Para peneliti menggunakan cahaya sinkrotron untuk benar-benar mengupas dinding sel bawang untuk membantu tanaman lebih tahan terhadap tekanan yang disebabkan oleh perubahan iklim dan penyakit.
“Kami tahu ada banyak kekeringan di padang rumput, dan mata pencaharian masyarakat terancam,” kata Ariana Forand, seorang mahasiswa Master di Sekolah Tinggi Pertanian dan Sumber Daya Hayati di Universitas Saskatchewan (USask). “Akan luar biasa menemukan modifikasi yang memungkinkan tanaman menahan banyak tekanan.”
Forand memimpin sebuah proyek yang mengeksplorasi bagaimana kalsium dan boron memainkan peran yang bermanfaat dalam memperkuat dinding sel tanaman, membantu mengurangi dehidrasi yang datang dengan pembekuan dan kekeringan dan meningkatkan ketahanan terhadap patogen.
Ternyata, tanaman yang sempurna untuk menguji teori ini adalah bawang.
Tim menganalisis sampel bawang dan mengumpulkan data di Advanced Photon Source (APS) di Illinois, berkat kemitraan fasilitas dengan Canadian Light Source (CLS) di University of Saskatchewan.
“Proyek ini benar-benar dibangun di atas karya siswa master USask sebelumnya, Jun Liu, yang melakukan pekerjaan stres beku,” kata Forand, “dan kita tahu bahwa baik dalam kekeringan maupun dingin, tanaman kehilangan air dengan cara yang sama.”
Bawang adalah tanaman yang baik untuk digunakan "karena Anda dapat dengan mudah mengupas satu lapisan sel dan melihat perubahan pada dinding sel," kunci struktur tanaman untuk melindungi dari berbagai jenis tekanan.
Sebuah fitur unik dari penelitian ini, yang hasilnya adalah diterbitkan dalam jurnal Plants, adalah bahwa ia melihat beberapa tekanan sekaligus – dehidrasi pada bawang Welsh dan bawang goreng, dan resistensi patogen di Arabidopsis, gulma berbunga kecil asli Afrika.
Setelah menambahkan kalsium yang dicampur dengan air ke bawang yang ditanam di rumah kaca, Forand menggunakan mikroskop sinar-X sinkrotron untuk memastikan tidak hanya bahwa tanaman telah menyerap kalsium tetapi juga terlokalisasi di dinding sel.
Pengujian lebih lanjut dengan kondisi kering menunjukkan penurunan kehilangan air pada tanaman yang dirawat. Demikian pula, boron diketahui mengikat dengan pektin di dinding sel Arabidopsis, memperkuat ketahanannya terhadap penyakit yang diperkenalkan.
“Kami sedang mencari cara untuk memperkuat dinding sel secara struktural,” kata Forand. Mengkonfirmasi bahwa kalsium dan boron mengurangi dampak hilangnya kelembaban dan penyakit membuka pintu untuk mencari efek serupa pada tanaman lain.
Dr. Karen Tanino, profesor ilmu tanaman USask dan supervisor Forand, mengatakan bahwa pada tahun tertentu, “satu stres bisa lebih umum daripada yang lain – Anda tidak dapat benar-benar memprediksi apa yang akan terjadi. Penelitian ini memberikan peluang untuk melindungi tanaman dari variasi stres dari tahun ke tahun.”
Baik Forand dan Tanino percaya bahwa memperluas penelitian mereka memberikan peluang untuk memperkuat ketahanan terhadap hilangnya kelembaban dan penyakit baik di tanaman lapangan maupun di industri hortikultura.
Untuk informasi lebih lanjut:
Victoria Schramm
Sumber Cahaya Kanada
Tel: + 1 306-657-3516
Email: victoria.schramm@lightsource.ca