Dirilis, Teknologi Baru Pengukur Akar

Foto : ISTIMEWA
Peneliti menciptakan perangkat lunak yang diberi nama MyRoot yang bermanfaat untuk mengukur panjang akar secara lebih tepat dibandingkan dengan perangkat lunak yang serupa.

Sebuah tim riset multidisiplin yang menggabungkan ahli biologi dan insinyur tanaman berhasil mengembangkan perangkat lunak untuk mengukur panjang akar tanaman secara akurat.

Akar adalah elemen kunci untuk mengembangkan produk pertanian. Akar bertanggung jawab untuk menjangkarkan tanaman ke tanah. Akar juga merupakan organ penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman secara keseluruhan.

Akar menyediakan dukungan struktural dan fungsional yang diperlukan untuk penggabungan unsur hara dan air dari tanah. Oleh karena itu, karakterisasi sifat-sifat akar yang berbeda penting tidak hanya untuk memahami pertumbuhan organ, tetapi juga untuk mengevaluasi dampak akar dalam pertanian.

Karena itu, analisis akar sangat penting dalam penelitian akademik dan pertanian. Untuk mendapatkan info akurat tentang akar, sebuah perangkat lunak diciptakan. Namanya MyRoot. MyRoot yang dikembangkan ini mampu menghemat waktu dan tenaga peneliti dalam mengukur akar dan di masa depan.

Dan perangkat ini bisa menjadi alat yang berguna dalam pertanian. Para peneliti dari Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG) dan Universitas La Salle- Ramon Llull, keduanya berada di Balcelona, Spanyol, telah mengembangkan perangkat ini melalui pemrosesan gambar dan pembelajaran mesin. Perangkat ini memungkinkan para peneliti untuk mengautomatisasi analisis pertumbuhan akar secara semi-otomatis.

Perangkat lunak MyRoot ini telah tersedia untuk komunitas riset secara gratis. Peneliti CRAG telah menghemat tenaga dan waktu yang signifikan menggunakan MyRoot. Efisiensi dan akurasi tinggi yang ditawarkan oleh MyRoot telah ditunjukkan dalam sebuah artikel yang baru-baru ini diterbitkan di The Plant Journal.

Di CRAG, kelompok penelitian yang dipimpin oleh Ana I. Caño-Delgado mempelajari efek pensinyalan hormon steroid pada perkembangan akar. Yakni menggunakan model tanaman kecil, Arabidopsis thaliana. Untuk melakukannya, para peneliti di laboratorium Caño-Delgado harus mengukur panjang akar bibit arabidopsis dalam jumlah besar dan memiliki modifikasi genetik berbeda dan terpapar pada kondisi yang berbeda.

Berkat penyelidikan ini, mereka baru-baru ini menemukan cara membuat tanaman tahan kekeringan, tanpa mempengaruhi pertumbuhannya. Peneliti Isabel Betegón-Putze telah menghabiskan tiga tahun melakukan risetnya di CRAG. Dan ia telah menghabiskan waktu berjamjam mengukur akar arabidopsis dengan foto-foto yang diambilnya.

“Saya telah mencoba beberapa perangkat lunak semi-otomatis tetapi mereka tidak cukup akurat dan sangat sulit digunakan,” jelas Betegón-Putze. Direktur tesisnya, Ana I. Caño-Delgado, mengusulkan untuk berkolaborasi dengan insinyur Xavier Sevillano, dari Kelompok di La Salle, untuk mengembangkan perangkat lunak baru yang menyederhanakan proses ini.

Hemat Waktu

Mengikuti indikasi Caño-Delgado, Isabel Betegón-Putze bekerja sama dengan insinyur komputer Alejandro González - dari tim Sevillano - merancang perangkat lunak ini menjadi lebih ramah pengguna.

“Salah satu kekuatan MyRoot adalah bahwa selain sangat tepat, sangat berguna bagi pengguna akhir. Untuk ini, telah menjadi kunci untuk melibatkan ahli biologi tanaman seperti Isabel dalam proses pengembangan, dengan mempertimbangkan pendapat dan kebutuhan mereka,” jelas Alejandro González. Salah satu tantangan yang harus diatasi oleh perangkat lunak baru adalah untuk menggantikan seorang peneliti yang terlatih.

Yakni dalam membedakan batang dari akar dalam bibit arabidopsis kecil, karena pada tahap ini penampilan mereka sangat mirip. Untuk melakukannya, para peneliti menggunakan teknik pembelajaran mesin, melatih algoritma dengan bibit dari berbagai usia dan karakteristik. “Kami telah melatih sistem dengan mengeksposnya ke berbagai situasi yang berbeda,” jelas Xavier Sevillano.

“Berkat penggunaan pembelajaran mesin di MyRoot, perangkat lunak ini sangat akurat saat mengukur akar,” tambahnya. Dalam artikel yang diterbitkan di The Plant Journal, tim CRAG dan La Salle membandingkan waktu yang dibutuhkan untuk pengukuran manual dengan MyRoot. Hasilnya menunjukkan bahwa MyRoot mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengukur satu piring sekitar setengahnya.

MyRoot juga memberikan pengukuran panjang akar yang paling tepat jika dibandingkan dengan perangkat lunak yang serupa, menunjukkan bahwa itu bisa menjadi alat yang banyak digunakan oleh komunitas penelitian untuk melakukan eksperimen throughput tinggi dengan cara yang tidak terlalu memakan waktu.

Masa Depan Pertanian

“Kami sangat puas dengan hasil yang diperoleh, yakni berkat kolaborasi dengan para insinyur La Salle. Dan kami sudah berpikir untuk memperluas proyek, membawanya lebih jauh dari bidang akademik,” jelas Ana I. Caño-Delgado. Sebenarnya, para peneliti sudah berpikir untuk mengotomatiskan proses ini lebih lanjut dengan membangun robot.

Ini nantinya akan membatasi intervensi peneliti lebih jauh dan akan memungkinkan untuk menganalisis sejumlah besar sampel dalam waktu singkat. “Hal berikutnya yang ingin kami lakukan adalah menambahkan perangkat keras ke perangkat lunak yang dirancang,” kata Caño-Delgado.

“Jika kami juga memperluas dan melatih perangkat lunak untuk digunakan dengan akar dari spesies tanaman yang berbeda. Itu juga bisa menjadi alat yang sangat berguna di bidang pertanian,” tambahnya.