Kami berbicara dengan BioConsortia, sebuah perusahaan biotek pertanian yang berkantor pusat di Davis, Kalif., yang menggunakan cara yang baru-baru ini dipatenkan untuk mengidentifikasi kombinasi spesifik mikroba tanaman untuk membantu meningkatkan hasil panen jagung, gandum, dan kedelai. Dikatakan bahwa pada tahun 2017 itu akan dapat mengkomersialkan perawatan benih pertamanya yang mengandung kombinasi mikroba yang memungkinkan tanaman menggunakan lebih sedikit pupuk namun mendapatkan hasil yang sebanding.
Teknologi ini sepertinya akan dilakukan oleh pemulia tanaman jika berkolaborasi dengan ahli mikrobiologi dalam kecepatan.
Seorang skeptis menunjukkan bahwa sulit untuk tumbuh dan memproduksi massal sekelompok mikroba seperti itu di laboratorium, jadi itu bukan kesepakatan yang dilakukan. Perusahaan lain – seperti Novozymes dan Monsanto – juga bekerja dengan mikroba. Jika semuanya berjalan lancar, itu bisa mengubah wajah pertanian seperti yang kita kenal dengan menyediakan alternatif alami bagi petani untuk jagung rekayasa genetika, kedelai, dan gandum.
Proses, dijuluki Seleksi Mikroba Lanjutan (AMS), menginspirasi Khosla Ventures untuk menginvestasikan jutaan dolar dalam dua putaran pendanaan R&D BioConsortia selama empat tahun terakhir. AMS mencari "tim impian" setiap tanaman yang terdiri dari lima hingga tujuh mikroba, atau organisme mikroskopis, yang bekerja sama untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. (Mikroba ini hidup baik di dalam tanaman maupun di dalam tanah.)
Teknologi ini sepertinya akan dilakukan oleh pemulia tanaman jika berkolaborasi dengan ahli mikrobiologi dalam kecepatan.
“Ternyata model tradisional – di mana ahli mikrobiologi menguji mikroba satu per satu – di atas kepalanya, ” kata CEO BioConsortia Marcus Meadows-Smith. Seorang eksekutif biotek serial dengan latar belakang bisnis dan genetika, Meadows-Smith bergabung dengan BioConsortia setelah bertugas sebagai kepala divisi pengelolaan hama biologis Bayer.
Begini cara kerja prosesnya (yang baru dipatenkan bulan lalu), menurut Meadows-Smith:Pertama, ilmuwan mencari tanaman berkinerja terbaik yang hidup di berbagai lingkungan tanah di seluruh dunia, termasuk yang tertekan oleh kekeringan, gurun, dingin, dan kondisi basah. Kemudian mereka melakukan pengurutan DNA tanaman dan tanah untuk menentukan jenis mikroba apa yang ada.
Lanjut, kembali ke ruang pertumbuhan Bioconsortia California, mereka membasmi tanaman ini di tanah aslinya, kemudian menjadi tanah normal dan tanah stres. Setelah mengamati tanaman mana yang tumbuh subur dan mana yang kurang subur, mereka melakukan putaran pengurutan DNA lain di tanaman dan tanah di sekitarnya. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi semua mikroba yang berkeliaran. Beberapa membantu mempercepat pertumbuhan dengan membuat nutrisi lebih mudah diakses, sementara yang lain dapat bertahan melawan patogen yang mungkin ada. (Anggap kelompok itu ada di sana untuk membantu dan melindungi – seperti rombongan selebriti yang terdiri dari asisten pribadi dan pengawal.)
Dengan melihat lebih dekat pada rombongan mikroba itu (secara kolektif dikenal sebagai mikrobioma tanaman), dan membandingkan mikroba spesifik mana yang ada di tanaman yang tumbuh baik dengan mikroba yang bernasib paling buruk, BioConsortia mengatakan dapat menetapkan "tim impian" setiap tanaman untuk setiap lingkungan tanah yang diuji.
“Kami mencari kombinasi unik untuk menjaga tanaman tetap sehat – bahkan dengan kemampuan untuk pulih dari kekeringan dan mencegah efek patogen, Kata Meadows-Smith. “Mikroba yang menguntungkan belum didokumentasikan selama bertahun-tahun, dibandingkan dengan patogen.
Hingga saat ini, perusahaan telah melakukan percobaan pada jagung, kedelai, dan gandum. Ini adalah tahun kedua uji coba lapangan independen/pihak ketiga yang menguji perawatan benih (terdiri dari "tim impian" mikroba) yang telah diproduksi untuk tanaman ini.
Tetapi meskipun Meadows-Smith mengatakan bahwa tahun pertama uji coba lapangan menunjukkan bahwa pendekatannya meningkatkan hasil sebesar 6 persen (dibandingkan dengan rata-rata peningkatan hasil <2 persen untuk pendekatan rekayasa genetika atau hibrida) dan peningkatan dua digit pada tanaman stres, dia menolak untuk menunjukkan hasil atau memberikan rincian lebih lanjut kepada Petani Modern , mengutip perjanjian kerahasiaan.
Meadows-Smith mengatakan bahwa varietas unggul termasuk jagung yang menghasilkan hasil yang lebih besar, menggunakan pupuk lebih efisien, dan lebih toleran terhadap kekeringan, serta gandum dan kedelai yang menghasilkan lebih banyak. Dalam beberapa bulan mendatang, BioConsortia akan memulai uji lapangan untuk tomat dan sayuran berdaun.
“Menggunakan mikroorganisme jelas merupakan cara masa depan karena lebih ramah lingkungan [dibandingkan dengan menggunakan bahan kimia], ” kata Kari Dunfield, seorang profesor ekologi tanah di Universitas Guelph Ontario, yang mempelajari bagaimana praktik pertanian mempengaruhi komunitas mikroba di tanah. “Pendekatannya masuk akal, seperti yang kita ketahui bahwa mikroorganisme berinteraksi satu sama lain dan sinergis.”
Tetapi ahli tersebut mengungkapkan beberapa keraguan tentang proses BioConsortia. “Kami tahu bahwa masih sangat sulit untuk menumbuhkan organisme itu di laboratorium, jadi langkah itu akan rumit, kata Dunfield. “Adalah satu hal untuk mengetahui organisme apa yang ada di sana dengan DNA, tetapi ketika Anda memiliki DNA, Anda tidak memiliki cukup untuk menumbuhkan organisme, jadi itulah mekanisme pembatasan kecepatan.”
Dia juga menunjukkan bahwa karena mikroba adalah organisme hidup, mereka tidak dapat diprediksi – yang menambahkan aspek yang lebih kompleks pada produksi dibandingkan dengan bekerja dengan bahan kimia. “Saat Anda menjual campuran [mikroba], Anda harus memastikan mereka tidak saling bersaing saat Anda menjualnya ke petani.”
Beberapa tahun dari sekarang, Meadows-Smith ingin menggunakan metode Seleksi Mikroba Tingkat Lanjut untuk mengatasi ketahanan pangan untuk populasi dunia yang terus bertambah.
Tetapi Meadows-Smith menegaskan bahwa pendekatan BioConsortia dapat menghemat jutaan dolar. Dia mengatakan dibutuhkan $25 juta untuk membawa perawatan benih mikroba ke pasar, $60 juta untuk melakukan hal yang sama untuk biopestisida (karena proses pendaftaran global), dan $135 juta untuk sifat yang dimodifikasi secara genetik (menurut Peter W.B. Phillips, seorang profesor kebijakan publik di Universitas Saskatchewan).
Seleksi Mikroba Tingkat Lanjut juga dapat mempercepat tahap penelitian, klaim Meadows-Smith, sehingga produk dapat dipasarkan dalam waktu sekitar lima tahun, dibandingkan dengan perkiraan DuPont tentang 13 tahun yang dibutuhkan tanaman rekayasa genetika untuk sampai ke pasar.
“Ada fase R&D yang panjang [untuk tanaman GM], dilanjutkan dengan uji coba lapangan, perkalian bidang, dan pendaftaran, " dia berkata.
Meadows-Smith mengatakan bahwa para ilmuwan pertama kali menemukan ide tersebut lima tahun lalu di BioDiscovery (anak perusahaan BioConsortia di Selandia Baru) saat melakukan penelitian kontrak untuk perusahaan seperti Syngenta, Monsanto, dan Bayer. “Mereka memiliki sesi brainstorming untuk menemukan cara meningkatkan kecepatan dan efisiensi proses penemuan mereka, Kata Meadows-Smith. “Untuk tujuan inilah mereka memiliki terobosan untuk menganggap ini sebagai fenotipe tanaman (atau pertanyaan pemuliaan tanaman) dan solusi daripada pertanyaan mikroba.”
Dia mengutip angka yang lebih dramatis:Perusahaan menyaring 100, 000 mikroba dalam sembilan bulan, dia berkata, sedangkan pendekatan konvensional akan memakan waktu tiga sampai empat tahun.
BioConsortia ingin menjual perawatan benih mikroba (yang diterapkan langsung ke benih) ke distributor. Jika semuanya berjalan dengan baik dengan tahun kedua uji coba lapangan, Meadows-Smith mengatakan bahwa perlakuan benih pupuk hayati – yang membutuhkan lebih sedikit pupuk untuk hasil yang sebanding – akan dikomersialkan pada tahun 2017.
Tapi dia tidak berpikir pendekatan itu akan menggantikan metode lain – seperti modifikasi genetik – secara menyeluruh.
Saat ini, perusahaan ini berfokus pada di pasar Eropa dan Amerika Utara. Lanjut, Meadows-Smith mengatakan dia ingin memperluas upaya BioConsortia ke Amerika Latin, Brasil dan Argentina.
Dan beberapa tahun dari sekarang, dia ingin menggunakan metode Seleksi Mikroba Tingkat Lanjut untuk mengatasi ketahanan pangan untuk populasi dunia yang terus bertambah – sesuatu yang diproyeksikan menjadi masalah dalam beberapa dekade mendatang mengingat tekanan pada lingkungan termasuk kekeringan, kurangnya lahan subur untuk menanam makanan dalam jumlah yang cukup, pencemaran lingkungan, dan perubahan iklim.
Meadows-Smith mengatakan bahwa pendekatan BioConsortia dapat mengembangkan tanaman yang dapat menghasilkan lebih banyak hasil panen, menyimpan lebih banyak protein ke dalam gandum, atau pilih mikrobioma yang akan meningkatkan kadar gula tanaman.
“Beberapa tahun dari sekarang kami ingin mengerjakan [menerapkan ini pada] singkong, karbohidrat pokok untuk banyak bagian Afrika, " dia berkata.
