Bhataramedia.com – Kadang-kadang, dua spesies tanaman yang berbeda akan melakukan kawin silang satu sama lainnya di alam. Hal ini biasanya menyebabkan masalah karena informasi genetik dari kedua induk tidak cocok. Namun, kadang-kadang alam menggunakan triknya untuk membuat keanehan. Seharusnya, masing-masing induk hanya mampu menyampaikan setengah dari materi genetiknya ke generasi berikutnya, namun yang terjadi justru keduanya mampu menyampaikan informasi genetik secara lengkap (utuh). Hal ini berarti bahwa jumlah set kromosom yang dikoleksi keturunannya merupakan penjumlahan dari set kromosom induknya.
Selanjutnya, kromosom tersebut dapat menemukan pasangannya yang cocok selama meiosis. Meiosis adalah salah satu tipe pembelahan sel yang menghasilkan sel-sel reproduktif pada organisme. Hal ini memungkinkan tanaman untuk tetap tumbuh subur dan dapat menghasilkan spesies baru. Kombinasi dari dua genom seperti ini disebut alopoliploidi. Contoh alopoliploidi dapat ditemukan pada tanaman liar dan tanaman lain seperti gandum, lobak dan kapas.
Saat ini, untuk pertama kalinya, kelompok tim peneliti yang dipimpin Ralph Bock dari Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology dapat menunjukkan bahwa spesies baru juga dapat dihasilkan secara aseksual.
Seperti pada studi sebelumnya, kelompok Bock di Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology menggunakan metode sambung atau grafting. Secara umum diketahui bahwa tanaman dapat tumbuh bersama di zona kontaknya. Pada hortikultura dan vitikultura, petani memanfaatkan kemampuan ini untuk membawa sifat-sifat karakteristik dari dua varietas bersama-sama tanpa melakukan persilangan. Misalnya, metode ini digunakan untuk mengatasi hama Phylloxera, yaitu hama yang memiliki kemampuan menyerang akar tanaman anggur komersial.
Dengan melakukan grafting kultivar anggur sensitif hama ke batang bagian bawah anggur liar yang tahan hama kutu maka cara ini terbukti secara efektif mencegah serangan hama. Kita harus mengetahui bahwa kombinasi dari sifat-sifat yang diinginkan dari tanaman dapat diperoleh dengan cara metode grafting, namun grafting tidak menyebabkan adanya pertukaran atau rekombinasi materi genetik, yang disebut transfer gen horizontal, antara tanaman yang dilakukan grafting.
“Pada studi sebelumnya, kami mampu membuktikan bahwa ada kasus dimana terjadi transfer gen horizontal yaitu gen kloroplas pada zona kontak antara tanaman dilakukan grafting. Hal ini tentunya bertentangan dengan dogma yang berlaku umum. Saat ini, kita ingin menyelidiki apakah ada juga kasus transfer informasi genetik yang melibatkan inti sel.” kata Ralph Bock.
Para peneliti memasukkan gen (resistensi) ketahanan terhadap dua antibiotik yang berbeda ke dalam genom nuklir (gen yang terdapat di inti sel) dari spesies tembakau Nicotiana tabacum dan Nicotiana glauca, dimana kedua spesies ini biasanya tidak dapat disilangkan. Setelah itu, Nicotiana glauca disambungkan ke Nicotiana tabacum atau sebaliknya. Setelah terjadi proses fusi (peleburan), para ilmuwan memotong jaringan pada zona kontak dan membudidayakannya pada media pertumbuhan yang mengandung antibiotik, sehingga hanya sel-sel yang mengandung kedua gen ketahanan terhadap antibiotik yang bertahan hidup. Hasilnya mengejutkan, para ilmuwan berhasil menumbuhkan banyak planlet (tanaman yang masih muda) yang tahan terhadap kedua jenis antibiotik.
Untuk menentukan apakah resistensi ganda yang diperoleh planlet tersebut terjadi akibat adanya transfer gen tunggal atau transfer materi genetik seluruh, maka para peneliti menghitung kromosom di dalam inti sel tanaman. Jika genom ditransferkan secara utuh, maka tanaman baru akan memiliki kromosom sejumlah kromosom tanaman 1 ditambah kromosom tanaman 2.
“Nyatanya, kami memang menemukan 72 kromosom pada tanaman yang tahan antibiotik,” jelas Ralph Bock.
“72 kromosom ini adalah penjumlahan dari 24 kromosom N. glauca dan 48 kromosom dari N. tabacum. Dengan demikian, planlet yang dihasilkan dari proses grafting ini mengandung informasi genetik dari kedua spesies. Kami berhasil menghasilkan tanaman alopoliploidi tanpa reproduksi seksual,” kata. Sandra Stegemann.
Ketika para ilmuwan menumbuhkan tanaman baru tersebut di rumah kaca, maka semakin jelas bahwa tanaman tersebut berhasil menggabungkan karakteristik dari kedua spesies induknya. Hal yang mencolok adalah tanaman baru mampu tumbuh sangat cepat dibandingkan induknya. Keunggulan tersebut juga dimiliki tanaman alopoliploidi lainnya di alam dan merupakan salah satu sifat unggul dari tanaman alopoliploid.
Karena tanaman baru yang dihasilkan ini mampu bereproduksi secara seksual dan keturunannya juga mampu tumbuh dengan baik, para peneliti mempertimbangkan tanaman tersebut sebagai spesies baru. Mereka menamakannya Nicotiana tabauca.
“Dengan demikian, teknik grafting dua jenis tanaman dan menyeleksinya menggunakan transfer genom horisontal dapat menjadi metode yang menarik bagi pembudidaya untuk menggunakan pendekatan ini dalam rangka membuat tanaman baru dengan produktivitas yang lebih tinggi dan sifat yang lebih baik,” pungkas para ilmuwan yang terlibat dalam penelitian ini.
Referensi Jurnal :
Ignacia Fuentes, Sandra Stegemann, Hieronim Golczyk, Daniel Karcher, Ralph Bock. Horizontal genome transfer as an asexual path to the formation of new species. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13291.
