9/16/2012
Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian Prodi Agroteknologi Pertemuan Ke 1
Pertemuan 1.
MATERI KULIAH PRODI AGROTEKNOLOGI
PENDAHULUAN Ir. Sri Sumarsih, MP. Email:
[email protected] Weblog: Sumarsih07.wordpress.com Website: agriculture.upnyk.ac,id
Buku Pustaka • Wajib
• Yuwono, T. 2006. Bioteknologi Pertanian. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta • Nasir, M. 2002. Bioteknologi Potensi dan Keberhasilannya dalam Bidang Pertanian. Raja Grafindo Persada. Jakarta •
Materi Kontrak Kuliah, Pendahuluan, pengertian, kaitan dengan MKA lain
2. 3. 4.
Bahan penyusun genetik Perbanyakan in vitro dalam bioteknologi Teknik fusi sel
5-7
Teknologi DNA rekombinan
8 9 10
UTS Bioteknologi pemuliaan tanaman Bioteknologi perlindungan tanaman
11 12 13
Bioteknoogi perbaikan nutrisi tanaman Bioteknologi pupuk hayati (biofertilizer) Bioteknologi tanaman tahan cekaman
14 15 16
lingkungan Biodiversitas dan Biosafety Bioetika UAS
Penilaian MKA Bioteknologi Pertanian No.
Komponen
Bobot (%)
1. Tugas dan kuiz
30
2. Ujian Tengah Semester
35
3. Ujian Akhir Semester
35
• Anjuran
• Dixit, S.K. 2001. Biofertilizers, A Manual on Commercial Production Technology. Omega Scientific Publishers, New Delhi, India • Nasir, M. 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Genetik Tanaman. Citra Aditya Bhakti. Bandung.
Bonus nilai untuk keaktifan di kelas ditambahkan pada nilai
akhir Jumlah
100
1
9/16/2012
Bioteknologi Konvensional
Pengertian • Bioteknologi : Penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, & rekayasa dalam pengolahan bahan dg memanfaatkan agensia jasad hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa • Bioteknologi konvensional: jasad digunakan apa adanya, rekayasa belum terkendali • Bioteknologi modern: rekayasa genetik, rekayasa terarah dan terkendali
Larva ditumbuhi jamur
Tempe Tape Roti Kompos Yoghurt
Tidak semua kegiatan yang melibatkan jasad hidup dikategorikan bioteknologi
Contoh Bioteknologi Konvensional: Pembuatan Bioaktivator, Biofertilizer, Biofuel
Contoh Bioteknologi Konvensional: Fungi patogen pada insekta dapat digunakan sebagai biopestisida • Ascomycetes – Clavicipitales: • penetrasi larva
Contoh: Kedelai Beras ketan/ketela Gandum dll Seresah tanaman Susu
Cordyceps sinensis
BERBAGAI BIAKAN MIKROBA
DIPERBANYAK DALAM FERMENTOR Cordyceps
Metarhizium
Beauveria bassiana
2
9/16/2012
Contoh Aplikasi Bioteknologi Modern
PANGAN & PERTANIAN LINGKUNGAN
Contoh bioteknologi konvensional: Pembuatan bibit hibrida dg Fusi Protoplas
Contoh aplikasi Bioteknologi modern
- Kadar provit. A - Tahan hama - Tahan penyakit (vaksin tanaman) - Tahan busuk - Tahan herbisida - Toleran garam - Toleran masam - Tumbuh cepat
-Penanganan limbah -Bioremediasi logam berat -Degradasi pestisida
KESEHATAN :
INDUSTRI -Produksi ensim -Produksi asam amino
-Produksi insulin, -Produksi vaksin -Produksi vaksin hepatitis B -Produksi hormon pertumbuhan
Tanaman Transgenik Resisten Hama
• Golden Rice : beras dg provitamin A tinggi • Tanaman kedelai, jagung transgenik tahan hama • Tanaman kapas tahan herbisida • Tomat tidak mudah busuk • Produksi insulin menggunakan sel mikroba • Produksi vaksin hepatitis B • …..dll http://www.nature.com/nbt/journal/v21/n10/fig_tab/nbt1003-1152_F1.html
Genetic Engineering Lab
3
9/16/2012
Perakitan Tanaman Resisten Herbisida
SEJARAH SINGKAT PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
• Ragi untuk pembuatan anggur (< 6000 SM) • Ragi untuk mengembangkan roti (± 4500 SM) • Mikroba pertama kali dilihat oleh Leewenhoek (1680) • Struktur rantai ganda DNA terungkap (1953) • Ditemukan DNA rekombinan dan percobaan rekayasa genetik pertama berhasil (1973)
Perakitan Tomat transgenik tahan pembusukan
• Hibridoma menghasilkan antibodi monoklonal (1973) • Bahan mentah industri plastik dari mikroba, interferon untuk kanker (80-an) • Mikroba hasil rekayasa membantu mengekstrak minyak dari tanah (80-an) • Mikroba secara luas digunakan untuk mengekstrak logam (80-an) • Antibodi monoklonal digunakan untuk menuntun obat anti kanker (80-an) • Tanaman tansgenik (1990-an)
4
9/16/2012
Kaitan Bioteknologi dengan Ilmu Lain Mikrobiologi Biokimia Rekayasa Kimia Ilmu Pangan
Teknologi pangan
Biologi Molekuler Genetika Elektronika Rekayasa mekanik
BIOTEKNOLOGI
Ilmu pendukung utama Bioteknologi MIKROBIOLOGI:
Mengapa Mikrobia/bakteri?
GENETIKA:
Struktur gen
BIOKIMIA:
Senyawa penyusun gen, fungsi gen, teknik isolasi DNA, protein, dll
Ilmu pendukung utama
Ilmu pendukung utama
Bioteknologi
Bioteknologi • Genetika: adalah ilmu yang mempelajari tentang gen, bagaimana mereka membawa informasi, bagaimana informasi diterjemahkan, dan bagaimana gen menggandakan diri • Gen Potongan DNA yang menyandi pembentukan suatu produk, biasanya protein • DNA Dioxyribosa Nucleic Acid: adenin, guanin, sitosin, timin
Struktur sel mikrobia sederhana, mudah ditumbuhkan, genetis, fisiologis & biokimiawinya mudah dianalisis Ensim penting dihasilkan oleh mikrobia
Komputer
BIOTEKNOLOGI PERTANIAN, industri, kesehatan, lingkungan
Studi awal rekayasa genetika menggunakan mikrobia: Pneumococcus, Escherichia coli.
• Mikrobiologi:
adalah ilmu yang mempelajari tentang mikroorganisme.
• Mikroorganisme:
organisme yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. - Prokariot, eukariot
- Virus, bakteri, jamur, protozoa
5
9/16/2012
Ilmu pendukung utama
Bioteknologi • Biokimia:
adalah ilmu yang mempelajari tentang molekul molekul dasar penyusun kehidupan
• Molekul dasar kehidupan: karbohidrat, protein, lemak, DNA, dll
DAMPAK NEGATIF negatif BIOTEKNOLOGI DAMPAK BIOTEKNOLOGI 1. Di bidang Etika/ Moral Ada masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkan gen suatu organisme ke organisme lain bertentangan dengan nilai budaya dan melanggar hukum alam 2. Di bidang sosial ekonomi Menimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaan yang memanfaatkan bioteknologi dengan yang belum memanfaatkan bioteknologi (negara dunia ke tiga)
DAMPAK POSITIF BIOTEKNOLOGI
1. Peningkatan produksi dan kualitas pangan 2. Peningkatan kesehatan 3. Penyedia bahan bakar alternatif
DAMPAK negatif BIOTEKNOLOGI 3. Dampak di bidang kesehatan Ada produk hasil rekayasa genetik yang disinyalir menimbulkan masalah serius, misalnya kematian akibat penggunaan insulin, sapi penghasil susu yang disuntik dengan hormon BGH mengandung bahan kimia yang berbahaya. Tomat Flavour Savr diketahui membawa gen resisten terhadap antibiotik.
6
9/16/2012
DAMPAK negatif BIOTEKNOLOGI 4. Dampak terhadap lingkungan Pelepasan organisme transgenik ke alam dapat merusak keseimbangan alam dan kelestarian organisme.
Kelebihan dan kekurangan Bioteknologi Konvensional/Modern BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
BIOTEKNOLOGI MODERN
BIOTEKNOLOGI MODERN
KELEBIHAN
KELEMAHAN
KELEBIHAN
KELEMAHAN
• Relatif Murah •Teknologi relatif sederhana •Pengaruh jangka panjang sudah diketahui
•Perbaikan sifat tidak terarah •Terbatas karena inkompatibilitas genetik •Hasil tidak dapat diperkirakan •Perlu waktu lama untuk menghasilkan varitas baru •Sulit mengatasi kendala alam
•Perbaikan sifat terarah •Dapat mengatasi inkompatibilitas genetik •Hasil dapat diperhitungkan •Dapat menghasilkan jasad baru dg sifat baru yg tidak ada sebelumnya •Dapat mengatasi kendala alam
•Relatif mahal •Perlu teknologi canggih •Pengaruh jangka panjang belum diketahui
7
