Diposting Senin, 27 Desember 2010 jam 5:36 am oleh Gun HS

Barisan Genom ‘Makanan Para Dewa’ Bisa Membuat Cokelat Terbaik Menjadi Lebih Baik

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Senin, 27 Desember 2010 -


Produksi cokelat berkualitas tinggi, dan petani yang menanamnya, akan memperoleh keuntungan dari pengurutan dan perakitan terakhir genom pohon cokelat, demikian menurut tim internasional yang dipimpin Claire Lanaud dari CIRAD, Perancis, bersama dengan Mark Guiltinan dari Penn State, dan termasuk para ilmuwan dari 18 institusi lainnya.

Tim ilmuan mengurutkan DNA dari berbagai kakao Theobroma, yang dianggap menghasilkan cokelat terbaik di dunia. Suku Maya telah membudidayakan berbagai kakao Theobroma, yaitu Criollo, sekitar 3.000 tahun yang lalu di Amerika Tengah, dan ini merupakan salah satu tanaman tertua yang pernah dibudidayakan. Saat ini, banyak petani yang lebih memilih untuk menanam pohon kakao hibrida yang menghasilkan coklat berkualitas lebih rendah namun lebih tahan terhadap penyakit.

“Produksi kakao yang baik diperkirakan kurang dari 5 persen dari produksi kakao dunia karena produktivitasnya yang rendah dan rentan terhadap penyakit,” kata Guiltinan, profesor biologi tanaman molekuler.

Dalam edisi terbaru Nature Genetics, para peneliti melaporkan, “konsumen telah menunjukkan peningkatan minat pada cokelat berkualitas tinggi yang dibuat dengan kakao kualitas baik dan pada cokelat gelap, yang mengandung persentase kakao yang lebih tinggi, sementara mempertimbangkan pula kriteria lingkungan dan etika bagi produksi kakao.”

Saat ini, sebagian besar petani kakao memperoleh keuntungan sekitar $2 per hari, namun produsen kakao berkualitas bagus memperoleh keuntungan yang lebih besar lagi. Meningkatkan produktivitas dan kemudahan menanam kakao bisa membantu mengembangkan perekonomian kakao yang berkelanjutan. Pohon-pohonnya sekarang juga dianggap sebagai tanaman lingkungan yang menguntungkan karena tumbuh secara baik di bawah naungan hutan, memungkinkan rehabilitasi lahan dan memperkaya keanekaragaman hayati.

Pekerjaan tim riset dalam mengidentifikasi berbagai keluarga gen, yang mungkin berpengaruh di masa depan pada peningkatan pohon dan buah kakao, adalah dengan meningkatkan atribut mereka atau memberikan perlindungan dari penyakit jamur dan serangga yang berefek pada pohon kakao.

“Analisis kami pada genom Criollo telah mengungkapkan basis jalur genetik yang mengarah pada ciri-ciri kualitas coklat yang paling penting – minyak, biosintesis flavonoid dan terpene,” kata Siela Maximova, profesor hortikultura, Penn State, dan merupakan anggota tim riset. “Hal ini juga membawa pada penemuan ratusan gen yang berpotensi terlibat dalam resistensi patogen, yang kesemuanya ini bisa digunakan untuk mempercepat pengembangan varietas elit kakao di masa depan.”

Karena melakukan penyerbukan sendiri, pohon Criollo umumnya sangat homozigot, memiliki dua bentuk masing-masing gen yang identik, membuat varietas ini menjadi pilihan yang tepat untuk akurasi perakitan genom.

Para peneliti yang mengumpulkan 84 persen dari genom telah mengidentifikasi 28.798 gen yang merupakan kode bagi protein. Mereka menempatkan 88 persen atau 23.529 gen pengkode protein ke dalam salah satu dari 10 kromosom pada pohon kakao Criollo. Mereka juga melihat RNAmikro, RNA non-kode pendek yang mengatur gen, dan menemukan bahwa RNAmikro pada Criollo mungkin merupakan regulator utama bagi ekspresi gen.

“Menariknya, hanya 20 persen genom yang terdiri dari elemen transposabel, yaitu satu jalur alami di mana barisan genetik berubah,” kata Guiltinan “Mereka melakukan ini dengan berpindah di seputar kromosom, mengubah urutan bahan genetik. Jumlah transposon yang lebih sedikit daripada yang ditemukan pada jenis tanaman lainnya, dapat menyebabkan evolusi tanaman cokelat menjadi lebih lambat, yang terbukti memiliki sejarah evolusi yang relatif sederhana dalam hal struktur genom.”

Guiltinan beserta rekan-rekannya tertarik pada keluarga gen tertentu yang terhubung pada kualitas kakao tertentu atau ketahanan terhadap penyakit. Mereka berharap pemetaan keluarga gen ini akan mengarah ke sumber gen yang terlibat langsung dalam variasi tanaman yang berguna bagi percepatan program pemuliaan tanaman.

Para peneliti mengidentifikasi dua jenis gen tahan penyakit dalam genom Criollo. Mereka membandingkannya dengan identifikasi wilayah sebelumnya pada kromosom yang berkorelasi dengan ketahanan terhadap penyakit – yaitu QTL – dan menemukan adanya hubungan di antara banyaknya lokasi gen resistensi QTL. Tim studi menunjukkan bahwa pendekatan genomik fungsional, yang salah satunya adalah dengan melihat apa yang dilakukan gen, diperlukan untuk mengkonfirmasi gen tahan penyakit yang potensial di dalam genom Criollo.

Tersembunyi dalam genom, para peneliti juga menemukan gen yang dikodekan untuk memproduksi mentega kakao, zat yang sangat berharga dalam pembuatan coklat, kembang gula, farmasi dan kosmetik. Sebagian besar biji kakao sudah mengandung sekitar 50 persen lemak, tapi 84 gen ini tidak hanya mengkontrol jumlahnya tetapi juga kualitas mentega kakao.

Gen lain ditemukan mempengaruhi produksi flavonoid, antioksidan alami dan terpenoid, hormon, pigmen dan aroma. Mengubah gen untuk bahan kimiawi ini bisa menghasilkan cokelat dengan rasa serta aroma yang lebih baik, dan bahkan cokelat yang lebih sehat.

Para peneliti Penn State yang terlibat dalam penelitian ini meliputi Guiltinan dan Maximova; Yufan Zhang dan Zi Shi, mahasiswa pascasarjana, biologi tanaman; Stephen Schuster dari Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler; John E. Carlson dari Sekolah Sumberdaya Hutan serta M.J. Axtell dan Z. Ma dari Departemen Biologi.

Peneliti lain yang terlibat berasal dari CIRAD; Institut National de la Recherche Agronomique UMR; Genoscope; Centre National de la Recherche Scientifique; Centre National de Genotypage; Universite d’Evry; INRA-CNRS LIPM Laboratoire des Interactions Plantes Micro-organismes; Universite de Perpignan; Unite de Biometrie et d’Intelligence Artificielle; Institut des Sciences du Vegetal; dan Chocolaterie Valrhona, semuanya di Perancis.

Yang juga ikut terlibat adalah peneliti dari Universitas Arizona; Cold Spring Harbor Laboratory, Centre National de la Recherche Agronomique, Pantai Gading; CEPLAC, Brasil, dan Centro Nacional de Biotecnologia Agricola, Instituto de Estudios Avanzados, Venezuela.

CIRAD, yayasan Agropolis, Région Languedoc Roussillon, Agence Nationale de la Recherche (PPA), Valrhona, Departemen Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Industri Venezuela, Hershey Corp, American Cocoa Research Institute dan National Endowment Science Foundation mendukung pekerjaan ini.

Barisan genom kakao Theobroma disimpan dalam database EMB:/Genbank/DDBJ di bawah nomor akses CACC01000001-CACC01025912. Penelusuran sebuah genom dan informasi lebih lanjut tentang proyek ini tersedia dari http://cocoagendb.cirad.fr/gbrowse dan http://cocoagendb.cirad.fr.

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.