
Analisis Ekspresi Gen Untuk Mengetahui Pengaruh Paparan Pestisida Terhadap Organisme Target dan Non-Target
Penggunaan pestisida dalam sistem pertanian modern telah menjadi salah satu strategi yang dilakukan dalam upaya mengendalikan hama yang dapat merusak tanaman. Namun, penggunaan pestisida secara terus-menerus telah menimbulkan efek negatif terhadap organisme non-target, yang mencakup serangga polinator, mikroorganisme tanah, dan hewan lain yang berperan penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem.
Untuk memahami dampak yang lebih mendalam dari paparan pestisida ini, analisis ekspresi gen memainkan peran penting dalam menjelaskan bagaimana organisme target dan non-target merespons bahan kimia tersebut di tingkat molekuler.
Analisis ekspresi gen adalah pendekatan ilmiah yang digunakan untuk mengukur bagaimana gen diaktifkan atau dinonaktifkan sebagai respons terhadap berbagai kondisi lingkungan, termasuk paparan pestisida. Pada dasarnya, gen merupakan komponen esensial untuk proses produksi protein yang berperan dalam menjalankan berbagai fungsi biologis. Dengan mengukur ekspresi gen, para peneliti dapat mengetahui perubahan pada pola ekspresi gen yang dapat menyebabkan perubahan dalam struktur sel, perilaku metabolik, atau bahkan kelangsungan hidup organisme.
Bagi produsen pestisida, analisis ekspresi gen dapat memberikan informasi yang dapat digunakan untuk mengantisipasi fenomena resistensi pada hama yang disebabkan oleh mutasi genetik akibat paparan berulang suatu pestisida. Dengan melakukan analisis ekspresi gen, produsen dapat mendeteksi tanda-tanda awal resistensi dan mengambil langkah-langkah untuk memodifikasi produk mereka sebelum resistensi bertambah parah sehingga menurunkan efektivitas pestisida. Hal ini tidak hanya meningkatkan kualitas produk pestisida di pasar, tetapi juga menjaga reputasi produsen dan kepercayaan konsumen.
Selain itu, analisis ekspresi gen pada organisme non-target akan membantu mendeteksi dampak tak langsung dari pestisida. Misalnya, pada serangga polinator seperti lebah, pestisida dapat menyebabkan gangguan pada gen-gen yang terkait dengan sistem kekebalan atau perilaku, yang berakibat pada penurunan populasi lebah. Penggunaan analisis ekspresi gen untuk mendeteksi perubahan ini memberikan manfaat besar bagi produsen pestisida, karena data tersebut dapat membantu mereka untuk mengembangkan dan menyesuaikan formulasi produk pestisida yang lebih ramah lingkungan.
Analisis ekspresi gen dapat melibatkan tahapan isolasi RNA dan DNA, penggunaan teknologi seperti PCR (Polymerase Chain Reaction) dan sekuensing RNA. PCR digunakan untuk memperbanyak segmen DNA tertentu sehingga ekspresi gen dapat diukur secara kuantitatif. Dengan PCR, para peneliti dapat mendeteksi jumlah RNA spesifik yang dihasilkan sebagai hasil ekspresi gen, yang kemudian dapat diubah menjadi DNA komplementer (cDNA) untuk dianalisis lebih lanjut. Sementara itu, sekuensing RNA (RNA-seq) memberikan analisis yang lebih komprehensif karena tidak hanya mendeteksi ekspresi gen secara kuantitatif tetapi juga memberikan informasi mengenai variasi transkrip dari gen.
Penerapan teknologi ini sangat penting dalam memahami bagaimana organisme, baik target maupun non-target, merespons pestisida pada tingkat molekuler. Sebagai contoh, dengan menganalisis ekspresi gen-gen yang terlibat dalam metabolisme detoksifikasi, para peneliti dapat mengidentifikasi bagaimana organisme non-target, seperti serangga polinator, beradaptasi terhadap paparan pestisida. Teknologi ini juga memungkinkan pemetaan jalur biokimia yang terlibat dalam stres oksidatif, apoptosis, atau resistensi terhadap pestisida, sehingga memberikan informasi yang berguna untuk mengembangkan pestisida yang lebih aman dan efektif.
Jika Anda tertarik untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana penelitian ini dapat membantu bisnis Anda, segera lakukan konsultasi gratis dengan tim ahli kami!
Author : Rahmidevi Alfiani
REFERENSI
Bass, C., & Field, L. M. (2011). Gene amplification and insecticide resistance. Pest management science, 67(8), 886-890.
Vontas, J., Blass, C., Koutsos, A. C., David, J. P., Kafatos, F. C., Louis, C., … & Ranson, H. (2005). Gene expression in insecticide resistant and susceptible Anopheles gambiae strains constitutively or after insecticide exposure. Insect molecular biology, 14(5), 509-521.
Hawkins, N. J., Bass, C., Dixon, A., & Neve, P. (2019). The evolutionary origins of pesticide resistance. Biological Reviews, 94(1), 135-155.
Simma, E. A., Dermauw, W., Balabanidou, V., Snoeck, S., Bryon, A., Clark, R. M., … & Van Leeuwen, T. (2019). Genome‐wide gene expression profiling reveals that cuticle alterations and P450 detoxification