bioteknologi hydroponics · 2014. 9. 20. · kultur sel dan jaringan menumbuhkan tanaman atau...
Post on 03-Dec-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
TOPIK :BIOTEKNOLOGI
& HYDROPONICS
ApaApa ituitu BioteknologiBioteknologi??Bioteknologi berasal dari kata:
Bios hidup; Teuchos alat; Logos ilmu
Bioteknologi:
Penggunaan organisme atau sistem hidup untukmemecahkan suatu masalah atau untuk menghasilkanproduk yang berguna.
Atau
Seperangkat teknik yang memanfaatkan organisme hidupatau bagian dari organisme hidup, untuk menghasilkanatau memodifikasi produk, meningkatkan kemampuantumbuhan dan hewan, mengembangkan mikroorganismeuntuk penggunaan khusus yang berguna bagi kehidupanmanusia.
Sejarah Perkembangan BioteknologiTahun Perkembangan/Penemuan
1917 Karl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologi
1943 Penisilin diproduksi dalam skala industri
1944 Avery, MacLeod, McCarty mendemonstrasikanbahwa DNA adalah bahan genetik
1955 Watson & Crick menentukan struktur DNA
1961 Jurnal Biotechnology and Bioengineeringditetapkan
1961-1966 Seluruh sandi genetik terungkapkan
1970 Enzim restriksi endonuklease pertama kali diisolasi
1972 Khorana dan kawan-kawan berhasil mensintesasecara kimiawi seluruh gen tRNA
1973 Boyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinan
1975 Kohler dan Milstein menjabarkan produksiantibodi monoklonal
1976 Perkembangan teknik-teknik untuk menentukansekuen DNA
1978 Genetech menghasilkan insulin manusia dalamE.coli
1980 US Supreme Court: Mikroorganisme hasilmanipulasi dapat dipatenkan
1981 Untuk pertama kalinya automated DNA synthesizers dijual secara komersial
1981 Untuk pertama kalinya kit diagnostik berdasarantibodi disetujui untuk dipakai di Amerika Serikat
1982 Untuk pertama kalinya vaksin hewan hasilteknologi DNA rekombinan disetujui pemakaiannyadi Eropa
1983 Plasmid Ti hasil rekayasa genetik dipakai untuktransformasi tanaman
1988 US Patent diberikan untuk mencit hasil rekayasagenetik sehingga rentan terhadap kanker (untukpenelitian tumor)
1988 Metode Polymerase Chain Reaction dipubliikasi
1990 USA: Telah disetujui percobaan Terapi gen selsomatik pada manusia
1997 Kloning hewan (domba Dolly) dari sel dewasa (selkambing)
2000 Pro dan kontra tanaman transgenik di Indonesia. Kapas transgenik ditanam di Sulawesi Selatan
2001 Konstruksi monyet transgenik (ANDi) yang mengandung gen GFP dari sejenis ubur-ubur
Teknik-teknik dalam Bioteknologi
☼ Fermentation
☼ Analisis Genetik
☼ Seleksi dan Pemuliaan
☼ Analisis DNA
☼ Kultur Sel dan Jaringan
☼ Rekayasa Genetik atau DNA Rekombinan
Fermentation
Menggunakan mikroba untukmengubah suatu senyawa sepertipati atau gula menjadi senyawalain seperti etanol
Digunakan pada:
☺ Bioteknologi klasik
☺ Industri farmasi
☺ Biopulping
☺ Bahan bakar
☺ Bioplastik
Analisis Genetik
Mempelajari bagaiman sifat/karakter atau gene diwariskan dari generasi ke generasi dan bagaimanagen dan lingkungan berinteraksi untuk menghasilkansuatu sifat
Dapat digunakan untuk:
Diagnosis
Pertanian
Bahan bakar
Seleksi dan Pemuliaan
Manipulasi mikroba, tanaman atau hewan danpemilihan individu atau populasi yang diinginkansebagai stok genetik untuk perbaikan generasi baru
Dapat digunakan untuk:
Bioteknologi klasik (fermentasi)
Produksi bahan pangan
Bioplastik
Analisis DNA
PCR (Polymerase chain reaction) dapat membuatcopy segmen DNA
RFLP Mapping mendeteksi keberadaan suatu genpada DNA
Dapat digunakan untuk:
Diagnosis suatu penyakit
Konseling genetik
Terapi gen
Kapas
Kultur Sel dan Jaringan
Menumbuhkan tanaman atau jaringanhewan atau sel secara steril di dalamtabung reaksi atau tabung gelaslainnya
Dapat digunakan untuk:
Perbanyakan tanaman
Produksi tanaman transgenik
Produksi bahan kimia
Penelitian kedokteran
Kedelai
Rekayasa Genetika
Trasfer segmen DNA dari suatu organisme ke DNA organisme lain. Kedua organisme tersebut dapattidak saling berkerabat satu sama lain
Dapat digunakan untuk:
◙ Produksi bahan pangan
◙ Industri farmasi
◙ Konseling genetik
◙ Terapi gen
----------------------------------------------------------------------------------------------------Parameter Pemuliaan Selektif Rekayasa Genetika----------------------------------------------------------------------------------------------------
Tingkat Organisme utuh Sel atau molekul
Ketepatan Sekumpulan gen Satu gen tunggal
Kepastian Perubahan genetik Perubahan bahansulit atau tidak genetik dikarakterisasimungkin dikarakterisasi dengan baik
Batasan taksonomi Hanya dapat dipakai Tidak ada batasandalam satu spesies taksonomiatau satu genus
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Perbedaan antara pemuliaan selektif dan rekayasa genetika
Bioteknologi Molekular
Didorong oleh pengetahuan tentang biologi sel danmolekular
Memanipulasi suatu organisme pada taraf selular danmolekular (rekayasa genetika dan biologi molekular)
Hasil manipulasi dapat diprediksi dan diarahkan denganketepatan yang lebih tinggi
Dapat mengkonstruksi galur/varietas baru dengan bahangenetik tambahan yang tidak pernah ada pada galurasalnya
Sel prokariot atau eukariot dapat digunakan sebagai“pabrik biologis”
Porduksi senyawa sekunder
Penggabungan antara teknologi DNA rekombinandengan bioteknologi melahirkan suatu bidang studiyang sangat dinamis dan kompetitif yang disebutBioteknologi Molekuler
Industri bioteknologi molekuler adalah industri yang berbasis riset (research-based industry)
Melibatkan berbagai disiplin ilmu.
Bioteknologi dikembangkan dan disempurnakan olehpakar-pakar mikrobiologi industri dan rekayasa kimia
Pengembangan komponen teknologi DNA rekombinan sangat tergantung pada penemuan-penemuan dalam ilmu dasar seperti biologimolekuler, genetika, biokimia, dan mikrobiologi
Kegunaan Bioteknologi bagi KehidupanManusia
Pertanian – “GM Food”
Bioteknologi kelautan dan akuakultur
Bioteknologi lingkungan
Manufaktur dan bioproses
Kedokteran
Industri obat-obatan
Terapi gen untuk penyakit genetik
“Human Embryonic Stem Cells” dan Kloning
Pertanian – “GM Food”
Peningkatan kualitas biji-bijian
Peningkatan kadar protein
Pembentukan tanaman resisten hama, penyakit, dan herbisida
Pembentukan tanaman toleran kekeringan, tanahmasam, suhu ektrem
Pembentukan tanaman yang lebih bernilai nutrisitinggi, seperti vit C, E dan β-karoten
Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam:
Bt Corn
RekayasaRekayasa genetikagenetika padapada hewanhewan
UpayaUpaya perbanyakanperbanyakan bibitbibit ternakternak padapada saatsaat iniini dengandenganteknikteknik kloningkloningDikenalDikenal 2 2 caracara perkembangbiakanperkembangbiakan hewanhewan dengandengan teknikteknikkloningkloning : : aseksualaseksual dandan seksualseksualKloningKloning aseksualaseksual : : selsel telurtelur dikeluarkandikeluarkan kemudiankemudiandimasukandimasukan selsel somatissomatis daridari jaringanjaringan apaapa sajasajaKloningKloning seksualseksual : : dilakukandilakukan dengandengan membelahmembelah embryo embryo padapada saatsaat tertentutertentu
Bioteknologi Kelautan dan Akuakultur
Bioteknologi dalam bidang kelautan/akuakultur dapatdimanfaatkan untuk memproduksi dan mengembangkan:
Farmasi
Enzim dan bahan-bahan biomolekul
Biopestisida
Peningkatan pertumbuhan, perkembangan, reproduksi dan nutrisi ikan
Bioteknologi Lingkungan
Restorasi ekologi
Diagnosis dan monitoring penyakit menular
Kontrol hama,penyakit dan gulma pada pertanian
Deteksi, monitor dan remediasi polutan
Skreening toksisitas
Konversi limbah ke energi
Bioteknologi dapat dimanfaatkan untuk mengatasi isulingkungan seperti:
Bioproses
Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam bioprosesmelalui kegiatan-kegiatan:
Produksi bioenergi: ethanol, methane, biodiesel
Biokatalis, enzim, asam organik dan pelarut
Produksi polimer
Farmasi, flavor, essense
Rekayasa metabolik
Industri obat-obatanHumulin – Insulin hasil rekayasa
genetik
Herceptin – antibodi monoklonal untukmengobati kanker payudara
Terapi gen untuk penyakit genetik
Kedokteran
Terapi penyakit genetik “cystic fibrosis”
“Human Embryonic Stem Cells” dan Kloning
Dolly domba hasil kloning
Transplantasi organ
Beberapa Isu Penting dalam PenerapanBiteknologi
• Bioetik
• Keamanan dan kekhawatiran
• Paten dari organisme hasil rekayasa genetik
• Penggunaan untuk terapi gen dan jaringan padamanusia
• Tanggung jawab sosial dari sain dalam bisnis
X
Monarch larvae on Butterfly weedMonarch larvae on Butterfly weed
Ketentuan tentang Pemanfaatan ProdukBioteknologi
Kep. Menteri Pertanian No. 856/Kpts/HK/330/9/1997,2 September 1997 tentang ketentuan KeamananHayati Produk Bioteknologi Pertanian HasilRekayasa Genetika :
1. Hewan dan bahan asal hewan transgenik2. Ikan dan bahan asal ikan transgenik3. Tanaman transgenik dan bagiannya4. Jasad renik transgenik
BERTANI SECARA HYDROPONICSHYDROPONICS :
Pengetahuan tentang carabertani/bercocok tanamtumbuhan dlm medium bukantanah dan menggunakan air sbg hara dan sbg medium pembawa campuran hara lain yg diperlukan utk pertumbuhantanaman secara optimal
HYDROPONICS HYDRO (air) + PONOS (kerja)
Dicetuskan oleh Dr. W. F. Gericke (1930)
Teknologi Hidroponik Sistem Terapung
Pakchoy Selada
SEJARAH SINGKAT
Hydroponics : konsep baru budidaya tanamanKonsep awal : zat apa pembentuk tumbuhandan apa yg membuat tanaman tumbuhJohn Woodward (1699) : tumbuhan perlu air dan zat hara utk tumbuhSachs (1860) & Knop (1861-5) dr Jermanmembuat campuran larutan hara esensialtanaman sintetik dlm air hydroponicsUnsur hara yg di(+)kan : N, P, S, Ca, Mg, K, FePenelitian lanjutan : Tollens (1882), Tottingham(1914), Shive (1915), Hoagland (1919), Trelease(1933), Arnon (1938), tentang berbagai formula, kondisi pertumbuhan, zat hara
Cara hydroponics banyak dipergunakanutk memproduksi bunga-bungaan, seperti‘carnation’, ‘gladioli’, ‘chrysantemum’
Hydroponics bunga-bungaan diusahakanoleh Amerika Serikat, Itali, Spanyol, Perancis, Inggris, Jerman, Swedia
Hydroponic sayuran diusahakan diJepang, Teluk Arabia, Israel, Indonesia
Keuntungan hydroponics :- Tidak perlu pemupukan- Tidak perlu pengolahan tanah- Tidak perlu rotasi tanaman- Hasil seragam- Bersih- Hasil tinggi- Tenaga kerja sedikit (efisien)- Lebih mudah dalam pemeliharaan- Lebih mudah dalam mengganti
tanaman baru bila diperlukan- Dapat merupakan tempat dan cara utk
memperbaiki mutu tanaman
TYPE HYDROPONICS
1. Kultur Air (water culture) : ‘true hydroponics’(Dr. Gericke)
2. Kultur tanpa tanah (soilless culture) atau KulturAgregat (aggregate culture) : menggunakanmedium padat utk tempat tumbuh tanaman.a. Kultur Pasir (sand culture) atau Vermiculite
cultureb. Kultur kerikil (gravel culture) – sub irrigation
Dikemukakan oleh Dr. A J Cooper dkk diGlasshouse Crops Research Institute, Inggristahun 1960-an
SUSUNAN LARUTAN HARA+AIR
Unsur Minimum(ppm)
Maksimum(ppm)
Optimum (ppm)
Nitrogen (N)Fosfor (P)Kalium (K)Kalsium (Ca)Magnesium (Mg)
Besi (Fe)Mangan (Mn)Tembaga (Cu)Boron (B)Seng (Zn)Molibdenum (Mo)
9030
20012040
2.00.10.010.10.020.01
20090
40024060
5.01.00.11.00.20.1
14060
30015050
4.00.50.050.50.10.02
BEBERAPA SUSUNAN LARUTAN HYDROPONICS KOMERSIAL
Formula 1
SenyawaSenyawa Gr/100 Gr/100 ltlt
KaliumKalium nitratnitratKalsiumKalsium nitratnitratMonokaliumMonokalium fosfatfosfatMagnesium Magnesium sulfatsulfat
2020808020202020
UnsurUnsur PpmPpm
NNPPKKCaCaMgMg
1251254545
1361361361362020
Formula 2. Musim Panas USA
SenyawaSenyawa Gr/100 Gr/100 ltlt
KaliumKalium nitratnitratKaliumKalium sulfatsulfat gypsum)gypsum)Magnesium Magnesium sulfatsulfatMonokalsiumMonokalsium fosfatfosfatAmoniumAmonium sulfatsulfat
1101107676525231311414
UnsurUnsur PpmPpm
NNPPKKCaCaMgMg
1801806363
4104102202205050
Formula 3. Musim Dingin USA
SenyawaSenyawa Gr/100 Gr/100 ltlt
KaliumKalium nitratnitratKaliumKalium sulfatsulfatKalsiumKalsium sulfatsulfatMagnesium Magnesium sulfatsulfatMonokalsiumMonokalsium fosfatfosfatAmoniumAmonium sulfatsulfat
555550507676525231311414
UnsurUnsur PpmPpm
NNPPKKCaCaMgMg
1041046363
4104102202205050
Formula 4. Inggris
SenyawaSenyawa Gr/100 Gr/100 ltlt
KaliumKalium nitratnitratNatriumNatrium nitratnitratAmoniumAmonium sulfatsulfatMonokalsiumMonokalsium fosfatfosfatMagnesium Magnesium sulfatsulfatKalsiumKalsium sulfatsulfat
555564641212444452528686
UnsurUnsur PpmPpm
NNPPKKCaCaMgMg
2002008888
2002002702705050
Formula 5. Musim Panas Afrika Selatan
Senyawa Gr/100 lt
Kalsium nitratMagnesium sulfatMonokalsium fosfatAmonium sulfatKalium Sulfat
13555471975
Unsur Ppm
NPKCaMg
2009433030550
top related