Tingkatkan Kualitas, Ilmuan Teliti Gen dari 7 Spesies Semangka yang Ada di Dunia

TrubusLife
Syahroni
04 Nov 2019   21:00 WIB

Komentar
Tingkatkan Kualitas, Ilmuan Teliti Gen dari 7 Spesies Semangka yang Ada di Dunia

Tujuh spesies semangka memiliki keanekaragaman yang luar biasa. (Xingping Zhang/Syngenta)

Trubus.id -- Ketika orang membayangkan semangka, yang ada di benak mereka pasti langsung tertuju pada Citrullus lanatus, semangka yang banyak dibudidayakan karena daging buahnyanya yang merah, berair, manis dan kerap dihidangkan di seluruh dunia sebagai makanan penutup. Memang, semangka adalah salah satu buah paling populer di dunia, nomor dua setelah tomat — yang banyak dianggap sebagai sayuran. Namun yang belum banyak diketahui, ternyata ada enam spesies semangka liar lainnya, yang semuanya memiliki buah pucat, keras dan pahit.

Para peneliti sekarang telah megalihkan pandangan yang komprehensif pada genom dari ketujuh spesies semangka yang ada di dunia. Tujuannya untuk menciptakan sumber daya yang dapat membantu pemulia tanaman menemukan gen semangka liar yang memberikan ketahanan terhadap hama, penyakit, kekeringan dan kesulitan lainnya, dan selanjutnya meningkatkan kualitas buah.

Memperkenalkan gen-gen ini ke dalam semangka yang dibudidayakan dapat menghasilkan semangka manis berkualitas tinggi yang mampu tumbuh di iklim yang lebih beragam. Hal ini menjadi sangat penting karena perubahan iklim yang semakin menghimpit para petani di seluruh penjuru dunia ini.

"Ketika manusia menjinakkan semangka selama 4.000 tahun terakhir, mereka memilih buah yang berwarna merah, manis dan kurang pahit," kata Zhangjun Fei, seorang staf pengajar di Boyce Thompson Institute dan salah satu pemimpin upaya internasional dalam keterangan persnya.

"Sayangnya, ketika orang membuat semangka lebih manis dan lebih merah, buah kehilangan beberapa kemampuan untuk melawan penyakit dan jenis stres lainnya," kata Fei, yang juga seorang Profesor Tambahan di School of Integrative Plant Science di Cornell University.

Seperti yang dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan di Nature Genetics pada 1 November lalu, para peneliti membuat wawasan ini menggunakan proses dua langkah. Pertama, mereka menciptakan versi perbaikan dari "genom referensi," yang digunakan oleh para ilmuwan dan pemulia tanaman untuk menemukan versi gen yang baru dan menarik dari spesimen mereka.

Fei bersama-sama memimpin penciptaan genom referensi semangka pertama menggunakan varietas budidaya Asia Timur yang disebut '97103,' yang diterbitkan pada 2013.

"Genom referensi pertama itu dibuat menggunakan teknologi sequencing baca-pendek yang lebih tua. Menggunakan teknologi sekuens yang telah lama dibaca, kami mampu menciptakan genom kualitas yang jauh lebih tinggi yang akan menjadi referensi yang jauh lebih baik untuk komunitas semangka." kata Fei. 

Kelompok ini kemudian mengurutkan genom 414 semangka berbeda yang mewakili ketujuh spesies. Dengan membandingkan genom-genom ini dengan genom referensi baru dan satu sama lain, para peneliti dapat menentukan hubungan evolusi dari spesies semangka yang berbeda.

"Satu penemuan utama dari analisis kami adalah bahwa satu spesies liar yang banyak digunakan dalam program pemuliaan saat ini Yaitu, C. amarus adalah spesies saudara dan bukan nenek moyang seperti yang diyakini secara luas," kata Fei.

Memang, para peneliti menemukan bahwa semangka yang dibudidayakan, dijinakkan dengan membiakkan kepahitan dan meningkatkan rasa manis, ukuran buah dan warna daging. Varietas modern telah semakin ditingkatkan dalam beberapa ratus tahun terakhir dengan meningkatkan rasa manis, rasa dan tekstur renyah. Para peneliti juga menemukan wilayah genom semangka yang dapat ditambang untuk terus meningkatkan kualitas buah, seperti dengan membuat mereka lebih besar, lebih manis dan lebih segar.

Dalam 20 hingga 30 tahun terakhir, pemulia tanaman telah melintasi semangka yang dibudidayakan bersama saudara spesies C. amarus dan dua kerabat liar lainnya, C. mucusospermus dan C. colocynthis, untuk membuat semangka pencuci mulut lebih tahan terhadap hama nematoda, kekeringan, dan penyakit. seperti layu Fusarium dan embun tepung.

Jenis-jenis perbaikan yang menggunakan kerabat liar inilah yang menggairahkan Amnon Levi, seorang ahli genetika penelitian dan pemelihara semangka di Departemen Pertanian, Layanan Penelitian Pertanian, Laboratorium Sayuran A.S. di Charleston, Carolina Selatan. Levi adalah rekan penulis makalah ini dan menyediakan materi genetik untuk banyak semangka yang digunakan dalam penelitian ini.

"Semangka manis memiliki basis genetik yang sangat sempit. Tetapi ada keragaman genetik yang luas di antara spesies liar, yang memberi mereka potensi besar untuk mengandung gen yang memberi mereka toleransi terhadap hama dan tekanan lingkungan," kata Levi. 

Levi berencana untuk bekerja dengan BTI untuk menemukan beberapa gen liar yang dapat digunakan untuk memperbaiki semangka pencuci mulut, terutama untuk ketahanan terhadap penyakit.

"Semangka rentan terhadap banyak penyakit dan hama tropis, yang jangkauannya diperkirakan akan terus berkembang seiring dengan perubahan iklim. Kami ingin melihat apakah kami dapat mengembalikan gen resistensi penyakit liar yang hilang selama domestikasi." kata Levi lagi.

Rekan penulis lainnya termasuk peneliti dari Akademi Ilmu Pertanian dan Kehutanan Beijing dan Akademi Ilmu Pertanian Cina. Penelitian ini didukung sebagian oleh dana dari Institut Penelitian Inisiatif Tanaman Khusus Makanan dan Pertanian USDA (2015-51181-24285), dan Yayasan Ilmu Pengetahuan Nasional AS (IOS-1339287 dan IOS-1539831).

Dalam edisi yang sama dari Nature Genetics, Fei dan rekannya juga menerbitkan makalah serupa yang menganalisis 1.175 melon, termasuk varietas blewah dan melon. Para peneliti menemukan 208 wilayah genom yang berhubungan dengan massa buah, kualitas dan karakteristik morfologi, yang dapat berguna untuk pengembangbiakan melon. Awal tahun ini, Fei, Levi dan koleganya menerbitkan referensi genom semangka 'Charleston Grey', varietas C. lanatus AS untuk melengkapi genom '97103' Asia Timur. [RN]

  0


500 Karakter

Artikel Terkait

6 Jenis Anjing Kalem yang Tidak Banyak Menyalak

Pet & Animal   16 Feb 2020 - 23:48 WIB
Bagikan:          

5 Fakta Menakjubkan Tentang Indra Penciuman Anjing

Pet & Animal   16 Feb 2020 - 23:41 WIB
Bagikan:          

Inilah Makanan yang Bantu Menenangkan Sindrom Kaki Gelisah

Health & Beauty   16 Feb 2020 - 23:35 WIB
Bagikan: