Perjuangan Tanaman dalam Lingkungan yang Menekan Baginya

Ilustrasi tumbuhan ketika berada di lingkungan yang tdak kondusif (Sumber : https://pixabay.com/id/images)

Tumbuhan adalah organisme hidup yang harus menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Jika lingkungan terlalu ekstrim bagi mereka, tumbuhan bisa mengalami stres. Mereka juga memiliki zat kimia atau hormon, seperti Asam Absisat (ABA), yang dikeluarkan jika diperlukan. Menurut literatur dari jurnal yang ditulis oleh Yoshida dkk. pada tahun 2015, ABA memiliki berbagai fungsi bagi tumbuhan, termasuk dalam mengatasi tekanan lingkungan. Stres pada tumbuhan dapat muncul dalam bentuk tekanan seperti kekurangan air, kekeringan, atau tingginya salinitas, yang merupakan kondisi yang sangat merugikan bagi tumbuhan. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan parah dan mengganggu produktivitas tumbuhan secara serius.

ABA merupakan suatu gen promotor yang dapat berikatan dengan turunannya. Gen promotor yang dapat berikatan dengan ABA adalah AREB atau kombinasi AREB dengan elemen kopling (CE) sebagai promotor fungsional. AREB dapat ditemukan secara melimpah pada tumbuhan Arabidopsis dan Beras. AREB atau ABF merupakan suatu protein yang dalam melakukan transkripsi didukung oleh faktor abiotik. AREB atau ABF mengalami fosforilasi di situs yang bergantung pada ABA. Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa protein kinase 2 memainkan peran kunci dalam fosforilasi AREB1 yang bergantung pada ABA.

Keterkaitan antara komponen AREB dengan hormon ABA dalam menanggapi lingkungan yang memiliki tingkat salinitas tinggi.

Abscisic acid-responsive element binding protein AREB/ABF (ABRE binding factor) merupakan faktor transkripsi yang menjadi subfamili dari keluarga protein ZIP. AREB/ABF berfungsi dalam regulasi ekspresi gen yang terlibat dalam sinyal tergantung pada ABA melalui pengikatan pada bagian AREB dari gen target. Molekul AREB/ABF akan diaktifkan sepenuhnya oleh proses fosforilasi pada bagian daerah yang dilestarikan yang dikatalisis oleh serin, melalui faktor induksi yaitu fitohormon ABA. Untuk membuktikan bahwa gen promotor AREB/ABF dapat berikatan dengan hormon ABA dalam menghadapi kondisi yang mengancam bagi tanaman (Yoshida, 2015).

Hasil opini penulis pada bagian daun dan akar dari tanaman Arabidopsis dan Beras yang diberi perlakuan yang menekan berupa salinitas yang tinggi kemudian, setelah dihadapkan pada keadaan stres, diberi hormon ABA. Dari keempat objek uji coba yang diberikan hormon ABA, hanya tiga objek, sementara satu dijadikan sebagai variabel kontrol. Jaringan yang ada pada daun dan akar setelah mengalami keadaan stres menunjukkan adanya penyusutan. Namun, setelah diberi hormon ABA, terjadi ekspresi gen dari AREB1 dan AREB2 serta ABF3 pada protoplas yang menghasilkan aktivasi drastis, bahkan aktivasi gen reporter yang nyata, tanpa adanya ABA (Daulpyin, 2016).

Penyisipan AREB secara berlebihan dapat menyebabkan mutasi pada tanaman Arabidopsis dan Beras.

Arabidopsis dan Beras memerlukan aplikasi ABA eksogen untuk aktivasi penuh, sehingga menurut pendapat penulis bahwa fenotipe yang berlebihan tersebut berasal dari jaringan pada mesofil daun dan akar yang terlalu stres. Oleh karena itu, pendapat penulis mempertimbangkan kemungkinan bahwa AREB1, AREB2, dan ABF3 secara fungsional berlebihan, mencoba menganalisis banyaknya mutan dari AREB1, AREB2, dan ABF3 dalam semua kemungkinan kombinasi, untuk mengatasi masalah ini sehubungan dengan pendekatan overexpression dan redundansi fungsional. Daerah mesofil dan akar setelah diberikan stres, kemudian diberi perlakuan ABA dengan tujuan untuk mengaktifkan protein AREB.

Pengujian sensitivitas ABA pada tahap pembibitan pada lingkungan yang dehidrasi.

Benih ditaburkan pada pelat agar yang dilengkapi dengan sukrosa 1% dan kemudian disertifikasi pada suhu 4°C selama 4 hari. Bibit berumur empat hari dipindahkan ke pelat MS mengandung sukrosa 1% dengan atau tanpa ABA. Sehingga dapat diambil pendapat yang berkaitan dengan temuan sebelumnya bahwa AREB1, AREB2, dan ABF3 adalah regulator positif pensinyalan ABA sebagai respons terhadap cekaman kekeringan. Ada kemungkinan bahwa sedikit penghambatan pertumbuhan di dalam tanah mencerminkan kepekaan yang meningkat terhadap cekaman kekeringan. Hal tersebut dapat dianalisis lagi terkait perbedaan pemulihan tanaman setelah dehidrasi dengan tanaman yang tumbuh. Tekanan kekeringan pada mutan disebabkan oleh perubahan laju transpirasi. Pengukuran tingkat kehilangan air dari seluruh tanaman dalam kondisi dehidrasi menunjukkan pengurangan yang sedikit lebih tinggi diamati untuk tingkat kehilangan air AREB1, AREB2, ABF3, tetapi perbedaan ini secara bertahap menurun. Ini menunjukkan bahwa fungsi AREB1, AREB2, dan ABF3 mungkin sebagian terkait dengan penutupan stomata dalam kondisi cekaman.

Adaptasi tumbuhan ketika berada dalam lingkungan yang mencengkam seperti dehidrasi atau salinitas yang tinggi, maka tumbuhan akan berusaha bertahan hidup dengan bantuan hormon, salah satunya adalah hormon ABA. Gen promotor AREB/ABF dikendalikan secara sepenuhnya oleh hormon ABA. Kerja sama antara ABA dan gen promotor AREB/ABF dapat mengatur panjang akar dan batang serta mengatur pembukaan dan penutupan stomata pada daun ketika berada di lingkungan yang ekstrim atau berbahaya. Semakin banyak mutasi pada suatu tumbuhan, maka kinerja hormon ABA semakin terhambat dan tidak berpengaruh terhadap adaptasi tanaman.

Hidayatus Sholiha, mahasiswa Pendidikan Biologi UIN Walisongo Semarang

Referensi

Daulpyin, L. k. 2016. Evaluation of automated and manual commercial DNA extraction methods for recovery of Arabidobsis DNA from suspensions and spiked swabs. J of Clinical Plant, 3920-3926.

Yoshidah Takuya, et all.2015. AREB1, AREB2, and ABF3 are master transcription factors that cooperatively regulate ABRE-dependent ABA signaling involved in drought stress tolerance and require ABA for full activation. The Plant Journal, (61), 672–685