Peneliti dari North Carolina State University mensterilkan lalat buah untuk memerangi kerusakan pada petani buah
Paul Nelson terbiasa melawan lalat buah invasif yang disebut lalat buah berbintik, hama yang dalam satu tahun menghancurkan lebih dari separuh buah beri di pertanian Minnesota yang ia dan timnya jalankan. Dalam beberapa tahun terakhir, mereka telah berhasil mengurangi kerugian hingga mendekati 5%, namun hal ini memerlukan banyak tenaga kerja dan biaya yang mahal.
“Ini adalah hama yang jika Anda tidak mau meluangkan waktu, hama tersebut akan mengambil alih pertanian Anda,” kata Nelson, kepala petani di Untiedt’s, sebuah operasi buah dan sayuran sekitar satu jam di sebelah barat Minneapolis.
Nelson dan produsen lain suatu hari nanti mungkin ada alat baru yang dihasilkan dari penelitian di North Carolina State University mengenai serangga, yang menghancurkan buah beri dengan bertelur di dalamnya dan diperkirakan merugikan petani ratusan juta dolar setiap tahunnya. Para peneliti, dengan menggunakan konsep yang disebut “gene drive”, memanipulasi DNA serangga sehingga keturunan betinanya akan mandul, dan metode yang mereka gunakan untuk mencapai hal ini memiliki peluang pemulihan populasi yang berkurang secara signifikan.
PRODUSEN JERUK FLORIDA MENCATAT TAHUN TERBURUK SEJAK 1930-an
Para peneliti, yang karyanya diterbitkan pada Senin di Proceedings of the National Academy of Sciences, menemukan bahwa jika mereka mengawinkan salah satu lalat hasil modifikasi dengan lalat yang tidak dimodifikasi, maka 99% keturunannya akan mewarisi sifat sterilitas. Mereka menggunakan pemodelan matematis untuk menunjukkan bahwa jika mereka melepaskan satu lalat buah yang termodifikasi untuk setiap empat lalat buah yang tidak termodifikasi, dan melakukannya setiap dua minggu, maka populasinya akan musnah dalam waktu sekitar lima bulan.
Memodifikasi serangga secara genetik sebagai bentuk pengendalian hama bukanlah ide baru. Misalnya, para ilmuwan telah melepaskan nyamuk hasil rekayasa genetika yang kawin dengan populasi asli untuk menghasilkan keturunan yang mati sebelum dewasa guna mempertahankan populasi dan membantu memerangi penyebaran penyakit yang ditularkan oleh serangga seperti demam kuning, demam berdarah, dan virus Zika. Namun teknologi ini belum berkembang secara luas di bidang pertanian karena pestisida lebih murah dan mudah digunakan.
Max Scott, seorang profesor entomologi dan salah satu penulis makalah tersebut, mengatakan beberapa metode pelepasan serangga hasil rekayasa genetika untuk mengendalikan populasi akan menjadi mahal jika diterapkan dalam skala besar karena metode tersebut sudah selesai dan akan segera dilakukan sebelum hama dimusnahkan. . Namun dia mengatakan metode timnya, yang bergantung pada ide yang disebut “gene drive,” memfasilitasi penyebaran kemandulan dari generasi ke generasi dengan lebih cepat, dan dapat berarti lebih sedikit waktu yang dibutuhkan untuk melepaskan bakteri yang telah dimodifikasi.
Peneliti entomologi Eric Burkness memeriksa tanaman raspberry pada 26 September 2017 di Rosemont, Minnesota. Penelitian baru dari North Carolina State University menawarkan harapan bagi para petani buah yang berjuang melawan lalat buah yang berbahaya. (Anthony Souffle/Star Tribune melalui AP)
“Kami sangat gembira dengan hal ini,” kata Scott. “Sistem ini bekerja dengan sangat efisien.”
Jika proses genetik yang dilakukan para peneliti berhasil di lapangan, hal ini dapat menjadi tambahan penting dalam teknik pengelolaan hama yang dimiliki petani dalam melawan serangga yang terus-menerus menyerang yang dapat memusnahkan 20-30% hasil panen raspberry bahkan setelah penggunaan pestisida, kata Bill Hutchison. seorang profesor dan ahli entomologi ekstensi di Universitas Minnesota. Dan perjuangan melawan hama telah berkembang seiring dengan perubahan iklim, tambahnya, karena musim dingin yang lebih hangat memungkinkan spesies invasif seperti lalat drosophila sayap tutul untuk bertahan hidup lebih baik di musim dingin dan memperluas jangkauan mereka untuk musim dingin di utara.
Di Untiedt’s, Nelson mengatakan dia memperhatikan musim dingin yang lebih hangat dan musim semi yang lebih awal. Ia masih menunggu untuk melihat lalat buah pertama tahun ini, namun mereka datang lebih awal setiap tahunnya ke lahan pertanian stroberi, raspberry, dan tomat seluas 35 hektar, katanya.
“Selama bertahun-tahun mereka mengatakan kepada kami bahwa Anda tidak akan pernah melihat (drosophila sayap tutul) pada stroberi yang menghasilkan buah bulan Juni karena buah tersebut matang terlalu dini. Itu tidak benar. Kami menemukannya pada stroberi yang menghasilkan buah bulan Juni,” katanya.
Untuk memberantas hama, Nelson dan timnya menggunakan pestisida dan perangkap serta menghabiskan banyak waktu mencari serangga kecil tersebut. Hutchison mengatakan beberapa petani menggunakan jaring berventilasi atau plastik yang secara efektif menciptakan semacam rumah kaca pada buah mereka. Namun semua metode ini memiliki kelemahan. Pestisida dapat membunuh serangga yang bermanfaat, dan penyemprotan mengharuskan petani yang membiarkan orang memetik buah beri mereka sendiri untuk menghentikan operasinya selama beberapa hari. Jaring sulit dipasang, dan penutup plastik dapat membuat tanaman menjadi terlalu panas.
Luciano Matzkin, seorang profesor entomologi di Universitas Arizona, mempelajari lalat buah dan spesies hama lainnya dengan fokus pada pertanian. Matzkin, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan bahwa fokus tim Scott dalam menghentikan wabah dengan mensterilkan perempuan memecahkan masalah yang terkadang terjadi dengan teknologi penggerak gen – bahwa mutasi gen yang beruntung dapat muncul dan ditularkan, bertentangan dengan harapan para ilmuwan. untuk mencapai.
Lyric Bartholomay, seorang profesor di Fakultas Kedokteran Hewan di Universitas Wisconsin-Madison yang mempelajari pengelolaan hama terpadu dan entomologi kesehatan masyarakat yang bukan bagian dari penelitian tersebut, mengatakan “pendekatan genetik yang semakin disesuaikan” akan diperlukan di masa depan untuk melindungi tanaman dan manusia dari hama, terutama jika resistensi terhadap insektisida meningkat.
KLIK DI SINI UNTUK MENDAPATKAN APLIKASI FOX NEWS
Penelitian ini masih membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk diterapkan secara praktis. Scott dan timnya akan melanjutkan ke uji coba laboratorium lebih lanjut untuk melihat apakah pemodelan matematika mereka benar, dan kemudian akan menjalani proses regulasi sebelum melanjutkan ke uji coba lapangan. Penelitian lebih lanjut juga diperlukan untuk mempertimbangkan pertimbangan seperti variasi genetik regional dalam spesies yang sama dan dampak ekologis dari interaksi dengan spesies lain, sesuatu yang disoroti oleh Scott dan Matzkin.
Matzkin mengatakan jika tidak ada risiko lingkungan yang negatif, “pendekatan biokontrol yang berhasil selalu lebih baik” dibandingkan pestisida, yang membawa dampak dan kerugian lingkungan yang signifikan. Itu sebabnya, katanya, departemen entomologi di seluruh negeri sedang mempelajari biologi dan ekologi serangga pada saat yang sama ketika peneliti lain sedang mengerjakan pendekatan transgenik untuk mengendalikan populasi berbagai jenis hama.
Sementara itu, Nelson akan menunggu apakah ada solusi baru yang muncul untuk membantunya mengelola hama. Dia bertani bersama putranya yang berusia 24 tahun dan mengatakan dia khawatir tentang masa depan.
“Para ahli akan memberi tahu kita apa yang terjadi. Namun saat kita bertani, kita melihat, bagaimana hal ini akan mengubah keadaan untuk generasi berikutnya?” dia bertanya. “Jika kami kehilangan penjualan tanaman berry, ini merupakan masalah besar bagi pertanian kami.”
