Beras adalah biji-bijian sereal dan dalam bentuknya yang telah didomestikasi merupakan makanan pokok bagi lebih dari separuh populasi dunia, terutama di Asia dan Afrika. Beras adalah biji dari spesies rumput Oryza sativa (beras Asia) - atau, yang lebih jarang ditemukan, O. glaberrima (beras Afrika). Padi Asia didomestikasi di Cina sekitar 13.500 hingga 8.200 tahun yang lalu; padi Afrika didomestikasi di Afrika sekitar 3.000 tahun yang lalu. Beras telah menjadi hal yang biasa di banyak budaya di seluruh dunia; pada tahun 2021, 787 juta ton diproduksi, menempatkannya di urutan keempat setelah tebu, jagung, dan gandum. Hanya sekitar 8% beras yang diperdagangkan secara internasional. Cina, India, dan Indonesia adalah konsumen beras terbesar. Sejumlah besar beras yang diproduksi di negara-negara berkembang hilang setelah panen melalui faktor-faktor seperti transportasi dan penyimpanan yang buruk. Hasil panen padi dapat berkurang karena hama seperti serangga, hewan pengerat, dan burung, juga karena gulma, dan karena penyakit seperti ledakan padi. Polikultur padi tradisional seperti pertanian padi-bebek, dan pengelolaan hama terpadu modern berupaya mengendalikan kerusakan akibat hama secara berkelanjutan.
Banyak varietas padi telah dikembangbiakkan untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas tanaman. Bioteknologi telah menciptakan padi Revolusi Hijau yang mampu menghasilkan panen yang tinggi jika dipasok dengan pupuk nitrogen dan dikelola secara intensif. Produk lainnya adalah padi yang mampu mengekspresikan protein manusia untuk penggunaan obat; padi yang toleran terhadap banjir atau air laut dalam; dan varietas yang toleran terhadap kekeringan dan garam. Padi digunakan sebagai model organisme dalam biologi.
Gabah beras kering digiling untuk menghilangkan lapisan luarnya; tergantung pada seberapa banyak yang dihilangkan, produk yang dihasilkan berkisar dari beras merah hingga beras dengan kuman dan beras putih. Beberapa di antaranya direbus setengah matang agar mudah dimasak. Beras tidak mengandung gluten; beras menyediakan protein tetapi tidak semua asam amino esensial yang dibutuhkan untuk kesehatan yang baik. Beras dari berbagai jenis dimakan di seluruh dunia. Beras berbiji panjang cenderung tetap utuh saat dimasak; beras berbiji sedang lebih lengket, dan digunakan untuk hidangan manis, dan di Italia untuk risotto; dan beras berbiji pendek yang lengket digunakan dalam sushi Jepang karena dapat mempertahankan bentuknya saat dimasak. Beras putih ketika dimasak mengandung 29% karbohidrat dan 2% protein, dengan sedikit mangan. Beras emas adalah varietas yang dihasilkan dari rekayasa genetika yang mengandung vitamin A.
Produksi beras diperkirakan menyebabkan lebih dari 1% emisi gas rumah kaca global pada tahun 2022. Hasil panen beras diperkirakan akan turun sekitar 20% untuk setiap kenaikan suhu rata-rata global sebesar 1°C. Dalam budaya manusia, beras berperan dalam agama dan tradisi tertentu, seperti dalam acara pernikahan.
Deskripsi
Tanaman padi dapat tumbuh setinggi lebih dari 1 m (3 kaki); jika berada di air yang dalam, panjangnya bisa mencapai 5 m (16 kaki). Satu tanaman dapat memiliki beberapa batang atau anakan yang berdaun. Batang tegak bersendi dengan simpul di sepanjang batangnya; daun ramping panjang muncul dari setiap simpul. Bunga-bunga yang subur diproduksi dalam malai, perbungaan bercabang yang muncul dari ruas terakhir pada batang. Dalam satu malai bisa terdapat hingga 350 bulir, masing-masing berisi bagian bunga jantan dan betina (kepala sari dan bakal biji). Bakal buah yang telah dibuahi akan berkembang menjadi bulir padi yang dapat dimakan atau caryopsis.
Beras adalah sereal yang termasuk dalam keluarga Poaceae. Sebagai tanaman tropis, padi dapat tumbuh selama dua musim yang berbeda (kemarau dan penghujan) sepanjang tahun asalkan tersedia air yang cukup. Biasanya padi merupakan tanaman tahunan, namun di daerah tropis dapat bertahan sebagai tanaman tahunan, menghasilkan tanaman ratoon.
Agronomi
- Pertumbuhan
Seperti semua tanaman, padi bergantung pada faktor lingkungan biotik dan abiotik untuk pertumbuhannya. Faktor biotik yang utama adalah varietas tanaman, hama, dan penyakit tanaman. Faktor abiotik meliputi jenis tanah, apakah dataran rendah atau dataran tinggi, curah hujan atau air irigasi, suhu, panjang hari, dan intensitas sinar matahari.
Benih padi dapat ditanam langsung di lahan yang akan ditanami, atau dapat juga dengan menyemaikannya di persemaian dan memindahkannya ke lahan. Penyemaian langsung membutuhkan sekitar 60 hingga 80 kg gabah per hektar, sementara pemindahan membutuhkan lebih sedikit, sekitar 40 kg per hektar, tetapi membutuhkan lebih banyak tenaga kerja. Sebagian besar padi di Asia dipindahkan dengan tangan. Penanaman secara mekanis membutuhkan waktu yang lebih singkat namun membutuhkan lahan yang dipersiapkan dengan hati-hati dan bibit yang ditumbuhkan di atas tikar atau baki agar sesuai dengan mesin. Padi tidak akan tumbuh subur jika terus menerus terendam. Padi dapat ditanam di lingkungan yang berbeda, tergantung pada ketersediaan air. Pengaturan yang umum dilakukan adalah sawah dataran rendah dikelilingi oleh pematang dan dibanjiri air hingga kedalaman beberapa sentimeter hingga sekitar seminggu sebelum masa panen; hal ini membutuhkan air dalam jumlah yang besar.
Teknik “pembasahan dan pengeringan secara bergantian” menggunakan lebih sedikit air. Salah satu bentuknya adalah membanjiri sawah hingga kedalaman 5 cm (2 inci), kemudian membiarkan permukaan air turun hingga 15 cm (6 inci) di bawah permukaan tanah, yang diukur dengan melihat ke dalam tabung air yang dilubangi dan dibenamkan ke dalam tanah, lalu mengulangi siklus tersebut. Varietas padi air dalam tahan terhadap banjir dengan kedalaman lebih dari 50 cm selama setidaknya satu bulan. Padi gogo ditanam tanpa banjir, di daerah perbukitan atau pegunungan; padi gogo ditanam dengan tadah hujan seperti gandum atau jagung.
- Panen
Di seluruh Asia, beras yang belum digiling atau “padi” (padi Indonesia dan Melayu), secara tradisional merupakan produk pertanian petani kecil, dengan pemanenan manual. Pertanian yang lebih besar menggunakan mesin seperti mesin pemanen untuk mengurangi input tenaga kerja. Gabah siap dipanen ketika kadar airnya mencapai 20-25%. Proses panen meliputi penuaian, penumpukan batang padi yang sudah dipotong, perontokan untuk memisahkan gabah, dan pembersihan dengan menampi atau menyaring. Gabah dikeringkan sesegera mungkin untuk menurunkan kadar air ke tingkat yang aman dari jamur. Pengeringan tradisional mengandalkan panas matahari, dengan membentangkan gabah di atas tikar atau di atas tanah.
Evolusi
- Filogeni
Spesies padi yang dapat dimakan adalah anggota dari suku BOP dalam keluarga rumput-rumputan, Poaceae. Subfamili padi, Oryzoideae, adalah saudara dari bambu, Bambusoideae, dan subfamili serealia, Pooideae. Genus padi Oryza adalah salah satu dari sebelas genus dalam Oryzeae; genus ini bersaudara dengan Phyllorachideae. Spesies padi yang dapat dimakan, O. sativa dan O. glaberrima, termasuk di antara sekitar 300 spesies atau subspesies dalam genus ini.
- Sejarah
Padi Oryza sativa pertama kali didomestikasi di lembah Sungai Yangtze di Cina pada 13.500 hingga 8.200 tahun yang lalu. Alel fungsional untuk nonshattering, indikator penting domestikasi pada biji-bijian, serta lima polimorfisme nukleotida tunggal lainnya, identik pada indica dan japonica. Hal ini mengimplikasikan adanya satu peristiwa domestikasi untuk O. sativa. Baik bentuk indica maupun japonica dari padi Asia berasal dari satu peristiwa domestikasi di Cina dari padi liar Oryza rufipogon. Terlepas dari bukti-bukti ini, tampaknya beras indica muncul ketika japonica tiba di India sekitar 4.500 tahun yang lalu dan dihibridisasi dengan beras lain, baik proto-indica yang belum didomestikasi atau O. nivara liar.
Budidaya, migrasi, dan perdagangan menyebarkan beras ke seluruh dunia-pertama ke sebagian besar Asia Timur, kemudian ke luar negeri, dan akhirnya ke Amerika sebagai bagian dari pertukaran Kolumbus setelah tahun 1492. Oryza glaberrima (padi Afrika) yang sekarang kurang umum, didomestikasi secara mandiri di Afrika sekitar 3.000 tahun yang lalu, dan diperkenalkan ke Amerika oleh Spanyol.
Perdagangan
- Produksi
Pada tahun 2021, produksi beras dunia mencapai 787 juta ton, dipimpin oleh Cina dan India dengan total 52% dari total produksi. Hal ini menempatkan beras di urutan keempat dalam daftar tanaman pangan berdasarkan produksi, setelah tebu, jagung, dan gandum. Produsen utama lainnya adalah Bangladesh, Indonesia, dan Vietnam. 90% produksi dunia berasal dari Asia.
Produksi beras (2021)
Porsi beras (oranye) dari produksi tanaman pangan dunia menurun pada abad ke-21.
- Rekor hasil panen
Rata-rata hasil panen padi dunia adalah 4,7 metrik ton per hektar (2,1 ton pendek per hektar), pada tahun 2022. Yuan Longping dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Padi Hibrida Nasional Tiongkok mencetak rekor dunia untuk hasil panen padi pada tahun 1999 dengan 17,1 metrik ton per hektar (7,6 ton pendek per hektar) di sebuah lahan percontohan. Ini menggunakan padi hibrida yang dikembangkan secara khusus dan System of Rice Intensification (SRI), sebuah inovasi dalam pertanian padi.
- Ketahanan pangan
Beras merupakan makanan pokok utama di Asia, Amerika Latin, dan beberapa bagian Afrika, yang memberi makan lebih dari separuh populasi dunia. Namun, sebagian besar hasil panen dapat hilang pasca panen karena transportasi, penyimpanan, dan penggilingan yang tidak efisien. Seperempat dari hasil panen di Nigeria hilang setelah panen. Kerugian penyimpanan termasuk kerusakan akibat jamur jika beras tidak dikeringkan secara memadai. Di Cina, kehilangan di silo logam modern hanya 0,2%, dibandingkan dengan 7-13% ketika beras disimpan oleh rumah tangga di pedesaan.
- Pengolahan
Gabah kering digiling untuk menghilangkan lapisan luar, yaitu sekam dan dedak. Lapisan luar ini dapat dihilangkan dalam satu langkah, dua langkah, atau seperti pada penggilingan komersial dengan proses pembersihan, pengupasan kulit, pemisahan, pemolesan, penyosohan, dan penimbangan. Beras merah hanya membuang sekam yang tidak dapat dimakan. Penggilingan lebih lanjut menghilangkan dedak dan kuman untuk menghasilkan produk yang lebih putih. Beras setengah matang mengalami proses pengukusan sebelum digiling. Hal ini membuat gabah menjadi lebih keras, dan memindahkan beberapa vitamin dan mineral gabah ke bagian putih beras sehingga dapat dipertahankan setelah penggilingan. Beras tidak mengandung gluten, sehingga cocok untuk orang yang menjalani diet bebas gluten. Beras adalah sumber protein yang baik dan makanan pokok di banyak bagian dunia, tetapi beras bukanlah protein yang lengkap karena tidak mengandung semua asam amino esensial dalam jumlah yang cukup untuk kesehatan yang baik.
- Perdagangan
Angka perdagangan dunia jauh lebih kecil dibandingkan dengan angka produksi, karena kurang dari 8% beras yang diproduksi diperdagangkan secara internasional. Cina, pengekspor beras di awal tahun 2000-an, telah menjadi pengimpor beras terbesar di dunia pada tahun 2013. Negara-negara berkembang adalah pemain utama dalam perdagangan beras dunia; pada tahun 2012, India adalah pengekspor beras terbesar, dengan Thailand dan Vietnam sebagai pengekspor terbesar lainnya.
- Konsumsi di seluruh dunia
Pada tahun 2016, negara-negara yang mengonsumsi beras paling banyak adalah Cina (29% dari total), India, dan Indonesia. Pada tahun 2020, Bangladesh telah mengambil alih posisi ketiga dari Indonesia. Secara rata-rata tahunan dari tahun 2020-23, China mengonsumsi 154 juta ton beras, India mengonsumsi 109 juta ton, dan Bangladesh serta Indonesia masing-masing mengonsumsi sekitar 36 juta ton. Di seluruh dunia, konsumsi beras per kapita menurun pada abad ke-21 karena orang-orang di Asia dan di tempat lain mengonsumsi lebih sedikit biji-bijian dan lebih banyak daging. Pengecualian terjadi di Afrika Sub-Sahara, di mana konsumsi beras per kapita dan jumlah penduduk meningkat.
Makanan
- Kualitas makanan
Beras adalah makanan yang umum dimakan di seluruh dunia. Varietas beras biasanya diklasifikasikan sebagai berbiji pendek, sedang, dan panjang. Varietas Oryza sativa indica biasanya berbutir panjang; varietas Oryza sativa japonica biasanya berbutir pendek atau sedang. Beras berbutir pendek, kecuali Bomba Spanyol, biasanya lengket saat dimasak, dan cocok untuk puding. Beras Jasmine Thailand beraroma harum, dan tidak seperti beras berbutir panjang yang lengket, dengan tekstur yang lembut. Beras Basmati India berbutir sangat panjang dan beraroma harum. Beras Arborio Italia, yang digunakan untuk risotto, memiliki panjang sedang, lonjong, dan cukup lengket. Beras sushi Jepang adalah jenis beras berbutir pendek yang lengket.
- Nutrisi
Nasi putih yang dimasak mengandung 69% air, 29% karbohidrat, 2% protein, dan mengandung sedikit lemak (tabel). Dalam porsi referensi 100 gram (3,5 ons), nasi putih yang dimasak menyediakan 130 kalori energi makanan, dan mengandung mangan dalam kadar sedang (18% DV), tanpa kandungan mikronutrien lain yang signifikan (semuanya kurang dari 10% dari Nilai Harian). Pada tahun 2018, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) sangat menyarankan untuk memperkaya beras dengan zat besi, dan secara kondisional merekomendasikan untuk memperkayanya dengan vitamin A dan asam folat.
- Beras emas
Beras emas adalah varietas yang dihasilkan melalui rekayasa genetika untuk mensintesis beta-karoten, prekursor vitamin A, di dalam endosperma bulir beras. Beras ini dimaksudkan untuk ditanam dan dimakan di beberapa bagian dunia yang mengalami kekurangan vitamin A. Beras emas telah ditentang oleh para aktivis, seperti di Filipina. Pada tahun 2016, lebih dari 100 peraih Nobel mendorong penggunaan organisme hasil rekayasa genetika, seperti beras emas, karena manfaat yang dapat diberikannya.
Beras dan perubahan iklim
- Gas rumah kaca dari produksi beras
Para ilmuwan mengukur emisi gas rumah kaca dari beras
Pada tahun 2022, emisi gas rumah kaca dari budidaya padi diperkirakan mencapai 5,7 miliar ton CO2eq, yang mewakili 1,2% dari total emisi. Di sektor pertanian, padi menghasilkan hampir setengah emisi gas rumah kaca dari lahan pertanian, sekitar 30% emisi metana pertanian, dan 11% emisi dinitrogen oksida pertanian. Metana dilepaskan dari sawah yang terkena banjir jangka panjang, karena hal ini menghambat tanah untuk menyerap oksigen di atmosfer, yang mengakibatkan fermentasi anaerobik bahan organik di dalam tanah. Emisi dapat dibatasi dengan menanam varietas baru, tidak membanjiri terus menerus, dan membuang jerami.
Emisi metana dalam budidaya padi dapat dikurangi dengan meningkatkan pengelolaan air, menggabungkan penyemaian kering dan satu kali pengeringan, atau melaksanakan urutan pembasahan dan pengeringan. Hal ini dapat mengurangi emisi hingga 90% dibandingkan dengan penggenangan penuh dan bahkan meningkatkan hasil panen.
- Dampak perubahan iklim terhadap produksi beras
Sebuah studi pada tahun 2010 menemukan bahwa, sebagai akibat dari kenaikan suhu dan penurunan radiasi matahari selama tahun-tahun terakhir abad ke-20, hasil panen padi, yang diukur di lebih dari 200 pertanian di tujuh negara Asia, mengalami penurunan antara 10% hingga 20%. Hal ini mungkin disebabkan oleh meningkatnya respirasi pada malam hari. IRRI memperkirakan bahwa hasil panen padi di Asia akan turun sekitar 20% untuk setiap kenaikan suhu rata-rata global sebesar 1°C. Selain itu, padi tidak dapat menghasilkan gabah jika bunganya mengalami suhu 35°C atau lebih selama lebih dari satu jam, sehingga hasil panen akan hilang dalam kondisi ini.
Di Lembah Po di Italia, varietas padi arborio dan carnaroli risotto mengalami panen yang buruk akibat kekeringan di abad ke-21. Ente Nazionale Risi [perusahaan] sedang mengembangkan varietas yang tahan kekeringan; varietas nuovo prometeo memiliki akar yang dalam sehingga dapat mentolerir kekeringan, tetapi tidak cocok untuk risotto.
Hama, gulma, dan penyakit
- Hama dan gulma
Hasil panen padi dapat dikurangi oleh pertumbuhan gulma, dan berbagai macam hama termasuk serangga, nematoda, hewan pengerat seperti tikus, siput, dan burung. Hama serangga padi yang utama termasuk ulat grayak, kutu beras, kutu hitam, ulat grayak, jangkrik, jangkrik sawah, belalang, wereng, kutu putih, dan wereng. Pemberian pupuk nitrogen dalam jumlah besar dapat memperburuk wabah kutu daun. Kondisi cuaca dapat berkontribusi terhadap wabah hama: wabah hama penggerek batang padi diperparah oleh curah hujan yang tinggi di musim hujan, sementara wabah thrips dikaitkan dengan kekeringan.
- Penyakit
Hama blas, yang disebabkan oleh jamur Magnaporthe grisea, merupakan penyakit yang paling serius pada tanaman padi. Penyakit ini dan penyakit hawar daun bakteri (yang disebabkan oleh Xanthomonas oryzae pv. oryzae) merupakan dua penyakit padi terburuk di seluruh dunia; keduanya merupakan salah satu dari sepuluh penyakit terpenting dari seluruh tanaman pangan. Penyakit utama padi lainnya termasuk hawar pelepah (disebabkan oleh Rhizoctonia solani), hawar daun (Ustilaginoidea virens), dan hawar malai bakteri (Burkholderia glumae). Penyakit virus termasuk kerdil hampa, kerdil rumput, tungro, dan belang-belang kuning.
- Pengelolaan hama
Para ilmuwan perlindungan tanaman sedang mengembangkan teknik-teknik berkelanjutan untuk mengelola hama padi. Pengelolaan hama yang berkelanjutan didasarkan pada empat prinsip: keanekaragaman hayati, ketahanan tanaman inang, ekologi lanskap, dan hirarki dalam lanskap-dari biologis hingga sosial. Penggunaan pestisida oleh petani seringkali tidak diperlukan. Pestisida justru dapat mendorong peningkatan populasi hama padi seperti wereng coklat, baik dengan cara memusnahkan serangga yang menguntungkan maupun dengan cara meningkatkan reproduksi hama tersebut. International Rice Research Institute (IRRI) pada tahun 1993 menunjukkan bahwa pengurangan penggunaan pestisida sebesar 87,5% dapat menurunkan jumlah hama secara keseluruhan.
Petani di Cina, Indonesia, dan Filipina secara tradisional mengelola gulma dan hama dengan praktik polikultur, yaitu memelihara bebek dan terkadang ikan di sawah. Hal ini menghasilkan panen tambahan yang berharga, memakan hewan-hewan hama kecil, memberi pupuk kandang pada padi, dan dalam kasus bebek juga mengendalikan gulma.
Tanaman padi menghasilkan pertahanan kimiawi sendiri untuk melindungi diri dari serangan hama. Beberapa bahan kimia sintetis, seperti herbisida 2,4-D, menyebabkan tanaman meningkatkan produksi bahan kimia pertahanan tertentu dan dengan demikian meningkatkan ketahanan tanaman terhadap beberapa jenis hama. Sebaliknya, bahan kimia lain, seperti insektisida imidakloprid, tampaknya menginduksi perubahan dalam ekspresi gen padi yang membuat tanaman lebih rentan terhadap hama tertentu.
Para pemulia tanaman telah menciptakan kultivar padi yang memiliki ketahanan terhadap berbagai hama serangga. Pemuliaan tanaman konvensional untuk varietas tahan telah dibatasi oleh tantangan seperti memelihara serangga hama untuk pengujian, dan keragaman yang besar serta evolusi hama yang berkelanjutan. Gen ketahanan sedang dicari dari spesies padi liar, dan teknik rekayasa genetika sedang diterapkan.
- Ekotipe dan kultivar
International Rice Research Institute mengelola International Rice Genebank yang menyimpan lebih dari 100.000 varietas padi. Sebagian besar wilayah Asia Tenggara menanam varietas beras ketan atau ketan. Kultivar padi dengan hasil tinggi yang cocok untuk ditanam di Afrika, yang disebut Padi Baru untuk Afrika (NERICA), telah dikembangkan untuk meningkatkan ketahanan pangan dan mengentaskan kemiskinan di Afrika Sub-Sahara.
Genom lengkap padi telah diurutkan pada tahun 2005, menjadikannya tanaman pangan pertama yang mencapai status ini. Sejak saat itu, genom ratusan jenis padi, baik yang liar maupun yang dibudidayakan, dan termasuk spesies padi Asia dan Afrika, telah diurutkan.
Bioteknologi
- Varietas unggul
Varietas unggul adalah sekelompok tanaman yang diciptakan selama Revolusi Hijau untuk meningkatkan produksi pangan global secara radikal. Varietas padi Revolusi Hijau pertama, IR8, diproduksi pada tahun 1966 di International Rice Research Institute melalui persilangan antara varietas Indonesia bernama “Peta” dan varietas Cina bernama “Dee Geo Woo Gen”. Varietas Revolusi Hijau dikembangbiakkan untuk memiliki batang yang pendek dan kuat sehingga padi tidak akan rebah atau jatuh. Hal ini memungkinkan mereka untuk tetap tegak dan produktif bahkan dengan pemberian pupuk yang banyak.
- Ekspresi protein manusia
Ventria Bioscience telah memodifikasi padi secara genetis untuk mengekspresikan laktoferin dan lisozim, yang merupakan protein yang biasanya ditemukan dalam air susu ibu dan albumin serum manusia. Protein-protein ini memiliki efek antivirus, antibakteri, dan antijamur. Beras yang mengandung protein tambahan ini dapat digunakan sebagai komponen dalam larutan rehidrasi oral untuk mengobati penyakit diare, sehingga memperpendek durasi dan mengurangi kekambuhan. Suplemen tersebut juga dapat membantu mengatasi anemia.
- Beras yang tahan terhadap banjir
Peneliti International Rice Research Institute memeriksa padi laut dalam di Filipina
Di daerah-daerah yang sering terkena banjir, para petani telah lama menanam varietas tahan banjir yang dikenal dengan nama padi air dalam. Di Asia Selatan dan Asia Tenggara, banjir mempengaruhi sekitar 20 juta hektar (49 juta hektar) setiap tahunnya. Banjir secara historis telah menyebabkan kerugian besar pada hasil panen, seperti di Filipina, di mana pada tahun 2006, tanaman padi senilai $65 juta hilang akibat banjir.
Varietas padi standar tidak dapat bertahan dalam genangan banjir selama lebih dari sekitar satu minggu, karena hal tersebut menghalangi akses tanaman terhadap kebutuhan yang diperlukan seperti sinar matahari dan pertukaran gas. Kultivar Swarna Sub1 dapat mentolerir genangan selama seminggu, mengonsumsi karbohidrat secara efisien dan terus tumbuh. Apa yang disebut “scuba rice” dengan transgen Sub1A sangat toleran terhadap rendaman selama dua minggu, sehingga menawarkan ketahanan terhadap banjir yang jauh lebih baik bagi tanaman petani. IRRI telah menciptakan varietas Sub1A dan mendistribusikannya ke Bangladesh, India, Indonesia, Nepal, dan Filipina.
- Padi yang toleran terhadap kekeringan
Kekeringan merupakan tekanan lingkungan yang signifikan bagi produksi padi, dengan 19-23 juta hektar (47-57 juta hektar) produksi padi tadah hujan di Asia Selatan dan Asia Tenggara yang sering menghadapi risiko. Dalam kondisi kekeringan, tanpa air yang cukup untuk memberikan mereka kemampuan untuk mendapatkan tingkat nutrisi yang dibutuhkan dari tanah, varietas padi komersial konvensional dapat sangat terpengaruh-seperti yang terjadi misalnya di India pada awal abad ke-21.
International Rice Research Institute melakukan penelitian untuk mengembangkan varietas padi yang toleran terhadap kekeringan, termasuk varietas Sahbhagi Dhan, Sahod Ulan, dan Sookha dhan, yang saat ini digunakan oleh para petani di India, Filipina, dan Nepal. Selain itu, pada tahun 2013, Institut Nasional Ilmu Agrobiologi Jepang memimpin sebuah tim yang berhasil menyisipkan gen DEEPER ROOTING 1 (DRO1), dari varietas padi gogo Filipina, Kinandang Patong, ke dalam varietas padi komersial populer IR64, sehingga menghasilkan sistem perakaran yang lebih dalam pada tanaman yang dihasilkan. Hal ini memfasilitasi peningkatan kemampuan tanaman padi untuk mendapatkan nutrisi yang dibutuhkan pada saat kekeringan dengan mengakses lapisan tanah yang lebih dalam, sebuah fitur yang ditunjukkan oleh uji coba yang menunjukkan bahwa hasil panen padi IR64 + DRO1 turun 10% dalam kondisi kekeringan sedang, dibandingkan dengan 60% untuk varietas IR64 yang tidak dimodifikasi.
- Padi yang toleran terhadap garam
Salinitas tanah merupakan ancaman utama bagi produktivitas tanaman padi, terutama di sepanjang daerah pesisir dataran rendah selama musim kemarau. Sebagai contoh, sekitar 1 juta hektar (2,5 juta hektar) wilayah pesisir Bangladesh dipengaruhi oleh tanah yang mengandung garam. Konsentrasi garam yang tinggi ini dapat sangat memengaruhi fisiologi tanaman padi, terutama pada tahap awal pertumbuhan, sehingga para petani sering kali terpaksa meninggalkan area tersebut.
Kemajuan telah dicapai dalam mengembangkan varietas padi yang mampu mentolerir kondisi seperti itu; hibrida yang dibuat dari persilangan antara varietas padi komersial IR56 dan spesies padi liar Oryza coarctata adalah salah satu contohnya. O. coarctata dapat tumbuh di tanah dengan tingkat salinitas dua kali lipat lebih tinggi dari varietas normal, namun tidak menghasilkan beras yang dapat dimakan. Dikembangkan oleh International Rice Research Institute, varietas hibrida ini memanfaatkan kelenjar daun khusus yang dapat mengeluarkan garam ke atmosfer. Varietas ini dihasilkan dari satu embrio yang berhasil dari 34.000 persilangan antara dua spesies; ini kemudian disilangkan kembali ke IR56 dengan tujuan untuk melestarikan gen yang bertanggung jawab atas toleransi garam yang diwarisi dari O. coarctata.
- Toleransi terhadap suhu dingin
Padi sensitif terhadap suhu di bawah 12C. Penaburan dilakukan ketika suhu rata-rata harian berada di atas batas ini. Suhu rata-rata di bawah itu akan mengurangi pertumbuhan; jika berlangsung lebih dari empat hari, perkecambahan dan pertumbuhan bibit akan terganggu dan bibit bisa mati. Pada tanaman yang lebih besar yang terkena suhu dingin, ledakan padi akan terjadi, dan secara serius mengurangi hasil panen. Pada tahun 2022, para peneliti terus mempelajari mekanisme toleransi terhadap suhu dingin pada padi dan dasar genetiknya.
- Beras yang ramah lingkungan
Memproduksi beras di sawah berbahaya bagi lingkungan karena pelepasan metana oleh bakteri metanogenik. Bakteri ini hidup di tanah yang tergenang air secara anaerobik, mengonsumsi nutrisi yang dilepaskan oleh akar padi. Memasukkan gen barley SUSIBA2 ke dalam padi menciptakan pergeseran produksi biomassa dari akar ke pucuk, mengurangi populasi metanogen, dan menghasilkan pengurangan emisi metana hingga 97%. Selain itu, modifikasi ini juga meningkatkan jumlah bulir padi.
- Organisme model
Padi digunakan sebagai organisme model untuk menyelidiki mekanisme meiosis dan perbaikan DNA pada tanaman tingkat tinggi. Sebagai contoh, penelitian yang menggunakan beras telah menunjukkan bahwa gen OsRAD51C diperlukan untuk perbaikan akurat dari putusnya untai ganda DNA selama meiosis.
Dalam budaya manusia
Beras memainkan peran penting dalam agama dan kepercayaan populer tertentu. Dalam upacara pernikahan Hindu, beras, yang melambangkan kesuburan, kemakmuran, dan kemurnian, dilemparkan ke dalam api suci, sebuah kebiasaan yang dimodifikasi dalam pernikahan Barat, di mana orang melemparkan beras. Dalam pernikahan Melayu, beras ditampilkan dalam beberapa makanan pernikahan khusus seperti ketan manis. Di Jepang dan Filipina, arak beras digunakan untuk pernikahan dan perayaan lainnya. Dewi Sri adalah dewi kepulauan Indo-Malaysia, yang dalam mitos menjelma menjadi beras atau hasil bumi lainnya. Awal musim tanam padi ditandai di negara-negara Asia termasuk Nepal dan Kamboja dengan Upacara Pembajakan Kerajaan.
Disadur dari: https://en.wikipedia.org/