Para peneliti telah membuat kemajuan dalam melawan penyakit penghijauan jeruk dengan mengembangkan pohon jeruk hibrida yang menghasilkan buah seperti jeruk yang diinginkan dan tahan terhadap penyakit tersebut. Melalui analisis genetik, mereka telah menciptakan alat untuk penyaringan profil rasa awal, menandai langkah signifikan dalam memastikan hibrida masa depan menggabungkan toleransi penyakit dengan rasa jeruk manis yang esensial.
Pohon jeruk hibrida dapat mentolerir penyakit penghijauan jeruk (alias Huanglongbing) dan akan berbeda jika pohon tersebut juga menghasilkan buah seperti jeruk—terutama jika jusnya menghasilkan minuman sarapan yang lezat! Kini, sifat-sifat tersebut bisa semakin dekat berkat penelitian kimia dan genetik yang dilakukan oleh tim dari Agricultural Research Service (ARS) dan Universitas Florida Ilmuwan Institut Ilmu Pangan dan Pertanian (UF/IFAS).
Huanglongbing (HLB) pertama kali terdeteksi di Miami-Dade County Florida pada tahun 2005. Penyakit ini telah menyebar ke seluruh Florida, mengancam industri jeruk di sana yang menyumbang hampir $7 miliar terhadap perekonomian negara bagian dan mempekerjakan lebih dari 32.000 orang. Penyakit ini juga menimbulkan ancaman bagi daerah penghasil jeruk lainnya di AS, termasuk California, Louisiana, dan Texas.
Di Florida, jeruk manis seperti Valencia, Hamlin, dan Midsweet merupakan varietas utama yang digunakan untuk membuat jus jeruk. Namun jeruk manis (Citrus sinensis) sangat rentan terhadap HLB yang disebabkan oleh bakteri Candidatus Liberibacter asiaticus dan ditularkan oleh serangga bernama Asian citrus psyllids. Penyakit tersebut menyebabkan pohon jeruk menjadi tidak produktif dan kualitas buah menurun. Pada jeruk manis, misalnya, buah dari pohon yang sakit cenderung tetap hijau dan menghasilkan sari buah yang rasanya pahit, sehingga mengurangi daya jualnya namun tidak menimbulkan bahaya bagi konsumen. Pohon yang terinfeksi saat ini tidak dapat disembuhkan.
Upaya Penelitian dan Latar Belakang Sejarah
Para ilmuwan sedang menyelidiki tindakan penanggulangan di berbagai bidang dengan harapan dapat memberikan secercah harapan bagi Sunshine State—yang awalnya memproduksi hampir 80 persen buah jeruk non-tangerine di AS menjadi kurang dari 42 persen. Upaya ARS secara tidak langsung berakar pada tahun 1960an, ketika para ilmuwan menciptakan hibrida jeruk menggunakan kerabatnya yang bernama Poncirus trifoliata (jeruk trifoliate yang tahan dingin) untuk meningkatkan toleransi pohon terhadap dingin. Dimulainya epidemi HLB lebih dari empat dekade kemudian mengungkapkan hal lain: hibrida juga tampaknya toleran terhadap penyakit baru, sehingga mendorong penelitian intensif oleh ARS dan UF/IFAS untuk memahami mengapa dan bagaimana hal ini berkaitan dengan kualitas buah.
Penemuan genetik yang dilakukan oleh ilmuwan ARS dan Universitas Florida dapat mempercepat pencarian pohon jeruk hibrida yang tahan terhadap penyakit penghijauan jeruk dan menghasilkan buah mirip jeruk yang ideal untuk dibuat jus. Kredit: David Bartels, USDA
Uji lapangan awal dan evaluasi rasa menunjukkan bahwa beberapa hibrida turunan Poncirus—dengan pengecualian US Sundragon—cenderung menghasilkan jus dengan rasa yang tidak diinginkan tetapi profil aromanya mirip dengan jeruk manis. Jadi, para ilmuwan menilai kembali pendekatan mereka. Mereka memutuskan bahwa, selain menggunakan data dari analisis senyawa aroma jus, mereka perlu lebih memahami masing-masing bahan kimia yang memberi rasa khas pada jus jeruk. Dan mereka melakukan hal tersebut dengan mengidentifikasi 26 senyawa rasa total dan tujuh bahan kimia yang disebut ester yang dianggap penting untuk profil rasa yang diinginkan dari jus jeruk.
Kemajuan dalam Analisis Profil Rasa dan Penapisan Genetik
Kemajuan tersebut, pada gilirannya, memungkinkan tim untuk menentukan dengan tepat gen utama ester, CsAAT1, dan membuat apa yang dikenal sebagai a DNA penandanya—alat yang dapat digunakan untuk memeriksa dengan cepat keberadaan sifat genetik yang diinginkan pada benih yang berkecambah dibandingkan dengan mengamati ekspresi fisiknya pada tanaman dewasa berumur 10 atau 15 tahun.
“Peternak dapat menggunakan penanda DNA ini untuk menyaring bibit untuk mengetahui profil rasa yang diinginkan pada tahap awal,” jelas Anne Plotto dan Jinhe Bai, ahli fisiologi tanaman di ARS Citrus dan Unit Penelitian Produk Subtropis Lainnya di Fort Pierce, Florida. “Dengan memasukkan gen ini ke dalam susunan genetik hibrida toleran HLB yang berasal dari Poncirus trifoliata dan mandarin, atau dari banyak kemungkinan persilangan lain dengan tujuan yang sama, pemulia dapat memastikan bahwa hibrida baru ini tidak hanya memiliki toleransi HLB tetapi juga mempertahankan karakteristik manisnya. rasa jeruk.”
Penjelasan lengkap tentang pendekatan tim dipublikasikan pada 28 Februari 2024 di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
Plotto dan Bai, peneliti utama, ikut menulis makalah ini bersama dengan 11 kolaborator lainnya dari Laboratorium Penelitian Hortikultura AS ARS di Fort Pierce, Florida, dan Pusat Penelitian Pertanian Cekungan Pasifik AS Daniel K. Inouye di Hilo, Hawaii, dan UF/ Pusat Penelitian dan Pendidikan Jeruk IFAS di Lake Alfred, Florida, dan Pusat Penelitian dan Pendidikan Gulf Coast di Balm, Florida.
Para peneliti memperingatkan bahwa bahkan dengan penggunaan alat-alat berteknologi tinggi sekalipun pembelajaran mesinrilis komersial pertama hibrida mirip jeruk dengan toleransi HLB akan bergantung pada pengujian dan penyempurnaan beberapa tahun lagi.
Meskipun demikian, “penelitian ini mewakili langkah signifikan dalam pemuliaan jeruk, menggabungkan teknik tradisional dengan alat genetika modern,” kata Plotto dan Bai. “Pendekatan ini juga dapat menjadi model bagi program perbaikan tanaman lainnya,” mereka menambahkan.
Referensi: “Dasar kimia dan genetik rasa jeruk” oleh Zhen Fan, Kristen A. Jeffries, Xiuxiu Sun, Gabriela Olmedo, Wei Zhao, Matthew R. Mattia, Ed Stover, John A. Manthey, Elizabeth A. Baldwin, Seonghee Lee, Frederick G.Gmitter, Anne Plotto dan Jinhe Bai, 28 Februari 2024, Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2051
