Ilmuwan mengupas kembali lapisan DNA pisang kuno untuk mengungkap ‘nenek moyang misterius’

Newswise – Pisang diyakini pertama kali didomestikasi oleh manusia 7.000 tahun yang lalu di pulau New Guinea. Namun sejarah domestikasi pisang sangatlah rumit, sementara klasifikasinya masih diperdebatkan dengan hangat, karena batas antara spesies dan subspesies sering kabur.

Sekarang studi di Perbatasan dalam ilmu tanaman menunjukkan bahwa cerita ini bahkan lebih kompleks dari yang diperkirakan sebelumnya. Hasilnya mengkonfirmasi bahwa genom varietas peliharaan saat ini mengandung jejak tiga nenek moyang tambahan, yang belum diketahui.

“Di sini kami menunjukkan bahwa sebagian besar pisang budidaya diploid saat ini berasal dari pisang liar Pak tajam adalah hibrida antara subspesies yang berbeda. Setidaknya tiga ‘nenek moyang misteri’ ekstra-liar pasti telah berkontribusi pada genom campuran ini ribuan tahun yang lalu, tetapi belum diidentifikasi, ”kata ilmuwan Aliansi Keanekaragaman Hayati Dr Julie Sardos. Internasional dan di CIAT di Montpellier, Prancis, dan penulis pertama studi.

Sejarah domestikasi yang kompleks

Pisang peliharaan (dengan pengecualian pisang Fei di Pasifik) dianggap sebagai keturunan dari kelompok empat nenek moyang – subspesies dari pisang liar Musa akuminataatau spesies terpisah tetapi terkait erat. Pak tajam tampaknya telah berkembang di wilayah perbatasan utara antara India dan Myanmar, dan telah ada di seluruh Australasia sekitar 10 juta tahun sebelum domestikasi pertamanya. Komplikasi lain adalah bahwa varietas yang didomestikasi dapat memiliki dua (‘diploid’), tiga (‘triploid’) atau empat (‘tetraploid’) salinan dari setiap kromosom, dan banyak juga yang diturunkan dari spesies liar. M. balbisiana.

Studi skala kecil baru-baru ini menunjukkan bahwa bahkan skenario yang sudah rumit ini mungkin bukan keseluruhan cerita, dan bahwa nenek moyang lain terkait dengannya. M tajam mungkin terlibat dalam domestikasi. Hasil baru tidak hanya mengkonfirmasi bahwa memang demikian, tetapi mereka juga menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa kumpulan gen ini umum dalam genom pisang peliharaan.

Misi memetik pisang

Para penulis mengurutkan DNA dalam 226 ekstrak ekstrak daun dari koleksi sampel pisang terbesar di dunia di International Bioversity Alliance dan CIAT’sPusat Transit Materi Genetik Musa di Belgia. Dari sampel ini, 68 milik sembilan subspesies liar Pak tajam154 hingga varietas domestikasi diploid dari Pak tajam, dan empat spesies liar dan hibrida yang lebih jauh sebagai pembanding. Banyak yang telah ditangkap dalam “misi pengumpulan pisang” yang berdedikasi di Indonesia, pulau New Guinea dan wilayah otonomi Bougainville.

Para peneliti pertama-tama mengukur tingkat keterkaitan antara kultivar dan pisang liar dan menciptakan “pohon keluarga” berdasarkan keragaman 39.031 polimorfisme nukleotida tunggal (SNP). Mereka menggunakan subset ini – didistribusikan secara merata di seluruh genom, dengan masing-masing pasangan menggambarkan blok sekitar 100.000 “huruf DNA” – untuk menganalisis secara statistik nenek moyang setiap blok. Untuk pertama kalinya, mereka mendeteksi jejak tiga nenek moyang lain dalam genom semua sampel yang didomestikasi, yang belum ada kecocokannya di alam.

Nenek moyang yang misterius mungkin bertahan di suatu tempat

Nenek moyang misterius mungkin sudah lama punah. “Tetapi keyakinan pribadi kami adalah bahwa mereka masih hidup di suatu tempat di alam liar, baik yang digambarkan dengan buruk oleh sains atau tidak dijelaskan sama sekali, dalam hal ini mereka kemungkinan besar terancam,” kata Sardos.

Sardo dkk. punya ide bagus di mana mencarinya: “Perbandingan genetik kami menunjukkan bahwa nenek moyang pertama yang misterius ini pasti berasal dari wilayah antara Teluk Thailand dan Laut Cina Selatan bagian barat. Yang kedua, dari wilayah antara Kalimantan utara dan Filipina. Yang ketiga, dari pulau New Guinea.

Dapat membantu menghasilkan pisang yang lebih baik

Sifat berguna apa yang mungkin dibawa nenek moyang misterius ini ke pohon pisang peliharaan belum diketahui. Misalnya, sifat penting partenokarpi, pembentukan buah tanpa memerlukan penyerbukan, diduga diturunkan dari Pak tajamsaat memasak pisang, sebagian besar DNA mereka berasal dari subspesies (atau mungkin spesies terpisah) M. acuminata bankii.

Penulis korespondensi kedua, Dr Mathieu Rouard, juga di Bioversity International, mengatakan: “Mengidentifikasi nenek moyang pisang budidaya adalah penting, karena akan membantu kita memahami proses dan jalur yang membentuk keragaman pisang yang diamati hari ini. langkah penting dalam memilih pisang pohon masa depan.”

“Peternak perlu memahami susunan genetik pisang diploid peliharaan saat ini untuk persilangan antar kultivar mereka, dan penelitian ini merupakan langkah besar pertama menuju karakterisasi yang sangat rinci dari banyak kultivar ini.”

Sardos mengatakan: “Berdasarkan hasil ini, kami akan bekerja dengan mitra untuk mengeksplorasi dan genotipe keragaman pisang liar di tiga wilayah geografis yang diidentifikasi oleh penelitian kami, dengan harapan dapat mengidentifikasi kontributor tak dikenal untuk pisang budidaya. . Penting juga untuk mempelajari berbagai manfaat dan karakteristik yang dibawa oleh masing-masing kontributor ini pada pisang budidaya.