Anda pasti tidak pernah mengira bahwa tumbuhan juga memerlukan obat-obatan untuk menyelamatkan hidup mereka, yaitu ketika tumbuhan tersebut diserang hama atau suatu penyakit. Kini, ilmuwan telah berhasil mengembangkan sebuah sistem untuk mengantarkan obat dengan super akurat kepada tanaman ketika dibutuhkan.
Saat ini untuk mengatasi masalah hama pada tanaman, kita cukup melakukan penyemprotan pestisida yang sebenarnya tidak efektif untuk mengatasi masalah hingga pada akar tanaman. Atau terkadang digunakan jarum besar yang ukurannya tidak sesuai dengan pori-pori tumbuhan dan terkadang merusak tanaman tersebut.
Metode baru yang dikembangkan ini menggunakan jarum berukuran mikro yang oleh para peneliti disebut ‘phyto injector’, ditempatkan pada sebuah lembaran biomaterial berbahan sutra yang mampu masuk kedalam sistem jaringan pembuluh tanaman. Sehingga pestisida dapat dialirkan hingga pada sistem akar dan daun-daunan.
Demikian juga untuk mengalirkan obat-obatan atau nutrisi pada bagian-bagian tertentu dari tanaman, mekanisme baru ini juga bisa digunakan untuk mengambil sampel dari sebuah tanaman, yang kemudian bisa ditransfer ke lab untuk dianalisa, atau bahkan untuk mengedit DNA (salah satu keberhasilan dari tim peneliti).
“Kami ingin memecahkan masalah teknis untuk bisa memasuki jaringan pembuluh tanaman secara tepat,” kata Yunteng Cao, insinyur mesin dari MIT.
Metode ini bisa diaplikasikan untuk mengalirkan mikronutrien pada tanaman atau mengalirkan gen tertentu pada tanaman atau untuk membangun sistem pada tanaman, Cao menambahkan.
Proyek penelitian ini dilakukan pada ilmuwan untuk mengatasi wabah penyakit citrus vein phloem degeneration (CVPD) atau dikenal pula dengan citrus greening disease yang tengah melanda Amerika Serikat dan negara-negara lain di dunia, yang mengancam akan memukul sektor industri hingga mencapai $9 juta jika jalan keluar tidak juga ditemukan. Buah zaitun dan pisang juga terkena wabah penyakit ini di beberapa bagian di dunia saat ini.
Metode ini mengadaptasi metode penggunaan jarum mikro pada manusia untuk memasukkan vaksin kedalam tubuh, dan kemudian diadaptasikan pada tanaman dengan tetap menggunakan material sutra untuk menempatkan jarum mikro tersebut.
Material sutra dipilih karena sangat kuat, dan tidak menyebabkan reaksi apapun dari tanaman, serta bisa langsung dapat terurai setelah mengalirkan obat pada tanaman.
Tetapi masih harus dilakukan beberapa penyesuaian dengan mekanisme penggunaan jarum mikro pada manusia; tanaman memiliki kandungan air yang jauh lebih sedikit dari tubuh manusia, sehingga perlu dilakukan penyesuaian desain.
Tim ilmuwan memodifikasi material sutra dengan meningkatkan kemampuannya untuk menarik air (hydrophilicity), dan menghasilkan sebuah material baru yang lebih cocok digunakan pada tanaman.
“Tidak mudah untuk menemukan cara yang tepat dalam memodifikasi sebuah material yang didesain untuk mengalirkan obat-obatan pada manusia agar dapat digunakan pada tanaman, karena adanya perbedaan tidak hanya pada jaringan pembuluh, tetapi juga pada komposisi cairan,” kata ahli biologi Eugene Lim.
Hasil uji coba pemakaian material dan jarum mikro untuk menghantarkan obat pada tanaman tomat dan tembakau menunjukkan metode ini bisa digunakan sebagai sistem penghantaran obat pada tanaman. Molekul-molekul fluorescent digunakan untuk melacak perkembangan injeksi dari bagian akar hingga daun.
Para peneliti mengatakan bahwa sistem ini juga harus bisa beradaptasi dengan mudah dengan jenis tanaman lainnya, walaupun untuk dapat mengembangkan metode ini dalam skala besar merupakan satu tantangan tersendiri. Metode ini juga harus bisa diaplikasikan dalam proyek-proyek lainnya di masa depan, baik dalam mengalirkan obat bagi tanaman yang terserang penyakit, maupun dalam memodifikasi tanaman agar bisa menghindari penyakit-penyakit tersebut.
“Kedepannya, penelitian kami akan berfokus pada rekayasa genetik dan pengembangan metode pengujian diagnostik secara langsung dan cepat (point-of-care testing/ POCT) berdasarkan metode pengambilan sampel metabolit,” kata Benedetto Marelli, seorang ilmuwan bidang teknik lingkungan.
Hasil riset ini telah dipublikasikan dalam Advanced Science.
