Tanaman jagung dalam percobaan lapangan dekat Liesberg, Baselland. Foto: Veronica Caggìa.
JAKARTA, BERITALINGKUNGAN.COM– Penelitian yang melibatkan Universitas Basel baru-baru ini menemukan mekanisme yang digunakan oleh tanaman jagung untuk mengurangi penyerapan arsen. Kunci dari proses ini adalah substansi khusus yang dilepaskan ke dalam tanah oleh akarnya.
Arsen adalah metaloid beracun yang berasal dari alam. Tanah dan air yang terkontaminasi arsen dapat ditemukan di seluruh dunia, terutama di negara-negara Asia Tenggara seperti Bangladesh, Vietnam, dan China. Swiss juga memiliki beberapa titik panas alami di mana konsentrasi arsen berada di atas rata-rata, salah satunya adalah tanah di Liesberg di kanton Baselland.
Bibit tanaman jagung dalam percobaan lapangan dekat Liesberg. W22 menunjukkan tanaman yang menghasilkan benzoxazinoids. Tanaman jagung bx1 kurang mampu menghasilkan zat-zat tersebut. Foto: Veronica Caggìa.
Professor Klaus Schlaeppi dari Departemen Ilmu Lingkungan di Universitas Basel menjelaskan, masalah khusus bagi tanaman adalah bahwa arsen secara kimia mirip dengan fosfor,” yang merupakan nutrisi penting yang diserap tanaman melalui kanal transportasi khusus di akarnya. “Arsen masuk ke dalam tanaman melalui kanal-kanal ini.”ujarnya seperti dikutip Beritalingkungan.com dari laman Universitas Basel (03/04/2024).
Akibatnya kata Klaus, semakin banyak substansi beracun ini menumpuk dalam biomassa dan masuk ke dalam rantai makanan, yang pada jangka panjang dapat mempengaruhi kesehatan manusia negatif. Pajanan arsen yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan neurologis dan kanker, misalnya.
Namun, tim Schlaeppi melaporkan dalam jurnal ilmiah PNAS bahwa jagung mengurangi toksisitas arsen melalui senyawa yang dikenal sebagai benzoxazinoids. Senyawa ini diproduksi oleh sebagian besar tanaman dalam kelompok botani rumput, yang juga mencakup jagung dan gandum. Jagung menghasilkan benzoxazinoids dalam jumlah yang sangat besar, yang juga dilepaskan ke dalam tanah melalui sistem akar. “Sudah ada beberapa bukti bahwa jagung menyerap lebih sedikit arsen dibandingkan spesies tanaman lain,” kata Schlaeppi.
Untuk menguji hipotesis ini, para peneliti menumbuhkan tanaman jagung di dua jenis tanah: tanpa arsen dan dengan tingkat arsen yang tinggi. Mereka melakukan eksperimen yang sama secara paralel menggunakan tanaman jagung yang tidak dapat menghasilkan benzoxazinoids karena cacat genetik. Schlaeppi melakukan eksperimen ini bekerja sama dengan kelompok penelitian Professor Adrien Mestrot dan Professor Matthias Erb di Universitas Bern.
Hasilnya jelas: jagung yang menghasilkan benzoxazinoid tumbuh lebih baik dalam tanah yang mengandung arsen dan mengakumulasi arsen yang signifikan lebih sedikit dalam biomassanya dibandingkan dengan jagung yang tidak mengeluarkan benzoxazinoids. Ketika para peneliti mencampur benzoxazinoids ke dalam tanah yang mengandung arsen, tanaman mutan juga terlindungi dari toksisitas arsen. “Ini membuktikan bahwa kehadiran benzoxazinoids dalam tanah mengurangi penyerapan arsen ke dalam tanaman,” kata Schlaeppi.
Sebagai bagian dari percobaan di rumah kaca, para peneliti mengumpulkan air dari pori-pori tanah di sekitar akar tanaman jagung. Tekanan negatif dalam semprit menarik air keluar dari tanah untuk analisis lebih lanjut. Foto: Veronica Caggìa.
Analisis lebih lanjut terhadap mikrobioma akar menunjukkan bahwa bakteri dan jamur tidak terlibat. Namun, analisis kimia tanah menunjukkan bahwa bentuk arsen yang sangat toksik menghilang ketika benzoxazinoids hadir. “Ini menunjukkan bahwa benzoxazinoids mentransformasi arsen sedemikian rupa sehingga tidak lagi dapat diserap melalui akar.” Proses kimia apa yang terlibat saat ini masih belum jelas,”tuturnya,
Penulis pertama Veronica Caggìa mengukur kandungan klorofil daun jagung. Pengukuran ini memberikan perkiraan untuk fotosintesis dan kesehatan tanaman. Foto: Antoine Baud.
Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa efek positif benzoxazinoids dalam tanah bertahan lama: bahkan generasi kedua jagung masih mendapat manfaat dari pelepasan benzoxazinoids generasi pertama.
“Salah satu penerapan temuan ini adalah untuk menanam varietas tanaman yang melepaskan lebih banyak benzoxazinoids di lokasi yang terkontaminasi arsen,” kata Schlaeppi. Tanaman hiper-emitter bisa dihasilkan melalui pemuliaan klasik atau modifikasi genetik yang ditargetkan. “Dengan cara ini kita bisa lebih yakin bahwa lebih sedikit arsen yang masuk ke dalam rantai makanan.”pungkasnya (Marwan Aziz)
