Di tengah hamparan sawah yang kerap diselimuti udara dingin, padi menghadapi ujian yang tidak selalu tampak oleh mata. Suhu rendah dapat memperlambat pertumbuhan, mengganggu metabolisme, bahkan menurunkan hasil panen. Namun di balik kerentanan itu, tanaman memiliki bahasa kimia yang halus dan canggih untuk bertahan. Salah satu “kata” penting dalam bahasa tersebut adalah asam absisat atau ABA, hormon tumbuhan yang membantu tanaman merespons tekanan lingkungan, termasuk hawa dingin.
Dalam beberapa tahun terakhir, perhatian para ilmuwan tertuju pada arang hayati atau biochar, bahan hitam berpori yang dihasilkan dari pemanasan biomassa seperti jerami, kayu, atau kotoran ternak dalam kondisi minim oksigen. Selama ini biochar dikenal sebagai pembenah tanah. Ia memperbaiki struktur tanah, meningkatkan kemampuan menahan air, menyediakan habitat bagi mikroba, dan membantu ketersediaan unsur hara. Berbagai laporan menunjukkan bahwa penambahan biochar dapat meningkatkan tinggi tanaman, memperbesar daun, memperbaiki hasil padang rumput, hingga mendukung pertumbuhan tanaman yang hidup di lingkungan asin.
Namun, biochar ternyata bukan sekadar “arang penyehat tanah”. Di permukaannya tersimpan beragam molekul organik kecil yang larut dalam air. Molekul-molekul inilah yang mulai menarik perhatian karena diduga mampu memengaruhi sistem hormon tanaman. Pertanyaannya kemudian menjadi lebih spesifik: mungkinkah molekul organik dari larutan biochar berinteraksi dengan jalur sinyal ABA yang berperan penting dalam ketahanan terhadap suhu rendah?
Untuk memahami kemungkinan itu, para peneliti mengamati bibit padi yang tumbuh pada suhu rendah sekitar 10 derajat Celsius. Bibit tersebut diberi perlakuan larutan biochar dengan berbagai konsentrasi. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan biochar, semakin meningkat pula kadar ABA alami di dalam tanaman. Tidak hanya itu, kandungan karotenoid (senyawa prekursor pembentuk ABA) juga meningkat. Pada saat yang sama, gen-gen yang terkait dengan respons dingin dan jalur ABA menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi.
Menariknya, ketika bibit padi diberi ABA dari luar, responsnya mirip dengan perlakuan larutan biochar. Pola ini memberi petunjuk bahwa sebagian molekul organik yang larut dari biochar mungkin bekerja dengan cara yang menyerupai ABA. Dengan kata lain, ada kemungkinan bahwa biochar tidak hanya memperbaiki lingkungan tumbuh tanaman dari luar, tetapi juga “berbicara” langsung dengan sistem hormonalnya.
Untuk menelusuri lebih jauh, komponen organik dalam ekstrak biochar diidentifikasi menggunakan teknik kromatografi gas yang dipadukan dengan spektrometri massa. Dari sana ditemukan berbagai molekul kecil. Langkah berikutnya dilakukan melalui pendekatan bioinformatika, yakni pemodelan penambatan molekul atau molecular docking. Metode ini memungkinkan ilmuwan memprediksi bagaimana suatu molekul kecil dapat masuk dan menempel pada protein target di dalam sel.
Salah satu molekul yang teridentifikasi, disederhanakan dengan nama Cyah, menunjukkan kemampuan untuk berikatan dengan protein reseptor ABA pada padi, yaitu OsPYL2. Reseptor ini merupakan bagian dari sistem pengindra ABA pada tanaman padi. Ketika ABA hadir, reseptor mengalami perubahan bentuk dan memicu rangkaian reaksi yang pada akhirnya mengaktifkan gen-gen pertahanan terhadap stres, termasuk suhu rendah.
Kemampuan Cyah untuk “duduk” di lokasi yang sama dengan ABA pada reseptor OsPYL2 membuka kemungkinan bahwa molekul tersebut bertindak sebagai analog, yakni peniru fungsi ABA. Jika benar demikian, molekul-molekul larut dari biochar dapat memasuki jaringan tanaman dan memicu jalur sinyal yang sama seperti hormon aslinya.
Secara biologis, jalur ABA bekerja melalui mekanisme yang cukup elegan. Dalam kondisi normal tanpa ABA, protein fosfatase tipe 2C bertindak sebagai penghambat sinyal. Namun ketika ABA mengikat reseptornya, hambatan ini dilepas. Protein kinase tertentu kemudian aktif dan menghidupkan ekspresi gen-gen yang membantu tanaman menyesuaikan diri terhadap tekanan lingkungan. Dengan meningkatnya aktivitas jalur ini, tanaman menjadi lebih siap menghadapi kekeringan, salinitas, maupun suhu rendah.
Temuan mengenai interaksi molekul biochar dengan reseptor ABA memperluas cara kita memandang arang hayati. Ia bukan lagi sekadar bahan pembenah tanah yang pasif, melainkan sumber molekul bioaktif yang dapat memengaruhi fisiologi tanaman hingga tingkat seluler. Di tengah perubahan iklim yang membuat cuaca semakin tidak menentu, pendekatan semacam ini menawarkan harapan baru, yakni memanfaatkan limbah biomassa menjadi biochar yang tidak hanya memperbaiki tanah, tetapi juga membantu tanaman memperkuat sistem pertahanannya sendiri.
Bagi petani, cerita ini mungkin bermuara pada satu hal sederhana: tanaman yang lebih tangguh menghadapi dingin berarti risiko gagal panen yang lebih kecil. Bagi ilmu pengetahuan, kisah ini menunjukkan bahwa di dalam serpihan arang hitam yang tampak sederhana, tersimpan percakapan kimia yang rumit antara molekul kecil dan protein tanaman. Sebuah pengingat bahwa solusi bagi ketahanan pangan masa depan bisa saja lahir dari pemahaman mendalam tentang bahasa sunyi yang berlangsung di dalam sel-sel tumbuhan.