Jagung budidaya modern dijinakkan dari teosinte, rumput kuno, lebih dari 6,000 tahun melalui perkembangbiakan konvensional. Nicole Rager Fuller, National Science Foundation

Karena ahli biologi 1980s telah menggunakan rekayasa genetika untuk mengungkapkan sifat baru pada tanaman tanaman. Selama tahun 20 terakhir, tanaman ini telah tumbuh di lebih dari satu miliar hektar di Amerika Serikat dan di seluruh dunia. Meskipun adopsi cepat oleh petani, tanaman rekayasa genetika (GE) tetap kontroversial di antara banyak konsumen, yang terkadang merasa sulit mendapatkan informasi yang akurat.

Bulan lalu Akademi Ilmu Pengetahuan, Teknik, dan Kedokteran Nasional AS merilis sebuah ulasan data 20 tahun mengenai tanaman RG. Laporan tersebut sebagian besar mengkonfirmasikan temuan dari laporan Akademisi Nasional sebelumnya dan ulasan yang dihasilkan oleh organisasi ilmiah besar lainnya di seluruh dunia, termasuk Organisasi Kesehatan Dunia dan Komisi Eropa.

Saya langsung a laboratorium yang mempelajari padi, makanan pokok untuk setengah orang di dunia. Periset di laboratorium saya mengidentifikasi gen yang mengendalikan toleransi terhadap tekanan lingkungan dan ketahanan terhadap penyakit. Kami menggunakan rekayasa genetika dan metode genetik lainnya untuk memahami fungsi gen.

Saya sangat setuju dengan laporan NAS bahwa setiap tanaman, baik yang dibiakkan secara konvensional atau dikembangkan melalui rekayasa genetika, harus dievaluasi berdasarkan kasus per kasus. Setiap tanaman berbeda, masing-masing sifatnya berbeda dan kebutuhan masing-masing petani juga berbeda. Semakin banyak kemajuan dalam perbaikan tanaman dapat dilakukan dengan menggunakan teknik pemuliaan dan rekayasa genetika konvensional daripada menggunakan pendekatan saja.

Konvergensi antara biotek dan perkembangbiakan konvensional

Alat molekuler baru mengaburkan perbedaan antara perbaikan genetik yang dilakukan dengan perkembangbiakan konvensional dan yang dibuat dengan metode genetik modern. Salah satu contohnya adalah penangkaran dibantu penanda, di mana ahli genetika mengidentifikasi gen atau daerah kromosom yang terkait dengan sifat yang diinginkan oleh petani dan / atau konsumen. Peneliti kemudian mencari penanda (pola) tertentu dalam DNA tanaman yang terkait dengan gen ini. Dengan menggunakan penanda genetik ini, mereka dapat secara efisien mengidentifikasi tanaman yang membawa sidik jari genetik yang diinginkan dan menghilangkan tanaman dengan genetika yang tidak diinginkan.

Sepuluh tahun lalu kolaborator saya dan saya terisolasi sebuah gen, disebut Sub1, yang mengendalikan toleransi terhadap banjir. Jutaan petani padi di Asia Selatan dan Asia Tenggara menanam padi di daerah rawan banjir, jadi sifat ini sangat berharga. Sebagian besar varietas padi akan mati setelah tiga hari perendaman lengkap namun tanaman dengan gen Sub1 dapat bertahan selama dua minggu. Tahun lalu, hampir lima juta petani menanam varietas padi Sub1 yang dikembangkan oleh rekan kerja saya di Lembaga Penelitian Padi Internasional menggunakan marker assisted breeding.

Dalam contoh lain, peneliti mengidentifikasi varian genetik yang terkait dengan hornlessness (disebut "polling") pada ternak - sifat yang umum terjadi pada breed sapi tetapi jarang terjadi pada breed susu. Petani secara rutin menyengat sapi perah untuk melindungi penangan mereka dan mencegah hewan saling merugikan satu sama lain. Karena proses ini sangat menyakitkan dan menakutkan bagi hewan, ahli kedokteran hewan telah meminta penelitian tentang pilihan alternatif.

Di sebuah belajar diterbitkan bulan lalu, para ilmuwan menggunakan pengeditan genom dan kloning reproduksi untuk menghasilkan sapi perah yang membawa mutasi alami untuk hornlessness. Pendekatan ini berpotensi meningkatkan kesejahteraan jutaan ternak setiap tahunnya.

Mengurangi insektisida kimia dan meningkatkan hasil panen

Dalam menilai bagaimana tanaman RG mempengaruhi produktivitas tanaman, kesehatan manusia dan lingkungan, studi NAS terutama berfokus pada dua sifat yang telah direkayasa menjadi tanaman: ketahanan terhadap hama serangga dan toleransi terhadap herbisida.

Studi tersebut menemukan bahwa petani yang menanam tanaman yang direkayasa mengandung sifat tahan serangga - berdasarkan gen dari bakteri Bacillus thuringiensis, atau Bt - umumnya mengalami lebih sedikit kerugian dan menerapkan lebih sedikit semprotan insektisida kimiawi daripada petani yang menanam varietas non-Bt. Juga disimpulkan bahwa peternakan dimana tanaman Bt ditanam memiliki keanekaragaman hayati serangga lebih banyak daripada peternakan dimana petani menggunakan insektisida spektrum luas pada tanaman konvensional.

Tanaman rekayasa genetika yang saat ini ditanam di Amerika Serikat (IR = tahan serangga, HT = toleran herbisida, DT = toleran kekeringan, VR = tahan virus). Universitas Colorado PerpanjanganPanitia menemukan bahwa tanaman yang tahan herbisida (SDM) berkontribusi pada hasil yang lebih besar karena gulma dapat dikendalikan dengan lebih mudah. Misalnya, petani yang menanam tanaman kanola HR menuai imbal hasil dan imbal hasil yang lebih besar, yang berakibat pada adopsi varietas tanaman ini secara luas.

Manfaat lain dari penanaman tanaman HR adalah berkurangnya pengolahan tanah - proses pengubahan tanah. Sebelum ditanam, petani harus membunuh gulma di ladang mereka. Sebelum munculnya herbisida dan tanaman HR, petani mengendalikan gulma dengan cara mengolahnya. Namun, mengolah menyebabkan erosi dan limpasan, dan membutuhkan energi untuk bahan bakar traktor. Banyak petani lebih menyukai praktik pengolahan tanah yang berkurang karena mereka meningkatkan pengelolaan berkelanjutan. Dengan tanaman HR, petani bisa mengendalikan gulma secara efektif tanpa mengolahnya.

Komite tersebut mencatat adanya hubungan yang jelas antara penanaman tanaman HR dan praktik pertanian yang dikurangi sampai akhir selama dua dekade terakhir. Namun, tidak jelas apakah adopsi tanaman pangan menghasilkan keputusan oleh petani untuk menggunakan lahan konservasi, atau jika petani yang menggunakan lahan konservasi mengadopsi tanaman HR dengan lebih mudah.

Di daerah di mana penanaman tanaman HR menyebabkan ketergantungan pada herbisida glifosat, beberapa gulma berevolusi melawan herbisida, sehingga menyulitkan petani untuk mengendalikan gulma menggunakan herbisida ini. Laporan NAS menyimpulkan bahwa penggunaan tanaman Bt dan HR secara berkelanjutan akan memerlukan penggunaan strategi pengelolaan hama terpadu.

Laporan tersebut juga membahas tujuh tanaman pangan GE lainnya yang ditanam di 2015, termasuk apel (Malus domestica), canola (Brassica napus), bit gula (Beta vulgaris), pepaya (Carica pepaya), kentang, labu (Cucurbita pepo) dan terong (Solanum melongena).

Pepaya adalah contoh yang sangat penting. Di 1950s, virus pepaya ringspot menghapus hampir semua produksi pepaya di pulau Oahu di Hawaii. Saat virus menyebar ke pulau lain, banyak petani khawatir akan menghapus tanaman pepaya Hawaii.

Di ahli patologi tanaman 1998 Hawaii Dennis Gonsalves menggunakan rekayasa genetika untuk menyatukan sepotong kecil DNA virus ringspot ke dalam genom pepaya. Pohon pepaya rekayasa genetika yang dihasilkan kebal terhadap infeksi dan menghasilkan 10-20 lipat lebih banyak buah daripada tanaman yang terinfeksi. Karya perintis Dennis menyelamatkan industri pepaya. Dua puluh tahun kemudian, ini masih hanya metode untuk mengendalikan virus pepaya ringspot. Hari ini, meskipun protes oleh beberapa konsumen, 80 persen dari pepaya pepaya Hawaii direkayasa secara genetis.

Para ilmuwan juga telah menggunakan rekayasa genetika untuk memerangi hama yang disebut penggerek buah dan pemotong, yang memangsa terong di Asia. Petani di Bangladesh sering menyemprotkan insektisida setiap hari 2-3, dan kadang-kadang sesering dua kali sehari, untuk mengendalikannya. Organisasi Kesehatan Dunia perkiraan bahwa sekitar tiga juta kasus keracunan pestisida dan lebih dari 250,000 kematian terjadi di seluruh dunia setiap tahun.

Untuk mengurangi semprotan kimia pada terong, para ilmuwan di Universitas Cornell dan di Bangladesh merancang Bt ke dalam genom terong. Bt brinjal (terong) diperkenalkan di Bangladesh di 2013. Tahun lalu 108 Petani Bangladesh menanamnya dan mampu secara drastis mengurangi semprotan insektisida.

Beri makan dunia secara ekologis

Tanaman yang diperbaiki secara genetik telah menguntungkan banyak petani, namun jelas bahwa perbaikan genetik saja tidak dapat mengatasi beragam tantangan kompleks yang dihadapi petani. Pendekatan pertanian berbasis ekologis serta infrastruktur dan kebijakan yang tepat juga diperlukan.

Alih-alih mengkhawatirkan gen dalam makanan kita, kita perlu berfokus pada cara-cara untuk membantu keluarga, petani dan masyarakat pedesaan berkembang. Kita harus yakin bahwa setiap orang mampu membeli makanan dan kita harus meminimalkan kerusakan lingkungan. Saya berharap laporan NAS dapat membantu menggerakkan diskusi melampaui pertimbangan pro / kontra mengenai tanaman RG dan memfokuskan kembali mereka pada penggunaan setiap teknologi tepat guna untuk memberi makan dunia secara ekologis.

Tentang Penulis

Pamela Ronald, Profesor Plant Pathology, University of California, Davis. Laboratoriumnya mempelajari basis genetik dari resistensi terhadap penyakit dan toleransi terhadap stres pada padi. Bersama dengan rekan-rekannya, dia telah merancang padi untuk ketahanan terhadap penyakit dan toleransi terhadap banjir, yang secara serius mengancam tanaman padi di Asia dan Afrika.

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon