Cara Tumbuhan Menahan Panas dan Kadar Garam Tinggi

Sebagai organisme sessile yang tak dapat berpindah ketika lingkungan mengalami perubahan drastis, tumbuhan telah berevolusi menjadi mesin biokimia yang mampu menahan segala macam stress lingkungan seperti panas, kekeringan serta cekaman garam tinggi. Telah banyak studi yang mempelajari mekanisme biokimia tumbuhan dalam menghadapi stress ekologis tersebut. Salah satu metode studi mempelajarinya adalah dengan mempelajari kompleks-kompleks persinyalan dalam tumbuhan itu sendiri.

Yuriko Osakabe dan rekannya dari RIKEN Center for Sustainable Resource Science telah memperhatikan molekul baru yang terlibat di dalam transportasi hormon tanaman, yaitu asam absisat (ABA)1. Pusat untuk respon tanaman terhadap kekeringan dan salinitas adalah serangkaian transportasi ion berupa senyawa-senyawa dan hormon yang melintasi membran sel. Produksi ABA adalah komponen penting mekanisme ini. ABA memicu penutupan stomata serta mengaktifkan gen-gen yang berhubungan dengan respon terhadap stres.
ABA sebelumnya dianggap sebagai “pembawa pesan” jarak jauh dari stres yang ditranport dari akar ke tunas tumbuhan. Namun, dalam penelitian  ini menunjukkan bahwa ABA juga diproduksi pada venasi daun dan bertanggung jawab dalam mekanisme buka-tutup stomata terdekat (Gambar 1). Selain venasi, sel-sel “penjaga” stomatayang bertugas untuk membuka dan menutup pada stomata ternyata memiliki kemampuan menghasilkan ABA (Asam absisat).
Setelah memasuki sel, ABA memulai proses pengolahan sinyal termasuk fosforilasi protein kunci, yang digambarkan oleh Osakabe dkk  sebagai “penghubung molekular”  pensinyalan ABA. Fosforilasi sendiri mempengaruhi banyak saluran atau transporter di dalam membran sel, dengan kata lain, kehadiran ABA  mempengaruhi transportasi ion dan tekanan di dalam setiap sel tumbuhan (tekanan turgor). Para peneliti tersebut  juga menemukan bahwa ABA meningkatkan produksi oksidan (ROS) yang bertindak sebagai “pembawa pesan sekunder”. Spesies oksigen reaktifbertanggung jawab dalam kontrol aliran ion seperti kalsium,  polarisasi listrik  membran sel, tekanan turgor dan proses buka-tutup sel “penjaga” stomata.
Di bawah kondisi salinitas tinggi, memelihara keseimbangan internal yang berhubungan dengan ion seperti natrium dan kalium sangat penting untuk kelangsungan hidup tanaman. Sejumlah gen yang terlibat di dalam mempertahankan ‘homeostasis’ ion tergantung pada regulasi transkripsi. Regulasi ini tidak hanya menyediakan ekspresi jaringan spesifik, tetapi juga ekspresi di dalam respon langsung terhadap stres.
Peningkatan pemahaman terhadap gen-gen yang mendasari transportasi selular yang terkait stres pada tanaman dapat membuka pintu untuk modifikasi genetik yang dapat meningkatkan hasil panen di dalam kondisi kekeringan dan salinitas tinggi. “Teknologi modern seperti genom editing, penargetan gen dan persilangan (cross-breeding) memberikan kami kemungkinan strategi untuk memodifikasi fungsi gen kunci,” terang Osakabe, seperti pada  RIKEN (25/4/2014).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *