4601-7975-1-PB.pdf

Agric. Sci. J. Vol. I (4) : 286-290 (2014)

Diterima 3 Agustus 2014. Disetujui 20 Oktober 2014. Alamat Korespondensi : [email protected]

POPULASI MIKROFLORA DI SEKITAR RIZOSFER TANAMAN

TOMAT TRANSGENIK MIRACULIN DAN NON-TRANSGENIK

KULTIVAR MONEYMAKER

THE POPULATION OF MICROFLORA IN THE RIZOSPHERE OF

MIRACULIN TRANSGENIC TOMATO AND NON-TRANSGENIC

TOMATO CV. MONEYMAKER PLANTS

Rangga Jiwa Wibawa1, Betty Natalie Fitriatin

2, dan Nono Carsono

2

1Mahasiswa Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran

2Dosen Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran

ABSTRAK

Tanaman tomat transgenik miraculin adalah tanaman hasil rekayasa genetika yang

disisipi gen miraculin dari tanaman Richadella dulcifica. Miraculin merupakan glikoprotein

yang dapat memodifikasi rasa asam sehingga terasa manis di lidah. Salah satu syarat yang

harus dipenuhi dalam hal pelepasan varietas tanaman hasil rekayasa genetika adalah

pengujian keamanan hayati untuk mengetahui potensi keamanan lingkungan tanaman

tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui potensi keamanan hayati tanaman tomat

transgenik miraculin melalui pengujian dampak tanaman tersebut terhadap populasi

mikroflora (bakteri, jamur, dan aktinomisetes) menggunakan konsep kesepadanan substansial.

Pengamatan populasi mikroflora dilakukan dengan metode total plate count. Pengamatan

dilakukan pada saat sebelum tanam, masa vegetatif maksimum, dan setelah panen. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa populasi mikroflora di sekitar rizosfer tanaman tomat

transgenik miraculin dan tanaman tomat non-transgenik kultivar Moneymaker tidak

menunjukkan perbedaan yang nyata menurut analisis statistik student t-test pada taraf

kepercayaan 95%. Tanaman tomat transgenik miraculin tidak memiliki dampak yang berbeda

dengan tanaman tomat non-transgenik kultivar Moneymaker terhadap populasi mikroflora. Kata kunci : mikroflora, miraculin, pengujian keamanan hayati, tomat transgenik

ABSTRACT

Tomato cv. Moneymaker has been genetically engineered with miraculin gene from

Richadella dulcifica plant. Miraculin is a taste-modifying glycoprotein that causes sour taste

tomatoes to sweet taste on tongue. Biosafety assessment must be done before miraculin

transgenic tomato is released order to determine environment safety of the plant. This study

used substantial equivalence concept for evaluating unintended effect of miraculin transgenic

tomato to the microflora population (bacteria, fungi, and actinomycetes). Microflora

population was determined through total plate count method. Variables were evaluated at the

time of before planting, maximum vegetative period, and after harvesting. The result showed

that microflora population in the rhizosphere of miraculin transgenic tomato and non-

transgenic tomato cv. Moneymaker had no significant differences according to student t-test

at 95% confidence level. The miraculin transgenic tomato had no different impact with non-

transgenic tomato cv. Moneymaker on microflora population. Keywords : biosafety assessment, transgenic tomato, miraculin, microflora

Rangga J.W., Betty N. F., Nono C. - Populasi Mikroflora di Sekitar Rizosfer Tanaman Tomat Transgenik Miraculin

287

PENDAHULUAN

Tanaman tomat transgenik

miraculin adalah tanaman tomat kultivar

Moneymaker yang disisipi gen miraculin

(Sugaya et al., 2008 dan Sun et al., 2006;

2007). Miraculin adalah glikoprotein yang

terkandung dalam buah tanaman Richadella

dulcifica dari Afrika Barat, yang dapat

memodifikasi rasa asam sehingga menjadi

terasa manis di lidah (Theerasilp dan

Kurihara, 1988 dikutip Al Bachchu et al.,

2011). Menurut Yano et al. (2010),

miraculin tersebut memiliki potensi besar

untuk dijadikan alternatif pemanis berkalori

rendah terutama bagi upaya pencegahan

maupun penderita penyakit diabetes, serta

program diet.

Peraturan Pemerintah (PP) nomor

21 tahun 2005 menyatakan bahwa penilaian

risiko (risk assessment) tanaman transgenik

wajib dilakukan sebelum pelepasan dan

peredarannya melalui pengujian keamanan

hayati untuk mengetahui kemungkinan

adanya pengaruh merugikan terhadap

lingkungan dan makhluk hidup berdasarkan

penggunaan metode ilmiah dan statistik

tertentu yang sahih. Salah satu komponen

penting penilaian risiko tanaman transgenik

terhadap lingkungan dalam Protokol

Cartagena adalah dampaknya terhadap

lingkungan tanah dan organisme non-target

(Pachico, 2003). Menurut Turco et al.

(1994) dikutip Handayani dan Prawito

(2002) mikroflora tanah merupakan

indikator yang baik untuk mengetahui

perubahan ekosistem dalam tanah. Craig et

al. (2008) menambahkan organisme tanah

dapat terkontaminasi oleh tanaman

transgenik salah satunya melalui eksudat

akar.

Dokumen Organization of

Economic Cooperation of Development

(OECD) tahun 1993 menjelaskan bahwa

penilaian risiko keamanan hayati tanaman

transgenik dapat dilakukan menggunakan

konsep kesepadanan substansial

(substantial equivalence), yaitu

membandingkan dampak tanaman

transgenik dengan tanaman asalnya

terhadap subjek tertentu (Tabei, 2002;

Bergmans, 2007; Ramessar et al, 2007).

Dengan demikian, untuk mengetahui

dampak tanaman tomat transgenik

miraculin terhadap lingkungan tanah dan

organisme non-target maka dilakukan

penelitian dengan membandingkan populasi

mikroflora tanah pada rizosfer tanaman

tomat transgenik miraculin dan tanaman

tomat non-transgenik kultivar Moneymaker

sebagai kontrolnya.

BAHAN DAN METODE

Percobaan dilaksanakan pada bulan

Februari hingga Juli 2014 di Lapangan Uji

Terbatas (LUT), Balai Besar Penelitian dan

Pengembangan Bioteknologi dan

Sumberdaya Genetik Pertanian (BB

Biogen), Bogor. Kegiatan analisis

dilakukan di Laboratorium Biologi dan

Bioteknologi Tanah, serta Laboratorium

Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya

Lahan, Fakultas Pertanian, Universitas

Padjadjaran.

Desain penelitian menggunakan

metode eksperimen sederhana dengan dua

perlakuan yaitu delapan tanaman tomat

transgenik miraculin dan delapan tanaman

tomat non-transgenik kultivar Moneymaker

sebagai kontrol yang disusun berselingan

dalam empat ulangan. Pengambilan sampel

dilakukan pada saat sebelum tanam, masa

vegetatif maksimum, dan sesaat setelah

panen. Populasi mikroflora ditentukan

dengan metode total plate count pada

media agar. Media Nutrien Agar digunakan

untuk pengamatan bakteri, media Potato

Dextrose Agar untuk jamur, dan media

Dextrose Nitrate Agar untuk aktinomisetes.

Inkubasi dilakukan pada suhu 25 oC selama

2 hari untuk bakteri, 5 hari untuk jamur,

dan 10 hari untuk aktinomisetes.

Data populasi bakteri, jamur, dan

aktinomisetes di sekitar rizosfer tanaman

tomat transgenik dan non-transgenik

dibandingkan dengan analisis statistik

students t-test pada taraf 5% menggunakan

program SPSS 17.0.


288

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan pada Tabel 1, 2,

dan 3 menunjukan secara berurutan

populasi jenis mikroflora tertinggi baik di

rizosfer tanaman tomat transgenik maupun

non-transgenik pada setiap waktu

pengamatan yaitu bakteri, aktinomisetes,

dan jamur. Tingginya populasi bakteri dan

aktinomisetes diduga karena pH media

tanam cukup sesuai bagi pertumbuhannya.

Media tanam yang digunakan pada

percobaan memiliki pH yang netral pada

setiap waktu pengamatan. Bakteri

umumnya tumbuh baik pada pH 7

(Sumarsih, 2003) dan aktinomisetes pada

pH 6,5 dan 8,0 (Rao, 1994). Sedangkan

jamur populasinya yang termati lebih

sedikit daripada bakteri dan aktinomisetes

karena jamur lebih cocok hidup pada tanah

yang bersifat masam (Rao, 1994). Tabel 1. Perbandingan Populasi Bakteri di Sekitar Rizosfer Tomat Transgenik dan Non-Transgenik

Sampel Tanah Populasi Bakteri (x 10

9 CFU/gram Tanah)

Sebelum Tanam Setelah Panen

Tomat Transgenik 66,2a 40,9a

Tomat Non-Transgenik 73,8a 41,5a

Keterangan : - Huruf dibaca arah vertikal.

- Huruf sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada nilai P > 0,05 menurut analisis students t-test.

Tabel 2. Perbandingan Populasi Jamur di Sekitar Rizosfer Tomat Transgenik dan Non-Transgenik

Sampel Tanah Populasi Jamur (x 10

4 CFU/gram Tanah)






Tabel 3. Perbandingan Populasi Aktinomisetes di Sekitar Rizosfer Tomat Transgenik dan Non-

Transgenik

Sampel Tanah Populasi Aktinomisetes (x 10

8 CFU/gram Tanah)






Sejalan dengan pertumbuhan

tanaman terjadi dinamika mikroba di

rizosfer tanah karena terjadi pergantian

struktur mikroba yang berkaitan dengan

perbedaan eksudat akar yang diproduksi

oleh akar selama pertumbuhan tanaman

(Widyati, 2013a). Eksudat ini berperan

sebagai sumber nutrisi dan sumber karbon

bagi pertumbuhan mikroba (Niswati dkk.,

2008). Pada Tabel 1, 2, dan 3 populasi

bakteri, jamur, dan aktinomisetes di sekitar

rizosfer tomat transgenik miraculin maupun

non-transgenik mengalami penurunan

populasi pada pengamatan setelah panen.

Hal tersebut dapat terjadi karena selama sel

akar mengalami penuaan terjadi penurunan

produksi eksudat akar (Semenov et al.,

1999 dikutip Widyati, 2013b). Menurunnya

produksi eksudat akar tersebut berarti pula

berkurangnya sumber makanan di rizosfer

sehingga menyebabkan populasi bakteri,

jamur, dan aktinomisetes mengalami

kelaparan dan kematian. Dengan hasil

tersebut menunjukan bahwa populasi

mikroflora di rizosfer sangat dipengaruhi

oleh eksudat akar.

Hasil perbandingan populasi bakteri,

jamur, dan aktinomisetes di sekitar rizosfer


289

tanaman tomat transgenik dan non-

transgenik pada masing-masing waktu

pengamatan (Tabel 1, 2, dan 3)

menunjukkan bahwa populasi bakteri,

jamur, dan aktinomisetes di kedua rizosfer

tanaman tidak berbeda nyata pada taraf 5%

menurut statistik students t-tes. Kondisi

tersebut mengindikasikan bahwa tanaman

tomat transgenik yang disisipi gen

miraculin tidak memberikan pengaruh yang

berbeda terhadap populasi mikroflora di

sekitar rizosfer bila dibandingkan tanaman

asalnya meskipun gen miraculin yang

disisipkan terakumulasi dalam eksudat akar

tanaman tomat transgenik. Hirai (2010)

melaporkan bahwa protein miraculin dapat

disekresikan oleh akar tanaman tomat

transgenik miraculin pada saat 3, 5, dan 7

hari setelah ditumbuhkan dalam media

kultur MS dan dideteksi dengan analisis

protein gel blot.

Berdasarkan hasil analisis tersebut,

diduga keberadaan protein miraculin dalam

eksudat akar tanaman tomat transgenik

tidak turut merubah sifat eksudat akar

tanaman tomat transgenik. Hal ini didukung

oleh beberapa alasan antara lain; pertama,

asam amino sebagai komponen utama

penyusun miraculin secara alami terdapat

dalam eksudat akar tanaman tomat. Hirai

(2010) menyebutkan bahwa miraculin

terdiri dari 220 residu asam amino dan Rao

(1994) mengatakan bahwa senyawa-

senyawa yang dikeluarkan oleh akar

tanaman tomat salah satunya asam amino

berupa -Alanin, asam glutamat, asam aspartat, sistin/sistein, glisin, dan tirosin.

Asam amino tersebut dimanfaatkan oleh

mikroba tanah sebagai sumber nitrogen.

Kedua, konsentrasi miraculin yang

terkandung dalam eksudat akar diduga

sangat rendah, karena miraculin dalam

tanaman tomat transgenik lebih banyak

terakumulasi di jaringan exocarp pada buah

dan kurang terlihat pada bagian lainnya

(Yano et al., 2010). Menurut Sun et al.

(2007), konsentrasi miraculin pada buah

tomat mencapai lebih dari 100 mg/g buah

segar. Ketiga, selama ini belum terdapat

laporan yang menyatakan bahwa protein

miraculin bersifat toksik. Menurut Sugaya

et al. (2008), di Arfika Barat buah miracle

yang secara alami mengandung miraculin

biasa dikonsumsi oleh masyarakat untuk

mengurangi rasa asam pada makanan

maupun minuman. Dengan demikian, maka

diduga miraculin dalam eksudat akar pun

tidak bersifat toksik bagi mikroflora tanah.

SIMPULAN

Hasil penelitian menunjukkan

bahwa populasi mikroflora di sekitar

rizosfer tanaman tomat transgenik

miraculin dan tanaman tomat non-

transgenik kultivar Moneymaker tidak

menunjukkan perbedaan yang nyata.

Dengan demikian, dapat disimpulkan

bahwa tanaman tomat transgenik miraculin

tidak memiliki dampak yang berbeda

dengan tanaman tomat non-transgenik

kultivar Moneymaker terhadap populasi

mikroflora tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Al Bachchu, M.A.Al., Seong-Beom Jin,

Jeong-Won Park, Kyung-Hwan Boo,

Hyeon-Jin Sun, Yong-Woo Kim, Hyo-

Yeon Lee, Key-Zung Riu, and Jae-

Hoon Kim. 2011. Functional

expression of miraculin, a taste-

modifying protein, in transgenic

miyagawa wase satsuma Mandarin

(Citrus unshiu Marc.). Journal Korean

Soc. App. Biol. Chem. 54 (1) : 24-29.

Bergmans, H. 2006. Basic framework for

risk assessment for transgenic plants

developed by the OECD: 20 years

after the OECD Blue Book. Journal Environ. Biosafety Res. 5 : 213218.

Craig, W., M. Tepfer, G. Degrassi, and D.

Ripandelli. 2008. An overview of

general features of risk assessments of

genetically modified crops. Journal of

Euphytica 164: 853880.

Handayani, I.P. dan P. Prawito. 2002.

Lahan paska deforestasi di Bengkulu,

Sumatera : Kajian mikroflora tanah dan


290

evolusi karbondioksida. Jurnal Ilmu-

Ilmu Pertanian Indonesia 4 (1) : 1-9.

Hirai, T., Fukukawa G., Kakuta H., Fukuda

N., and Ezura H. 2010. Production of

recombinant miraculin using transgenic

tomatoes in a closed cultivation

system. Journal of Agricultural and

Food Chemistry 58 (10) : 6096-6101.

Niswati, A., S. Yusnaini dan M.A.M. Arif.

2008. Populasi mikroba pelarut fosfat

dan P-tersedia pada rizosfir beberapa

umur dan jarak dari pusat perakaran

jagung (Zea mays L.). Jurnal Tanah

Tropik 13 (2) : 123-130.

Pachico, D. 2003. Transgenic crop risk

assessment policies: an international

comparison. Colombia. International

Center for Tropical Agricultural.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia

Nomor 21 Tahun 2005 Tentang

Keamanan Hayati Produk Rekayasa

Genetika.

Ramessar, K., A. Peremarti, S. Gomez-

Galera, S. Naqvi, M. Moralejo, P.

Munoz T. Capell, and P. Christou. 2007. Biosafety and risk assessment

framework for selectable marker genes

in transgenic crop plants: a case of the

science not supporting the politics.

Journal Transgenic Res.16: 261280.

Rao, N.S.S. 1994. Mikroorganisme Tanah

dan Pertumbuhan Tanaman. Jakarta.

Penerbit Universitas Indonesia (UI-

Press).

Sugaya, T., M. Yano, H.J. Sun, T. Hirai,

and H. Ezura. 2008. Transgenic

strawberry expressing the taste-

modifying protein miraculin. Journal of

Plant Biotechnology 25: 329-333.

Sumarsih, S. 2003. Diktat Kuliah

Mikrobiologi Dasar. Yogyakarta.

Universitas Pembangunan Nasional

Veteran Yogyakarta.

Sun, H.J., H. Kataoka, M. Yano, and H.

Ezura. 2007. Genetically stable

expression of functional miraculin, a

new type of alternative sweetener, in

transgenic tomato plants. Journal Plant

Biotechnol 5: 768777.

Sun, H.J., M. Cui, B. Ma, and H. Ezura.

2006. Functional expression of taste-

modifying protein miraculin in

transgenic lettuce. Jounal FEBS Lett

580: 620-626.

Tabei, Y. 2002. Risk assessment of GM

crops and the challenge of building

public acceptance in Japan. Tokyo.

Research Council of Agriculture,

Ministry of Agriculture, Forestry and

Fisheries.

Widyati, E.. 2013a. Dinamika komunitas

mikroba di rizosfir dan kontribusinya

terhadap pertumbuhan tanaman hutan.

Rhizosphere microbes community

dinamic and it contribution on plants

growth. Jurnal Tekno Hutan Tanaman

6 (2) : 55-64.

Widyati, E. 2013b. Memahami interaksi

tanaman-mikroba: Understanding on

plants-microbes interaction. Jurnal

Tekno Hutan Tanaman 6 (1) : 13-20.

Yano, M., T. Hirai, K. Kato, K. Hiwasa-

Tanase, N. Fukuda, and H. Ezura.

2010. Tomato is a suitable material for

producing recombinant miraculin

protein in genetically stable manner.

Journal of Plant Science 178 : 469-473.

4601-7975-1-PB.pdf

Documents

Transcript of 4601-7975-1-PB.pdf