Pertahanan Tanaman terhadap Serangga Herbivora

Strategi Pertahanan Tanaman Terhadap Herbivora: Belajar dari Genus Nicotiana (Tembakau)

Tanaman memiliki cara unik untuk bertahan dari serangan herbivora, dan salah satu contoh terbaik untuk memahami mekanisme ini adalah melalui studi pada genus Nicotiana. Penelitian yang semakin mendalam menunjukkan betapa kompleksnya cara tanaman ini melindungi dirinya, mulai dari interaksi molekuler hingga jalur genetik dan biokimia yang terlibat dalam pertahanan.

Pertahanan Mandiri dari Nicotiana attenuata Terhadap Herbivora

Menariknya, Nicotiana attenuata memiliki jalur pertahanan yang khusus untuk melawan serangga spesialis seperti Manduca sexta (ulat tembakau). Jalur ini berbeda dengan mekanisme yang digunakan untuk melawan serangga umum seperti Spodoptera littoralis (Ulat grayak). Penelitian terbaru menyoroti bagaimana protein spesifik, faktor transkripsi, dan jalur sinyal, termasuk MAPK (Mitogen-activated protein kinase, yang merupakan bagian dari jalur sinyal yang terlibat dalam respons pertahanan tanaman terhadap herbivora) dan perubahan transkriptom RNA kecil (smRNAs adalah molekul RNA yang terlibat dalam jalur biogenesis dan aksi di dalam tanaman), berperan penting dalam ketahanan tanaman terhadap herbivora.

Perkembangan Terbaru dalam Penelitian Interaksi Tanaman-Herbivora

Menggunakan tembakau sebagai model, para ilmuwan telah membuat kemajuan signifikan dalam memahami mekanisme pertahanan tanaman. Penemuan baru mencakup metabolit pertahanan dan peran penting sinyal hormon. Di masa depan, teknologi seperti rekayasa gen dan biologi secara sintetis berpotensi digunakan untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama. Namun, masih banyak yang harus dipelajari mengenai bagaimana mekanisme pertahanan ini diaktifkan dan bagaimana spesifisitas pensinyalan terjadi.

Pertahanan Kimia pada Tembakau Liar

Tembakau liar memiliki pertahanan kimia yang sangat efektif melawan herbivora serangga. Pertahanan ini termasuk produksi nikotin yang berfungsi sebagai pertahanan langsung, serta senyawa volatil yang berfungsi sebagai pertahanan tidak langsung. Hormon seperti asam jasmonat memainkan peran kunci dalam mengatur pertahanan ini, yang diaktifkan setelah serangan herbivora. Keberagaman metabolit sekunder dalam tembakau memberikan ketahanan yang luar biasa.

Peran Fenolamida dan Senyawa Lain dalam Pertahanan Tanaman

Fenolamida, seperti caffeoylputrescine dan dicaffeoylspermidine, berperan penting dalam mengusir herbivora pada tembakau liar. Senyawa volatil dari daun hijau mampu menarik predator alami herbivora dan juga mengusir serangga tersebut. Terpenoid juga diketahui meningkatkan pertahanan tanaman. Jalur pensinyalan asam jasmonat menjadi pusat dalam mengaktifkan metabolit pertahanan seperti nikotin. Komunikasi antara hormon, terutama antara JA dan etilen, membantu tanaman menyeimbangkan pertumbuhan dan pertahanan.

Jaringan Pensinyalan Asam Jasmonat pada Tembakau

Penelitian lebih lanjut menunjukkan betapa kompleksnya jaringan regulasi dari pensinyalan asam jasmonat pada Tembakau liar dalam merespons serangan herbivora. Interaksi dengan jalur hormonal lain, seperti brassinosteroid, asam absisat, asam salisilat, dan sitokinin, juga terlibat dalam pengaturan respons pertahanan ini. Reseptor BR, protein NaHER1, dan crosstalk dengan SA dan CK memainkan peran penting dalam mengatur pertahanan tanaman. Keseimbangan antara regulator positif dan negatif sangat penting dalam menyesuaikan mekanisme pertahanan tanaman.

Kesimpulan

Tembakau liar memiliki mekanisme pertahanan yang sangat kompleks dan efektif untuk melawan serangan herbivora. Penelitian terbaru menunjukkan bagaimana tanaman ini menggunakan jalur genetik, molekuler, dan biokimia untuk melindungi diri mereka, baik melalui pertahanan kimia langsung maupun tidak langsung. Dengan pemahaman yang lebih dalam tentang mekanisme ini, ada peluang besar untuk mengembangkan inovasi di bidang pertanian, seperti peningkatan ketahanan tanaman terhadap hama melalui pendekatan bioteknologi modern.

sumber : disini