BAB I.
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Dua dekade lagi, kira-kira pada tahun 2025, negara
kita diprediksikan akan dihuni oleh penduduk yang mencapai sekitar 273 juta
jiwa, dengan laju pertumbuhan penduduk sekitar 0.9% sampai 1.3 % per tahun
(BPS, 2007). Adanya jumlah penduduk yang sangat besar menyebabkan kebutuhan
akan pangan menjadi meningkat, terutama terhadap beras, ditambah dengan adanya
beragam permasalahan krusial lainnya yang terkait erat dengan bidang pertanian,
seperti (diantaranya): produksi beberapa komoditas yang masih belum mencukupi
kebutuhan/stok dalam negeri (misalnya padi, kedelai dan jagung), adanya
penurunan produktivitas lahan, tingginya laju konversi lahan pertanian ke non-pertanian
(sekitar 50 ribu ha per tahun), angka kemiskinan (berkisar 16%; BPS, 2006) dan
pengangguran yang masih cukup tinggi (10%; BPS, 2007), serta terjadinya
degradasi kualitas sumber daya alam akibat dari proses pembangunan yang tidak
ramah lingkungan. Dengan beragamnya permasalahan yang ada, bila tanpa diimbangi
dengan upaya-upaya yang strategis dan komprehensif dalam mengatasinya, maka
akan menyebabkan permasalahan menjadi makin kompleks, yang salah satunya dapat
berakibat pada melemahnya program ketahanan pangan dan pada gilirannya akan
membawa implikasi pada bidang sosial, ekonomi, bahkan politik di tanah air.
Oleh karena itu,
upaya yang serius dalam membangun pertanian menjadi hal yang mutlak dilakukan.
upaya yang serius dalam membangun pertanian menjadi hal yang mutlak dilakukan.
Terkait dengan hal di atas dan terlebih mengingat
bahwa Indonesia merupakan negara yang mempunyai keanekaragaman hayati yang
tinggi, salah satu strategi yang sangat potensial dalam rangka meningkatkan
produktivitas, kualitas serta daya saing komoditas tanaman adalah melalui
pendekatan pemuliaan tanaman. Melalui kegiatan pemuliaan, diharapkan dapat
dihasilkan beragam kultivar unggul baru, selain memiliki produktivitas yang
tinggi, juga memiliki beberapa karakter lain yang mendukung upaya peningkatan
kualitas dan daya saing. Pemuliaan tanaman sendiri didefinisikan sebagai serangkaian
kegiatan penelitian dan pengembangan genetik tanaman (modifikasi gen ataupun kromosom)
untuk merakit kultivar/varietas unggul yang berguna bagi kehidupan manusia.
B. Rumusan
Masalah
1. Apa
Pengertian Fisiologi dan Pemuliaan Tanaman ?
2. Bagaimana
Peran Fisiologi dalam Peningkatan Hasil Pertanian ?
3. Bagaimana
Peran Pemuliaan Tanaman dalam Peningkatan Hasil Pertanian ?
BAB II.
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Fisiologi dan Pemuliaan Tanaman
1.
Pengertian Fisiologi
Fisiologi Tumbuhan adalah salah satu bidang biologi yang mengkaji fungsi dan proses yang
terjadi dalam tubuh tumbuhan. Bagaimana
tumbuhan mengelola hidupnya merupakan hal yang sangat menarik untuk dipelajari.
Walaupun tumbuhan bersifat autotrof, tetapi untuk dapat hidup
normal, tumbuhan memerlukan bahan-bahan dari lingkungannya. Air dan bahan
terlarut diambil dari lingkungannya, masuk melalui lintasan pengangkutan,
merambat melalui akar, batang dan daun serta bagian tubuh lainnya hingga
sebagian dari bahan tersebut dikeluarkannya ke atmosfir. Bahan organik dan
anorganik bergerak ke berbagai arah dalam tubuh tumbuhan. Untuk dapat mendukung
hidupnya, tumbuhan menyelenggarakan ribuan macam reaksi kimia yang berlangsung
di dalam setiap sel. Reaksi-reaksi tersebut, selain berlangsung dalam bentuk
reaksi perombakan juga terjadi reaksi pembentukan dalam rangka pertumbuhan dan
perkembangannya serta kelestarian jenisnya.
Fisiologi tumbuhan adalah suatu bidang ilmu yang mengkaji fenomena-fenomena
penting di dalam tumbuhan. Dalam kajian ini dipelajari proses dan fungsi yang
menyangkut tanggapan tumbuhan terhadap perubahan-perubahan lingkungan, dan
pertumbuhan serta perkembangannya sebagai hasil dan respon tersebut.
Proses berarti suatu urutan kejadian alam yang berkesinambungan. Contoh proses
fotosintesis, respirasi, penyerapan ion, angkutan, membuka dan menutupnya
stomata, asimilasi, transpirasi, perbungaan dan pembentukan biji. Fungsi
menunjukkan aktivitas benda-benda di alam, apakah itu sel, jaringan, organ,
atau bahan-bahan kimia. Tumbuhan akan selalu berusaha untuk tumbuh dan
berkembang normal. Namun demikian, sejumlah faktor internal dan eksternal
(lingkungan) dapat menghambatnya. Cahaya, temperatur, lama penyinaran,
gravitasi, derajat keasaman dan berbagai faktor fisika-kimia lainnya dapat
menjadi sumber/penyebab cekaman bagi tumbuhan. Oleh karena itu kajian
fisiologi tumbuhan juga menjabarkan dan menjelaskan bagiamana proses-proses dan
fungsi-fingsi tadi bereaksi terhadap perubahan lingkungan. Pada
prinsipnya, fisiologi tumbuhan merupakan studi tentang bagaimana tumbuhan hidup, termasuk berbagai aspek proses:
metabolisme, hubungannya dengan air, nutrisi mineral, perkembangan, gerak,
irritabilitas (respons terhadap lingkungan), organisasi, tumbuh, dan proses
transpor.
2. Pengertian
Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman
adalah kegiatan mengubah susunan genetik
individu
maupun populasi tanaman
untuk suatu tujuan. Pemuliaan tanaman kadang-kadang disamakan dengan penangkaran
tanaman, kegiatan memelihara tanaman untuk memperbanyak dan menjaga kemurnian;
pada kenyataannya, kegiatan penangkaran adalah sebagian dari pemuliaan.
Selain melakukan penangkaran, pemuliaan berusaha memperbaiki mutu genetik
sehingga diperoleh tanaman yang lebih bermanfaat.
Sedangkan
menurut Undang-undang Republik Indonesia nomor 29 tahun 2000 tentang
perlindungan varietas tanaman, Pemuliaan tanaman adalah rangkaian kegiatan
penelitian dan pengujian atau kegiatan penemuan dan pengembangan suatu
varietas, sesuai dengan metode baku untuk menghasilkan varietas baru dan
mempertahankan kemurnian benih varietas yang dihasilkan.
Ilmu Pemuliaan Tanaman merupakan
ilmu atau pengetahuan terpakai (applied science) yang berkembang sejalan dengan
perkembangan ilmu – ilmu lain, khususnya agronomi. Dahulu, ketika manusia hidup
berpindah – pindah, untuki memenuhi kebutuhan pangan mereka dengan mudah
mencarinya di hutan. Tetapi setelah hidup menetap, mereka mulai bercocok tanam.
Dengan bercocok tanam, secara sadar atau tidak, mereka mulai melakukan seleksi
dalam mencari bahan – bahan pertanaman, meskipun dalam bentuk yang sangat
sederhana. Sekarang, dengan jumlah penduduk yang sudah demikian padat dan
perkembangan ilmu serta teknologi yang demikian pesat, manusia harus berbuat
sesuatu untuk memenuhi kebutuhan difup yang diambil dari tanaman, baik secara
langsung maupun tidak langsung. Manusia mengambil manfaat dari tanaman tidak
hanya sebagai sumber bahan pangan, tetapi juga sebagai sumber untuk memenuhi
kebutuhan dalam banyak hal, misalnya sebagai bahan sandang, bangunan, makanan
ternak, keindahan, pencegah erosi, dan sebagainya (Mangoendidjojo, 2003).
B.
Peran Fisiologi dalam Peningkatan Hasil
Pertanian
Menurut Dardjat (1996: 01), “Fisiologi adalah ilmu yang mempelajari proses,
fungsi dan aktivitas suatu organisme dalam menjaga dan mengatur kehidupannya.” Dengan
mempelajari fisiologi tumbuhan, kita akan dapat lebih memahami bagaimana sinar
matahari dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk menghasikan karbohidrat dari bahan
baku anorganik berupa air dan karbondioksida, tumbuhan membutuhkan banyak air,
biji berkecambah, tumbuhan layu jika kekeringan dan berbagai macam gejala
lainnya yang ditampakkan oleh tumbuhan.
Peranan
fisiologi yang paling terlihat dalam pemuliaan tanaman adalah menyangkut unsur
genotip dan ketersediaan plasma nutfah yang melimpah pada tumbuhan. Hal ini
sangat mungkin, apalagi didukung dengan biodiversitas lokal yang tinggi. Dengan
ketersediaan sumber daya genetik yang melimpah ini memungkinkan untuk dilakukan
perakitan varietas baru.
Perakitan
varietas modern bergantung pada ketersediaan keragaman genetik tanaman.
Karakter-karakter unggul yang diperlukan untuk memperbaiki varietas yang telah
ada, hampir semuanya dipunyai oleh varietas tradisional yang ditanam petani dan
diseleksi selama beberapa generasi, serta sejumlah spesies liar. Sebab itu,
meskipun varietas modern saat ini telah diadopsi secara luas oleh petani, namun
keberadaan varietas tradisional harus dipertahankan, walaupun selama ini belum
banyak dimanfaatkan.
Dalam
program pemuliaan tanaman, varietas lokal banyak digunakan sebagai donor gen
sifat mutu baik (rasa enak dan aromatik), ketahanan terhadap hama dan penyakit
utama, serta toleransi terhadap cekaman abiotik seperti suhu rendah, laban
salin, toleran, sulfat masam, dan genangan. Dengan berlangsungnya proses
intensifikasi budi daya tanaman, sejumlah varietas lokal sering kalah bersaing
dengan varietas-varietas modern yangpotensi hasilnya tinggi, sehingga di
daerah-daerah tertentu keberadaan varietas lokal sudah hampir punah (Daradjat et aL 2008). Dalam memberdayakan
varietas lokal, Kementerian Pertanian telah melepas ratusan varietas lokal,
terutama buah-buahan (Kementerian Pertanian 2010).
C. Peran
Pemuliaan dalam Peningkatan Hasil Pertanian
1.
Pemanfaatan Plasma Nutfah
Kekayaan plasma nutfah yang terdapat
di alam memiliki potensi untuk dimanfaatkan dalam industri pertanian. Oleh
sebab itu, saat ini plasma nutfah banyak dikaji dan dikoleksi dalam rangka
meningkatkan produksi pertanian dan penyediaan pangan. Hal ini dilakukan karena
plasma nutfah merupakan sumber gen yang berguna bagi perbaikan tanaman seperti
gen untuk ketahanan penyakit, serangga, gulma dan juga gen untuk ketahanan
terhadap cekaman lingkungan abiotik yang kurang menguntungkan seperti
kekeringan. Selain itu plasma nutfah juga merupakan sumber gen yang
dimanfaatkan untuk peningkatan kualitas hasil tanaman seperti kandungfan
nutrisi yang lebih baik.
Plasma nutfah merupakan bahan dasar
bagi pemilihan tetua untuk menciptakan bahan tanaman unggul. Materi genetik
plasma nutfah merupakan kunci utama dalam pengembangan program pemuliaan di
Indonesia. Saat ini plasma nutfah yang sudah ada untuk beberapa komoditi
tersebar di wilayah Indonesia. Mengingat hal tersebut, maka perlu dikelola
dengan baik materi genetik tanaman yang ada agar tidak punah dan dapat
memberikan manfaat bagi kemakmuran masyarakat.
Keberhasilan program pengelolaan
plasma nutfah sangat ditentukan oleh tingkat pemanfaatan plasma nutfah.
Pemanfaatan plasma nutfah dalam program pemuliaan yang sangat intensif telah
dilakukan pada tanaman pangan dan hortikultura. Hal ini terlihat dari jumlah
varietas unggul yang telah dihasilkan. Sementara pada tanaman perkebunan masih
terbatas pada tanaman tertentu.
Plasma nutfah adalah substansi
pembawa sifat keturunan yang dapat berupa organ utuh atau bagian dari tumbuhan
atau hewan serta mikroorganisme. Plasma nutfah merupakan kekayaan alam yang
sangat berharga bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk mendukung
pembangunan nasional.
Ilmu pemuliaan tanaman memiliki peranan yang cukup penting dalam kehidupan
sehari-hari yaitu dengan penggunaan berbagai macam jenis unggul dari tanaman,
dengan peningkatan produksi yang dirasa semakin meningkat. Dengan melihat berkembangnya pemuliaan
tanaman maka dihasilkan :
a.
Jenis baru yang berproduksi lebih tinggi dari jenis
yang sudah ada.
b.
Jenis unggul yang tahan hama, penyakit dan
cekaman lingkungan.
c.
Jenis baru yang kualitasnya tinggi sehingga mampu
bersaing dipasaran dunia.
d.
Jenis unggul yang masaknya awal atau berumur genjah
Dengan adanya gen-gen yang dimanipulir akan menciptakan keragaman baru maka
berkembanglah Ilmu pemuliaan tanaman.
2.
Program Pemuliaan
Banyak Program Pemuliaan yang berkembang. Ada beberapa
prospek pemuliaan tanaman antara lain:
a.
Pemuliaan Konvensional:
1)
Menghasilkan jenis baru dengan persilangan
2)
Dengan memanfaatkan keragaman yang tersedia di alam
3)
Perkawinan antar genera tidak dapat
4)
Perakitan sifat ketahanan sulit
5)
Acak dan Waktu lama
b.
Bioteknologi / rekayasa
genetik :
1)
Menghasilkan jenis baru dengan menggunakan dasar
genetik
2)
Perkawinan antar genera bisa dilakukan
3)
Gen dari bacteri dapat ditransfer ke tanaman sehingga
menghasilkan tanaman transgenik
4)
Cepat dan Terarah
Rekayasa genetik tanaman :
a.
Gene cloning
1)
Identifkasi dan isolasi gen target
2)
Konstruksi DNA- rekombinan
b.
Transformasi
masukkan DNA-rekombinan ke dalam sel / jaringan inang
c.
Regenerasi
Sel / jaringan yang telah mengalami transformasi
tumbuh menjadi tanaman transgenik
d.
Teknik transfer gen
1)
Secara biologis :
a)
Agrobacterium tumefaciens
b)
Agrobacterium rhizogens
2)
Secara mekanis :
a)
Microinjection
b)
Electroporation
c)
Particle bombartdment
3)
Secara kimia :
a)
PEG (Poly Etilen Glycol)
b)
Ca Cl2
4)
Sasarannya adalah :
1)
Perbaikan kearah peningkatan ketahanan
a)
Herbisida resistance
b)
Insect
resistance
c)
Fungi resistance
d)
Virus resistance
2)
Perbaikan kearah peningkatan kualitas
a)
Peningkatan kadar asam amino esensial dalam biji
b)
Penghambatan reaksi pencoklatan pada kentang
c)
Penghambatan pelunakan pada tomat
d)
Ekspresi gen phylase dalam biji untuk meningkatkan
utilisasi phosphat
e)
Peningkatan kadar total soluble solids pada tomat
melalui ekspresi gen isopetenyl transferase
f)
Peningkatan kadar crucic acid (> 90 % ) dan lauric
acid (> 30 %) Rapaseed
g)
Menunda pelayuan bunga
Sepertihalnya
pada revolusi hijau, peran pemuliaan tanaman dalam usaha peningkatan hasil
pertanian juga sangat penting. Hasil-hasil pemuliaan akan sangat menentukan usaha
peningkatan hasil pertanian. Oleh karena itu, diperlukan strategi khusus dalam
pemuliaan tanaman agar varietas yang dihasilkan sesuai.
Strategi
pemuliaan yang digunakan untuk mencapai peningkatan hasil pertanian ini adalah
(1) pemuliaan yang merakit varietas tanaman dengan arsitektur baru (new ideotype) untuk meningkatkan
produktivitas dan kualitas hasil panen (2) pemuliaan adaptif yang menghasilkan
varietas unggul berdaya hasil tinggi meskipun pada lingkungan tercekam (biotik
dan abiotik), (3) pemuliaan dengan pendekatan partisipasi petani (pemuliaan
tanaman partisipatif) dalam rangka menghasilkan tanaman yang beradaptasi pada
lokasi tertentu, dan (4) pemuliaan dengan memanfaatkan bioteknologi dan
rekayasa genetika
BAB
III.
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari uraian
diatas dapat disimpulkan bahwa fisiologi dan pemuliaan memiliki memiliki
keterkaitan antara satu sama lain dalam peranananya yang sangat penting dalam
meningkatkan hasil pertanian di Indonesia. Karena Fisiologi merupakan bagian dari Pemuliaan dalam
usaha meningkatkan hasil pertanian. Dengan Fisiologi kita dapat mengetahui
struktur dan fungsi pada bagian tubuh tanaman sehingga kita dapat melakukan
suatu rekayasa maupun suatu perakitan pada tanaman agar diperoleh tanaman baru yang unggul.
Peran
pemuliaan tanaman dalam usaha peningkatan hasil pertanian sangat penting terutama dengan pemanfaatan
plasma nutfah.. Pemanfaatan plasma nutfah dalam program pemuliaan yang
sangat intensif telah dilakukan pada tanaman pangan dan hortikultura.
Hasil-hasil pemuliaan akan sangat menentukan usaha peningkatan hasil pertanian Hal ini tentu
telah terlihat dari banyaknya jumlah varietas unggul yang telah dihasilkan dan
telah terbukti dapat meningkatkat mutu dan hasil pertanian.
Daftar Pustaka
Lakitan Benyamin. 2004. Dasar-Dasar Fistum. Jakarta. PT. Raja Grafinda.Persada.
Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-Dasar Pemuliaan Tanaman.
Kanisius, Yogyakarta.
Salisbury Frank B. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB
Sasmitamihardja, Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB
Wilkins
Malcolm B. 1989. Fisiologi Tanaman.
Jakarta: BUMI AKSARA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar