Pupuk membutuhkan banyak energi untuk berproduksi, diserap oleh tanaman secara tidak efisien, dan limpasan dapat mencemari saluran air. Tetapi bagaimana jika tanaman dapat memproduksi pupuk sendiri? Itulah pertanyaan yang coba dijawab oleh para ilmuwan, dan penelitian baru dari Universitas Washington di St. Louis telah mengambil langkah besar menuju tujuan itu.
Salah satu jalan paling menjanjikan di arena ini adalah apa yang disebut bakteri pengikat nitrogen. Komponen utama sebagian besar pupuk adalah nitrogen, tanaman mana yang perlu tumbuh. Nitrogen ada di sekitar atmosfer bumi, tetapi tanaman membutuhkan bantuan ekstra untuk mengambil dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat digunakan tanaman. Pemrosesan pembuatan nitrogen yang dapat digunakan disebut “pengikatan nitrogen, ” dan kebanyakan dilakukan oleh bakteri. Ada banyak bakteri di tanah yang melakukan ini, menghasilkan nitrogen untuk diserap tanaman, tetapi tanaman modern sangat haus nitrogen sehingga bakteri tidak dapat mengikuti dan upaya mereka harus dilengkapi dengan pupuk berbasis nitrogen.
Bakteri tanah memiliki manfaat memperbaiki nitrogen mereka tanpa gangguan oksigen, kehadiran yang biasanya akan mengganggu upaya itu. Ada satu jenis bakteri, sianotik, yang berhasil melakukan fotosintesis dan memperbaiki nitrogen.
Bagaimana Cyanothece melakukan ini? Para peneliti menemukan bahwa bakteri beroperasi pada ritme sirkadian, sama seperti orang. Ia melakukan fotosintesis pada siang hari, dan kemudian mengeluarkan oksigen, memungkinkan untuk memperbaiki nitrogen di malam hari. Langkah selanjutnya adalah melihat apakah kemampuan ini dapat berhasil ditransfer ke organisme lain.
Mereka berhasil mengambil beberapa gen dari Cyanothece dan menempelkannya ke dalam bakteri yang secara alami tidak memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen. Berkat memahami ritme sirkadian, mereka berhasil dan berakhir dengan langkah besar pertama menuju tanaman yang membuahi sendiri:organisme yang telah direkayasa secara genetis untuk memfiksasi nitrogen.
“Merekayasa tanaman pengikat nitrogen adalah tantangan besar di bidang pertanian dan akan membutuhkan waktu untuk mencapai impian ini. Bekerja sama dengan ilmuwan tanaman lainnya, kami selanjutnya akan mencoba untuk meniru pendekatan rekayasa cyanobacterial kami pada tanaman vaskular, ” tulis Himadri Pakrasi, penulis utama studi ini, dalam sebuah email. Tapi hey, jika para ilmuwan dapat memberikan kemampuan ini kepada beberapa bakteri acak, kenapa tidak jagung?
