cekaman biotik

5. Cekaman Lingkungan Biotik:
Penyakit , hama dan alelopati
6. Stirilitas dan incompatibilitas
7. Diskusi (presentasi)
5. CEKAMAN LINGKUNGAN BIOTIK
1. PENYAKIT TANAMAN
2. HAMA TANAMAN
3. ALELOPATI
PEMULIAAN TANAMAN, HAMA ,PENYAKIT DAN
PANGAN
• Biffen pada tahun 1905 adalah orang pertama yang
menyilangkan tanaman untuk menghasilkan tanaman gandum
tahan terhadap karat menggunakan kaidah Mendel.
• Adanya variabilitas dalam jenis patogen tertentu belum
diketahui sampai Stackman dan Piemeisal pada tahun 1917
melaporkan bahwa karat batang pada serealia dan rumputrumputan mempunyai 6 bentuk biologis yang berbeda secara
morfologi maupun kemampuan parasitismenya. Hasil
penelitian tentang keragaman patogen telah menyebabkan
maraknya penelitian tentang ras fisiologis patogen dan
program pemuliaan terhadap ras spesifik dari patogen.
• Penelitian terhadap genetika pada jamur, pentingnya
heterokariosis, hipotesis gen-untuk-gen, pengembangan
tanaman toleran dan lamanya tanaman tahan hasil pemuliaan
juga awalnya didasarkan pada konsep spesialisasi ras fisiologis
tersebut.
• Rekayasa genetika konvensional telah menghasilkan revolusi
hijau dibidang pangan hampir empat dasawarsa yang lalu
(Ind, 1984) sehingga apa yang dikawatirkan oleh Thomas
Malthus (1766 – 1834) bahwa akan timbul rawan pangan yang
gawat tidak terjadi.
• Dengan diketahuinya bahwa DNA (deoxyribo-nucleic acid) adalah
pembawa sifat dalam inti sel mahluk hidup pada tahun 1944,
keberhasilan isolasi DNA pada tahun 1969 oleh Frederick Meisher,
dan keberhasilan Herbert Bayer dan Stanley Cohen memindahkan
DNA Salmonella ke DNA Escherichia coli pada tahun 1972,
merupakan langkah perkembangan awal biologi molekuler dan
rekayasa genetika sehingga lahir bioteknologi modern.
• Rekayasa genetika telah menyebabkan tanaman mempunyai
potensi berlimpah, salah satunya adalah untuk meningkatkan
kemampuan ketahanannya terhadap serangan patogen.
• Persentase kerugian hasil akibat serangan patogen, serangga
hama dan gulma pada tahun 1994 telah mencapai 42% di
seluruh dunia (500 milyar dollar US. Menurut FAO, 1993, di
Amerika kerugian hasil akibat serangan patogen mencapai 9,1
milyar dollar US,
• sementara di seluruh dunia, produktivitas tanaman berkurang
sebanyak 12% akibat serangan patogen.
• Di seluruh dunia, aplikasi pestisida telah menghabiskan dana
sebesar 26 milyar dolar per tahunnya untuk mengendalikan
hama dan penyakit tumbuhan.
• Tanaman tahan terhadap penyakit hasil rekayasa genetika
diharapkan dapat mengurangi kehilangan hasil dan
mengurangi penggunaan pestisida.
• Namun demikian, pada tahun 2000 ini debat tentang
keuntungan dan kerugian penggunaan bioteknologi terus
berlanjut baik dari segi sains, politik, sosial ekonomi, etika,
dan segi filosofisnya.
KEMAJUAN DALAM TEKNIK PEMULIAAN UNTUK
KETAHANAN
• Penggunaan tanaman tahan untuk pengendalian penyakit
tumbuhan telah dikenal pada awal tahun1900an.
• Kemajuan dalam genetika dan keuntungan dari penanaman
varietas tahan telah membuat pemuliaan varietas tanaman
tahan menjadi sangat diinginkan.
• Di lain pihak, bahaya pencemaran lingkungan dari
penggunaan senyawa kimia untuk pengendalian penyakit
tumbuhan memberikan daya dorong terhadap kemajuan
pemuliaan varietas tahan.
• Maka tidak mengherankan bila saat ini pemuliaan untuk
tanaman tahan, yang merupakan salah satu saja dari program
pemuliaan yang luas itu, lebih populer dan lebih intensif
dilakukan bila dibandingkan dengan periode sebelumnya.
• Di Indonesia, pemuliaan untuk ketahanan terhadap penyakit
yang terpenting masih dilakukan pada tanaman pangan,
sedangkan pada tanaman hortikultura masih lebih banyak
mengandalkan benih-benih introduksi. Pemuliaan yang
dilakukan pada tanaman perkebunan relatif dilakukan kurang
intensif.
Tanaman budidaya saat ini adalah hasil seleksi dan pemuliaan
dari galur tanaman yang telah ada secara alami yang
tersebar pada berbagai areal geografis jutaan tahun
lamanya...
• Evolusi tanaman dari jaman purbakala sampai menjadi
tanaman budidaya saat ini berjalan lambat dan telah
menyebabkan tanaman mempunyai bentuk yang berbeda
secara genetik dengan jumlah yang tidak terhitung banyaknya.
Banyak tanaman semacam ini masih bertahan sebagai tipe liar
pada tempat asalnya atau hanya bertahan di area penyebaran
alami tanamn tersebut.
• Walaupun tanaman tersebut nampak sebagai sisa evolusi
yang tak berguna dan nampaknya tidak memainkan peran
dalam kemajuan di bidang pertanian, keragaman dan daya
tahannya melawan patogen mengindikasikan bahwa tanaman
tersebut membawa sejumlah gen untuk ketahanan melawan
patogen.
• Pemulia tanaman telah memunculkan variasi genetik yang
lebih besar dan memodifikasi atau mempercepat evolusi
tanaman ke arah tertentu dengan menggunakan teknik
rekayasa genetika.
• Melalui teknik semacam ini, pemulia tanaman dapat
memasukkan material genetik (DNA) kedalam sel tanaman
menggunakan perangkat balistik, melalui vektor (misalnya
bakteri Agrobacterium tumefaciens), atau melalui fusi
protoplas (protoplas suatu tanaman yang dikombinasikan
dengan protoplas dari tanaman lain).
• Pemulia tanaman juga merakit tanaman dengan sifat yang
berbeda melalui kultur dan regenerasi sel somatik tanaman,
dengan diploidisasi dari tanaman haploid, dan sebagainya.
Bahkan lebih jauh lagi, para ahli telah dapat mentransfer gen
dari organisme yang sama sekali tidak berkaitan, misalnya dari
bakteri ke tanaman , atau dari virus ke tanaman.
• Gen Bt yang mengendalikan produksi toksin yang bersifat
insektisida yang ada dalam bakteri Bacillus thuringiensis,
(bakteri patogen pada serangga hama ) telah dimasukkan ke
dalam tanaman tertentu, agar tanaman tersebut tahan
terhadap serangan larva Lepidoptera (ulat dari bangsa kupukupu). Sebelumnya dan sampai saat ini, B. thuringiensis dijual
dalam bentuk bubuk dengan berbagai nama dagang antara
lain Bactospeine, Dipel, dan Thuricide untuk mengendalikan
larva Lepidoptera pada berbagai tanaman.
• Gen untuk ketahanan terhadap herbisida glifosat (antara lain
dengan nama dagang Roundup, Eagle dan Scout) telah
diperoleh dari bakteri Salmonella dan dimasukkan ke dalam
berbagai tanaman untuk membuatnya tahan terhadap
herbisida tersebut.
• Gen untuk selubung protein dari virus-virus tertentu telah
dimasukkan ke dalam tanaman untuk memperoleh tanaman
yang tahan terhadap serangan virus tersebut.
• Tanaman mengandung suatu protein yang dikenal sebagai
penghambat proteinase (proteinase inhibitor), yang akan
menyebabkan tan menjadi lebih tahan terhadap serangan
hama dg cara mengurangi aktivitas proteinase dlm ususnya.
• Serangga yang makan beberapa daun tan kentang dan tomat
telah merangsang pembentukan protein semacam ini pada
daun lain dari kedua tanaman tersebut.
• Gen dari penghambat proteinase tersebut telah dicoba untuk
dimasukkan ke dalam tanaman tembakau agar menjadi tahan
terhadap berbagai serangan hama.
• Perbaikan varietas yang sangat sukses digunakan di berbagai
belahan dunia, dan, dalam waktu singkat, beberapa dari
varietas unggul ini begitu terkenal dan menggantikan
sejumlah varietas lokal yang secara komersial unggul. Kadang
kala, tipe liar dari tan. tertentu digantikan oleh varietas
semacam ini.
• Contohnya, apel Delicious merah, pech Elberta, gandum dan
padi varietas pendek, galur genetik tertentu dari jagung dan
kentang, satu atau dua tipe pisang, tebu dan padi varietas
tertentu ditanam dalam areal yang luas diseluruh dunia.
Ternyata relatif sedikit jumlah varietas tan penting pada
hampir semua tanaman budidaya, ditanam pada areal
penanaman di seluruh dunia.
• Dasar genetika dari varietas tsb sering bersifat sempit,
terutama krn banyak dari gen varietas tsb berasal dari
persilangan antar kerabat yg dekat.
• Varietas yang jumlahnya sedikit ini dikonsumsi sangat luas
karena mutunya terbaik, stabil dan seragam, sehingga setiap
orang menginginkan untuk menanamnya. Akan tetapi, pada
saat yang sama, karena ditanam begitu luasnya, varietas ini
akan membawa serta tidak hanya keberuntungan tetapi juga
bahaya dari keseragaman tersebut.
• Bahaya yang sangat serius dari penanaman yang luas dari
varietas yang seragam adalah bahaya terhadap bencana
epidemi penyakit tumbuhan yang tiba-tiba.