Ilmuwan Temukan Dua Hormon untuk Efisiensi Penggunaan Pupuk Nitrogen

Editor: Arif Sodhiq - Rabu, 15 September 2021 | 12:50 WIB

Sariagri - Efisiensi penggunaan nitrogen terus ditingkatkan untuk menurunkan polusi lingkungan di masa depan. Untuk mendukung itu, pengelolaan tanaman pertanian harus dilakukan dengan pemupukan nitrogen yang lebih sedikit tetapi tidak mengurangi hasil produksi.

Tanaman merespon kekurangan nitrogen ringan dengan memanjangkan akar lateralnya. Dengan cara ini tanaman akan menyerap lebih banyak nitrogen dibandingkan sebelumnya.

Peneliti di IPK Leibniz Institute, Jerman menemukan modul regulasi hormonal yang memediasi proses molekuler adaptasi itu. Menurut peneliti, brasinosteroid dan auksin berperan penting dalam memanjangkan akar lateral tanaman. Hasil riset itu telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications.

Peneliti menjelaskan, sangat penting bagi tanaman untuk dapat menyesuaikan struktur akarnya dengan perubahan lingkungan di dalam tanah. Jika ada sedikit kekurangan nitrogen, tanaman akan memanjangkan akar lateralnya dan hormon auksin berperan penting dalam pembentukan akar itu. Ketika pasokan nitrogen mencukupi, auksin diangkut dari pucuk ke akar untuk pertumbuhan akar.

“Namun, jika ada kekurangan nitrogen moderat, auksin dari pucuk tidak cukup untuk adaptasi. Dengan demikian, biosintesis lokal auksin ditingkatkan di ujung akar,” ujar Nicolaus von Wirén peneliti dari IPK Leibniz Institute dikutip phys.org.

Selain itu, brasinosteroid juga berperan penting dalam proses pemanjangan akar lateral. Senyawa itu disintesis ke tingkat yang lebih besar apabila terjadi kekurangan nitrogen ringan dan diteruskan sebagai sinyal untuk mendorong pertumbuhan akar lateral.

“Sinyal ini pada gilirannya diperlukan untuk menginduksi gen TAA1 dan YUCCA8 di akar. Dengan demikian, pembentukan auksin dikendalikan dan diatur sesuai kebutuhan nitrogen masing-masing. Pada akhirnya, pemanjangan akar lateral meningkat dengan cara ini,” jelas Zhongtao Jia peneliti lain dalam studi itu.

"Dalam penelitian kami, kami telah menemukan modul pengaturan hormonal. Yang baru adalah kami dapat mengatur hormon dalam urutan hirarkis, yaitu, brasinosteroid berada di hulu auksin dalam proses ini," kata Nicolaus.

Peneliti juga menemukan variasi alelik pada gen YUCCA selama penelitian pada tanaman model Arabidopsis. Hal ini terkait fakta bahwa beberapa aksesi alami tumbuhan menunjukkan pemanjangan akar lateral yang lebih kuat dibanding lainnya ketika tanaman tumbuh di bawah defisiensi nitrogen ringan.

Penelitian selanjutnya akan fokus pada bagaimana tanaman dapat mengukur status nutrisi nitrogen internal dan faktor yang mungkin berperan dalam proses pemanjangan akar bahkan sebelum brasinosteroid.

“Tantangan berikutnya adalah menggunakan temuan ini untuk perbaikan genetik lebih lanjut dari tanaman pangan - misalnya, dengan mengembangkan penanda genetik atau penyuntingan gen menggunakan teknologi CRISPR/Cas,” kata Nicolaus.

Video terkait: