|
|
21 Jul 2010
PHYTOALEXIN, SEBUAH REAKSI KETAHANAN TANAMAN TERHADAP SERANGAN PATOGEN
|
Kehidupan mahluk di dunia ini selalu tergantung dari dunia tanaman secara langsung maupun tidak langsung. Tanaman dapat memanfaatkan sumber energi matahari dan mengolahnya bersama, zat-zat lainnya menjadi zat makanan yang sangat berguna untuk mahluk hidup. Selain tanaman dapat menghasilkan bahan pangan bagi rnanusia dan mahluk lainnya, juga melengkapi keperluan hidup kita dengan bahan sandang dan papan serta bahan untuk keperluan hidup lainnya.
Secara tidak langsung tanaman berguna untuk mengatur tata air dalam tanah dan mempertahankan kesuburan tanah terhadap bahaya erosi. Selain itu sebagai akibat proses asimilasi maka tanaman dapat mengisi kekurangan atmosfir akan zat oksigen.
Dengan demikian dapat dipahami akan ketergantungan kehidupan kita akan tanaman. Dengan bertambahnya jumlah penduduk dan sudah makin terbatasnya areal yang dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan tanaman yang berguna, maka dunia kita menghadapi berbagai kesulitan untuk memenuhi keperluan hidup dan memberi kesejahteraan penduduk dunia.
Dalam pertumbuhannya, tanaman seringkali mengalami gangguan dari berbagai patogen penyebab penyakit baik dari kelompok cendawan, bakteri, virus, nematoda, dan mikoplasma.
Jika keadaan lingkungan memungkinkan untuk perkembangan penyakit, maka kerugian akan lebih besar lagi sehingga dapat menggagalkan panen. Banyaknya kerugian karena penyakit ini disebabkan antara lain, karena kemungkinan penggunaan benih yang kurang baik, pemeliharaan tanaman yang tidak memadai, cara penyimpanan dan pengangkutan ying kurang sempurna, serta kurangnya usaha penanggulangan penyakit.
Akibat dari kerugian penyakit tanaman tersebut tidak saja mempengaruhi bidang ekonomi, tapi jika menyangkut kepentingan masyarakat luas akan mengakibatkan ketenteraman hidupnya terganggu. Dengan demikian perlu selalu diperhatikan terhadap kemungkinan terjadinya gangguan dibidang produksi pertanian termasuk gangguan yang disebabkan oleh penyakit tanaman.
Secara alamiah sebenarnya tanaman telah memiliki sistem pertahanan terhadap serangan patogen.
Pada tanaman diketahui ada tiga macam bentuk ketahanan terhadap penyakit, yaitu ketahanan mekanis, ketahanan kimiawi, dan ketahanan fungsional. Ketahanan mekanis dan ketahanan kimiawi dapat terdiri atas ketahanan pasif dan ketahanan aktif. Pada ketahanan pasif atau statis sifat-sifat yang menyebabkan tanaman itu tahan sudah terdapat sebelum infeksi terjadi. Sedangkan pada ketahanan aktif sifat-sifat tersebut baru terjadi setelah tanaman terinfeksi. Jadi di sini patogen mengimbas terjadinya penghambat yang membatasi meluasnya patogen dalam tubuh tanaman. Ketahanan aktif sering disebut sebagai ketahanan dinamis.
Ketahanan mekanis terdiri dari ketahanan pasif dan ketahanan aktif. Ketahanan mekanis pasif pada tanaman dicirikan antara lain dengan adanya struktur-struktur morfologi yang menyebabkan patogen sukar untuk menginfeksi. Struktur morfologi ini diantaranya yaitu epidermis yang berkutikula tebal, adanya lapisan lilin, mempunyai mulut kulit sedikit, dan sebagainya. Adanya lapisan lilin pada permukaan kutikula menyebabkan permukaan tumbuhan tidak basah pada saat hujan. Ini dapat menghindarkan berkecambahnya spora jamur, sedangkan bakteri, zoospora jamur, dan nematoda tidak dapat berenang ke tempat yang memungkinkan terjadinya infeksi.
Mekanisme ketahanan aktif adalah hasil sifat-sifat fisika dan kimia tanaman yang membatasi perkembangan patogen. Sifat-sifat ini sudah ada, terlepas dari kontak patogen dan tanaman inang. Pada ketahanan aktif hanya terjadi setelah inang mengalami invasi patogen. Mekanisme ketahanan aktif merupakan hasil interaksi antara sistem genetik tanaman inang dengan patogen. Pada umumnya mekanisme pertahanan aktif dianggap mempunyai arti yang lebih penting daripada mekanisme pertahanan pasif.
Seperti halnya ketahanan mekanis, pada ketahanan kimiawi pun dikenal adanya ketahanan pasif dan ketahanan aktif. Suatu patogen hanya dapat menyerang tanaman tertentu yang mempunyai isi sel yang susunan kimiawinya cocok baginya. Karena kebanyakan jenis tanaman susunan kimianya berbeda dengan jenis lainnya, pada umumnya patogen tertentu hanya dapat menyerang tanaman tertentu dan tidak menyerang jenis lainnya. Ketahanan kimiawi disebabkan karena adanya substansi-substansi yang menghambat, misalnya asam-asam, minyak, ester, senyawa fenol, dan zat-zat penyamak tertentu. Beberapa senyawa fenol dan zat penyamak terdapat dengan kadar tinggi dalam jaringan muda yang tahan terhadap patogen. Senyawa-senyawa ini dapat menghambat banyak enzim hidrolisis, termasuk enzim pektolitik, yang dihasilkan oleh patogen. Jika jaringan menjadi tua, kadar zat penghambat menurun, demikian pula ketahanannya terhadap infeksi. Beberapa tumbuhan tahan menghasilkan protein yang dapat menghambat enzim hidrolitik perusak sel yang dihasilkan oleh patogen. Di lain pihak sel tumbuhan inang mengandung enzim hidrolitik, seperti glukanase dan kitinase, yang mampu merusak dinding sel patogen, yang menyebabkan inang tahan terhadap infeksi. Ketahanan dapat disebabkan pula oleh karena tidak tersedianya senyawa tertentu yang yang diperlukan bagi perkembangan patogen. Ketahanan dapat juga terjadi karena tumbuhan tidak peka terhadap toksin atau enzim yang dihasilkan oleh patogen. Ini dapat terjadi karena tumbuhan mengandung senyawa-senyawa yang menginaktifkan toksin atau enzim yang dihasilkan oleh patogen. Bentuk-bentuk ketahanan seperti inilah yang disebut dengan ketahanan kimiawi pasif.
Ketahanan kimiawi aktif pada tumbuhan yaitu dengan mengadakan reaksi hipersensitif atau lewat peka terhadap infeksi. Pada tumbuhan yang rentan terdapat hubungan yang kompatibel antara inang dan patogen, sehingga patogen dapat meluas dalam badan inang tanpa hambatan. Tetapi pada tumbuhan yang tahan, sel-sel sekitar patogen kehilangan turgornya, berwarna coklat, berbutir (granuler) dan sel mati dengan cepat. Seterusnya reaksi hipersensitif ini juga meliputi hilangnya permeabilitas membran sel, meningkatnya respirasi, akumulasi dan oksidasi senyawa fenol, dan pembentukan phytoalexin. Tumbuhan dapat tahan terhadap toksin yang dihasilkan oleh patogen karena dapat menawarkan (detoksifikasi) atau menetralkan toksin itu.
Pada ketahanan fungsional, sering kali tumbuhan tidak terserang oleh patogen, tetapi bukan disebabkan karena adanya struktur morfologis atau adanya zat-zat kimia yang menahan, melainkan karena pertumbuhannya sedemikian rupa sehingga bisa menghindari penyakit, meskipun tumbuhan itu sendiri sebenarnya rentan. Tumbuhan melewati fase rentannya pada saat tidak ada patogen atau pada waktu lingkungan tidak cocok untuk infeksinya. Karena itu ketahanan in sering disebut ketahanan palsu. Beberapa kultivar tumbuhan membuka mulut kulitnya dalam jangka waktu yang lebih pendek, sehingga tumbuhan tampak lebih tahan terhadap patogen tertentu yang mengadakan infeksinya melalui mulut kulit. Ketahanan fungsional terhadap epnyakit yang ditularkan oleh serangga dapat terjadi karena tumbuhan tidak disenangi oleh vektor penyakit tadi.
PHYTOALEXIN
Pembentukan phytoalexin merupakan mekanisme pertahanan aktif terhadap serangan patogen. Phytoalexin adalah zat antimikroba yang disintesis secara de novo oleh tanaman yang dengan cepat menumpuk di daerah terinfeksi patogen Phytoalexins merupakan zat inhibitor berspektrum luas dengan komposisi kimia yang beragam dan karakteristik yang berbeda tergantung pada spesies tanaman tertentu. Phytoalexins cenderung tergolong ke dalam terpenoid, dan alkaloid glycosteroids, namun para peneliti sering memperluas definisi, sehingga mencakup semua phytochemical yang merupakan bagian dari pertahanan defensif tanaman
FUNGSI
Phytoalexin diproduksi oleh tanaman sebagai racun untuk menyerang organisme. Phytoalexin tersebut masuk melalui dinding sel, menghambat pematangan, mengganggu metabolisme atau mencegah reproduksi patogen tersebut. Keberadaan Phytoalexins sangat penting dalam pertahanan tanaman, hal ini ditandai dengan peningkatan kerentanan jaringan tanaman terhadap infeksi ketika biosintesis phytoalexin terhambat.
Ketika sebuah sel tumbuhan mengenali partikel dari sel-sel yang rusak atau partikel dari patogen, tanaman memberikan dua reaksi resistensi yaitu: respon jangka pendek umum dan respon spesifik tertunda jangka panjang
Sebagai bagian dari perlawanan induksi, respon jangka pendek, tanaman menyebarkan Reactive Oxygen Species seperti superoksida dan hidrogen peroksida untuk membunuh sel-sel terserang. Dalam interaksi patogen, respons jangka pendek yang umum adalah respon hipersensitif, di mana sel sekitar tempat infeksi adalah isyarat untuk menjalani program kematian sel dalam rangka mencegah penyebaran patogen ke seluruh tanaman
Respon jangka panjang, atau resistensi sistemik, melibatkan interaksi dari jaringan yang rusak dengan sisa tanaman dengan menggunakan hormon tanaman seperti asam jasmonic, etilen, asam absisat atau asam salisilat. Penerimaan sinyal berupa infeksi patogen yang menyebabkan perubahan global dalam tumbuhan, menyebabkan gen yang melindungi dari gangguan patogen bereaksi lebih lanjut, termasuk enzim yang terlibat dalam produksi phytoalexin. Seringkali, jika jasmonates atau etilen (kedua hormon gas) dilepaskan dari jaringan teinfeksi, tanaman disekitarnya merespon dengan memproduksi phytoalexin juga.
Catur Y
|
|
