Bisakah Sains Menyelamatkan Anggur Favorit Kita?
Chardonnay adalah salah satu anggur paling populer dan dikenal di dunia. Gen anggur pada dasarnya telah diturunkan dari satu tanaman di Prancis timur berabad-abad yang lalu. Konsistensi genetik ini dapat dilihat sebagai hal yang baik, karena membuat anggur tetap dikenali. Tetapi gennya juga bertanggung jawab atas bagaimana ia bereaksi terhadap lingkungan, termasuk hama dan penyakit yang umum terjadi di kebun anggur mana pun.
Salah satu momok global tersebut adalah apa yang dikenal sebagai 'jamur berbulu halus', patogen seperti jamur yang dapat membusuk buah dan mengupas daun tanaman sehingga buah anggurnya tidak dapat menghasilkan cukup gula untuk difermentasi menjadi anggur yang baik.
Di daerah asal tumbuhan merambat, tanaman mungkin telah mengembangkan ketahanan alami terhadap penyakit bulai dan penyakit lainnya. Tetapi ketika pembuat anggur memetik varietas kuno di daerah anggur baru, tanaman merambat mungkin sangat rentan terhadap wabah lokal.
Salah satu contoh? Jersey baru. Negara bagian ini mungkin tidak terlalu terkenal dengan anggur, tetapi produksi telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Masalah utamanya adalah musim panas yang panas dan lembap di New Jersey, resep yang sempurna untuk membusuk.
Peter Oudemans, profesor, Departemen Biologi dan Patologi Tumbuhan, Universitas Rutgers / Foto milik Universitas Rutgers
“Setiap kebun anggur di New Jersey menghadapi jamur berbulu halus,” kata Peter Oudemans, ahli patologi tanaman di Rutgers University. Itu adalah penyakit yang umum dan sangat menghancurkan.
Jamur berbulu halus mungkin menjadi lebih buruk sebagai perubahan iklim berubah daerah anggur keliling dunia.
Untuk saat ini, baik petani konvensional maupun organik menjaga tanaman merambat mereka bebas penyakit melalui kombinasi praktik seperti pemangkasan dan pestisida.
Di New Jersey, petani anggur menyemprot fungisida 6 hingga 12 kali musim untuk mengendalikan jamur berbulu halus, menurut New Jersey Center for Wine Research and Education. Tapi teknik baru, CRISPR (kependekan dari Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), memungkinkan para ilmuwan untuk mengubah gen Chardonnay menjadi kebal terhadap penyakit bulai.
Tapi ada pilihan lain. Penggemar Chardonnay mungkin tidak menyukainya, tetapi mengapa tidak membuang anggur dan mencari varietas lokal baru?
“Harapan saya adalah kita dapat merekayasa tanaman secara internal untuk mengurangi infeksi,” kata Rong Di, ahli patologi tanaman dan ahli biologi molekuler di Rutgers. Timnya sedang menguji CRISPR pada varietas anggur bernama Dijon Chardonnay 76. Yang mendanai pekerjaan tersebut adalah Institut Pangan dan Pertanian Nasional, bagian dari Departemen Pertanian AS.
“Jamur akan selalu ada,” kata Di. “Tapi jika tanaman bisa [menjadi] tahan, kita tidak perlu terlalu banyak menyemprot.”
Tetapi apakah konsumen akan menerima teknologi baru dan terkadang kontroversial untuk menyelamatkan tradisi lama? Jika tidak, apa alternatifnya?
Tampilan jarak dekat dari daun anggur yang terkena jamur berbulu halus ( Plasmopara viticola ) / Getty
Anggur CRISPR
Gen adalah cetak biru dasar kehidupan, kode yang memberikan petunjuk tentang bagaimana makhluk hidup akan terlihat dan berfungsi. Gen juga bisa diwariskan. Dalam pemuliaan anggur tradisional, anggur dikawinkan silang untuk mendapatkan karakteristik tertentu.
Tapi pemuliaan tradisional bisa menjadi pekerjaan keras. Berkembang biak untuk satu sifat yang diinginkan, dan Anda bisa kehilangan sifat penting lainnya. Misalnya, ketika peternak mencoba meningkatkan kesesuaian lingkungan anggur, mereka berisiko mengubah rasanya.
“Chardonnay sangat dihargai di seluruh dunia. Orang tahu dan mengenali seperti apa rasa Chardonnay, ”kata Oudemans. “Sekarang, jika Anda mulai mengotak-atik Chardonnay dalam hal pemuliaan konvensional, Anda akan mengubah profil rasa dan bau ke titik yang mungkin bukan lagi Chardonnay.”
“Para petani dan pasar semuanya dikondisikan untuk menerima varietas populer tertentu — Merlot, Chardonnay, Cabernet. [Anggur saya] mungkin memiliki kualitas yang mirip dengan varietas elit, tetapi ini akan menjadi varietas yang sama sekali baru. ” —Bruce Reisch, ahli genetika, Universitas Cornell
CRISPR mengambil pendekatan yang sangat berbeda. Ini adalah jenis pengeditan gen, sering dibandingkan dengan pengolah kata biologis. Jika gen adalah sebuah kode, maka CRISPR memungkinkan para ilmuwan untuk menambah, menghapus atau mengganti potongan kecil dari kode itu.
Di bertujuan menggunakan CRISPR untuk mengedit gen Chardonnay sehingga tanaman merambat melawan penyakit berbulu halus, yang pada dasarnya mematikan gen tertentu untuk mempersulit jamur menguasai tanaman.
Mengubah tradisi?
Hasil lab pertama Di sudah diluncurkan, tetapi ini adalah eksperimen pembuktian konsep pada tanaman berbunga bernama Arabidopsis , yang berhubungan dengan mustard. Ilmuwan menggunakan Arabidopsis sebagai model laboratorium, sebagian karena mudah tumbuh di dalam ruangan dan memiliki siklus hidup yang cepat. Menurut Di, versi CRISPR dari tanaman ini “telah menunjukkan ketahanan” terhadap sejenis jamur berbulu halus yang unik untuk spesies ini.
Diperlukan lebih banyak eksperimen untuk membuat anggur CRISPR berfungsi di lab dan rumah kaca eksperimental. Akan memakan waktu lebih lama, jika pernah, sebelum anggur sampai ke kebun anggur New Jersey. Selain realitas teknis dan apakah konsumen merangkul praktik tersebut, teknologi juga dapat menghadapi rintangan regulasi .
Tapi ada pilihan lain. Penggemar Chardonnay mungkin tidak menyukainya, tetapi mengapa tidak membuang anggur dan mencari varietas lokal baru?
Bruce Reisch, ahli genetika dan pemulia anggur di Cornell University, melakukan hal itu.
Bruce Reisch menyerbuki bunga anggur / Foto milik Universitas Cornell
Tim Reisch sedang memeriksa DNA anggur anggur yang kurang terkenal untuk menemukan gen yang memberikan ketahanan alami terhadap penyakit bulai dan penyakit lainnya. Kemudian, para ilmuwan mengawinkan anggur resisten dengan anggur terkenal untuk menghasilkan keturunan yang enak dan lebih mudah tumbuh di wilayah tersebut.
“Para petani dan pasar semuanya dikondisikan untuk menerima varietas populer tertentu — Merlot, Chardonnay, Cabernet,” kata Reisch. Anggurnya berbeda. 'Mereka mungkin memiliki kualitas yang mirip dengan varietas elit, tetapi ini akan menjadi varietas yang sama sekali baru.'
Menemukan pasar untuk anggur yang tidak dikenal ini mungkin menjadi tantangan. Pembeli anggur mungkin melewatkan sesuatu yang baru. Tapi Reisch mengatakan itu sepadan. Sebagian besar anggur populer saat ini adalah saudara dekat, rentan terhadap penyakit dan sulit tumbuh tanpa pestisida.
Keragaman genetik yang lebih banyak akan membuat ternak lebih sehat, kata Reisch, yang bermanfaat untuk pemeliharaan anggur dalam jangka panjang.
Apakah itu GMO?
Seperti kebanyakan ilmuwan yang bekerja dengan CRISPR, Di berpendapat bahwa karyanya tidak ada hubungannya dengan organisme hasil rekayasa genetika (GMO), sebuah istilah yang menimbulkan kontroversi.
Sedangkan arti dari GMO tidak selalu jelas , biasanya mengacu pada teknik yang mengambil informasi genetik dari satu spesies dan memasukkannya ke dalam DNA spesies yang sama sekali berbeda.
Dalam beberapa hal, CRISPR bisa sangat berbeda dari teknik GMO yang lebih tua ini karena memungkinkan perubahan genetik yang lebih halus.
Beberapa GMO yang paling umum dimodifikasi dengan gen yang menghasilkan racun bakteri, yang membunuh serangga hama tertentu, atau gen yang membuat tanaman toleran terhadap herbisida glifosat, juga dikenal sebagai Roundup.
Dalam beberapa hal, CRISPR bisa sangat berbeda dari teknik GMO yang lebih tua ini karena memungkinkan perubahan genetik yang lebih halus. Alih-alih memasukkan potongan kode genetik dari spesies lain, CRISPR hanya dapat mengubah sedikit kode di dalam tanaman yang ditargetkan.
Namun, meskipun CRISPR memungkinkan perubahan yang lebih kecil, CRISPR masih dapat digunakan untuk membuat perubahan yang lebih drastis. Ini termasuk memasukkan gen dari spesies lain, kata Jennifer Kuzma, seorang profesor kebijakan sains dan teknologi dan wakil direktur Genetic Engineering and Society Center di North Carolina State University.
“Saya rasa Anda tidak dapat menggeneralisasi tentang pengeditan gen atau CRISPR,” katanya.
Pendukung CRISPR cenderung berfokus pada cara yang lebih halus yang dapat mengubah tanaman, sementara mereka yang menentang makanan biotek menggarisbawahi kemungkinan yang lebih drastis.
“Kebenaran ada di antara keduanya,” kata Kuzma. Dan itu tergantung pada aplikasinya.
Pekerjaan Di melibatkan perubahan yang relatif kecil, keputusan sadar untuk menghindari kontroversi.
“Ada masalah sosial untuk GMO,” katanya. Perdebatan sudah ada.
