Karena pemanasan global, iklim bumi menjadi semakin kering dan panas, pertanian mengalami hari-hari yang sulit. Para ilmuwan telah berhasil mengembangkan metodologi yang efektif untuk modifikasi genetik tanaman pangan, yang akan membantu petani meningkatkan hasil di masa depan.
Planet Bumi secara bertahap memanas. Selain itu, populasi di wilayahnya terus bertambah. Dalam menghadapi pemanasan global, petani menghadapi dua tantangan besar. Pertama, tanaman harus tahan terhadap iklim yang lebih kering dan lebih panas, dan kedua, orang membutuhkan lebih banyak produk alami. Keadaan seperti ini membutuhkan keputusan yang sangat serius.
Para peneliti minggu ini mengumumkan bahwa mereka telah menemukan cara untuk meningkatkan produktivitas tanaman pada tingkat genetik, memungkinkan tanaman untuk menggunakan energi matahari dengan lebih efisien. Para ilmuwan berharap ini akan membantu para petani memenuhi kebutuhan populasi yang terus bertambah. “Tujuan kami adalah mendukung pertanian di seluruh dunia,” kata Krishla Nyogi, salah satu peneliti yang terlibat dalam proyek tersebut.
Untuk meningkatkan hasil, para ilmuwan pertama-tama harus mengatasi mekanisme pertahanan alami tanaman. Ketika tanaman menerima lebih banyak cahaya daripada yang diperlukan untuk fotosintesis yang berhasil, sel-selnya memulai proses pendinginan fluoresensi klorofil non-fotokimia (NPQ), yang memungkinkan mereka melepaskan energi berlebih dalam bentuk panas untuk menghindari panas berlebih. Ketika matahari meninggalkan langit dan tanaman berada di tempat teduh lagi, NPQ melambat, tetapi butuh waktu, di mana fotosintesis juga sangat lambat. Mekanisme yang diperoleh tumbuhan selama evolusi membantu mereka secara efektif mengatasi iklim yang keras di alam liar, tetapi pertanian modern memiliki sedikit kemiripan dengan hutan atau sabana liar. Baginya, pemadaman non-fotokimia lebih merupakan kerugian yang menurunkan indikator hasil,Lagi pula, semakin banyak energi, semakin banyak gula dan unsur mikro yang berguna dalam buah tanaman, dan karenanya semakin tinggi nilai energi dan rasanya. Oleh karena itu, para ilmuwan memutuskan untuk mengubah NPQ dan memungkinkan tanaman menyerap lebih banyak foton.
Mekanisme perlindungan tumbuhan alami dari energi matahari berlebih
Ketika radiasi UV menjadi terlalu kuat, sel tumbuhan mulai melepaskan energi berlebih sebagai panas, sehingga menghindari panas berlebih. Masalahnya adalah saat sistem pertahanan ada, fotosintesis sangat lambat.
Hasilnya, tim peneliti dari beberapa institut telah menemukan cara untuk mengubah gen yang terkait dengan NPQ pada tanaman tembakau biasa (Latin Nicotiana tabacum) sehingga memperlambat proses quenching lebih cepat saat tanaman berada di tempat teduh. Perubahan ini menyebabkan peningkatan produksi 3 protein, yang mempercepat pemulihan fotosintesis setelah quenching. Berkat ini, efisiensi fotosintesis meningkat 15%.
Video promosi:
Apakah ini berarti bahwa sekarang kita akan mendapatkan panen tembakau 15% lebih banyak? Tidak. Menurut Nyoggia, pilihan jatuh pada tembakau hanya karena mudah dibudidayakan di laboratorium dan ditanam seaktif tanaman pangan. Eksperimen saat ini pada dasarnya hanyalah bukti bahwa teknik ilmuwan berhasil. Karena tim menangani gen dan protein yang ditemukan di semua tanaman, teknik peningkatan genetik juga dapat diterapkan pada tanaman lain. Jadi, jika berhasil diuji coba, di masa depan, metode baru ini dapat digunakan di seluruh dunia, yang secara signifikan akan meningkatkan hasil dan membantu tanaman mengatasi panas dan kekeringan.
