Seberapa Besar Peningkatan Fotosintesis Dalam Meningkatkan Hasil Panen?

TrubusLife
Syahroni
25 Okt 2019   20:30 WIB

Komentar
Seberapa Besar Peningkatan Fotosintesis Dalam Meningkatkan Hasil Panen?

Dr Alex Wu melakukan penelitian di ladang gandum. (Doc/ ARC Centre of Excellence for Translational Photosynthesis)

Trubus.id -- Dalam dua dekade ke depan, hasil panen perlu meningkat secara dramatis untuk dapat memberi makan populasi global yang terus tumbuh. Bukankah akan sangat berguna jika manusia mampu membuat strategi terbaik yang tersedia untuk meningkatkan hasil panen tersebut?

Sebuah tim ilmuwan baru saja mengembangkan hal itu. Sebuah model dinamis yang memprediksi manipulasi fotosintesis pada tanaman mana yang akan meningkatkan hasil panen gandum dan sorgum.

"Kami telah mengembangkan alat prediksi yang andal dan biologis yang dapat mengukur perolehan hasil yang terkait dengan memanipulasi fotosintesis dalam lingkungan tanaman yang realistis," kata Dr. Alex Wu, dari Pusat Keunggulan ARC untuk Fotosintesis Terjemahan (CoETP) dan Universitas Queensland. (UQ).

Tumbuhan mengubah sinar matahari, karbon dioksida, dan air menjadi makanan melalui fotosintesis dan beberapa penelitian menunjukkan bahwa proses vital ini dapat direkayasa agar lebih efisien.

"Sampai sekarang, sulit untuk menilai dampak dari manipulasi ini pada hasil panen. Alat prediksi ini akan membantu kita menemukan cara baru untuk meningkatkan hasil panen tanaman pangan di seluruh dunia." terangnya.

Dr. Wu, penulis utama makalah yang diterbitkan minggu ini dalam jurnal Nature Plants, mengatakan bahwa alat pemodelan ini memiliki kapasitas untuk menghubungkan lintas skala biologis dari biokimia dalam daun ke seluruh tanaman ladang selama musim tanam, dengan mengintegrasikan fotosintesis dan model tanaman.

"Ini adalah alat yang ampuh untuk menilai dan memandu manipulasi fotosintesis dan mengungkap efek yang mengacaukan hubungan antara efisiensi fotosintesis dan kinerja tanaman," katanya.

Wakil Direktur Pusat, Profesor Susanne von Caemmerer mengatakan salah satu aspek penelitian paling inovatif adalah menggunakan pendekatan pemodelan skala-silang untuk melihat interaksi antara fotosintesis dan pori-pori daun yang memungkinkan pertukaran CO2 dan uap air.

"Kita tahu bahwa tidak sesederhana mengatakan bahwa meningkatkan fotosintesis akan meningkatkan hasil. Jawabannya tergantung pada situasinya," kata Profesor von Caemmerer, seorang peneliti di The Australian National University (ANU) yang merupakan rekan penulis penelitian ini. 

"Sebagai contoh, kami menemukan bahwa pada tanaman seperti sorgum, lebih banyak fotosintesis yang benar-benar dapat menurunkan hasil dalam situasi tanam terbatas air. Pemodelan memprediksi bahwa kami dapat mengelola penalti hasil ini jika kami juga dapat mempertahankan laju stabil masuknya karbon dioksida, atau air. uap keluar, pori-pori daun. "

Rekan penulis dan Kepala Pusat Penyelidik, Profesor Graeme Hammer dari UQ mengatakan penelitian ini mendorong jenis penelitian transdisipliner yang diperlukan untuk perbaikan tanaman di masa depan.

"Ini mengaitkan penelitian di seluruh Pusat, yang memiliki fokus utama untuk meningkatkan hasil panen pokok seperti gandum, beras, sorgum dan jagung dengan meningkatkan fotosintesis. Sekarang kami telah mengembangkan dan menguji model prediktif ini, langkah kami berikutnya adalah bekerja sama dengan kolaborator di CoETP untuk merancang skenario simulasi yang menguji efek dari target sifat bioteknologi dan pemuliaan lainnya," kata Profesor Hammer.

Salah satu kolaborator itu adalah Profesor ANU Graham Farquhar, yang ikut menulis penelitian ini.

"Dalam studi ini kami meningkatkan seluruh musim pertumbuhan tanaman dan menggabungkan efek umpan balik pada fotosintesis sumber daya untuk tanaman, seperti air, yang sangat penting dalam memprediksi konsekuensi pada produktivitas tanaman di lingkungan tanaman Australia mendatang," kata Kepala Pusat Peneliti Profesor Farquhar dari ANU Research School of Biology.

Tim menyelidiki tiga target manipulasi fotosintesis utama — meningkatkan aktivitas enzim fotosintesis utama, Rubisco; meningkatkan kapasitas daun untuk mengangkut elektron; dan meningkatkan aliran karbon dioksida (CO2) melalui lapisan internal daun.

"Studi ini memungkinkan kita untuk mengukur konsekuensi pada hasil panen untuk tiga target ini dan kombinasi mereka untuk gandum dan tanaman sorgum untuk lingkungan pertanian irigasi atau lahan kering," kata Dr. Wu.

Tim menemukan perubahan hasil panen berkisar dari pengurangan satu persen menjadi peningkatan 12 persen, tergantung pada kombinasi target fotosintesis, tanaman dan kondisi lingkungan seperti ketersediaan air. [RN]

  0


500 Karakter

Artikel Terkait

Bagikan:          
Bagikan: