Pada abad ke-21, pendekatan interdisipliner diperlukan dalam program pemuliaan tanaman untuk mengidentifikasi tantangan pemuliaan dan meningkatkan produksi tanaman. Kedua bidang ilmu yang saling melengkapi tersebut adalah genomika dan bioinformatika. Keduanya telah terbukti mampu menjadi solusi dari percepatan program pemuliaan tanaman di Amerika Serikat dan Eropa. Pengunaan tools bionformatika yang tepat untuk analisis hilir sekuen genomika merupakan kunci keberhasilan dalam program pemuliaan tanaman berbasis marka molekuler (MAS). Analisis tersebut dapat disebut sebagai “produk” atau “paket teknologi” dari riset bioinformatika di ranah pemuliaan tanaman.

Seberapa pentingkah riset bioinformatika pada tanaman? Tanaman adalah dasar kehidupan di muka bumi. Tanaman menghasilkan oksigen yang mendukung kehidupan banyak makhluk hidup lainnya. Mereka sangat penting untuk keberlanjutan nutrisi dan kesehatan kita. Selama berabad-abad lamanya, manusia telah memilih varietas tanaman yang paling sesuai dengan tujuan mereka. Dalam bidang pertanian, manusia mengembangbiakkan secara kuantitas dan kualitas tanaman terpilih yang memiliki banyak keunggulan dibanding tanaman liar. Akan tetapi, sifat multifaktorial tanaman yang berperan dalam peningkatan kualitas dan kuantitas tanaman telah terbukti tidak mudah untuk dikembangkan, terutama jika yang diharapkan adalah kombinasi dari keduanya. Saat ini, revolusi dari ilmu hayati yang ditandai dengan munculnya genomika tanaman telah mengubah skala dan ruang lingkup dari riset eksperimental serta aplikasi pada program pemuliaan tanaman [1]. Kekuatan resolusi tinggi dari genomika tanaman memungkinkan untuk mencapai pemahaman genetika yang lebih luas dan terperinci tentang kinerja tanaman pada beberapa tingkatan di dalam sel. Proses biologis kompleks yang membentuk mekanisme resistensi terhadap patogen? Proses metabolisme rumit yang mendorong produktivitas tanaman lebih tinggi? Kedua hal tersebut kini dapat dilakukan dengan relatif lebih mudah menggunakan analisis fungsional sistematis pada tanaman.

Read more ...

Kita memasuki era dimana biologi molekuler tidak selalu terkait dengan rekayasa genetika berbasis transgenesis. Teknik genome editing seperti CRISPR-Cas9 hadir untuk memperbaiki teknik rekayasa genetika klasik. Jumlah paten dan industri yang meningkat terkait CRISPR menunjukkan potensi besar dan manfaat dari teknik tersebut untuk kebaikan masyarakat. Kita memasuki era dimana kita akan bertanya kepada diri sendiri, “Apakah ini akhir dari polemik tanaman transgenik?”

Teknologi genome editing yang memudahkan modifikasi genom pada berbagai organisme hidup telah menjadi terobosan revolusioner di bidang biologi. Secara umum, genome editing merupakan teknik yang didasarkan pada penggunaan nuklease spesifik sekuen (sequence-specific nucleases, NSS) seperti nuklease tipe zinc-finger, nuklease tipe transcription activator-like effector (TALEN), hingga sistem CRISPR-Cas untuk mengedit genom dari organisme target [1]. Ketiga sistem NSS tersebut menghasilkan potongan utas ganda atau yang dikenal sebagai double-stranded breaks (DSBs) pada situs target di dalam genom yang kemudian secara alami diperbaiki oleh sel melalui mekanisme non-homologous end joining (NHEJ) atau homologous recombination (HR). Kedua mekanisme tersebutlah yang pada akhirnya membuat mutasi pada gen akibat kehilangan utas mRNA atau subtitusi gen [2].

Read more ...

Pertumbuhan konsumsi karet alam di dunia hingga tahun 2020 memperlihatkan tingginya kebutuhan karet alam yang belum dapat diimbangi produksinya. Dalam upaya mengatasi permasalahan penyakit karet utama seperti Kering Alur Sadap, berbagai usaha penelitian dan pengembangan telah dilakukan. Namun, penelitian dan pengembangan tersebut tidak berjalan lancar dikarenakan rendahnya investasi akibat tidak stabilnya harga karet di dunia. Dalam kondisi sulit, bioinformatika dapat menjadi solusi sementara untuk mengisi kehausan akan inovasi dalam penelitian pada tanaman karet terutama terkait KAS.

Diperkirakan bahwa konsumsi karet alam akan tumbuh 3,5% rata-rata setiap tahun hingga 2020. Penambahan daerah budidaya karet secara dramatis dibatasi karena perlindungan hutan liar, kompetisi lahan dengan tanaman kelapa sawit, dan ketersediaan bahan tanam karet yang sesuai dengan daerah marginal dengan lingungan kering atau dingin. Dalam rangka memenuhi permintaan karet alam pada tingkat dunia, peningkatan hasil dan produktivitas lateks merupakan hal yang penting. Meskipun pemupukan dan optimasi sistem panen memainkan peranan penting dalam hal produktivitas, namun hingga hari ini kebutuhan akan bahan tanam yang baik dan vigor masih menjadi faktor utama.

Read more ...

Pemuliaan tanaman sagu saat ini masih berorientasi pada karakter rendemen pati, kualitas (rasa) pati, ketebalan empulur, dan berduri atau tidak berduri. Sayangnya, informasi keragaman genetik sagu yang reliable dan kuantitatif sukar untuk diperoleh di Indonesia. Teknik DNA barcoding yang telah banyak digunakan dalam biologi konservasi menawarkan percepatan penelitian di bidang genetika sagu. DNA barcoding dapat dimanfaatkan untuk pengembangan basis data sekuen dan DNA dari sampel tanaman sagu yang dapat dimanfaatkan dalam mengkarakterisasi individu-individu spesies sagu di Indonesia.

Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) merupakan salah satu sumber pangan dan energi yang sangat potensial dengan potensi produksi mencapai 15-25 ton pati kering/ha/tahun. Tepung atau pati sagu dapat digunakan sebagai bahan baku industri seperti mie, perekat, bioetanol, dan produk turunan lainnya [1]. Indonesia memiliki luas areal pertanaman sagu sebesar 60% dari areal total dunia yang mencapai lebih dari 2 juta ha. Luas areal sagu di Indonesia mencapai 1.528.917 ha yang tersebar di Papua (1.406.469 ha), Maluku (41.949 ha), Sulawesi (45.540 ha), Sumatera (31.872 ha), Kalimantan (2.795 ha), dan Jawa Barat (292 ha) [2].

Read more ...