Pendahuluan

Kentang tampak sederhana ketika sudah berada di dapur: umbi dicuci, dikupas, digoreng, direbus, atau diolah menjadi keripik dan bahan industri. Namun bagi pemulia tanaman, kentang adalah salah satu tanaman yang paling menarik sekaligus menantang. Di dalam satu umbi yang tampak biasa terdapat sejarah domestikasi panjang, keragaman genetik yang luas, persoalan penyakit yang rumit, sistem benih yang mahal, dan keputusan bisnis yang dapat berdampak langsung pada petani.

Buku ini ditulis untuk membantu Anda memahami pemuliaan genetik kentang dari dasar sampai penerapannya. Istilah pemuliaan berarti usaha manusia untuk memperbaiki sifat tanaman secara terarah. Jika petani memilih tanaman yang umbinya lebih besar untuk ditanam kembali, itu sudah merupakan bentuk seleksi sederhana. Jika pemulia menyilangkan dua tetua kentang, menanam ribuan keturunannya, lalu memilih klon terbaik berdasarkan hasil, ketahanan penyakit, bentuk umbi, dan kualitas goreng, itu adalah pemuliaan yang lebih sistematis.

Kata genetik merujuk pada pewarisan sifat. Tanaman kentang berbeda satu sama lain karena susunan DNA-nya tidak persis sama. DNA adalah molekul pembawa informasi biologis. Bagian DNA yang berperan dalam pembentukan sifat tertentu disebut gen. Sebagai contoh, sebagian perbedaan ketahanan terhadap penyakit, warna kulit umbi, bentuk umbi, atau kadar bahan kering dipengaruhi oleh perbedaan genetik. Namun gen bukan satu-satunya faktor. Tanah, suhu, air, hara, penyakit, umur panen, dan cara penyimpanan juga dapat mengubah penampilan tanaman. Karena itu, pemulia tidak cukup hanya “melihat tanaman bagus” sekali saja. Ia harus menguji apakah sifat itu stabil, diwariskan, dan berguna dalam kondisi nyata.

Kentang budidaya modern terutama berasal dari kelompok tanaman Solanum tuberosum, dengan pusat asal dan domestikasi yang berkaitan erat dengan kawasan Andes di Amerika Selatan; bukti genetik mendukung asal-usul domestikasi kentang dari wilayah tersebut (Spooner et al., 2005). Ini penting bagi pemulia karena daerah asal dan kerabat liar kentang menyimpan banyak sumber keragaman. Keragaman inilah bahan mentah pemuliaan. Tanpa keragaman, pemulia tidak punya banyak pilihan untuk memperbaiki sifat. Jika semua tanaman sama-sama rentan terhadap hawar daun, misalnya, pemulia harus mencari sumber ketahanan dari varietas lain, spesies liar, atau koleksi plasma nutfah.

Ada satu keunikan besar yang membuat kentang berbeda dari banyak tanaman pangan lain: kentang umumnya diperbanyak secara vegetatif menggunakan umbi. Dalam bahasa sehari-hari, umbi tanam sering disebut “benih kentang”, walaupun secara botani ia bukan biji. Biji sejati kentang terbentuk dari bunga dan buah, sedangkan benih kentang yang biasa dipakai petani adalah umbi kecil atau potongan umbi yang bertunas. Perbanyakan vegetatif menghasilkan tanaman baru yang secara genetik sangat mirip dengan tanaman asalnya. Tanaman-tanaman yang identik secara genetik ini disebut klon.

Contohnya begini. Jika satu tanaman kentang memiliki kombinasi sifat yang sangat baik—hasil tinggi, bentuk umbi menarik, rasa enak, dan cocok untuk industri keripik—pemulia dapat memperbanyaknya melalui umbi. Keturunan vegetatifnya akan mempertahankan kombinasi genetik tersebut. Ini menguntungkan, karena varietas unggul dapat diperbanyak tanpa harus “merakit ulang” genetiknya setiap generasi. Namun ada konsekuensi penting: umbi juga dapat membawa virus, bakteri, jamur, atau patogen lain dari satu musim ke musim berikutnya. Masalah penurunan mutu benih akibat akumulasi penyakit pada kentang telah lama menjadi perhatian dalam sistem benih kentang, terutama di wilayah dengan akses terbatas terhadap benih sehat (Struik & Wiersema, 1999; Thomas-Sharma et al., 2016).

Di sinilah pemuliaan bertemu dengan sistem benih. Varietas unggul tidak akan banyak berarti jika bahan tanamnya sakit, tercampur, atau tidak tersedia saat petani membutuhkannya. Sebaliknya, benih yang sehat tetapi berasal dari varietas yang tidak disukai pasar juga sulit diterima. Maka pemulia kentang harus berpikir sebagai ilmuwan, agronom, pengelola data, dan kadang juga sebagai perancang sistem usaha. Ia perlu memahami sifat tanaman, kebutuhan petani, permintaan pasar, regulasi benih, serta etika komersialisasi.

Buku ini juga merespons satu pertanyaan penting dari pembaca: bagaimana pemuliaan genetik kentang dapat digunakan untuk “mengunci” penjualan benih?

Pertanyaan ini perlu dijawab dengan hati-hati. Dalam dunia benih, ada perbedaan besar antara membangun permintaan benih yang sah dan menciptakan ketergantungan yang merugikan. Membangun permintaan benih secara sah berarti menyediakan varietas yang benar-benar lebih baik, menjaga mutu benih, memberi informasi jujur, memakai perjanjian lisensi yang jelas, dan menghormati hak petani serta aturan yang berlaku. Misalnya, perusahaan benih dapat menjual benih kentang bersertifikat karena benih tersebut lebih sehat, lebih seragam, dan produktivitasnya lebih dapat diprediksi. Petani membeli lagi bukan karena dipaksa, tetapi karena nilai ekonominya masuk akal.

Sebaliknya, strategi penguncian pasar yang eksploitatif terjadi ketika petani dibuat bergantung melalui informasi yang tidak transparan, kontrak yang tidak adil, penyalahgunaan kekuasaan pasar, atau pembatasan akses terhadap sumber genetik secara tidak proporsional. Perlindungan varietas tanaman memang diakui dalam kerangka hukum internasional seperti Konvensi UPOV, yang memberikan hak tertentu kepada pemulia atas varietas baru yang memenuhi kriteria seperti baru, berbeda, seragam, dan stabil (UPOV, 1991). Namun perlindungan inovasi harus dibaca berdampingan dengan kepentingan yang lebih luas: akses terhadap plasma nutfah, keberlanjutan pertanian, dan pembagian manfaat yang adil, sebagaimana ditekankan dalam Perjanjian Internasional tentang Sumber Daya Genetik Tanaman untuk Pangan dan Pertanian (FAO, 2009).

Karena itu, buku ini tidak mengajarkan cara menjerat petani. Buku ini mengajarkan cara memahami genetika dan sistem benih agar inovasi dapat dilindungi secara sah, mutu benih dapat dijaga, dan usaha benih dapat berjalan berkelanjutan tanpa praktik manipulatif. Jika suatu varietas memang unggul, benihnya sehat, lisensinya transparan, dan layanan teknisnya membantu petani, maka hubungan bisnis dapat bertahan tanpa harus mengeksploitasi ketergantungan.

Untuk memahami semua itu, kita harus mulai dari dasar. Sebuah varietas kentang bukan sekadar nama dagang. Varietas adalah bahan tanaman dengan identitas yang dapat dikenali dan performa tertentu. Dalam kentang, satu varietas komersial sering berupa klon: satu genotipe unggul yang diperbanyak berkali-kali. Genotipe berarti susunan genetik tanaman. Fenotipe berarti sifat yang tampak atau terukur, seperti tinggi tanaman, jumlah umbi, berat hasil, warna kulit, kadar bahan kering, atau ketahanan terhadap penyakit. Pemulia bekerja dengan hubungan antara genotipe dan fenotipe. Ia bertanya: dari ribuan tanaman hasil persilangan, mana yang memiliki kombinasi genetik terbaik untuk menghasilkan fenotipe yang diinginkan?

Hubungan ini tidak selalu sederhana. Kentang budidaya banyak yang bersifat tetraploid, artinya memiliki empat set kromosom, bukan dua set seperti organisme diploid. Kromosom adalah struktur pembawa DNA di dalam sel. Banyak kentang budidaya memiliki 48 kromosom, atau 2n = 4x = 48, dan tingkat heterozigositas yang tinggi; sifat tetraploid dan heterozigot ini merupakan salah satu alasan pemuliaan kentang lebih kompleks dibanding banyak tanaman diploid (Potato Genome Sequencing Consortium, 2011; Bradshaw, 2009). Heterozigositas berarti banyak posisi genetik memiliki variasi alel yang berbeda. Alel adalah versi berbeda dari suatu gen. Jika tanaman membawa banyak kombinasi alel, keturunannya dapat menunjukkan variasi sifat yang sangat luas. Ini memberi peluang seleksi besar, tetapi juga membuat prediksi pewarisan lebih sulit.

Bayangkan pemulia menyilangkan dua varietas kentang. Tetua pertama hasilnya tinggi tetapi rentan penyakit. Tetua kedua lebih tahan penyakit tetapi bentuk umbinya kurang disukai pasar. Harapannya, sebagian keturunan membawa hasil tinggi dari tetua pertama dan ketahanan dari tetua kedua. Namun karena kentang tetraploid memiliki pewarisan yang kompleks, keturunan yang muncul bisa sangat beragam: ada yang hasilnya rendah, ada yang umbinya buruk, ada yang tahan penyakit tetapi tidak produktif, dan hanya sedikit yang benar-benar mendekati kombinasi ideal. Itulah sebabnya pemuliaan kentang membutuhkan populasi besar, seleksi bertahap, pencatatan teliti, dan uji lapang berulang.

Selain genetik, lingkungan sangat menentukan. Sebuah klon kentang mungkin sangat baik di dataran tinggi yang sejuk, tetapi kurang baik di daerah lebih panas. Klon lain mungkin cocok untuk pasar kentang sayur, tetapi tidak cocok untuk keripik karena kadar gula reduksinya tinggi sehingga warna goreng menjadi terlalu gelap. Karena itu, “varietas unggul” selalu harus dijawab dengan pertanyaan lanjutan: unggul untuk siapa, di mana, untuk tujuan apa, dan dalam sistem produksi seperti apa?

Contoh sederhana dapat memperjelas. Untuk petani kentang konsumsi segar, sifat penting mungkin hasil tinggi, ukuran umbi seragam, kulit menarik, umur panen sesuai, dan tahan penyakit. Untuk industri keripik, sifat penting mencakup kadar bahan kering tinggi, bentuk umbi sesuai, mata dangkal, dan warna goreng terang. Untuk sistem benih, sifat penting mencakup kesehatan tanaman, kemampuan menghasilkan umbi benih dalam jumlah baik, dormansi yang sesuai, dan kemudahan penyimpanan. Satu varietas jarang menjadi yang terbaik untuk semua tujuan. Pemuliaan adalah seni dan ilmu menyeimbangkan banyak target.

Buku ini disusun untuk membangun pemahaman tersebut secara bertahap. Bab-bab awal akan memperkenalkan peta besar pemuliaan kentang, biologi tanaman kentang, dan dasar genetika. Setelah itu, kita masuk ke keunikan kentang tetraploid, plasma nutfah, target pemuliaan, sifat agronomis, kualitas umbi, serta penyakit dan hama utama. Bagian tengah buku membahas teknik pemuliaan: persilangan, seleksi klonal, desain percobaan, statistik praktis, penanda molekuler, genomik, pemuliaan diploid, dan true potato seed. Bagian akhir bergerak ke sistem benih, sertifikasi, perlindungan varietas, komersialisasi, etika, dan perancangan program pemuliaan.

Anda tidak perlu menjadi ahli genetika sebelum membaca buku ini. Namun Anda perlu bersedia berpikir bertahap. Banyak istilah akan terasa teknis pada awalnya, tetapi setiap istilah akan lebih mudah jika dikaitkan dengan contoh nyata. Ketika membaca tentang gen, bayangkan sifat tanaman yang dapat diamati. Ketika membaca tentang klon, bayangkan satu tanaman unggul yang diperbanyak melalui umbi. Ketika membaca tentang sertifikasi benih, bayangkan rantai panjang dari bahan tanam inti, screenhouse, minituber, penangkar, inspeksi, penyimpanan, sampai akhirnya benih tiba di lahan petani. Ketika membaca tentang hak kekayaan intelektual, bayangkan keseimbangan antara penghargaan terhadap inovasi dan keadilan bagi pengguna varietas.

Tujuan akhir buku ini bukan hanya membuat Anda hafal istilah. Tujuannya adalah membantu Anda mengambil keputusan yang lebih baik. Jika Anda petani, Anda dapat menilai apakah suatu varietas dan benih layak dicoba. Jika Anda calon pemulia, Anda dapat merancang target seleksi yang masuk akal. Jika Anda penangkar benih, Anda dapat memahami mengapa kesehatan, identitas varietas, dan dokumentasi sangat penting. Jika Anda pelaku bisnis, Anda dapat melihat bahwa keberlanjutan pasar benih tidak dibangun dari ketergantungan buta, melainkan dari kepercayaan, mutu, dan manfaat nyata. Jika Anda pembuat kebijakan atau pendamping petani, Anda dapat menilai bagaimana regulasi, sertifikasi, dan perlindungan varietas memengaruhi akses petani terhadap inovasi.

Pemuliaan kentang adalah pekerjaan jangka panjang. Dari satu persilangan sampai varietas siap dilepas dapat dibutuhkan banyak tahap seleksi dan pengujian. Banyak kandidat akan gugur. Sebagian tampak bagus pada awalnya tetapi gagal di lokasi lain. Sebagian tahan penyakit tetapi tidak disukai konsumen. Sebagian hasilnya tinggi tetapi sulit disimpan. Kegagalan seperti ini bukan tanda bahwa pemuliaan tidak ilmiah; justru itulah sifat pekerjaan ilmiah terapan. Setiap tahap mempersempit pilihan berdasarkan bukti.

Kita akan memulai perjalanan ini dengan peta besar. Sebelum masuk ke gen, kromosom, tetraploid, marker, lisensi, atau sertifikasi, kita perlu memahami mengapa kentang dipuliakan, siapa yang membutuhkan varietas baru, dan bagaimana sains genetika terhubung dengan kebutuhan lapangan. Itulah tugas Bab 1.

References

Bradshaw, J. E. (2009). Potato breeding at a crossroads. Potato Research, 52, 223–232.

FAO. (2009). International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations.

Potato Genome Sequencing Consortium. (2011). Genome sequence and analysis of the tuber crop potato. Nature, 475, 189–195.

Spooner, D. M., McLean, K., Ramsay, G., Waugh, R., & Bryan, G. J. (2005). A single domestication for potato based on multilocus amplified fragment length polymorphism genotyping. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(41), 14694–14699.

Struik, P. C., & Wiersema, S. G. (1999). Seed Potato Technology. Wageningen Pers.

Thomas-Sharma, S., Abdurahman, A., Ali, S., Andrade-Piedra, J. L., Bao, S., Charkowski, A. O., Crook, D., Kadian, M., Kromann, P., Struik, P. C., Torrance, L., Garrett, K. A., & Forbes, G. A. (2016). Seed degeneration in potato: The need for an integrated seed health strategy to mitigate the problem in developing countries. Plant Pathology, 65(1), 3–16.

UPOV. (1991). International Convention for the Protection of New Varieties of Plants. International Union for the Protection of New Varieties of Plants.