Sabtu, 15 Februari 2025 9:21:53 WIB

Ilmuwan Tiongkok Identifikasi Gen Kunci untuk Lawan Parasit Tanaman Pangan

Teknologi

AP Wira

BEIJING, Radio Bharata Online - Ilmuwan Tiongkok telah mengidentifikasi dua gen kunci yang bertanggung jawab atas ketahanan sorgum terhadap  Striga , tanaman parasit yang menyebabkan kerugian panen yang signifikan. Terobosan ini, yang juga menyoroti potensi AI untuk memprediksi lokasi asam amino utama dalam transporter strigolactone (SL), dapat memiliki aplikasi yang luas dalam meningkatkan ketahanan tanaman parasit di berbagai tanaman.

Studi ini, yang diterbitkan di Cell , dilakukan oleh tim Profesor Xie Qi di Institut Genetika dan Biologi Perkembangan, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, bekerja sama dengan lima lembaga lainnya.

Dalam terbitan Cell ini, Xie dkk. melaporkan identifikasi dua transporter strigolakton (SL) pada sorgum. Menghilangkan SbSLT1/2 mengurangi jumlah SL pada eksudat akar, menurunkan perkecambahan Striga, dan berpotensi mengurangi kehilangan hasil panen di wilayah yang terinfestasi. Dalam ilustrasi ini, di sebelah kiri ditunjukkan sorgum tipe liar (WT) yang melepaskan SL, yang memicu perkecambahan dan infeksi Striga, yang mengakibatkan kehilangan hasil panen. "Striga" berarti "penyihir" dalam bahasa Latin, dan hantu yang digambarkan melambangkan bahayanya terhadap tanaman. Di sebelah kanan, sorgum yang dihilangkan SbSLT1/2 menunjukkan kemampuan yang kuat untuk melawan Striga. /Institut Genetika dan Biologi Perkembangan, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok

Striga , yang juga dikenal sebagai "witchweed," bersama dengan tanaman parasit lainnya seperti Orobanche , bergantung pada tanaman inang untuk mendapatkan nutrisi dan air, yang berdampak buruk pada hasil panen dan ekosistem pertanian.  Striga  sendiri telah menyerang lebih dari 50 juta hektar lahan pertanian di Afrika, menyebabkan kerugian ekonomi tahunan sebesar $1,5 miliar dan berdampak pada lebih dari 300 juta orang. Di Tiongkok, Striga ditemukan di wilayah seperti Guangdong dan Yunnan, sementara  Orobanche  menjadi ancaman bagi tanaman seperti bunga matahari dan tomat di Mongolia Dalam dan Xinjiang.

Sorgum merupakan salah satu tanaman yang rentan terhadap serangan Striga . Akar sorgum melepaskan SL, yaitu sejenis hormon tanaman yang membantu merekrut jamur mikoriza untuk penyerapan nutrisi. Sayangnya, benih Striga yang tidak aktif di dalam tanah mendeteksi sinyal SL ini, yang memicu perkecambahan Striga dan serangan berikutnya pada tanaman inangnya.

Dalam studi ini, para peneliti menganalisis data transkriptom dari akar sorgum dalam kondisi kekurangan fosfor dan pengobatan strigolactone (SL) secara terpisah. Para ilmuwan mengidentifikasi dua gen transporter SL famili ABCG: Transporter SL Sorghum bicolor 1 ( SbSLT1 ) dan Transporter SL Sorghum bicolor 2 ( SbSLT2 ). Mereka menentukan bahwa protein SbSLT1 dan SbSLT2 mengendalikan aliran keluar SL dan melumpuhkan gen terkait menghambat sekresi SL. Dalam kondisi ini, Striga  tidak dapat berkecambah dan menginfeksi inangnya.

Prediksi berbasis AI selanjutnya mengidentifikasi residu fenilalanina yang terkonservasi yang penting untuk pengangkutan SL. Residu ini tidak hanya ditemukan pada sorgum, tetapi juga pada pengangkut SL di tanaman monokotil lainnya seperti jagung, padi, dan millet, serta tanaman dikotil seperti bunga matahari dan tomat, yang menunjukkan adanya mekanisme yang terkonservasi di seluruh spesies. Eksperimen biologi molekuler dan biologi seluler menunjukkan fungsi utama residu ini.

Uji coba lapangan yang dilakukan di daerah rawan  Striga menunjukkan bahwa sorgum dengan gen SbSLT1  dan  SbSLT2 yang disingkirkan   menunjukkan tingkat serangan 67-94 persen lebih rendah dan kehilangan hasil panen 49-52 persen lebih sedikit. Temuan ini menawarkan sumber daya genetik dan dukungan teknis yang berharga untuk pemuliaan  varietas sorgum yang tahan Striga .

Para peneliti menekankan bahwa penemuan SbSLT1 dan SbSLT2 dapat menyediakan alat penting untuk memerangi tanaman parasit, yang berpotensi mengatasi tantangan ketahanan pangan di negara-negara yang sangat terpengaruh oleh tanaman parasit, terutama negara-negara Afrika dan Asia, sehingga berkontribusi pada perdamaian dan stabilitas regional. Penelitian di masa mendatang akan difokuskan pada validasi gen-gen ini pada tanaman seperti jagung, tomat, dan millet, dengan tujuan memajukan komersialisasi tanaman yang tahan terhadap Striga . [CGTN]

Komentar