Infeksi fungi patogen menyebabkan kerusakan pada banyak tanaman budidaya. Seperti Fusarium oxysporum yang dapat memiliki inang dari banyak jenis tanaman, bersifat persisten dan sulit untuk dikendalikan. Mengetahui mekanisme fungi patogen tersebut dalam mengenali tanaman inang dapat berguna untuk mencegah infeksinya pada tanaman.
Interaksi antara fungi dengan tanaman dapat bersifat mutualistik maupun parasitik. Penetrasi fungi simbion seperti mikorhiza pada akar memberikan efek positif bagi pertumbuhan tanaman. Sedangkan fungi patogen seperti Fusarium oxysporum menyebabkan busuk batang dan merusak banyak jenis tanaman budidaya [1]. Fungi patogen ini bersifat persisten dan sulit dikendalikan. Sekali menginfeksi akar, dapat menimbulkan kerusakan bahkan pada satu lahan budidaya. Namun bagaimana fungi ini mampu mengetahui bahwa di lokasi tersebut terdapat tanaman yang bisa dijadikan sebagai inang?
Fungi mampu mengetahui lokasi tanaman inang melalui mekanisme kemotropisme [2,3]. Pada sel fungi terdapat reseptor-reseptor spesifik yang mampu mengenali senyawa kimia tertentu dari tanaman yang memicu pertumbuhan hifa ke arahnya. Berdasarkan hasil penelitian terkini, pada F.oxysporum terdapat reseptor Ste2 yang berperan dalam kemotropisme fungi dalam mengenali tanaman inang [2]. Ste2 merupakan protein transmembran yang mengenali senyawa peroksidase yang disekresikan tanaman, antara lain TMP1, TMP2, CEVI-1 [2]. Selanjutnya, respon ini diteruskan melalui proses fosforilasi bertingkat yang disebut mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade hingga terjadi pertumbuhan hifa ke arah sumber senyawa.
Menariknya, mekanisme ini justru sama dengan bagaimana fungi mengenali mating partner dalam reproduksi seksual [2,4,5]. Hifa-hifa yang mengandung organ seksual akan saling menarik dengan mensekresikan feromon yang kemudian dikenali juga oleh reseptor Ste2 yang kemudian terfosforilasi melalui MAPK cascade yang sama hingga terjadi kemotropisme ke arah sumber feromon. Sedangkan kemotropisme fungi dalam mengenali sumber nutrisi seperti glukosa dan asam amino adalah melalui MAPK cascade yang berbeda.
Dalam penerapannya, mekanisme kemotropisme ini sangat berguna untuk mengontrol kolonisasi fungi patogen (Fusarium oxysporum) ke tanaman produksi. Sebagai contoh, apabila mekanisme reseptor Ste2 dalam mengenali peroksidase tanaman dapat diketahui lebih lanjut, maka dapat dilakukan modifikasi atau dengan senyawa tertentu sehingga reseptor Ste2 tidak lagi mampu mengenali peroksidase tanaman sehingga dapat mencegah infeksi fungi patogen ke tanaman. Namun, penelitian lebih lanjut sangat diperlukan untuk mengetahui apakah mekanisme kemotropisme melalui peroxidase dan reseptor Ste2 ini bersifat universal untuk berbagai jenis fungi atau hanya spesifik untuk Fusarium oxysporum saja.
Referensi
1. Kistler, H.C. 1997. Genetic Diversity in the Plant-Pathogenic Fungus Fusarium oxysporum. Phytopathology 87(4): 474
2. Turra, D., Ghalid, M.E., Rossi, F., Pietro, A.D. 2015. Fungal pathogen uses sex pheromone receptor for chemotropic sensing of host plant signals. Nature 527: 521-524
3. Turra, D. and Pietro, A.D. 2015. Chemotropic sensing in fungus–plant interactions. Current Opinion in Plant Biology 26:135-140
4. Konopka, J.B. Jenness, D.D., and Hartwell, L.H. 1988. The C-terminus of the S. cerevisiae α-pheromone receptor mediates an adaptive response to pheromone. Cell 54(5): 609-620
5. Kim, H., Wright, S.J., Park, G., Ouyang, S., Krystofova, S., and Borkovich, K.A. 2012. Roles for Receptors, Pheromones, G Proteins, and Mating Type Genes During Sexual Reproduction in Neurospora crassa. Genetics 190(4): 1389-1404
unduh file pdf
Share di Facebook