Tanaman Masa Depan dengan Efisiensi Fotosintesis Lebih Tinggi

Mahsun saleh S.Si

0 Comment

Link

Tanaman Masa Depan dengan Efisiensi Fotosintesis Lebih Tinggi. Laporan PBB terbaru, Keadaan Ketahanan Pangan dan Gizi di Dunia 2022, menemukan bahwa pada tahun 2021 hampir 10% populasi dunia kelaparan, menurut UNICEF, pada tahun 2030, lebih dari 660 juta orang diperkirakan akan menghadapi kelangkaan pangan dan malnutrisi. Dua dari penyebab utama hal ini adalah rantai pasokan makanan yang tidak efisien dan kondisi pertumbuhan tanaman yang lebih keras karena perubahan iklim. Meningkatkan akses ke pangan dan meningkatkan keberlanjutan tanaman pangan di daerah miskin adalah tujuan utama dari proyek Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE).

Baca juga: Mengapa rumput berwarna hijau

Peningkatan Fotosintetik Efisiensi, atau RIPE, adalah proyek penelitian internasional yang dipimpin Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, University of Illinois at Urbana-Champaign bertujuan untuk meningkatkan produksi pangan global dengan meningkatkan efisiensi fotosintesis pada tanaman pangan untuk petani kecil di Afrika Sub-Sahara dengan dukungan dari Bill & Melinda Gates Foundation, Foundation for Food & Agriculture Penelitian, dan Kantor Luar Negeri, Persemakmuran & Pengembangan Inggris.

Fotosintesis, proses alami yang digunakan semua tanaman untuk mengubah sinar matahari menjadi energi dan hasil, namun prosesnya masih kurang efisien dan kini telah diperbaiki oleh para peneliti RIPE selama lebih dari satu dekade. Studi yang terbit di Science, kelompok ilmian meningkatkan konstruksi VPZ dalam tanaman kedelai untuk meningkatkan fotosintesis dan kemudian melakukan uji coba lapangan untuk melihat apakah hasil tanaman bertambah.

Metode Penelitian

Konstruksi VPZ mengandung tiga gen yang mengkode protein dari siklus xantofil, yang merupakan siklus pigmen yang membantu dalam fotoproteksi tanaman. Setelah berada di bawah sinar matahari penuh, siklus ini diaktifkan di daun untuk melindunginya dari kerusakan, memungkinkan daun membuang kelebihan energi. Namun, ketika daun dinaungi (oleh daun lain, awan, atau matahari yang bergerak di langit) fotoproteksi ini perlu dimatikan agar daun dapat melanjutkan proses fotosintesis dengan cadangan sinar matahari. Dibutuhkan beberapa menit bagi tanaman untuk mematikan mekanisme perlindungan, menghabiskan waktu berharga tanaman yang dapat digunakan untuk fotosintesis.

Hasil Penelitian

Ekspresi tiga gen konstruksi VPZ mempercepat proses, jadi setiap kali daun bertransisi dari terang ke teduh, proteksi foto mati lebih cepat. Daun memperoleh menit fotosintesis ekstra yang, bila ditambahkan sepanjang musim tanam, meningkatkan laju fotosintesis total. Penelitian ini menunjukkan bahwa meskipun mencapai peningkatan hasil lebih dari 20%, kualitas benih tidak terpengaruh.

“Meskipun hasil yang lebih tinggi, kandungan protein biji tidak berubah. Ini menunjukkan beberapa energi ekstra yang diperoleh dari fotosintesis yang ditingkatkan kemungkinan dialihkan ke bakteri pengikat nitrogen di nodul tanaman,” kata Direktur RIPE Stephen Long, Ketua Ilmu Tanaman Universitas Ikenberry Endowed dan Biologi Tumbuhan di Institut Carl R. Woese Illinois untuk Biologi Genomik.

Para peneliti pertama-tama menguji ide mereka pada tanaman tembakau karena kemudahan mengubah genetika tanaman dan jumlah benih yang dapat dihasilkan dari satu tanaman. Faktor-faktor ini memungkinkan peneliti untuk beralih dari transformasi genetik ke uji coba lapangan dalam beberapa bulan. Setelah konsep tersebut terbukti dalam tembakau, mereka beralih ke tugas yang lebih rumit yaitu memasukkan genetika ke dalam tanaman pangan, kedelai.

Hasil sekarang menunjukkan peningkatan hasil yang sangat substansial baik pada tembakau dan kedelai, dua tanaman yang sangat berbeda, menunjukkan bahwa ini dapat diterapkan secara universal,” kata Long. Studi kami menunjukkan bahwa mewujudkan peningkatan hasil sangat dipengaruhi oleh lingkungan.

Uji lapangan tambahan dari tanaman kedelai transgenik ini sedang dilakukan tahun ini, dengan hasil yang diharapkan pada awal 2023.

Manfaat Penelitian

Dampak utama dari pekerjaan ini adalah membuka jalan untuk menunjukkan bahwa kita dapat merekayasa fotosintesis dan meningkatkan hasil panen untuk meningkatkan produksi pangan pada tanaman utama,” kata De Souza. “Ini adalah awal dari konfirmasi bahwa ide-ide yang ditanamkan oleh proyek RIPE adalah cara yang berhasil untuk meningkatkan hasil panen tanaman pangan utama.”

Jurnal Referenai:

Amanda P. De Souza, Lynn Doran, Jeffrey Hansen, Lusya Manukyan, Steven J. Burgess, Nina Maryn, Dhananjay Gotarkar, Lauriebeth Leonelli, Krishna K. Niyogi, Stephen P. Long. 2022. Soybean photosynthesis and crop yield are improved by accelerating recovery from photoprotection. Science, 2022; 377 (6608): 851 DOI: 10.1126/science.adc9831

Tags:

Share:

Related Post

Tinggalkan komentar