Para ilmuwan telah mengidentifikasi gen dalam varietas gandum tradisional Asia yang dapat melawan karat kuning, penyakit jamur utama yang mengancam produksi gandum global. Penemuan ini menawarkan strategi yang menjanjikan untuk melindungi ketahanan pangan dengan meningkatkan ketahanan penyakit pada tanaman gandum komersial.
Karat kuning, yang disebabkan oleh jamur Puccinia striiformis f. sp. tritici, memengaruhi sekitar 88% dari produksi gandum roti dunia. Hal ini menimbulkan ancaman signifikan terhadap hasil gandum. Para peneliti di University of Zurich (UZH) telah menemukan bahwa varietas gandum tradisional dari Asia memiliki gen yang memberikan ketahanan terhadap penyakit yang merusak ini.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Kentaro Shimizu, menemukan dua wilayah genomik dalam varietas gandum tradisional Asia yang memberikan ketahanan terhadap karat kuning. Gen-gen ini dapat dipindahkan ke varietas gandum komersial untuk memerangi penyakit tersebut. Penelitian ini menyoroti pentingnya keanekaragaman genetik dalam varietas gandum tradisional untuk ketahanan pangan.
Selama beberapa dekade, pemuliaan gandum telah berfokus pada varietas hasil tinggi, yang telah mengurangi keanekaragaman genetik tanaman. Varietas gandum tradisional, yang dibudidayakan oleh petani di berbagai wilayah, mempertahankan basis genetik yang lebih luas. Varietas ini, terutama yang berasal dari Asia, menawarkan potensi yang belum dimanfaatkan untuk meningkatkan ketahanan penyakit pada gandum modern.
Katharina Jung, selama PhD-nya, menyelidiki ketahanan karat kuning pada gandum, bekerja sama dengan International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) di Meksiko dan Kyoto University di Jepang. Dia menyaring varietas gandum tradisional dan modern dari Jepang, China, Nepal, dan Pakistan. Uji coba lapangan dilakukan di Swiss dan Meksiko untuk mengidentifikasi tanaman yang tahan.
Jung mengidentifikasi dua wilayah genomik yang sebelumnya belum terkarakterisasi, yang dikenal sebagai lokus sifat kuantitatif (QTL), yang berkontribusi pada ketahanan karat kuning. Satu wilayah ditemukan dalam varietas tradisional dari Nepal, sementara yang lain muncul lebih luas di seluruh garis tradisional dari Nepal, Pakistan, dan China di wilayah Himalaya selatan.
Wilayah Himalaya selatan diyakini sebagai asal mula patogen karat kuning. Para peneliti berhipotesis bahwa varietas tradisional dari daerah ini mungkin menyimpan resistensi unik dan stabil terhadap karat kuning. Penemuan ini menekankan nilai pelestarian varietas gandum tradisional sebagai sumber sifat genetik untuk memerangi ancaman yang muncul.
Melestarikan keanekaragaman genetik dan varietas gandum tradisional sangat penting untuk memerangi penyakit. Petani telah membudidayakan varietas ini selama beberapa generasi, yang sangat berharga untuk ketahanan pangan di masa depan. Penggunaan dan pembagian manfaat dari varietas ini harus melibatkan kolaborasi erat dengan masyarakat setempat, mengakui pengetahuan dan praktik mereka.
Kolaborasi dengan Kyoto University sangat penting untuk proyek ini. Penelitian ini menggarisbawahi nilai kemitraan internasional dalam kemajuan ilmiah. UZH Global Funding Scheme mendukung proyek tersebut. Aliansi antara UZH dan Kyoto University diubah menjadi Kemitraan Strategis pada tahun 2020.