Tanam ‘Vampir’ Menunggu Sebentar

Sebagian besar tanaman membuat makanan mereka sendiri. Namun, beberapa yang dikenal sebagai parasit, hidup dengan meremukkan yang lain. Penelitian baru menawarkan wawasan mengejutkan tentang bagaimana freeloaders ini menemukan host mereka. Dan mencari tahu cara menggagalkan taktik mereka mungkin membantu menyelamatkan makan siang kita. Data baru, misalnya, dapat menunjukkan kepada petani bagaimana mereka dapat melindungi tanaman seperti beras dan kacang-kacangan, yang dapat menjadi mangsa para pekerja lepas yang merampok energi seperti itu.

Gulma adalah pengganggu botani. Mereka mengancam untuk keluar dan kadang-kadang menghancurkan tanaman bernilai tinggi atau tanaman lanskap. Bagaimana mungkin benih gulma parasit menemukan inang baru tiket makanannya? Tumbuhan tidak memiliki mata atau telinga. Tetapi mereka dapat “mencium” dengan merasakan sinyal kimia di lingkungan sekitar mereka. Tetap saja, mereka harus bersabar. Benih yang berkecambah tanpa makanan di dekatnya berisiko kelaparan. Jadi biji dari spesies ini kadang-kadang akan mengintai di tanah selama lebih dari satu dekade, menunggu sinyal bahwa sudah waktunya untuk tumbuh. Panggilan bangun dapat berasal dari bahan kimia yang dikenal sebagai hormon. Akar tanaman melepaskan senyawa pensinyalan kuat ini.

Ini sudah banyak diketahui: Saat tanaman tumbuh, akarnya melepaskan strigolakton (Stry-go-LAK-toans)  hormon-hormon itu ke dalam tanah. Ketika benih tanaman parasit terdekat mendeteksi hormon, ia menyadari makanan sudah dekat. Jadi, parasit mulai menumbuhkan tonjolan mirip akar. Ini terus tumbuh sampai mereka mencapai tuan rumah. Setelah mereka menempel pada inang itu, mereka mulai mengisap nutrisi dari jaringannya.

Gulma parasit “seperti vampir kecil,” jelas David Nelson. Seorang ahli genetika di Universitas Georgia di Athena, ia memimpin penelitian baru.

Tetapi bagaimana hormon-hormon tanaman memberi sinyal tanaman parasit untuk tumbuh telah membingungkan para ilmuwan sejak lama. Faktanya, itu adalah pertanyaan kunci yang mendorong studi baru timnya, yang muncul di Science 31 Juli.

Nelson mempelajari bagaimana tanaman menafsirkan sinyal di lingkungan mereka. Untuk penelitian baru, ia memeriksa vampir botani dalam keluarga Orobanchaceae (Or-oh-ban-KASE-ee-ay). Keluarga ini mencakup lebih dari 2.000 spesies. Hampir semua adalah parasit, dan banyak yang diketahui merusak tanaman. Nelson melihat bagaimana parasit berevolusi – berangsur-angsur berubah dari generasi ke generasi – untuk merasakan strigolakton sebagai isyarat pertumbuhan.

Para ilmuwan telah mengetahui bahwa kebakaran hutan memicu sejumlah benih untuk bertunas. Pada tahun 2004, penelitian menunjukkan bahwa senyawa dalam asap yang disebut karrikin adalah isyarat tumbuh. “Itu keren,” kata Nelson tentang sinyal asap. “Tapi tidak ada yang tahu bagaimana mereka bekerja.”

Untuk mengetahuinya, Nelson memutuskan untuk menyaring tanaman hutan untuk gen yang akan memicu kecambah sebagai respons terhadap asap. Ini seperti menentukan bagian radio mana yang diperlukan untuk fungsi tertentu – misalnya, kontrol volume.

Jika dia adalah seorang ahli genetika radio, Nelson mengatakan dia akan “memesan 10.000 radio, membukanya dan secara acak memecahkan sesuatu di setiap perangkat.” Selanjutnya, dia akan mencari radio yang rusak yang kehilangan kontrol volume – misalnya, yang tetap keras secara permanen , atau yang tidak pernah dinyalakan.

Terakhir, dia mengumpulkan semua radio dengan masalah kontrol volume dan membukanya untuk mencari tahu bagian mana yang rusak.