Ulat Akar yang Tahan Terhadap Rotasi Tanaman Memiliki Banyak Hal yang Terjadi di Usus Mereka

150609113909_1_540x360Setelah puluhan tahun melakukan usaha, para ilmuwan akhirnya mendapatkan wawasan mengenai bagaimana serangga dapat mengembangkan resistansinya terhadap praktek-praktek pertanian yang ramah lingkungan – seperti rotasi tanaman – yang memang dirancang untuk membunuh mereka. Para peneliti mengatakan bahwa wawasan ini akan membantu dalam pengembang praktek-praktek pertanian yang lebih berkelanjutan.

Dalam studi mereka, yang diterbitkan dalam jurnal Evolutionary Applications, para peneliti melaporkan bahwa kunci untuk ketahanan terhadap rotasi, setidaknya untuk ulat akar jagung barat, terletak di ususnya.

Penelitian sebelumnya oleh tim ini, yang dipimpin oleh pakar eko-fisiologi dari University of Illinois, Manfredo Seufferheld, menemukan bahwa aktivitas yang tinggi dari enzim-enzim yang mendegradasi protein dan perubahan-perubahan komunitas mikroba usus memungkinkan kumbang-kumbang ulat akar yang tahan rotasi mentolerir diet daun kedelai yang lebih lama dari kumbang ulat akar lainnya. Ini memberi mereka keuntungan dimanapun rotasi tanaman dipraktekkan: Jika ulat akar kumbang betina dapat bertahan cukup lama di lahan kedelai untuk deposit telurnya di sana, dan bahwa lahan itu ditanami jagung pada musim semi berikutnya, larva nya akan muncul, memakan akar jagung dan tumbuh, lalu siklus ini terulang kembali. (Setiap larva yang muncul di lahan kedelai akan mati.)

Studi baru melihat ekspresi gen dalam usus serangga, dan juga menemukan perbedaan yang signifikan antara kumbang ulat akar yang tahan terhadap rotasi dan kumbang ulat akar yang rentan (juga disebut “wild type”). Perbedaan-perbedaan dalam ekspresi gen dapat membantu para peneliti mengembangkan penanda molekuler untuk mengidentifikasi ulat akar yang tahan terhadap rotasi dan untuk meningkatkan strategi manajemen ulat akar.

“Kami menemukan banyak gen yang diekspresikan secara berbeda antara ulat akar tipe liar dan ulat akar yang tahan terhadap rotasi-lebih dari 3.000 gen,” kata Seufferheld.

Beberapa kode gen untuk protein-protein, terlibat dalam regulasi kekebalan tubuh dan fungsi-fungsi antimikroba, katanya. Ini bisa membantu menjelaskan perbedaan yang terlihat pada populasi mikroba dalam sistem pencernaan dari ulat akar yang tahan terhadap rotasi dan ulat akartipe liar, katanya. Jenis mikroba yang sama masing-masing ada di dalamnya, tetapi dalam proporsi yang berbeda.

Dalam penelitian sebelumnya, Seufferheld dan rekan-rekannya menemukan bahwa ulat akar yang tahan terhadap rotasi memiliki suatu protein yang aktivitasnya lebih tinggi yang dikenal sebagaicathepsin L. Enzim ini membantu kumbang dalam mencerna daun kedelai dan aktivitas yangmeningkat memberikan hewan-hewan merayap tersebut keunggulan dengan ketahanannyaterhadap rotasi dibanding rekan-rekannya. Namun demikian, ketika para peneliti memperlakukanhewan-hewan merayap ini dengan antibiotik, tingkat aktivitas l cathepsin di ulat akar yang tahan terhadap rotasi turun sampai sama dengan yang ada pada ulat akar tipe liar. hal ini menyebabkan kumbang yang tahan terhadap rotasi, mati sama cepatnya dengan kumbang tipe liar karena diet daun kedelai.

“Komunitas mikroba entah bagaimana membantu ulat akar meningkatkan tingkat cathepsin,” kata Seufferheld. “Kami tidak tahu persis bagaimana.

“Kami juga menemukan gen diatur secara berbeda terlibat dalam detoksifikasi dan gen yang terlibat dalam transportasi dari metabolisme produk, lipid, sterol dan obat-obatan dalam dan keluar dari sel,” kata Seufferheld. Beberapa gen ini terkait dengan resistensi serangga terhadap racun lainnya, katanya.

Studi baru memperdalam pemahaman para ilmuwan dari interaksi yang kompleks dari kekuatan yang menimbulkan resistensi rotasi, katanya.

“Evolusi resistensi pada serangga adalah kompleks: Aktivitas manusia, sejarah evolusi serangga, tuan rumah dan non-tuan tanaman, komunitas mikroba dan gen semua memainkan peran,” kata Seufferheld.

Semua faktor ini ada dalam konteks lingkungan, katanya. Di daerah didominasi oleh jagung dan kedelai, rotasi-resistensi yang lebih menonjol, sedangkan lanskap pertanian yang lebih beragam yang juga mencakup jagung dan kedelai melaporkan tidak ada masalah dengan ketahanan rotasi.

“Ketika kita mengganggu ekologi dengan lanskap pertanian kita, akan ada konsekuensnya – bahkan dengan pendekatan yang paling ramah lingkungan pun, seperti rotasi tanaman,” kata Seufferheld. “Memahami interaksi ekologi dan evolusi akan memungkinkan kita untuk merancang praktek pertanian yang lebih berkelanjutan dan meminimalkan konsekuensi yang tidak diinginkan.”

 Sumber :
Study: Crop-rotation resistant rootworms have a lot going on in their guts

Tulisan ini dipublikasikan di Berita Pertanian dan tag , , , , , . Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *