Gen memainkan peran yang sangat penting dalam membentuk generasi masa depan dalam organisme hidup. Pemikiran dasar tentang makhluk hidup sebagai makhluk berpola didasarkan pada asal-usulnya. Misalnya, jika keturunan dari pemain kriket memainkan kriket yang baik, itu dianggap berasal dari gen induk jangkrik. Sama halnya dengan tanaman, asal genetik berbicara banyak tentang tanaman dan keturunannya di masa depan juga.
Setiap tanaman menampilkan karakteristiknya sendiri dan ada pro dan kontra dalam hal ini. Mungkin tanaman mawar di rumah Anda seharusnya memberi lebih banyak bunga daripada yang biasanya diberikannya. Mungkin labu botol seharusnya lebih besar hasilnya daripada yang Anda panen. Sekarang, bagaimana jika hal ini dapat dibuktikan dengan menggunakan materi genetik di dalam tanaman dan mengendalikan gen untuk menjadi ekspresi dominan? Ini menggelitik otak para ilmuwan. Dan begitulah konsep dasar modifikasi genetik pada tanaman dan akhirnya, Fenotipe diperkenalkan.
Apa itu Fenotipe?
Fenotipe berasal dari kata Yunani 'phainen' (menunjukkan) dan 'tupos' (tipe) dan mengacu pada kumpulan karakteristik terukur individu yang dihasilkan dari interaksi genotipe dengan lingkungan; dengan demikian, fenotipe mewakili sifat dan pengasuhan organisme.
Fenotip tanaman menawarkan data tentang sifat anatomi, sejarah, fisiologis dan biokimia tanaman. Fenotip tanaman merupakan faktor utama dalam intensitas seleksi, presisi seleksi, dan deteksi variasi genetik baru. Dalam sistem pemuliaan tanaman, manfaat genetik (jumlah peningkatan output dari waktu ke waktu) dapat dipercepat dengan berbagai cara, termasuk dengan meningkatkan ukuran program pemuliaan untuk memungkinkan intensitas seleksi yang lebih tinggi.
Teknologi fenotip lapangan (HTFP) throughput tinggi telah sangat memperluas kapasitas untuk pelacakan multi-skala dan kuantifikasi percobaan lapangan dan pembibitan pembibitan selama dekade terakhir. Keuntungan dari teknologi HTFP ini tidak hanya untuk dengan cepat dan hemat biaya menggantikan skor yang rumit dan subjektif, tetapi juga untuk membuka kemampuan fenotipe laten baru yang mencerminkan fungsi biologis yang mendasarinya.
Pemuliaan tanaman menjadi tidak efisien dengan fenotip yang salah, dan kadang-kadang tidak berharga karena setiap penyaringan genotipe akan seefisien yang dimungkinkan oleh protokolnya, dan bias apa pun – sesuai dengan besarnya perolehan genetik dapat terpengaruh secara substansial. Penting untuk dipahami bahwa seleksi yang paling efektif adalah frekuensi alel yang menguntungkan pada populasi target rendah pada awal siklus perkembangbiakan.
Setiap protokol fenotip yang tidak tepat, khususnya pada populasi pemuliaan kecil atau terbatas, akan mengurangi efisiensi karena frekuensi alel dan keuntungan genetik yang menguntungkan sangat rendah.
Oleh karena itu, ada berbagai macam teknik fenotipe yang diterapkan berdasarkan lahan pertanian dan agenda penerapannya.
Fenotipe Bidang Throughput Tinggi (HTFP)
Fenotipe Lapangan Throughput Tinggi menggunakan berbagai sensor dan proses analisis untuk mengukur efisiensi, fotosintesis, produksi, desain, pertumbuhan, atau produktivitas biomassa tanaman tunggal atau tegakan tanaman. Awalnya, beberapa sensor dan prosedur ini dikembangkan dalam penginderaan jauh, beberapa di pertanian presisi, sementara yang lain adalah prosedur pencitraan berbasis laboratorium. Warna tanaman, refleksi spektral, klorofil-fluoresensi, suhu dan karakteristik lainnya diukur, dari mana karakteristik seperti biomassa, arsitektur, jumlah telinga, kemampuan fotosintesis, bukaan stomata, atau ketahanan terhadap stres dapat diekstraksi.
Fenotip tanaman berbasis gambar otomatis dengan throughput tinggi mengacu pada penginderaan non-destruktif dan kuantifikasi karakteristik tanaman dengan menganalisis gambar yang dikumpulkan secara berkala dan dengan akurasi. Sementara penelitian fenomik telah menarik banyak perhatian dalam dekade terakhir, ekstraksi fenotipe numerik yang bermakna dan andal dari gambar tanaman, terutama dengan mempertimbangkan komponen individualnya, mis. daun, batang, buah, dan bunga, tetap menjadi hambatan penting untuk menerjemahkan kemajuan teknologi fenotipe ke dalam wawasan genetik karena berbagai tantangan, termasuk variasi pencahayaan.
Fenotipe Proksimal
Fenotip tanaman dengan kendaraan dan sensor berbasis darat dikenal sebagai fenotip proksimal. Fenotip proksimal adalah ilmu baru yang mengaitkan genomik dengan agronomi dan ekofisiologi tanaman sambil menggabungkan sensor dan teknologi otomatis. Selama pertumbuhan dan perkembangan tanaman, tubuh tanaman fungsional (FENOTIPE) dikembangkan melalui interaksi kompleks antara sejarah genetik (GENOTIPE) dan lingkungan fisik di mana tanaman berkembang (LINGKUNGAN). Interaksi ini menentukan efisiensi dan produktivitas tanaman yang diukur sebagai biomassa kumulatif dan efisiensi hasil komersial dan penggunaan sumber daya. Untuk menetapkan strategi tanaman yang berkelanjutan, spektrum penuh ilmu tanaman dari skala molekuler hingga skala lapangan perlu dimasukkan.
Fenotipe dalam Pertanian Presisi
Ada persyaratan yang agak berbeda untuk fenotip tanaman untuk pertanian presisi dibandingkan dengan Fenotipe Proksimal. Beberapa aplikasi fenotipe memerlukan pendekatan dan solusi yang berbeda untuk pemuliaan tanaman dan karenanya fenotipe semacam ini didasarkan pada optimalisasi hasil yang stabil dan jaminan kualitas tanaman. Fenotipe semacam ini dapat digunakan dalam deteksi dini patogen yang muncul pada tanaman untuk membawa tindakan tepat waktu. Penerapan fenotipe beragam berdasarkan tanaman dan varian tanaman tertentu.
Pikiran kami:
Pendekatan fenotip bidang throughput tinggi saat ini memiliki hasil yang menjanjikan yang dapat digunakan sebagai kerangka kerja untuk pertumbuhan dan peningkatan dalam pertanian modern. Aplikasi fenotip yang andal, hemat waktu, dan hemat biaya dapat mengubah ekspektasi hasil bagi petani jika diterapkan dengan cara yang benar. Agribisnis dan AgTechs harus memahami bagaimana memanfaatkan fenotip dan hasil yang lebih baik melalui metode yang berkelanjutan. Fenotipe dapat membuat keajaiban ketika ciri-ciri penting tanaman diidentifikasi dan kualitas baru dari sifat-sifat ini direplikasi secara genetik. Namun ini adalah visi untuk masa depan yang jauh; tidak ada yang tidak bisa dicapai. Selain itu, data fenotipik yang dihasilkan harus diperoleh dan diproses secara
kuantitatif, stabil, dan dalam cara pemrosesan yang cepat, ke dalam format yang dapat ditafsirkan oleh pengguna akhir secara eksplisit. Penerapan fenotip dalam kondisi yang terkendali akan terbukti bermanfaat bagi petani dan konsumen, menjadikannya situasi yang saling menguntungkan.
Untuk memahami lebih lanjut tentang kemampuan solusi AI CropIn dan bagaimana mereka dapat diimplementasikan sebagai kolaborasi dengan fenotip, hubungi pakar Agri kami hari ini!
