Pertanian

Masa Depan Tanaman: Dapatkah Penyuntingan Gen Menangani Keamanan Pangan?

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Pertanian yang Lebih Baik Diperlukan

Saat peradaban kita menghadapi kombinasi pertumbuhan populasi dan ketidakstabilan iklim, pertanyaan tentang keamanan pangan kembali menjadi sorotan utama masalah penting yang harus diatasi. Menambah risiko ini, banyak faktor lain menambah daftar, menjadikan masalah ini semakin sensitif, seperti kerusakan berkelanjutan pada keanekaragaman hayati dan kepunahan spesies, polusi, erosi tanah subur, urbanisasi lahan pertanian, dll.

Akibatnya, tekanan besar semakin dirasakan oleh agronomis dan ilmuwan tanaman untuk menyediakan solusi yang idealnya dapat mengatasi semuanya sekaligus, memberikan penyerapan karbon, peningkatan produksi pangan, dan mengurangi dampak pada lahan pertanian.

“Jika kita tidak melakukan ini dengan benar, saya sebenarnya tidak berpikir hal lain benar‑benar penting.”
Menteri Luar Negeri AS Anthony Blinken pada Acara Solusi Global untuk Keamanan Pangan di New York pada September 2023

Salah satu alat paling menjanjikan adalah rekayasa genetika, namun fokusnya berbeda dari penyuntingan gen tanaman sebelumnya. Sementara fokus sebelumnya adalah meningkatkan hasil sebanyak mungkin dengan biaya apa pun dan bersamaan dengan penggunaan bahan kimia berat, metode yang lebih maju dapat menggabungkan produksi yang lebih tinggi dengan hasil yang lebih berkelanjutan.

Ini adalah argumen yang dikembangkan oleh Stephen Long, seorang profesor ilmu tanaman dan biologi tanaman di University of Illinois Urbana‑Champaign, dalam sebuah publikasi1 berjudul “Kebutuhan dan peluang untuk mempersiapkan masa depan tanaman serta penggunaan sistem tanaman untuk mengurangi perubahan atmosfer”.

Planet yang Berubah

Gambaran Suram?

Sebelum membahas cara beradaptasi, kita perlu memahami apa yang berubah, dan gambaran tersebut sangat kompleks. Pemanasan global diperkirakan tidak hanya mengubah kondisi rata‑rata, menjadikan beberapa daerah lebih subur dan beberapa lainnya kurang subur, tetapi juga meningkatkan frekuensi dan keparahan peristiwa ekstrem.

Ini mencakup suhu ekstrem, kekeringan, banjir, dan tingkat ozon permukaan, yang semuanya dapat secara dramatis memengaruhi hasil tanaman, bahkan lebih daripada perubahan kondisi rata‑rata secara keseluruhan, yang dapat diatasi dengan perubahan metode pertanian.

CO2 atmosfer mencapai 427 ppm pada 2024 dan diproyeksikan sekitar 600 ppm pada 2050−2060. Dalam skenario tersebut, suhu rata‑rata global dapat naik lagi 1,2°C pada 2050−60, hingga 2,7°C di atas suhu pra‑industri.

Mengenai pangan, dunia akan membutuhkan antara 35% hingga 56% lebih banyak makanan pada 2050, karena peningkatan konsumsi per kapita, pertumbuhan populasi, dan peningkatan limbah produksi makanan seiring lebih banyak orang pindah ke kota.

Jika dikombinasikan dengan perkiraan kehilangan hasil tanaman akibat peristiwa ekstrem dan perubahan iklim, hal ini secara kasar berarti hampir harus menggandakan produksi pangan global pada 2050.

Tidak Semua Kabar Buruk

Namun, peningkatan CO2 yang menjadi penyebab perubahan iklim memiliki efek positif: ia merangsang pertumbuhan tanaman. Bahkan, konsentrasi CO2 yang meningkat secara rutin digunakan di rumah kaca untuk meningkatkan hasil.

“Varietas elit modern padi dan kedelai menunjukkan peningkatan hasil sekitar 30% dengan peningkatan CO2 ke tingkat yang diperkirakan pada 2050−60.
Tanaman C4—jagung dan sorgum—tidak menunjukkan peningkatan hasil, karena mereka sudah jenuh CO2 pada tingkat yang sudah tinggi saat ini.”

Hal ini terutama berlaku untuk tanaman dengan metabolisme C3, yang mencakup sebagian besar tanaman non‑tropis, dan menyumbang sebagian besar tanaman pangan utama dunia (tanaman C4 memiliki metabolisme berbeda, yang memusatkan CO2 di daun sebelum fotosintesis, sehingga masuk akal bahwa tingkat CO2 ambient kurang relevan bagi mereka).

Sumber: GforG

Kabar baik lainnya adalah bahwa menggandakan hasil tanaman tidak hanya mungkin, tetapi sudah terjadi, setidaknya untuk beberapa tanaman tertentu.

Sebagai contoh, investasi R&D besar‑besaran oleh perusahaan pertanian telah menggandakan hasil jagung, sementara tanaman pangan lain, seperti padi, gandum, kentang, dan sorgum (penting di Afrika dan wilayah tropis) masih tertinggal.

Mengatasi Masalah Pertanian

Ozon di Ketinggian Rendah

Ozon troposfer (O3) adalah polutan sekunder yang terbentuk dari aksi sinar matahari pada senyawa organik volatil dan nitrogen oksida dalam massa udara tercemar.

Saat ini, tingkat >100 ppb dapat sering ditemukan di daerah pedesaan sabuk jagung AS, dengan tingkat yang jauh lebih tinggi di wilayah produksi tanaman utama di China dan India.

“Ozon sudah menyebabkan kerugian 5% pada kedelai dan sekitar 10% pada jagung di AS, menelan biaya sekitar $9 miliar per tahun. Secara total, hal ini dapat mengakibatkan kehilangan hingga 10% tanaman global.”

Modifikasi genetik pada anatomi tanaman, terutama stomata (lubang yang memungkinkan udara masuk ke daun) dapat mengurangi penetrasi dan kerusakan ozon. Seiring peningkatan konsentrasi CO2, stomata yang lebih sedikit terbuka tidak seharusnya secara drastis memengaruhi efisiensi fotosintesis.

Sumber: ScienceFacts

Meningkatkan produksi antioksidan dalam tanaman juga dapat membantu mengurangi oksidasi oleh molekul ozon, serta meningkatkan ketahanan tanaman secara keseluruhan terhadap stres.

Kekeringan dan Penggunaan Air

Temperatur yang lebih tinggi dan cuaca yang lebih ekstrem diperkirakan akan berhubungan dengan lebih banyak kekurangan air.

Pada 2050, kehilangan hasil global akibat kekeringan pada jagung diproyeksikan naik menjadi 21,3% dari rata‑rata sebelumnya 12,0% untuk periode 1961–2006, dan untuk gandum dari 9,6% menjadi 15,5%.

Proporsi wilayah yang terdampak kekeringan akan meningkat paling signifikan di Afrika dan Oceania, dari 22% dan 15% saat ini masing‑masing, menjadi 59% dan 58% pada akhir abad.

Di sini juga, pembukaan stomata yang lebih kecil dapat membantu mengurangi kebutuhan air pada tanaman, dan mengurangi stres selama kekeringan.

“Hasilnya adalah peningkatan 15% dalam efisiensi penggunaan air pada tingkat daun pada tembakau yang ditanam di lapangan dan penurunan 30% dalam penggunaan air seluruh tanaman. Karena kecepatan tinggi modifikasi genetiknya, tembakau sering digunakan sebagai tempat uji untuk mempelajari perubahan yang dapat diterapkan pada berbagai tanaman lain.”

Rekayasa genetika seperti pengenalan Bacillus subtilis protein kejutan dingin B (cspB) ke dalam tanaman dapat meningkatkan ketahanan terhadap kekeringan tetapi belum diterapkan secara komersial.

Meningkatkan Penyerapan Karbon

Pada akhirnya, tanaman adalah mesin yang mengubah air, CO2, dan sinar matahari menjadi bahan organik. Hanya 50% biomassa tanaman yang dipanen, sisanya tertinggal dalam bentuk batang atau akar.

Jika bahan organik ini dapat tetap berada di tanah, alih‑alih terdegradasi dalam beberapa tahun, hal itu akan meningkatkan penyerapan karbon daratan bersih sebesar 50%.

Akar yang lebih dalam dikombinasikan dengan metode pertanian tanpa olah tanah (no‑till) mungkin menjadi jawabannya, dengan beberapa mekanisme yang aktif bersamaan ketika sistem akar yang lebih kuat direkayasa, baik melalui manipulasi genetik maupun program pemuliaan khusus:

  • Meningkatkan kualitas tanah dan kapasitasnya untuk menahan air.
  • Meningkatkan ketahanan tanaman terhadap kekeringan, menjaga penyerapan karbon tetap tinggi setiap saat.

Mengubah komposisi dinding sel, dengan lebih banyak lignin dan molekul karbon panjang, juga dapat membuat bahan organik mati yang dihasilkan jauh lebih tahan terhadap dekomposisi, menahan karbon di bawah tanah selama puluhan tahun, bahkan berabad‑abad atau lebih.

Terakhir, pendekatan yang lebih proaktif dapat diambil, dengan tujuan secara langsung “menanam” dan menahan karbon pada skala industri. Ilmuwan telah mengidentifikasi rumput perdu C4 berproduktivitas tinggi seperti Miscanthus × giganteus atau switchgrass (Panicum virgatum) dan prairie cordgrass (Spartina pectinata), yang dapat menahan hingga 130 ton CO2 per hektar dalam satu tahun, atau bahkan lebih untuk beberapa varietas.

Dengan menggunakan BECCS (bioenergi dengan penangkapan dan penyimpanan karbon), biomassa ini dapat dibakar untuk menghasilkan listrik, dan CO2 yang dihasilkan ditangkap serta dipindahkan ke penyimpanan bawah tanah yang dalam.

Membuat Regulasi yang Tepat

Menavigasi Kontradiksi

Salah satu masalah dengan penyebaran skala besar tanaman termodifikasi yang dapat meningkatkan hasil di tengah perubahan iklim, atau bahkan berkontribusi menguranginya, adalah bahwa hal tersebut pasti memerlukan penggunaan tanaman GMO.

Dalam konteks itu, keengganan wilayah utama untuk menggunakan tanaman tersebut dapat menjadi penghalang besar bagi solusi bioteknologi yang ditujukan mengatasi perubahan iklim dan kelangkaan pangan.

Hal ini terutama berlaku untuk UE, yang sering kali melarang total tanaman GMO. Namun wilayah lain juga cenderung melarang total GMO dari label organik, meskipun memiliki target ketat untuk meningkatkan proporsi pertanian mereka yang berada di bawah label organik.

Jadi dalam konteks legislatif saat ini, melindungi lingkungan dengan pertanian organik yang lebih banyak dapat berarti merugikan lingkungan dengan kehilangan hasil yang lebih baik dan mengurangi penyerapan karbon.

Ini menjadi topik publikasi di majalah ilmiah bergengsi Cell2 berjudul “Teknik genomik baru dalam produksi organik: Pertimbangan untuk regulasi UE yang berbasis sains, efektif, dan dapat diterima”.

CRISPR dan Teknik Genomik Baru Lainnya (NGTs)

Isu utama adalah membedakan teknik genomik baru (NGTs) dari metode lama yang lebih kasar yang sebelumnya digunakan untuk menciptakan GMO.

Metode rekayasa genetika yang jauh lebih terkontrol dan presisi ini mencakup CRISPR‑Cas9, teknologi nuklease berarah situs (SDN), mutagenesis berarah oligonukleotida (ODM), dan metilasi DNA bergantung RNA (RdDm).

Berbeda dengan menyisipkan gen asing ke dalam tanaman, NGT dapat menciptakan mutasi terarah yang mungkin terjadi secara alami atau menyisipkan materi dari tanaman yang secara alami dapat bersilangan dengan tanaman target.

“Pertanian organik dapat memainkan peran penting dalam transisi menuju sistem pangan yang lebih berkelanjutan,
Fokus yang lebih besar pada efisiensi dan ketahanan dapat dicapai dengan memperkenalkan keragaman tanaman yang lebih luas, pengembangannya dapat difasilitasi dan dipercepat oleh NGTs.”

Jadi meskipun tidak sepenuhnya “alami”, NGT tidak menciptakan sesuatu yang baru yang tidak pernah terjadi secara spontan, melainkan hanya “memandu tangan alam”.

Pendukung posisi ini berpendapat bahwa penting untuk memahami sifat NGT dan membuat perbedaan halus antara teknologi yang dipertimbangkan (GMO versus NGT).

Dapatkah Label Organik Beradaptasi dengan NGTs?

Alasan utama mengapa regulator dan publik enggan menerima bahkan NGT “alami” ke dalam label organik adalah karena hal itu dapat merusak persepsi label tersebut.

Sebaliknya, penulis makalah mengusulkan untuk membuat skema label “organik + NGT” yang menjelaskan bahwa itu bukan hanya skema pertanian “organik klasik”, tetapi juga bukan GMO biasa.

Jika pertanian organik dipromosikan sebagai jenis produksi pertanian di UE, semua bentuk produksi organik (termasuk NGT+) harus diterima saat mengevaluasi pencapaian target organik di UE.

Hal ini dapat membuka jalan bagi penyebaran metode budidaya organik yang lebih luas, tanpa mengorbankan hasil. Terutama karena label organik melampaui hanya varietas tanaman, tetapi juga metode budidaya seperti penggunaan pestisida & herbisida, cara membajak dan menanam, dll.

Pemikiran Akhir tentang Penyuntingan Gen dan Ketahanan Pertanian

Perubahan kondisi iklim dan peningkatan permintaan pangan sekaligus menjadi risiko besar dan peluang besar.

Di satu sisi, hal ini dapat menyebabkan penderitaan manusia yang luar biasa dan kerusakan ekologi. Di sisi lain, hal ini dapat menjadi dorongan yang mendorong kita menciptakan bentuk pertanian yang lebih baik dan berkelanjutan.

Ini kemungkinan akan terjadi melalui beberapa modifikasi genetika tanaman kita, sebagaimana telah terjadi sejak awal pertanian.

Teknik genomik baru kini dapat memanfaatkan kekayaan data genomik yang terkumpul selama beberapa dekade terakhir untuk menciptakan tanaman yang lebih tahan dan produktif.

Sementara itu, regulasi dan persepsi kita terhadap rekayasa genetika juga perlu berkembang. Tujuan utama melindungi lingkungan harus mengatasi prasangka tentang GMO yang terbentuk ketika rekayasa genetika masih relatif primitif.

Ini bukan berarti modifikasi tak terkendali pada biosfer kita harus berleluasa, melainkan pendekatan yang lebih terbuka dan hati‑hati dengan memanfaatkan semua alat baru yang tersedia dapat memberikan hasil terbaik sambil mengurangi sebagian besar risiko.

Inovator Rekayasa Genetika Tanaman

Corteva

CTVA Grafik Harga

Corteva adalah pemimpin global dalam teknologi pertanian, terutama bahan kimia dan benih. Ia juga sangat aktif dalam teknologi pertanian baru seperti robotika.

Dengan penjualan bersih $17,2 Miliar pada 2023, lebih dari 22.500 karyawan, dan lebih dari 10.000.000 pelanggan, perusahaan ini termasuk yang terbesar di sektornya, bersama pesaing AS Bayer dan Syngenta.

Secara keseluruhan, dan mungkin mencerminkan tren yang lebih dalam tentang penurunan konsumsi dan peningkatan persaingan, penjualan bahan kimia (pestisida, herbisida, dll.) menurun pada 2024, sementara penjualan benih meningkat.

Sumber: Corteva

Dalam tinjauan lebih mendalam, bisnis inti Corteva dalam benih adalah pada jagung dan kedelai, yang menjadi mayoritas pendapatan perusahaan di segmen ini. Yang paling menonjol, kedelai “Enlist E3” milik Corteva, dengan ketahanan terhadap 3 herbisida (2,4‑D kolin, glifosat, dan glufosinat), telah tumbuh dari kurang dari 5% pada 2019 menjadi >65% pasar AS.

Dalam perlindungan tanaman/kimia, lebih dari setengah penjualan adalah untuk herbisida, sisanya sebagian besar terdiri dari insektisida dan fungisida.

Corteva telah membangun bisnisnya saat ini di sekitar pertanian industri tradisional, yang masih merupakan aktivitas sangat menguntungkan yang mendukung anggaran R&D saat ini.

Namun, seperti yang kami bahas di sini dan dalam artikel “Masa Depan Pertanian” sebelumnya, peluang baru sedang terbuka, dengan Corteva memimpin:

Corteva juga secara aktif meneliti permintaan masa depan yang meningkat untuk biofuel hijau dan protein khusus, masing‑masing dengan pasar yang dapat dijangkau $10 M‑$30 M pada 2035.

Sumber: Corteva

Jadi secara keseluruhan, meskipun Corteva adalah raksasa metode pertanian industri “lama”, ia juga jelas menyadari perubahan di sektor dan menempatkan dirinya untuk menjadi perusahaan sebesar dan sukses yang beradaptasi dengan praktik pertanian yang berubah cepat.

Berita dan Perkembangan Saham Corteva (CTVA) Terbaru

Studi yang Dirujuk

1. Long Stephen P. (2025) Kebutuhan dan peluang untuk mempersiapkan masa depan tanaman serta penggunaan sistem tanaman untuk mengurangi perubahan atmosfer. Phil. Trans. R. Soc. 29 Mei 2025. http://doi.org/10.1098/rstb.2024.0229
2. Molitorisová, Alexandra, et al. (2025) Teknik genomik baru dalam produksi organik: Pertimbangan untuk regulasi UE yang berbasis sains, efektif, dan dapat diterima. Cell Reports Sustainability, 30 Mei 2025. https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(25)00101-6

mm

Jonathan adalah seorang peneliti biokimia yang telah bekerja di bidang analisis genetik dan uji klinis. Sekarang, ia adalah seorang analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century".