Para ilmuwan China menyusun peta gen padi liar dan padi budi daya secara rinci, menyediakan sumber daya untuk pengembangan varietas tanaman yang lebih unggul dan produktif guna mengatasi kekurangan pangan global serta berbagai tantangan lingkungan.
Dipublikasikan dalam edisi terbaru jurnal Nature, penelitian itu mengumpulkan 145 sampel padi representatif, yang sebagian besar merupakan spesies liar.
Dengan menggunakan teknologi pengurutan gen yang canggih dan metode komputasi, para peneliti di Pusat Keunggulan Ilmu Tanaman Molekuler di bawah Akademi Ilmu Pengetahuan China, Chinese Academy of Sciences (CAS), telah menyelesaikan analisis komprehensif terhadap gen padi.
Mereka membentuk koleksi ‘pangenom’ atau sebuah peta yang mencakup hampir seluruh keanekaragaman genetik tanaman padi, termasuk puluhan ribu gen yang spesifik untuk padi liar.
Han Bin, peneliti utama peta gen padi tersebut, meyakini bahwa pengembangan kumpulan data yang begitu besar sangatlah berharga karena penelitian-penelitian sebelumnya tentang gen padi mengandalkan genom referensi tunggal yang hanya dapat menentukan sebagian kecil dari keanekaragaman genetik tanaman.
Sebaliknya, pangenom memungkinkan para ilmuwan untuk mengeksplorasi keanekaragaman padi liar yang kaya, yang telah terbentuk melalui ribuan tahun seleksi alam dan memiliki karakteristik penting yang telah menjamin kelangsungan hidupnya selama berabad-abad budi daya.
Michelle Trenkmann, editor senior jurnal Nature, mengatakan bahwa penelitian itu menunjukkan bahwa ‘padi liar memiliki kumpulan gen resistensi yang besar. Hal ini dapat membantu dalam upaya peningkatan hasil panen, yang sangat penting untuk ketahanan pangan di masa depan’.
Lebih dari 69.000 gen telah dimasukkan ke dalam peta tersebut, dengan hampir 20 persen di antaranya hanya ditemukan pada padi liar dan terkait dengan ketahanan terhadap penyakit serta kemampuan beradaptasi dengan lingkungan.
Penelitian tersebut menemukan bahwa padi liar memiliki kelimpahan dan keanekaragaman gen tahan penyakit yang lebih tinggi dibandingkan dengan padi budi daya.
Tim Han berhasil mengidentifikasi 1.184 lokasi gen yang memiliki potensi lebih tinggi dalam melawan penyakit dibandingkan dengan padi budi daya, termasuk dua gen yang telah terbukti meningkatkan ketahanan terhadap penyakit blas, salah satu penyakit utama pada tanaman padi.
“Hal ini mengonfirmasi bahwa spesies padi liar dapat menjadi sumber genetik yang berharga dan langsung untuk pengembangan varietas padi yang tahan terhadap penyakit dan kondisi yang menantang,” kata Han.
Penemuan lain yang disoroti dalam penelitian itu mencakup konfirmasi terhadap hipotesis asal-usul domestikasi tunggal untuk semua spesies padi budi daya Asia — menyelesaikan perdebatan akademis yang telah berlangsung lama –serta identifikasi kelompok padi budi daya baru di Asia Selatan, yang memberikan gambaran lengkap tentang evolusi padi.
Sekitar 60 persen dari populasi dunia mengonsumsi nasi sebagai makanan pokok. China merupakan produsen beras terbesar sekaligus kontributor utama dalam berbagai kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi terkait budi daya padi.
Berkat referensi pangenome ini –yang merupakan terobosan terbaru dalam bidang tersebut– para ilmuwan kini dapat secara akurat mengidentifikasi gen-gen unggul pada padi liar, melacak asal-usul gen-gen penting, serta memahami bagaimana padi beradaptasi pada lingkungan yang berbeda dan mengubah karakteristiknya.
Selain itu, menurut Han, penelitian itu juga memungkinkan perluasan penerapan penemuan laboratorium ke lapangan, menyediakan sumber daya genetik utama untuk mengembangkan varietas padi yang memiliki ketahanan tinggi terhadap penyakit, serta memungkinkan pemuliaan varietas baru secara presisi yang dapat bertahan terhadap tekanan lingkungan, sekaligus meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya dan potensi hasil panen yang lebih tinggi.