Kentang berasal dari fenomena hibridisasi purba antara tanaman tomat dan tanaman sejenis kentang sekitar 9 juta tahun silam. Persilangan ini juga menghasilkan terciptanya organ baru, yakni umbi.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Sebuah penemuan mengejutkan oleh tim ilmuwan berhasil mengungkap bahwa perkawinan genetik purba sekitar 9 juta tahun yang lalu menghasilkan apa yang kini menjadi tanaman pokok ketiga terbesar di dunia, yaitu kentang. Dan tomat, ternyata, adalah "induk" dari kentang.

Penelitian ini dilakukan oleh tim peneliti dari Institut Genomik Pertanian (Agricultural Genomics Institute) di Shenzhen, Akademi Ilmu Pertanian China, dan seorang peneliti dalam negeri dari Universitas Lanzhou, bekerja sama dengan para ilmuwan dari Kanada dan Inggris. Penelitian ini menunjukkan bahwa kentang berasal dari fenomena hibridisasi purba antara tanaman tomat dan tanaman sejenis kentang sekitar 9 juta tahun silam. Persilangan ini juga menghasilkan terciptanya organ baru, yakni umbi.

Dipublikasikan dalam edisi terbaru jurnal Cell, temuan-temuan ini memberikan perspektif teoretis inovatif bagi pemuliaan genetik kentang.

Sebagai tanaman umbi-umbian terpenting di dunia, kentang berasal dari Amerika Selatan. Dihargai karena kandungan nutrisinya yang tinggi dan kemampuan adaptasinya yang luas, kentang telah menyebar ke seluruh dunia.

Huang Sanwen, yang memimpin penelitian ini, menjelaskan bahwa asal-usul kentang sudah lama membuat bingung para ilmuwan. Secara tampilan, tanaman kentang modern hampir identik dengan spesies mirip kentang bernama Etuberosum, yang tidak menghasilkan umbi. Namun berdasarkan analisis filogenetik, tanaman kentang lebih dekat hubungan kekerabatannya dengan tomat.

Untuk mengungkap misteri asal-usul kentang, tim peneliti menganalisis 101 genom dan 349 sampel yang diurutkan ulang dari kentang budi daya dan 56 kerabat liarnya, yang secara efektif merupakan uji paternitas DNA komprehensif terhadap semua jenis kentang.

Mereka menemukan bahwa semua kentang yang diperiksa membawa kontribusi genetik yang stabil dan seimbang dari Etuberosum dan tomat. Dari temuan ini, mereka menyimpulkan bahwa kentang merupakan keturunan hibrida dari keduanya.

Untuk memvalidasi hipotesis ini, tim kemudian menilai waktu divergensi ketiga spesies tersebut. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa Etuberosum dan tomat mulai berdivergensi sekitar 14 juta tahun silam. Sekitar 5 juta tahun setelah divergensi mereka, keduanya berhibridisasi, yang mengarah pada munculnya tanaman kentang pembentuk umbi paling awal sekitar 9 juta tahun yang lalu.

"Tomat berperan sebagai induk maternal kentang, sedangkan Etuberosum menjadi induk paternal," kata Huang.

Kendati demikian, hal yang masih membingungkan para peneliti adalah mengapa hanya kentang yang menghasilkan umbi, sedangkan kedua induknya tidak. Tomat tidak memiliki batang maupun umbi di bawah tanah, dan Etuberosum memiliki batang di bawah tanah tetapi tidak memiliki umbi yang menggembung.

Tim Huang mengajukan penjelasan yang berani, yaitu umbi bisa jadi merupakan hasil penyusunan ulang genom. Setelah kedua garis keturunan leluhur melakukan persilangan, gen mereka berekombinasi sedemikian rupa sehingga secara tidak sengaja menciptakan umbi sebagai organ baru.

Tim tersebut selanjutnya menelusuri asal-usul gen kunci pembentuk umbi, yang merupakan kombinasi materi genetik dari masing-masing induk. Mereka menemukan gen SP6A, yang berperan seperti sakelar utama yang memberi sinyal kepada tanaman kapan harus mulai membentuk umbi, berasal dari pihak keluarga tomat. Gen penting lainnya, IT1, yang membantu mengendalikan pertumbuhan batang bawah tanah yang membentuk umbi, berasal dari pihak Etuberosum. Tanpa salah satu bagian itu, keturunan hibrida tidak akan dapat menghasilkan umbi.

Perkawinan purba ini tidak hanya menghasilkan umbi, tetapi juga memperkaya keragaman genetik garis keturunan tanaman kentang.

Tim peneliti juga menemukan bahwa individu kentang yang berbeda menunjukkan pola ‘mosaik’ dari kontribusi genetik parental.

Ketika mengalami berbagai tekanan lingkungan, kombinasi genetik mosaik ini memungkinkan pemilihan set gen yang optimal, yang memungkinkan kentang beradaptasi dengan beragam habitat, mulai dari padang rumput beriklim sedang hingga padang rumput alpen.

Umbi memiliki keunggulan bertahan hidup di bawah tanah. Umbi menyimpan air dan pati, membantu kentang bertahan hidup dari kekeringan dan cuaca dingin, serta memungkinkan reproduksi tanpa biji atau penyerbukan, karena tanaman baru dapat tumbuh langsung dari mata tunas pada umbi.

"Perkembangan umbi melalui evolusi memberi kentang keunggulan besar di lingkungan yang keras, memicu ledakan spesies baru dan berkontribusi pada keragaman yang kaya pada kentang yang kita lihat dan andalkan saat ini," ungkap Huang.

Laporan: Redaksi