Rekayasa Proses Fotosintesis Jadi Andalan Upaya Meningkatkan Produksi Tanaman Global
Ancaman krisis pangan global akibat perubahan iklim telah memberi tekanan besar bagi manusia untuk berusaha meningkatkan produktivitas tanaman pangan. Ilmuwan di Australia kini tengah mencoba merekayasa proses fotosintesa tanaman untuk mencapai target tersebut.
Dengan menggunakan teknologi yang ditemukan warga Australia 50 tahun yang lalu, sejumlah peneliti kini tengah mengembangkan cara untuk mengbah cara sebagian besar tanaman dalam melakukan fotosintesis.
Direktur Pusat Kajian Ilmian untuk Translasi Fotositesis ARC, Robert Furbank mengatakan, dengan populasi dunia yang mendekati 7 miliar orang pada 2050, meningkatkan produksi pertanian menjadi prioritas yang mendesak dilakukan.
"Secara global kita perlu meningkatkan produksi pangan dunia hingga 70 persen selama 40-40 tahun mendatang untuk mampu memberi pangan bagi penduduk dunia yang terus berkembang ini," katanya.
Menurut Furbank, hal ini dapat dilakukan dengan memodifikasi struktur genetika dari tanaman.
Kebanyakan tanaman di dunia saat ini menggunakan alur forosintesis C3 untuk mengubah sinar matahari menjadi makanan.
Tanaman semacam ini tidak akan mungkin produktivitasnya bisa menyamai tanaman dengan alur fotositesis C4 seperti pada tanaman tebu, sorghum dan jagung.
Oleh karena itu saat ini Professor Furbank tengah mengupayakan agar tanaman C3, seperti gandum atau padi bisa memiliki produktivitas setinggi tanaman C4.
"Dibawah kondisi yang sama di Institut Padi Internasional di Philipina, tanaman jagung [tanamanC4] hasil produksinya lebih tinggi 50% ketimbang padi (tanaan C3) padahal penggunaan air, cahaya dan karbodioksida di udaranya sama,"
"Alasan mengapa tanaman C4 bisa beroperasi lebih efiisien ketimbang tanaman C3 adalah karena mereka memiliki pompa kompresor biologis. Pompa kompresor biologis ini mampu mengerahkan penyerapan karbon dioksida dari atmosfir disalurkan hanya ke sel-sel yang terdapat di daun.
"Hasil dari proses ini bisa melipatgandakan tingkat fotosintesis pada tanaman C4 dan mereka bisa mendorong tinggi tanaman 5 kali lipat daripada tanaman C3 yang sejenis dengan padi dan gandum," kata Prof Furbank.
Memang masih banyak hal yang perlu dilakukan untuk memahami gen yang dapat menguasai anatomi dari daun untuk memproduksi struktur unik yang dimiliki tanaman C4, namun diperkirakan upaya transformasi genetika dari tanaman C3 ke C4 ini akan bisa dicapai dalam kurun waktu 20-30 tahun.
"Dalan program tanaman padi C4, gene yang didatangkan dari jagung, dalam jangka waktu panjang bisa sangat mungkin dilakukan dengan teknologi biologi sintetis lewat metode pemilahan gen.
"Untuk memproduksi beras padi C4 dan memiliki varietas padi yang beragam di lahan kita memerlukan kerangka waktu sekitar 20 tahun," katanya.
Professor Rowan Sage dari Universitas Toronto mengatakanan tanaman pangan dunia lainnya akan bisa diuntungkan dari mdifikasi genetika ini juga.
"Begitu kita bisa mengetahui bagaimana cara melakukannya ada tanaman padi, maka teknologi ini dengan mudah akan dapat juga diterapkan pada tanaman lainnya,"
"Kita bahkan bisa membuat pohon kayu C4 atau pohon kapas C4. "
Profesor Sage mengatakan industri kapas terutama akan diuntungkan karena tanaman yang satu ini akan menghadapi masalah serius dalam mempertahankan produktivitasnya seiring dengan semakin menghangatnya suhu bumi yang bisa menyebabkab ketersediaan air segar semakin sedikit.
"Metode ini bisa mempertahankan hasil produksi tanaman yang tinggi,"
"Karena fotositesis C4 mendorong efisiensi penggunaan air, modifikasi tanaman yang membutuhkan air dalam jumlah banyak seperti padi bisa ditumbuhkan di wilayah-wilayah yang secara tradisional tidak," katanya,
"Metoden ini juga memungkinkan tanaman padi ditanam jauh dari sawah air tawar dan di bidang pertanian tanah kering khas juga bisa dimungkinkan penanaman pagi dengan tingkan produksi yang jauh lebih luas dari wilayah pertanian saat ini."