BIOTEKNOLOGI HUTAN

Disusun oleh:

Fajar ramadhan 201410320311009

FAKULTAS PERTANIAN-PETERNAKAN

JURUSAN KEHUTANAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

TAHUN 2015

1. Pengertian dan perkembangan bioteknologi

Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘Bio’ yang berarti mahluk hidup

dan ‘Teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari

paduan kalimat tersebut dapat diartikan bahwa bioteknologi merupakan cabang

ilmu yang mempelajari pemanfaatan mahluk hidup (bakteri, fungi, virus dan lain-

lain) maupun produk dari mahluk hidup (enzim, alcohol) dalam proses produksi

untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi

tidak hanya didasari oleh biologi semata, tetapi juga ada ilmu-ilmu terapan dan

murni lain, seperti biokimia, computer, biologi, molecular, mikrobiologi,

genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi

adalah ilmu terapan terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam

proses produksi barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal

oleh manusia sejak ribuan tahun lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan

adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19,

pemulian tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru dibidang pertanian,

serta pemulian dan reproduksi hewan. Dibidang medis, penerapan bioteknologi

pada masa lalau dibuktikan antara lain dengan ditemukannya vaksin, antibiotik,

dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi

yang tidak sempurna. Perubahan secara signifikan terjadi ketika ditemukanya

bioreactor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin

dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang pesat. Kemajuan ini ditandai

dengan ditemukannya berbagai macam teknologi seperti rekayasa genetika, kultur

jaringan, DNA rekombinan, perkembangbiakan sel induk, cloning, dan lain-lain

dimana sebelumnya . Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai

kontroversi yang meliputi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi

cloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari

bermacam-macam golongan. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan

kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut

dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambah gen dari

organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Bioteknologi

sendiri terbagi menjadi dua berdasarkan tingkat penguasaan ilmu yaitu

bioteknologi tradisional atau konvensional dan bioteknologi modern. Bioteknologi

tradisional adalah bioteknologi yang bersifat sederhana dengan menggunakkan

jasad renik (mikroba) alami yang pada mulanya penggunaanya bersifat untung-

untungan belum berdasarkan ilmiah. Bioteknologi modern adalah bioteknologi

yang menggunakan organisme hasil rekayasa genetik melalui perlakuan yang

mengubah landasan penentu kemampuan hidup, dengan mengubah tatanan gen

yang menentukan sifat spesifik suatu organisme, sehingga dalam proses

pengubahan dapat berlangsung secara lebih efisien dan efektif. Selain itu juga

bioteknologi modern dituntut oleh hasil yang komersial, yaitu produknya harus

dapat bersaing dalam harga, dengan menggunakan metode alternatif pembuatan

produk yang sama. Untuk mengetahui bagaimana organisme itu dapat

dimanfaatkan dan apakah yang dapat dilakukan oleh bioteknologi modern, perlu

diketahui senyawa kimia yang menjadi dasar dalam kehidupan, yaitu protein,

khususnya mengenai struktur dan fungsi protein sebagai penyusun material

genetika yang dapat dikenal nama DNA. Tidak ada senyawa yang demikian

penting seperti DNA, karena di dalamnya terbawa informasi turun-temurun yang

menentukan struktur protein. DNA adalah molekul utama kehidupan. Instruksi

yang mengatur pertumbuhan dan pembelahan sel disandikan oleh DNA, demikian

pula dengan pesan yang menimbulkan diferensiasi, sehingga telur yang telah

dibuat berkembang menjadi banyak sekali sel khusus yang diperlukan untuk

keberhasilan fungsi tumbuhan dan hewan yang tingkat tinggi. Jadi, bioteknologi

merupakan teknologi yang dalam pengembangan dan penerapannya menggunakan

mahluk hidup baik itu mikroorganisme atau makroorganisme untuk dapat

menghasilkan suatu barang atau jasa.

2. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dengan Bioteknologi Modern

Bioteknologi dapat dibedakan menjadi dua yaitu, bioteknologi

konvensional atau tradisional dan bioteknologi modern. Berikut ini akan

dijelaskan beberapa perbedaan antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi

modern.

1. Bioteknologi Konvensional

Dalam bioteknologi konvensional, biasanya hanya memanfaatkan

mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dalam memproduksi alcohol,

asam asetat, gula, atau bahan makanan lainya seperti kecap, tahu dan tempe.

Adapun ciri-ciri bioteknologi konvensional adalah sebagai berikut :

a. Dilakukan tanpa dilandasi prinsip-prinsip ilmiah

b. Dilakukan hanya berdasarkan pada pengalaman yang diwariskan

masyarakat secara turun-temurun

c. Pada umumnya, belum dapat diproduksi secara massal karena produknya

hanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga saja.

2. Bioteknologi modern

Perbedaan yang mendasar antara bioteknologi konvensional dengan

bioteknologi modern yaitu terletak pada penggunaan prinsip-prinsip ilmiah.

Prinsip-prinsip itu meliputi pemahaman tentang proses, peralatan yang

digunakan, pemrosesan hasil dengan mesin, pengepakan, dan pemasaran.

Dalam meningkatkan nilai tambah suatu bahan, bioteknologi modern

memanfaatkan mikroorganisme. Mikroorganisnme itu misalnya sebagai

penghasil obat (penicillium), sebagai pupuk pada tanaman (rhizobium),

sebagai bahan makanan yaitu ganggang biru (spirulina) dan lainya.

Bioteknologi modern memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

a. Menggunakan mahluk hidup untuk menghasilkan suatu produk.,

penggunaan mahluk ini karena mahluk hidup dapat dikembangkan secara

aseksual sehingga jika dipelihara secara terus menerus memiliki sifat

yang tetap, sifat mahluk hidup dapat diubah-ubah sesuai dengan

kebutuhan misalnya persilangan, mahluk hidup senantiasa berkembang

biak sehingga merupakan sumber daya alam yang dapat dipulihkan

b. Menggunakan prinsip-prinsip ilmiah dalam menghasilkan suatu produk.

Prinsip-prinsip itu sebagai berikut :

1. Pemahaman proses

2. Peralatan yang digunakan

3. Pemrosesan dengan mesin

4. Pengepakan

5. Pemasaran

c. Merupakan hasil pengkajian dari berbagai ilmu

d, Dapat diproduksi dengan banyak.

3. Cabang ilmu bioteknologi

Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu seperti diantaranya

diasosiasikan dengan beberapa jenis warna, yaitu :

1. Bioteologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi

yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang media. Cakupanya

meliputi spectrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif,

diagnosis dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan

organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk

untuk pengobatan regenerative, serta terapi gen untuk mengobati penyakit

genetic dengan menyisipkan atau menggantikan gen abnormal dengan gen

yang normal.

2. Bioteknologi putih/ abu-abu (white/gray biotechnology) adalah

bioteknologi tang diaplikasikan dalam industry seperti pengembangan dan

produksi senyawa biru serta pembuatan sumber energy terbarukan.

Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khmair/ragi.

Enzin-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta

untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri.

3. Bioteknologi hijau (greenbio technology) mempelajari aplikasi

bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan. Di bidang pertanian,

bioteknologi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama,

bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang

menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di

bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai

"bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing,

sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein

protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa

asing (antigen).

4. Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi

akuatik/perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di

lingkungan akuatik. Salah satu contoh yang paling tua adalah

akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam

kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan

yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura).

Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk

menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus

yang menyerang salmon dan ikan lainnya. Contoh yang lain adalah

salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan

sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu

yang singkat.

4. Dampak Positif dan negative bioteknologi

Adapun dampak positif dan negatif bioteknologi sebagai berikut

1. Dampak positif bioteknologi

Beberapa dampak positif bioteknologi adalah

Meningkatnya sifat resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit

tanaman, misalnya tanaman anggrek menjadi kebal hama.

Meningkatnya produk-produk (baik kualitas maupun kuantitas)

pertanian, perkebunan, peternakan maupun perikanan dengan adanya

temuan bibit unggul.

Meningkatnya nilai tambah bahan makanan. Seperti air susu menjadi

yogurt, mentega, keju.

Membantu proses permunian logam dari bijihnya pada pertambangan

logam (biometalurgi).

Membantu manusia mengatasi masalah-masalah pencemaran

lingkungan, seperti bakteri pemakan plastic dan parafin, bakteri

penghasil plastic biodegradable.

Membantu masalah manusia akan kebutuhan sumber daya energy.

Misalnya dengan adanya bioethanol , biogas

Membantu dunia kedoteran dan medis untuk mengatasi berbagai

penyakit tertentu. Misalnya : penyakit kelainan genetis dengan terapi

gen , hormone insulin, antibiotic, vaksin.

Mengatasi permasalahan species langka dan hamper punah dengan

teknologi transplantasi nucleus hewan/tumbuhan langka bisa dilestarikan

dan sebagainya.

2. Dampak negatif bioteknologi

Munculnya pencemaran biologis, berupa penyebaran organisme

transgenic yang terkendali..

Gangguan keseimbangan ekosistem akibat perubahan dinamika populasi

Kerusakan tatanan sosial masyarakat, ketika cloning pada manusia tak

terkendali.

Tersingkirnya berbagai plasma nutfa alami/lokal. Flora dan fauna lokal

“terdersak” oleh kehadiran flora dan fauna transgenic.

Menimbulkan pertentangan berkepanjangan antara tokoh ilmuwan

bioteknologi dengan tokoh-tokoh kemanusian dan agama.

Timbulnya reaksi alergi pada manusia yang mengkonsumsi

tanaman/hewan transgenik.

Munculnya penyakit-penyakit baru dan kerentanan terhadap penyakit

pemanfaatan tanaman/hewan transgenik.

5. Peran bioteknologi dalam bidang kehutanan

Laju penghilangan hutan akibat pembalakan liar (illegal loging) telah

mencapai taraf amat mengkhawatirkan. Laporan Bank Dunia pada 2002

menyebutkan penyusutan hutan Indonesia mendekati angka 3,6 juta hektar per

tahun. Ini berarti, setiap 12 detik terjadi penghilangan hutan yang setara dengan

luas satu lapangan bola. Laporan dari Departemen Kehutanan menyebutkan,

pembalakan liar menyebabkan sekitar 59,2 juta hektar hutan gundul. Dari jumlah

itu, 40 juta hektar di antaranya merupakan hutan lahan kosong tanpa pepohonan,

atau 13 persen dari luas hutan saat ini. Maka hutan Indonesia sangat perlu untuk

direhabilitasi segera demi kelangsungan kehidupan kedepannya.

Aplikasi bioteknologi dalam pengelolaan hutan berperan penting dalam

meningkatkan produktivitas dan kovervasi sumber daya hutan. Biotekonlogi di

bidang kehutanan meliputi 3 bagian utama, yaitu penggunaan metode kultur

jaringan, penggunaan penanda molekuler dan rekayasa genetik untuk

memproduksi tanaman transgenik. Penanda molekuler dapat digunakan untuk

mendukung kegiatan pemulian dan konservasi sumber daya genetik. Dengan

menggunakan penanda molekuler, bibit unggul dapat dihasilkan dengan waktu

yang lebih cepat dan lebih tepat. Penerapan teknik penanda molekuler juga sangat

penting dalam konservasi sumber daya genetik. Dengan menggunakan teknik

penanda molekuler dapat mengetahui tingkat keragaman genetik dan sebarannya

di hutan alam maupun tanaman bahkan keanekaragaman satwa dapat diketahui.

Kultur jaringan merupakan salah satu teknologi bioteknologi yang telah

berkembang pesat. Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian

dari tanaman seperti sel atau jaringan yang ditumbuhkan dalam kondisi bebas dari

mikroorganisme penyebab penyakit, sehingga bagian tanaman tersebut dapat

memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali. Tumbuhan yang

dikembangbiakan dengan teknik kultur jaringan mempunyai sifat sama dengan

induknya dan kultur jaringan merupakan salah cara perbanyakan secara vegetatif.

Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbanyakan tumbuhan dengan

menggunakan bagian vegetatif menggunakan media buatan yang dilakukan

ditempat steril. Dalam bidang kehutanan kultur jaringan dapat juga berperan

meningkatkan produksi bibit unggul tanaman hutan tanpa tergantung oleh musim.

Penerpan kultur jaringan dapat menjawab kebutuhan konservasi jenis, khususnya

tumbuhan yang terancam punah karena faktor jumlah individu yang sedikit di

alam dan atau perbanyakan jenis secara generatif yang sulit dilakukan.

Berikut ini keuntungan menggunakan teknik kultur jaringan dalam

budidaya suatu tumbuhan/tanaman

Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih

cepat (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan

minimal 10.000 planlet/bibit)

Bibit yang dihasilkan seragam

Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)

Jumlah yang dihasilkan banyak, tidak terbatas

Perbanyakan tumbuhan/kultur jaringan dapat dilakukan secara cepat dan hemat

waktu

Pengadaan bibit tidak tergantung musim

Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak

Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah

Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan

secara vegetaif. Teknik kultur jaringan suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang

sering disebut eksplan secara aseptic( in vitro) diletakkan dan dipelihara dalam

medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. dengan cara

demikian sebaian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi

dan membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan kedalam

medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang

lengkap dan disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu

irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi

planlet dalam jumlah yang besar.

Pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel sperti yang

dikemukakan oleh Schleiden, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom,

bahkan mempunyai kemampuan  totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan

setiap sel, darimana saja sel tersebut diambil, apabila diletakkan dilingkungan

yang sesuai Makan tumbuh menjadi tanaman yang sempurna. Teknik kultur

jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan

terpenuhi.

Syarat- syarat:

Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus, syarat-syarat

tumbuhan :

1. Jaringan tersebut sedang aktif pertumbuhannya, diharapkan masih

terdapat zat tumbuh yang masih aktif sehingga membantu

perkembangan jaringan selanjutnya

2. Eksplan yang diambil berasal dari daun, akar, mata tunas, kuncup,

ujung batang dan umbi

3. Eksplan yang diambil dari bagian yang masih muda

Penggunaan medium yang cocok, keadaan aseptik dan pengaturan udara

yang baik terutama untuk kultur cair

Pilih bagian tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh yaitu bagian

meristem, seperti: daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji dan

sebagainya. Bila menggunakan embrio bagian bji-biji yang lain sebagai

eksplan, yang perlu diperhatikan adalah kemasakan embrio, waktu

imbibisi, temperatur dan dormansi.