GOLDEN RICE

GOLDEN RICE

Penerapan bioteknologi pada tanaman padi sebenarnya telah lama dilakukan namun menjadi sangat terdengar ketika muncul golden rice dalam jurnal science pada tahun 2000. Namun sebenarnya sekitar sepuluh tahun sebelumnya, ilmuwan jepang telah mengawali mengisolasi gen yang menyandi jalur biosintesa karotenoid dari bakteri fitopatogenik Erwina Uredovora. Dari penelitian tersebut ditemukan bahwa gen Crtl mengkode enzim phytoene desaturase yang bertanggung jawab untuk mengubah phytoene menjadi lycopene.

Luasan lahan pertanian yang semakin sempit mengakibatkan produksi perlahan harus ditingkatkan. Peningkatan ini tidak hanya berupa peningkatan bobot panen namun juga nutrisi atau nilai tambah. Oleh sebab itu dari suatu luasan yang sebelumnya hanya menghasilkan karbohidrat diharapkan dapat ditambah dengan vitamin dan mineral. Hal inilah yang mendorong para peneliti padi mengembangkan Golden Rice. Pada awalnya penelitian dilakukan untuk meningkatkan kandungan provitamin A berupa beta karoten, dan saat ini fokus penelitian tetap dilakukan.

Nama Golden Rice diberikan karena butiran yang dihasilkan berwarna kuning menyerupai emas. Rekayasa genetika merupakan metode yang digunakan untuk produksi Golden Rice. Hal ini disebabkan karena tidak ada plasma nutfah padi yang mampu untuk mensintesis karotenoid. Pendekatan transgenik dapat dilakukan karena adanya perkembangan teknologi transformasi dengan Agrobacterium dan ketersediaan informasi molekuler biosintesis karotenoid yang lengkap pada bakteri dan tanaman. Dengan adanya informasi tersebut terdapat berbagai pilihan cDNA. Produksi prototype Golden Rice menggunakan galur padi japonica (Taipe 309), teknik transformasi menggunakan Agrobacterium dan beberapa gen penghasil beta karoten tanaman daffodil hingga bakteri.

Peningkatan Nutrisi Beras

Beras merupakan makanan pokok bagi sebagian besar masyarakat di negara berkembang. Sehingga akan sangat menguntungkan apabila beras memiliki kandungan provitamin A. Namun, kandungan beta karotin padi hanya terdapat pada jaringan hijau seperti daun, sedangkan endosperma padi (beras yang kita konsumsi) tidak memiliki kandungan nutrisi ini. Dibandingkan dengan jaringan vegetatif yg memiliki semua komponen biosintesis beta karotin, endosperma tidak memiliki 2 enzim dalam yang terlibat proses tersebut. Enzime tersebut adalah phytoenesynthase (PSY) dan carotene desaturase (CRTI). Secara sederhana, dengan memasukkan 2 gen yang mengkode enzim tersebut, siklus biosintesis beta karotin dapat kembali berfungsi untuk menghasilkan provitamin A. Konsep inilah yang digunakan pada pembuatan Golden rice (padi emas). Pada awalnya, padi emas menghasilkan 1,6 μg/g beta karotin. Konsentrasi beta karotin perlu ditingkatkan agar bisa memenuhi angka kecukupan gizi.

Phytoene synthase (PSY) telah diidentifikasi sebagai faktor yang mempengaruhi kecepatan pembuatan provitamin A. Gen psy yang berasal dari padi dan jagung memberikan hasil beta karotin terbanyak. Beberapa lini padi emas yang dikembangkan telah berhasil menghasilkan 37 μg/g karotinoid yang mengandung 31 μg/g beta karotin. Sehingga, sebanyak 72 g padi emas dapat memenuhi separuh angka kecukupan gizi yang dianggap sudah cukup untuk menjaga kebutuhan vitamin A secara sehat. Karena konsumsi beras di negara-negara berkembang adalah sekitar 100-200 g per anak, maka asupan vitamin A dalam padi emas dinilai sangat sesuai. Produksi beta karotin pada padi emas menyebabkan warna beras menjadi kuning-oranye. Semakin tinggi konten beta karotin di dalam padi emas, semakin kuat warna berasnya.

Pengertian Golden Rice

Golden Rice adalah kultivar/varietas padi transgenik hasil rekayasa genetika yang berasnya mengandung beta-karotena atau pro-vitamin A pada bagian endospermanya. Kandungan beta-karoten ini menyebabkan warna berasnya tersebut tampak kuning-jingga sehingga kultivarnya dinamakan Golden Rice atau Beras Emas. Pada tipe liar (normal), endosperm padi tidak menghasilkan beta-karoten dan akan berwarna putih hingga putih kusam. Di dalam tubuh manusia, beta-karotena akan diubah menjadi vitamin A.  Kultivar padi ini dibuat untuk mengatasi defisiensi atau kekurangan vitamin A yang masih tinggi prevalensinya pada anak-anak, atau pada wilayah yang menjadikan padisebagai pangan pokok bagi sebagian besar warga.

Rekayasa Padi Golden Rice

Rekayasa padi golden rice dimulai dengan mengisolasi gen crtI dari bakteri Erwinia uredovora, gen phy dari tanaman daffodil (bunga bakung), dan juga beberapa enzim yang diperlukan dalam biosintesa karotenoid (provitamin A). Gen-gen tersebut disisipkan ke plasmid vektor Agrobacterium tumefaciens dan ditransfer ke dalam kloroplas sel-sel endosperma. Biji padi tersebut ditanam sehingga diperoleh tanaman padi yang bijinya mengandung beta karoten.

Golden rice diciptakan oleh transformasi padi dengan dua karoten biosintesis gen-beta:

- PSY (sintase phytoene) dari daffodil (Narcissus pseudonarcissus)

- Crtl dari tanah bakteri Erwina uredovora

- Penyisipan dari suatu Lcy (Lycopene) gen adenilat dianggap diperlukan, tetapi penelitian lebih lanjut menunjukkan hal itu sudah diproduksi dalam jenis padi endosperma-liar).

Para psy dan crt 1 Gen yang berubah menjadi nuklir genom beras dan ditempatkan di bawah kontrol yang endosperm-spesifik promoter, sehingga mereka hanya dinyatakan dalam endosperm. Eksogen Lyc gen memiliki urutan peptide transit terpasang sehingga ditargetkan ke plastid, dimana difosfat geranylgeranyl pembentukan terjadi. Para bakteri crt 1 gen merupakan inklusi penting untuk menyelesaikan jalur ini, karena dapat mengkatalisis beberapa langkah dalam sintesis karotenoid, sedangkan langkah-langkah ini membutuhkan lebih dari satu enzim dalam tanaman. Hasil akhir dari jalur rekayasa likopen, tetapi jika tanaman akumulasi lycopene, beras akan merah. Analisis terakhir menunjukkan endogen enzim tanaman proses lycopene beta-karoten dalam endosperm, memberikan nasi warna kuning khusus untuk yang bernama. Beras emas asli disebut SGR1.

Manfaat Golden Rice

Manfaat dari pembuatan beras emas (golden rice) adalah mampu menyediakan rekomendasi harian yang dianjurkan dari vitamin dalam 100-200 gram beras sehingga dengan mengkomsumsi beras emas (golden rice) ini dapat menyediakan kebutuhan vitamin A dan karbohidrat yang diperlukan oleh tubuh. Selain itu juga dapat mengatasi kekurangan vitamin A karena mengandung beta karoten tinggi.

Kerugian Golden Rice

Kekhawatiran masyarakat terhadap golden rice yaitu karena adanya zat penyebab alergi (alergen) berupa protein dapat ditransfer ke bahan pangan, terjadi resistensi antibiotik karena penggunaan marker gene, dan terjadi outcrossing, yaitu tercampurnya benih konvensional dengan benih hasil rekayasa genetika yang mungkin secara tidak langsung menimbulkan dampak terhadap keamanan pangan, lingkungan dan perdagangan, pangan hasil rekayasa genetika (PRG) dikhawatirkan merusak keanekaragaman hayati, menimbulkan monopoli perdagangan karena yang memproduksi PRG secara komersial adalah perusahaan multinasional, menimbulkan masalah paten yang mengabaikan masyarakat pemilik organisme yang digunakan di dalam proses rekayasa, serta pencemaran ekosistem karena merugikan serangga nontarget.

Sumber

Badan penelitian dan pengembangan. 2011. Padi Emas: Salah Satu Jawaban untuk Kebutuhan vitamin A. (http://biogen.litbang.pertanian.go.id/wp/wp-content/uploads/kalins-pdf/singles/padi-emas-salah-satu-jawaban-untuk-kebutuhan-vitamin-a.pdf). [diakses pada tanggal 21 Oktober 2010, pukul 07:46].

Tran Thi Cuc and Pham Trung Nghia. 2010. Expression of β-Carotene in Advance Progenies Derived From Different Backcrosses of the High-Yielding Rice Varieties to the Transgenic Golden Rice Line. Omonrice. 17: 1-7.

United states department of agriculture. 2010. Golden Rice-2 Shines in Nutrition Study (http://www.goldenrice.org/PDFs/USDA_GR2_2010.pdf). [diakses pada tanggal 21 Oktober 2010, pukul 07.34].