PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM PENGELOLAAN KETAHANAN HAMA PENGELOLAAN KETAHANAN HAMA TERHADAP INSEKTISIDA HAYATITERHADAP INSEKTISIDA HAYATI

M. SarjanM. SarjanFakultas Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas MataramUniversitas Mataram--LombokLombok

• pertanian sedang menuju ke bentuk revolusi yang lain , namun saat ini lebih besar pada revolusi genetik yang dinyatakan sebagai revolusi teknologi ketiga mengikuti revolusi di bidang industri dan komputer.

Perkembangan pesat di bidang pertanian

bidang industri dan komputer.

•kemajuan dibidang ilmu hayati seperti biologi molekuler, genetika molekuler dan rekayasa genetika telah dikemas menjadi suatu teknologi canggih yang disebut dengan bioteknologi atau rekayasa genetik

Bioteknologi :setiap teknik yang menggunakan organisme hidup atau bagian dari organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk, memperbaiki sifat suatu tanaman atau hewan, dan mengembangkan mikroorganisme untuk tujuan tersebut

•rekombinan DNA•pemindahan gen•manipulasi dan pemindahan embrio•kultur sel dan jaringan•regenerasi tanaman•antibodi monoklonal.

GLOBAL DEVELOPMENT

Industrial countries Developing countries

BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PERLINDUNGAN TANAMAN

•Tanaman transgenik tahan hama•Tanaman transgenik tahan herbisida

•Tanaman tahan terhadap penyakit•Rekayasa genetika agensia pengendalian hama•Rekayasa genetika agensia pengendalian hama

•Pengembangan Biopestisida•Rekayasa genetika tanaman

•Sebagai perangkat deteksi penyakit virus

Bt- crop komersial dan tersebar

PRO KONTRA BT-TRANSGENIK

PRO KONTRAKESEHATAN MANUSIA DAN ORGANISME LAIN

LINGKUNGAN

SOSIAL EKONOMISOSIAL EKONOMI

GULMA SUPER

KETAHANAN

PELUANG INOVASI DI BIDANG BIOTEKNOLOGI

�� Bacillus thuringiensisBacillus thuringiensis�� bakteri gram positifbakteri gram positif�� Menghasilkan ICP selama Menghasilkan ICP selama

sporulasi sporulasi �� Toxic terhadap hama yang spesific Toxic terhadap hama yang spesific �� Klas crystal protein bervariasi Klas crystal protein bervariasi �� Klas crystal protein bervariasi Klas crystal protein bervariasi

(lihat tabel)(lihat tabel)�� dimanfaatkan secaradimanfaatkan secara

�� conventional (foliar) applicationsconventional (foliar) applications�� transgenic plants transgenic plants

Kasus Seragga Resisten Terhadap Bt-toksin

•Di Lab

•Indian Meal Moth ( Plodia interpunctella) 250 fold terhadap Dipel (CriAb) (McGaughei, 1985)

• Heliothis virescen (Gahan et al , 2001)•Heliothis armigera ( Arkhus et al, 2001)

•Di lapangan

•Diamond back moth (Plutella xylostella)•di Hawaii 30-fold ( Tang et al, 1996)•Di Philipina 250 fold terhadap Dipel (CryIAb)•Di Florida 1500 fold terhadap Javalin (CryIAa, CryIAb, CryIAc)

•Pink bollworm (Tabashnik et al, 2000)

•Mekanisme Ketahanan Secara Biokimia

•Penurunan receptor binding pada BBMV•Penuruan akrivitas toksin•Degradasi toksin

Saat ini masih kurang pengetahuan tentang Mode of action Mode of action

Ada dua Bt-bindng proptein yang diketahui saat ini

•Aminopeptidase-N (APN )(120 kDa dan 170 kDa)

• Cadherin-like protein (220 kDa) • Cadherin-like protein (220 kDa)

(Keduanya ditemukan pada Brush Border Membrane Vesicles (BBMV)

85 kDa

1 2 3

1 anti-toxin antibody and peroxidase-conjugated secondary antibody

2 Bt-toxin and antibodies3 Peroxidase-conjugated HPL

p85

L G GC Fb Car Hem

P85 is found in various tissues of DBM

S R

Blackening of the peritrophic membrane In resistance strain.

p 8 5

R R M S S

P85 in R > S

susceptible

resistant

Bt-toxin

p85

susceptible

peritrophic membrane

gut epithelium

resistant

DENGAN MENGETAHUI MEKANISME KETAHANAN SECARA MOLEKULER

PERTANYAANNYA KEMUDIAN ADALAH :

BAGAIMANA CARA MENGANTISIPASI TERJADINYA KETAHANAN TERSEBUT???

JAWABAN : MENCARI BAHAN/ CARA/METODE/TEKNOLOGI YANG MAMPU MENGURANGI / MENGHILANGKAN MOLEKUL PROTEIN KOAGULASI PENYEBAB TERJADINYA MENGHILANGKAN MOLEKUL PROTEIN KOAGULASI PENYEBAB TERJADINYA KETAHANAN

STRATEGI PENGELOLAAN KETAHANAN HAMA TERHADAP BT DENGAN REKOMBINAN LECTIN

untuk menghindari terjadinya resistensiBt di lapangan atau untukmengurangi resistensi yang telah terjadi baik pada tanamantransgenik maupun non-transgenik.

TERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIH

Table 1. Classification of the Crystal Protein gene of B. thuringiensis

Gene taxon Spectrum of activity Number of aminoacids

Predictedmass (kDa)

Cry IA(a)Cyy IA(b)Cry IA( c)Cry IBCry IC(a)Cry IC(b)Cry IDCry IECry IFCry IGCry IIACry IIB

LepiodpteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidopteraLepidoptera/Dipteraa

Lepidoptera

1176115511781207118911771165117111741156633633

1341311331381351341331321341307173Cry IIB

Cry IIIACry IIIBCry IIICCry IIIDCry IVACry IVBCry IVCCry IVDCyt A

LepidopteraColeopteraColeopteraColeopteraColeopteraDiptera a

Diptera a

Diptera a

Diptera a

Diptera a

Cytolitic b

633644659113865011801136675643248

73717412973134128787227

Adapted from Hofte and Whitley (1989)aToxic to larva of suborder Nematocera , such as mosquitoes and blackfly larvae, but not to other dipterous larvaeb Cytolytic to many different cell types, both vertebrate and invertebrate, in vivo.

No

Common Name

Taxonomic Name

Mol.WtX 103

Sub Unit Sugars specificity

1 Winged Bean

Psophocarpus tetragonolobus

35 1 Gal

2 Hairy vetch Vicia villosa

139 4 GalNac

3 Roman Snail

Helix pomatia 79 6 GalNac

4 Peanut 120 4 Gal, GalNac4 PeanutArachis hypogaea

120 4 Gal, GalNac

5 Wheat germ Triticum vulgaris

36 2 GlcNac,GalNac,NEuNac

6 Con AConcavalin A

102 4 Man, Glc