2 Asam Amino yang Bisa Kurangi Ketergantungan Pupuk di Tanaman Pangan

PARA ilmuwan menemukan sebuah wilayah kecil pada protein tanaman yang menentukan apakah tanaman akan menolak atau menerima bakteri pengikat nitrogen. Dengan mengubah hanya dua asam amino, mereka berhasil mengalihkan fungsi reseptor dari memicu respons pertahanan menjadi mendukung simbiosis. Keberhasilan awal pada tanaman jelai (barley) membuka peluang bahwa tanaman serealia suatu hari dapat direkayasa untuk mengikat nitrogen secara mandiri, sehingga kebutuhan pupuk dapat berkurang drastis.

"Kita selangkah lebih dekat menuju produksi pangan yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.," kata profesor Kasper Røjkjær Andersen dan Simona Radutoiu dari Aarhus University.

Penelitian mereka memberikan petunjuk penting yang dapat membantu menekan ketergantungan pertanian pada pupuk sintetis. Sebagian besar tanaman membutuhkan nitrogen untuk tumbuh dan hanya bisa mendapatkannya dari pupuk. Hanya sedikit jenis tanaman yang mampu bekerja sama dengan bakteri khusus yang mengubah nitrogen udara menjadi bentuk yang dapat diserap tanaman. Seperti kacang polong, clover, dan kacang-kacangan lainnya.

Baca juga : Cara Membersihkan Termometer

Membongkar Mekanisme Alami Pengikat Nitrogen

Para ilmuwan di seluruh dunia terus meneliti dasar genetik dan molekuler kemampuan alami tersebut, dengan harapan karakter tersebut bisa diterapkan pada tanaman pangan utama seperti gandum, jelai, dan jagung. Jika tercapai, tanaman akan mampu menyediakan nitrogen bagi dirinya sendiri dan mengurangi kebutuhan pupuk sintetis yang selama ini menyumbang konsumsi energi global serta emisi CO2.

Tim dari Aarhus University menemukan perubahan kecil pada reseptor tanaman. Di mana tanaman itu menonaktifkan pertahanan imunnya sementara dan memasuki hubungan simbiosis dengan bakteri pengikat nitrogen.

Bagaimana Tanaman Memilih Antara Bertahan atau Bersimbiosis

Tanaman menggunakan reseptor di permukaan sel untuk mendeteksi sinyal kimia dari mikroorganisme tanah. Beberapa bakteri mengirim sinyal yang dianggap sebagai ancaman, memicu respons pertahanan. Sementara bakteri pengikat nitrogen mengirim sinyal "bersahabat" yang memungkinkan simbiosis.

Baca juga : Konsumi Minum Susu Mentah Lebih Sehat, Benarkah?

Dalam penelitian ini, para ilmuwan menemukan kemampuan tanaman menentukan pilihan tersebut dipengaruhi oleh dua asam amino dalam sebuah protein akar. Protein ini berfungsi sebagai reseptor yang membaca sinyal bakteri, menentukan apakah tanaman akan mengaktifkan sistem imun atau membuka pintu bagi simbiosis.

Simona Radutoiu menyebut temuan ini sebagai sesuatu yang Luar biasa dan penting.

Tim peneliti menamai wilayah kecil pada protein tersebut sebagai Symbiosis Determinant 1, sebuah "saklar" yang mengarahkan pesan internal tanaman. Mengubah hanya dua asam amino pada saklar ini membuat reseptor yang biasanya memicu respons imun justru mengaktifkan kerja sama dengan bakteri.

"Kami telah menunjukkan bahwa dua perubahan kecil dapat menyebabkan tanaman mengubah perilakunya pada titik penting, dari menolak bakteri menjadi bekerja sama dengan mereka," jelas Radutoiu.

Peluang Besar bagi Tanaman Pangan

Perubahan ini berhasil diterapkan pada tanaman Lotus japonicus di laboratorium. Ketika diuji pada jelai, mekanismenya tetap bekerja.

"Sungguh luar biasa bahwa sekarang kita dapat mengambil reseptor dari jelai, melakukan sedikit perubahan di dalamnya, dan kemudian fiksasi nitrogen dapat bekerja kembali," ujar Kasper Røjkjær Andersen.

Potensinya sangat besar. Jika modifikasi ini dapat diterapkan pada tanaman serealia lain seperti gandum, jagung, atau beras, bukan tidak mungkin tanaman tersebut kelak mampu mengikat nitrogen sendiri seperti halnya tanaman legum.

Namun Radutoiu menekankan masih ada komponen lain yang harus ditemukan. "Saat ini hanya sedikit sekali tanaman yang mampu melakukan simbiosis. Jika kita dapat memperluasnya ke tanaman yang banyak digunakan, hal itu benar-benar dapat membuat perbedaan besar dalam jumlah nitrogen yang perlu digunakan," katanya.

Temuan awal ini menjadi langkah penting menuju pertanian yang lebih efisien dan ramah lingkungan. (Science Daily/Z-2)