Meskipun ini berabad-abad sebelum orang tahu apa-apa tentang gen, mutasi dan keturunan, petani di Mesoamerika (tempat tomat kemungkinan pertama kali dibudidayakan) tahu bahwa menanam benih dari tanaman khusus ini dapat memberi mereka tomat yang lebih besar. Dan itulah yang mereka lakukan.
Pada awal 16
th
abad, orang Spanyol membawa apa yang sekarang kita kenal sebagai bistik tomat ke Eropa, dan dari sana, tanaman segera menyebar ke seluruh dunia. Tidak sampai bulan lalu, meskipun, ketika sebuah tim ilmuwan menerbitkan sebuah makalah di Genetika Alam , bahwa kami belajar bagaimana bistik asli menjadi begitu besar di tempat pertama.
“Kami telah menemukan serangkaian gen dan mekanisme kontrol untuk menentukan berapa banyak sel punca yang diproduksi di pabrik, ” kata Dr. Zach Lippman, profesor di Cold Spring Harbor Laboratory dan penulis terkait dalam penelitian ini. “[Sekarang] kami memahami bagian mendasar dari sistem kontrol.”
Dalam istilah yang paling sederhana, tomat dan semua tanaman berbunga lainnya memiliki set gen yang mengatur produksi sel induk. Salah satu gen ini mendorong produksi sel induk, sementara yang lain, dikenal sebagai CLAVATA, menghambatnya. Keduanya umumnya mencapai keseimbangan yang bahagia, menghasilkan jumlah sel punca yang “tepat”. Dengan terlalu sedikit, tanaman tidak akan tumbuh cukup; dengan terlalu banyak, itu akan tumbuh menjadi kekacauan yang kacau balau.
Menurut Lipman, mekanisme genetik yang mengatur sel punca ini bekerja seperti dial daripada saklar lampu. Menekan gen CLAVATA sedikit dan Anda mendapatkan lebih banyak sel induk; menekannya sedikit lebih jauh, dan Anda mendapatkan lebih banyak sel punca. Dalam kasus tomat bistik, mutasi genetik yang menarik perhatian orang Mesoamerika secara acak memutar sel induk ini sehingga tanaman itu menumbuhkan tomat yang lebih besar tetapi tidak mengalami efek buruk.
Sadarilah bahwa kita berada di Zaman Keemasan labu raksasa. Rekor dunia telah dipecahkan setiap tahun tetapi satu sejak tahun 1998, selama waktu itu meroket dari 1, 061 pound hingga 2 tahun lalu yang mencengangkan, Spesimen seberat 323 pon dari Swiss.
Karena semua tanaman berbunga menggunakan mekanisme regulasi sel induk yang sama, temuan ini membuat Lippman dan rekan-rekannya bertanya-tanya apakah putaran sel induk genetik ini dapat disesuaikan pada tanaman lain. Seperti dalam, akankah mengetahui mengapa tomat bistik sangat membantu para pemulia dan ilmuwan meningkatkan hasil panen tanaman pangan penting lainnya?
Dalam kasus sesuatu seperti jagung, jawabannya tampaknya mungkin – meskipun faktor-faktor lain memperumit banyak hal.
CLAVATA memang mengatur sel punca di “meristem telinga, ” yang merupakan jaringan yang akhirnya berkembang menjadi bulir jagung. Menekan pengaruh CLAVATA memang akan meningkatkan jumlah sel punca di meristem telinga ini dan berpotensi menghasilkan bulir jagung yang lebih besar, kata Dr. David Holding, seorang profesor di Universitas Nebraska-Lincoln yang akrab dengan penelitian Lippman. Tetapi pendorong utama hasil jagung yang sangat besar, dia berkata, adalah ketat, pengaturan baris dan kernel yang efisien di telinga, bukan ukuran keseluruhan telinga.
Meningkatkan sel punca di meristem, Memegang berspekulasi, mungkin akan “memperkenalkan perbedaan morfologi yang menghasilkan bentuk telinga yang abnormal, yang mengurangi kemampuan telinga untuk mengemas biji-bijian dengan sangat erat.”
Pada waktu bersamaan, salah satu rekan Lippman di Cold Spring Harbor Laboratory, Dr Dave Jackson, juga telah menerbitkan penelitian yang menunjukkan bahwa perubahan pada gen pengatur sel punca pada jagung bisa beri kami yang terbaik dari kedua dunia:telinga yang lebih besar dengan reguler, baris lurus. (Jackson dan Lippman sama-sama menekankan pentingnya penyesuaian dalam hal meningkatkan sel punca di meristem. Sementara tangan yang berat tentu saja buruk bagi tanaman, hak, sentuhan ringan tampaknya meningkatkan ukuran dan hasil buah.)
“Pengetahuan tentang jalur ini sangat relevan untuk semua tanaman, ” kata Jackson, yang berpikir bahwa pemahaman yang terbuka tentang regulasi sel induk tanaman ini memang dapat membantu meningkatkan produksi pangan di masa depan.
Zach Lippman dengan labu raksasanya, 2007
Tidak ada diskusi tentang sayuran besar yang lengkap, meskipun, tanpa berbicara tentang sayuran yang BENAR-BENAR besar. Dan menariknya, jika bukan karena olahraga menanam labu raksasa, umat manusia mungkin masih dalam kegelapan tentang mekanisme CLAVATA yang baru saja dijelaskan Lippman dan rekan-rekannya.
“Saya tidak akan duduk di sini sekarang melakukan penelitian yang saya lakukan jika saya tidak mulai menanam labu raksasa ketika saya berusia 13 tahun, ” kata Lipman, yang diperkenalkan oleh seorang pemimpin Pramuka.
Sadarilah bahwa kita berada di Zaman Keemasan labu raksasa. Rekor dunia telah dipecahkan setiap tahun tetapi satu sejak tahun 1998, selama waktu itu meroket dari 1, 061 pound hingga 2 tahun lalu yang mencengangkan, Spesimen seberat 323 pon dari Swiss.
Sejauh yang diketahui Lippman, tidak ada yang menyelidiki apakah labu raksasa memiliki sebagian besar ukurannya karena mutasi CLAVATA yang sama yang memberi kita tomat bistik. Tetapi karena labu raksasa juga menggunakan gen CLAVATA untuk mengatur produksi sel induk, tampaknya mungkin memanipulasinya bisa membuat labu lebih besar.
Salah satu cara untuk memutar tombol CLAVATA adalah dengan menggunakan teknik pengeditan gen mutakhir yang sama yang digunakan secara kontroversial awal tahun ini oleh para ilmuwan China untuk memodifikasi embrio manusia yang tidak dapat hidup. Itu murni hipotetis pada saat ini. Lippman, yang penelitian masa depannya akan terus melihat aspek lain dari regulasi sel induk pada tomat, tertawa terbahak-bahak pada gagasan mencari dana penelitian untuk merekayasa genetika labu yang lebih besar. Tapi jika dia bisa memperdebatkan uang, itu akan menyenangkan, dia berkata.
“Saya pikir itu [akan] eksperimen yang menarik, hanya sebagai bukti prinsip, ” kata Lipman, sambil mengakui kecurigaan publik seputar modifikasi genetik. “[Tapi] itu mungkin akan menggosok orang dengan cara yang salah, dan aku akan mengerti itu.”
Beberapa petani sayuran raksasa dihubungi oleh Petani Modern terbuka untuk gagasan raksasa rekayasa genetika.
“Saya pikir itu akan sangat keren, ” kata Andy Wolf, presiden Persemakmuran Labu Besar, yang memberikan sanksi rekor dunia untuk labu raksasa dan sayuran lainnya. "Kebanyakan pria bereksperimen dengan sesuatu ... mencoba untuk mendapatkan keunggulan dari orang lain."
Jika keunggulan itu datang melalui rekayasa genetika, Wolf tidak akan memiliki pertengkaran pribadi dengannya. Dalam budaya sumber terbuka labu raksasa, dia menambahkan, petani secara teratur bertukar benih, tips dan informasi. Jika labu raksasa yang disesuaikan dengan CLAVATA muncul dan memecahkan rekor dunia, tahun depan, petani di seluruh dunia akan menggunakan benihnya. Dan dengan demikian barisan kemajuan labu raksasa akan terus berlanjut.
Mari kita kembali sekarang ke tomat. Musim gugur yang lalu, sebagai Lippman dkk. sedang mempersiapkan makalah mereka, seorang pria dari Ely, minnesota, bernama Dan MacCoy memecahkan rekor dunia berusia 28 tahun dengan menanam tomat seberat 8,41 pon. Berkembang biak, disebut Zac Besar, dikembangkan dengan menyilangkan dua tomat bistik pusaka yang berbeda.
MacCoy memiliki 11 tanaman Big Zac lagi yang sudah tumbuh musim ini. Dia pikir teknik pemangkasan baru yang dia rintis tahun lalu mungkin menjadi kunci untuk menghancurkan penghalang 10 pon dunia tomat yang menakutkan. Tetapi jika para ilmuwan memutar tombol sel induk seperti di tanaman tomat Big Zac, MacCoy "pasti" akan menjadi game untuk mencobanya.
“Saya seorang tukang kebun halaman belakang yang cukup sederhana, " dia berkata. “Saya tidak terlalu mendalami bagian ilmiahnya… Apa pun yang menghasilkan buah terbesar akan berhasil untuk saya.”
Pendekatan itu berhasil untuk petani yang sekarang terlupakan di Mesoamerika, juga – kepada siapa seluruh dunia berutang banyak terima kasih.
