Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar (Bioteknologi)

MATEMATIKA DAN ILMU ALAMIAH DASAR

Bioteknologi Seksual dan Aseksual Pada Gandum

NAMA             : INTAN LARASATI

NPM               : 14513435  

KELAS              : 1PA10

UNIVERSITAS GUNADARMA

2014

Gandum (Triticum spp.)  adalah sekelompok tanaman serealia dari suku padi-padian yang kaya akan karbohidrat. Gandum juga merupakan makanan pokokbagi manusia, selain itu dapat pula dijadikan sebagai pakan ternak, ataupun bahan industri yang menggunakan karbohidrat sebagai bahan baku.

Gandum sudah dikenal sejak jaman prasejarah. Berdasarkan penggalian arkeolog, diperkirakan gandum berasal dari daerah sekitar Laut Merah dan Laut Mediterania, yaitu sekitar daerah Turki, Irak, Iran, dan Siria. Sejarah Cina menunjukan bahwa budidaya tanaman gandum sudah ada sejak 2700 SM.

       I.            KLASIFIKASI, STRUKTUR, DAN CIRI-CIRI  GANDUM

Gandum sendiri dapat diklasifikasikan berdasarkan tekstur biji gandum (kernel), warna kulit biji (bran), dan musim tanam.Berdasarkan tekstur Kernel  gandum diklasifikasikan menjadi hard, soft, dan durum. Sementara itu berdasarkan warna atau  Bran, gandum diklasifikasikan menjadi red (merah­) dan white (putih). Untuk musim tanam, gandum dibagi menjadi winter dan spring.  Tetapi secara umum, gandum terbagi atas Hard wheat, Soft wheat,  dan  Durum wheat.

·         Hard wheat (T. Aestivum)

T. Aestivum merupakan spesies gandum yang paling banyak ditanam didunia, selain itu banyak digunakan sebagai bahan baku pembuat roti karena memiliki kadar protein yang tinggi. Ciri-ciri gandum ini kulit luarnya berwarna coklat, bijinya keras, dan berdaya serap air tinggi. Setiap bulir terdiri dari dua sampai lima butir gabah.

·         Soft wheat (T. Compactum)

Pada jenis ini merupakan dari spesies yang berbeda dan paling sedikit ditanam, setiap bulirnya terdiri dari tiga sampai lima buah. Berwarna putih hingga merah. Bijinya lunak, selain itu berdaya serap air rendah dan memiliki kadar protein yang rendah. Biasanya sering digunakan untuk bahan baku pembuatan biskuit.

·         Durum wheat (T. Durum)

T. durum merupakan jenis gandum yang khusus. Bagian dalam pada gandum ini berwarna kuning, bukan putih. Selain itu memiliki biji yang lebih keras serta memiliki kulit yang berwarna coklat. Biasanya digunakan untuk membuat bahan baku pasta.

            Morfologi Biji

            Pada umumnya, kernel gandum berbentuk oval dengan panjang 6-8 mm dengan diameter 2-3 mm. Tekstur ganduum keras sama seperti jenis serealia lainnya. Terdiri atas bagian kulit(bran) , bagian endosprma, dan bagian lembaga(germ).

·         Bran, merupakan kulit luar gandum dan terdiri sebanyak 14,5% dari total keseluruhan gandum. Terdiri dari lima lapisan, yaitu epidermis, epikarp, endokarp, testa, dan aleuron. Bran memiliki kandungan protein dan serat tinggi. Protein yang terkandung dalam bran adalah protein larut.

·         Endosperma, merupakan bagian terbesar biji gandum yaitu sebanyak 80-83% yang mengandung banyak protein, pati, dan air. Pada bagian ini terdapat zat abu yang kandungannya semakin kecil jika mendekati inti dansemakin besar jika mendekati kulit.

·         Lembaga, terdapat pada biji gandum sebesar 2,5-3%. Lembaga merupakan cadangan makanan yang mengandung banyak lemak dan terdapat bagian yang selnya masih hidup bahkan setelah permanenan. Disekelilingan yang masih hidup terdapat sedikit molekul glukosa, mineral, protein, dan enzim.  Pada kondisi yang baik dapat pula terjadi perkecambahan, dimana biji gandum akan tumbuh menjadi tanaman gandum yang baru.

    II.            MANFAAT GANDUM

Gandum memilik berbagai manfaat bagi kesehatan tubuh. Hal ini dikarenakan gandum memiliki kandungan yang sehat yang dapat menjaga tubuh dari penyakit-penyakit kronis. Berikut ini manfaat dari gandum :

·         Dapat menurunkan kadar kolesterol dalam tubuh.

·         Mengurangi resiko terserang hipertensi.

·         Mengurangi kadar gula darah, karena serat yang terkandung dalam gandum dapat memperlambat proses pencernaan karbohidrat.

·         Dapat menurunkan berat badan,karena mengandung sedikit lemak dan rendah kalori.

·         Gandum juga mengandung senyawa yang disebut phytocemical dan bisa mengurangi resiko terkena kanker.

 III.            BIOTEKNOLOGI TERKAIT PEMBIAKAN SEKSUAL DAN ASEKSUAL GANDUM

Pembiakan pada gandum dilakukan dengan cara aseksual, yang disebut dengan reproduksi vegetatif, pada reproduksi ini tidak perlu didahului oleh peleburan sel kelamin jantan dan sel kelamin betina. Karena vegetatif dilakukan tanpa perkawinan, lalu berasal dari bagian tubuh induk, serta sifat keturunannya pun sama dengan induknya.

Bioteknologi dalam Pembentukan Varietas Tanaman Unggul Baru
Teknik-teknik bioteknologi juga dimanfaatkan untuk membuat jenis tanaman
tanaman unggul yang baru. Hal ini diperlukan untuk mencukupi kebutuhan
pangan yang terus meningkat, sedangkan luas lahan pertanian cenderung
menurun. Tanaman unggul ini diharapkan mempunyai produktivitas yang
lebih baik. Selain itu, peningkatan hasil, juga dilakukan upaya perbaikan
pada kandungan nutrisi, kelestarian lingkungan, usia panen, dan berbagai
nilai tambah yang lain. Penerapan bioteknologi tanaman juga dapat memudahkan petani dalam proses budidaya tanaman.

Bioteknologi, terutama rekayasa genetika, pada awalnya diharapkan
dapat menjelaskan berbagai macam persoalan dunia seperti, polusi,
penyakit, pertanian, dan sebagainya. Akan tetapi, dalam kenyataannya
juga menimbulkan dampak yang membawa kerugian, sebagai berikut:

Dampak terhadap petani (secara umum)

o Adanya efek kompensasi.
o Muncul hama target yang tahan terhadap insektisida.
o Terjadinya silang luar akibat adanya penyebaran pollen dari tanaman
transgenik ketanaman lain.
o Membutuhkan teknologi yang tinggi, sehingga dalam perakitannya
diperlukan orang-orangyang memiliki keahlian khusus.
o Muncunya efek samping terhadap hama nontarget.f. Biaya untuk memuatnya
relatif tinggi

Dampak Terhadap Lingkungan

Pelepasan organisme transgenik (berubah secara genetik) ke alam bebas
dapat menimbulkan dampak berupa pencemaran biologi yang dapat lebih
berbahaya daripada pencemaran kimia dan nuklir. Dengan keberadaan
rekayasa genetika, perubahan genotipe tidak terjadi secara alami sesuai
dengan dinamika populasi, melainkan menurut kebutuhan pelaku
bioteknologi itu. Perubahan drastis ini akan menimbulkan bahaya,
bahkan kehancuran. “Menciptakan” makhluk hidup yang seragam
bertentangan dengan prinsip di dalam biologi sendiri, yaitu
keanekaragaman.

Dampak Terhadap Kesehatan

Produk rekayasa di bidang kesehatan dapat juga menimbulkan masalah
serius. Contohnya adalah penggunaan insulin hasil rekayasa telah
menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flavr Savrt

 IV.            GENETIKA TANAMAN GANDUM

Untuk transformasi genetik gandum ada dua metode yang umum digunakan yaitu Agrobacterium-mediated dan microparticle bombardment. Metode dengan bantuan Agrobacterium memiliki beberapa kelebihan yaitu memberi peluang transgen berintegrasi dengan lebih stabil, sekitnya jumlah kopi dan juga sedikit terjadi perubahan susunan gen di dalam genom tanaman dibandingkan dengan microparticle bombardment. Meskipun demikian penelitian berkaitan dengan transformasi genetik pada gandum kebanyakan menggunakan metode microparticle bombardment.

Penelitian transformasi genetik pada gandum menggunakan metode dengan bantuan Agrobacterium pertama kali dilaporkan pada tahun 1997. Pada penelitian ini embrio muda dan kalus yang embrionik dipakai sebagai bahan dalam sistem kultur jaringan untuk memproduksi tanaman gandum transgenik. Sejak itu telah dicapai sejumlah kemajuan untuk penelitian transformasi genetik pada gandum. Akan tetapi, metode transformasi genetik pada gandum dengan bantuan Agrobacterium belum menjadi suatu metode yang establis dan kuat karena kemampuannya mentransformasi gandum belum bisa menjadi suatu hal yang rutin tetapi hanya terbatas pada laboratorium-laboratorium tertentu yang memiliki kualitas baik di dunia saja. Efesiensi dari metode transformasi genetik pada gandum dengan bantuan Agrobacterium juga masih rendah, tertingginya hanya mencapai angka 6%. Tambahan lagi keberhasilan transformasi gandum tergantung pada genotipenya sehingga hanya varietas gandum tertentu saja yang dapat ditransformasi. Hal ini umumnya disebabkan oleh adanya perbedaan kemampuan terinduksinya kalus dan regenerasi diantara varietas-varietas gandum tersebut. Varietas Shiranekomugi yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kemampuan induksi kalus dan regenerasi yang tidak bagus dengan kultur dari anter dan embrio.