Bioteknologi adalah cabang
ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan
lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses
produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.
1.
Bioteknologi Pertanian
a. Kultur Jaringan
Kultur artinya
pembudidayaan, sedangkan jaringan artinya sekelompok sel yang mempunyai bentuk
dan fungsi yang sama. Dengan demikian, Kultur
Jaringan (tissue culture) berarti
membudidayakan suatu jaringan makhluk hidup menjadi individu baru yang
mempunyai sifat sama seperti induknya.
Totipotensi adalah kemampuan setiap sel tumbuhan
(dari bagian mana saja sel tersebut diambil) yang diletakkan dalam lingkungan
yang sesuai, akan tumbuh menjadi tumbuhan sempurna.
Kultur jaringan
akan lebih besar keberhasilannya apabila menggunakan jaringan meristem. Jaringan Meristem adalah jaringan yang
terdiri atas sel-sel yang selalu membelah, dindingnya tipis, belum mempunyai
penebalan dari zat pectin, plasmanya penuh, dan vakuolanya kecil.
Teknik kultur
jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan
tanaman yang disebut eksplan secara aseptic
diletakkan dan dipelihara dalam medium padat atau cair yang telah berisi
nutrisi. Nutrisi dapat berupa larutan yang mengandung unsur makromolekul,
mikromolekul, asam amino, gula, vitamin, dan hormon. Dengan pemberian nutrisi,
sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan membentuk gumpalan sel yang
disebut kalus. Kalus dapat
dipisah-pissahkan, kemudian dipindahkan ke dalam medium khusus sehingga tumbuh
membentuk tanaman kecil yang berakar, berbatang, dan berdaun (plantlet). Plantlet kemudian
diaklimatisasi di tumah kaca. Dengan teknik kultur jaringan ini, hanya dari
satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan plantlet dalam jumlah
besar.
b. Pembastaran
Pembastaran atau
persilangan merupakan perkawinan antara dua individu tanaman yang berbeda
varietas, tetapi masih dalam satu spesies. Pembastaran merupakan sara yang
sederhana, murah, dan paling mudah uuntuk menghasilkan tanaman pangan varietas
unggul. Sebagai contoh, padi varietas X yang memiliki sifat produksi gabah
tinggi dan tidak cepat rebah dikawinkan dengan padi varietas Y yang memiliki
sifat tahan hama dan umur panen pendek. Dari perkawinan ini, dapat dihasilkan
padi varietas baru yang memiliki sifat perpaduan dari keduanya, yaitu produksi
gabah tinggi, tahan hama, tidak cepat rebah dan umur panen pendek.
c. Teknologi Nuklir
i.
Mutasi
tanaman untuk mendapatkan varietas unggul
varietas unggul
dapat diperoleh dengan cara meradiasi
sel atau jaringan tanaman sehingga terjadi perubahan gen yang dapat menyebabkan
perubahan sifat makhluk hidup.
ii.
Pemberantasan
hama tanaman
Penggunaan sinar
radioaktif untuk pemberantasan hama jantan. Pupa serangga diradiasi sehingga
menghasilkan serangga jantan yang mandul. Radiasi dari sinar radioaktif
menyebabkan sperma yang dihasilkan tidak dapat membuahi sel telur sehingga
tidak akan menghasilkan keturunan. Keseimbangan ekosistem tidak akan terganggu
karena penurunan populasi hama terjadi lambat dan bertahap.
iii.
Pengawetan
makanan
Penggunaan sinar
radioaktif dalam pengawetan makanan bertujuan untuk menghambat pertunasan,
memperpanjang masa simpan, mengurangi bakteri pembusuk pada daging, membebaskan
rempah-rempah dari kuman, dan mengendalikan kuman penyebab penyakit pada
makanan.
iv.
Mengetahui
masa pemupukan yang paling baik
Setiap tanaman
mempunyai masa pertumbuhan yang berbeda. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal,
perlu pemupukan yang tepat sesuai dengan masa pertumbuhan. Melalui penggunaan
radioaktif, dapat diketahui masa yang paling tepat untuk melakukan pemupukan.
d. Pengelolaan Lahan Pertanian
Pengelolaan lahan
pertanian dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu ekstensifikasi yang merupakan usaha memperluas lahan pertanian dan intensifikasi yang merupakan usaha
meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil pertanian pada lahan terbatas. Intensifikasi
dilaksanakan dengan menerapkan Panca Usaha Tani, yang dijabarkan sebagai
berikut :
i.
Pengolahan Tanah
Tanah yang baik
adalah tanah yang subur sehingga mampu menyediakan bahan kebutuhan tanaman. Agar
tanah mampu menyediakan bahan berupa air dan unsur hara, tanah harus gembur dan
cukup rongga udara, mampu menahan air, kaya unsur hara, cukup mengandung bahan organic,
dan mempunyai kadar asam dan basa tertentu. Pengolahan tanah yang baik dapat
dilakukan dengan cara mencangkul atau membajak sawah, membuat terasering pada
lahan miring, mengatur jarak tanam, dan mengatur pola tanam.
ii. Penggunaan Bibit Unggul
Bibit unggul
adalah bibit yang mempunyai sifat-sifat unggul, seperti berproduksi tinggi,
tidak cepat rebah, tahan hama, umur panen pendek, tahan kekeringan, dan tahan
terhadap tanah asam.
iii. Pemupukan
Tujuan pemupukan
adalah uuntuk mengembalikan unsur hara yang hilang. Hal-hal yang perlu
diperhatikan dalam pemupukan adalah dosis pupuk, masa pertumbuhan tanaman, dan
jenis pupuk.
iv. Pengairan yang Baik
Peningkatan produksi
pangan juga dipengaruhi oleh pengairan yang baik. Pada lahan tadah hujan,
pengairan bergantung pada hujan. Untuk mengatasi masalah keterbatasan air,
dibuatlah waduk atau bendungan untuk menampung air. Dengan demikian, pada musim
kemarau, sawah tetap mendapat pasokan air sehingga hasil panen dapat meningkat.
v. Pemberantasan Hama, Gulma, dan Penyakit Tanaman
Pemberantasan hama,
gulma, dan penyakit tanaman dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu secara
biologis menggunakan predator atau pemangsa hama tersebut, secara kimiawi
dengan menggunakan bahan-bahan kimia (pestisida), secara ekologis dengan
mengadakan rotaasi tanaman, dan secara fisika dengan radiasi untuk memandulkan
hewan jantan.
e. Teknologi Hidroponik
Hidroponik berasal
dari kata Yunani, yaitu hydro (air)
dan
ponos (menngerjakan). Hidroponik merupakan metode bercocok tanam
tanpa tanah. Media tanamnya dapat berupa kerikil, pasir, sabut kelapa, zat silica,
pecahan batu karang atau batu bata, potongan kayu, atau busa.
Elemen dasar
yang dibutuhkan tanaman sebenarnya bukanlah tanah, tetapi zat makanan dan air
yang terkandung dalam tanah yang diserap akar.
Keuntungan
menggunakan teknik hidroponik adalah hasil tanaman berkualitas tinggi, bebas
hama penyakit, penanaman tidak harus mengikuti musim tanam, tidak memerlukan
tanah yang luas, serta penggunaan air dan pupuk menjadi lebih hemat.
f. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu usaha
memanipulasi sifat genetik makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup yang
memiliki sifat yang diinginkan. Rekayasa dapat dilakukan dengan menambah,
mengurangi, atau menggabungkan dua materi genetic (DNA) yang berasal dari dua
organisme berbeda. Hasil penggabungan dua materi genetika yang berasal dari dua
organisme yang berbeda disebut DNA rekombinan. Organisme hasil dari rekayasa
genetika disebut organisme transgenik.
2.
Bioteknologi Peternakan
a. Hibridisasi
Hibridisasi merupakan
perkawinan antara dua individu hewan yang mempunyai dua sifat beda, tetapi
masih dalam satu spesies.
b. Inseminasi Buatan
Inseminasi buatan
merupakan proses pembuahan dengan bantuan manusia. Proses inseminasi buatan
adalah sebagai berikut : sperma dari hewan jantan unggul ditampung di dalam
cawan petri. Sperma tersebut kemudian dimasukkan ke dalam alat inseminasi
buatan. Setelah itu, alat inseminasi buatan dimasukkan ke Rahim hewan betina
dan sperma disuntikkan secara perlahan-lahan.
Inseminasi buatan
memiliki beberapa keunggulan, yaitu sperma dari hewan pejantan unggul dapat
disimpan, sperma dari satu pejantan dapat membuahi banyak hewan betina, dan
meningkatkan angka kelahiran dengan cepat.
