"Gunting Genetik" Pembuat Padi Unggul

Apa yang terpikirkan dalam benak Anda ketika mendengar kata gunting? Mungkin Anda langsung membayangkan sebuah alat berbentuk dua pisau yang disambung agar mengayun di satu poros, ujungnya dapat dipegang dan berfungsi untuk memotong suatu benda. Namun, ternyata "gunting" dengan karakter pemotong seperti itu juga digunakan dalam penyuntingan materi genetik organisme, lho. "Gunting" seperti apa, sih, yang dimaksud?

"Gunting" tersebut tersusun dari informasi genetik bernama CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) bersama dengan protein Cas9 yang ditemukan dalam materi genetik pada bakteri. 

Keduanya lebih umum dikenal sebagai kesatuan dengan nama CRISPR-Cas9. "Gunting genetik" berperan sebagai alat pemotong untuk pengeditan urutan DNA sehingga memungkinkan adanya manipulasi langsung pada DNA suatu organisme. 

Penggunaan "gunting genetik" memanfaatkan RNA sebagai pemandu yang mengenali wilayah target DNA yang diminati dan mengarahkan protein Cas9 ke wilayah tersebut untuk disunting. Ini dapat menjadi langkah yang solutif untuk memanipulasi DNA suatu organisme sehingga menghasilkan karakter yang unggul.

"Gunting genetik" telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan, termasuk pertanian, lebih khusus pada tanaman padi. "Gunting genetik" digunakan untuk menyunting urutan kode genetik sehingga dapat mengubah sifat-sifat genetik tanaman dengan tujuan meningkatkan produktivitas, ketahanan terhadap penyakit, efisiensi penggunaan air, dan banyak lagi. 

Padi Super Basmati dikenal sebagai salah satu varietas padi yang mendunia karena rasa dan aromanya yang khas serta butirannya yang panjang. Padi Super Basmati memiliki permintaan yang tinggi terutama di Asia, tetapi produksinya terancam oleh berbagai permasalahan yang mengakibatkan tingginya angka kerugian panen. 

Salah satu yang menjadi masalah utama padi Super Basmati adalah penyakit hawar bakteri yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Berdasarkan permasalahan tersebut, penelitian Zafar dkk. (2022) telah membuktikan adanya peningkatan ketahanan padi terhadap bakteri Xoo dengan melakukan penyuntingan urutan kode genetik pada padi menggunakan "gunting genetik" CRISPR-Cas9. 

Hasil dari penelitian tersebut menunjukkan adanya keberhasilan perubahan pada urutan kode genetik padi, lho. Perubahan ini disebut mutasi melalui penghilangan urutan DNA yang menjadi penyebab penyakit hawar bakteri pada padi. 

Terjadinya perubahan tersebut menghasilkan tanaman padi Super Basmati yang tahan terhadap serangan bakteri. Lebih dari itu, padi Super Basmati hasil penyuntingan pun tetap memiliki ciri-ciri seperti padi yang normal dan sehat. Menarik, bukan?

Padi Super Basmati hasil penyuntingan dengan gunting genetik terlihat sama dengan padi normal dan sehat (wild type) (Sumber: Zafar dkk., 2020)

Kabar menggembirakannya, ternyata penerapan "gunting genetik" pada rekayasa tanaman padi juga telah dilakukan di Indonesia, lho. Salah satunya dilakukan pada penelitian  Mubarok dkk. (2019) yang menyunting urutan kode genetik padi varietas Kitaake. 

Temuan ini terbukti menghasilkan padi yang tahan terhadap cekaman kekeringan. Hasil penelitian ini dapat menjadi solusi dalam mengatasi permasalahan seputar produksi padi di Indonesia. Padi merupakan sumber makanan pokok masyarakat Indonesia, sehingga produksi padi yang lancar dan stabil sangat berkontribusi pada ketahanan pangan Indonesia. 

Oleh karena itu, penerapan "gunting genetik" memiliki peluang yang tinggi untuk dikembangkan pada pertanian padi di Indonesia yang kerap menghadapi berbagai cekaman dari lingkungan. Pemanfaatan "gunting genetik" dapat dilakukan untuk memecahkan masalah pertanian yang berdampak pada penurunan kualitas dan kuantitas hasil panen. 

Semoga pengaplikasian "gunting genetik" ini dapat terus berkembang di Indonesia, ya!  Yuk, kita ambil peran untuk mewujudkan pertanian Indonesia yang maju, tangguh, dan sejahtera!

Penulis:

Mulyana Hadid, Nurul Ilma Apriliani, Miussa Rio Hibatulloh, Prof. Topik Hidayat, M.Si., Ph.D.

Referensi:

Zafar, K., Khan, M. Z., Amin, I., Mukhtar, Z., Yasmin, S., Arif, M., ... & Mansoor, S. (2020). Precise CRISPR-Cas9 mediated genome editing in Super Basmati rice for resistance against bacterial blight by targeting the major susceptibility gene. Frontiers in Plant Science, 11, 575. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00575

Mubarok, H., Basunanda, P., & Santoso, T. J. (2019). Tolerance of T2 generation 'Kitaake'Rice (Oryza sativa L.) CRISPR/Cas9-OsGA20ox-2 mutant strains to drought condition. Ilmu Pertan Agric Sci, 4(123), 10-22146. https://doi.org/10.22146/ipas.37032