Temuan ini bisa membantu meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman sekaligus mengurangi kebutuhan akan pupuk sintetis.
ngarahNyaho - Kacang-kacangan, seperti buncis, kacang polong, dan lentil, merupakan jenis tanaman yang unik.
Tumbuhan ini mampu berinteraksi dengan bakteri tanah untuk mengubah atau “memperbaiki” nitrogen menjadi bentuk nutrisi yang dapat digunakan.
Namun, proses biologis yang boros energi ini akan berkurang ketika nitrogen sudah melimpah di dalam tanah, baik melalui proses alami maupun melalui penggunaan pupuk sintetis.
Nah, penemuan terbaru mengenai pengatur genetik yang mematikan fiksasi nitrogen ketika tingkat nitrat tanah tinggi memungkinkan para ilmuwan untuk menghilangkan gen tersebut dalam model legum.
Hal tersebut memastikan tanaman itu terus mengikat nitrogen terlepas dari lingkungan tanahnya.
Meningkatkan kemampuan biologis kacang-kacangan untuk memfiksasi nitrogen dapat membantu meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman sekaligus mengurangi kebutuhan akan pupuk sintetis.
Ini, tentunya, berkontribusi terhadap dampak lingkungan pertanian.
Hasil penelitian yang dilakukan sebagai bagian dari proyek internasional Enabling Nutrient Symbioses in Agriculture (ENSA) ini dipublikasikan di Nature.
“Dari perspektif pertanian, fiksasi nitrogen yang berkelanjutan dapat menjadi sifat bermanfaat yang meningkatkan ketersediaan nitrogen," kata penulis utama pada penelitian Dr Dugald Reid.
"(Itu) baik untuk tanaman polong-polongan maupun tanaman di masa depan yang bergantung pada nitrogen yang tertinggal di dalam tanah setelah tanaman polong-polongan ditanam,” lanjut dia.
Temuan Reid dan rekan-rekannya itu meletakkan dasar bagi penelitian masa depan yang memberikan cara baru bagi kita dalam mengelola sistem pertanian guna mengurangi penggunaan pupuk nitrogen.
"(Ini) meningkatkan pendapatan pertanian, dan mengurangi dampak penggunaan pupuk nitrogen terhadap lingkungan,” kata Reid.
Saring gen tanaman
Dia dan tim menemukan regulator yang dikenal sebagai “Fixation Under Nitrate” (FUN) setelah menyaring 150.000 tanaman polong-polongan.
Gen polong-polongan itu dihilangkan untuk mengidentifikasi bagaimana tanaman mengontrol peralihan dari fiksasi nitrogen ke penyerapan nitrogen tanah.
FUN, yang merupakan jenis gen yang dikenal sebagai faktor transkripsi dan mengontrol kadar gen lain, ditemukan terdapat pada kacang-kacangan, baik aktif atau tidak aktif, dan terlepas dari kadar nitrogennya.
“Sebagai bagian dari penelitian ini, kami merancang penyaringan genetik pada ribuan tanaman di rumah kaca untuk mengidentifikasi gen yang menghubungkan pemicu lingkungan dengan sinyal biologis.”
Demikian kata Dr Jieshun Lin, salah satu penulis makalah dan peneliti ENSA, seperti dikutip dari EurekAlert.
“Dengan meningkatkan kadar nitrat yang tersedia pada model legum, kami dapat mengidentifikasi tanaman yang memiliki gangguan regulasi pengikatan nitrogen, dan mengungkap mutan FUN.”
Tim kemudian menggunakan kombinasi biokimia, studi ekspresi gen dan mikroskop untuk menemukan bahwa FUN terbentuk menjadi filamen protein panjang ketika tidak aktif.
Hal ini mengarah pada penemuan sekunder bahwa kadar seng berperan dalam memicu FUN menjadi aktif dan menghentikan fiksasi nitrogen.
“Kami menemukan bahwa perubahan nitrogen tanah mengubah kadar seng dalam tanaman," kata Dr Kasper Andersen, rekan- penulis dan peneliti ENSA.
"Seng sebelumnya tidak dikaitkan dengan regulasi fiksasi nitrogen, namun penelitian kami menemukan bahwa perubahan kadar seng pada gilirannya mengaktifkan FUN.
"(Hal tersebut) yang kemudian mengontrol sejumlah besar gen yang menghentikan fiksasi nitrogen,” Andersen menjelaskan.
“Oleh karena itu, menghilangkan FUN akan menciptakan kondisi di mana fiksasi nitrogen tidak lagi dihentikan oleh pabrik,” dia menambahkan. | Sumber: EurekAlert
Posting Komentar