Pemuliaan tanaman konvensional membutuhkan 8 hingga 12 generasi persilangan (sekitar 6 sampai 10 tahun) untuk menghasilkan satu galur benih unggul baru. Pemulia menanam ribuan anakan padi atau jagung di lahan, menunggu tanaman terserang penyakit secara alami, lalu mengamati satu per satu mana yang tetap sehat. Seleksi visual berdasarkan penampakan luar (fenotipe) ini lama, memakan biaya lahan besar, dan mudah terkecoh oleh cuaca musiman.
Marker-Assisted Selection (MAS), atau seleksi berbantuan marka molekuler, memangkas siklus itu menjadi separuhnya, yaitu 3 sampai 4 generasi. Susunan DNA tanaman dibaca di laboratorium sejak bibit masih berupa kecambah berumur hitungan hari.
1. Cara kerja seleksi berbasis marka DNA
Setiap sifat unggul dikendalikan gen tertentu di dalam genom:
- Gen tahan rendaman banjir pada padi dikenal sebagai gen Sub1.
- Gen tahan penyakit blas daun padi dikenal sebagai gen Pi9 atau Pita.
- Gen toleran kekeringan atau tanah asin (salin) dikenal sebagai lokus gen Saltol.
Pada MAS, pemulia mengambil potongan daun kecil dari kecambah padi umur 7 hari, mengekstraksi DNA-nya, lalu memperbanyak segmen marka DNA target dengan mesin Polymerase Chain Reaction (PCR). Hasil elektroforesis gel menampilkan pita DNA yang menunjukkan apakah gen unggul yang dicari benar-benar diwarisi anakan silangan itu.
Tanaman yang pita DNA-nya tidak memuat gen target langsung disingkirkan sejak awal persemaian. Tenaga, pupuk, dan lahan tidak terbuang untuk merawat ribuan rumpun yang tidak punya gen unggul.
2. Perbedaan MAS dengan rekayasa genetika transgenik
Banyak petani dan konsumen mengira bioteknologi berarti tanaman transgenik (Genetically Modified Organism / GMO). MAS berbeda:
- Tanpa sisipan gen asing: MAS tidak memasukkan gen dari bakteri, virus, atau spesies lain. Ini persilangan konvensional antara dua tanaman sejenis, hanya saja pemilihannya diperiksa lewat DNA.
- Diperlakukan seperti varietas konvensional: Benih hasil seleksi MAS diperlakukan sama dengan varietas konvensional oleh kementerian pertanian dan karantina, sehingga tidak terkena aturan keamanan hayati seperti tanaman transgenik.
- Piramida gen ketahanan (Gene Pyramiding): MAS memungkinkan beberapa gen ketahanan ditumpuk dalam satu varietas. Contohnya padi Inpari 30 Ciherang Sub-1, yang menggabungkan rasa nasi pulen khas Ciherang dengan ketahanan terendam banjir selama 14 hari berkat gen Sub1.
3. Langkah mengambil sampel daun untuk uji marka DNA
Hasil deteksi marka DNA bergantung pada kondisi sampel di persemaian:
- Ambil jaringan muda: Petik potongan daun muda 2 hingga 3 sentimeter dari daun ketiga bibit yang sedang tumbuh aktif (fase vegetatif awal). Dinding sel daun muda belum menebal oleh lignin, sehingga ekstraksi DNA di laboratorium lebih murni dari senyawa fenolik pengganggu.
- Keringkan cepat: Masukkan potongan daun ke tabung mikro atau kantong bersegel berisi butiran silika gel dengan rasio berat 1 banding 5. Penyerapan air yang cepat menghentikan enzim nuklease yang bisa merusak rantai DNA sebelum sampel masuk mesin PCR.
- Beri kode label: Setiap pot bibit dan tabung sampel daun diberi label kode yang sama dan tahan luntur, agar nomor persilangan tidak tertukar.
Dengan MAS, perbenihan nasional dapat merilis varietas yang menyesuaikan diri dengan perubahan iklim dan serangan hama baru lebih cepat ke tangan petani.
