Peneliti Temukan Jagung yang Mampu Mengikat Nitrogen Sendiri

Rumoh Tani - Kolaborasi para peneliti di Universitas Wisconsin (UW) Madison, Universitas California, Davis, dan Mars Inc., telah mengidentifikasi varietas jagung tropis dari Oaxaca, Meksiko yang dapat memperoleh sejumlah besar nitrogen yang mereka butuhkan dari udara dengan cara bekerja sama dengan bakteri.

Untuk melakukannya, jagung tersebut mengeluarkan gel seperti lendir dalam jumlah banyak dari susunan akar udara di sepanjang batangnya. Gel ini menampung bakteri yang mengubah nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman.

Melalui proses yang disebut fiksasi nitrogen, jagung ini dapat memperoleh 30-80 persen nitrogen, tetapi efektivitasnya bergantung pada faktor lingkungan seperti kelembaban dan hujan.

Para ilmuwan telah lama mencari jagung yang dapat memperbaiki nitrogen, dengan tujuan mengurangi tingginya permintaan pupuk buatan, yang mahal dan tidak ramah lingkungan. penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan apakah sifat tersebut dapat dibiakkan menjadi kultivar jagung komersial.

“Sudah menjadi mimpi jangka panjang untuk mentransfer kemampuan berasosiasi dengan bakteri pengikat nitrogen dari kacang-kacangan ke sereal,” kata Jean-Michel Ané, profesor bakteriologi dan agronomi di UW Madison, seperti dikutip midwestfarmreport.com.

Legum, seperti buncis, adalah satu-satunya kelompok tanaman yang sebelumnya diketahui memperoleh sejumlah besar nitrogen melalui fiksasi, yang mereka lakukan di jaringan khusus yang disebut nodul akar.

Jagung Sierra Mixe

Howard-Yana Shapiro, ilmuwan senior di Departemen Ilmu Tanaman di UC Davis yang terlibat dalam penelitian, mengidentifikasi varietas jagung asli dalam pencarian kultivar yang mungkin dapat menampung bakteri pengikat nitrogen.

Jagung tersebut ditanam di wilayah Sierra Mixe di Oaxaca di Meksiko Selatan, bagian dari wilayah tempat jagung pertama kali didomestikasi oleh penduduk asli Amerika ribuan tahun yang lalu. Para petani di daerah tersebut menanam jagung di tanah yang kekurangan nitrogen menggunakan praktik tradisional dengan sedikit atau tanpa pupuk.

Materi biologis untuk penyelidikan ini diakses dan digunakan berdasarkan Perjanjian Akses dan Pembagian Manfaat dengan komunitas Sierra Mixe dan dengan izin dari pemerintah Meksiko.

Kebanyakan varietas jagung tumbuh sekitar 12 kaki dan hanya memiliki satu atau dua kelompok akar udara yang menopang tanaman di dekat pangkalnya. Tetapi varietas pengikat nitrogen ini memiliki tinggi lebih dari 16 kaki.

Di bawah kondisi yang tepat, akar ini mengeluarkan gel kaya gula dalam jumlah besar, memberikan energi dan kondisi bebas oksigen yang dibutuhkan bakteri pengikat nitrogen untuk berkembang.

“Kami membutuhkan delapan tahun kerja untuk meyakinkan diri kami sendiri bahwa ini bukanlah artefak,” kata Ané, yang labnya mengkhususkan diri dalam mempelajari dan mengukur fiksasi nitrogen.

“Teknik demi teknik, semuanya memberikan hasil yang sama yang menunjukkan tingkat fiksasi nitrogen yang tinggi pada jagung ini,” imbuhnya

Kelompok tersebut menggunakan lima teknik berbeda di seluruh eksperimen di Meksiko dan Madison untuk memastikan bahwa gel jagung Sierra Mixe benar-benar mengikat nitrogen dari udara, dan bahwa tanaman dapat memasukkan nitrogen ini ke dalam jaringannya.

"Yang menurut saya keren tentang proyek ini adalah cara kita berpikir tentang rekayasa fiksasi nitrogen benar-benar terbalik," kata Ané.

Gel yang disekresikan oleh akar jagung tampaknya bekerja terutama dengan mengecualikan oksigen dan menyediakan gula ke bakteri yang tepat, menghindari interaksi biologis yang kompleks.

Tim peneliti bahkan mampu mensimulasikan efek gel alami dengan gel serupa yang dibuat di laboratorium dan disemai dengan bakteri. Kesederhanaan sistem memberikan inspirasi bagi para peneliti yang ingin mengidentifikasi atau membuat lebih banyak tanaman dengan sifat ini.

Pemuliaan sifat tersebut menjadi kultivar jagung komersial yang dapat mengurangi kebutuhan akan pupuk nitrogen buatan, yang memiliki sejumlah kerugian. Lebih dari 1 persen dari total produksi energi dunia digunakan untuk memproduksi pupuk nitrogen.

"Rekayasa jagung untuk mengikat nitrogen dan membentuk bintil akar seperti kacang-kacangan telah menjadi impian dan perjuangan para ilmuwan selama beberapa dekade," kata Ané.

“Ternyata jagung ini mengembangkan cara yang sangat berbeda untuk mengatasi masalah fiksasi nitrogen ini. Komunitas ilmiah mungkin meremehkan fiksasi nitrogen pada tanaman lain karena obsesinya terhadap bintil akar," imbuhnya.

Sumber: sariagri.id

Share this post