksi aneka hasil dari mikroorganisme dari tingkat fermentasi tradisional ke tingkat industri (pangan, farmasi, kimia), bahkan mikroorganisme yang sudah dipunyai para peneliti dimanipulasi sedemikian dengan metode Biologi Molekul untuk menghasilkan produk-produk baru yang lebih unggul lagi yang tidak toksik untuk manusia, hewan, dan tumbuhan. Mengenai permasalahan tumbuhan, tingginya permintaan dunia akan karet alam menyebabkan para peneliti melakukan upaya dalam meningkatkan produksi karet alam maupun mencari atau menghasilkan klon-klon unggul yang tahan terhadap penyakit dan mempunyai produksi yang tinggi. Oleh Karena pentingnya peran biomolekuler terhadap pertanian maka penulis mengangkat makala dengan juudul

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apa pengertian Klon?

1.2.2 Bagaimana aplikasi biologi molekuler dalam meningkatkan produksi dan kulitas tanaman karet?

1.3 Tujuan

1.3.1 Mengetahui pengertian klon.

1.3.2 Mengetahui aplikasi biologi molekuler dalam meningkatkan produksi dan kulitas tanaman karet.

BAB II

Aplikasi Biologi Molekular dalam meningkatkan produksi dan kualitas tanaman Karet (Hevea brasiliensis)

2.1 Pengertian Klon

Klon berasal dari kata klόόn (yunani), yang artinya tunas.Kloning adalah tindakan menggandakan atau mendapatkan keturunan jasasd hidup tanpa fertilisasi, berasal dari induk yang sama, mempunyai susunan (jumlah dan gen) yang sama dan kemungkinan besar mempunyai fenotip yang sama. Sekitar satu abad lalu, Gregor Mendel merumuskan aturan-aturan menerangkan pewarisan sifat-sifat biologis. Sifat-sifat organisme yang dapat diwariskan di atur oleh suatu faktor yang disebut gen, yaitu suatu partikel yang berada di dalam suatu sel, tepatnya di dalam kromosom. Gen menjadi dasar dalam perkembangan penelitian genetika meliputi pemetaan gen, menganalisis posisi gen pada kromosom. Hasil penelitian lebih berkembang baik diketahuinya DNA sebagai material genetik beserta strukturnya, kode-kode genetik, serta proses transkripsi dan translasi dapat dijabarkan. Suatu penelitian rekomendasi atau rekayasa genetika ynag inti prosesnya adalah kloning gen, yaitu suatu prosedur unutk memperoleh replika yang dapat sama dari sel atau organisme tunggal.

Ketrampilan dasar untuk melakukan kloing secara sederhana adalah preperasi sampel DNA murni pemotongan DNA murni , analisis ukuran fragmen DNA , penggolongan molekul DNA ,memasukan molekul DNA ke dalam sel tuan rumah serta identifikasi sel yang mengandung molekul DNA rekombinasi. Kloning tumbuhan merupakan teknik perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan. Kloning dilakukan dengan menggunakan jaringan somatik tumbuhan di dalam lingkungan aseptik yang terkontrol. Tumbuhan memiliki sifat totipotensi . Pada tumbuhan, semua bagian sel-sel mudanya yang masih aktif misalnya ujung akar, ujung batang dan meristem sekunder (kambium) merupakan sel yang totipoten. Pada tahun 1950 Fred Steward melakukan kloning wortel dengan menggunakan sel-sel yang berdifferensiasi dari jaringan pembuluh tumbuhan. Sel-sel embrionik dapat tumbuh dan menghasilkan tumbuhan wortel baru. Tanaman yang dihasilkan dari hasil kloning sama dengan induknya. Kloning tumbuhan dapat dimanfaatkan untuk industri bibit. Manfaat kloning tumbuhan antara lain dapat memproduksi bibit yang seragam, jumlahnya banyak dalam waktu yang singkat. Dapat digunakan untuk perbanyakan tanaman langka, tanaman jenis unggul dan tanaman bernilai ekonomis.

2.2 Tanaman Karet (Hevea brasiliensis)

Gambar 2.2 Bibit Tanaman Karet

(Anonim,2012)

Klasifikasi:

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Euphorbiales

Famili : Euphorbiaceae

Genus : Hevea

Spesies : Hevea braziliensis

Tanaman karet berasal dari Brasil. Tanaman ini merupakan sumber utama bahan karet alam dunia. Sebagai penghasil lateks, tanaman karet merupakan satu-satunya yang dikebunkan secara besar-besaran. Devisa negara yang dihasilkan dari komoditas karet ini cukup besar. Luas areal perkebunan karet di Indonesia pada tahun 2009 mencapai 3,435,417 Ha dengan total produksi 2,440,346 tons. Jumlah petani yang terlibat dalam usaha budidaya karet ini ini adalah 2,075,954 KK dengan menyerap tenaga kerja sebanyak 195,325 orang. Volume ekspor komoditas karet pada tahun 2008 mampu menghasilkan devisa bagi negara sebesar US $ 6,056,572 dari total ekspor sebesar 2,295,456 tons.

Karet merupakan salah satu komoditi pertanian yang penting di Indonesia dalam penunjang perekonomian negara. Saat ini, Indonesia menduduki peringkat ke-2 penghasil karet terbesar di dunia. Hal ini terbukti dengan tersebar luasnya perkebunan karet yang terdapat di Indonesia. Namun luasnya perkebunan tidak diimbangi oleh produktivitas dan mutu yang dihasilkan. Tanaman karet (Hevea brasiliensis) sebagai penghasil karet alam merupakan salah satu komoditas perkebunan penting bagi Indonesia dillihat dari banyaknya petani, tenaga kerja, dan pengusaha yang terlibat dalam pengusahaan karet alam.

Tanaman karet merupakan pohon yang tumbuh tinggi dan berbatang cukup besar. Pada awalnya, tanaman karet merupakan tanaman liar yang tumbuh di pedalaman Amerika. Tahun 1898 adalah awal dirintisnya perkebunan karet di Asia oleh perusahaan The Nort Borneo Trading Company. Tanaman yang menghasilkan lateks ini dimanfaatkan oleh masyarakat untuk pembuatan bola tenis, alas kaki, tempat air, bola karet, pakaian tahan air, dan karet penghapus sebagai penghasilan tambahan. Hevea brasiliensis yang tumbuh liar tingginya dapat mencapai 40 m dan hidup lebih dari 100 tahun. Sedangkan untuk tanaman karet dewasa yang dibudidayakan mempunyai tinggi 15-25 m dengan umur relatif singkat, yaitu 25-35 tahun. Batang tanaman biasanya tumbuh lurus dan memiliki percabangan yang tinggi. Daun karet berwarna hijau. Apabila rontok warna daun menjadi kuning atau merah. Tanaman karet umumnya rontok pada musim kemarau. Daun karet terdiri atas tangkai utama dan tangkai anak daun. Tangkai utama memiliki panjang 3-20 cm dan tangkai anak daun memiliki panjang 3-10 cm. Bunga karet terdiri atas bunga jantan dan betina. Bunga betina berambut vilt dan ukurannya lebih besar dari bunga jantan . Selain itu, bunga betina mengandung bakal buah yang beruang tiga. Kepala putik yang akan dibuahi dalam posisi duduk berjumlah tiga buah. Bunga jantan mempunyai sepuluh benang sari yang tersusun menjadi suatu tiang. Kepala sari terbagi dalam dua karangan dengan susunan satu lebih tinggi dari yang lain. Paling ujung adalah bakal buah yang tidak tumbuh sempurna.

Hevea brasiliensis merupakan sumber penghasil karet alam (cis-1,4-polisoprena) di dunia. Selain itu, Hevea brasiliensis dikenal sebagai tanaman komersil karena setiap bagian yang dimilikinya mempunyai nilai ekonomi terutama lateks. Oleh karena itu, tanaman ini merupakan penghasil devisa negara terbesar bagi Indonesia. Saat ini Indonesia menduduki peringkat ke-2 terbesar penghasil karet alam.

2.3 Aplikasi Biologi Molekuler dalam Meningkatkan Produksi dan Kualitas Tanaman Karet.

Tingginya permintaan dunia akan karet alam menyebabkan para peneliti melakukan upaya dalam meningkatkan produksi karet alam maupun mencari atau menghasilkan klon-klon unggul yang tahan terhadap penyakit dan mempunyai produksi yang tinggi. Salah satu klon unggul yang digunakan adalah PB 260 yang berasal dari hasil persilangan klon primer dan klon sekunder. Klon ini memiliki laju metabolisme lateks yang tinggi tetapi kurang responsif terhadap stimulan. Upaya meningkatkan produksi karet alam, umumnya dikenal dengan lateks, adalah penggunaan stimulan etefon. Etefon adalah senyawa 2-chloro-ethylposphonic acid atau sering disingkat CEPA yang digunakan sebagai stimulan atau perangsang untuk meningkatkan produksi hormon etilena endogen pada tanaman karet . Etilena merupakan faktor stimulan utama untuk meningkatkan produksi karet alam pada Hevea brasiliensis. Enzim yang berperan dalam biosintesis etilena ini salah satunya adalah asam aminosiklopopana-1-karboksilat oksidase (ACO). ACO merupakan katalisator dalam perubahan asam aminosiklopopana-1-karboksilat menjadi etilena. Terdapat tiga gen spesifik penyandi enzim asam aminosiklopopana-1-karboksilat oksidase diantaranya HbACO1, HbACO2, HbACO3.

ACC oksidase merupakan enzim yang berperan dalam biosintesis etilena pada tanaman. Pembentukan etilena pada tanaman karet mempengaruhi perkembangan dari tanaman karet, produksi lateks, dan regenerasi. Selain menghasilkan etilena, enzim ACC oksidase juga memproduksi sianida. Sianida ini diproduksi dengan cara didetiksifikasi dengan mengubahnya menjadi asam β-sianoalanin yang dapat berubah menjadi asparagin.

Menurut pada genom Hevea brasiliensis klon PB 260 terdapat tiga anggota dari kelompok mulgenik yang menyandikan ACC oksidase. Ketiga anggota kelompok mulgenik tersebut yaitu HbACO1, HbACO2, dan HbACO3 yang memberikan ekspresi yang berbeda-beda pada kalus, plantlet, lateks, dan tanaman karet klon PB 260 di lapangan. Ketiga gen tersebut masing-masing memiliki susunan basa yang berbeda, yaitu 1115 bp, 1183 bp, 1348 bp.Gen pada Hevea brasiliensis yang mengode enzim spesifik pada pembentukan etilena adalah ACC oksidase. Gen ini merupakan target gen yang bisa dimanipulasi menjadi gen antisense ACC oksidase yang dapat menunda proses pematangan buah.

Penanaman bibit karet satu dari beberapa kategori klon penghasil lateks yang dianjurkan sebagai klon karet unggu. PB 260 mempunyai tingkat produktivitas getah karet yang sangat tinggi. Penanaman bibit karet klon PB 260 memang mempunyai keunggulan. PB 260 sendiri merupakan klon karet unggul penghasil getah yang dikeluarkan dari hasil penelitian badan penelitian tanaman karet Malaysia. PB sendiri merupakan singkatan dari Perang Besar yang merupakan nama salah satu daerah di Malaysia. PB 260 juga merupakan satu dari beberapa varietas klon tanaman karet penghasil getah yang direkomendasikan sebagai klon karet unggul periode 2010 sampai dengan 2015. Disamping itu bibit karet klon PB 260 ini juga mempunyai kelebihan dari sisi produksi getah karet yang dihasilkan pada proses penyadapan jika dibandingkan dengan jenis klon lainnya. Berikut ini tabel yang menunjukan perbandingan tingkat produksi getah karet dari semua jenis klon bibit karet. Perbandingan produksi ini ditunjukkan pada skala Kilogram / Hektar / Tahun.

Gambar 2.3 Diagram produksi beberapa klon Tanaman Karet

(Anonim, 2014)

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Klon berasal dari kata klόόn (yunani), yang artinya tunas.Kloning adalah tindakan menggandakan atau mendapatkan keturunan jasasd hidup tanpa fertilisasi, berasal dari induk yang sama, mempunyai susunan (jumlah dan gen) yang sama dan kemungkinan besar mempunyai fenotip yang sama.

3.2 Tingginya permintaan dunia akan karet alam menyebabkan para peneliti melakukan upaya dalam meningkatkan produksi karet alam maupun mencari atau menghasilkan klon-klon unggul yang tahan terhadap penyakit dan mempunyai produksi yang tinggi. Salah satu klon unggul yang digunakan adalah PB 260 yang berasal dari hasil persilangan klon primer dan klon sekunder. Klon ini memiliki laju metabolisme lateks yang tinggi tetapi kurang responsif terhadap stimulan. Upaya meningkatkan produksi karet alam, umumnya dikenal dengan lateks, adalah penggunaan stimulan etefon.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2014. Bibit Karet Unggul klon pb 260 Sembawa. http://pondokagribisnis.blogspot.com/2014/01/bibit-karet-unggul-klon-pb-260-sembawa.html. Diakses 25 Juni 2014.

Anonim.2012. Bibit Karet. http://disbun.kuansing.go.id/date/2012/08/. Diakses 25 Juni 2014.

Bleecker AB, Kende H. 2000. Ethylene: a gaseous signal molecule in plants [abstrak]. Di dalam: Annual Review Cell Division Biology; Wisconsin. hlm 16. abstr no PMID: 11031228. Diakses 25 Juni 2014.

Budiman AFS. 2005. Perkembangan global karet alam dan tantangan bagi Indonesia. Warr Perkaretan 24: 1-7. Diakses 25 Juni 2014.

Chaidamsari T. 2005. Biotechnology for Cacao Pod Borer Resistance in Cacao Plant Research International. Netherlands: Wagenigen University.

Dalimunthe A. 2004. Biosintesis Lateks. USU digital library. USU Press

Jones ML, Woodson WR. 1999. Differential expression of three members of the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase gene family in carnation. Plant Physiol 199:755-764. Diakses 25 Juni 2014.

Lasminingsih. 2004. Deskripsi Klon Karet Anjuran pada Tanaman Muda. Palembang: Balai Penelitian Sembawa.

Li N et al. 1996. A Novel bifunctional fusion enzyme catalyzing ethylen synthesis via 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. J Biol ang Chem, 271(42): 25738-25741. Diakses 25 Juni 2014.

Nurhaimi-Haris et al. 2003. Kemiripan genetik klon karet (Hevea brasiliensis Muell. Arg.) berdasarkan metode Amplifies Fragment Length. Men Perk 71: 1-15. Diakses 25 Juni 2014.

Sumarmadji, T. 2004. Protein-protein spesifik yang diinduksi oleh etefon pada beberapa klon tanaman karet. J Pnlit Krt 22: 57-69. Diakses 25 Juni 2014.