UTILIZATION OF FIBER IN RUMINAL TRACT

(Paper ini memenangkan juara II Lomba penulisan artilkel ilmiah pada Young Scientist Award oleh Alltech di tingkat asia pasific)

E.S. Vanadianingrum

Department of Animal Nutrition and Feed Technology, Faculty of Animal Sciences,

Bogor Agricultural University (IPB).

Jl. Agatis Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680

ABSTRACT

This paper describe the effect of fibrozyme supplementation on intake and digestion of hemicelluloses and cellulose in ruminant’s tract. Basically, rumen as the biggest compartement stomach does not product cellulase enzyme, but the enzyme produce by rumen microbial. Microbial activity on fiber digestion depends on kind and quality of feed ingredient, rumen condition and species. Supplementation of cellulose enzymes for ruminants had been reported improve the digesbility of fiber. Its affected on increasing of body gain and feed efficiency. Furthermore, fibrozyme as main product from altech complex enzymes which has xylanolitic and cellulolytic activity also positively affected on animal performance. The research reported that forage based basal diet containing fibrolytic enzyme supplementation increased final weight, average daily gain and dry matter intake, also VFA production and N retention. However, the supplementation of fibrozyme into high concentrate diet tended not effect on dry matter intake and animal growth. Generally, enzyme supplementation enhances fibrolytic activity in ruminal. Fibrozyme supplementation could improve fiber utilization in digestive tract of ruminant by enhance fibrolytic and its increased animal growth and more effectively impact on ruminant performance consumed feedstuff containing high fiber.

Introduction

Feed digestion is process for breakdown components of feed from complex components into simple’s components. This process occurs largely through the catabolic action of enzymes. Rate of digestion depend on enzyme activity, concentration and exposure rate of substrate to the enzymatic process. Material component of feed ingredient which digested is carbohydrates, proteins, lipids minerals and vitamins. Water is not digested but directly to be absorpt. Carbohydrates are major components of

feed for herbivore animals (ruminants). The diet or animal’s feed in particularly consists of plants, or by product and waste product from agriculture. Mostly, this material contain high undegradable fiber such as cellulose, hemicellulose and lignin. Plants cell wall comprises on average 23% lignin, 40% cellulose and 23% hemicellulose by dry matter basis (Coughlan & Hazlewood, 1993). Xylans constitute the main polymeric component of hemicellulose, being present in the cell walls of all land plants, particularly in tissues that have undergone secondary thickening, where they are known to have important structural functions. Xylans are also present to some extent in the primary walls of growing cells, seeds and bulbs of certain plants species, as reserve polysaccharides. The structure of xylans are complex heteropolysacarides based on a backbone structure of β-linked xylopyranose residues (Coughlan et al., 1994). The β-1,3-linked are found only in marine algae, where in certain species, they from highly crystalline fibrillar structure in the absence of cellulose. Mixed-link β-1,3- and β-1,4-xylans are found in certain sea-weeds such as Palmaria palmata. Ruminant use fiber as energy source in their diet. Fiber degradation in ruminant done by rumen microbial. In contrast, the simple stomach can not use the fiber as energy source because they do not have rumen microbial. In the rumen, anaerobic bacterial, protozoa, and fungi have contributing on fiber degradation. Mostly, the bacteria appear to be the dominant fiber digesting group. Digestibility of plants substrate depends on the season harvest and phenolic component (Benner & Akin, 1988). Simple stomach like pigs and poultry do not have endogenous enzyme that capable to digest fiber, the digestibility achieved by chemical and mechanical (acid in the stomach in pigs and grit in chickens). The limiting factor of fiber digesbility in ruminant is anti-nutritive such as saponin and tanin. Digestibility depends on animal species, , chemical structure, and their diet quantity (Kocher & Choct, 2000).

Fiber in Ruminant’s Feed

Fiber is part of cell wall material which consist mainly by cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose is the major source of glucose, and hemicellulose provides xylose, mannans, and galactose. Fiber is importance components in ruminal diet, its to maintain normal ruminal fermentation and may be to prevent post-calving diseases (Mc Donald et al, 2002; NRC, 1988).

The amounts of fiber to be included in the diet of dairy cattle is influenced by body condition and level of production, type of fiber, particle size and size distribution of the fiber, total intake and bulk density, buffering capacity of forage and frequency of feeding. Generally, fiber should be fed as hay minimum of 1,5 percent of live weight (NRC, 1988).

Mostly, tropical grasses have low quality than sub-tropical grasses. The tropical grasses containt high cellulose and hemicellulose. Enzyme supplementation needs to increase utilization of fiber in their diet. Supplementation of fibrolytic enzyme in the diet increase ruminal fibrolytic capacity which making efficiency of fiber utilization.

Fiber Digestibility

Exactly, ruminants do not produce fibrolytic enzymes themselves, but it’s depending on relationship with microorganism in the ruminal tract for digestion plant cell walls. Fiber contains hemicellulose, cellulose and lignin which a rigidly component and undegradable in digestive tract. These fraction are collectively termed neutral detergent fiber (NDF). Digestion of cellulose is limited by this hemicellulose-lignin linkage. Hemi-cellulose comprise of pentose polymer known as xylan. It is hydrolysis by fibrolytic complex enzyme. Hemicellulose and cellulose can be breakdown into simple sugar, but lignin is undegradable. Anaerobic fungi are important in lignocellulose’s degradation in the rumen and its have contribute in the utilization of hemicellulose. Anaerobic fungi colonized by bacterial and protozoa to degradation the fiber (Trinci et al., 1987) Fiber digestion affected by supplemental fat, ionophores, antibiotics and lower ruminal pH.

1. Supplemental Fat

Lipids contains by unsaturated fatty acid. This fraction can be as inhibitor ruminal cellulolytic microbes (Zinn & Ware, 2002). Fat Supplemental has toxic effect on ruminal fibrolytic organism particularly protozoa (McDonald et al., 2002).

2. Ionophores supplementation

Ionophore is hydrolyzed components that have negative effect in ruminal microbes. The reaction by diffusion methods, ionophores is liquid that can entry in microbes cell and then population of ruminal microbial decreased by ionophores reaction. They act as lipid-soluble weak acids and provide a pathway of the flow of H⁺ across the inner mitochondrial membranes (Calbiochem, 2006).

3. Antibiotics

Cellulose digestion is inhibited by tetracycline. Addition antibiotics in the diet has decrease total tract fiber digestion in ruminant. It is caused that the antibiotic contains by toxic substances for ruminal microbes.

4. Lower ruminal pH

To decrease ruminal pH will be done by increasing the level of carbohydrate intake diet, increasing level of feed intake and increasing the extent of grain.

Refers to Figure 1, show that product from microbial fermentation is volatile fatty acids, microbial cells and gasses methane and carbon dioxide. The acid product by fermentation is lactate acid that capable of reduce the pH of rumen. Feed additive can stimulate of fiber fermentation and increase of fiber utilization as energy source.

Factor that influence rate of ruminants fiber digestion is the accessibility of substrate to the fibrolytic process, particularly the physical chemical interaction of cellulose, hemicellulose and lignin. Characteristic of fiber source influenced by stage of maturity, storage time post harvest, preservation and processing. The rate of ruminal fiber degradation will be influenced by ruminal microbes.

Ruminal microbes have been production enzyme to break down fiber component to the simple sugar as energy source. Increasing fiber proportion in the diet followed by increasing enzyme treatment. It’s caused to help microbe’s action (Figure 1).

Climate is one of factor influence the quality of fiber. Indirectly, these factor influence of performance. The gain of cattle on tropical is usually lower than subtropical cattle. The main factor controlling the gain of cattle is the quantity of net energy (NE) absorbed each day. Three factor control the intake of net energy, the quantities of feed energy eaten (I), proportion of each unit of feed that digest (D), and efficiency of utilization the product of digestion (E). The pattern is:

NE = I x D x E

Thus, will depend on the chemical and physical composition of the grasses which in turn is related to soil condition, climate, species of grass, stage of growth and the part of the plant being eaten. The stem contain fiber more than leaf (Morley, 1981).

Tropical grasses generally contain less protein than temperate grasses. Legumes have much higher protein content than grasses. To increase protein deficiency from the grasses is addition legume in the diet (Mc Donald et al., 1991).

Generally, the tropical grasses have a lower voluntary intake and dry matter digestibility than temperate grasses due to a higher fiber content associated with the climate in which they are grown. Improvements the nutrition of tropical grasses will be use of suitable adapted legume supplements protein deficient.

The ruminants can utilize the major part of bulky, fibrous material only via microbes. Voluntary intake of ration rich in forage is generally restricted by the limited capacity of the digestive tract, particularly in the reticule-rumen. Disappearances of digesta from the reticule-rumen is possible either by microbial degradation and absorption of end product or by passage to the lower digestive tract of undigested residues, after sufficient reduction of particle size of microbial mass. In addition, thus factor limiting reduction of particle size or microbial degradation will generally reduce the voluntary feed intake. For maximum feed intake, the rate of disappearance of digesta from the rumen has to be optimized. Important factor in this respect are feed particle size and rate of degradation in the rumen (Haresign & Cole, 1988).

Fibrozyme`s Experiment

There are three trial to known the effect of fibrolytic enzyme supplementation which different variable each other. This experiment not only treat in differ variable but also in differ level of enzyme supplementation. From this experiment we know the best level enzyme supplementation for cattle.

The first trial (Zinn & Salinas, 1999) involved 96 crossbreed stress calves in a 64 day growing. Treatments consist of a steam flaked corn based growing diet that containing 22% forage with 0 or 15 g/hd/d fibrozyme supplementation. Feeding method is ad libitum that given twice a day. The result showed that fibrolytic enzyme supplementation increasing final weight (3%, P<0.10), average daily gain (ADG) (6%, P=0.13) and dry matter intake (4.5%, P<0.05). Enzyme supplementation did not influence the net energy (NE) value in the diet. The basal diet of the cattle contains by fiber. The fiber diet can be change into simple sugar as energy source. Indirectly, final weight increased by enzyme supplementation.

The second trial (Pererial & Zinn, 2001) involved 72 yearling crossbreed steers calves in a 121 day growing. The purpose is compared the effect of 0 vs 15 g/hd/d fibrozyme on growth performance. The basal diet in the first 84 days contained 22 % forage and 65% steam flaked sorghum. Then, from 85 until 121 day the basal diet contained 12% forage and 75% steam flaked sorghum. The result Showed that fibrolytic enzyme supplementation increased ADG (10%, P<0.10) and carcass weight (2.7%, P<0.05). Enzyme supplementation did not influence DM intake, but increasing dietary NE by 15 % and ADG efficiency 6.3 %. Enzyme supplementation may also enhance cattle performance in a manner independent of the effect on fiber digestion. DM intake influenced by corn, characteristic of sorghum is bulky, so did not influence DM intake in the cattle.

The third trial (Ware et al., 2002) involved 184 crossbreed steers calves in a 261 day. The level of enzyme supplementation is (0, 5, 10, 15 g/hd.d fibrozyme in the diet). The basal diet in the first 70 days contained 22% forage (10% alfalfa hay, 12% Sudan grass) and 64% steam flaked. From day 71 until 261 the basal diet contained 12% forage (4% alfalfa hay, 8% Sudan grass hay) and 75% steam flaked corn. Enzyme supple-mentation increasing ADG by (5%, P<0.05) and gain efficiency (3%, P<0,1). Improvements in ADG were due to treatment effect on feed intake. The effect of enzyme supplementation on dietary NE was small (1%, P=0.13). Optimum growth performance response was obtained with 10 g/hd/d fibrozyme.

In other result, had been reported Pinos-Rodri’guez et all (2002), Lamb fed diet based on all forage showed that the fibrozyme added into hay grasses increased apparent digestibility of CP, hemicellulose (P < 0.05) and NDF (P <0.10) and also improved N balance because lambs retained more N (P< 0.05). The enzyme increased (P<0.05) total VFA concentration for both hays. Results from this trial indicate that directly fed exogenous fibrolytic enzymes may change ruminal fermentation, intake, and digestibility of forages. Increasing of VFA and N retained were indicate fiber or nutrient could utilized more effective.

From these trial Showed different result, the effect of enzyme supplementation influence not only the treatment and variable but also, the age, growing phase, kind of dietary, climate, environment condition and genetic. Genetic factor influence of digestibility fiber. The local species have different genetic with cross breeding. ADG from local genetic maximal 0.8 kg/d in other hand, cross breed have ADG more than 1 kg/d. In this experiment just for cross breed, so the effect enzyme supplementation in local species unknown. Enzyme supplementation influenced of types diets. The diets that high fiber needs supplementation more to degradation the fiber. Ratio concentrate and forage influence enzyme supplementation. Diets that contain high concentrate do not supplementation. Fibrozym supplementation is important thing for diet with high fiber

Conclusion

Fibrozyme supplementation could improve fiber utilization in digestive tract of ruminant. This effect is due to primarily to increase energy intake by enhance ruminal fibrolytic capacity and its increase animal growth. It is suggested that fibrozyme more effectively influenced on ruminant performance if diet based fiber contents.

References

Beauchemin, K.A., D. Colombatto, D. P. Morgavi & W. Z. Yang. 2002. Use of exogenous fibrolytic enzymes to improve feed utilization by ruminants. J. Anim. Sci. 81 (E. Suppl. 2): E37–E47.

Benner, R. & D. E Akin. 1988. Degradation of polysaccarides and lignin by ruminal bacteria and fungi. Appl. Environ. Micribiol. 54: 1117-1125.

Calbiochem. 2006. Ionophores. http://www.calbiochem.com. [4th December 2006 ].

Choct, M. & A. Kocher. 2000. Non-starch carbohydrates: Digestion and its secondary effects in monogastrics. 24^th Annual NSA Scientific Meeting. Nutrition Society of Australia, Perth, 24 November 2000.

Coughlan, M. P. & G. P Hazlewood. 1993. β-1,4-D-Xylan degrading enzyme system: biochemistry, biology and applications. Biotechnol. Appl. Biochem. 17: 259-289.

Coughlan, M. P., C. D. Laffey & M. G. Tuohy, 1994. Characterization of the individual components of the xylanolytic enzyme system of Talaromyces. Emersonii. Biotech. 50: 37-42.

Haresign, W & D. J. A. Cole. 1988. Recent Developments in Ruminants Nutrition 2. Butterworths, London.

Kung, L. 2001. Enzymes for Lactating Dairy Cows: New Theories and Applications. Proceedings, 12th Annual Florida Ruminant Nutrition Symposium, pp.29-43. [http://www. animal.ufl.edu/dairy/2001ruminantprodconf/Kung2.htm]

McDonald, P., A. R . Henderson & S. J. E. Heron. 1991. The Biochemistry of Silage. Cambrian Printers Ltd., Aberystwyth.

McDonald, P., R. A. Edwards, J. F. D. Greenhalgh & C. A. Morgan. 2002. Animal Nutrition. Prentice Hall, London.

Morley, F. H. W. 1981. Grazing Animals. Elsivier Scientific Publishing Company, Amsterdam, .Oxford-NewYork.

National Research Council. 1988. Nutrient Requirements of dairy cattle. National Academy Press. Washington D.C.

Pereira, A. C. & R. A. Zinn. 2001. Influence of fibrozyme on growth performance of Yearling Steers. Proc. West. Sec. Amer. Soc. Anim. Sci. 52: 563-565.

Pinos-Rodri’guez, J.M., S. S. Gonza’lez, G.D. Mendoza, R. Ba’rcena, M.A. Cobos, A. Herna’ndez & M.E. Ortega. 2002. Effect of exogenous fibrolytic enzyme on ruminal fermentation and digestibility of alfalfa and rye-grass hay fed to lambs. J. Anim. Sci. 80: 3016–3020.

Trinci, A. P. J., M. K. Theodorou & S. E. Lowe. 1987. Cellulase and xylanase of an anaerobic rumen fungus grown on wheat straw, wheat straw holocellulose, cellulose, and xylan. Appl. Environ. Microbiol. 53:1216-1223.

Ware, R. A., A. Alvarez, A. Plascencia, M. Machado, S. Rodriguez, J. Rosalez & R. A. Zinn. 2002. Influence of level of enzyme supplementation on growth performance of growing-finishing cattle. Proc. West. Sec. mer. Soc. Anim. Sci Vol. 53.

Zinn, R. A. & J. Salinas.1999. Influence of fibrozyme on digestive function and growth performance of feedlot steers fed a 78 % concentrate growing diet. Biottechnology in The Feed Industry, Proceedings of The 15 th Annual Symponsium. Nottingham University Press.U.K.

Zinn, R. A & R. A. Ware. 2002. Fibrolytic enzyme supplemantation, a tool for enhancing energy intake in growing-finishing feedlot cattle. Biotechnology in feed and food Industry, Procedings of The 18^th Annual Symponsium. Nottingham University Press. UK.

TRAKTAT INTERNASIONAL SUMBERDAYA GENETIK TANAMAN PANGAN DAN PERTANIAN

A. TUJUAN

Traktat Internasional merupakan perjanjian multilateral yang secara hukum mengikat seluruh negara yang menandatanganinya. Penandatanganan traktat ini terbuka bagi negara-negara anggota FAO maupun diluar FAO sampai 4 November 2002, dan akan membentuk kerangka kerja yang baru dan mengikat untuk kerjasama di bidang sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian. Negara-negara yang meratifikasi traktat sampai tanggal tersebut akan duduk sebagai dewan pengelola. Sampai saat ini Indonesia masih belum meratifikasi Traktat Internasional.

Tujuan dari Traktat Internasional adalah sejalan dengan konvensi keanekaragaman hayati, yaitu untuk pelestarian dan pemanfaatan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian secara berkesinambungan dan pembagian keuntungan yang diperoleh dari pemanfaatan sumberdaya genetik secara adil dan merata, untuk pertanian berkelanjutan dan keamanan pangan.

B. Sistem Global Sumberdaya Genetik Tanaman

Perkembangan sistem global sumberdaya genetik tanaman dimulai pada tahun 1983 dengan dibentuknya Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman (sekarang bernama Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian). Tujuan sistem global ini adalah untuk menjamin konservasi yang aman , dan mempromosikan ketersediaan dan pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya genetik tanaman dengan menyediakan kerangka kerja yang fleksibel dalam pembagian keuntungan dan beban. Komisi ini bersama dengan kolompok kerja teknis antar pemerintah bertugas memonitor dan mengkoordinasikan perkembangan sistem global ini. Elemen kunci dalam sistem global ini adalah:

· Laporan mengenai kondisi (status) sumberdaya genetik dunia

· Rencana Aksi Global untuk konservasi dan pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian

C. Multilateral Sistem untuk Akses dan Pembagian Keuntungan

Melalui traktat, negara-negara pihak sepakat untuk membentuk sistem multilateral yang efektif, efisien dan transparan untuk memfasilitasi akses terhadap sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian dan pembagian keuntungan dengan cara yang adil dan merata. Sistem multilateral ini telah mempersiapkan lebih dari 64 tanaman utama dan hijauan untuk dapat dipertukarkan. Dewan pengelola Traktat, yang terdiri dari Negara-negara yang telah meratifikasi Traktat, akan menerapkan perangkat peraturan untuk akses dan pembagian keuntungan tersebut dalam “Material Transfer Agreement” (MTA).

Sumberdaya dapat diperoleh dari sistem multilateral pemanfaatan dan pemeliharaan dalam riset, breeding dan training. Ketika sumberdaya tersebut dikembangkan menjadi produk komersial,maka Traktat akan mendapatkan pembayaran sebagai bagi hasil dari keuntungan material yang diperoleh, jika produk tersebut tidak dapat digunakan tanpa batas oleh pihak lain, untuk penelitian lebih lanjut dan breeding. Jika pihak lain dapat menggunakannya, pembayarannya sukarela.

Traktat juga mendapatkan pembagian keuntungan dari pemanfaatan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian melalui pertukaran informasi, akses dan transfer teknologi, dan pembangunan kapasitas. Diperkirakan juga strategi pendanaan untuk memobilisasi dana untuk kegiatan,rencana dan program untuk membantu petani kecil di negara-negara berkembang. Strategi pendanaan juga termasuk pembagian dari keuntungan moneter yang dibayarkan dibawah sistem multilateral.

C.1 Alternatif Kebijakan Nasional dan Peraturan tentang Akses terhadap Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian

Akses terhadap sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian harus dilakukan dengan mempertimbangkan pembagian keuntungan yang adil, dari produk yang dihasilkan. Konvensi keanekaragaman hayati tentang akses terhadap sumberdaya genetik telah memuluskan jalan untuk peraturan nasional yang mengatur akses terhadap sumberdaya genetik. Walaupun masing-masing Negara memiliki peraturan yang berbeda, tetapi peraturan tentang akses terhadap sumberdaya genetik dimasa depan harus juga mempertimbangkan masuknya peraturan baru dan kebijakan yang memperjelas lembaga-lembaga mana dari suatu negara yang yang berwenang dan bertanggungjawab untuk memberikan akses terhadap sumberdaya genetik yang dimilikinya dan atas dasar apa. Hal ini dapat dijadikan sebagai suatu ketentuan bagi kegiatan bioprospeksi serta perangkat untuk pemantauannya.

Beberapa hal yang harus dipertimbangkan antara lain: perkiraan tentang besarnya permintaan akses di masa depan, pengalaman yang telah dimiliki sebagai sumber dari sumberdaya genetik, nilai sumberdaya genetik yang diketahui, hak milik dan kepemilikan lahan, lembaga pengatur, pemisahan lahan konservasi, kemampuan untuk memberi nilai tambah terhadap sumberdaya genetik , serta kemampuan teknik administrasi dan financial untuk menciptakan dan mengantisipasi program pengaturan (Moeljopawiro, 2000).

Sebagai tambahan alternative kebijakan dan peraturan baru yang mencakup sumberdaya genetik, harus dipertimbangkan mana yang dapat dicakup oleh suatu peraturan. Hal ini berkaitan dengan asal dari sumberdaya genetik yang dapat diperoleh dari sumber in-situ dan ex-situ, baik yang dimiliki oleh pemerintah, swasta maupun masyarakat, termasuk juga yang berasal dari kawasan hutan lindung maupun bukan. Pemanfaatan dan pertukaran sumberdaya genetik untuk keperluan ekonomi, keagamaan dan kebudayaan dari masyarakat daerah dan penduduk asli juga harus dipertimbangkan.

C.1.1. Menetapkan Pusat Kontak

Dalam memetapkan lembaga yang akan memproses aplikasi untuk akses terhadap sumberdaya genetik, diperlukan pertimbangan pada tingkat pemerintah. Pendekatan yang paling sederhana bagi suatu Negara ialah dengan menciptakan suatu organisasi pemerintah yang bersifat antar departemen yang anggotanya merupakan wakil-wakil dari departemen sektoral lembaga yang terkait dengan keanekaragaman hayati dan pembagian keuntungan, yang dilengkapi dengan peraturan tentang komisi penasehat yang beranggotakan kelompok pakar dan perseorangan. Akan lebih baik juka badan pemberi ijin dan badan pelaksana kegiatan adalah independen.

Proses penetuan akses melalui ijin koleksi mensyaratkan pengguna untuk mendapatkan ijin sebelum melakukan akses. Hal ini merupakan manifestasi hak dari suatu negara terhadap sumberdaya genetik yang ada di wilayahnya. Ijin dapat berisi persyaratan akses, khususnya mengenai konservasi dan pemanfaatan yang berkelanjutan dan perjanjian pertukaran bahan (MTA) dengan menyebutkan hak dan kewajiban dari semua pihak, dan pembagian keuntungan berdasarkan perjanjian yang disepakati bersama.

C.1.2. Sistem Perijinan Akses

Banyak negara berkembang yang sekarang ini menghadapi berbagai masalah seperti: siapakah sebenarnya yang menjadi pendukung suatu proyek penelitian, atau siapakah kolektor atau pengamat yang akan mempergunakan temuan-temuannya untuk tujuan komersial. Apabila ada jaminan penyediaan bahan, bagaimana mengatur jumlahnya agar tidak merusak ekosistem.

Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan dalam perijinan akses, termasuk pentingnya sumberdaya terhadap program nasional yang strategis, pembatasan koleksi dan ekspor khususnya yang berkaitan dengan status konservasi dan spesies langka, partisipasi penelitian dan publikasi, duplikat dari contoh yang disimpan di musium dan herbarium nasional, transfer teknologi, royalti dan biaya akses, kepemilikan sampel dan turunannya dan hak atas kekayaan intelektual, pembatasan transfer ketiga, persyaratan pelaporan dan pelacakan dan perijinan.

Dalam banyak hal kita tidak mungkin mengatasi pertukaran bahan genetik secara ilegal. Amikroba dapat diperoleh dari tanah yang kurang dari segenggam. Gen dapat diklon dari DNA atau RNA dalam jumlah sangat sedikit yang diisolasi dar bahan biologi, yang dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam amplop surat. Gen tidak memiliki label yang menunjukkan negara asalnya, begitu diklon tidak dapat dilacak negara asalnya.

Sebagai imbalan dari akses kepada sumberdaya genetik, mitra industri harus setuju dengan pembagian keuntungan adil dan berimbang dalam bentuk intelektual dan moneter; implementasi metoda koleksi dan produksi yang berpengaruh minimum terhadap keanekaragaman hayati; serta penerapan praktek bioprospeksi yang berimbang guna penelitian lebih lanjut tentang penyakit daerah tropis dan masalah-masalah yang khususnya berkaitan dengan negara berkembang.

Agar bioprospeksi dapat dapat terlaksana sesuai dengan tujuan, yaitu konservasi keanekaragaman hayati serta memberikan keuntungan sosial ekonomi dari pemanfaatan produk keanekaragaman hayati harus ada kerangka kerja bioprospeksi yang memadai, serta dimengerti dan ditumbuhkembangkannya hubungan antara sumberdaya genetik dengan empat faktor berikut ini (1) kebijakan makro, (2) inventarisasi keanekaragaman hayati dan pengelolaan informasi (3) akses teknologi, dan (4) pengembangan bisnis dan perencanaan strategis.

Sebagai landasan untuk dapat menghasilkan keuntungan daru sumberdaya genetik yang dimiliki adalah kebijakan makro. Kebijakan makro ini berupa satu set peraturan pemerintah dan internasional, hukum dan insentif ekonomi yang menentukan pola penggunaan lahan, akses dan pengaturan sumberdaya genetik, hak atas kekayaan intelektual, promosi teknologi, keamanan hayati dan pengembangan industri.

Pada tingkat internasional, Indonesia telah meratifikasi berbagai konvensi, seperti Konvensi Keanekaragaman hayati (CBD), GATT (General Agreement on Tariffs and Trade) dan TRIPs (Trade Related Intelectual Property Rights). Dalam konvensi tersebut dibangun antara lain hubungan dan prosedur tentang pertukaran sumberdaya genetik antar negara.

Pada tingkat nasional Undang-Undang No 12 tahun 1992 tentang Sistem Budidaya Pertanian antara lain mengatur tentang pemanfaatan dan pelestarian plasma nutfah. Selain itu apabila belum ada perlu dibuat peraturan mengenai hak milik dan kepemilikan atas tanah, pemanfaatan sumberdaya, hak atas kekayaan intelektual dan kemampuan industri.

C.2.Skema Benefit-Sharing (Pembagian keuntungan) atas Komersialisasi SDGPP

Pembagian keuntungan atas pemanfaatan SDGPP Secara komersial didasarkan pada asas adil dan merata. Skema penyusunan pembagian keuntungan bagi Phak-pihak yang terkait dengan pembagian keuntungan tersebut adalah:

a. Pihak Utama, yang terlibat baik sebagai penyedia (provider) maupun pengguna antara lain:

i. Pemerintah, baik tingkat nasional, regional dan lokal

ii. Universitas dan lembaga penelitian

iii. Sektor privat/ swasta

iv. Lembaga non profit (LSM)

v. Komunitas lokal / Masyarakat asli

b. Prioritas Ekosistem, spesies dan sumberdaya genetik

c. Tipe pembagian keuntungan, yang meliputi jenis kesepakatan, kerjasama dan hubungannya berdasarkan:

i. Kesepakatan jangka pendek atau panjang

ii. Terdiri atas perjanjian tertulis/ kontrak lisan/persetujuan/kesepahaman juga termasuk payung kesepakatan maupun detil kesepakatan.

iii. Merupakan persetujuan individual, komunal atau kesepakatan publik

iv. pemanfaatan sumberdaya genetik merupakan kebijakan/peraturan di tingkat nasional, regional ataukah lokal.

v. Relevansinya dengan konvensi, Undang Undang, Peraturan pemerintah atau peraturan lainnya.

d. Deskripsi dari status ekosistem, spesies, keanekaragaman hayati berkaitan dengan aktivitas dan penyusunan skema pembagian keuntungan, yang mencakup:

· Sumberdaya biologi yang dipertanyakan, termasuk ancaman, tekanan dan kecenderungan maupun penyebab khusus, penggunaan dan pengelolaan

· Lingkungan fisik dimana sumberdaya biologi tersebut berada, termasuk faktor-faktor yang disebutkan diatas

· Struktur organisasi dan institusi komunitas lokal termasuk juga proses pengambilan keputusannya (sejauh komunitas tersebut bukan yang termasuk pihak utama yang disebutkan diatas sebagai stakeholder dalam pembagian keuntungan).

· Kerangka kerja regional, nasional atau lokal harus dideskripsikan juga.

C.2.1. Tujuan Penyusunan Skema Pembagian Keuntungan

Pemaparan alasan dan tujuan untuk berbagai pihak untuk dimasukkan dalam penyusunan pembagian keuntungan, meliputi:

a. Tujuan/motivasi utama, antara lain:

· Financial

· Akses terhadap sumberdaya genetik (termasuk system proteksi dan hak kepemilikan)

· Akses kepada ilmu pengetahuan, inovasi, dan teknik (temasuk pertukaran informasi)

· Peningkatan pemahaman dan kesadaran

· Akses terhadap riset dan training

· Kerjasama ilmiah dan teknis

· Komersialisasi atau perdagangan

· Perlindungan lingkungan hidup

b. Apakah penyusunan pembagian keuntungan mempunyai kontribusi pada tujuan jangka panjang seperti: perkembangan social dan ekonomi, keamanan dan kesejahteraan, keamanan pangan, perdagangan dan perlindungan lingkungan hidup.

c. Jika memungkinkan, motivasi utama dapat merujuk pada salah satu tujuan konvensi keanekaragaman hayati (CBD), yaitu konservasi, pemanfaatan berkelanjutan dan persamaan, atau kewajiban khusus kkh, seperti keputusan dan rekomendasi.

C.2..2. Isi dan Implementasi Penyusunan Pembagian Keuntungan.

Dipaparkan aktivitas yang relevan terhadap implementasi dari penyusunan pembagian keuntungan

a. Perbedaan input, kontribusi, aksi dan tanggungjawab, hak dan kewajiban dari setiap stakeholder (penyedia dan pengguna). Kontribusi dapat mencakup:

· Bantuan reset

· Sampel/akses sumberdaya genetik tanaman/hewan/mikroba

· Informasi/pengetahuan tentang ekosistem/sumberdaya genetik

· Kesehatan dan kesejahteraan

· Uang,modal,pasar dan pekerjaan

· Suplai pangan

· Perlindungan lingkungan

b. Perbedaan pembagian keuntungan dari tiap-tiap pihak (stakeholder) diturunkan dari penyusunan tersebut, termasuk bagaimana keuntungan diidentifikasikan dan dinilai (indikator dan proses), termasuk

· Keuntungan langsung/tidak langsung

· Jangka pendek/panjang

· Moneter/non-moneter

· Individual/publik

c. mekanisme pembagian keuntungan

C.2.3. Dampak terhadap Konservasi

a. dampak apa yang mungkin muncul dari kegiatan (actual atau potensial) terhadap konservasi keanekaragaman hayati:

· terhadap keanekaragaman genetik dan spesies

· ekosistem secara umum

· spesies paling penting/utama (indicator, ekonomis atau kultural)

b. Bagaimana dampak tersebut diidentifikasikan dan dikaji (indikator, proses).

D. Perlindungan Hak-hak Petani

Traktat mengakui kontribusi yang luar biasa dari petani dan komunitasnya yang telah melakukan konservasi terus menerus dan mengembangkan sumberdaya genetik tanaman. Ini adalah dasar dari perlindungan terhadap hak-hak petani, termasuk pengetahuan tradisional dan hak atas kesetaraan pembagian keuntungan dan dalam pembuatan keputusan di tingkat nasional tentang sumberdaya genetik tanaman. Hal ini merupakan tanggung jawab pemerintah untuk mengimplementasikan hak-hak tersebut.

Semua pihak akan mendapatkan keuntungan dari Traktat Internasional dengan berbagai jalan.

· Petani dan komunitasnya, melalui hak-hak petani

· Konsumen, karena keanekaragaman pangan dan produk pertanian yang lebih besar dan meningkatnya keamanan pangan

· Komunitas ilmiah, melalui akses kepada sumberdaya genetik tanaman sangat krusial untuk penelitian dan pemuliaan tanaman.

· Pusat Penelitian Pertanian Internasional (IARC), keamanan koleksi Traktat terjamin dan

· Sektor publik dan swasta, yang terjamin akses terhadap keanekaragaman genetik untuk perkembangan pertanian

· Lingkungan dan generasi masa depan, karena traktat akan membantu pemeliharaan keanekaragaman genetik, perlu untuk menghadapi perubahan lingkungan yang tak terduga dan kebutuhan manusia di masa depan.

E. Informasi Dunia dan Sistem Peringatan Dini Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian (WIEWS)

Informasi dunia dan sistem peringatan dini sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian telah dibentuk oleh FAO sebagai mekanisme dinamis yang mendunia untuk mengembangkan pertukaran informasi diantara negara-negara anggota. Hal ini tercapai dengan cara menggabungkan dan mendiseminasikan informasi sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian, dan melalui fungsinya sebagai instrumen untuk melakukan kajian secara periodik terhadap status sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian. Termasuk di dalamnya database informasi sumberdaya genetik nasional, jejaring global koresponden negara yang ditunjuk oleh pemerintah dan dokumen repositori. Sistem Informasi Benih adalah alat penunjang pertukaran benih, yang sekarang digabungkan kedalam Informasi Dunia dan Sistem Peringatan Dini Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian (WIEWS).

F. Mekanisme Monitoring SDGPP

Sebagaimana dijelaskan dalam Global Plan Action (GPA), yang merupakan bagian dari Sistem Global yang disetujui oleh 150 negara anggota melalui Deklarasi Leipzig, Juni 1996, bahwa tujuan jangka panjang dari sistem peringatan dini bagi kehilangan (erosi) SDGPP adalah ‘mengumpulkan informasi untuk dapat memungkinkan tindakan perbaikan atau pencegahan’. Sistem ini harus dapat menjawab kebutuhan tersebut, melalui koresponden network . Mekanisme networking ini berdasarkan pada perkembangan dan sistem peringatan dini yang sesuai.

Untuk kepentingan tersebut, program FAO terhadap perkembangan sistem informasi dini adalah merancang metodologi penilaian erosi genetik baik di dalam koleksi eks-situ maupun pada habitat alaminya. Format penilaian erosi genetik ini meliputi: koleksi eks-situ, tanaman liar dan varitas lokal. Sehingga teknik monitoring yang tepat untuk mekanisme sistem peringatan dini dapat diambil.

Pelaporan kondisi (status) sumberdaya genetik dunia dipersiapkan melalui proses partisipasi aktif negara-negara anggota. Kondisi tersebut didasarkan pada penilaian keanekaragaman sumberdaya genetik tanaman, dan tingkat kapasitas lokal dan global untuk manajemen in-situ dan eks-situ, pemanfaatan dan pemeliharaan sumberdaya genetik tanaman.

Sedangkan mekanisme monitoring SDGPP di lapangan secara teknis dilakukan taging atau pelacakan melalui penanda pada tiap individu dalam populasi suatu spesies, untuk melihat dinamikanya di dalam ekosistem.

Rencana Aksi Global (Global Plan Action) merupakan seperangkat kegiatan yang meliputi pembangunan kapasitas, konservasi in-situ dan eks-situ sumberdaya genetik tanaman. Kegiatan ini adalah rencana yang terus berjalan, dipantau (dimonitor), diulas dan diperbaiki oleh Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian.

G. Dampak Produk Bioteknologi terhadap Kesehatan dan Lingkungan Hayati

Kemungkinan dampak negatif produk-produk bioteknologi dan produk-produk olahan lanjut yang berasal dari organisme transgenik telah banyak dibahas ditingkat internasional antara lain pada pertemuan-pertemuan antar negara anggota CBD dalam forum konferensi antar pihak (Conference of The Parties) dan forum intenasional Open-ended Ad Hoc Working Group on Biosafety (panitia yang dibentuk oleh CBD/Cop, berlangsung di Nairobi, Kenya), dan pengesahan suatu protokol pengamanan hayati (Cartagena Protocol) yang harus dipatuhi oleh semua negara anggota CBD termasuk Indonesia.

Perdebatan sengit tentang keamanan produk-produk bioteknologi telah bergulir hingga sekarang baik tingkat Internasional dan nasional. Beberapa keprihatinan yang timbul antara lain adalah:

1. Patogenesitas : potensi kemampuan PRG (Produk Rekayasa Genetika) untuk menimbulkan penyakit pada manusia,hewan/ternak dan tanaman

2. Toksisitas dan alergen produk PRG

3. Timbulnya resistensi terhadap antibiotika

4. Masalah pembuangan (disposal) biomassa mikroorganisme yang digunakan untuk proses pemurnian produk bioteknologi

5. Terjadinya kontaminasi, infeksi dan mutasi dari strain-strain yang digunakan dalam proses

6. Kemungkinan terjadinya gen escape ke organisme non-target yang sekerabat melalui pollen baik secara vertikal maupun horisontal

7. kemungkinan terjadinya gangguan ekosistem oleh tanaman transgenik penghasil toksin Bt (Bacillus thuringensis) ke serangga non-target

8. kemungkinan terjadinya gangguan ekosistem oleh hewan transgenik karena melebarnya daerah jelajah (Lebih tahan terhadap perubahan lingkungan)

9. Kemungkinan terjadinya transencapsulasi antar virus, apabila gen virus digunakan sebagai insert pada tanaman transgenik

H. Dampak Produk Bioteknologi Terhadap Pertanian Tradisional

Penggunaan produk-produk bioteknologi terutama tanaman transgenik dengan ciri-ciri agronomik ( tahan terhadap hama, herbisida, penyakit dsb) akan meningkatkan hasil panen dan dengan sendirinya akan cepat terserap oleh petani. Penggunaan tanaman dengan kualitas produk pertanian lebih baik (kandungan protein, waktu simpan, ragam warna dsb) juga akan menarik perhatian petani untuk memanfaatkan tanaman transgenik. Dari engalaman revolusi hijau dengan daya hasil yang sangat meningkat didapatkan dampak terjadinya erosi genetik karena tanaman yang biasa digunakan (tradisional crop variety) akan digantikan dengan varietas tanaman baru dan melupakan/menelantarkan varietas lama. Hal ini pasti akan terulang dan erosi genetik pasti akan berlanjut.

Dampak lain yang mungkin terjadi adalah hilangnya pengetahuan tradisional dan kemungkinan petani menjadi lebih ’malas’ dan akan sangat tergantung oleh produk-produk bioteknologi yang baru. Dapat pula terjadi pengangguran yang lebih besar dengan berkurangnya kebutuhan tenaga manusia karena sifat-sifat agronomik yang dimiliki tanaman transgenik (Hartiko, 2000).

KESIMPULAN

Keanekaragaman sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian merupakan bagian dari megabiodiversity yang dimiliki Indonesia, yang pemanfaatan dan pelestariannya harus dapat dijaga keberlanjutannya.

Traktat Internasional Sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian merupakan perangkat internasional yang mewadahi satu keinginan bersama untuk dapat menjaga pemanfaatan sumberdaya dan pembagian keuntungan secara adil dan merata dan melestarikannya bagi generasi masa depan dan kelanjutan pertanian dan keamanan pangan.

Peran Bioteknologi dalam pertanian demikian luas dan cepat, sehingga perlu kehati-hatian dalam menangani produk rekayasa genetika (PRG) agar diperoleh manfaat yang sebesar-besarnya dan meminimalkan dampak negatifnya.

DAFTAR PUSTAKA

Endarwati. 2004. Keanekaragaman Hayati dan Konservasinya di Indonesia. Blogspot.

Kurniawan,H. 2005. Database Plasma Nutfah Tanaman Pangan Februari 205. BB-Biogen Online.

Hartiko, H. 2000. Dampak Bioteknologi terhadap Keselamatan Hayati dan Pertanian Tradisional. Makalah pada semiloka Nasional Konservasi Biodiversitas untuk Perlindungan dan Penyelamatan Plasma Nutfah. Surakarta.

Moeljopawiro, S. 2000. Bioteknologi untuk Pengelolaan dan Pemanfaatan Plasma Nutfah. Makalah pada semiloka Nasional Konservasi Biodiversitas untuk Perlindungan dan Penyelamatan Plasma Nutfah. Surakarta.

Somantri,I.H.,Hasanah,H, Thohari,M.,Nurhadi,A.,Orbani,I.N., Mengenal Plasma Nutfah. www.BB-Biogen.com

Slamet-Loedin,I.H.,E.Sukara., Pengembangan Balai Kliring Keamanan Hayati,di dalam www.bchindonesia.com

Wardhana, S.B., Balai Kliring Keaman Hayati dan Perkembangannya. Didalam www.bchindonesia.com

www.bchindonesia.com

www.ditjenphka.com

www.menlh.com

www.fao.org