Jakarta, Technology-Indonesia.com – Akar memegang peranan penting bagi kelangsungan hidup dan kesehatan tanaman karena merupakan organ yang berhadapan langsung dengan lingkungan abiotik tanah, air, dan unsur hara. Agar penyerapan air dan hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan berlangsung dengan baik, tanaman mengaktifkan gen-gen tertentu dengan menghasilkan protein yang diperlukan oleh akar.
Setiap sel di semua organ tanaman memiliki set lengkap gen-gen yang sama. Misalnya, pada padi jumlahnya mencapai 39.045. Tapi hanya gen-gen yang dibutuhkan yang diaktifkan di akar. Hal yang sama berlaku pada organ-organ lain.
Tanaman bisa mengatur gen-gen mana yang diaktifkan di organ tertentu karena di bagian hulu dari setiap gen terdapat saklar genetik yang berfungsi menjadi tempat duduk dari protein regulator. Sebuah protein regulator di saklar genetik diperlukan untuk merekrut komponen-komponen pengaktifan gen lain. Hal ini mengakibatkan terjadinya proses penyalinan informasi genetik dari gen bersangkutan yang dilanjutkan dengan penerjemahan menjadi protein.
Melalui kerjasama saklar genetik dan protein regulator ini, tanaman bisa memerintahkan gen A untuk diaktifkan di akar tapi tidak di daun, atau sebaliknya gen B diaktifkan di daun tapi tidak di akar. Saklar genetik mengaktifkan gen secara spesifik di organ tertentu atau pada kondisi lingkungan tertentu.
Selain saklar genetik, terdapat saklar genetik konstitutif yang mengaktifkan gen di semua organ tanaman secara terus-menerus. Penggunaan saklar genetik konstitutif dalam perbaikan sifat tanaman melalui teknologi gen sering tidak diinginkan. Sebab, protein target selain diproduksi terus-menerus sepanjang hidup tanaman juga diproduksi di organ-organ yang tidak memerlukan protein tersebut.
Pengaruh negatif dari penggunaan saklar genetik konstitutif berupa pertumbuhan yang terhambat, waktu pembungaan yang berubah, dan hasil biji yang rendah sudah dilaporkan di beberapa karya tulis ilmiah.
Peneliti Badan Litbang Pertanian (Balitbangtan) Aniversari Apriana berhasil mengidentifikasi gen alkenal reduktase yang sangat aktif di akar, tapi tidak di organ-organ lain. Identifikasi ini menggunakan perangkat bioinformatik untuk menggali kekayaan informasi tentang pola keaktifan 39.045 gen pada padi yang tersedia di basis data publik.
Aniversari mengambil fragmen DNA di bagian hulu dari gen ini dari padi varietas lokal Awan Kuning yang berasal dari Kalimantan Selatan, menyambungkannya dengan gen yang menyandi enzim ß-glucuronidase (GUS), dan memasukkannya ke tanaman padi. Dalam sistem ini, enzim GUS menjalankan fungsi meninggalkan jejak (pelapor) pola pengontrolan yang dilakukan saklar genetik yang diuji karena bisa merubah substrat tertentu menjadi senyawa berwarna biru.
Tanaman produk teknologi gen ini selanjutnya ditumbuhkan. Pembentukan warna biru pada masing-masing organ di setiap fase pertumbuhan diamati setelah pemberian substrat. Hasil penelitian Aniversari menunjukkan, saklar genetik yang diambil dari gen alkenal reduktase tersebut mampu mengaktifkan gen secara spesifik di akar pada seluruh fase pertumbuhan tanaman. Penemuan ini dipatenkan dan diaplikasikan dalam perakitan varietas unggul.
“Hasil penelitian dasar Aniversari ini memiliki prospek aplikasi yang luas, seperti untuk perakitan varietas tanaman yang efisien dalam penggunaan hara dan air, toleran terhadap cekaman abiotik, dan tahan terhadap hama yang menyerang akar,” kata Hasil Sembiring, IRRI Liaison Scientist untuk Indonesia, salah satu penguji dari Aniversari.
Menurut Hasil, pemerintah perlu mendukung penelitian-penelitian semacam ini sebagai ekspresi dari komitmen untuk mewujudkan cita-cita kemajuan, kemanfaatan, dan kemandirian teknologi. Hal ini khususnya penting untuk bidang teknologi gen yang akses terhadap komponen-komponen teknologi sangat dibatasi oleh hak kekayaan intelektual yang dimiliki oleh negara-negara maju.
Penelitian ini didanai oleh DIPA Badan Litbang Pertanian. Studi S3 Aniversari Apriana didukung oleh dana beasiswa dari Balitbangtan dan program sandwich SMARTD Balitbangtan.
Aniversari Apriana berhasil mempertahankan disertasinya berjudul “Gen alkenal reduktase asal padi (Oryza sativa L.): Isolasi dan karakterisasi ekspresi serta analisis fungsi promoter spesifik akar” pada Sidang Promosi Program Doktor pada hari Rabu (26/9/ 2018). Disertasi ini dipromotori Sudarsono dan Ko-Promotor Hajrial Aswidinnoor, Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Institut Pertanian Bogor.
