Nurhalimah
Biologi-B/VII
Menyelamatkan Pangan Dunia dengan Gen yang Membendung
Wabah Patogen Karat Batang Gandum
Pasokan pangan dunia sedikit bertambah lebih
banyak berkat sebuah terobosan ilmiah. Eduard Akhunov, profesor patologi
tanaman di Kansas State University, bersama rekannya, Jorge Dubcovsky dari
University of California-Davis, memimpin proyek penelitian dalam
mengidentifikasi sebuah gen yang berguna memberi kekebalan bagi tanaman gandum
terhadap ras patogen karat batang gandum paling mematikan – disebut
Ug99 – yang pertama kali ditemukan di Uganda tahun 1999.
Penemuan ini dapat membantu para ilmuwan
mengembangkan varietas gandum baru serta membangun strategi-strategi yang jitu
untuk melindungi tanaman pangan dunia dari serangan patogen karat batang
gandum yang tersebar dari Afrika hingga ke ladang-ladang pangan di Asia. Studi
yang dipublikasikan dalam jurnal Science ini melibatkan pula para
peneliti lainnya dari Kansas State University, antara lain: Harold Trick,
profesor patologi tanaman; Andres Salcedo, kandidat doktor bidang genetika dari
Meksiko; dan Cyrille Saintenac, seorang asosiasi riset pascadoktoral yang saat
ini bekerja di Institut Nasional de la recherche Agronomique, Perancis. Proyek
ini didanai oleh Department of Agriculture and Borlaug Global Rust Initiative.
AS.
Studi ini berfokus dalam mengidentifikasi
gen yang memberi resistensi terhadap karat batang, bernama Sr35, dan
dimunculkan bersamaan dengan sebuah studi dari tim riset Australia yang
mengidentifikasi gen resistensi efektif lainnya bernama Sr33. “Gen Sr35 ini
berfungsi sebagai komponen utama dari sistem kekebalan tanaman,” jelas Akhunov,
“Gen ini mengenali patogen dan memicu sebuah respon dalam tanaman untuk melawan
penyakit.” Karat batang gandum disebabkan oleh jamur patogen. Sejak tahun
1950-an, para petani gandum sudah mampu mengembangkan varietas gandum yang
sebagian besar resisten terhadap patogen ini. Namun, kemunculan strain Ug99 di
Uganda tahun 1999 telah membawa kerusakan yang parahpada tanaman pangan,
menyebar ke penjuru Kenya, Ethiopia, Sudan dan Yaman, meski belum mencapai
Amerika.
“Sebelumnya, para petani gandum memiliki dua
atau tiga gen yang sangat efisien dalam melawan karat batang selama puluhan
tahun sehingga penyakit ini bukan merupakan masalah terbesar,” tutur Akhunov,
“Namun, penemuan ras patogen Ug99 menunjukkan
bahwa perubahan dalam virulensi ras patogen yang ada bisa menjadi masalah
besar.”
Eduard Akhunov, profesor patologi tanaman di
Kansas State University, berdiri di depan para peneliti gandum einkorn yang
digunakan untuk mengidentifikasi Sr35, sebuah gen yang tahan terhadap strain
Ug99 karat batang gandum. (Kredit: Kansas State University). Sebagai garis
pertahanan pertama, para petani gandum dan para peneliti mulai mencari gen
resistensi di antara gen-gen yang sudah ditemukan dalam repositori plasma
nutfah yang tersedia, katanya. “Gen Sr35 merupakan salah satu gen yang
ditemukan dalam gandum einkorn yang tumbuh di kawasan Turki,” ungkap
Akhunov, “Namun, sebelumnya kami tidak tahu jenis gen apa yang bisa memberi
resistensi terhadap Ug99 dalam pertumbuhan gandum ini.”
Untuk mengidentifikasi gen resistensi Sr35, tim
riset beralih pada gandum einkorn yang diketahui kebal terhadap strain
Ug99 jamur. Gandum einkorn memiliki nilai ekonomi yang terbatas dan
dibudidayakan dalam kawasan kecil di wilayah Mediterania. Tanaman ini sudah
digantikan dengan varietas gandum lain yang mampu menghasilkan lebih banyak
pasta dan roti. Para peneliti menghabiskan waktu hampir empat tahun lamanya
untuk mencoba mengidentifikasi lokasi gen Sr35 dalam genom gandum, yang berisi
informasi genetik hampir dua kali lebih banyak dari genom manusia.
Setelah mereka mempersempit daftar gen-gen
kandidat, mereka menggunakan dua pendekatan cuma-cuma untuk menemukan gen Sr35.
Pertama, secara kimiawi mereka memutasisasikan aksesi resistensi pada gandum
untuk mengidentifikasi tanaman yang menjadi rentan terhadap patogen karat
batang. “Ini adalah masalah melumpuhkan tiap-tiap gen kandidat sampai kami
menemukan salah satu yang membuat tanaman menjadi rentan,” jelas Akhunov,
“Proses yang membosankan dan perlu banyak waktu, tapi hasilnya sepadan dengan
usaha.” Selanjutnya, para peneliti mengisolasi gen kandidat, lalu menggunakan
pendekatan bioteknikal untuk mengembangkan tanaman transgenik yang mengandung
gen Sr35 dan yang menunjukkan perlawanan terhadap ras Ug99 karat batang.
Setelah gen resistensi itu ditemukan, Akhunov
dan rekan-rekannya kemudian memeriksa protein apa yang ditransfer oleh jamur ke
dalam tanaman gandum dan dikenali oleh protein yang dikodekan oleh gen Sr35.
Hal ini akan membantu para peneliti untuk lebih memahami mekanisme molekuler di
balik terjadinya infeksi sekaligus mengembangkan pendekatan-pendekatan baru
untuk mengendalikan patogen yang mematikan tersebut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar