Tim Peneliti Dipimpin oleh Evolusi Studi Universitas Göttingen Jaringan Tumbuhan untuk Respon Stres Lingkungan
Tanpa tanaman di darat, manusia tidak bisa hidup di bumi. Dari lumut ke pakis ke rumput ke pohon, tanaman adalah makanan, pakan ternak dan kayu. Semua keragaman ini muncul dari leluhur alga yang menaklukkan tanah. Keberhasilan tanaman darat mengejutkan karena merupakan habitat yang menantang. Di darat, pergeseran cepat dalam kondisi lingkungan menyebabkan stres, dan tanaman telah mengembangkan mesin molekuler yang rumit untuk merasakan dan merespons. Sekarang, tim peneliti yang dipimpin oleh University of Göttingen telah membandingkan alga dan tanaman yang menjangkau evolusi independen 600 juta tahun dan menunjukkan jaringan respons stres bersama menggunakan metode bioinformatik canggih. Hasilnya diterbitkan di Komunikasi Alam.
Kerabat alga terdekat dari pabrik darat adalah alga konjugasi filamen dan unisellular, zygnematophytes. Kelompok organisme ini telah mendapat perhatian besar karena ketika para peneliti membandingkan data tentang tanaman darat dengan data tentang ganggang ini, mereka dapat melacak kembali ke tanaman pertama di tanah. Salah satu pertanyaan besar adalah bagaimana tanaman darat paling awal mengatasi stresor terestrial. Untuk mengetahuinya, tim menghasilkan ratusan sampel dari sistem model lumut dan dua ganggang zygnematophyte yang ditantang oleh stresor lingkungan yang ditemukan di darat. Menggunakan urutan throughput tinggi dari gen aktif dan profil senyawa yang diproduksi oleh lumut dan ganggang di bawah tekanan, mereka memperoleh gambaran komprehensif tentang bagaimana organisme bereaksi terhadap tantangan selama beberapa jam. Dengan menggabungkan analisis evolusi dengan pemodelan statistik dan metode pembelajaran mesin, jaringan bersama regulasi gen diprediksi.
Profesor Jan de Vries, Universitas Göttingen, yang memimpin penelitian, menjelaskan: “Salah satu kejutan besar adalah bahwa kami menemukan beberapa gen yang sangat terhubung – yang dikenal sebagai 'hub' – dalam jaringan yang dibagikan oleh organisme yang sangat berbeda ini yang benar -benar berpisah satu sama lain dalam istilah evolusi sekitar 600 juta tahun yang lalu. Hub ini tampaknya membundel informasi dan membentuk keseluruhan respons jaringan.”
“Sekarang kami memiliki dataset komprehensif respons stres, menggabungkan informasi genetik dan biokimia yang dapat dieksplorasi lebih lanjut untuk dampak fisiologisnya di seluruh keragaman tanaman,” tambah Dr Tim Rieseberg, penulis pertama penelitian dan juga di Universitas Göttingen.
Publikasi asli: Rieseberg T. et al, “Konvergensi sinyal oksidatif yang diselesaikan waktu melintasi pembagian alga-embriofi”, Komunikasi Alam 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-56939-y
