Metode cangkok baru dapat memungkinkan pengeditan gen pada tanaman seperti kakao, kopi, dan alpukat yang saat ini sulit dimodifikasi. Peneliti telah menunjukkan bahwa merekayasa batang bawah untuk menghasilkan komponen CRISPR dapat mengedit tunas dari tanaman yang tidak dimodifikasi. Pendekatan ini menjanjikan penerapan yang lebih luas untuk perbaikan genetik presisi dalam pertanian.
Pengeditan gen dengan CRISPR menawarkan cara presisi untuk meningkatkan produktivitas dan nutrisi tanaman, yang krusial untuk mengatasi dampak lingkungan pertanian, kenaikan harga makanan, dan tantangan iklim di tengah pertumbuhan populasi. Namun, banyak tanaman menimbulkan kesulitan karena dinding sel yang kaku dan tantangan dalam meregenerasi tanaman utuh dari sel yang dimodifikasi. Teknik konvensional seperti biolistik—menembakkan pelet yang direndam DNA—atau menggunakan Agrobacterium memasukkan DNA ekstra, yang memicu regulasi ketat, tidak seperti mutasi kecil mirip alami yang sering dianggap regulator sebagai pembiakan standar.
Pada 2023, Friedrich Kragler di Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology di Jerman mengembangkan solusi inovatif. Timnya merekayasa akar tanaman untuk menghasilkan RNA mobile yang mengkode protein Cas dan RNA pemandu untuk CRISPR. Dengan mencangkok tunas tidak dimodifikasi ke akar ini, mereka mencapai pengeditan gen pada tunas dan biji. Ini memanfaatkan transportasi RNA alami tanaman dari akar ke bagian udara.
Ugo Rogo di University of Pisa di Italia, bersama rekan-rekannya, menyoroti ini dalam makalah yang diterbitkan di International Journal of Molecular Sciences (DOI: 10.3390/ijms26199294). «Ini masih dalam tahap awal, tapi teknik ini memiliki potensi besar,» kata Rogo. Keberagaman cangkok memungkinkan penggabungan tanaman yang jauh berkerabat, seperti tunas tomat pada akar kentang, memungkinkan pengeditan spesies seperti bunga matahari, pohon, kakao, kopi, singkong, dan alpukat di mana metode langsung gagal.
«Cangkok memberi kita kemungkinan untuk menggunakan sistem CRISPR pada pohon atau tanaman seperti bunga matahari,» catat Rogo. Julian Hibberd di University of Cambridge menambahkan, «Anda bisa menggunakan akar untuk mengirimkan Cas9 dan panduan pengeditan ke berbagai varietas elit.» Ralph Bock, juga di Max Planck Institute, menekankan efisiensi: «Membuat batang bawah transgenik bukan usaha besar, mengingat itu hanya perlu dibuat sekali, dan kemudian bisa digunakan selamanya dan untuk spesies ganda.»
Untuk anggur, di mana hanya varietas seperti Chardonnay yang mudah diregenerasi, batang bawah Chardonnay yang dimodifikasi bisa memberikan sifat seperti ketahanan penyakit ke semua varietas. Rogo membayangkan pendekatan hibrida, menggunakan batang bawah untuk mRNA Cas9 besar dan virus untuk RNA pemandu, memperluas tanaman yang bisa diedit tanpa penyisipan DNA yang tidak diinginkan.