Mengurangi Penggunaan Pupuk Kimia

Di bidang pertanian, salah satu tantangan yang terus dihadapi adalah mendapatkan tanaman yang mampu menyerap nitrogen dengan baik. Hal ini karena nitrogen merupakan nutrisi penting bagi tanaman dan menjadi komponen utama pada pupuk kimia.
Tanaman yang menggunakan nitrogen lebih efisien akan tumbuh lebih baik dan akan membutuhkan lebih sedikit pupuk, memberi manfaat secara ekonomi dan lingkungan. Meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen pada jagung dan tanaman lainnya menawarkan banyak manfaat.
"Ada tiga manfaat utama dengan menurunkan biaya petani, mengurangi pencemaran lingkungan, dan mengurangi emisi gas rumah kaca dari pertanian," kata peneliti pada Alexander Professor of Crop Sciences di University of Illinois di Urbana-Champaign, Stephen Moose, yang juga terlibat dalam penelitian bersama New York University (NYU).
Para peneliti melakukan eksperimen dengan cabang kecerdasan buatan yaitu pembelajaran mesin (machine learning) yang memvalidasi delapan faktor transkripsi utama sebagai gen yang penting untuk efisiensi penggunaan nitrogen.
Mereka menunjukkan bahwa ekspresi gen yang berubah di Arabidopsis dan jagung dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman di tanah bernitrogen rendah.
Mengacu pada prediksi pembelajaran mesin beserta sifat tambahan pada tanaman, termasuk biomassa, dan hasil di Arabidopsis dan jagung, para peneliti telah membuktikan bahwa pendekatan itu dengan data yang diperoleh secara evolusioner ini dapat diterapkan pada sifat dan spesies lain.
Penemuan gen penting pada tanaman dengan pembelajaran mesin dapat memprediksi gen penting yang dipakai untuk mencari gen dari tanaman yang tahan terhadap kekeringan. Pendekatan itu dalam dilakukan pada pada tanaman pokok seperti padi. Penggunaan pada hewan misalnya untuk mengetahui gen yang tahan terhadap penyakit tertentu.
"Potensinya untuk mengungkap gen yang penting untuk setiap sifat fisiologis atau klinis yang menarik di bidang biologi, pertanian, atau kedokteran sangat besar," kata Gloria Coruzzi, peneliti pada Carroll & Milton Profesor Petrie di Departemen Biologi NYU dan Pusat Genomik dan Biologi Sistem dan penulis senior makalah ini.
"Banyak ciri utama agronomi atau kepentingan klinis secara genetik kompleks dan karenanya sulit untuk menentukan kontrol dan warisan mereka. Keberhasilan kami membuktikan bahwa data besar (big data) dan pemikiran tingkat sistem dapat membuat tantangan yang sangat sulit ini dapat diatasi," pungkas penulis studi dari Departemen Hortikultura dan Arsitektur Lansekap di Universitas Purdue, Ying Li. hay/I-1