Aneh tapi Nyata, Parasit Ini Ubah Tumbuhan Jadi Zombie

Coneflower ungu (Echinacea purpura) menunjukkan phyllody karena infeksi fitoplasma. Bunga yang normal dan tidak terinfeksi dapat dilihat di latar belakang. Foto: Estreya via Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Parasit merupakan organisme yang hidup dengan bergantung pada inangnya, tanpa memberi manfaat. Dalam beberapa kasus, parasit dapat memengaruhi inang tempat tinggalnya secara drastis. Salah satunya adalah mengubah inang jadi zombie.

Fenomena parasit mengubah inang jadi zombie bukanlah khayalan film-film Hollywood. Beberapa tanaman diketahui dapat menjadi "zombie" ketika diserang parasit fitoplasma. Dalam hal ini, tanaman berhenti bereproduksi dan hanya berfungsi sebagai habitat dan inang bagi patogen parasit.

Sampai saat ini, masih sedikit penjelasan bagaimana parasit fitoplasma dapat mengubah tanaman jadi zombie. Namun, tim penelitian dari John Innes Centre mencoba mengungkap bagaimana fenomena itu dapat terjadi lewat studi di jurnal Cell yang terbit pada September 2021.

Dalam riset tersebut, tim peneliti menemukan bahwa sebuah protein dari bakteri fitoplasma merupakan penyebab tanaman menjadi zombie. Bakteri fitoplasma sendiri merupakan kelompok mikroba parasit yang terkenal karena kemampuannya memprogram ulang perkembangan tanaman inang.

Bakteri ini umumnya menyebabkan kehilangan hasil yang signifikan pada tanaman biji-bijian dan daun seperti selada, wortel, dan padi. Mereka hidup berpindah-pindah dari satu tanaman ke tanaman lain dengan menumpang pada serangga pemakan tanaman.

Saat berada di dalam tanaman, fitoplasma membuat zat pengatur tumbuhan jadi rusak dan memicu pertumbuhan abnormal. Tanaman yang diserang fitoplasma umumnya akan memunculkan 'sapu penyihir' (witches brooms), di mana cabang tanaman jadi tumbuh terlalu banyak dengan jarak berdekatan.

Tanaman yang mengalami pertumbuhan tak wajar ini pada akhirnya akan menjadi “zombie”, kata peneliti. Ia tidak dapat bereproduksi dan secara tampilan tampak lebih muda dari umurnya.

Untuk mencari tahu bagaimana bisa parasit tersebut membuat tanaman jadi zombie, para peneliti menganalisis genome fitoplasma. Mereka menemukan sejumlah protein yang diduga bertanggung jawab atas proses zombifikasi tersebut.

Dari penyelidikan itu, peneliti menemukan satu protein yang diduga mendorong proses zombifikasi tanaman. Protein tersebut bernama SAP05.

'Sapu penyihit' muncul di tanaman Arabidopsis thaliana yang terinfeksi fitoplasma. Foto: John Innes Centre

Melalui eksperimen genetik dan biokimia pada tanaman Arabidopsis thaliana, tim peneliti mengungkap secara rinci peran SAP05 dalam proses zombifikasi tanaman.

Peneliti menemukan bahwa SAP05 memanipulasi inang jadi zombie dengan membajak proteasome, protein kompleks yang berfungsi memecah protein yang tidak lagi dibutuhkan di dalam sel tumbuhan.

Dalam proses pembajakan tersebut, SAP05 justru membuang dua kelompok protein penting bagi tumbuhan yang berfungsi untuk perkembangannya. Pada akhirnya, perkembangan tanaman jadi berhenti.

“Di sini kami menemukan bahwa efektor fitoplasma, SAP05, mengikat dan memediasi degradasi beberapa anggota dari dua famili faktor transkripsi yang berbeda, famili SPL dan famili GATA, yang menyebabkan penuaan tanaman tertunda dan proliferasi jaringan vegetatif dan pucuk secara simultan,” kata peneliti dalam laporannya.

Proses pembajakan dan manipulasi tanaman jadi zombie adalah hal yang masuk akal dari perspektif parasit, kata peneliti.

Jika tanaman inang tumbuh secara normal, ia bakal mengerahkan seluruh energinya untuk membuat generasi tanaman berikutnya (lewat biji dan bunga). Tak lama kemudian tanaman inang akan menjatuhkan daunnya dan layu.

Kalau kehidupan normal tanaman seperti itu berlanjut, hidup fitoplasma di dalamnya akan terganggu.

“Anda dapat membayangkan bahwa situasi ini bukanlah situasi yang sempurna untuk parasit,” kata Hogenhout kepada The New York Times.

Sebuah tanaman yang terinfeksi fitoplasma. Foto: AfroBrazilian via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Nah, karena pertumbuhan tanaman telah dibajak, fitoplasma bisa memanfaatkan energi tanaman inang untuk kepentingannya sendiri: menghasilkan mikroba fitoplasma baru.

Selain itu, karena tanaman yang telah jadi zombie enggak cepat mati, ia akan lebih sering didatangi serangga — yang bermanfaat bagi fitoplasma untuk pindah ke tanaman lain.

Protein perkembangan tanaman yang ditargetkan oleh SAP05 mirip dengan protein yang juga ditemukan pada hewan. Tim peneliti pun penasaran untuk melihat apakah SAP05 juga mempengaruhi serangga yang membawa fitoplasma.

Hasilnya, mereka menemukan bahwa struktur protein serangga cukup berbeda dari tanaman. Sehingga serangga enggak terdampak oleh SAP05.

Berdasarkan temuan itu, tim peneliti berhipotesis jika asam amino protein tumbuhan diedit seperti protein serangga, mereka tidak akan lagi bisa dibajak oleh SAP05. Artinya, tanaman yang diserang fitoplasma dapat mencegah pertumbuhan ‘sapu penyihir' yang tak wajar dan dapat bereproduksi kembali.

"Temuan kami memberikan pemahaman baru pada mekanisme molekuler di balik fenotipe yang diperluas ini dengan cara yang dapat membantu memecahkan masalah utama untuk produksi pangan. Kami menyoroti strategi yang menjanjikan bagi tanaman rekayasa untuk mencapai tingkat ketahanan tanaman yang tahan lama terhadap fitoplasma,” pungkas Hogenhout.