Singkap Cara Jamur Ini Menghilangkan Racun Merkuri dari Tanah dan Air

Wawan Setiawan - Sabtu, 19 November 2022 | 07:00 WIB

Nick Sloff

Para peneliti mengetahui bahwa jamur Metarhizium robertsii mematikan bagi serangga seperti ulat bulu di tanah (korban ditampilkan di poto), tetapi mereka menjadi lebih tertarik ketika mengetahui jamur itu diambil oleh akar tanaman. Ternyata, jamur meningkatkan pertumbuhan tanaman dan pertahanan tanaman terhadap hama. Juga racun seperti yang terungkap pada studi baru ini.

Nationalgeographic.co.id - Seorang peneliti dan rekannya dari University of Maryland menemukan bahwa jamur Metarhizium robertsii menghilangkan merkuri dari tanah di sekitar akar tanaman dan dari air tawar, juga air asin. Bagaimana cara mereka melakukannya? Para peneliti juga merekayasa genetik jamur untuk memperkuat efek detoksifikasi merkuri tersebut.

Pencemaran merkuri pada tanah dan air merupakan ancaman dunia bagi kesehatan masyarakat. Studi baru ini menunjukkan Metarhizium dapat memberikan cara yang murah dan efisien untuk melindungi tanaman yang ditanam di daerah tercemar dan memulihkan saluran air yang sarat dengan merkuri.

Studi ini dilakukan oleh profesor entomologi UMD Raymond St. Leger dan para peneliti di laboratorium mantan rekan pasca-doktoralnya, Weiguo Fang (kini di Universitas Zhejiang di Hangzhou, Tiongkok). Hasil studi mereka telah diterbitkan di jurnal PNAS pada 14 November 2022, dengan judul “Bioremediation of mercury-polluted soil and water by the plant symbiotic fungus Metarhizium robertsii.”

“Proyek ini, dipimpin oleh Dr. Fang, menemukan bahwa Metarhizium menghentikan tanaman dari menyerap merkuri,” kata St. Leger. "Meskipun ditanam di tanah yang tercemar, tanaman itu tumbuh normal dan dapat dimakan. Terlebih lagi, jamur itu sendiri dapat dengan cepat membersihkan merkuri dari air tawar dan air asin."

Metarhizium adalah jamur yang hampir ada di mana-mana, dan pekerjaan sebelumnya oleh laboratorium St. Leger telah menunjukkan bahwa ia menjajah akar tanaman dan melindunginya dari serangga herbivora. Para ilmuwan telah mengetahui bahwa Metarhizium sering kali merupakan satu-satunya makhluk hidup yang ditemukan di tanah dari situs beracun seperti tambang merkuri. Namun tidak ada yang sebelumnya menentukan bagaimana jamur bertahan hidup di tanah yang tercemar merkuri, atau apakah itu berimplikasi pada tanaman yang biasanya hidup bersama jamur.

Edwin Remsberg

Metarhizium hanya mendetoksifikasi tanah yang mengelilingi akar tanaman dan mencegah tanaman mengambil racun. Jagung yang terinfeksi Metarhizium tumbuh dengan baik ditanam di tanah yang bersih atau tanah yang sarat merkuri.

St. Leger dan rekan lainnya sebelumnya telah mengurutkan genom Metarhizium. Sementara Fang memperhatikan bahwa itu mengandung dua gen yang sangat mirip dengan gen yang ada pada bakteri yang dikenal untuk mendetoksifikasi, atau bioremediasi, merkuri.

Untuk studi saat ini, para peneliti menjalankan berbagai percobaan laboratorium dan menemukan bahwa jagung yang terinfeksi Metarhizium tumbuh dengan baik ditanam di tanah yang bersih atau tanah yang sarat merkuri. Terlebih lagi, tidak ada merkuri yang ditemukan di jaringan tanaman jagung yang ditanam di tanah yang tercemar.

Para peneliti kemudian memodifikasi jamur secara genetik, menghilangkan dua gen yang mirip dengan bakteri yang meremediasi merkuri. Ketika mereka mereplikasi percobaan mereka, Metarhizium yang dimodifikasi tidak lagi melindungi tanaman jagung dari tanah yang mengandung merkuri, dan jagung pun mati.

Untuk memverifikasi bahwa gen memberikan kualitas detoksifikasi, para peneliti memasukkannya ke dalam jamur lain yang biasanya tidak melindungi jagung dari merkuri. Jamur yang baru dimodifikasi bekerja seperti Metarhizium, melindungi tanaman dari tanah yang sarat merkuri.

Analisis mikrobiologi mengungkapkan bahwa gen tersebut mengekspresikan enzim yang memecah bentuk merkuri organik yang sangat beracun menjadi molekul merkuri anorganik yang kurang beracun. Terakhir, para peneliti merekayasa secara genetik Metarhizium untuk mengekspresikan lebih banyak gen detoksifikasi dan meningkatkan produksi enzim detoksifikasi.

Dalam percobaan terakhir mereka, para peneliti menemukan bahwa mereka dapat membersihkan merkuri dari air tawar dan air asin dalam 48 jam dengan mencampurkan Metarhizium.

Langkah selanjutnya adalah melakukan percobaan di lapangan di Tiongkok untuk melihat apakah Metarhizium dapat mengubah lingkungan beracun menjadi ladang produktif untuk menanam jagung dan tanaman lainnya. Metode saat ini untuk memulihkan tanah yang tercemar membutuhkan racun untuk dihilangkan atau dinetralkan dari seluruh lahan sebelum apa pun dapat ditanam. Itu bisa sangat mahal dan memakan waktu lama. Akan tetapi Metarhizium hanya mendetoksifikasi tanah yang mengelilingi akar tanaman dan mencegah tanaman mengambil racun.

"Membiarkan tanaman tumbuh di lingkungan yang kaya merkuri adalah salah satu cara jamur ini melindungi rumah tanamannya," jelas St. Leger. “Itu satu-satunya mikrob yang kita tahu berpotensi untuk digunakan seperti ini. Sebab bakteri dengan kemampuan genetik yang sama untuk mendetoksifikasi merkuri tidak tumbuh pada tanaman. Namun Anda bisa bayangkan hanya dengan mencelupkan benih ke dalam Metarhizium, dan menanam tanaman yang sekarang terlindung dari tanah yang kaya merkuri."

Selain potensinya sebagai alat yang hemat biaya untuk mengeklaim kembali tanah yang tercemar untuk pertanian, Metarhizium dapat membantu membersihkan merkuri dari lahan basah dan saluran air yang tercemar. Di mana hal ini semakin terancam oleh polusi merkuri karena perubahan iklim dan permafrost yang mencair mempercepat pelepasan logam beracun ke dalam tanah dan lautan. Mungkin ini salah satu cara terbaik yang harus kita lakukan.