Seperti yang dikatakan oleh seorang tukang kebun yang rajin, tanaman dengan duri dan duri yang tajam dapat membuat Anda tampak seperti baru saja bertemu dengan kucing yang sedang marah. Bukankah lebih baik jika tanaman tidak ditusuk duri sama sekali, tetapi tetap mendapatkan buah yang lezat dan bunga yang indah?
Saya seorang ahli genetika yang, bersama dengan rekan-rekan saya, baru-baru ini menemukan gen yang menyebabkan sifat berduri pada berbagai tanaman, termasuk mawar, terong, dan bahkan beberapa spesies rumput. Tanaman berbatang halus yang dimodifikasi secara genetika mungkin akhirnya tersedia di pusat tanaman di dekat Anda.
Percepatan alam
Tumbuhan dan organisme lain berevolusi secara alami seiring berjalannya waktu. Ketika perubahan acak pada DNA mereka, yang disebut mutasi, meningkatkan kelangsungan hidup, mereka akan diwariskan kepada keturunannya. Selama ribuan tahun, pemulia tanaman telah memanfaatkan variasi ini untuk menciptakan varietas tanaman yang menghasilkan banyak hasil.
Pada tahun 1983, organisme hasil rekayasa genetika (GMO) pertama kali muncul di bidang pertanian. Beras emas, yang direkayasa untuk mengatasi kekurangan vitamin A dan jagung tahan hama hanyalah beberapa contoh bagaimana modifikasi genetika telah digunakan untuk meningkatkan hasil panen.
Dua perkembangan terkini telah mengubah lanskap lebih jauh. Munculnya penyuntingan gen menggunakan teknik yang dikenal sebagai CRISPR telah memungkinkan modifikasi sifat tanaman dengan lebih mudah dan cepat. Jika genom suatu organisme adalah sebuah buku, penyuntingan gen berbasis CRISPR akan sama seperti menambahkan atau menghapus kalimat di sana-sini.
Alat ini, dipadukan dengan semakin mudahnya para ilmuwan mengurutkan kumpulan lengkap DNA — atau genom — suatu organisme, dengan cepat mempercepat kemampuan untuk merekayasa ciri-ciri organisme secara terprediksi.
Dengan mengidentifikasi gen kunci yang mengendalikan duri pada terong, tim kami dapat menggunakan penyuntingan gen untuk memutasi gen yang sama pada spesies berduri lainnya, menghasilkan tanaman yang halus dan bebas duri. Selain terong, kami juga menghilangkan duri pada spesies tanaman liar yang beradaptasi dengan gurun dengan buah yang dapat dimakan seperti kismis.
Kami juga menggunakan virus untuk membungkam ekspresi gen yang berkerabat dekat pada mawar, menghasilkan mawar tanpa duri.
Di alam, duri melindungi tanaman dari herbivora yang merumput. Namun, jika dibudidayakan, tanaman yang disunting akan lebih mudah ditangani — dan setelah panen, kerusakan buah akan berkurang. Perlu dicatat bahwa tanaman yang bebas duri masih memiliki pertahanan lain, seperti rambut epidermis yang mengandung bahan kimia yang disebut trikoma yang mengusir hama serangga.
Dari petunia yang bersinar hingga tomat ungu
Saat ini, teknologi modifikasi DNA tidak lagi terbatas pada agribisnis skala besar — teknologi ini tersedia langsung bagi konsumen.
Salah satu pendekatannya adalah dengan memutasi gen tertentu, seperti yang kami lakukan pada tanaman bebas duri. Misalnya, para ilmuwan telah menciptakan sawi hijau yang rasanya ringan tetapi padat nutrisi dengan menonaktifkan gen yang bertanggung jawab atas rasa pahit. Membungkam gen yang menunda pembungaan pada tomat telah menghasilkan tanaman kompak yang sangat cocok untuk pertanian perkotaan.
Pendekatan modifikasi lainnya adalah mentransfer gen secara permanen dari satu spesies ke spesies lain, menggunakan teknologi DNA rekombinan untuk menghasilkan apa yang oleh para ilmuwan disebut organisme transgenik.
Pada sebuah pesta baru-baru ini, saya menemukan diri saya berdesakan di kamar mandi yang gelap untuk mengamati cahaya redup dari bunga petunia kunang-kunang yang baru saja saya dapatkan, yang mengandung gen yang bertanggung jawab atas cahaya bioluminesensi jamur kuping hantu. Para ilmuwan juga telah memodifikasi tanaman hias pothos dengan gen dari kelinci, yang memungkinkannya menjadi inang bagi mikroba penyaring udara yang mendorong pemecahan senyawa organik volatil atau VOC yang berbahaya.
Tomat ungu Norfolk berwarna-warni sampai ke inti.
Produk Sehat Norfolk, CC BY-SA
Konsumen juga dapat menanam tomat ungu, yang direkayasa secara genetika agar mengandung gen penghasil pigmen dari tanaman snapdragon, menghasilkan tomat kaya antioksidan dengan rona ungu tua.
Risiko dan imbalan
Pengenalan tanaman hasil rekayasa genetika ke pasar konsumen membawa serta peluang yang menarik sekaligus tantangan potensial.
Dengan tanaman yang disunting secara genetik di tangan masyarakat, pengawasan terhadap apa yang dilakukan orang terhadap tanaman tersebut mungkin akan berkurang. Misalnya, ada risiko pelepasan ke lingkungan, yang dapat menimbulkan konsekuensi ekologis yang tidak terduga. Selain itu, seiring meluasnya pasar tanaman ini, kualitas produk dapat menjadi lebih bervariasi, sehingga memerlukan undang-undang perlindungan konsumen yang baru atau lebih ketat. Perusahaan juga dapat menerapkan aturan paten yang membatasi penggunaan kembali benih, yang mencerminkan beberapa masalah yang terlihat di sektor pertanian.
Masa depan teknologi genetika tanaman cerah — dalam beberapa kasus, secara harfiah. Lapangan golf bioluminescent, tanaman hias yang mengeluarkan wewangian khusus, atau bunga yang mampu mengubah warnanya sebagai respons terhadap perawatan berbasis semprotan semuanya merupakan kemungkinan teoritis. Namun, seperti halnya teknologi canggih lainnya, regulasi dan pengawasan yang cermat akan sangat penting untuk memastikan inovasi ini bermanfaat bagi konsumen sekaligus meminimalkan potensi risiko.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh James W. Satterlee di Cold Spring Harbor Laboratory. Baca artikel aslinya di sini.