Perbedaan Antara Biji Hibrida dan GM Perbedaan Antara
BIBIT HYBRID
Hibrida dibuat saat dua tanaman induk genetik dari spesies yang sama, diserbuki silang. Selama penyerbukan, serbuk sari dari jantan membuahi gamet dari ovarium betina untuk menghasilkan keturunan. Bahan genetik dari tanaman jantan dan betina bergabung membentuk benih hibrida generasi pertama (F1).
Di alam:
Tanaman berbunga telah mengembangkan berbagai mekanisme untuk menghasilkan keturunan dengan beragam sifat genetik untuk kesempatan bertahan lebih besar dalam lingkungan yang berubah.
Dicliny adalah terjadinya bunga uniseksual (berlawanan dengan hermaprodit). Tanaman dioecious membawa bunga jantan dan betina pada tanaman terpisah (berlawanan dengan monoecious, yang membawa keduanya di tanaman yang sama). Ini memaksa penyerbukan silang berlangsung.
Dichogami adalah perbedaan temporal pada kematangan antera dan stigma (masing-masing organ reproduksi laki-laki dan perempuan), sekali lagi mendorong penyerbukan silang. Protandry mengacu pada dehiscence (maturing) antera sebelum stigma menjadi reseptif, sementara protogyny dapat dilihat sebagai skenario sebaliknya.
Ketidaksesuaian diri (penolakan serbuk sari dari tanaman yang sama) dan herkogami (pemisahan spasial anter dan stigma) memastikan pembuahan diri dihindari.
Ketidaksesuaian diri dibagi menjadi tipe heteromorfik dan homomorfik. Tanaman dengan distyle (2 jenis bunga) atau tristyle (3 jenis) bunga heteromorfik, menunjukkan perbedaan nyata dalam struktur reproduksi masing-masing jenis. Hanya bunga dari berbagai jenis yang kompatibel untuk penyerbukan karena stigma dan ketinggian gaya. Bunga homomorfis, meski secara morfologis sama (dalam penampilan), memiliki kompatibilitas yang dikendalikan oleh gen. Semakin banyak kemiripan genetik antara serbuk sari dan ovula (gamet betina), semakin besar kemungkinannya untuk tidak cocok untuk pembuahan. [i]
Penggunaan komersial:
Meskipun hibridisasi terjadi secara alami, ia dapat dikendalikan oleh pengembang tanaman untuk mengembangkan tanaman dengan kombinasi sifat yang diinginkan secara komersial. Contohnya adalah ketahanan terhadap hama, penyakit, pembusukan, bahan kimia dan tekanan lingkungan seperti kekeringan dan embun beku, serta peningkatan hasil, penampilan dan profil nutrisi.
Hibrida diproduksi di lingkungan berteknologi rendah seperti ladang tanaman tertutup atau rumah kaca. Contoh tanaman baru yang ada hanya sebagai hibrida termasuk Canola, grapefruit, jagung manis, melon, semangka tanpa biji, tangelos, clementines, apriums dan pluot. [ii] Tanaman hibrida diteliti di U. S. pada tahun 1920an dan pada tahun 1930an, jagung hibrida telah banyak digunakan.[iii]
Hibridisasi berasal dari teori Charles Darwin dan Gregor Mendel pada pertengahan 1800-an. Metode pertama yang digunakan oleh petani dikenal sebagai detasemen jagung, dimana serbuk sari jagung jagung dihilangkan dan ditanam di antara deretan tanaman ayah, memastikan penyerbukan hanya dari serbuk sari ayah. Dengan demikian bibit yang dipanen dari tanaman induk adalah hibrida. ii Manual penghapusan struktur organ laki-laki tanaman, dikenal sebagai emaskulasi tangan.
Modifikasi seks adalah metode lain yang diterapkan oleh petani untuk mengarahkan pemuliaan tanaman. Ekspresi seks dapat dikontrol dengan mengubah faktor seperti nutrisi tanaman, paparan cahaya dan suhu dan fitohormon. Hormon tanaman seperti auxins, etherl, erthephon, sitokinin dan brassinosteroid, serta suhu rendah, menyebabkan pergeseran ke arah ekspresi seks wanita. Pengobatan hormon gibberelin, perak nitrat dan pthalimida, serta suhu tinggi, cenderung lebih menyukai kelalaian. i
Patenting dan kekhawatiran ekonomi
Generasi F1 adalah varietas unik yang, ketika disilangkan dengan generasinya sendiri untuk menghasilkan seri F2, akan menghasilkan tanaman dengan kombinasi gen DNA induk baru yang acak. Untuk alasan ini, benih F1 memberi hak paten kepada produsen mereka, karena benih yang sama harus dibeli setiap tahun untuk ditanam.
Meskipun bermanfaat, benih hibrida terlalu mahal untuk digunakan di negara-negara berkembang, karena biaya bibit digabungkan dengan persyaratan mesin mahal untuk fertigasi dan penerapan pestisida. Revolusi Hijau, sebuah kampanye yang bertujuan untuk menyebarkan penggunaan benih hibrida untuk meningkatkan produksi pangan, sebenarnya merugikan secara ekonomi di masyarakat petani pedesaan. Biaya perawatan yang tinggi, memaksa petani menjual tanah mereka ke agribisnis, memperlebar kesenjangan antara orang kaya dan orang miskin. Teknologi DNA rekombinan
Teknologi DNA rekombinan melibatkan penggabungan gen genetika organisme, bahkan dari spesies yang berbeda (yang tidak akan pernah berkembang biak di alam), menghasilkan organisme "transgenik". Daripada reproduksi seksual, teknik lab yang mahal digunakan untuk menciptakan organisme hasil rekayasa genetika, atau "transgenik".
ii Metode:
Senjata gen adalah metode yang paling umum untuk mengenalkan materi genetik asing ke dalam genom tanaman monokotil seperti gandum atau jagung. DNA terikat pada partikel emas atau tungsten, yang dipercepat pada tingkat energi tinggi dan menembus dinding sel dan membran, dimana DNA terintegrasi ke dalam nukleus. Kelemahannya adalah kerusakan jaringan seluler bisa terjadi. [iv]
Agrobacteria adalah parasit tanaman yang memiliki kemampuan alami untuk mengubah sel tumbuhan dengan memasukkan gen mereka ke dalam host tanaman. Informasi genetik ini, dibawa pada sebuah cincin DNA terpisah yang dikenal sebagai plasmid, kode untuk pertumbuhan tumor di tanaman. Adaptasi ini memungkinkan bakteri memperoleh nutrisi dari tumor. Para ilmuwan menggunakan
Agrobacterium tumefaciens sebagai vektor untuk mentransfer gen yang diinginkan melalui plasmid Ti (tumor-inducing) ke varietas tanaman dikotil, seperti kentang, tomat dan tembakau.DNA T (DNA transformasi) terintegrasi ke dalam DNA tumbuhan dan gen-gen ini kemudian diekspresikan oleh tanaman. [v] Mikroinjeksi dan elektroporasi adalah metode lain untuk mentransfer gen ke dalam DNA, yang pertama secara langsung dan kedua melalui pori-pori. Teknologi CRISPR-CAS9 dan TALEN baru-baru ini muncul sebagai metode pengeditan genom yang lebih tepat.
Transfer DNA juga terjadi di alam, terutama pada bakteri melalui mekanisme seperti aktivitas transposon (unsur genetik) dan virus. Inilah berapa banyak patogen berkembang menjadi resisten antibiotik.
iv Genom tanaman dimodifikasi untuk memasukkan sifat-sifat yang tidak dapat terjadi secara alami pada spesies. Organisme ini dipatenkan untuk digunakan dalam industri makanan dan obat-obatan, di antara aplikasi bioteknologi lainnya, seperti produksi obat-obatan dan produk industri lainnya, biofuel dan pengelolaan limbah.
ii Penggunaan komersial:
Tanaman "GM" (rekayasa genetika) pertama adalah tanaman tembakau tahan antibiotik, diproduksi pada tahun 1982. Percobaan lapangan untuk pabrik tembakau tahan-herbisida di Prancis dan Amerika Serikat diikuti 1986 dan setahun kemudian sebuah perusahaan Belgia direkayasa secara genetis dengan tembakau tahan serangga. Makanan GM pertama yang dijual secara komersial adalah tembakau tahan virus yang masuk ke pasar Republik Rakyat China pada tahun 1992.
iv "Flavr Savr" adalah tanaman GM pertama yang dijual secara komersial di AS pada tahun 1994: sebuah busuk Tomat yang dikembangkan oleh Calgene, sebuah perusahaan yang kemudian dibeli oleh Monsanto. Pada tahun yang sama, Eropa menyetujui panen rekayasa genetika pertamanya untuk penjualan komersial, tembakau tahan herbisida. ii Tembakau, jagung, beras dan tanaman kapas telah dimodifikasi dengan menambahkan bahan genetik dari bakteri Bt (
Bacillus thuringiensis) untuk menggabungkan sifat tahan serangga bakteri. Ketahanan terhadap virus mosaik mentimun, di antara patogen lainnya, telah diperkenalkan pada tanaman pepaya, kentang dan squash. Tanaman "Round-up Ready" seperti kedelai, dapat bertahan dari paparan herbisida yang mengandung glifosat yang dikenal sebagai Round-up. Glyphosate membunuh tanaman dengan mengganggu jalur metabolisme asam amino-sintesis mereka. iv Profil hara tanaman telah ditingkatkan untuk manfaat kesehatan manusia dan juga pakan ternak yang lebih baik. Negara yang mengandalkan benih dan tanaman kacang-kacangan alami kekurangan asam amino, menghasilkan benih GM dengan kadar asam amino lisin, metionin dan sistein yang lebih tinggi. Beras yang diperkaya dengan beta-karoten telah diperkenalkan di negara-negara Asia di mana kekurangan vitamin A adalah penyebab umum masalah penglihatan pada anak kecil.
Farmak tanaman adalah aspek lain dari rekayasa genetika. Ini adalah penggunaan tanaman modifikasi massal untuk produksi produk farmasi seperti vaksin. Tanaman seperti selai, tembakau, kentang, kol, dan wortel adalah tanaman yang paling umum digunakan untuk penelitian genetik dan pemanenan senyawa yang bermanfaat, karena sel individu dapat dihilangkan, diubah dan tumbuh dalam kultur jaringan menjadi massa sel yang tidak berdiferensiasi yang disebut kalusSel kalus ini belum memiliki fungsi khusus dan dengan demikian membentuk keseluruhan tanaman (fenomena yang dikenal sebagai totipotency). Karena tanaman dikembangkan dari satu sel yang diubah secara genetis, seluruh tanaman akan terdiri dari sel-sel dengan genom baru dan beberapa benihnya akan menghasilkan keturunan dengan sifat pengantar yang sama.
v Perdebatan etis dan efek ekonomi
Pada tahun 1999, dua pertiga dari semua makanan olahan U. S. mengandung bahan-bahan GM. Sejak tahun 1996, total luas permukaan tanah yang menumbuhkan transgenik telah meningkat 100 kali lipat. Teknologi GM telah menghasilkan peningkatan hasil panen dan keuntungan petani yang besar, serta pengurangan penggunaan pestisida, terutama di negara-negara berkembang.
ii Pendiri rekayasa genetika tanaman, yaitu Robert Fraley, Marc Van Montagu dan Mary-Dell Chilton, dianugerahi Penghargaan Pangan Dunia pada tahun 2013 untuk meningkatkan "kualitas, jumlah atau ketersediaan makanan secara internasional. iv Produksi GMO masih menjadi topik yang kontroversial dan negara-negara berbeda dalam pengaturan aspek pematenan dan pemasaran mereka. Kekhawatiran yang diangkat meliputi keamanan untuk konsumsi manusia dan lingkungan dan pertanyaan tentang organisme hidup menjadi kekayaan intelektual. Protokol Cartagena tentang Biosafety adalah kesepakatan internasional mengenai standar keselamatan mengenai produksi, pengalihan dan penggunaan transgenik.
ii
