Anonim

Alternatif pestisida membantu tanaman melindungi diri dari penyakit

Lingkungan Hidup

Lisa-Ann Lee

12 Januari 2017

Semprotan RNA yang baru dikembangkan dapat membantu petani menjaga hama dan virus menjauh dari tanaman mereka tanpa menggunakan pestisida berbahaya atau teknik transgenik mahal (Credit: zbg22 / Depositphotos)

Meskipun tidak dipublikasikan secara luas sebagai dampak perubahan iklim, penyakit tanaman adalah salah satu ancaman terbesar bagi ketahanan pangan. Menurut Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa, sekitar 20-40 persen dari panen dunia hilang dari hama dan penyakit setiap tahun. Para ilmuwan telah bereksperimen dengan alternatif untuk pestisida konvensional dan berkat teknik gen-pembungkaman yang baru dikembangkan, petani mungkin dapat memperkuat sistem pertahanan tanaman mereka tanpa ada perubahan gen yang potensial.

Penelitian, yang dipimpin oleh ahli bioteknologi pertanian Neena Mitter di Universitas Queensland (UQ), melibatkan pengembangan BioClay, semprotan yang menggunakan lembaran lempung mikroskopis yang mengandung RNA untai ganda (asam ribonukleat). Ini dilepaskan ketika tanaman terancam, memicu proses yang dikenal sebagai RNA interference (RNAi), suatu proses alami yang mengarah ke tanaman yang membungkam gen-gen virus yang berbahaya. Apa yang membuat ini sangat menarik adalah bahwa sistem pertahanan tanaman ini sangat adaptif. Jawabannya tidak satu ukuran cocok untuk semua tetapi disesuaikan untuk melawan setiap virus yang memasuki sistemnya berdasarkan informasi yang diterimanya dari genome terakhir.

Ada dua hal yang perlu diperhatikan tentang keberhasilan tim UQ. Pertama, sementara semprotan RNA komersial memang ada di pasar, mereka ditargetkan membunuh serangga, bukan membangun pertahanan tanaman. Kedua, teknik-teknik yang berorientasi pada tanaman yang telah diproduksi di laboratorium sejauh ini hanya berlangsung beberapa hari, yang merupakan masalah di dunia nyata karena sebagian besar petani beroperasi dengan margin keuntungan yang tipis dan tidak ingin menyemprot tanaman mereka begitu sering, terutama jika itu akan merugikan mereka. Dalam percobaan mereka dengan tanaman tembakau, Mitter dan timnya menemukan bahwa satu aplikasi semprotan menghentikan merica virus belang ringan dari mendatangkan malapetaka selama 20 hari. Ini adalah pertama kalinya para peneliti berhasil mencapai hasil seperti itu.

"Begitu BioClay diterapkan, pabrik 'berpikir ' sedang diserang oleh penyakit atau serangga hama dan merespon dengan melindungi diri dari hama atau penyakit yang ditargetkan, " jelas Mitter. "Semprotan tunggal BioClay melindungi tanaman dan kemudian menurunkan, mengurangi risiko terhadap lingkungan atau kesehatan manusia."

Ada banyak faktor yang menjadikan RNAi sebagai solusi yang menarik bagi perusahaan dan petani. Pertama, sementara semprotan dapat dengan mudah disesuaikan untuk melawan virus baru atau infestasi serangga, penggunaannya tidak terbatas pada penyakit dan pengendalian hama. Memang, ada semua jenis aplikasi lain - dari membantu tanaman melewati kekeringan hingga mengubah warna bunga dan meningkatkan nilai gizi tanaman pangan.

Kedua, dibandingkan dengan mengembangkan tanaman transgenik (GMO) dari awal, semprotan RNAi berpotensi jauh lebih murah dan kurang waktu intensif untuk dikembangkan. Menurut survei yang dilakukan oleh asosiasi perdagangan CropLife International, mengembangkan tanaman transgenik baru dapat dengan mudah menghabiskan biaya lebih dari US $ 100 juta dan membutuhkan waktu lebih dari 10 tahun untuk dikembangkan.

Ketiga, tidak seperti metode GMO, itu adalah teknik baru yang tidak mengubah genom tanaman, yang berpotensi menghilangkannya dari pers yang buruk dan peraturan hukum yang telah membasmi tanaman biotek. Selain itu, dari perspektif ekologis, tidak seperti pestisida konvensional, yang tidak membedakan antara serangga yang membantu dan berbahaya, dengan semprotan RNA, para ilmuwan secara teoritis dapat merujuk pada data DNA untuk menghindari pertandingan genetik dengan serangga ramah, seperti lebah madu. Dikatakan, beberapa ilmuwan telah menunjukkan bahwa ini lebih sulit daripada kedengarannya, karena banyak spesies serangga sering berbagi gen penting yang sama.

Keuntungan potensial lainnya adalah bahwa itu harus kurang berbahaya bagi kesehatan manusia karena RNA dipecah dengan cepat oleh enzim dalam air liur dan cairan pencernaan.

Pertanyaannya sekarang adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan peneliti untuk mendapatkan BioClay siap untuk penggunaan komersial. Salah satu rintangan terbesar adalah biaya - membuat RNA tidak murah. Guus Bakkeren, seorang ilmuwan penelitian di Pertanian dan Agri-Food Canada, berpendapat bahwa meskipun teknik ini dapat membantu penelitian ilmiah, masih terlalu dini untuk berbicara tentang penggunaannya di lapangan.

"Secara umum, teknik ini sangat berharga untuk penelitian ilmiah, terutama dalam kasus di mana patogen tidak dapat dengan mudah dimodifikasi secara genetik untuk menguji fungsi gen, seperti jamur karat biotrofik obligat, " katanya. Dalam kasus aplikasi berskala besar, biaya produksi molekul si- atau dsRNA membuatnya tetap menjadi pilihan yang layak secara ekonomi untuk saat ini.

Sisi baiknya, startup biotek seperti Apse berusaha menurunkan biaya produksi RNA untuk aplikasi pertanian. Jika berhasil, ini bisa mengubah penyemprotan RNA menjadi terobosan yang sangat dibutuhkan bagi petani dan negara berkembang yang bergantung pada pertanian untuk perdagangan.

Hasil penelitian ini dipublikasikan di Nature Plants .

Sumber: Universitas Queensland

Semprotan RNA yang baru dikembangkan dapat membantu petani menjaga hama dan virus menjauh dari tanaman mereka tanpa menggunakan pestisida berbahaya atau teknik transgenik mahal (Credit: zbg22 / Depositphotos)

Direkomendasikan Pilihan Editor