Mengapa perusahaan gagal memaksakan gandum GM di dunia?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Pada awal Agustus, majalah Science menerbitkan sebuah manifesto oleh dua ahli bioteknologi bahwa dunia kekurangan gandum yang dimodifikasi secara genetik - dengan bantuannya, menurut pendapat mereka, adalah mungkin untuk memerangi penyakit berbahaya yang mengancam sektor pertanian ekonomi negara-negara berkembang.

Setelah membaca manifesto, N + 1 memutuskan untuk mencari tahu mengapa masih belum ada satu pun varietas gandum GM di pasaran dan apakah kita benar-benar membutuhkannya.

Penulis manifesto, Brande Wulff dan Kanwarpal Dhugga, bekerja di Pusat Bioteknologi John Innes di Inggris dan Pusat Peningkatan Jagung dan Gandum Internasional di Meksiko. Dalam sebuah artikel untuk Science, mereka tidak melaporkan dukungan apa pun dari produsen varietas GM, tetapi organisasi nirlaba yang mendanai kedua pusat tersebut mempromosikan bioteknologi pertanian.

Menurut para ilmuwan, kurangnya minat pada gandum GM di kalangan pengembang terutama disebabkan oleh tekanan dari aktivis publik yang memerangi GMO. Pada saat yang sama, tulis mereka, modifikasi genetik dapat, misalnya, melindungi gandum dari ledakan, penyakit jamur berbahaya yang pertama kali ditemukan di Brasil dan dari sana menyebar ke seluruh Amerika Selatan dan benua lain. Pada tahun 2016, penyakit blas, yang dibawa dengan biji-bijian yang terkontaminasi, ditemukan di Bangladesh, di mana karantina masih dipertahankan dan dari sana penyakit itu dapat menyebar ke seluruh Asia Tenggara dan masuk ke India. Pada gandum, resistensi terhadap penyakit ini sangat rendah, tetapi gen yang sesuai telah ditemukan pada kerabat liarnya, sereal Aegilops tauschii.

Para penulis percaya bahwa Bangladesh akan bersedia untuk memperkenalkan gandum yang dimodifikasi secara genetik untuk melindungi terhadap penyakit ledakan, karena baru-baru ini menyetujui terong GM dan sedang mempersiapkan untuk menanam kentang GM yang tahan terhadap penyakit busuk daun. Tetapi untuk ini perlu seseorang untuk membuat gandum GM, tulis para ilmuwan.

Objek genetik yang kompleks

Yang kita sebut gandum dalam kehidupan sehari-hari adalah beberapa jenis tanaman, terutama gandum lunak (Triticum aestivum) dan gandum durum (Triticum durum). Yang pertama digunakan untuk membuat tepung roti dan gandum malt, sedangkan yang kedua digunakan untuk membuat couscous, bulgur, pasta tradisional Italia dan produk lainnya. Gandum durum hanya menyumbang 5-8 persen dari semua gandum yang ditanam; menurut statistik resmi dari Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa (FAO), pada tahun 2016, umat manusia menanam setidaknya 823 juta ton gandum di total area budidaya 221 juta hektar. Ini menjadikan gandum sebagai tanaman terbesar kedua dalam hal total produksi tanaman setelah jagung.

Semua gandum yang ditanam dan dijual di dunia bukan milik transgenik: sekarang di negara tidak ada varietas gandum transgenik yang disetujui untuk budidaya komersial. Berdasarkan Konvensi PBB tentang Keanekaragaman Hayati, yang mengumpulkan data tentang varietas tanaman budidaya transgenik, hanya sembilan varietas gandum biasa yang terdaftar dengan berbagai sifat, dari ketahanan herbisida hingga kandungan protein tinggi (basisnya jelas tidak mencakup semua proyek dan negara, karena tidak semua negara bagian - misalnya, baik Amerika Serikat maupun Rusia - belum meratifikasi Protokol Cartagena tentang Keamanan Hayati pada konvensi ini). Tapi tak satu pun dari varietas ini telah melampaui persetujuan tanaman percobaan untuk tujuan ilmiah. Tidak ada data tentang GM-varietas gandum durum dalam database.

MON71800, dikembangkan oleh Monsanto, paling mendekati persetujuan: seperti banyak varietas GM terkenal lainnya di perusahaan, MON71800 tahan terhadap glifosat (ini disebut gandum Roundup Ready). Pada tahun 2004, perusahaan bahkan menerima persetujuan yang diperlukan dari Food and Drug Administration AS, tetapi tidak menyelesaikan proses persetujuan dari lembaga lain, EPA. Media kemudian menulis bahwa proyek tersebut, yang memakan waktu setidaknya $5 juta dan tujuh tahun, dihentikan karena penentangan dari para petani yang khawatir bahwa penyebaran gandum GM di Amerika Serikat akan membuat mereka kehilangan akses ke pasar Eropa yang skeptis. Monsanto N+1 tidak menjawab pertanyaan spesifik apakah perusahaan saat ini sedang mengembangkan varietas gandum GM, tetapi mengatakan tetap "berkomitmen untuk terus berinovasi dalam gandum melalui bioteknologi dan penyuntingan genetik."

Dari waktu ke waktu, berita tentang pengembangan varietas GM muncul setelah tahun 2004: misalnya, salah satu mitra Monsanto, perusahaan India Mahyco, pada tahun 2013 akan melakukan uji lapangan gandum toleran herbisida (untuk pertanyaan N + 1, perusahaan menjawab bahwa sekarang tidak berurusan dengan gandum GM). Penelitian tentang gandum GM yang tahan terhadap lonjakan fusarium juga dilakukan oleh Syngenta, tetapi proyek ini dihentikan, kata Igor Chumikov, direktur regulasi varietas dan sifat bioteknologi tanaman di CIS Syngenta di Rusia. Bayer CropScience mengatakan tahun lalu bahwa mereka tidak melihat gandum GM sebagai prioritas globalnya, tetapi hibrida.

Menurut para ahli yang diwawancarai oleh N + 1, setidaknya 500 varietas gandum GM berada pada tahap pengujian yang berbeda di dunia, dan dengan tidak adanya minat di pasar Amerika dan Eropa, para pemimpinnya adalah, misalnya, Australia dan Cina. Di Australia, organisasi riset nasional CSIRO mengajukan persetujuan musim semi ini untuk menguji durum dan gandum lunak dengan ketahanan terhadap karat gandum, penyakit jamur yang mempengaruhi sereal. Tes direncanakan memakan waktu lima tahun; ternyata CSIRO mendapat izin untuk mereka (organisasi itu sendiri tidak dapat menjawab N+1 pertanyaan). Pada tahun 2017, pengujian gandum GM dengan hasil yang lebih tinggi dimulai di Inggris dan akan berlanjut di sana hingga akhir 2019.

Pada saat yang sama, kurangnya varietas yang disetujui tidak berarti bahwa gandum GM tidak tumbuh di mana pun di dunia: cerita tentang bagaimana, di suatu tempat di ladang, tidak sah dan tidak diketahui di mana gandum yang dimodifikasi secara genetik ditemukan, telah terjadi setidaknya sejak 1999. Salah satu cerita seperti itu terjadi di Kanada musim panas lalu: pada bulan Juni tahun ini, pihak berwenang Kanada mengkonfirmasi bahwa gandum di sepanjang jalan pedesaan di Alberta selatan, yang selamat dari perlakuan herbisida, ternyata dimodifikasi secara genetik (jenis apa itu, bukan ditentukan; pada tahun 2017, di negara tersebut Ada 54 uji coba lapangan terbatas GM dan gandum hibrida, 39 di antaranya secara khusus menargetkan resistensi herbisida - tidak ada yang dilakukan di Alberta.) Karena gandum yang tidak terduga ini, Jepang dan Korea Selatan menangguhkan impor gandum dari Kanada, dan menteri Kanada harus menghubungi mitra Uni Eropa-nya dan menjelaskan bahwa gandum ini tidak ditemukan di mana pun kecuali di satu ladang di Alberta.

“Di antara semua tanaman yang sekarang dibudidayakan, gandum mungkin salah satu objek yang paling sulit untuk diseleksi. Gandum biasa adalah poliploid, ia memiliki genom heksaploid (inti sel mengandung tiga genom dasar A, B dan D, yaitu, enam set kromosom, ada 42 di antaranya - N + 1). 99 persen dari semua varietas yang sekarang dibudidayakan adalah varietas gandum roti, objek genetik yang sangat kompleks. Selain itu, gandum termasuk dalam kelas monokotil, sehingga semua pekerjaan pada modifikasi genetiknya kurang berhasil dibandingkan dengan tanaman lain dan dimulai kemudian, kata Dmitry Miroshnichenko, peneliti senior di laboratorium BIOTRON sistem ekspresi dan modifikasi genom tanaman. di Institut Kimia Bioorganik RAS.

Penghalang simbolis

Kesulitan bekerja dengan gandum tidak terbatas pada tanaman itu sendiri: Miroshnichenko mengatakan bahwa kelambatan teknologi dikaitkan dengan masalah metodologis. Untuk modifikasi genetik semua kultur, dua metode standar digunakan: transformasi agrobakteri, ketika gen ditransfer menggunakan bakteri dari genus Agrobacterium dan plasmidnya, dan metode biobalistik, transfer urutan genetik menggunakan apa yang disebut senjata gen - a perangkat yang "menembak" partikel logam berat dari DNA ke dalam bentuk plasmid yang sama. Menurut ilmuwan, sekarang di Eropa, Amerika Serikat, Asia, dan negara-negara lain, hanya tanaman GM yang diizinkan, yang diperoleh dengan menggunakan metode agrobakteri, di mana dapat dipastikan bahwa hanya satu sisipan asing yang ada dalam genom yang dimodifikasi. tanaman, dan tidak beberapa, seperti biasa memberikan biobalistik. Untuk gandum transgenik, metode agrobakteri dikembangkan hanya dalam sepuluh tahun terakhir, kata Miroshnichenko.

“Dua puluh tahun yang lalu, semua orang mengharapkan penanaman komersial gandum GM akan dilakukan besok. Saya menduga ini tidak terjadi karena beberapa alasan, dan banyak dari alasan ini umum terjadi pada gandum dan beras. Intinya, tentu saja, bukanlah bahwa ada hambatan bioteknologi yang signifikan untuk penciptaan varietas ini,”catat spesialis genomik tanaman Hugh Jones dari University of Aberystwyth di Wales. Jones percaya bahwa sikap terhadap gandum di masyarakat berbeda dari, katakanlah, jagung atau kedelai: bagi banyak orang "gandum memiliki simbolisme budaya yang hebat." Oleh karena itu, ia menduga, sikap negatif terhadap gandum GM lebih dalam daripada terhadap makanan lain. Miroshnichenko setuju: “Dari sudut pandang sosial, gandum adalah tanaman biji-bijian utama, itu adalah roti dan sebagainya. Publik mempersepsikan modifikasi genetiknya secara negatif.”

Ada lebih banyak kesulitan pragmatis, kata Jones: gandum adalah tanaman dan komoditas yang paling banyak diperdagangkan, dan sulit untuk memisahkan gandum GM dari gandum biasa. Bahkan jika satu negara mengizinkan budidaya gandum yang dimodifikasi secara genetik, itu akan segera menghadapi larangan ekspor ke negara lain, yang akan sangat ketat karena ancaman keamanan hayati. Jika gandum GM diizinkan, maka itu harus diizinkan di mana-mana, kata ilmuwan itu.

Kanwarpal Dugga, salah satu penulis manifesto di Science, dalam sebuah wawancara dengan N + 1 mencatat bahwa hampir semua varietas tanaman GM yang tersedia di pasar dikembangkan, diuji dan ditanam di AS, dan dari sana mereka pergi ke pasar lain (dengan pengecualian terong Bt dengan ketahanan terhadap hama serangga, dibuat di India). “Meskipun semua data keamanan yang dikumpulkan selama dua puluh tahun untuk jagung GM dan kedelai GM, mereka masih belum tumbuh di luar Amerika,” kata Dougga, menambahkan bahwa petani Amerika mengekspor setengah dari semua gandum yang mereka tanam. Gandum GM - mau tidak mau akan dipandu oleh negara-negara pengimpor.

Pada saat yang sama, Dougga tidak percaya bahwa gandum secara fundamental berbeda dari tanaman GM lainnya dalam hal penolakan konsumen, karena di semua negara di mana suasana anti-GMO ada, mereka terutama berhubungan dengan makanan yang dimakan orang itu sendiri., dan bukan, karena contoh, hewan. “Bahkan penentang transgenik paling aktif di Eropa – Austria, Prancis, Jerman – mengimpor jagung transgenik dan kedelai transgenik sebagai pakan ternak,” catat ilmuwan tersebut.

Konsumen tidak melihat manfaat apa pun

“Tidak ada satu pun properti khusus untuk gandum yang sangat penting. Selain itu, tidak ada konsensus dalam industri mengenai sifat mana yang paling berharga,”kata William Wilson, pakar gandum GM dan profesor di North Dakota State University. Dmitry Miroshnichenko mengatakan bahwa sifat-sifat yang diperoleh untuk sebagian besar tanaman GM komersial lainnya - resistensi herbisida dan resistensi serangga - tidak relevan untuk gandum: “Kedua sifat ini bukanlah yang harus ditangani sejak awal, karena mereka memiliki nilai komersial yang terbatas. dalam budidaya gandum. Ketika Monsanto meminta izin di Amerika Serikat pada tahun 2004 untuk menanam gandum GM yang toleran herbisida, mereka menarik aplikasinya justru karena sifat GM memiliki nilai komersial yang kecil. Sikap negatif terhadap budidaya gandum GM pada saat itu "mengalahkan" kemungkinan kesuksesan komersial, "- kata ilmuwan itu.

Ciri-ciri yang benar-benar ingin diperoleh seseorang dari gandum GM adalah sifat yang sama yang diperjuangkan oleh para peternak, catat Miroshnichenko. “Pertama, ini adalah ketahanan terhadap faktor-faktor yang tidak menguntungkan - tergantung di mana gandum ditanam, apakah itu kekeringan dan suhu tinggi, atau, sebaliknya, suhu rendah dan salju, serta ketahanan terhadap peningkatan kandungan garam di tanah, dan seterusnya. pada. Kelompok sifat kedua yang sangat diminati adalah resistensi terhadap fitopatogen, khususnya, terhadap sejumlah penyakit jamur, ini adalah fusarium, karat, embun tepung, dan sebagainya,”katanya. Di area ini, ada banyak penelitian tentang gandum GM, meskipun ada ide yang lebih eksotis: misalnya, di Australia, CSIRO mengembangkan gandum yang menurunkan kadar kolesterol darah karena peningkatan kandungan beta-glukan.

Sejauh ini, tidak ada keberhasilan yang jelas di bidang ini: Amerika, Eropa, dan Cina "telah berfokus pada budaya sederhana yang akan berdampak lebih cepat," tambah Miroshnichenko. “Untuk gandum, untuk waktu yang lama, pertanyaannya adalah tentang sifat mana yang dapat dimodifikasi secara genetik sedemikian rupa sehingga akan memberikan efek nyata secara komersial dalam meningkatkan hasil dalam kondisi yang tidak menguntungkan, sementara pada saat yang sama, pada tahun-tahun yang menguntungkan, hasil tidak berkurang. Dibandingkan dengan tanaman lain, terutama yang dikotil, modifikasi gen yang tampaknya sama terkadang tidak mengarah pada efek yang diharapkan pada gandum,”kata peneliti.

Wilson mencatat bahwa dalam praktiknya, sifat apa pun yang meningkatkan kualitas tanaman dan menurunkan biaya bagi petani akan sangat bermanfaat. “Petani ingin mendapatkan [gandum GM] … Ini dapat meningkatkan hasil panen, mengurangi biaya dan risiko, dan meningkatkan kualitas. Tetapi konsumen dalam hal ini adalah minoritas yang sangat keras,”kata ilmuwan itu.

Pada saat yang sama, Dougga mengambil pandangan yang lebih luas tentang masalah ini: di sebagian besar tanaman GM saat ini, sifat menguntungkan baru mereka bermanfaat bagi petani, bukan konsumen. "Mungkin jika kita memiliki varietas gandum GM dengan manfaat bagi konsumen, misalnya, dalam bentuk beberapa manfaat kesehatan yang jelas, situasi penentangan terhadap gandum GM bisa berubah," saran ilmuwan.

Masa depan "CRISPR-gandum"

Pada bulan November 2009, jurnal Nature Biotechnology menerbitkan sebuah artikel bahwa para pengembang tanaman GM sekali lagi "mengalihkan wajah mereka" ke gandum: Monsanto menjanjikan varietas GM pertama yang sudah ada dalam dekade itu, dan Bayer CropScience - yang saat ini lebih memilih modifikasi genetik daripada hibrida - bersama dengan CSIRO Australia berencana untuk membawa produknya ke pasar pada tahun 2015. Satu dekade kemudian, para ilmuwan yang disurvei oleh N+1 masih optimis, tetapi untuk alasan yang berbeda.

“Saya pikir gandum biotek akan tetap muncul, karena penelitian tentang pengeditan genom dengan sistem CRISPR / Cas telah mendorong pengembangan arah ini dalam lima tahun terakhir. Saya pikir varietas gandum biotek yang menjanjikan pasti akan muncul dalam waktu dekat, karena sudah ada perkembangan yang cukup baik di Cina dan Amerika Serikat, dengan analogi dengan beras atau jagung,”kata Miroshnichenko.

William Wilson juga menaruh harapannya pada CRISPR / Cas dan teknologi pengeditan titik genom lainnya: menurutnya, segalanya akan lebih baik dengan "CRISPR-gandum". Dougga setuju, mengutip jagung lilin dari Corteva AgriScience (sebelumnya dikenal sebagai DuPont Pioneer), yang sedang bersiap untuk memasuki pasar. Miroshnichenko mengatakan bahwa para ilmuwan Cina telah melaporkan tentang kemungkinan pengeditan genom dari salah satu lokus gen gandum Mlo, yang secara tidak langsung bertanggung jawab atas resistensi terhadap fitopatogen. "Tapi belum ada yang diketahui tentang seberapa besar perubahan gen ini mempengaruhi hasil tanaman dan manifestasi dari sifat-sifat lainnya, ini masih dalam tahap penelitian," catat ilmuwan tersebut. Studi serupa muncul di Amerika Serikat. Kelompok ilmuwan Cina lainnya menunjukkan bagaimana CRISPR / Cas dapat membantu mengatasi kesulitan dengan gandum heksaploid, di mana, untuk mendapatkan sifat baru yang stabil, perubahan yang sama harus dilakukan pada semua salinan gen.

Akhirnya, para ilmuwan berharap bahwa CRISPR / Cas akan membantu mengembangkan gandum hibrida, yang saat ini tidak ada di pasaran - secara teknis sulit untuk memproduksi hibrida gandum yang diserbuki sendiri secara massal. “Saya pikir arah ini memiliki potensi besar. Banyak tanaman modern - kedelai, jagung, tomat, paprika, dan sebagainya - semuanya hibrida yang dapat meningkatkan hasil dan ketahanan. Dengan metode agroteknik, kita sudah dapat mengatakan bahwa kita telah mencapai ambang batas untuk meningkatkan hasil gandum. Munculnya hibrida akan membantu meningkatkan hasil secara signifikan di masa depan,”kata Miroshnichenko. Igor Chumikov dari Syngenta menarik perhatian pada gandum hibrida yang diperoleh dengan metode pemuliaan tradisional: menurutnya, gandum hibrida memungkinkan "untuk memberikan kualitas yang jauh lebih tinggi daripada kualitas gandum varietas." Syngenta telah mengembangkan gandum hibrida musim dingin untuk UE selama beberapa tahun terakhir dan mengharapkan untuk membawanya ke pasar “dalam tiga hingga lima tahun ke depan,” kata Chumikov.

Benar, Pengadilan Eropa pada bulan Juli tahun ini agak mengecewakan para penggemar CRISPR dengan menyamakan perkembangan tersebut dengan transgenik: ini tampaknya berarti bahwa setidaknya di satu pasar gandum yang besar dan penting, masalah dengan persepsi produk semacam itu tidak akan hilang. Sementara dunia sedang mencari tahu apa yang dianggap sebagai modifikasi genetik dan apa yang tidak, gandum yang "ditingkatkan" mungkin tidak akan pernah keluar dari lingkaran setan di mana ia harus disetujui oleh seluruh umat manusia sekaligus, dan seruan para ilmuwan "untuk tidak meninggalkan gandum sebagai yatim piatu di antara tanaman GM" tidak akan tetap terdengar.