PESONA TERAPAN TEKNOLOGI PADA DNA ANGGREK BULAN (Phalaenopsis amabilis)



 Oke sekali-kali posting tulisan saya sendiri. Ini adalah hasil dari observasi saya melalui literatur terkini terhadap salah satu flora langka di Indonesia yaitu Anggrek Bulan atau Anggrek Gajah serta lebih dikenal lagi dengan Si Puspa Pesona (Phalaenopsis amabilis), Berikut ulasannya

BAB I
PENDAHULUAN
     A.      Latar Belakang
DNA barcode atau kode batang DNA adalah sebuah sistem baru yang dirancang untuk memberikan yang cepat, akurat, dan identifikasi spesies automatable dengan menggunakan singkat, daerah gen standar sebagai tag spesies internal. Terapan teknologi ini akan membuat sistem taksonomi Linnaean lebih mudah diakses, dengan manfaat bagi ekologi, konservasi, dan keanekaragaman lembaga dibebankan dengan pengendalian hama, spesies invasif, dan keamanan pangan. Secara lebih luas, DNA barcode memungkinkan akan memiliki akses mudah ke nama dan atribut biologis dari setiap spesies di planet ini. Diperkirakan proyek ini akan berkembang pesat tahun 2010-2015 (Herbert, 2003).
Manfaat langsung DNA barcode meliputi membuat output dari sistematika yang tersedia bagi komunitas kemungkinan terbesar end-user dengan menyediakan alat identifikasi standar dan teknologi tinggi, misalnya untuk biomedis (parasit dan vektor), pertanian (hama), pengujian lingkungan dan adat (perdagangan spesies yang terancam punah). Meringankan beban besar identifikasi dari taksonomi, sehingga mereka dapat fokus pada tugas yang lebih penting seperti pembatasan taksa, menyelesaikan hubungan mereka dan menemukan dan mendeskripsikan spesies baru. Berpasangan berbagai tahap kehidupan dari spesies yang sama (misalnya bibit, larva). Menyediakan alat bio-keaksaraan bagi masyarakat umum (Jodrell, 2005).
Terapan teknologi dapat diterapkan pada anggrek.  Anggrek merupakan tanaman hias yang bernilai estetika tinggi dan memiliki arti penting dalam perdagangan bunga. Selain karena bunganya yang indah dengan warna yang menarik, anggrek dapat dijadikan sebagai tanaman pot maupun tanaman bunga potong. Tanaman anggrek merupakan salah satu komoditas tanaman hias yang bernilai ekonomi tinggi dan sangat prospektif dibudidayakan, sebagai sumber pendapatan (agribisnis), penyedia lapangan kerja dan penggerak ekonomi di daerah.


Berbagai pertanyaan muncul mengenai bagaimana sejarah kehidupan dan munculnya berbagai spesies yang menyusun besarnya keragaman biologi yang ada di bumi ini. Selama berabad-abad, para peneliti bekerja untuk mengkonstruksi “pohon kehidupan” atau filogeni untuk mengetahui sejarah dari kemunculan spesies. Usaha-usaha tersebut dicocokkan dengan melakukan analisis pada berbagai karakter spesies yang ada. Hasil yang ada hingga saat ini menunjukkan bahwa penggunaan barcode dengan jarak genetiknya memiliki ketepatan dengan metode penyusunan taksonomi konvensional, yang kemudian pustaka barcode ini dapat digunakan untuk membantu studi evolusi dan sejarah suatu spesies dengan kekerabatannya.
     B.      Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu: “ Untuk Mengetahui penerapan teknologi tindak lanjut berupa barcode atau kode batang dari DNA yang ditemukan pada berbegai spesies, khususnya Anggrek Bulan (Phalaenopsis amabils) ”.

     C.      Manfaat
Manfaat dari dari pembuatan makalah ini yaitu mahasiswa mengetahui bagaimana proses dari tahapan penentuan Kode Batang pada berbagai spesies, Anggrek Bulan (Phalaenopsis amabils).





BAB II
ISI
     A.      Anggrek Bulan (Phalaenopsis amabilis L)
Semua bunga anggrek bersifat hermaprodit, yaitu polen (serbuk sari) dan putik terdapat di dalam satu bunga. Adapun sifat kelaminnya adalah monoandrae, yaitu kelamin jantan dan betina berada di satu tempat (Hendaryono, 2006).
Menurut Rukmana (2000) dalam Amilah (2005), kedudukan anggrek bulan dalam taksonomi tumbuhan diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisio                         : Spermatophyta
Subdivisio       : Angiospermae
Kelas               : Monocotyledonae
Ordo                : Orchidales
Famili              : Orchidaceae
Genus              : Phalaenopsis
Spesies             : Phalaenopsis amabilis L.
Di antara jenis anggrek yang terdapat di Indonesia, anggrek Phalaenopsis merupakan salah satu anggrek kebanggaan nasional. Pada tanggal 5 Juni 1990, anggrek bulan (Phalaenopsis amabilis L.) resmi dinobatkan sebagai bunga nasional, dengan sebutan Puspa Pesona. Anggrek tersebut memiliki ciri khas bunga berwarna putih bersih dengan lidah kuning keemasan (Rukmana, 2000). Phalaenopsis adalah salah satu genus anggrek yang memiliki kurang lebih 40 – 60 spesies. Jumlah varietasnya sekitar 140 jenis, 60 diantaranya terdapat di Indonesia. Anggrek bulan (Phalaenopsis amabilis L.) adalah salah satu spesies dari genus Phalaenopsis yang cukup populer dan dianggap cukup penting karena peranannya sebagai induk dapat menghasilkan berbagai keturunan atau hibrida. Keistimewaan lainnya adalah mampu berbunga sepanjang tahun dengan rata-rata masa berbunga selama satu bulan (Iswanto, 2001).


     B.      Terapan Teknologi Melalui DNA Barcode (Kode Batang DNA)

1)      Sejarah dan Tujuan
Saat ini dengan semakin berkembangnya teknologi memungkinkan kita melakukan inovasi penandaan pada semua spesies makhluk hidup. DNA barcode atau DNA barcoding menjadi istilah yang populer untuk memberikan penandaan pada makhluk hidup. Menurut Micthel (2008) DNA barcode adalah urutan DNA pendek (± 500 pasangan basa) yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi spesies. Teknologi DNA barcode ini telah dimulai sejak tahun 2003. Tujuan dari DNA barcode menurut Hollingsworth (2010) secara konseptual adalah sederhana yaitu mencari satu atau beberapa daerah DNA yang akan membedakan antara mayoritas spesies di dunia ini, dan melakukan pengurutan DNA dari beragam sampel untuk menghasilkan referensi perpustakaan DNA skala besar di dunia. DNA barcode yang ideal harus dapat memperlihatkan diferensiasi interspesifik yang besar tetapi mempunyai perbedaan intraspesifik yang rendah (Yan, 2011). Penggambaran karakter yang terpenting pada DNA barcode haruslah bersifat universal, mempunyai kekhususan dalam variasi dan kemudahan aplikasinya (Vijayan, 2010). Ini berarti bahwa segmen gen yang digunakan sebagai barcode harus sesuai untuk berbagai taksa, harus memiliki variasi yang tinggi antara spesies tapi harus dilestarikan dalam spesies, sehingga variasi intraspesifik tidak akan signifikan (Kress et al., 2005; CBOL, 2009; Pennisi, 2007).
2)      Fakta Ilmiah
Kemudian, apa yang mendasari suatu gen dijadikan sebagai standar untuk barcoding? Pada spesies hewan, gen yang ada pada mitokondria (mtDNA) yaitu gen sitokrom c oxidase subunit 1, (coxI atau CO1) dipilih sebagai standar untuk DNA barcoding pada hewan (Ratnasingham dan Hebert, 2003). Pada hewan, gen yang dinamakan COI (baca:C-O-satu) telah banyak digunakan dalam kajian-kajian klasifikasi. Keadaan yang lebih sulit terjadi pada tumbuhan. Hingga sekarang belum ditemukan gen universal yang berlaku untuk semua anggotanya. COI (Cytochrome c Oxidase subunit I) mempunyai panjang 648 pasangan basa nukleotida dan diapit oleh daerah urutan konservasi yang membuatnya mudah untuk diamplifikasi, dilakukan sequensing dan analisa (Vijayan, 2010). Tetapi gen CO1 pada mtDNA ini ternyata tidak cocok digunakan untuk tanaman disebabkan karena rendahnya tingkat mutasi pada spesies tanaman, tingkat subsitusi yang rendah, serta kandungan dan struktur gen yang berubah dengan cepat,  (Wolfe, 1987). Kelompok kerja tumbuhan dari Consortium for the Barcode of Life pada tahun 2007 mengusulkan tiga gen kode batang: matK, trnH-psbA, dan atpF-H (barcodelife.com).

3)      Penelitian Terkini
Menurut Yu, et al (2011) kesulitan dalam memilih gen spesifik yang dapat digunakan sebagai standar pada DNA barcoding tanaman, disebabkan karena ketidaksempurnaan dari setiap gen pada tanaman, baik dari kloroplas, mitokondria, atau inti genom. Gen-gen yang terdapat di mitokondria tanaman perkembangannya lambat, sehingga tidak efektif untuk membedakan antara spesies tanaman yang berbeda. Pada gen-gen yang terdapat di inti genom sering terjadi beberapa salinan dan sangat variabel sehingga sulit untuk mendisain primer yang universal. Konsorsium untuk Barcode of Life (Consortium Barcode of Life, CBOL) dari kelompok kerja tanaman merekomendasikan kombinasi pemakaian gen pada kloroplast yaitu 2-lokus ribulosa-1, 5-bifosfat karboksilase oksigenase subunit besar (rbcL) dan maturase K (matK) sebagai barcode standar pada tanaman (CBOL Kelompok Kerja Tanaman, 2009). Menurut Burgess et al. (2011) kedua daerah dari DNA kloroplast tersebut dipilih sebagai standar untuk barcoding didasarkan pada 2 kriteria utama yaitu efisiensi pemulihan kualitas urutan DNA yang bagus dan tingginya tingkat diskriminasi pada spesies tanaman.

4)      Pengembangan dari terapan teknologi barcode dna pada tanaman
Aplikasi DNA barcode pada tanaman dapat digunakan untuk penemuan spesies baru, penyediaan flora skala besar dan monitoring perubahannya dari waktu ke waktu, identifikasi dari bagian tanaman yang berbeda atau fragmen dari material yang mempunyai karakter-karakter morfologi yang kurang memadai untuk tujuan forensik dan biokontrol, untuk mengetahui keaslian dari makanan dan tanaman obat, elusidasi sejarah pola penyebaran tanaman dan mempelajari interaksi antara tanaman dan hewan (Robyn S. Cowan and Michael F. Fay. 2012; Zhang, 2013) dengan biaya yang efektif dan metode yang efisien.
Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT telah melakukan DNA barkoding pada beberapa tanaman obat potensial dengan menggunakan matK gen sebagai marker yaitu pada tanaman Binahong (Anredera cordifolia) dan Temu Putih (Curcuma zedoaria) (Royani and Rosmalawati, 2013), Aglaia (Rahmawati et al, 2012), Keladi Tikus (Thyponium flageliforme) (Royani and Rosmalawati, 2014), dan Sambiloto (Andrographis paniculata) (published in progress). Pada tanaman obat, DNA barcoding dapat dimanfaatkan untuk penentuan keaslian spesies tanaman obat tersebut mengingat di masyarakat kerancuan dari bahan baku obat masih sering terjadi (JIR-2014).
Dalam beberapa topik penelitian multidisiplin, barcode DNA adalah salah satu instrumen yang perlu disokong oleh ketersediaan database untuk identifikasi. Berdasarkan penelusuran dalam BOLD (Barcode of Life Database) Systems yang terhubung dengan database sekuens dari beberapa negara, data sekuens DNA barcode standar (rbcL dan matK) metode dalam konsepsi dasar untuk mengetahui kode batang DNA tumbuhan dapat melalui tahapan ektraksi total DNA tanaman yang bersangkutan kemudian di lanjut dengan PCR (Kolondam, 2013).
Menurut Herbert (2003) dalam (barcodelife.org), peneliti di University of Guelph di Ontario, Kanada, mengusulkan "barcode DNA" sebagai cara untuk mengidentifikasi spesies. Barcode menggunakan urutan genetik sangat pendek dari bagian standar dari genom dengan cara scanner supermarket membedakan produk dengan menggunakan garis-garis hitam dari Universal Product Code (UPC).

5)      Barcode DNA dengan Genetika
GENETIKA adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat keturunan (hereditas) serta segala seluk beluknya secara ilmiah. Sifat keturunan tersebut di bawa oleh gen. Gen adalah rantai DNA panjang yang terdiri dari banyak pasangan nukleotida. Rangkaian nukleotida dalam DNA inilah yang membawa informasi yang terkandung dalam sebuah gen. Perubahan apapun dalam rangkaian nukleotida dalam sebuah gen dapat menghasilkan alel-alel baru, sehingga sebuah gen memiliki potensi untuk memiliki jutaan alel yang berbeda. Alel adalah gen yang menjadi anggota dari sepasang gen yang sama.(Campbell,2010)
Pada penerapan kode batang dna (dna barcode), mungkin tidak difokuskan tentang sifat keturunan. Namun lebih ditekankan pada bagian dari DNA yaitu basa nukleotidanya. Dimana masing-masing basa nukleotidanya mempunyai ciri tersendiri yang akan dikode menjadi huruf dengan pewarnaan yang berbeda sehingga akan menghasilkan pola warna kombinasi tergantung pola dna yang terkandung. Setelah itu akan menghasilkan pita (batangan) yang menuju spesifikasi DNA. (Gambar. B2 dan B3)
Tahapan keterangan lain meliputi taksonomi, keaslian, bahkan sifat keturunan dapat ditambahkan pada pola batang tersendiri, yang dimana akan membuat kode batang semakin bervariasi dan lebih lengkap. Perhatikan Gambar. B4, disitu masih ada tindak lanjut dari hasil pengkodean suatu spesimen setelah didapatkan hasil dna barcode melalui berbagi proses, diantaranya melalui ekstraksi total dna, pcr, mesin sekuens dna,  gen bank, dan metode komputerisasi lainnya     
Jadi dapat diambil kesimpulan jika proses dna barcode masih terdapat relasi dengan ilmu genetika. Cenderung akan saling melengkapi, didukung perkembangan jaman yang semakin maju.


BAB III
KESIMPULAN

1)    DNA barcode atau kode batang DNA adalah sebuah sistem baru yang dirancang untuk memberikan yang cepat, akurat, dan identifikasi spesies automatable dengan menggunakan singkat, daerah gen standar sebagai tag spesies internal.
2)    Teknologi DNA barcode ini telah dimulai sejak tahun 2003.
3)    Manfaat langsung DNA barcode meliputi membuat output dari sistematika yang tersedia bagi komunitas kemungkinan terbesar end-user dengan menyediakan alat identifikasi standar dan teknologi tinggi, misalnya untuk biomedis (parasit dan vektor), pertanian (hama), pengujian lingkungan dan adat (perdagangan spesies yang terancam punah)
4)    Tiga gen kode batang pada tanaman : matK, trnH-psbA, dan atpF-, sedang pada hewan hanya CO1 (Cytochrome c Oxidase subunit 1).
5)    Di Indonesia belum menerapkan penggunaan dna barcode secara menyeluruh


DAFTAR PUSTAKA


Amilah, R.2004.Kultur Jaringan Anggrek. Jakarta: Erlangga.
 Beivy J. Kolondam, Edy Lengkong, J. Polii-Mandang, Semuel Runtunuwu dan Arthur Pinaria. 2013.  Barcode DNA Anthurium Gelombang Cinta (Anthurium plowmanii) berdasarkan gen rbcL dan matK. 18 JURNAL BIOSLOGOS, FEBRUARI 2013, VOL. 3 NOMOR 1.  Manado : Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas Sam Ratulangi Manado dan Jurusan Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi Manado
Beivy J. Kolondam, Edy Lengkong, J. Polii-Mandang, Semuel Runtunuwu2) Arthur Pinaria. 2012. Barcode DNA berdasarkan Gen rbcL dan matK Anggrek Payus
Campbell, Neil A. Reece, Jane B. dan Can Mitchell. 2010. Biologi Jilid I Edisi Kedelapan. Erlangga. Jakarta.
CBOL–Plant Working Group. 2009. A DNA barcode for land plants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 12794–12797.
DNA Barcoding. http://www.nybg.org. diakses pada tanggal 2 juli 2014.
Hebert , Cywinska A, Ball SL, DeWaard JR. (2003) Biological identifications through DNA barcodes. Proc R Soc Lond B (2003) 270, 313–321.
Hendaryono, Daisy, P. Sryanti. 2006. Anggrek dalam Botol. Yogyakarta: Kanisius.
Hollingsworth P. M. 2011. Refining the DNA barcode for land plants. PNAS. 108. (49). 19451–19452.
Illustration: http://botany.si.edu/projects/dnabarcode/cycle.htm
Iswanto, H. 2001. Anggrek Phalaenopsis. Jakarta: Agromedia Pustaka.
Jodrell, Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, Surrey TW9 3DS, UK. Towards writing the encyclopedia of life: an introduction to DNA barcoding. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2005 Oct 29;360(1462):1805-11.
Kress, J. W., Wurdack, K. J., Zimmer, E. A., Weigt, L. A. and D. H. Janzen. 2005. Use of DNA barcodes to identify flowering plants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 8369–8374.
Limondok (Phaius tancarvilleae). 56 JURNAL BIOSLOGOS, AGUSTUS 2012, VOL. 2 NOMOR 2 .Manado : Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas Sam Ratulangi Manado dan Jurusan Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi Manado
Paul D. N. Hebert And T. Ryan Gregory .The Promise of DNA Barcoding for Taxonomy. Syst. Biol. Vol 54(5):852–859, 2005. Society of Systematic Biologists. Biodiversity Institute of Ontario, University of Guelph, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Canada
Pennisi, E., Taxonomy. 2007. Wanted: A barcode for plants. Science, 318,190–191
Ratnasingham, S. and Hebert, P. D. N., 2007. BOLD: The Barcode of Life Data System (www.barcodinglife.org). Mol. Ecol. Notes, 7, 355–364
Robyn S. Cowan and Michael F. Fay. 2012. Challenges in the DNA Barcoding of Plant Material. In Plant DNA Fingerprinting and Barcoding: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Nikolaus J. Sucher et al. (eds.)) vol. 862, © Springer Science+Business Media.
Rukmana, R. 2000. Budidaya Anggrek Bulan. Yogyakarta: Kanisius.
Sun X-Q, Zhu Y-J, Guo J-L, Peng B, Bai M-M, et al. (2012) DNA Barcoding the Dioscorea in China, a Vital Group in the Evolution of Monocotyledon: Use of matK Gene for Species Discrimination. PLoS ONE 7(2): e32057. doi:10.1371/journal.pone.0032057
Vijayan, K. and C. H. Tsou. 2010. DNA barcoding in plants: taxonomy in a new perspective. Current science. 99 (11).
Wolfe, K. H., Li, W. H. and P. M Sharp. Rates of nucleotide substitution vary greatly among plant mitochondrial, chloroplast and nuclear DNAs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1987, 84, 9054–9058.
Yan Hai-Fei, Gang hao Chi-Ming HU Xue-Jun GE. 2011. DNA barcoding in closely related species: A case study of Primula L. sect. Proliferae Pax (Primulaceae) in China. Journal of Systematics and Evolution 49 (3): 225–236.
Yu J, jian-hua xue, and shi-liang zhou. 2011. New universal matk primers for dna  
barcoding angiosperms. Journal of Systematics and Evolution. 49 (3): 176–181.

Link
www.mediafire.com/view/3ybp9ehm49r7e29/PESONA_TERAPAN_TEKNOLOGI_PADA_DNA_ANGGREK_BULAN_COVER.pdf
www.mediafire.com/view/nco1eio4m1g4k84/isi_Makalah.pdf
www.mediafire.com/view/buwm66w8xrs6101/DAFTAR_PUSTAKA.pdf

















Subscribe to receive free email updates:

Posting Komentar