Shanghai (ANTARA) - Ilmuwan China mengidentifikasi dua gen kunci untuk kandungan protein tinggi pada jagung dan berhasil mengembangkan varietas berprotein tinggi yang menawarkan solusi menjanjikan bagi kurangnya protein pada pakan ternak di China.
Jagung merupakan komoditas biji-bijian terbesar di China dari segi volume produksi. Namun demikian, kandungan protein jagung pada umumnya rendah, hanya sekitar 8 persen, sehingga menyebabkan ketergantungan yang besar pada bungkil kedelai impor sebagai sumber protein untuk ternak, kata Wakil Direktur Pusat Keunggulan Ilmu Tanaman Molekuler (Center for Excellence in Molecular Plant Sciences/CEMPS) Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) Wu Yongrui.
Pada 2025, impor kedelai China melampaui 100 juta ton. Peningkatan kandungan protein jagung sebesar hanya satu poin persentase akan setara dengan protein yang terkandung dalam sekitar 8 juta ton kedelai impor, kata Wu.
Oleh karena itu, mengembangkan jagung berprotein tinggi untuk menggantikan bungkil kedelai impor dalam pakan ternak merupakan taktik yang menjanjikan untuk mengatasi kurangnya protein pada pakan di China. Namun, dalam waktu lama, upaya pemuliaan belum memiliki akses terhadap gen-gen unggul berprotein tinggi, ujar Wu.
Penelitian menemukan bahwa jagung liar memiliki tingkat protein setinggi 30 persen, tetapi setelah lebih dari 9.000 tahun mengalami domestikasi dan pemuliaan modern, sebagian besar gen tersebut telah "hilang" pada varietas kontemporer karena tidak adanya seleksi tertarget untuk kandungan protein, menurut Wu.
Pada 2022, tim peneliti yang dipimpin oleh Wu mengidentifikasi gen berprotein tinggi pertama, yakni THP9-T, dari jagung liar, sekaligus mencapai peningkatan awal dalam kandungan protein untuk varietas jagung domestik utama. Namun, terobosan lebih lanjut dalam peningkatan kandungan protein jagung tetap menjadi tantangan besar.
Melalui upaya yang berkelanjutan, tim peneliti tersebut berhasil mengidentifikasi gen berprotein tinggi kedua, yakni THP3-T. Uji lapangan selama beberapa tahun di berbagai lokasi menunjukkan bahwa gen ini dapat meningkatkan kandungan protein biji jagung dari 10 persen menjadi lebih dari 13 persen pada galur inbrida tanpa merusak hasil panen, sekaligus meningkatkan kandungan protein pada seluruh bagian tanaman dan membuat jagung tumbuh dengan baik serta tetap kaya protein dengan penggunaan pupuk yang lebih sedikit, kata Wu.
Penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa penggabungan THP3-T dan THP9-T menghasilkan efek sinergis yang belum pernah ada sebelumnya, meningkatkan kandungan protein biji jagung pada galur inbrida dari 10 persen menjadi 15 persen -- jauh melampaui dampak dari masing-masing gen secara terpisah.
"Penelitian ini tidak hanya menemukan 'kepingan teka-teki kunci' untuk pemuliaan jagung berprotein tinggi, tetapi juga menawarkan kemungkinan baru bagi peningkatan kualitas dan penyempurnaan genetik berpresisi pada jagung modern," kata Wu.
Tim tersebut menggunakan teknologi pemuliaan berbantuan penanda (marker-assisted breeding) untuk secara presisi memperbaiki lebih dari 80 galur tetua (parental line) dari kultivar jagung utama di China, sehingga meningkatkan kandungan proteinnya menjadi lebih dari 14 persen.
Tim tersebut juga berhasil meningkatkan kandungan protein biji Zhengdan958, hibrida jagung yang paling luas dibudidayakan di China, dari 8,5 persen menjadi lebih dari 12 persen.
Wu mengatakan bahwa China menghasilkan sekitar 300 juta ton jagung setiap tahun. Jika kandungan protein jagung yang digunakan untuk pakan ternak di seluruh negara tersebut ditingkatkan empat poin persentase menjadi lebih dari 12 persen, maka total tambahan protein yang dihasilkan akan setara dengan lebih dari 30 juta ton kedelai impor, yang kira-kira setara dengan 30 persen dari impor kedelai saat ini.
"Pencapaian ini memiliki nilai sosial-ekonomi yang signifikan. Hal ini dapat secara drastis menurunkan biaya pakan, meningkatkan keuntungan ekonomi industri peternakan, dan melalui adopsi yang luas, secara signifikan meningkatkan pendapatan petani," kata Han Bin, direktur CEMPS sekaligus akademisi CAS.
Temuan tersebut dipublikasikan secara daring pada Rabu (3/6) dalam jurnal akademik Nature.
Jagung merupakan komoditas biji-bijian terbesar di China dari segi volume produksi. Namun demikian, kandungan protein jagung pada umumnya rendah, hanya sekitar 8 persen, sehingga menyebabkan ketergantungan yang besar pada bungkil kedelai impor sebagai sumber protein untuk ternak, kata Wakil Direktur Pusat Keunggulan Ilmu Tanaman Molekuler (Center for Excellence in Molecular Plant Sciences/CEMPS) Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) Wu Yongrui.
Pada 2025, impor kedelai China melampaui 100 juta ton. Peningkatan kandungan protein jagung sebesar hanya satu poin persentase akan setara dengan protein yang terkandung dalam sekitar 8 juta ton kedelai impor, kata Wu.
Oleh karena itu, mengembangkan jagung berprotein tinggi untuk menggantikan bungkil kedelai impor dalam pakan ternak merupakan taktik yang menjanjikan untuk mengatasi kurangnya protein pada pakan di China. Namun, dalam waktu lama, upaya pemuliaan belum memiliki akses terhadap gen-gen unggul berprotein tinggi, ujar Wu.
Penelitian menemukan bahwa jagung liar memiliki tingkat protein setinggi 30 persen, tetapi setelah lebih dari 9.000 tahun mengalami domestikasi dan pemuliaan modern, sebagian besar gen tersebut telah "hilang" pada varietas kontemporer karena tidak adanya seleksi tertarget untuk kandungan protein, menurut Wu.
Pada 2022, tim peneliti yang dipimpin oleh Wu mengidentifikasi gen berprotein tinggi pertama, yakni THP9-T, dari jagung liar, sekaligus mencapai peningkatan awal dalam kandungan protein untuk varietas jagung domestik utama. Namun, terobosan lebih lanjut dalam peningkatan kandungan protein jagung tetap menjadi tantangan besar.
Melalui upaya yang berkelanjutan, tim peneliti tersebut berhasil mengidentifikasi gen berprotein tinggi kedua, yakni THP3-T. Uji lapangan selama beberapa tahun di berbagai lokasi menunjukkan bahwa gen ini dapat meningkatkan kandungan protein biji jagung dari 10 persen menjadi lebih dari 13 persen pada galur inbrida tanpa merusak hasil panen, sekaligus meningkatkan kandungan protein pada seluruh bagian tanaman dan membuat jagung tumbuh dengan baik serta tetap kaya protein dengan penggunaan pupuk yang lebih sedikit, kata Wu.
Penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa penggabungan THP3-T dan THP9-T menghasilkan efek sinergis yang belum pernah ada sebelumnya, meningkatkan kandungan protein biji jagung pada galur inbrida dari 10 persen menjadi 15 persen -- jauh melampaui dampak dari masing-masing gen secara terpisah.
"Penelitian ini tidak hanya menemukan 'kepingan teka-teki kunci' untuk pemuliaan jagung berprotein tinggi, tetapi juga menawarkan kemungkinan baru bagi peningkatan kualitas dan penyempurnaan genetik berpresisi pada jagung modern," kata Wu.
Tim tersebut menggunakan teknologi pemuliaan berbantuan penanda (marker-assisted breeding) untuk secara presisi memperbaiki lebih dari 80 galur tetua (parental line) dari kultivar jagung utama di China, sehingga meningkatkan kandungan proteinnya menjadi lebih dari 14 persen.
Tim tersebut juga berhasil meningkatkan kandungan protein biji Zhengdan958, hibrida jagung yang paling luas dibudidayakan di China, dari 8,5 persen menjadi lebih dari 12 persen.
Wu mengatakan bahwa China menghasilkan sekitar 300 juta ton jagung setiap tahun. Jika kandungan protein jagung yang digunakan untuk pakan ternak di seluruh negara tersebut ditingkatkan empat poin persentase menjadi lebih dari 12 persen, maka total tambahan protein yang dihasilkan akan setara dengan lebih dari 30 juta ton kedelai impor, yang kira-kira setara dengan 30 persen dari impor kedelai saat ini.
"Pencapaian ini memiliki nilai sosial-ekonomi yang signifikan. Hal ini dapat secara drastis menurunkan biaya pakan, meningkatkan keuntungan ekonomi industri peternakan, dan melalui adopsi yang luas, secara signifikan meningkatkan pendapatan petani," kata Han Bin, direktur CEMPS sekaligus akademisi CAS.
Temuan tersebut dipublikasikan secara daring pada Rabu (3/6) dalam jurnal akademik Nature.
