Gen tanaman yang baru ditemukan dapat meningkatkan asupan fosfor – Sains Terkini

Para peneliti dari Universitas Kopenhagen telah menemukan gen penting pada tanaman yang dapat membantu tanaman pertanian berkolaborasi lebih baik dengan jamur bawah tanah – memberi mereka jaringan akar yang lebih luas dan membantu mereka menyerap fosfor. Penemuan ini berpotensi meningkatkan efisiensi pertanian dan memberi manfaat bagi lingkungan.

Diperkirakan sekitar 70 persen pupuk fosfor yang digunakan dalam pertanian Denmark terakumulasi di tanah, sedangkan hanya 30 persennya yang mencapai tanaman.

Quid pro quo – begitulah orang mungkin menggambarkan "komunitas makanan" yang dimiliki sebagian besar tanaman dengan jamur mikoriza. Tumbuhan memungkinkan jamur hidup di antara akarnya, sambil memberi mereka makan lemak dan gula. Sebagai imbalannya, jamur menggunakan hifa mereka yang luas (cabang-cabang filamen) untuk menangkap unsur hara tanah yang penting bagi tanaman, termasuk mineral fosfor yang penting.

Sekarang, para peneliti di Departemen Ilmu Tanaman dan Lingkungan Universitas Copenhagen telah menemukan gen tanaman yang luar biasa, gen CLE53, yang mengatur kerja sama antara jamur dan tanaman. Gen merupakan pusat mekanisme yang mengontrol bagaimana tanaman reseptif bekerja dengan jamur mikoriza. Di ujung jalan, pengetahuan yang baru ditemukan ini bisa berfungsi untuk menghasilkan panen yang lebih baik dan mengurangi penggunaan pupuk.

"Gen serupa ditemukan di semua tanaman – termasuk tanaman pertanian. Jadi, dengan memutasi atau mematikan gen CLE53 dalam tanaman tanaman, lebih besar kemungkinan tanaman terlibat secara simbiosis dengan jamur. Dengan melakukan hal itu, gen menjadi mungkin untuk mengurangi kebutuhan pupuk fosfor, karena tanaman membaik dalam menyerap fosfor yang sudah ada sebelumnya dari tanah, "jelas Asisten Profesor Thomas Christian de Bang dari Departemen Ilmu Tanaman dan Lingkungan.

Penelitian ini telah dipublikasikan di Jurnal Botani Eksperimental


Tujuh puluh persen pemupukan fosfor tidak mencapai tanaman

Fosfor sangat penting untuk semua tanaman. Namun, masalah dengan penggunaan fosfor dalam pertanian adalah bahwa lebih dari itu diterapkan untuk pemupukan daripada dapat diserap oleh tanaman. Diperkirakan sekitar 70 persen pupuk fosfor yang digunakan dalam pertanian Denmark terakumulasi di tanah, sedangkan hanya 30 persennya yang mencapai tanaman. Dengan hujan, selalu ada risiko bahwa sebagian fosfor yang terakumulasi akan dibuang ke sungai, danau, dan laut.

Paradoksnya, para peneliti telah mengamati bahwa ketika kadar fosfor dalam tanah tinggi, tanaman cenderung berkolaborasi dengan jamur, yang berarti bahwa mereka menjadi lebih buruk dalam menyerap nutrisi.

"Melalui serangkaian percobaan, kami telah menunjukkan bahwa tanaman tidak menghasilkan gen CLE53 jika kekurangan fosfor. Namun, ketika kadar fosfor dalam tanaman tinggi, atau jika tanaman tersebut secara simbiotik terlibat dengan jamur, maka tingkat CLE53 meningkat. Penelitian kami menunjukkan bahwa CLE53 memiliki efek negatif pada kemampuan tanaman untuk masuk ke simbiosis dengan jamur, dan dengan demikian menyerap fosfor paling efektif, "kata Thomas Christian de Bang.

Membutuhkan persetujuan CRISPR

Pengeditan genomik tanaman legal di sejumlah negara non-UE – mis., Cina, AS, Swiss, dan Inggris. Namun, di Uni Eropa, tidak ada penerimaan umum metode penyuntingan gen, seperti CRISPR, untuk mengubah tanaman dan bahan makanan.

Oleh karena itu, penemuan para peneliti, untuk saat ini, memiliki peluang yang lebih buruk untuk digunakan di Denmark dan seluruh UE.

"Seseorang dapat menggunakan teknologi di bagian lain dunia, dan memulai akan relatif mudah. ​​Dugaan saya adalah bahwa dalam lima tahun, tanaman akan diuji dan disempurnakan sedemikian rupa sehingga mereka menjadi lebih simbiosis terlibat dengan jamur dan menyerap lebih banyak fosfor. Di sini di Denmark dan di seluruh UE, diperlukan penerimaan untuk pengeditan gen dan pendekatan amandemen terhadap prosedur persetujuan untuk jenis tanaman ini, "kata Thomas Christian de Bang.

Fakta:

90% dari semua tanaman terlibat dalam hubungan simbiotik dengan jamur mikoriza, yang populer dikatakan, memperluas jaringan akar tanaman, sehingga membantu mereka mendapatkan fosfor, air, dan nutrisi lain yang cukup.


Untuk mendapatkan manfaat dari kemampuan jamur mikoriza untuk mengekstrak fosfor dari tanah, tanaman harus memberinya makan dengan lemak dan gula. Untuk menghindari menghabiskan terlalu banyak energi pada spons, jika misalnya, ia mengalami kadar fosfor yang tinggi atau telah dijajah oleh jamur, tanaman dapat mematikan simbiosis.

Diperkirakan bahwa pertanian Denmark memberi pupuk dengan sekitar 30 kilo fosfor per hektar lahan.

Dari jumlah ini, sekitar 30 persen membuat jalan untuk bercocok tanam, sedangkan 70 persen sisanya mengikat tanah.

Dengan hujan, sebagian dari fosfor yang terakumulasi ini dibuang melalui limpasan permukaan, ke sungai-sungai terdekat, danau dan laut. Ini meningkatkan pertumbuhan alga dan dapat membunuh tanaman dan satwa liar.

Fosfor adalah sumber daya alam yang terbatas, yang diharapkan pada akhirnya akan habis.

Penelitian ini didanai oleh Novo Nordisk Foundation dan University of Copenhagen

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa ada mekanisme serupa untuk simbiosis antara kacang-kacangan dan bakteri rizobium. Ini melibatkan gen CLE juga, meskipun berbeda dengan yang sekarang ditemukan oleh para peneliti.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.