Program Pemuliaan Tanaman Prioritas Area Produksi Pertanian dalam Inisiatif Penelitian Pertanian dan Pangan NIFA (AFRI) mendukung tujuan ini dengan mendanai penelitian pemuliaan dasar dan inovatif dalam berbagai jenis tanaman pertanian dan tanaman khusus serta kerabat liar dan spesies pohon. Pertanian Amerika. Dengan dukungan AFRI, seorang peneliti telah membuat terobosan penting terkait biji jagung.
Cerita ini awalnya diterbitkan oleh Universitas Nevada, Reno Dicetak ulang di sini dengan izin.
A Universitas Nevada, Reno Peneliti bertujuan untuk menciptakan inovasi besar dalam budidaya jagung global. Pada penelitian awalnya, ia mengembangkan varietas jagung dengan biji yang cukup besar dan terurai secara efisien selama panen, sehingga nutrisinya lebih tersedia secara hayati bagi sapi perah dibandingkan jagung yang sudah ada. Hebatnya lagi, jagung unik ini sangat cocok untuk diproduksi di Nevada dan California.
Melinda Yerga, profesor di Departemen Pertanian, Ilmu Kedokteran Hewan & Rangeland, dan timnya mengadaptasi jagung dengan ciri-ciri biji-bijian yang diinginkan ketika ditanam di Amerika Serikat bagian barat di luar “sabuk sorgum” tradisional Great Plains. Beberapa varietas baru ini memiliki biji yang sangat besar serta kandungan protein dan pati yang sangat tinggi. Sebagian besar pekerjaan ini telah dilakukan di stasiun percobaan, sebuah divisi dari Fakultas Pertanian, Bioteknologi, dan Sumber Daya Alam universitas tersebut, sejak dimulainya program pemuliaan jagung baru pada tahun 2017.
Yerga dan timnya menggunakan pendekatan yang relatif baru dalam penelitian pemuliaan tanaman, yang disebut desain populasi multiparent advanced generation intercross (MAGIC), untuk menciptakan varietas baru ini. Rancangan populasi ajaib melibatkan pembiakan delapan tipe induk yang berbeda secara bersamaan untuk menghasilkan tipe baru atau “keturunan”. Setiap varietas induk menyumbangkan ciri-ciri khusus yang berkaitan dengan kimia biji-bijian, sehingga keturunannya (varietas baru) memiliki banyak sifat unik yang diinginkan untuk konsumsi manusia, pembuatan malt dan pembuatan bir, pakan ternak, dan produksi etanol. Populasi ajaib telah digunakan di semua varietas sereal utama untuk mengidentifikasi sidik jari DNA berbagai sifat tanaman guna membantu para ilmuwan mengembangkan varietas yang lebih baik.
Yerka berkolaborasi erat dengan Divisi Penelitian Struktur dan Kualitas Biji-bijian USDA di Manhattan, Kansas, yang berspesialisasi dalam evaluasi kualitas biji jagung, untuk mempelajari kandungan pati, protein, dan lisin pada biji-bijian varietas jagungnya. Kolaborator penting lainnya dalam proyek ini termasuk para peneliti di Texas Tech University; Universitas Nebraska, Lincoln; dan Departemen Pertanian dan Sumber Daya Alam Universitas California.
Penelitian Yerka dirancang untuk mengatasi kekurangan hijauan susu saat ini yang menghadapi kondisi panas, kering, dan membutuhkan lebih banyak air di negara-negara Barat untuk mengembangkan alternatif nutrisi sapi perah yang berkelanjutan dan tangguh.
“Jagung dan alfalfa dulunya merupakan pakan ternak yang dapat diandalkan, namun tidak lagi dapat bertahan dalam perubahan iklim, terutama di Kalifornia dan Nevada karena kebutuhan airnya yang besar,” kata Yerka. “Krisis air di negara-negara bagian barat menimbulkan peringatan bagi para petani untuk mencari tanaman alternatif seperti sorgum yang membutuhkan lebih sedikit air. Menjadikan jagung lebih kompetitif dibandingkan jagung dan alfalfa dalam nutrisi susu dengan meningkatkan bioavailabilitas pati dan protein adalah salah satu cara untuk mempertahankan keuntungan bagi petani di masyarakat pedesaan dan melestarikan generasi pertanian keluarga.
Menurut Departemen Pangan dan Pertanian Kalifornia, produk susu merupakan komoditas pertanian terlaris pada tahun 2022, menyumbang lebih dari 30% total pendapatan pertanian negara bagian tersebut. Yerga berharap dengan memanfaatkan California dan Nevada untuk membudidayakan jagungnya juga akan mengurangi kebutuhan produsen untuk bergantung pada impor pakan dari negara bagian lain, yang bisa jadi mahal dan tidak stabil karena wilayah lain juga menghadapi peningkatan variabilitas iklim.
Secara tradisional, sorgum telah dikalahkan oleh tanaman hijauan yang lebih populer, sorgum dan alfalfa, yang membuatnya tidak dapat dicerna oleh ternak karena ukuran bijinya yang kecil. Namun, keberhasilan pengujian dan komersialisasi varietas baru ini di masa depan, yang menggabungkan biji yang lebih besar dan lebih lembut dengan kandungan protein atau pati yang lebih tinggi, dapat mengubah aturan tentang bagaimana profil nutrisi jagung dibandingkan dengan jagung dan alfalfa.
Benih berukuran besar dipecah selama panen menggunakan mesin pemanen hijauan jagung yang sudah ada, sehingga tidak diperlukan peralatan khusus untuk mengolahnya, yang akan memaksimalkan bioavailabilitas dari komposisi nutrisinya yang luar biasa. Jika ya, potensi multi guna dalam makanan, pakan dan biofuel serta adaptasi alaminya terhadap iklim panas dan kering dapat menjadikan varietas baru ini sebagai biji-bijian super terbaik bagi pengolah komersial, pakan ternak, dan konsumen yang sadar akan kesehatan. Sistem pangan lokal sangat berkelanjutan.
Keuntungan lain yang diperoleh dari uji coba lapangan Yerga adalah benih hibrida baru ini tetap lunak dan fleksibel hingga satu bulan setelah matang, sehingga memungkinkan jadwal panen yang fleksibel. Ketika ditanam di California, benih jagung yang sudah ada akan cepat kering setelah matang dan sulit terurai saat panen atau saat dikunyah oleh ternak, yang merupakan fokus utama proyek ini.
Yerga Seeds: Kolaborasi dengan University College of Business
September lalu, ia mendirikan Yerga Seeds untuk mengembangkan dan memasarkan jagung hibrida komersial kepada para petani. Ia bekerja dengan mengambil varietas yang tersedia untuk umum yang dikembangkan oleh laboratorium akademisnya dan menyelesaikan pengembangannya menjadi hibrida yang kompetitif secara komersial. Yerga bekerja sama dengan Pusat Pengembangan Bisnis Kecil Nevada di universitas tersebut, yang merupakan bagian dari Fakultas Bisnis, untuk menyusun strategi demi kesuksesan perusahaan.
Pusat tersebut, yang menyediakan pelatihan kewirausahaan gratis, konsultasi dan layanan khusus untuk startup dan usaha kecil di Nevada, telah membantu Yerga mengeksplorasi strategi pendanaan dan model bisnis potensial untuk perusahaan benih tersebut. Pusat ini juga membantunya memikirkan risiko dan strategi kekayaan intelektualnya.
“Melinda Yerga telah menjadi kekuatan pendorong dalam pembangunan perusahaan benih, dan penasihat kami bekerja sama dengannya untuk mengeksplorasi opsi komersialisasi yang akan membantu mengurangi potensi risiko bisnis,” kata Jake Carrico, direktur konsultasi di pusat tersebut.
Musim panas mendatang, Yerga Seeds akan bekerja sama dengan sejumlah kecil peternakan sapi perah di wilayah Barat untuk menanam jagung baru dan memberikannya kepada ternak dalam bentuk biji-bijian dan silase untuk menilai stabilitas lingkungan dan ketersediaan hayati dari sifat-sifat yang diinginkan ini. Harapannya adalah untuk menunjukkan dan membuktikan bahwa benih yang lebih besar sebenarnya dapat terurai dengan peralatan panen komersial dan/atau pemberian pakan untuk melepaskan nutrisinya pada tingkat yang sebanding dengan jagung dan alfalfa dibandingkan benih jagung saat ini. Ini akan menjadi langkah pertama menuju komersialisasi di tahun-tahun mendatang.
Jika uji coba musim panas mendatang berhasil, pemuliaan tanaman tambahan dan pengujian multi-lingkungan akan dilakukan untuk mengidentifikasi hibrida komersial terbaik untuk distribusi grosir melalui benih yerka. .
Makanan, pakan ternak dan pembuatan malt serta pembuatan bir hibrida dari benih yerka akan dikembangkan dengan cara yang konsisten dengan gerakan dari pertanian ke meja. Benih ditanam di lahan pertanian individu dan dijual langsung ke pengguna akhir (konsumen, pembuat malt, dan pabrik bir). Pendekatan yang dipersonalisasi ini, yang menghubungkan konsumen dengan pertanian tertentu, sejalan dengan semakin meningkatnya preferensi konsumen terhadap pangan lokal dan transparansi dalam sumber pangan.
Bekerja dengan mitra internasional untuk mengatasi tantangan pangan global
Yerga dan mitranya baru-baru ini mulai bekerja sama dengan para pemulia jagung di Pusat Pengembangan Jagung dan Gandum Internasional untuk memperluas jagung mereka ke negara-negara kurang berkembang. Timnya saat ini menggunakan desain populasi ajaib untuk mengembangkan varietas jagung berprotein tinggi dan bertepung yang disesuaikan dengan iklim berbeda di Afrika, khususnya di Kenya, Senegal, Ethiopia, dan Tanzania.
“Jika jagung yang baru dikembangkan ini terbukti mampu bersaing dengan tanaman hijauan yang sudah ada di California dan Nevada, maka jagung tersebut akan menjadi contoh menarik dari potensi genetik jagung untuk membantu sistem pangan dan pakan global beradaptasi secara efektif terhadap tantangan yang ditimbulkan oleh perubahan iklim,” kata Yerga. .
Dukungan dan pendanaan untuk penelitian kelompoknya sebagian besar datang dari Universitas Nevada, Stasiun Eksperimen Reno, Inisiatif Penelitian Pertanian dan Pangan USDA-NIFA, Layanan Penelitian Pertanian USDA, dan Universitas Teknologi Texas.
