MEKANISME TRANSFORMASI GEN DAN PENGARUH KULTUR JARINGAN.pptx

BIOTEKNOLOGI PERTANIAN PASCASARJANA

1. TRANSFORMASI GENETIKA BIOTEKNOLOGI TANAMAN SATRIO WIBOWO SALINGKAT 11 Sep 2025 KULTUR JARINGAN

2. DEFINISI REKAYASA GENETIKA Teknik manipulasi DNA atau gen suatu organisme ( dalam hal ini tumbuhan ) untuk menghasilkan sifat baru yang diinginkan atau meningkatkan sifat yang sudah ada Transpalansi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya , dapat bersifat antar gen, dapat pula lintas gen sehingga mampu menghasilkan produk baru yang lebih unggul . Rekayasa genetik dapat diartikan sebagai perpindahan gen . Organisme ( tanaman ) hasil dari rekayasa genetika disebut tanaman transgenik

3. PRINSIP DASAR REKAYASA GENETIKA Memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru kedalam struktur DNA organisme penerima. Gen yg diselipkan dari organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Seperti bakteri E.coli yang sering digunakan dikarenakan paling mudah dipelajari pada taraf molekuler Ex. Tanaman kedelai disisipkan gen proteinase inhibitor II melalui vektor Agrobacterium tumefaciens untuk ketahanan hama penggerek polong (E. zinktenella) Rekayasa genetika bekerja dengan cara memasukkan , menghapus , atau memodifikasi gen pada tumbuhan Prinsip umumnya: Isolasi gen target → gen yang memiliki sifat tertentu (misalnya tahan serangga) Kloning gen → gen disisipkan ke dalam vektor (biasanya plasmid atau virus) Transformasi gen ke tumbuhan → gen ditransfer menggunakan metode tertentu Seleksi dan regenerasi → tanaman baru diuji untuk memastikan sifatnya muncul

4. TUJUAN REKAYASA GENETIKA Tujuan Penjelasan Contoh Aplikasi Meningkatkan produktivitas Tanaman lebih cepat tumbuh, hasil panen lebih tinggi Padi hibrida transgenik dengan hasil lebih banyak Ketahanan terhadap hama & penyakit Tanaman tahan serangan serangga, jamur, virus Jagung Bt (tahan ulat), kentang tahan virus Tahan stres lingkungan Adaptasi terhadap kekeringan , tanah asin , suhu ekstrem Padi tahan kekeringan, tomat tahan salinitas Meningkatkan kualitas gizi Menambah vitamin, mineral, protein Golden Rice (mengandung β-karoten/Vit A) Memperpanjang daya simpan Buah / sayur tidak cepat busuk , lebih tahan transportasi Tomat Flavr Savr (umur simpan panjang) Mengurangi input kimia Mengurangi pupuk & pestisida → ramah lingkungan Kedelai tahan herbisida (lebih efisien dalam pengendalian gulma) Produksi senyawa penting Tumbuhan menghasilkan obat, vaksin, enzim, biofuel Tembakau transgenik penghasil vaksin hepatitis B Menunjang ketahanan pangan Menyediakan pangan lebih banyak & berkualitas Tanaman pokok transgenik untuk menghadapi perubahan iklim

5. ✅ Nilai ekonomi tanaman (pangan, hortikultura, industri) ✅ Sifat yang ingin ditingkatkan (daya tahan OPT, kualitas panen) ✅ Kemudahan transformasi dan kultur jaringan (metode biolistik, biogen, dll) ✅ Dukungan data genetik dan regulasi (Genom sudah dipetakan atau tersedia data molekuler yang lengkap, Adanya marker genetik yang memudahkan seleksi) PEMILIHAHAN JENIS TANAMAN

6. ✅Rekombinasi DNA Proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel dan mengintroduksinya ke sel lain ✅Teknologi Hibridoma Cara untuk menyatukan dua sel dari jaringan-jaringan yang berbeda dari organisme yg sama atau berbeda sehingga diperoleh satu sel tunggal (sel hibdrid) ✅Kultur Jaringan Setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru bila ditempatkan pd lingkungan yg sesuai (Totipotensi) ✅Transfer Inti (Kloning) suatu proses reproduksi yg bersifat aseksual untuk menciptakan replika yang tepat bagi organisme PRINSIP PEREKAYASAN GENETIKA

7. KULTUR JARINGAN TRANSFORMASI GENETIKA Teknik menumbuhkan bagian tanaman (disebut eksplan) – bisa berupa sel, jaringan, atau organ – dalam kondisi aseptik (bebas dari mikroorganisme pengganggu) dan lingkungan terkendali (cahaya, suhu, kelembapan, serta nutrisi diatur sesuai kebutuhan) Menyediakan eksplan target: jaringan yang aktif membelah lebih mudah menerima DNA asing Mendukung transformasi : kondisi steril membuat DNA asing bisa masuk tanpa gangguan mikroba Regenerasi tanaman: satu sel yang sudah menerima DNA baru bisa berkembang menjadi tanaman utuh Perbanyakan: tanaman transgenik yang berhasil dapat diperbanyak cepat melalui kultur in vitro

8. TRANSFORMASI GENETIKA

9. PROSES TRANSFORMASI GENETIKA Tanaman kedelai disisipkan gen proteinase inhibitor II melalui vektor Agrobacterium tumefaciens untuk ketahanan hama penggerek polong (E. zinktenella) Isolasi gen of interest Isolasi plasmid vektor Agrobacterium tumefaciens Rekombinasi gen of interest dan plasmid Agrobacterium tumefaciens Inokulasi jaringan tumbuhan dengan Agrobacterium tumefaciens Analisis molekuler untuk menguji kandungan gen of interest pada tanaman Tanaman tebu disisipkan gen Sucrose Phosphate Synthase(SPS) melalui vektor Agrobacterium tumefaciens untuk mendapatkan tanaman yang kuat dan berproduksi maksimal

10. TEKNIK REKAYASA GENETIKA

11. PERANGKAT REKAYASA GENETIKA Enzim restriksi adalah enzim yang memotong DNA menjadi fragmen-fragmen Enzim Ligase adalah enzim yang menyambung dua ujung DNA melalui ikatan kovalen antara ujung 3’OH utas yang satu dengan 5’P utas yang lain

12. Metode transfer gen DNA pada tanaman yang paling umum dan banyak digunakan adalah dengan vektor Agrobacterium Metode ini sangat sederhana dan murah karena pada prinsipnya gen interest disisipkan ke plasmid T-DNA Agrobacterium lalu diinokulasikan ke jaringan target yang telah dilukai T-DNA (Transfer DNA) adalah   segmen DNA yang ditransfer dari bakteri seperti Agrobacterium ke dalam genom tanaman , menyebabkan tumor yang disebut crown gall pada inang

13. PROSES REKAYASA GENETIKA

14. KESIMPULAN Pemilihan jenis tanaman dalam rekayasa genetika didasarkan pada nilai ekonomi , sifat yang ditargetkan , kemudahan transformasi , serta ketersediaan data genetik . Tahap transformasi meliputi isolasi gen, kloning ke dalam vektor , transfer ke jaringan tanaman , seleksi , dan regenerasi , yang harus dievaluasi secara cermat untuk memastikan efisiensi biologis , stabilitas genetik , dan keamanan aplikasinya . Kultur jaringan berperan penting dalam keseluruhan proses, karena memungkinkan kondisi aseptik , seleksi sel transgenik , serta regenerasi tanaman utuh yang membawa sifat baru . Sinergi antara pemilihan tanaman , evaluasi transformasi , dan pemanfaatan kultur jaringan menjadi kunci keberhasilan pengembangan tanaman transgenik yang produktif , tangguh , dan berkelanjutan .

15. TERIMA KASIH Tangggal Pengajar Mata Kuliah Mahasiswa 11 Sep 2025 PROF. DR. IR. ZAINUDDIN BASRI BIOTEKNOLGI TANAMAN Satrio Wibowo Salingkat E2022530014