Memori dan Mekanisme Stres pada Tumbuhan

Tumbuhan ternyata memiliki kemampuan untuk mengingat pengalaman yang mereka alami, khususnya dalam menghadapi kondisi stres. Konsep memori pada tumbuhan mengacu pada kemampuan mereka untuk menyimpan informasi dari paparan stres sebelumnya dan menggunakannya untuk meningkatkan ketahanan terhadap stres di masa mendatang. Proses ini melibatkan beberapa mekanisme molekuler, seperti akumulasi senyawa metabolit pelindung (contohnya galaktinol dan tokoferol), modifikasi pasca-translasi pada protein, serta perubahan epigenetik khususnya metilasi DNA. Metilasi DNA, yaitu penambahan gugus metil pada basa sitosin, dapat memengaruhi ekspresi gen tanpa mengubah urutan DNA itu sendiri, dan perubahan ini terbukti dapat diwariskan kepada keturunan.

Bukti empiris dari studi Gagliano dkk. (2014) menunjukkan bahwa tumbuhan dapat berhabituasi terhadap stres mekanis dan mempertahankan responsnya hingga enam hari. Sementara itu, penelitian Xu dkk. (2021) pada Arabidopsis thaliana yang dibawa ke luar angkasa mengungkapkan bahwa perubahan pola metilasi DNA terutama pada konteks CpG, CHG, dan CHH—terjadi tidak hanya pada tanaman yang mengalami stres, tetapi juga diwariskan hingga tiga generasi berikutnya. Perubahan epigenetik ini berdampak pada fenotip keturunan, seperti perbedaan jumlah daun, respons terhadap gravitasi, serta aktivitas enzim nitrat reduktase. Lebih lanjut, aplikasi senyawa organik volatil (VOCs) seperti geraniol dan metil salisilat terbukti dapat memodulasi ekspresi gen CBF yang berperan dalam ketahanan terhadap suhu dingin. Secara keseluruhan, temuan ini menegaskan bahwa tumbuhan memiliki sistem memori yang dinamis dan adaptif, yang memungkinkan mereka dan keturunannya lebih siap dalam mengelola stres di kemudian hari.

Referensi:

Crisp et a. (2016). Science Advances.

Gagliano et al. (2014). Oecologia.

Galviz et al. (2020). Theoretical and Experimental Plant Physiology.

Lämke & Bäurle (2017). Genome Biology.

Xu et al. (2021). Communications Biology.

Zhao et al. (2020). Journal of Integrative Plant Biology.