Metabolomik Manfaatnya Bagi Pemuliaan

Abstract

Metabolomik adalah studi pada mahluk hidup yang berskala besar yang mempelajari molekul-molekul kecil berupa metabolit yang berukuran berkisar antara 50-1500 Dalton (Da). Metabolit berada dalam sel, jaringan dan organ. Juga mempelajari berbagai interaksi antara metabolit tersebut dalam sistem biologis. Metabolomik berbeda dengan genomik. Genomik mempelajari tentang gen yang ukurannya jauh lebih besar dari metabolit. Gen jika sudah di ekpresikan bisa menjadi protein dan enzim yang terdiri dari gabungan banyak asam amino-asam amino. Metabolit ini lebih dikenal sebagai senyawa senyawa sederhana yang merupakan produk atau reaktan dalam reaksi kimia, seperti glukosa, asam amino, lipid, dll. Metabolomik adalah cabang baru dari "omics/penanda" yang melibatkan identifikasi dan kuantifikasi metabolit serta jejak kimia dari proses regulasi seluler pada spesies biologis yang berbeda. Metabolom adalah kumpulan metabolit total dalam suatu organisme, yang dapat diukur untuk mengkarakterisasi variasi genetik atau lingkungan. Metabolomik memainkan peran penting dalam mengeksplorasi interaksi genetik-lingkungan, karakterisasi mutan, fenotip, identifikasi biomarker, dan penemuan obat. Metabolomik adalah pendekatan yang menjanjikan untuk menguraikan berbagai jaringan metabolisme yang terkait dengan toleransi cekaman biotik dan abiotik pada tanaman. Dalam konteks ini, pemuliaan yang dibantu metabolomik memungkinkan penyaringan yang efisien untuk hasil dan toleransi stres tanaman pada tingkat metabolisme. Alat analisis metabolomik tingkat lanjut seperti : non-destructive nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), liquid chromatography mass-spectroscopy (LC-MS), gas chromatographymass spectrometry (GC-MS), high performance liquid chromatography (HPLC), dan direct flow injection (DFI) mass spectrometry, telah mempercepat profil metabolik. Saat ini, mengintegrasikan metabolomik dengan post-genomic tools telah memungkinkan diseksi yang efisien dari asosiasi genetik dan fenotipik pada tanaman-tanaman. Monograf ini memberikan wawasan tentang alat metabolisme tanaman mutakhir untuk perbaikan tanaman. Selain itu, kami menggambarkan alur kerja penelitian metabolisme tanaman yang berfokus pada penjelasan mekanisme toleransi cekaman biotik dan abiotik pada tanaman. Selanjutnya, potensi pemuliaan berbantuan metabolomik untuk perbaikan tanaman dan aplikasinya di masa depan dalam pemuliaan tanaman. Dalam bagian akhir, kami juga mengulas tentang tantangan dan prospek masa depan pengembangan analisis metabolomik dalam biologi tumbuhan.