trubus.id
Ilmuan Selangkah Lebih Dekat dalam Upaya Menciptakan Gandum Tahan Panas

Ilmuan Selangkah Lebih Dekat dalam Upaya Menciptakan Gandum Tahan Panas

Syahroni - Rabu, 06 Mei 2020 17:00 WIB

Trubus.id -- Para peneliti yang berfokus pada penelitian untuk merespon tingkat molekuler pada tanaman kini selangkah lebih dekat untuk mencapai tujuan mereka guna menghasilkan tanaman gandum yang tahan cuaca panas.

Dalam penelitiannya, termostat canggih yang mereka gunakan memberi tahu pendingin udara untuk menyala ketika matahari terbenam di musim panas dan kapan harus dimatikan untuk menghemat energi. Demikian pula, tanaman memiliki Rubisco activase, atau Rca, yang memberitahu enzim penghasil energi tanaman (Rubisco) untuk menyala ketika matahari bersinar dan memberi sinyal untuk berhenti ketika daun kekurangan cahaya untuk menghemat energi.

Hari ini, sebuah tim dari Lancaster University melaporkan hasil penelitian mereka dalam The Plant Journal bahwa menukar hanya satu blok pembangun molekul dari 380 yang membentuk Rca dalam gandum memungkinkannya mengaktifkan Rubisco lebih cepat dalam suhu yang lebih panas, membuka peluang untuk membantu melindungi tanaman dari kenaikan suhu.

"Kami mengambil Rca gandum (2β) yang sudah cukup bagus dalam mengaktifkan Rubisco di suhu yang lebih rendah dan hanya menukar salah satu asam amino dengan yang ditemukan di gandum Rca (1β) yang bekerja cukup baik di suhu yang lebih tinggi tetapi menjadi sampah ketika mengaktifkan Rubisco — dan hasilnya adalah bentuk baru dari 2β Rca yang merupakan yang terbaik dari kedua dunia," kata Elizabete Carmo-Silva, seorang dosen senior di Lancaster Environment Center yang mengawasi pekerjaan ini untuk proyek penelitian yang disebut Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE).

RIPE adalah rekayasa tanaman agar lebih produktif dengan meningkatkan fotosintesis, proses alami yang digunakan semua tanaman untuk mengubah sinar matahari menjadi energi dan hasil. RIPE didukung oleh Yayasan Bill & Melinda Gates, Yayasan Penelitian Pangan dan Pertanian AS (FFAR), dan Departemen Pembangunan Internasional (DFID) Pemerintah AS.

Inilah pemecahannya: gandum yang terbentuk secara alami Rca 1β memiliki asam amino isoleusin, bekerja hingga 39 derajat Celcius, tetapi tidak hebat dalam mengaktifkan Rubisco, sedangkan 2β yang terbentuk secara alami memiliki asam amino metionin, bekerja hingga sekitar 30 derajat Celcius, dan pandai mengaktifkan Rubisco. Di sini tim telah menciptakan versi baru 2β dengan asam amino isoleusin yang bekerja hingga 35 derajat Celcius dan cukup baik dalam mengaktifkan Rubisco.

"Pada dasarnya, 1β adalah enzim sampah dan 2β sensitif terhadap suhu yang lebih tinggi," kata Carmo-Silva. "Yang keren di sini adalah kami telah menunjukkan bagaimana pertukaran asam amino yang satu ini dapat membuat Rca aktif pada suhu yang lebih tinggi tanpa benar-benar mempengaruhi efisiensinya untuk mengaktifkan Rubisco, yang dapat membantu tanaman memulai fotosintesis di bawah tekanan suhu untuk menghasilkan hasil yang lebih tinggi."

Pekerjaan ini dilakukan secara in vitro di E. coli, didukung oleh Ph.D. beasiswa oleh Pusat Lingkungan Lancaster untuk penulis pertama Gustaf Degen. Yang penting, temuan ini akan mendukung upaya RIPE untuk mengkarakterisasi dan meningkatkan Rca tanaman pangan lainnya seperti kacang tunggak dan kedelai, masing-masing dengan berbagai bentuk Rca.

"Ketika melihat daerah yang tumbuh kacang tunggak di Afrika, itu berjalan jauh dari Afrika Selatan dengan rata-rata sekitar 22 derajat Celcius ke Nigeria pada sekitar 30, dan daerah lebih jauh ke utara mencapai 38," kata Carmo-Silva. "Jika kita dapat membantu Rubisco mengaktifkan lebih efisien di seluruh suhu ini, itu sangat kuat dan dapat membantu kita menutup kesenjangan antara potensi hasil dan kenyataan bagi petani yang bergantung pada tanaman ini untuk makanan dan mata pencaharian mereka."

Editor : Syahroni

Berita Terkait

20 Nov 2020
20 Nov 2020
17 Nov 2020