Ilmuwan Inggris telah menciptakan molekul sintetis yang, bila diterapkan pada tanaman, telah terbukti meningkatkan ukuran dan kandungan pati biji gandum di laboratorium hingga 20%.
Aplikasi tanaman baru, yang dikembangkan oleh Rothamsted Research dan Oxford University, dapat membantu memecahkan masalah meningkatnya kerawanan pangan di seluruh dunia. Sekitar 795 juta orang kekurangan gizi, dan El Nino tahun ini menunjukkan betapa rentannya banyak negara terhadap kekeringan akibat iklim.
Hasil penelitian, yang diterbitkan di Nature, merinci metode berdasarkan penggunaan 'prekursor' sintetis dari gula trehalosa 6-fosfat (T6P) – strategi pertama dari jenisnya yang menggunakan kimia untuk memodifikasi bagaimana gula digunakan oleh tanaman. Rothamsted Research, yang menerima pendanaan strategis dari Biotechnology and Biological Sciences Research Council, mengidentifikasi gula alami ini sebagai hal penting dalam mengendalikan bagaimana gandum menggunakan sukrosa, bahan bakar utama yang dihasilkan oleh fotosintesis. Sukrosa adalah kunci untuk pengembangan biji-bijian gandum. Mereka mengidentifikasi bahwa semakin banyak T6P yang tersedia untuk biji-bijian gandum saat mereka tumbuh, semakin besar hasilnya.
Memanfaatkan keahlian kimia dari Laboratorium Penelitian Kimia Universitas Oxford, versi modifikasi T6P yang dapat diambil oleh tanaman dan kemudian dilepaskan di dalam tanaman di bawah sinar matahari dikembangkan. 'Prekursor' T6P ini ditambahkan ke larutan dan kemudian disemprotkan ke tanaman, menyebabkan 'denyut' T6P, yang mengakibatkan lebih banyak sukrosa yang ditarik ke dalam biji-bijian untuk membuat pati. Saat diuji di lab, di bawah kondisi lingkungan yang terkendali, pendekatan ini menghasilkan peningkatan ukuran butir gandum dan hasil hingga 20%.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa penerapan molekul prekursor dapat meningkatkan kemampuan tanaman untuk pulih dari kekeringan, yang pada akhirnya dapat membantu petani mengatasi musim sulit dengan lebih mudah di masa depan.
Profesor Ben Davis, dari Departemen Kimia di Universitas Oxford, mengatakan:'Tes yang kami lakukan di laboratorium menunjukkan janji nyata untuk teknik yang, di masa depan, dapat secara radikal mengubah cara kami bertani tidak hanya gandum tetapi juga banyak tanaman yang berbeda. “Revolusi hijau” di abad ke-20 adalah periode di mana varietas gandum yang lebih tangguh dan berdaya hasil tinggi diciptakan, sebuah inovasi yang diklaim telah membantu menyelamatkan satu miliar nyawa. Dengan mengembangkan metode kimia baru berdasarkan pemahaman biologi, kita dapat mengamankan sumber makanan kita dan menambah warisan ini. Dengan begitu, kami dapat memastikan sebanyak mungkin orang memiliki akses ke makanan yang cukup dan bahwa mereka yang kurang beruntung dapat diselamatkan dari kesulitan yang tidak terduga.’
Metode ini berpotensi meningkatkan hasil di sejumlah besar tanaman, karena T6P hadir dan melakukan fungsi yang sama di semua tanaman dan tanaman.
Dr Matthew Paul, Ilmuwan Senior (Biologi Tanaman dan Ilmu Tanaman) di Rothamsted Research, mengatakan:'Studi ini adalah bukti konsep, menunjukkan kepada kita bahwa adalah mungkin untuk mempengaruhi bagaimana tanaman menggunakan bahan bakar yang mereka hasilkan untuk pertanian menguntungkan, baik dari segi hasil dan juga ketahanan terhadap kondisi yang lebih kering. Tahap kerja selanjutnya adalah mereplikasi eksperimen ini sebanyak mungkin di lapangan di lingkungan yang berbeda, yang untuk itu kita perlu memahami cara meningkatkan produksi prekursor T6P dan menentukan efek yang mungkin ditimbulkan oleh kondisi yang lebih bervariasi terhadap hasil .'
Tanaman gandum ditanam sampai setiap tanaman berbunga, setelah itu berbagai konsentrasi larutan T6P (antara 0,1 dan 10 mM) ditambahkan ke tanaman yang berbeda untuk menilai pengaruh masing-masing konsentrasi terhadap pertumbuhan. Gandum tersebut kemudian disemprot dengan larutan tersebut pada telinga atau seluruh tanaman dengan selang waktu lima hari setelah tanaman pertama kali berbunga, dengan satu kali aplikasi saja sudah cukup untuk meningkatkan hasil. Tanaman kemudian dipanen setelah matang, dengan biji-bijian ditimbang dan dianalisis untuk jumlah pati dan protein yang ada. Untuk menguji respons terhadap kondisi kekeringan, tanaman ditanam sampai tepat sebelum tanaman gandum mengembangkan batangnya. Kemudian tidak diberi air selama sepuluh hari, dengan larutan T6P ditambahkan pada hari kesembilan. Tanaman dipanen setelah penyiraman ulang untuk menilai pemulihan biomassa setelah periode kekeringan.
Sumber PHYS.org
