Selama ini, berbagai strategi adaptasi pertanian lebih banyak berfokus pada penggunaan varietas tahan kekeringan, pengaturan pola tanam, hingga pengelolaan irigasi. Namun, pendekatan tersebut belum banyak memanfaatkan kemampuan alami tanaman untuk "mengingat" pengalaman stres yang pernah dialaminya. Konsep inilah yang dikenal sebagai epigenetic stress memory atau memori stres epigenetik.
Memori stres epigenetik merupakan mekanisme biologis yang memungkinkan tanaman menyimpan informasi dari paparan stres sebelumnya. Ketika tanaman kembali menghadapi kondisi lingkungan yang sama, seperti kekeringan atau suhu tinggi, respons pertahanannya menjadi lebih cepat dan lebih efektif tanpa mengubah susunan DNA utama tanaman.
Untuk menguji konsep tersebut, peneliti menggunakan pendekatan eksperimen terhadap 120 tanaman padi (Oryza sativa L.) yang dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok perlakuan dan kelompok kontrol. Tanaman pada kelompok perlakuan diberikan tiga siklus cekaman berupa kekeringan dan suhu tinggi yang diselingi masa pemulihan untuk membentuk memori stres. Setelah seluruh perlakuan selesai, peneliti mengevaluasi tinggi tanaman, biomassa, kandungan klorofil, efisiensi penggunaan air, serta ekspresi gen dan penanda epigenetik menggunakan analisis laboratorium.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman yang memperoleh perlakuan memori stres memiliki kemampuan bertahan hidup yang jauh lebih baik dibandingkan tanaman tanpa perlakuan. Tingkat kelangsungan hidup tanaman pada kelompok perlakuan mencapai 91,7%, sedangkan kelompok kontrol hanya 78,3%.
Selain tingkat kelangsungan hidup yang lebih tinggi, tanaman perlakuan juga menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik. Tinggi tanaman rata-rata mencapai 86,4 cm, lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol yang hanya 78,2 cm. Biomassa kering meningkat dari 26,1 gram menjadi 31,8 gram, sedangkan kandungan klorofil juga lebih tinggi, menunjukkan bahwa proses fotosintesis tetap berlangsung secara optimal meskipun tanaman mengalami tekanan lingkungan.
Penelitian ini juga menemukan bahwa efisiensi penggunaan air meningkat secara signifikan. Kelompok perlakuan mampu menghasilkan pertumbuhan yang lebih baik dengan penggunaan air yang lebih hemat dibandingkan kelompok kontrol. Temuan tersebut sangat penting karena efisiensi penggunaan air merupakan salah satu faktor utama dalam mempertahankan produktivitas tanaman di tengah meningkatnya frekuensi kekeringan akibat perubahan iklim.
Pada tingkat molekuler, tanaman yang memperoleh perlakuan mengalami peningkatan ekspresi gen OsDREB2A, yang berkaitan dengan ketahanan terhadap kekeringan, serta gen OsHSP70, yang berperan dalam toleransi terhadap suhu tinggi. Peneliti juga menemukan peningkatan penanda metilasi DNA yang mengindikasikan keterlibatan mekanisme epigenetik dalam membentuk respons adaptif tanaman terhadap stres berulang.
Seluruh hipotesis penelitian berhasil didukung oleh hasil analisis statistik. Rekayasa memori stres epigenetik terbukti meningkatkan kemampuan adaptasi tanaman melalui perbaikan respons fisiologis maupun molekuler. Dengan kata lain, pengalaman menghadapi stres sebelumnya membantu tanaman menjadi lebih siap menghadapi tekanan lingkungan pada masa berikutnya.
Menurut Rahman Hairuddin dan Rahmawasiah, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa rekayasa memori stres epigenetik berpotensi menjadi salah satu strategi inovatif dalam mendukung pembangunan pertanian berkelanjutan. Teknologi ini dapat melengkapi metode pemuliaan tanaman konvensional tanpa harus melakukan perubahan permanen pada materi genetik tanaman.
Meski demikian, penulis juga menekankan bahwa penelitian ini masih dilakukan dalam kondisi lingkungan yang terkendali. Selain itu, analisis molekuler baru mencakup beberapa penanda gen dan metilasi DNA sehingga belum dapat membuktikan secara menyeluruh bahwa memori stres tersebut dapat diwariskan antargenerasi. Oleh karena itu, penelitian lanjutan masih diperlukan dengan pendekatan genomik dan multi-omics yang lebih komprehensif serta pengujian di berbagai varietas padi dan kondisi lapangan.
Apabila hasil penelitian ini terus diperkuat melalui studi lanjutan, rekayasa memori epigenetik berpotensi menjadi salah satu solusi penting dalam menghadapi tantangan perubahan iklim global. Teknologi tersebut tidak hanya berpeluang meningkatkan produktivitas pertanian, tetapi juga memperkuat ketahanan pangan nasional melalui pengembangan tanaman yang lebih tangguh terhadap perubahan lingkungan.
Profil Penulis
Rahman Hairuddin merupakan akademisi dari Universitas Andi Djemma, Palopo, Indonesia, yang memiliki bidang keahlian dalam agroteknologi, fisiologi tanaman, serta adaptasi tanaman terhadap perubahan iklim.
Rahmawasiah merupakan dosen di Universitas Cokroaminoto Palopo, Indonesia, dengan fokus penelitian pada pengembangan teknologi pertanian dan peningkatan ketahanan tanaman terhadap cekaman lingkungan.
Sumber Penelitian
Hairuddin, R., & Rahmawasiah. (2026). Epigenetic Stress Memory Engineering to Improve Plant Adaptations to Recurrent Climate Disruptions. Formosa Journal of Multidisciplinary Research (FJMR), Vol. 5 No. 6, 1697–1710.
0 Komentar