Tebu (Saccharum spp.) merupakan salah satu tanaman tropika paling penting di dunia. Berdasarkan dokumen ini, tebu ialah rumput jenis C4 yang menyumbang kira-kira 80% pengeluaran gula dunia dan sekitar 40% biofuel dunia. Tanaman ini ditanam di lebih 110 negara dengan keluasan sekitar 27 juta hektar, sekali gus menjadikannya antara tanaman yang paling banyak dituai di dunia berdasarkan jumlah tonase.
Keistimewaan tebu bukan hanya pada kandungan gulanya. Ia juga penting dalam pengeluaran etanol, biojisim dan pelbagai produk sampingan seperti bagas. Pada masa yang sama, tebu mempunyai struktur genetik yang sangat kompleks, menjadikannya tanaman yang menarik dari sudut pembiakbakaan dan bioteknologi.
Tebu ialah rumput tropika jenis C4
Secara botani, tebu tergolong dalam keluarga Poaceae dan merupakan tumbuhan saka.
Batangnya terdiri daripada ruas-ruas yang menjadi tempat utama pengumpulan sukrosa. Tebu mempunyai sistem akar gentian, daun pada setiap nod, serta mekanisme fotosintesis C4 yang sangat cekap.
Fotosintesis C4 membantu tebu mengekalkan kecekapan penghasilan biomassa yang tinggi, khususnya dalam keadaan cahaya kuat dan suhu panas.
Tebu moden berasal daripada persilangan beberapa spesies
Taksonomi semasa membahagikan tebu kepada enam spesies.
Namun, kebanyakan kultivar moden berasal terutamanya daripada persilangan antara:
Saccharum officinarum – tebu mulia yang terkenal dengan kandungan sukrosa tinggi, dan
Saccharum spontaneum – spesies liar yang menyumbang ciri ketahanan dan adaptasi.
Gabungan kedua-dua spesies ini menjadi asas kepada banyak varieti tebu komersial yang ditanam pada hari ini.
Domestikasi bermula sekitar 10,000 tahun dahulu
Dokumen menyatakan bahawa proses domestikasi tebu bermula kira-kira 10,000 tahun dahulu di Asia Tenggara dan New Guinea.
Berbeza daripada banyak jenis rumput lain yang dipilih untuk bijirin, S. officinarum dipilih kerana keupayaannya mengumpulkan sukrosa dalam batang.
Pemilihan ini akhirnya membawa kepada pembangunan tanaman yang mempunyai kandungan gula tinggi dan sesuai untuk pemprosesan.
Pengeluaran global sangat besar
Pada tahun 2018, pengeluaran tebu dunia dilaporkan melebihi 1,907 juta tan, dengan Brazil dan India sebagai antara pengeluar utama.
Jumlah ini menunjukkan skala industri tebu yang sangat besar dan kepentingannya dalam bekalan gula serta biofuel dunia.
Empat fasa pertumbuhan utama tebu
Kitaran pertumbuhan tebu dalam dokumen dibahagikan kepada empat fasa utama sepanjang kira-kira 12 bulan.
1. Germinasi
Fasa germinasi berlaku sekitar 7–35 hari.
Pada tahap ini, kejayaan pertumbuhan banyak dipengaruhi oleh keadaan tanah dan kesihatan tunas.
2. Pembentukan anak atau tillering
Fasa ini berlaku sekitar 40–120 hari.
Pada peringkat ini, percabangan bawah tanah berlaku dan menentukan kepadatan batang dalam rumpun.
3. Pertumbuhan utama
Fasa pertumbuhan utama berlaku sekitar 120–270 hari.
Pada masa ini, pembentukan batang sangat aktif dan tebu boleh menghasilkan sekitar 4–5 ruas sebulan.
4. Pematangan
Peringkat pematangan berlaku sekitar 270–360 hari.
Pertumbuhan vegetatif mula berkurang, manakala sintesis dan pengumpulan gula dalam batang menjadi lebih dominan.
Cahaya dan suhu sangat penting
Fotosintesis tebu sangat dipengaruhi oleh cahaya matahari dan suhu.
Dokumen menyatakan bahawa sekitar 7–9 jam cahaya terang bersama suhu hangat dapat menggalakkan pembentukan anak dan perkembangan batang.
Namun, kanopi yang terlalu padat boleh menyebabkan daun atas menghalang sehingga 70% tenaga matahari daripada sampai kepada daun di bawah.
Ini boleh menurunkan kadar fotosintesis keseluruhan kanopi.
Kecekapan fotosintesis dan hasil
Tebu merupakan tanaman biomassa yang produktif, tetapi dokumen menyatakan bahawa kecekapan fotosintesis purata dari sudut analisis eksergi hukum kedua hanya sekitar 5%, dengan variasi bermusim yang ketara.
Ini menunjukkan bahawa masih terdapat ruang untuk memperbaiki kecekapan penggunaan cahaya dan produktiviti melalui pemilihan genotip dan pengurusan kanopi.
Genom tebu sangat kompleks
Salah satu cabaran terbesar dalam pembiakbakaan tebu ialah struktur genomnya.
Genom tebu bersifat:
poliploid, heterozigot dan sering aneuploid, dengan sekitar 53–143 kromosom dan saiz genom melebihi 10 gigabes.
Secara umum, sekitar:
- 80% kromosom berasal daripada S. officinarum,
- 10% daripada S. spontaneum,
- 10% lagi bersifat rekombinan.
Kerumitan ini menyebabkan program pembiakbakaan tradisional menjadi sangat mencabar.
Pembiakbakaan boleh mengambil masa 12–15 tahun
Disebabkan kompleksiti genom, pembiakbakaan varieti baharu secara tradisional boleh mengambil masa sekitar 12–15 tahun.
Dokumen turut menyatakan bahawa kemajuan hasil tebu telah menunjukkan tanda mendatar.
Oleh itu, pendekatan genomik, penyuntingan gen dan transformasi genetik semakin penting untuk mempercepatkan pembangunan varieti baharu.
Genom rujukan membuka peluang baharu
Satu perkembangan besar ialah penghasilan genom rujukan poliploid untuk kultivar R570 dengan saiz sekitar 8.7 bilion bes.
Selain itu, perhimpunan ruang gen bagi kultivar SP80-3280 mengenal pasti sekitar 373,869 gen, termasuk elemen kawal atur yang berkaitan dengan sintesis sukrosa.
Data genom seperti ini membantu penyelidik memahami dengan lebih mendalam asas genetik penghasilan gula dan sifat agronomi.
Transformasi genetik semakin berkembang
Transformasi genetik melalui Agrobacterium dan kaedah biolistik telah berjaya digunakan dalam tebu, walaupun keberkesanannya masih bergantung pada genotip.
Lebih menarik, sistem transformasi bebas genotip yang lebih baharu dilaporkan mencapai kadar positif sekitar 41.67–100% merentasi lapan kultivar elit.
Ini berpotensi mempercepatkan pembangunan varieti yang mempunyai ciri khusus.
Mikroorganisma juga membantu pertumbuhan tebu
Interaksi antara tebu dan mikroorganisma di zon akar turut penting.
Dokumen menyebut bakteria pengikat nitrogen seperti:
Bacillus megaterium (CY5) dan B. mycoides (CA1).
Bakteria ini menjajah rizosfera dan menunjukkan ekspresi gen nifH yang berkaitan dengan pengikatan nitrogen.
Ini menunjukkan bahawa hubungan tanaman-mikrob boleh membantu menyokong pertumbuhan dan penggunaan nutrien.
Endofit membantu ketahanan tanaman
Mikrob endofit pula boleh membantu meningkatkan imuniti tumbuhan dengan menghasilkan metabolit pelindung dan memodifikasi mekanisme fitohormon.
Kesan ini menjadi penting apabila tanaman berhadapan tekanan biotik dan abiotik.
Kejuruteraan genetik untuk toleransi tekanan
Pengubahsuaian genetik telah digunakan untuk meningkatkan toleransi tebu terhadap pelbagai tekanan, termasuk:
- herbisid,
- penyakit,
- serangga,
- suhu sejuk,
- saliniti,
- dan kemarau.
Ini menunjukkan bahawa program pembaikbakaan tebu masa depan semakin bergantung pada gabungan genetik konvensional dan bioteknologi moden.
Tebu bukan sekadar sumber gula
Tebu mempunyai peranan yang jauh lebih luas daripada pengeluaran gula.
Ia juga menjadi bahan mentah kepada:
etanol, biofuel dan bagas, selain pelbagai produk sampingan industri.
Bagas misalnya boleh digunakan sebagai sumber biojisim dan tenaga.
Kepentingan tebu dalam bioekonomi
Dalam konteks moden, tebu semakin penting sebagai tanaman bioekonomi.
Selain gula, tanaman ini menyediakan bahan mentah untuk sektor tenaga boleh diperbaharui, bahan bio dan industri berasaskan biomassa.
Kedudukannya sebagai tanaman berproduktiviti tinggi menjadikan tebu strategik dalam usaha menggabungkan sektor makanan, tenaga dan industri.
Kesimpulan
Tebu (Saccharum spp.) ialah tanaman tropika C4 yang sangat penting dari sudut ekonomi dan biologi.
Ia menyumbang sebahagian besar pengeluaran gula dunia, memainkan peranan besar dalam biofuel dan menghasilkan biomassa pada skala sangat besar.
Kejayaannya bergantung pada empat fasa pertumbuhan utama—germinasi, pembentukan anak, pertumbuhan batang dan pematangan—serta pengaruh cahaya, suhu dan kecekapan fotosintesis.
Namun, kompleksiti genom tebu menjadikan pembiakbakaan satu cabaran besar. Genom yang sangat poliploid dan heterozigot menyebabkan pembangunan varieti melalui kaedah tradisional mengambil masa yang lama.
Kemajuan dalam genomik, transformasi genetik, interaksi mikrob dan kejuruteraan genetik kini membuka peluang untuk menghasilkan varieti tebu yang lebih tinggi hasil, lebih cekap mengumpul sukrosa dan lebih tahan terhadap tekanan persekitaran.
Secara keseluruhannya, dokumen ini menunjukkan bahawa tebu bukan sahaja tanaman gula, tetapi tanaman strategik untuk makanan, tenaga dan bioekonomi masa hadapan.
Kata Kunci
tebu, Saccharum spp., Saccharum officinarum, Saccharum spontaneum, tanaman tebu, gula, sukrosa, biofuel, etanol, bagas, tanaman C4, fotosintesis C4, germinasi, tillering, pematangan tebu, genom tebu, poliploid, heterozigot, aneuploid, pembiakbakaan tebu, bioteknologi tebu, transformasi genetik, Agrobacterium, penyuntingan gen, pengikatan nitrogen, Bacillus, rizosfera, endofit, toleransi kemarau, bioekonomi
Sumber Rujukan
Babu, K. S. D., Janakiraman, V., Palaniswamy, H., Kasirajan, L., Gomathi, R., & Ramkumar, T. R. (2022). A short review on sugarcane: Its domestication, molecular manipulations and future perspectives. Genetic Resources and Crop Evolution, 69, 2623–2643.
Brant, E. J., Zuniga-Soto, E., & Altpeter, F. (2025). RNAi and genome editing of sugarcane: Progress and prospects. The Plant Journal, 121.
Budeguer, F., et al. (2021). Genetic transformation of sugarcane, current status and future prospects. Frontiers in Plant Science, 12.
Healey, A., et al. (2024). The complex polyploid genome architecture of sugarcane. Nature, 628, 804–810.
Hewawansa, U. H. A. J., et al. (2024). Flavonoids and phenolic acids from sugarcane: Distribution in the plant, changes during processing, and potential benefits to industry and health. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23.
Kumar, T., et al. (2024). Genetic engineering for enhancing sugarcane tolerance to biotic and abiotic stresses. Plants, 13.
Matos, M., Santos, F., & Eichler, P. (2019). Sugarcane world scenario.
Mehdi, F., et al. (2024). Factors affecting the production of sugarcane yield and sucrose accumulation: Suggested potential biological solutions. Frontiers in Plant Science, 15.
Moore, P., Paterson, A., & Tew, T. (2013). Sugarcane: The crop, the plant, and domestication.
Righetto, F. G., & Mady, C. E. (2023). Exergy analysis of a sugarcane crop: A planting-to-harvest approach. Sustainability.
Singh, R., et al. (2020). Diversity of nitrogen-fixing rhizobacteria associated with sugarcane: A comprehensive study of plant-microbe interactions for growth enhancement in Saccharum spp. BMC Plant Biology, 20.
Souza, G., et al. (2019). Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world’s leading biomass crop. GigaScience, 8.
Ubaid, M. T., & Javaid, S. (2024). Precision agriculture: Computer vision-enabled sugarcane plant counting in the tillering phase. Journal of Imaging, 10.
Verma, K., et al. (2022). Impact of agroclimatic variables on proteogenomics in sugar cane (Saccharum spp.) plant productivity. ACS Omega, 7, 22997–23008.
Wang, W., et al. (2025). Highly efficient and genotype-independent genetic transformation system in sugarcane. Plant Biotechnology Journal, 24, 2241–2243.
Wei, Y., et al. (2024). Analysis of photosynthetic characteristics and screening high light-efficiency germplasm in sugarcane. Plants, 13.
