Suko Waspodo

Implan Ganggang Laut Dapat Meningkatkan Hasil Panen

Riset dan Teknologi | 2024-03-20 23:06:19

Penemuan ini dapat menghasilkan pasokan pangan yang lebih berkelanjutan

Para ilmuwan telah menemukan gen yang memungkinkan ganggang laut membuat jenis klorofil yang unik. Mereka berhasil menanamkan gen ini pada tanaman darat, membuka jalan bagi hasil panen yang lebih baik di lahan yang lebih sedikit.

Penemuan gen tersebut memecahkan misteri lama di kalangan ilmuwan tentang jalur molekuler yang memungkinkan alga memproduksi klorofil dan bertahan hidup.

“Ganggang laut menghasilkan setengah dari seluruh oksigen yang kita hirup, bahkan lebih banyak daripada tumbuhan di darat. Dan mereka memberi makan pada jaring makanan yang sangat besar, ikan yang dimakan oleh mamalia dan manusia,” kata asisten profesor bioteknologi UC Riverside dan penulis utama studi Tingting Xiang. “Meski signifikansi globalnya, kami belum memahami dasar genetik yang mendasari kelangsungan hidup alga hingga saat ini.”

Penelitian yang dipublikasikan di Current Biology ini juga mendokumentasikan pencapaian pertama lainnya: menunjukkan bahwa tanaman darat dapat menghasilkan klorofil laut. Tanaman tembakau digunakan dalam percobaan ini, namun secara teori, tanaman darat mana pun mungkin dapat menggabungkan gen alga laut, sehingga tanaman tersebut dapat menyerap spektrum cahaya yang lebih penuh dan mencapai pertumbuhan yang lebih baik.

Klorofil adalah pigmen yang memungkinkan fotosintesis, proses mengubah cahaya menjadi “makanan”, atau energi kimia. Tumbuhan menghasilkan klorofil A dan B, sedangkan sebagian besar ganggang laut dan rumput laut menghasilkan C, yang memungkinkan mereka menyerap cahaya biru-hijau yang mencapai air.

“Klorofil B dan C menyerap cahaya pada panjang gelombang berbeda,” kata Xiang. “Lautan menyerap cahaya merah, sehingga tampak biru. Klorofil C berevolusi untuk menangkap cahaya biru-hijau yang menembus lebih dalam ke dalam air.”

Penerapan tambahan dari penelitian ini dapat dilakukan dalam produksi biofuel alga. Ada beberapa spesies alga yang menghasilkan klorofil A atau B seperti tumbuhan darat, bukan C. Menanamkan alga tersebut dengan gen untuk membuat klorofil C juga dapat meningkatkan kemampuan mereka dalam menggunakan lebih banyak cahaya dan meningkatkan pertumbuhannya, sehingga menciptakan lebih banyak bahan baku untuk bahan bakar.

Para peneliti awalnya bertujuan untuk mendapatkan wawasan tentang spesies alga yang hidup di karang. Ganggang ini memproduksi gula dan membaginya dengan inang karangnya. “Setiap koloni karang memiliki ribuan polip, dan warna coklatnya disebabkan oleh alga. Setiap kali Anda melihat karang memutih, itu karena hilangnya alga,” kata Xiang.

Tertarik pada bagaimana kemampuan alga untuk melakukan fotosintesis akan mempengaruhi karang, para peneliti menggunakan alga mutan sebagai percobaan. Mutan langka ini berwarna lebih kuning dibandingkan kerabatnya yang berwarna coklat dan tidak mampu melakukan fotosintesis. Mereka secara tak terduga menemukan bahwa di karang, alga mutan tersebut masih mampu hidup dan tumbuh karena karang memberi makanan bagi alga tersebut untuk tumbuh.

Untungnya, dengan menggunakan pengurutan DNA generasi berikutnya dan banyak analisis data, para peneliti juga dapat menggunakan mutan untuk menemukan gen yang bertanggung jawab atas produksi klorofil C. “Menemukan gen klorofil C bukanlah tujuan awal pekerjaan kami. Kami membuat mutan karena alasan lain, tapi saya rasa kami hanya beruntung,” kata Xiang.

Dengan wawasan baru mengenai dasar genetik untuk memproduksi klorofil C, para peneliti berharap bahwa penelitian ini pada akhirnya dapat membantu membendung gelombang pemutihan karang yang terjadi di seluruh dunia. Selain itu, terdapat aplikasi berbasis lahan yang dapat membantu masyarakat beradaptasi terhadap perubahan iklim.

“Identifikasi jalur biosintesis klorofil C lebih dari sekadar keingintahuan ilmiah; ini merupakan terobosan potensial bagi energi berkelanjutan dan ketahanan pangan,” kata Robert Jinkerson, profesor teknik kimia UCR dan rekan penulis studi.

“Dengan mengungkap rahasia pigmen utama ini, kita tidak hanya mendapatkan wawasan tentang sumber kehidupan ekosistem laut namun juga merintis jalan menuju pengembangan tanaman yang lebih kuat dan biofuel yang efisien,” kata Jinkerson.

(Materi disediakan oleh University of California - Riverside)

***

Solo, Rabu, 20 Maret 2024. 10:55 pm

Suko Waspodo