Nama: Salsabila

NPM: 150510130165

Questions of General Biothechnology

1. What is biotechnology? What are the achievements of biotechnology?

Jawab:

Bioteknologiadalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri,fungi,virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim,alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

Tujuan dari bioteknologi adalah menghasilkan barang atau jasa yang baru dengan nilai guna tinggi.

2. Write a short note on the global impact of biotechnology?

Jawab:

Bioteknologi berguna dalam bidang bidang pangan, kesehatan, pertanian, perlindungan alam, insementasi buatan, kloning, rekayasa genetika, dan kultir jaringan.

Sedangkan bioteknologi juga memiliki dampak negatif yaitu terhadap kesehatan, lingkungan, dan ekonomi.

3. What is the difference between the traditional biotechnology and modern biotechnology?

Jawab :

Bioteknologi tradisional adalah praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan sederhana tanpa rekayasa genetika. Dengan ciri-ciri :

1. dilakukan tanpa menggunakan prinsip-prinsip ilmiah.

2. dilakukan hanya berdasarkan pada pengalaman yang di wariskan secara turun temurun, umumnya belum dapat diproduksi secara masal.

Adapun contoh dari bioteknologi konvensional ini yaitu pada proses pembuatan bir, tempe, roti dll.

Bioteknologi modern adalah praktik bioteknologi yang diperkaya dengan teknik rekayasa genetika ( suatu teknik manipulasi materi genetikal ).

Cirinya berkebalikan dengan biotek tradisional ditambah dengan menerapkan teknik Aseptis.

Teknik Aseptis adalah suatu cara kita pada waktu bekerja (praktik) yang selalu menjaga sterilitas ketika menangani pengkulturan mikroorganisme untuk mencegah kontaminasi terhadap kultur mikroorganisme yang diinginkan.

Contoh dari bioteknologi modern ini yaitu tumbuhan yang kuat atau tahan terhadap hama dan penyakit serta buahnya sifatnya tahan lama, bakteri penghasil antibiotik ataupun insulin.

Questions on Biothechnology and Agriculture

1. Write a note on transgenic breeding strategies and molecular markers?

Jawab :

2. What are the advantages of using molecular markers in plant breeding selections over morphological and biochemical markers?

Jawab :

Salah satufungsi marka molekuler (penanda molekuler) adalah untuk menyeleksi sifatyang diinginkan dari keturunan hasilpersilangan. Metode ini melakukanpelacakan sifat-sifat tanamanberdasarkanDNA yang dimiliki tanaman. Salah satukelebihan dari metode ini adalahmempersingkat pengujian tanaman. Jikadengan cara konvensional diperlukan waktusedikitnya lima tahun, dengan cara ini hanyadiperlukan waktu paling lama tiga tahun.

Dengan marka molekuler, pada generasiketiga tanaman hasil persilangan sudahstabil (Widodo 2003). Penggunaan marka molekulermemiliki potensi untuk digunakan sebagaipenanda dalam melakukan seleksi. Asumsiyang digunakan dalam penggunaan markamolekuler adalah marka molekuler yangdigunakan tersebut harus berkorelasi yangsangat kuatdengan karakter yang menjaditarget seleksi. Dengan demikian makapelaksanaan seleksi dapat dilakukan lebihefisien dan efektif.

3. Discribe the various techniques utilized for introducing foreign DNA into plant cells?

Jawab :

Metode transfer gen secara langsung

Penembakan eksplan gen

Teknik paling modern dalam transformasi tanaman adalah penggunaan metode penembakan partikel atau gene gun yang dioperasikan secara fisik dengan menembakkan partikel DNA-coated langsung ke sel atau jaringan tanaman. Dengan cara demikian, partikel dan DNA yang ditambahkan menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA melarut dan tersebar dalam sel secara independen. Telah didemonstrasikan bahwa teknik ini efektif untuk mentransfer gen pada bermacam-macam eksplan. Penggunaan penembakan partikel membuka peluang dan kemungkinan lebih mudah dalam memproduksi tanaman transgenik dari berbagai spesies yang sebelumnya sukar ditransformasi dengan Agrobacterium, khususnya tanaman monokotil seperti padi, jagung, dan turfgrass (Herman, 2002).

Karbid silikon

Metode transfer gen lain yang kurang umum digunakan dalam transformasi tanaman tetapi telah dilaporkan berhasil mentransformasi jagung dan turfgraas adalah penggunaan karbit silikon. Suspensi sel tanaman yang akan ditransformasi dicampur dengan serat karbid silikon dan DNA plasmid dari gen yang diinginkan dimasukkan ke dalam tabung Eppendorf kemudian dilakukan pencampuran dan pemutaran dengan vortex. Serat silicon carbide berfungsi sebagai jarum injeksi mikro (microinjection) untuk memudahkan transfer DNA ke dalam sel tanaman (Herman, 2002).

Elektroporasi

Metode transfer DNA yang umum digunakan pada tanaman monokotil adalah elektroporasi dari protoplas, perlakuan poly-ethylene glycol (PEG) pada protoplas dan kombinasi antara dua perlakuan tersebut. PEG memudahkan presipitasi DNA dan membuat kontak lebih baik dengan protoplas, juga melindungi DNA plasmid mengalami degradasi dari enzim nuclease. Sedangkan elektroporasi dengan perlakuan listrik voltase tinggi menyebabkan permiabilitas tinggi untuk sementara pada membran sel dengan membentuk pori-pori sehingga DNA mudah penetrasi ke dalam protoplas. Integritas membran kembali membaik seperti semula dalam beberapa detik sampai semenit setelah perlakuan listrik. Jagung dan padi telah berhasil ditransformasi melalui elektroporasi dengan efisiensi antara 0,1-1%. Kelemahan penggunaan protoplas sebagai explant untuk transformasi adalah sulitnya regenerasi dari protoplas, dan ekstra komplikasi, serta variasi somaklonal akibat panjangnya periode kultur (Herman, 2002).

Metode transfer gen secara tidak langsung

teknik melalui media vektor Agrobacterium tumefaciens paling sering digunakan untuk mentransformasi tanaman dikotil. A. tumefaciens mampu mentransfer gen ke dalam genom tanaman melalui eksplan baik yang berupa potongan daun (leaf discs) atau bagian lain dari jaringan tanaman yang mempunyai potensi beregenerasi tinggi. Gen yang ditransfer terletak pada plasmid Ti (tumor inducing).

4. Mention the name of gene (s) for creating the following traits in transgenic crops

a. Herbicide tolerance

b. Abioteic stress

c. Insect resistence

d. Virus resistence

e. Golden rice

Jawab :

a. Herbicide tolerance: Gen dari bakteriAgrobacteriumgalur CP4 dan cendawanStreptomyces viridochromogenes

b. Abiotic stress:Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tanamanArabidopsis thalianaatau darisianobakteri(Anacyctis nidulans)

c. Insect resistance: Gen toksin Bt dari bakteriBacillus thuringiensis

d. virus resistance: pengkodean virus coat protein

e. Golden rice: Phytoene synthase (daffodil) dan Phytoene desaturase (bacteria)

5. What is genome sequencing project? Name any two organisms whose genome have been sequenced completely?

Jawab :

Genome sequencing project adalah upaya yang bertujuan untuk menentukan urutan genom dari suatu organisme (baik itu hewan, tanaman, jamur, bakteri, dan archaea, protista atau virus) dan untuk memberikan keterangan gen pengkode protein dan pengkodean genom lainnya.R. eutrophasecara mendalam,genomRalstonia eutrophagalurH16 telah diurutkan secara menyeluruh. Ukuran genom bakteri tersebut adalah sebesar 7.4 juta pasang basa. Genom terdiri dari duakromosomdan satu megaplasmid.

Para peneliti telah mengurutkan genom Drosophila melanogaster (lalat buah), Arabidopsis thaliana (tanaman), Saccharomyces cerevisiae (ragi tunas), dan C. elegans (cacing). Selain itu, tikus, tikus, dan ikan zebra genom telah diurutkan

6. Discuss in detail different types of molecular markers used in genome mapping?

Jawab :

A. Penanda Klasik

Penanda morfologi:Penggunaan penanda sebagai alat membantu untuk memilih tanaman dengan sifat yang diinginkan telah dimulai pada peternakan lama.Selama sejarah awal pemuliaan tanaman, penanda digunakan terutama termasuk ciri-ciri yang terlihat, seperti bentuk daun, warna bunga, warna pubertas, warna polong, warna biji, bentuk biji, warna hilus, jenis awn dan panjang, bentuk buah, kulit (exocarp ) warna dan stripe, warna daging, panjang batang, dan lain-penanda morfologi umumnya merupakan polimorfisme genetik yang mudah diidentifikasi dan dimanipulasi.

Spidol sitologi:Dalam sitologi, fitur struktural kromosom dapat ditunjukkan oleh karyotype dan band.Pola banding, ditampilkan dalam warna, lebar, ketertiban dan posisi, mengungkapkan perbedaan distribusi Eukromatin dan heterochromatin.

Biokimia / penanda protein:Protein penanda juga dapat dikategorikan ke dalam penanda molekuler meskipun yang terakhir lebih disebut penanda DNA.Isozim adalah bentuk alternatif atau varian struktural enzim yang memiliki berat molekul yang berbeda dan mobilitas elektroforesis tetapi memiliki aktivitas katalitik yang sama atau fungsi.Isozim mencerminkan produk alel yang berbeda daripada gen yang berbeda karena perbedaan mobilitas elektroforesis disebabkan oleh mutasi titik sebagai akibat dari asam amino substitusi (Xu, 2010).

B. Penanda DNA

Penanda DNA didefinisikan sebagai fragmen DNA mengungkapkan mutasi / variasi, yang dapat digunakan untuk mendeteksi polimorfisme antara genotipe yang berbeda atau alel dari gen untuk urutan tertentu DNA dalam populasi atau gen pool.Fragmen tersebut terkait dengan lokasi tertentu dalam genom dan dapat dideteksi dengan menggunakan teknologi molekul tertentu.

7. What are quantitative trait loci (QTL)? Write their mapping by using molecular markers?

Jawab :

QTL adalah bagian dari genom yang telah terbukti (menggunakan uji statistik yang rumit) yang mempengaruhi sifat kuantitatif seperti tinggi.

Kuantitatif Trait Loci (QTL) adalah hipotesis bahwa daerah kromosom yang spesifik mengandung gen yang membuat kontribusi yang signifikan terhadap pengekspresian suatu sifat yang kompleks.

QTL umumnya diidentifikasi dengan membandingkan hubungan (tingkat kovariasi) dari penanda molekuler polimorfik dan pengukuran fenotipe sifat.

QTL mapping

Peningkatan sifat kuantitatif telah menjadi tujuan penting bagi banyak program pemuliaan tanaman. Dengan program pemuliaan pedigree, pemulia akan menyilangkan dua tetua dan mempraktekkan seleksi sampai garis generasi tingkat lanjut dengan fenotipe dan sifat kuantitatif terbaik dalam seleksi yang diidentifikasi. Galur-galur ini kemudian akan mengadakan serangkaian percobaan yang direplikasi untuk mengevaluasi bahan dengan tujuan mengeluarkan galur terbaik sebagai kultivar . Hal ini diasumsikan bahwa galur yang terbaik memiliki kombinasi alel paling baik untuk menunjukkan sifat tersebut.

Marka molekuler yang terkait dengan QTL diidentifikasi oleh populasi segregasi acak pertama untuk sifat kuantitatif. Genotipe molekuler (Tetua homozigot A, heterozigot, atau homozigot induk B) dari masing-masing anggota populasi kemudian ditentukan. Langkah berikutnya adalah untuk menentukan apakah ada asosiasi antara salah satu penanda dan sifat kuantitatif.

Metode yang paling umum untuk menentukan asosiasi adalah dengan menganalisis fenotipik dan data genotipe dengan analisis satu arah varians dan analisis regresi. Untuk setiap penanda, masing-masing genotipe dianggap satu kelas, dan semua anggota populasi dengan genotipe tersebut dianggap satu kelas. (Data biasanya dikumpulkan selama lokasi dan ulangan untuk mendapatkan nilai sifat kuantitatif tunggal untuk baris.) Jika varians kelas genotipe signifikan, maka penanda molekuler yang digunakan untuk mendefinisikan kelas genotipe dianggap terkait dengan QTL. Bagi lokus yang signifikan, nilai-nilai sifat kuantitatif bukan ke genotip. Nilai galur R2 dianggap sebagai jumlah variasi genetik yang dijelaskan oleh penanda molekul tertentu. Langkah terakhir adalah memilih penanda molekuler lokus yang berkaitan dengan sifat kuantitatif dan melakukan analisis regresi berganda. Dari analisis ini, Anda akan mendapatkan nilai R2 yang memberikan persentase dari total variasi genetik dijelaskan oleh semua penanda.

Questions on Plant Biothechnology

1. Define the following

a. Plasmid

b. Restriction site

c. Mutation

d. Transfection

Jawab :

a. Secara gamblang, Dale & Park (2004) menyebutkan bahwa plasmid merupakan molekul DNA tambahan atau elemen DNA ekstrakromosomal. Dalam Garner (1991) diterangkan bahwa plasmid merupakan replicon (sebuah unit dari materi genetik yang mampu melakukan replikasi secara mandiri) yang diwariskan secara stabil (dipertahankan tanpa seleksi tertentu) dan berada di luar kromosom (extra-chromosomal).

b.

c. Mutasi adalah sesuatu perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan yang dapat dideteksi, yang bukan disebabkan oleh rekombinasi genetik.

d. Penyisipan DNA ke dalam sel eukaryota, misalnya sel hewan, disebut sebagai transfeksi, dan teknik transfeksi yang dapat dilakukan termasuk transfeksi kalsium fosfat, transfeksi liposom, dan dengan reagen komersial. DNA dapat pula dimasukkan ke dalam sel dengan menggunakan virus (disebut transduksi viral).

2. Write the procedure of gene cloning

Jawab :

a. Ada beberapa langkah dasar dalam kloning gen, yaitu:

b. Suatu fragmen DNA yang mengandung gen yang akan diklon diinsersikan pada molekul DNA sirkular yang disebut vektor untuk menghasilkan chimera atau molekul DNA rekombinan.

c. Vektor bertindak sebagai wahana yang membawa gen masuk ke dalam sel tuan rumah (host) yang biasanya berupa bakteri, walaupun sel-sel jenis lain dapat digunakan.

d. Di dalam sel host, vektor mengadakan replikasi menghasilkan banyak kopi atau turunan yang identik baik vektornya sendiri maupun gen yang dibawanya.

e. Ketika sel host membelah, kopi molekul DNA rekombinan diwariskan pada progeny dan terjadi replikasi vektor selanjutnya.

f. Setelah terjadi sejumlah besar pembelahan sel, maka dihasilkan koloni atau klon sel host yang identik.Tiap-tiap sel dalam klon mengandung satu kopi atau lebih molekul DNA rekombinan dan dapat dikatakan bahwa gen yang dibawa oleh molekul rekombinan telah berhasil diklon.

3. What are plasmids? What are the essential features of a vector? How do they work as cloning vector?

Jawab :

Plasmid adalah materi genetik diluar kromosom yang terdapat pada sel bakteri. Fitur penting dari vector meliputi ketahanan moral untuk antibiotik dan logam berat pada kepekaan mutasi asli pada kerentanan fag atau resistensi, menghasilkan enzim restriksi, sehingga asam amino langka dan racun, keputusan racun daya, degradasi molekul organik kompleks, dan kemampuan untuk membentuk hubungan simbiosis, dan transfer DNA dalam kemampuan biologis. Vektor tersebut berguna dalam vektor kloning yakni sebagai agen pembawafragmenDNAyang masuk ke dalamselmakhluk hidupyang berguna dalam memperbanyak fragmen DNA. Beberapa vektor kloning yang umum digunakan adalahplasmid, vektorlamda,virus,kromosom bakteri buatan,kromosom khamir buatan, dancosmid. Suatu vektor klonin fungsinya disambungkan atau menyatu dengan fragmen DNA yang ingin ditransfer sehingga dapat dimasukkan ke dalam sel.

4. What is a cloning vector? Why are the requirements of the cloning vector?

Jawab :

Vektor Kloning : Vektor adalah molekul DNA yang berfungsi sebagai wahana atau kendaraan yang akan membawa suatu fragmen DNA masuk ke dalam sel inang dan memungkinkan terjadinya replikasi dan ekspresi fragmen DNA asing tersebut.

Vektor kloning yang kita gunakan setidaknya harus memenuhi beberapa persyaratan:

1. Mengandung replicon yang memungkinkan vektor kloning mereplikasi (mencopy) dirinya sendiri saat di dalam sel inang.

2. Ukurannya cukup kecil dan tidak terdegradasi selama pemurnian

3. Mengandung gen penanda selektif (selectable marker) yang berperan dalam tahap penyeleksian sel inang apakah telah mengandung vektor rekombinan atau tidak.

4. Memiliki daerah pemutusan yang unik (multi cloning site) sehingga memungkinkan vektor rekombinan dipotong secara enzimatis sehingga target DNA dapat diperoleh kembali.

5. Beberapa vektor yang diperlukan untuk tahap ekspresi gen menjadi protein harus mengandung sekuen promoter, terminator, dan ribosome binding sites.

5. What does PCR stand for? What is PCR technology? What are the different steps involved in a PCR reaction?

Jawab :

Polymerase Chain Reaction(PCR)Polymerase Chain Reaction(PCR)merupakan teknik sederhana yangdigunakan untuk memperbanyak molekul DNA secara invitro di dalam laboratorium.

Hasil perbanyakan molekul DNA sangatbanyak, karena jumlah perbanyakan molekul

DNA bertambah secara eksponensial. Olehsebab itu, ribuan molekul DNA dapat dibuatdalam waktu yang singkat. PCR dapatdiaplikasikan dalam analisis genetik, seperti:

diagnosis medis, dan forensik. PCRmerupakan metode yang sangat sensitifsehingga dari satu pasang molekul DNAdapat diperbanyak menjadi jutaan kali lipatsetelah 30-40 siklus PCR. Adapunkomponen yang dibutuhkan dalam reaksiPCR adalah DNA target, primer, DNApolimerase, dinukleotida (dNTP), dan buferPCR (Mullis 1990). PCR banyak digunakanuntuk banyak keperluan, karena memilikibeberapa keuntungan diantaranya cepat,

memerlukan DNA dalam jumlah yangsedikit, dan dapat dilakukan pada tahap dini

dengan teknik isolasi DNA sederhana. Hal-hal yang mempengaruhi keberhasilan dalamreaksi PCR adalah sekuen primer, dNTP,enzim polymerase, dan suhuannealing(Muladno 2002; Graham 1997).

Reaksi PCR secara umum dilakukandalam empat tahap. Molekul DNA rantaiganda akan diurai menjadi molekul tunggaldengan pemanasan. Primer akan menempelpada molekul DNA rantai tunggal padatempat yang sudah ditentukan. Selanjutnyaenzim polimerase akan memperpanjangprimer dengan basa nitrogen yang tersedia.Tahapan tersebut merupakan cara untukmenggandakan molekul DNA yangdiinginkan (Mullis 1990).

6. What are the requirements for establishing a tissue culture laboratory?

Jawab :

Di setiap laboratorium memiliki teknik kultur jaringan yang digunakan mempunyai sejumlah fasilitas berupa

Ruang pencucian

Ruang persiapan media, sterilisasi dan penyimpanan

Ruang transfer aseptic

Ruang kultur atau inkubator yang lingkungannya terkontrol

Ruang pengamatan dan koleksi data Diagram laboratorium kultur jaringan

Persyaratan keadaan ruangan laboraturium:

Laboratorium yang baik untuk pekerjaan teknik kultur jaringan harus memenuhi kriteria aman, bersih, memiliki organisasi dan penataan ruang yang sesuai.

Kondisi bagian dalam laboratorium mutlak harus bersih, mulai dari lantai, dinding, meja, alat-alat yang digunakan, maupun udara diruangan laboratorium tersebut. Harus bebas dari debu

Didalam ruangan diberi pengatur udara (AC) untuk mempertahankan suhunya konstan (25-28)C, dan dipasang exhauster untuk menyedot debu yang ada didalam ruangan.

Lantai laboratorium juga harus dibersihkan secara rutin dengan antiseptik, meja dan dinding juga harus dibersihkan dengan larutan antiseptik umumnya permukaan meja dan dinding dilapisi dengan porselin supaya kedap air dan mudah dibersihkan.

7. Write a short note on the composition and preparation of culture medium for plant tissue culture medium

Jawab :

Komposisi yang harus tersedia dalam media kultur jaringan adalah sebagai berikut :

Hara anorganik

Hara organik

Sumber karbon

Agar

pH

Pemilihan Media

Prosedur pembuatan media:

Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang di gunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu di perlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf. Ada dua penggolongan media tumbuh : media padat dan media cair. Media padat umumnya berupa padatan gel, seperti agar, dimana nutrisi dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung kebutuhan.

8. What is a plant tissue culture? What is a basic theory in applying tissue culture?

Jawab :

Kultur jaringan merupakan perbanyakan vegetative mengunakan jaringan atau sel pada medium buatan (biasanya berupa agar-agar yang diperkaya dengan hormon, vitamin, dan unsur hara). Kultur jaringan merupakan salah satu alternatif untuk mendapatkan tanaman baru yang mempunyai sifat sama dengan induknya. Teknik ini hanya membutuhkan jaringan maupun sel dari tumbuhan dan akan didapatkan tanaman sejenis dalam jumlah besar. Kultur jaringan sering disebut sebagai perbanyakan secara in vitro karena jaringan ditanam (dikultur) pada suatu media buatan (bukan alami)

Pelaksanaan teknik kultur jaringan ini berdasarkan teori sel seperti yang ditemukan oleh scheiden dan schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampun autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotesi adalah kemampuan setiap sel, dari mana saja sel tersebut diambil, apabila diletakan dalam lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna. (Suryowinoto, 1991).

Aplikasi kultur jaringan pada awalnya ialah untuk propagasi tanaman. Selanjutnya penggunaan kultur jaringan lebih berkembang lagi yaitu untuk menghasilkan tanaman yang bebas penyakit, koleksi plasma nutfah, memperbaiki sifat genetika tanaman, produksi dan ekstaksi zat-zat kimia yang bermanfaat dari sel sel yang dikulturkan. (George dan Sherrington, 1984).

9. What are benefit in applying tissue culture for crop environment?

Jawab :

Perbanyakan klon secara tepat

Kondisi aseptik

Produksi tanaman sepanjang tahun

Pelestarian plasma nutfah

Perbanyakan tanaman yang sulit diperbanyak secara vegetatif konvensional

10. What is an explants? How will you induced callus from it?

Jawab :

Eksplan adalah bahan tanam yang berasal dari jaringan tanaman (daun, biji, mikrospora, dan lain-lain) sebagai bahan awal dalam teknik kultur jaringan. Terbentuknya induksi kalus dari eksplan berdasarkan prinsip totipotensi dimana setiap jaringan tanaman dapat berdiferensiasi secara terus-menerus sehingga mampu menghasilkan tanaman baru yang utuh.

11. What is organogenesis? What its applications?

Jawab :

Organogenesis merupakan proses pembentukan organ seperti tunas dan akar yang dapat diperoleh melalui 2 cara, yaitu langsung dan tidak langsung. Organogenesis secara langsung diperoleh dari eksplan yang tumbuh dan berkembang membentuk planlet baru, sedangkan organogenesis secara tidak langsung adalah pembentukan organ tanaman melalui massa kalus (jaringan tanaman yang terus menerus mengalami diferensiasi). Organogenesis diaplikasikan pada teknik kultur jaringan.

12. Describe the process of preparing cell suspension. What are the benefit of using aqueous medium over solid medium

Jawab :

Secara garis besar proses dalam suspensi sel diawali dengan menginokulasikan eksplan berupa bagian tanaman yang terdiferensiasi dalam media cair misalnya fragmen dari hypocotyl atau kotiledon. Selanjutnya sel-sel yang telah terbagi tersebut secara berangsur-angsur akan memisahkan diri dari inokulum karena pengadukan atau goyangan pada media cair. Ketika eksplan atau bagian dari tanaman dimasukkan pertama kali ke dalam media cair terdapat sebuah periode awal utama (lag period) yaitu periode yang menunjukkan sinyal dari pembelahan sel. Kemudian diikuti oleh peningkatan jumlah sel secara eksponensial dan peningkatan populasi sel secara linier, selanjutnya akan terjadi perlambatan secara berangsur-angsur pada tingkat pembelahan. Diakhiri dengan masuknya sel-sel pada fase stationary atau tidak lagi terjadi pembelahan. Untuk mempertahankan kelangsungan hidup dari kultur eksplan, sebaiknya sel-sel tersebut di subkultur pada awal fase stationary. Metode Suspensi sel (cell suspension) melalui beberapa tahapan dari Induksi kalus (Callus Induction), Inisiasi suspensi sel (Initiation of Cell Suspension), Pemeliharaan Suspensi sel (Maintenance of Cell Suspension) dan Regenerasi Tanaman (Plant Regeneration). Keuntungan menggunakan media cair dibandingkan media padat adalah eksplan tanaman akan lebih mudah memisahkan diri (berdiferensiasi), sehingga peningkatan jumlah sel eksponensial dapat diperoleh lebih cepat.

13. What is micropropagation? How is it different from vegetative propagation?

Jawab :

Mikropropagasi merupakan teknik pembiakkan (perbanyakan) tanaman secara in vitro (melalui metode kultur jaringan). Perbedaan mikropropagasi dengan propagasi vegetatif adalah mikropropagasi harus melalui teknik kultur jaringan, sedangkan propagasi vegetatif tidak dilakukan secara in vitro. Mikropropagasi dapat dilakukan menggunakan bagian tanaman manapun sebagai bahan tanam, sedangkan propagasi vegetatif hanya dapat diaplikasikan pada organ tanaman tertentu.

14. Describe how the technique of micropropagation has been applied in the area of horticulture and forestry?

Jawab :

Pada perbanyakan tanaman hortikultura, dianjurkan melalui tunas aksilair, karena dapat menghasilkan bibit yang true-to-type (sesuai dengan sifat induknya). Tunas adventif, terutanaman yang melalui fase kalus, tidak dianjurkan dalam perbanyakan tanaman holtikultura, kecuali untuk tujuan seleksi dan variasi. Sedangkan pada tanamanan perkebunan sebaiknya menggunakan tunas muda agar dapat berkembang secara optimal (Gunawan, 1995).

15. What are somaclonal variations? What is its significance in plant tissue culture?

Jawab :

Variasi somaklonal adalah keragaman genetik yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan baik yang bersifat genetik maupun epigenetik. Induksi variasi somaklonal dapat digunakan untuk manipulasi genetik tanaman dengan sifat poligenik selain juga dimanfaatkan untuk perakitan varietas baru dalam program pemuliaan tanaman yang diarahkan untuk peningkatan ketahanan tanaman terhadap penyakit dan perbaikan morfologi tanaman untuk peningkatan hasil

16. What do you mean by bio safety? Discuss in detail the biosafety guidelines and regulations for release of genetically engineered microorganisms

Jawab :

Bio safety adalah usaha yang dilakukan agar orang yang bekerja dengan bahan biologi berbahaya terlindungi dari bahan bahaya bahan biologi yang biasa dikerjakannya.

Pedoman Keamanan Biologi (Biosafety) dibuat untuk menginformasikan cara kerja yang spesifik dalam penanganan mikroorganisme patogen di laboratorium dan juga mempersiapkan petunjuk praktis bagi pembuat kode praktek kerja yang dibutuhkan di setiap laboratorium. Petunjuk kerja ini juga menekankan pada pentingnya tanggung jawab individu terhadap keamanan dari setiap aktivitas kerja yang dilakukannya. Tersedianya staf laboratorium yang terlatih dengan baik dan memiliki kualitas teknik keselamatan kerja yang baik serta memiliki tanggung jawab untuk keselamatan pribadi maupun rekan kerja, komunitas dan lingkungan akan menghasilkan lingkungan kerja laboratorium yang aman dan sehat. Setiap individu juga mempunyai tanggung jawab untuk melakukan penilaian resiko terlebih dahulu sebelum melaksanakan aktifitas yang melibatkan patogen baru atau protokol baru. Hal hal mengenai Biosafety dalam suatu laboratium berkaitan erat dengan aktivitas penelitian rekayasa genetika ini diharapkan akan dapat memberikan gambaran secara umum tentang beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam aktivitas kegiatan penelitian, sehingga diharapkan tidak akan memberikan dampak yang negatif baik terhadap tenaga pelaksana lainnya yang juga terlibat dalam penelitian maupun terhadap lingkungan sekitarnya.

17. Write a brief note on bioethics in plant genetic engineering. Discuss the bioethics in plant genetic engineering

Jawab :

Bioethics in plant genetic engineering :

Containment (penahanan) terhadap GMO (Genetically Modified Organisms)

Marker Genes (gen penanda). Penggunaan gen penanda (marker) perlu digunakan untuk memfasilitasi proses seleksi pada pemuliaan tanaman.

Keamanan pangan. Tidak mengandung bahan-bahan berbahaya, karsinogenik, dan tidak menyebabkan alergi pada manusia.

Gene flow dan superweeds. Hal ini perlu diperhatikan untuk melihat suatu tanaman dapat disilangkan dengan tanaman liarnya apa tidak.

Biodiversitas dan sustainabilitas (keberlanjutan).

18. What is intellectual property right? Discuss in detail the different forms of its protection

Jawab :

Hak Kekayaan Intelektual, disingkat HKI atau akronim HAKI adalah padanan kata yang biasa digunakan untuk Intellectual Property Rights (IPR), yaitu hak yang timbul bagi hasil pada olah pikir yang menghasikan suatu produk atau proses yang berguna untuk manusia pada intinya HKI adalah hak untuk menikmati secara ekonomis hasil dari suatu kreativitas intelektual. Objek yang diatur dalam HKI adalah karya-karya yang timbul atau lahir karena kemampuan intelektual manusia.

HAKI adalah singkatan dari Hak Atas Kekayaan Intelektual. Kekayaan intelektual yang dilindungi oleh HAKI meliputi dua hal, yaitu perlindungan hak terhadap benda yang tidak berwujud seperti hak cipta suatu karya, hak paten, dan hak merk dagang tertentu serta perlindungan hak terhadap benda berwujud seperti informasi, ilmu pengetahuan, teknologi, dan karya seni atau karya sastra.

19. What do you mean by patenting the biological materials

Jawab :

Material paten biologis adalah hak paten pada penemuan di bidang biologi yang oleh hukum memungkinkan pemegang paten untuk mengecualikan orang lain dari membuat, menggunakan, menjual, mengimpor atau penemuan dilindungi untuk jangka waktu terbatas. Ruang lingkup dan jangkauan hak paten biologis yang bervariasi antara yurisdiksi, dan mungkin termasuk teknologi biologis dan produk, organisme hasil rekayasa genetika dan materi genetik.

20. What are plant breeder rights? How do they differ from patents?

Jawab :

Undang-Undang Nomor 29 Tahun 2000 Tentang Perlindungan Varietas Tanaman, Pasal 1 mencantumkan definisi hak pemulia: hak pemulia tanaman yakni hak khusus yang diberikan oleh negara kepada pemulia dan/atau pemegang hak perlindungan varietas tanaman untuk menggunakan sendiri varietas hasil pemuliaannya atau memberikan persetujuan kepada orang atau badan hukum lain untuk menggunakan selama waktu tertentu. Perlindungan Varietas Tanaman (PVT) atau hak pemulia tanaman adalah hak kekayaan intelektual yang diberikan kepada pihak pemulia tanaman atau pemegang PVT untuk memegang kendali secara eksklusif terhadap bahan perbanyakan (mencakup benih, stek, anakan, atau jaringan biakan) dan material yang dipanen (bunga potong, buah, potongan daun) dari suatu varietas tanaman baru untuk digunakan dalam jangka waktu yang telah ditentukan

Pertanyaan mengenai bioteknologi dan pertanian

1. Di setiap laboratorium dimana teknik kultur jaringan digunakan harus mempunyai sejumlah fasilitas yang mencakup al.:

Ruang pencucian

Ruang persiapan media, sterilisasi dan penyimpanan

Ruang transfer aseptik

Ruang kultur atau inkubator yang lingkungannya terkontrol

Ruang pengamatan dan koleksi data

Peralatan yang diperlukan dari suatu laboratorium umumnya adalah sbb.:

Hot plate/magnetic stirrer atau kompor

Peralatan gelas (gelas ukur, erlenmeyer) atau stainless steel untuk memanaskan dan melarutkan media

Alat sterilisasi dengan tekanan uap (autoclave)

pH meter

Timbangan (analitical dan bench top loading)

Gelas ukur gradual

Botol kultur dengan penutupnya

Dispenser

Alat diseksi (spatula, scalpel (pinset), forcep, gunting)

Refrigerator

Distiling unit atau water deionizer

Oven

Microwave

Mikroskop

Pipet ukur

Shaker

Laminar air flow

Disinfectant

Bahan kimia yang diperlukan untuk pembuatan media (Lampiran)

Dll.