Ketika populasi global mendekati 10 miliar orang pada tahun 2050, produksi pertanian perlu meningkat 60%. Namun dengan setiap 1 ° C pemanasan, produktivitas pertanian diproyeksikan turun 5%. Salah satu model memperkirakan bahwa hasil kentang dapat menurun sebanyak 32% pada tahun 2060, tetapi pengembangan dan distribusi varietas genetik cerdas iklim dapat memastikan bahwa tanaman bergizi dan cepat matang ini terus memainkan peran penting dalam sistem pangan dalam perekonomian di seluruh dunia. .
Untuk mempercepat pengembangan varietas tersebut, para ilmuwan telah memanfaatkan kemajuan dalam pengurutan genetik dan menggunakan pengetahuan yang diperoleh untuk membiakkan varietas kentang yang lebih cocok untuk memenuhi permintaan di masa depan.
Ilmuwan di International Potato Center (CIP) telah lama berada di garis depan tren ini, berpartisipasi dalam kelompok internasional yang menerbitkan urutan genom kentang pertama pada tahun 2011. Berkat terobosan baru-baru ini yang melibatkan penemuan gen yang terkait dengan karakteristik penting — dari nutrisi konten terhadap resistensi penyakit — mereka telah mulai menggunakan penanda genetik untuk mempercepat perkembangbiakan untuk sifat yang diinginkan.
Perbaikan kentang diawali dengan persilangan antara tetua pemijahan yang menghasilkan puluhan ribu keturunan. Para ilmuwan secara tradisional menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mengevaluasi tanaman tersebut di ladang dan rumah kaca…
Mempercepat perbaikan genetik kentang
Perbaikan kentang diawali dengan persilangan antara tetua pemijahan yang menghasilkan puluhan ribu keturunan. Para ilmuwan secara tradisional menghabiskan waktu bertahun-tahun mengevaluasi tanaman tersebut di ladang dan rumah kaca, dan akhirnya melalui kelompok fokus pria dan wanita, dalam proses eliminasi yang menghasilkan daftar pendek klon kentang dengan potensi terbesar.
Penggunaan penanda genetik untuk sifat-sifat seperti ketahanan terhadap penyakit busuk daun dan dua virus kentang yang paling merusak telah mempercepat kemajuan CIP dalam memproduksi kentang dengan hasil lebih tinggi. Jika dulu pemulia harus membiarkan semua keturunan hasil persilangannya menjadi dewasa di rumah kaca untuk menentukan mana yang tahan, mereka sekarang hanya membuang satu daun dari setiap tanaman muda untuk sekuensing genetik guna menentukan mana yang mewarisi gen ketahanan. Penanda genetik untuk resistensi penyakit busuk daun, misalnya, telah mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk proses ini hingga 50 persen.
Mentransfer resistensi
Virus kentang menumpuk dan mengikis hasil dari satu siklus tanaman ke siklus berikutnya, sedangkan penyakit busuk daun dapat merusak ladang tanaman kentang dalam hitungan minggu. Ketika varietas tahan penyakit busuk daun ditanam secara luas selama bertahun-tahun, patogen berevolusi untuk mengatasi mekanisme ketahanannya. Jadi, peternak selalu mencari sumber resistensi baru, yang sering ditemukan pada kentang lokal atau kentang liar.
CIP baru-baru ini melakukan persilangan dengan kentang liar asli Cajamarca, di Peru utara, untuk menghasilkan kentang tahan penyakit busuk daun yang berpotensi layak secara komersial. Dibagikan dengan mitra pembiakan di beberapa negara, klon kentang tersebut saat ini sedang menjalani evaluasi untuk kemungkinan pelepasan sebagai varietas di Peru.
Sejak 1973, bank gen CIP telah mengumpulkan dan mengawetkan kentang asli dan liar, banyak yang tahan terhadap penyakit busuk daun. Sebagai bagian dari prakarsa internasional untuk melestarikan, mempelajari, dan menggunakan keragaman genetik kentang, tomat, terong, dan paprika — semuanya terkait — sebagian besar keanekaragaman hayati tersebut telah disaring untuk ketahanan terhadap penyakit dan menjalani pengurutan genetik dalam beberapa tahun terakhir.
Manfaat mengatasi penyakit busuk daun tidak bisa diremehkan. Diperkirakan kerugian tahunan kentang global akibat penyakit ini mencapai hampir USD 5 miliar pada tahun 2019. Memotong kerugian tersebut dengan varietas yang lebih tangguh dapat membuat perbedaan yang luar biasa bagi petani skala kecil, membantu mereka mengubah operasi mereka dari subsisten menjadi komersial.
Dengan penanda genetik, lebih mudah bagi pemulia untuk mengembangkan kentang yang tahan banting dan unggul dengan ciri-ciri utama — rasa, tekstur, waktu memasak — yang dicari oleh konsumen lokal. Varietas yang dihasilkan akan memungkinkan para petani untuk memenuhi permintaan pangan yang terus meningkat, meningkatkan pendapatan mereka, dan mengatasi tantangan yang tak terduga dari dunia yang terus berubah.