Mengungkap dasar genetik dari sifat-sifat kacang polong Mendel meningkatkan perbaikan tanaman dan ketahanan terhadap penyakit, yang bermanfaat bagi keamanan pangan global.
Sebuah studi baru-baru ini di Nature akhirnya mengidentifikasi faktor genetik di balik semua tujuh sifat yang dipelajari Gregor Mendel pada tanaman kacang polong, menyelesaikan teka-teki berusia 160 tahun. Eksperimen Mendel pada tahun 1860-an meletakkan dasar genetika, mengungkapkan bagaimana sifat-sifat diwariskan. Dia mengamati pola yang dapat diprediksi dalam sifat-sifat seperti bentuk biji dan warna bunga, tetapi gen spesifik yang bertanggung jawab tetap sulit dipahami selama lebih dari satu abad.
Para peneliti menggunakan pengurutan generasi berikutnya untuk menganalisis DNA dari lebih dari 697 varian tanaman kacang polong. Kumpulan data besar ini, setara dengan hampir 14 miliar halaman teks, memungkinkan mereka untuk membuat peta genetik yang komprehensif. Analisis mengungkapkan struktur populasi yang lebih kompleks di dalam genus Pisum daripada yang diketahui sebelumnya.
Studi ini mengidentifikasi varian alel baru untuk sifat-sifat yang sebelumnya dikarakterisasi seperti bentuk biji dan warna bunga. Misalnya, varian baru ditemukan yang dapat mengembalikan bunga ungu pada tanaman berbunga putih. Tim juga menemukan gen yang bertanggung jawab untuk warna polong, bentuk polong, dan posisi bunga, sifat-sifat yang sebelumnya tidak dikarakterisasi.
Secara khusus, mereka menemukan bahwa penghapusan di dekat gen ChlG mengganggu sintesis klorofil, menyebabkan polong kuning. Perubahan di dekat gen MYB dan pada gen pengkode peptida CLE menghasilkan polong yang menyempit. Penghapusan pada gen kinase coreceptor seperti CIK, bersama dengan lokus pengubah, dikaitkan dengan bunga yang muncul di ujung batang.
Peta genetik terperinci ini juga mengungkapkan 72 sifat relevan pertanian lainnya. Ini termasuk arsitektur biji, polong, bunga, daun, akar, dan tanaman. Kekayaan informasi ini sangat menjanjikan untuk meningkatkan hasil panen, meningkatkan ketahanan terhadap penyakit, dan meningkatkan adaptasi lingkungan.
Dengan mengidentifikasi dasar genetik dari sifat-sifat Mendel dan mengungkap interaksi genetik baru, penelitian ini menyediakan alat yang berharga untuk perbaikan tanaman. Ini dapat menghasilkan tanaman yang lebih tangguh dan produktif, yang bermanfaat bagi pertanian dan keamanan pangan di seluruh dunia.