Gen yang berperan penting dalam menentukan kapan waktunya yang tepat bagi sebuah tanaman untuk berbunga, telah diidentifikasi oleh para penelti. Temuan ini dapat membantu dalam membiakkan tanaman yang mampu beradaptasi dengan lingkungannya dengan lebih baik.
Para peneliti dari Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) menunjukkan bahwa gen ELF3 dan GI mengontrol jam internal tanaman, yang memonitor lamanya siang hari dan menentukan kapan waktunya yang tepat untuk berbunga. Hasil studinya telah dipublikasikan di The Plant Journal.
Seperti hewan, tanaman juga memiliki jam internal yang menyiapkan mekanisme seluler internal untuk mengantisipasi perubahan lingkungan yang akan datang. Ini memastikan bahwa tanaman hanya melakukan tugas tertentu pada waktu yang paling sesuai hari itu. Misalnya, pada siang hari, tanaman akan melakukan fotosintesis, mengekstraksi energi dari sinar matahari. Namun, proses yang sama sekali berbeda terjadi pada malam hari, tanpa adanya sinar matahari.
Banyak tanaman yang lebih tumbuh secara signifikan daripada di siang hari. Jadi untuk mengetahui perbedaan antara siang dan malam, tanaman memiliki sejenis reseptor khusus di dalam sel mereka yang dapat merasakan sinar matahari. Sehingga, mereka dapat memulai atau menghentikan suatu proses metabolisme sesuai dengan kebutuhan.
“Sama seperti manusia, tanaman juga memiliki apa yang disebut dengan jam sirkadian. Ini adalah suatu jaringan gen dan protein yang kompleks yang memungkinkan tanaman mengendalikan berbagai proses yang berbeda-beda yang terkait dengan waktu, sehingga, bioritme mereka disinkronkan secara sempurna terhada siklus siang-malam,” kata Usman Anwer dari Institute for Agriculture and Nutritional Sciences di MLU.
Melalui mekanisme sirkadian, tanaman dapat mengantisipasi syarat-syarat tertentu di lingkungannya, seperti pergantian siang dan malam, dan cara menyesuaikannya. Ini juga termasuk kapan waktu yang tepat untuk berbunga.
“Tumbuhan menyesuaikan diri terhadap rasio antara jam sinar matahari dan kegelapan. Beberapa tanaman hanya berbunga ketika hari-hari sangat panjang. Yang lain hanya berbunga ketika malam melebihi jangka waktu tertentu,” jelas Anwer. Ini tidak mengejutkan; Lagi pula, berbagai spesies tanaman berbunga pada waktu yang berbeda dalam setahun ketika hari-hari memiliki panjang yang berbeda.
Dalam studi baru ini, para peneliti MLU ingin memahami gen mana yang mengendalikan jam internal tanaman, sehingga memengaruhi proses pembungaan. Mereka menyelidiki dua gen yang sudah diketahui memainkan peran penting dalam jam sirkadian: ELF3 dan GI. “Kedua gen ini selalu dipelajari secara terpisah. Tujuan kami adalah untuk memahami bagaimana kedua gen bekerja sama dan bagaimana mereka secara bersama-sama memengaruhi jam sirkadian, misalnya, dengan mengatur kapan sebuah tanaman berbunga,” kata Anwer.
Tim menyelidiki bagaimana kedua gen tersebut berfungsi pada selada thale – juga dikenal sebagai Arabidopsis thaliana, sebuah tanaman yang sering dijadikan model untuk penelitian ilmiah.
Para ilmuwan membiakkan tanaman yang memiliki berbagai cacat genetik. Kelompok pertama, gen ELF3-nya rusak; kelompok kedua, gen GI-nya yang rusak. Pada kelompok ketiga, kedua gen dimatikan. Para peneliti kemudian mengamati bagaimana tanaman bereaksi terhadap periode cahaya yang berbeda-beda. Mereka menemukan bahwa ketika salah satu dari dua gen rusak, jam sirkadian tanaman masih berfungsi berdasarkan pada sebuah dasar yang belum sempurna.
Ketika kedua gen dimatikan, tanaman tidak bereaksi sama sekali. “Tanaman masih bisa melihat cahaya, tetapi mereka tidak bisa mengetahui lagi, berapa lama cahaya itu bertahan. Ini menjelaskan mengapa mutan dengan cacat gen ganda menghasilkan bunga pada saat yang sama di bawah periode cahaya yang berbeda,” Anwer menyimpulkan.
Namun, cahaya bukan satu-satunya sumber informasi eksternal untuk jam sirkadian, kata sang peneliti. Suhu lingkungan juga berubah sepanjang hari dan sepanjang tahun.
