Studi Pembentukan Penghalang Hilangnya Radial Oksigen, pada Akar Lateral dan Adventif Tanaman Padi

Pinterest LinkedIn Tumblr +
image_pdfimage_print

Cibinong, Humas BRIN. Perubahan iklim secara global telah memperparah kondisi lingkungan, seperti naiknya curah hujan yang sangat meningkat. Berdasarkan data dari hirabayasi et.al 2013 salah satu peneliti dari Tokyo University dalam makalah yang telah terbit pada ‘nature journal’, mengatakan bahwa pada tahun mendatang,  akan terjadi peningkatan curah hujan, terutama di kawasan Asia Tenggara, sehingga akan memperparah kondisi lingkungan seperti banjir, dan akan menghambat pertumbuhan tanaman, khususnya tanaman pangan (crops).

“Banjir ini akan menyebabkan hilangnya produksi tanaman di banyak area di dunia ini, sekitar 20-40% sehingga akan berkontribusi terhadap food insecurity,” ungkap Dr. Siti Noorohmah salah seorang Peneliti Pusat Riset Bioteknologi BRIN yang memaparkan materi bertopik  ‘Study on formation of barriers to radial oxygen loss in lateral and adventitious roots of rice’ dalam ‘Knowledge Sharing Seminar’, pada Selasa (2/11).

Negatif efek dari banjir atau genangan (waterlogged) ini mengakibatkan rendahnya difusi oksigen dari batang (shoot) menuju akar dibandingkan normal, sehingga akan menghambat pertumbuhan dan fungsi tanaman tersebut karena kurangnya suplai oksigen. Selain itu, kondisi genangan dimana tanah bersifat anoxic akan menyebabkan peningkatan produksi senyawa toksik yang menyebabkan rusaknya perakaran dan batang. “Sehingga perbaikan dan perakitan tanaman toleran kondisi genangan (waterlogged) sangat diperlukan untuk menjaga kestabilan produksi tanaman pangan ini,” papar Nur.

Nur menjelaskan alasan mengapa tanaman padi yang terpilih untuk mempelajari toleransi pada keadaan genangan (waterlogged). “Penyebabnya karena pada tanaman padi ini memiliki (1) aerenchyma, aerenchyma tersebut berada di daun, batang dan akar, (2) selain itu pada akar memiliki penghalang hilangnya radial oksigen dan (3) adanya leaf gas film pada daundaun terdapat. Aerenchyma adalah suatu rongga yang biasa berada didalam akar, batang dan daun yang berfungsi sebagai tempat untuk menampung oksigen untuk mensuplai oksigen selama banjir atau genangan tersebut berlangsung,” rincinya.

“Kenapa tanaman padi bisa bertahan pada kondisi tercekam? karena tanaman padi selain mempunyai aerenchyma juga mempunyai system penghalang kehilangan osigen secara bebas yang dikenal dengan an radial oxygen loss an radial oxygen loss barrier (an ROL barrier), sehingga menghambat keluarnya oksigen ke rizosfer. Bersama dengan aerenchyma akan meningkatkan difusi oksigen dari batnag menunju ujung akar tanaman akan tetap survive pada saat banjir berlangsung,”jelas Nur.

Dirinya menjelaskan ada dua cara mengevaluasi an ROL barrier ini yaitu (1) secara kualitatif dengan menggunakan methylene blue staining, adalah reagen untuk melihat adanya oksigen yang terdeteksi pada akar yang ditunjukkan dengan warna biru, (2) dengan pengujian kuantitaf  yaitu dengan menggunakan root sleeving cylindrical platinum oxygen electrode, dimana alat ini digunakan untuk mengukur secara kuantitatif berapa besarnya oksigen yang bisa terdeteksi dari ujung akar sampai pada bagian basal akar. “Di Jepang hanya ada 2 universitas yang mempunyai alat ini,” tambah Nur.

Dari penelitian yang dilakukan oleh Nur di Nagoya University diperoleh kesimpulan yaitu (1) gen Leaf Gas Film (LGF1) terkait dengan produksi epikutikuler wax, leaf hydrophobicity pada daun disaat kondisi submerged, dimana seluruh bagian tanaman terendam air. Selain pada daun, LGF1 gen juga terekspresi pada akar, terutama pada jaringan lapisan bagian luar akar yaitu pada eksoderm, sclerenchyma dan juga pada stele dibawah kondisi anaerobic. (2) LGF1 gen selain memproduksi leaf gas film di daun juga mampu menghasilkan penghalang radial oksigen loss pada akar, hal ini dibuktikan bahwa LGF1 gen ini mampu mengembalikan kemampuan akar untuk membentuk pengahalang radial oksigen loss pada mutannya (drp7), (3) Mekanisme dari penghalang radial oksigen loss ini diduga karena adanya komponen wax, suberin lamella dan adanya asosiasi antara komponen wax dengan suberin lamella.

Nur menyampaikan bahwa saat ini sedang dilakukan penelitian lanjutan oleh mahasiswa postdoctoral yang bekerja sama dengan University of Bonn, Jerman untuk mengungkapkan penghalang radial oksigen loss ini disebabkan karena produksi wax atau suberin lamella pada akar dan mungkin asosiasi keduanya.

“Prospek kedepan dari penelitian in yaitu karakterisasi dan mekanisme gen yang terkait dengan pembentukan aerenchyma dan penghalang radial oksigen loss sehingga bisa mentransfer gen terkait dua sifat tersebut pada tanaman yang memiliki sifat intoleran pada kondisi waterlogged sehingga bisa dievaluasi apakah gen gen tersebut bisa memperbaiki kondisi tanaman padi pada kondisi waterlogged,” tutup Nur. (wt ed sl)

Share.

About Author

Leave A Reply