.webp)
Tanaman sangat sensitif pada perubahan suhu. Pada suhu yang lebih tinggi, tanaman menginstruksikan sistem akarnya untuk tumbuh lebih cepat, sehingga menciptakan akar panjang yang membentang melalui tanah untuk menyerap lebih banyak air dan nutrisi.
Respons alamiah ini mungkin membantu tanaman dalam jangka pendek. Hanya saja penelitian mengungkap tanaman tidak bisa terus menerus memiliki respons seperti itu. Dalam jangka panjang kondisi ini juga berpotensi membahayakan manusia.
Seperti diketahui suhu global setiap tahun mengalami peningkatan. Para peneliti bahkan memproyeksikan pada 2050, temperatur akan meningkat sebesar 1,5 derajat Celsius. Kondisi yang semakin panas ini juga meningkatkan kekhawatiran tentang bagaimana pertumbuhan tanaman.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Lantas bagaimana memecahkan masalah ini? Sebuah studi baru yang dikutip dari Eukalert berdasarkan laporan yang terbit di jurnal Nature mengungkapkan bahwa, terdapat cara untuk membantu tanaman mengatasi suhu yang lebih tinggi.
Mengoptimalkan Pupuk
Para peneliti di Salk Institute, Amerika Serikat telah menemukan bahwa ketika tanaman tertentu merespons suhu tinggi dengan pertumbuhan akar yang cepat, tanaman tersebut mengurangi kadar dua nutrisi penting yaitu nitrogen dan fosfor.
Hal ini membuat tanaman menjadi kurang bergizi saat dikonsumsi. Pada saat yang sama, jika tanah mengandung sedikit unsur hara ini, pertumbuhan akar tanaman akan melambat dan tidak memberikan respons yang memadai terhadap suhu yang lebih tinggi.
Temuan ini dipublikasikan di Nature Communications pada 1 Juni 2024. Karena itu cara yang digunakan dalam mengatasi masalah suhu yang tinggi adalah dengan mengoptimalkan dengan pupuk, mengapa menggunakan cara ini?
Hal tersebut terkait dengan termomorfogenesis yaitu perubahan pertumbuhan dan perkembangan tanaman berdasarkan suhu lingkungannya.
"Pemanasan global akan menyebabkan peningkatan suhu bumi secara signifikan, dan tanaman pasti akan merespons," kata Profesor Wolfgang Busch dari Salk Institute, penulis senior studi ini.
"Fakta bahwa suhu yang lebih tinggi menguras nutrisi penting pada tanaman merupakan kekhawatiran nyata bagi masa depan makanan manusia dan hewan, dan tentu saja sesuatu yang ingin kami pertanggungjawabkan saat kami bekerja untuk merancang tanaman yang lebih tahan banting."
Untuk memahami proses ini, peneliti mengamati Arabidopsi thaliana atau tanaman berbunga kecil dari keluarga sawi.
Pada percobaan awal, tunas lebih panjang saat suhu lebih tinggi, kemudian diamati pertumbuhan akar Arabidopsis, padi, dan kedelai pada suhu tinggi.
Ditemukan akar arabidopsis, padi dan kedelai juga mempercepat pertumbuhannya, namun hal itu akan tumbuh jika nitrogen dan fosfor dalam tanah masih tersedia.
Jika tumbuhan terkena suhu tinggi secara terus menerus berarti unsur hara nitrogen dan fosfor akan habis di dalam tanah, untuk itu dalam membantu pertumbuhan, maka dapat menambahkan pupuk unsur hara tersebut ke dalam tanah.
"Setelah menghubungkan titik-titik antara nutrisi dan termomorfogenesis ini, kami sekarang dapat bekerja untuk merekayasa tanaman dan mengoptimalkan pupuk yang memastikan pertumbuhan tidak dibatasi oleh kekurangan nitrogen dan fosfor pada suhu yang lebih tinggi di masa depan," kata Sanghwa Lee yaitu penulis dalam studi ini.
Dua Protein Transkripsi Bekerja dalam Termomoforgenesis
Tanaman Arabidopsis
Terdapat dua protein dalam tanaman Arabidopsis yaitu HY5 dan NRT1.1 yang bekerja bekerja memengaruhi pertumbuhan akar yang lebih cepat dengan ketersediaan nitrogen dan fosfor.
HY5 mengawasi instruksi genetik NRT1.1, sementara NRT1.1 merasakan nitrogen dan terlibat dalam mengatur kadar fosfor dan koordinasi pertumbuhan akar tanaman.
Dua protein ini akan bekerja sama melakukan termomoforgenesis ketika suhu tinggi, namun apabila kekurangan nitrogen dan fosfor maka HY5 akan menekan ekspresi NRT1.1, yang menyebabkan pertumbuhan akar melambat.
Tanaman Padi dan Kedelai
Protein yang dimiliki tanaman padi dan kedelai tersebut sama yaitu HY5 dan NRT1.1 yang kemungkinan memengaruhi pertumbuhan akar dan cara penyerapan yang mirip dengan Arabidopsis.
"Sekarang jelas bahwa nitrogen dan fosfor adalah kunci dalam mengendalikan pertumbuhan akar di bawah tekanan suhu yang lebih tinggi," kata Busch.
"Hal ini akan menjadi sangat penting untuk dipertimbangkan ketika kita bekerja untuk mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh pemanasan global terhadap produksi makanan bergizi dalam skala besar untuk populasi global yang terus bertambah."
(pal/pal)
