Mengapa sesetengah varieti buah sentiasa lebih manis daripada yang lain walaupun ditanam di tempat yang sama? Jawapannya terletak sebahagian besarnya pada genetik. Penyelidik di seluruh dunia kini menggunakan alat genetik untuk memahami dan membiak baka buah yang lebih manis. Artikel ini merumuskan dapatan kajian tentang genetik kemanisan buah dan cabaran dalam pembiakbakaan.
Kemanisan Dikawal Sebahagian Besarnya oleh Genetik
Kajian strawberi yang melibatkan 213 sampel daripada 56 kultivar selama tujuh musim mendapati kemanisan, rasa masam dan kekerasan buah sebahagian besarnya dikawal oleh genetik [1]. Satu ulasan menyatakan kemanisan buah berbeza dengan ketara antara spesies dan kultivar disebabkan perbezaan genotip [2].
Buah liar berbanding buah tanaman
Kajian ceri Cina mendapati koleksi yang ditanam mempunyai paras gula larut yang lebih tinggi, terutamanya fruktosa, dan paras asid organik yang lebih rendah, terutamanya asid malik, berbanding ceri Cina liar [3]. Ini menunjukkan bagaimana pemilihan oleh manusia selama ini telah membentuk rasa buah.
Perbezaan mengikut asal geografi
Kajian 142 kultivar pear mendapati kandungan gula larut berbeza antara pear yang berasal dari kedudukan geografi yang berbeza, dengan kultivar dari kumpulan China Selatan mempunyai kandungan gula larut tertinggi [4].
Mencari “Gen Manis”: Kajian QTL
QTL (quantitative trait loci) ialah kawasan dalam genom yang dikaitkan dengan sifat tertentu. Mengenal pasti QTL membolehkan pembiak baka menggunakan penanda DNA untuk memilih anak pokok yang berpotensi menghasilkan buah manis.
| Buah | Dapatan utama | Sumber |
|---|---|---|
| Epal | Satu kawasan QTL pada kumpulan pautan 1 dikenal pasti secara konsisten bagi fruktosa dan sukrosa, menerangkan 34–67% variasi fenotip fruktosa | [5] |
| Ceri manis | 20 QTL dikesan secara konsisten selama dua tahun; sorbitol dan asid malik paling stabil dan paling tinggi kebolehwarisan | [6] |
| Strawberi | Dua QTL stabil untuk pepejal larut dikenal pasti dalam 3,399 individu | [7] |
Kajian epal menyatakan bahawa memilih sifat kemanisan menggunakan kaedah pembiakbakaan konvensional adalah mencabar kerana kerumitan kawalan genetiknya [5].
Cabaran: Manis Berbanding Hasil
Salah satu dapatan penting datang daripada kajian strawberi. Haplotip yang menguntungkan bagi pepejal larut pada kedua-dua QTL utama didapati mengurangkan hasil [7]. Namun, kombinasi alel optimum dengan kesan yang lebih kecil terhadap hasil telah dikenal pasti [7].
Ini menunjukkan dilema yang dihadapi pembiak baka dan petani: buah yang lebih manis mungkin datang dengan kos hasil yang lebih rendah.
Enzim dan Pengawalan Gula
Kajian juga meneroka enzim yang mengawal pengumpulan gula. Satu ulasan menyatakan enzim utama termasuk invertase, sukrosa fosfat sintase, sukrosa sintase, fruktokinase dan heksokinase memainkan peranan penting dalam metabolisme gula buah [8]. Ulasan itu turut menyatakan isyarat hormon (seperti ABA dan etilena) dan isyarat persekitaran (seperti suhu dan cahaya) diintegrasikan dalam rangkaian pengawalan ini [8].
Dalam mangga ‘Renong No.1’, enzim asid invertase, AGP dan alfa-amilase dikenal pasti sebagai enzim utama yang mempengaruhi nilai kemanisan [9].
Mengubah komposisi gula
Satu kajian mendapati ekspresi berlebihan faktor transkripsi MdWRKY126 meningkatkan kepekatan sukrosa tetapi mengurangkan fruktosa dan glukosa dalam kalus epal transgenik dan buah tomato yang sedang masak [10]. Kajian sebegini membantu memahami bagaimana komposisi gula dikawal pada peringkat molekul.
Satu ulasan lain menyatakan mekanisme khusus metabolisme gula dan rangkaian pengawalan faktor yang mempengaruhinya masih belum difahami sepenuhnya, dan ini sedikit sebanyak menghalang pembiakbakaan buah berkemanisan tinggi [2].
Masa Depan Pembiakbakaan
Berdasarkan kajian yang dirumuskan, beberapa arah masa depan dikenal pasti:
1. Pembiakbakaan berbantu penanda. QTL yang stabil boleh digunakan untuk membangunkan penanda DNA [5].
2. Pendekatan berasaskan deria. Kajian strawberi mencadangkan paradigma di mana analisis deria memacu sasaran bahan kimia yang penting kepada pengguna, yang seterusnya memacu pembangunan alat genetik [1].
3. Mengimbangi kemanisan dan hasil. Kombinasi alel optimum perlu dicari [7].
4. Memahami rangkaian pengawalan. Gabungan pengawalan transkripsi, epigenetik dan isyarat diperlukan [8].
Panduan Praktikal
Bagi petani:
1. Pilih kultivar yang sesuai. Genetik menentukan potensi kemanisan buah; pengurusan ladang membantu mencapai potensi itu.
2. Gunakan bahan tanaman yang disahkan. Dapatkan anak benih atau bahan cantuman daripada sumber yang dipercayai.
3. Ambil kira pertukaran manis-hasil. Varieti yang paling manis mungkin bukan yang paling tinggi hasilnya.
4. Dapatkan nasihat pakar. Dapatkan nasihat Jabatan Pertanian dan MARDI tentang klon dan varieti yang disyorkan untuk kawasan anda. Gunakan hanya racun perosak berdaftar dengan Lembaga Racun Makhluk Perosak dan ikut arahan label.
Bagi pengguna:
1. Kenali varieti. Jika anda menyukai buah yang sangat manis, cuba kenal pasti varieti yang konsisten memberi rasa yang anda suka.
2. Faham bahawa rasa berbeza. Buah dari varieti sama pun boleh berbeza rasanya bergantung kepada musim dan cara ditanam.
Kesimpulan
Kemanisan buah sebahagian besarnya dikawal oleh genetik, dan penyelidik telah mengenal pasti kawasan genom (QTL) serta enzim yang terlibat dalam pengumpulan gula dalam buah seperti epal, ceri dan strawberi. Alat ini membuka jalan kepada pembiakbakaan buah yang lebih manis dengan lebih cekap. Namun, cabaran seperti pertukaran antara kemanisan dan hasil, serta rangkaian pengawalan gula yang kompleks, masih perlu ditangani. Kebanyakan kajian ini melibatkan buah beriklim sederhana; kajian serupa untuk buah tropika tempatan masih diperlukan.
Penafian: Artikel ini untuk pengetahuan umum sahaja. Kajian yang dirujuk dijalankan di luar Malaysia dan kebanyakannya melibatkan buah-buahan beriklim sederhana.
Rujukan
[1] Zhen Fan et al. (2021). Volatiles Influencing Sensory Attributes and Bayesian Modeling of the Soluble Solids–Sweetness Relationship in Strawberry. Frontiers in Plant Science. DOI: 10.3389/fpls.2021.640704.
[2] Yi-Ran Wang et al. (2026). A Review of Soluble Sugar Metabolism in Fruit Development. International Journal of Fruit Science. DOI: 10.1080/15538362.2026.2665679.
[3] Jing-Ting Zhou et al. (2023). Soluble sugar and organic acid composition and flavor evaluation of Chinese cherry fruits. Food Chemistry: X. DOI: 10.1016/j.fochx.2023.100953.
[4] Hao Yin et al. (2024). Profiling of Soluble Sugar Compositions in Mature Fruits of a Diverse Pear (Pyrus spp.) Germplasm by UPLC. Journal of Food Composition and Analysis. DOI: 10.1016/j.jfca.2024.106281.
[5] Y. Guan et al. (2015). QTLs detected for individual sugars and soluble solids content in apple. Molecular Breeding. DOI: 10.1007/s11032-015-0334-1.
[6] C. Gracia et al. (2024). Genetic and QTL analyses of sugar and acid content in sweet cherry (Prunus avium L.). Horticulture Research. DOI: 10.1093/hr/uhae310.
[7] Zhen Fan et al. (2023). Strawberry soluble solids QTL with inverse effects on yield. Horticulture Research. DOI: 10.1093/hr/uhad271.
[8] Zixin Meng et al. (2026). Advances in the Regulatory Mechanism of Enzymes Involved in Soluble Sugar Metabolism in Fruits. Plants. DOI: 10.3390/plants15010138.
[9] Li Li et al. (2026). Roles of Eleven Key Enzymes in Sweet Value and Soluble Sugar Component Content During Mango Development. International Journal of Molecular Sciences. DOI: 10.3390/ijms27167486.
[10] Li-Hua Zhang et al. (2024). Overexpression of a transcription factor MdWRKY126 altered soluble sugar accumulation in apple and tomato fruit. Horticultural Plant Journal. DOI: 10.1016/j.hpj.2023.09.010.
