Perbedaan Antara Benih Hibrida Dan GM
Share
BIBIT HIBRIDA
Hibrida dibuat ketika dua tanaman induk yang berbeda secara genetik dari spesies yang sama, diserbuki silang. Selama penyerbukan, serbuk sari dari jantan membuahi gamet dari ovarium betina untuk menghasilkan benih keturunan. Bahan genetik dari tanaman jantan dan betina bergabung membentuk apa yang dikenal sebagai benih hibrida generasi pertama (F1).
Di alam:
Tumbuhan berbunga telah mengembangkan berbagai mekanisme untuk menghasilkan keturunan dengan beragam sifat genetik untuk kesempatan bertahan hidup yang lebih besar di lingkungan yang berubah.
Dicliny adalah terjadinya bunga berkelamin tunggal (berbeda dengan hermafrodit). Tanaman Dioecious membawa bunga jantan dan betina pada tanaman terpisah (sebagai lawan dari monoecious, yang membawa keduanya pada tanaman yang sama). Ini memaksa penyerbukan silang terjadi.
Dichogamy adalah perbedaan temporal dalam kematangan antera dan stigma (organ tanaman reproduksi pria dan wanita), yang sekali lagi mendorong penyerbukan silang. Protandri mengacu pada dehiscence (pematangan) dari anther sebelum stigma menjadi reseptif, sementara protogyny dapat dilihat sebagai skenario sebaliknya.
Ketidakcocokan diri (penolakan serbuk sari dari tanaman yang sama) dan herkogami (pemisahan spasial kepala sari dan stigma) memastikan bahwa pemupukan diri dihindari.
Ketidakcocokan diri dibagi menjadi tipe heteromorfik dan homomorfik. Tumbuhan dengan distyle (2 jenis bunga) atau tristyle (3 jenis) bunga heteromorfik, menunjukkan perbedaan nyata dalam struktur reproduksi antara masing-masing jenis. Hanya bunga dari berbagai jenis yang kompatibel untuk penyerbukan karena stigma dan ketinggian gaya. Bunga homomorfik, meskipun secara morfologis sama (dalam penampilan), memiliki kompatibilitas yang dikendalikan oleh gen. Semakin banyak kesamaan genetik antara serbuk sari dan ovula (gamet betina), semakin besar kemungkinannya tidak sesuai untuk pembuahan. [I]
Penggunaan komersial:
Meskipun hibridisasi terjadi secara alami di alam, hibridisasi dapat dikontrol oleh pemulia tanaman untuk mengembangkan tanaman dengan kombinasi sifat yang diinginkan secara komersial. Contohnya adalah resistensi terhadap hama, penyakit, pembusukan, bahan kimia dan tekanan lingkungan seperti kekeringan dan salju, serta peningkatan hasil, penampilan dan profil nutrisi.
Hibrida diproduksi di lingkungan berteknologi rendah seperti ladang tanaman tertutup atau rumah kaca. Contoh tanaman baru yang hanya ada sebagai hibrida termasuk Canola, grapefruit, jagung manis, melon, semangka tanpa biji, tangelo, clementine, aprium, dan pluot. [ii] Tanaman hibrida diteliti di A.S. pada 1920-an dan pada 1930-an, jagung hibrida telah banyak digunakan. [iii]
Hibridisasi berawal dari teori-teori Charles Darwin dan Gregor Mendel pada pertengahan 1800-an. Metode pertama yang digunakan oleh petani dikenal sebagai jagung detasseling, di mana serbuk sari tanaman jagung dihapus dan ditanam di antara deretan tanaman ayah, memastikan penyerbukan hanya dari serbuk sari ayah. Jadi benih yang dipanen dari tanaman induk adalah hibrida. ii Penghapusan manual dari struktur organ pria jantan, dikenal sebagai tangan emasculation.
Modifikasi jenis kelamin adalah metode lain yang diadopsi oleh petani untuk mengarahkan pemuliaan tanaman. Ekspresi jenis kelamin dapat dikendalikan oleh faktor-faktor yang berubah seperti nutrisi tanaman, paparan cahaya dan suhu dan fitohormon. Hormon tanaman seperti auksin, eter, erthefon, sitokinin dan brassinosteroid, serta suhu rendah, menyebabkan pergeseran ke arah ekspresi jenis kelamin wanita. Perawatan hormon giberelin, perak nitrat dan pthalimide, serta suhu tinggi, cenderung mendukung kejantanan. saya
Masalah paten dan ekonomi
Generasi F1 adalah varietas unik yang, ketika disilangkan dengan generasinya sendiri untuk menghasilkan seri F2, akan menghasilkan tanaman dengan kombinasi genetik acak baru dari DNA induk. Untuk alasan ini, benih F1 memberikan hak paten kepada produsen mereka, karena benih yang sama harus dibeli setiap tahun untuk ditanam.
Meskipun menguntungkan, benih hibrida terlalu mahal untuk digunakan di negara-negara berkembang, karena biaya benih ditambah dengan persyaratan mesin mahal untuk pemupukan dan aplikasi pestisida. Itu Revolusi hijau, sebuah kampanye yang bertujuan menyebarkan penggunaan benih hibrida untuk meningkatkan produksi pangan, sebenarnya merugikan secara ekonomi di komunitas pertanian pedesaan. Tingginya biaya pemeliharaan yang terlibat, memaksa petani untuk menjual tanah mereka ke agribisnis, memperluas kesenjangan antara si kaya dan si miskin bahkan lebih.
BENIH GM
Teknologi DNA rekombinan melibatkan penyatuan gen-gen organisme, bahkan dari spesies yang berbeda (yang tidak pernah dapat berkembang biak di alam), untuk menghasilkan organisme "transgenik". Daripada reproduksi seksual, teknik laboratorium mahal digunakan untuk membuat organisme yang dimodifikasi secara genetik, atau "GMO". ii
Metode:
Senjata gen adalah metode yang paling umum untuk memasukkan bahan 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, di mana DNA berintegrasi ke dalam nukleus. Kerugiannya adalah kerusakan jaringan seluler dapat terjadi. [Iv]
Agrobacteria adalah parasit tanaman yang memiliki kemampuan alami untuk mengubah sel-sel tumbuhan dengan memasukkan gen mereka ke dalam inang tanaman. Informasi genetik ini, dibawa pada cincin DNA terpisah yang dikenal sebagai kode plasmid untuk pertumbuhan tumor di pabrik. Adaptasi ini memungkinkan bakteri memperoleh nutrisi dari tumor. Para ilmuwan menggunakan Agrobacterium tumefaciens sebagai vektor untuk mentransfer gen yang diinginkan melalui plasmid Ti (penginduksi tumor) menjadi varietas tanaman dikotil, seperti kentang, tomat, dan tembakau. DNA T (transformasi DNA) terintegrasi ke dalam DNA tanaman 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 yang kedua melalui pori-pori. Baru-baru ini teknologi CRISPR-CAS9 dan TALEN telah muncul sebagai metode penyuntingan genom yang lebih tepat.
Transfer DNA juga terjadi di alam, terutama pada bakteri melalui mekanisme seperti aktivitas transposon (elemen genetik) dan virus. Ini adalah berapa banyak patogen berevolusi menjadi resisten antibiotik. iv
Genom tanaman dimodifikasi untuk memasukkan sifat-sifat yang tidak dapat terjadi secara alami dalam spesies. Organisme ini dipatenkan untuk digunakan dalam industri makanan dan obat-obatan, di antara aplikasi bioteknologi lainnya, seperti produksi farmasi dan produk industri lainnya, biofuel dan pengelolaan limbah. ii
Penggunaan komersial:
Tanaman “GM” pertama (yang dimodifikasi secara genetik) adalah tanaman tembakau yang kebal antibiotik, diproduksi pada tahun 1982. Uji coba lapangan untuk tanaman tembakau yang tahan herbisida di Perancis dan AS diikuti pada tahun 1986 dan setahun kemudian sebuah perusahaan Belgia yang direkayasa secara genetika tahan serangga tembakau. Makanan RG pertama yang dijual secara komersial adalah tembakau tahan virus yang memasuki pasar Republik Rakyat Tiongkok pada tahun 1992. iv "Flavr Savr" adalah tanaman GM pertama yang dijual secara komersial di AS pada tahun 1994: tomat tahan busuk yang dikembangkan oleh Calgene, sebuah perusahaan yang kemudian dibeli oleh Monsanto. Pada tahun yang sama, Eropa menyetujui tanaman rekayasa genetika pertamanya untuk penjualan komersial, tembakau tahan herbisida. ii
Tanaman tembakau, jagung, padi, dan kapas telah dimodifikasi dengan menambahkan bahan genetik dari bakteri Bt (Basil thuringiensis) untuk menggabungkan sifat tahan serangga bakteri. Perlawanan terhadap virus mosaik mentimun, di antara patogen lainnya, telah diperkenalkan pada tanaman pepaya, kentang dan squash. Tanaman "Round-up Ready" seperti kedelai, mampu bertahan dari paparan herbisida yang mengandung glifosat yang dikenal sebagai Round-up. Glyphosate membunuh tanaman dengan mengganggu jalur metabolisme sintesis asam amino mereka. iv
Profil hara tanaman telah ditingkatkan untuk manfaat kesehatan manusia serta pakan ternak yang ditingkatkan. Negara-negara yang mengandalkan benih dan tanaman kacang-kacangan secara alami kekurangan asam amino, menghasilkan benih RG dengan kadar asam amino lisin, metionin, dan sistein yang lebih tinggi. Beras yang diperkaya beta-karoten telah diperkenalkan di negara-negara Asia di mana kekurangan vitamin A merupakan penyebab umum masalah penglihatan pada anak kecil..
Farming tanaman adalah aspek lain dari rekayasa genetika. Ini adalah penggunaan tanaman modifikasi yang ditanam secara massal untuk produksi produk farmasi seperti vaksin. Tanaman seperti thale cress, tembakau, kentang, kubis dan wortel adalah tanaman yang paling umum digunakan untuk penelitian genetik dan pemanenan senyawa yang berguna, karena sel-sel individu dapat dihilangkan, diubah dan ditanam dalam kultur jaringan untuk menjadi massa sel yang tidak berdiferensiasi yang disebut kalus. Sel-sel kalus ini belum berspesialisasi dalam fungsi dan karenanya dapat membentuk seluruh tanaman (sebuah fenomena yang dikenal sebagai totipotensi). Karena tanaman dikembangkan dari satu sel yang diubah secara genetis, seluruh tanaman akan terdiri dari sel-sel dengan genom baru dan beberapa bijinya akan menghasilkan keturunan dengan sifat introduksi yang sama.. v
Debat etika dan dampak ekonomi
Pada tahun 1999, dua pertiga dari semua makanan olahan AS mengandung bahan-bahan RG. Sejak 1996, total luas permukaan tanah yang menanam transgenik telah meningkat 100 kali lipat. Teknologi GM telah menghasilkan peningkatan besar dalam hasil panen dan keuntungan petani, serta pengurangan penggunaan pestisida, terutama di negara-negara berkembang. ii Para pendiri rekayasa genetika tanaman, yaitu Robert Fraley, Marc Van Montagu dan Mary-Dell Chilton, dianugerahi Penghargaan Pangan Dunia pada tahun 2013 karena meningkatkan “kualitas, kuantitas atau ketersediaan” makanan secara internasional. iv
Produksi transgenik masih menjadi topik kontroversial dan negara-negara berbeda dalam regulasi aspek paten dan pemasarannya. Kekhawatiran yang diangkat termasuk keamanan untuk konsumsi manusia dan lingkungan serta pertanyaan tentang organisme hidup yang menjadi kekayaan intelektual. Protokol Cartagena tentang Keamanan Hayati adalah perjanjian internasional tentang standar keselamatan terkait produksi, transfer, dan penggunaan GMO.
