Ilmuan Temukan Senjata Rahasia Jamur Padi yang Digunakan untuk Menginfeksi Tanaman Inang

Ilmuan Temukan Senjata Rahasia Jamur Padi yang Digunakan untuk Menginfeksi Tanaman Inang

Trubus.id -- Senjata rahasia yang digunakan oleh jamur pembunuh beras/ jamur padi untuk menginfeksi tanaman inang telah ditemukan dalam sebuah penelitian terbaru. Ledakan beras adalah penyakit beras yang paling serius dan disebabkan oleh jamur Magnaporthe oryzae.

Setiap tahun, penyakit ledakan mengklaim cukup beras untuk memberi makan 60 juta orang. Jamur juga menyebabkan ledakan gandum yang baru-baru ini menyebar dari Amerika Selatan ke Bangladesh, mengancam produksi gandum di seluruh Asia Selatan.

Untuk menginfeksi tanaman, M.oryzae mengembangkan sel infeksi berbentuk kubah yang disebut appressorium yang menempel pada daun dan menghancurkan kutikula dengan kekuatan invasif yang sangat besar — ​​hingga 40 kali tekanan ban mobil, salah satu tekanan tertinggi yang pernah ditunjukkan dalam kehidupan. sel.

Baca Lainnya : Kenaikan Suhu Lingkungan Picu Meningkatnya

Penelitian enam tahun telah mengungkap keberadaan sensor di appressoria yang memberi tahu jamur bahwa ambang tekanan yang diperlukan untuk memecah daun padi telah tercapai. Mekanisme lebih lanjut yang ditemukan dalam penelitian ini memungkinkan jamur untuk memposisikan pasak penetratif yang ditekan dan secara fisik memecah permukaan daun, memungkinkan jamur masuk dan menyebabkan penyakit.

Pengetahuan tentang mekanisme baru ini menyediakan platform untuk mengembangkan fungisida melawan ledakan, salah satu pembunuh tanaman paling mematikan.

Para peneliti dari Laboratorium Sainsbury, Institut Gregor Mendel dari Biologi Tumbuhan Molekuler, Austria, dan Universitas Sussex menggunakan pemodelan matematika, genetika molekuler dan biokimia untuk memecahkan rahasia patogen jamur.

Jamur patogen tanaman menyebabkan banyak penyakit tanaman paling merusak di dunia. Para peneliti sebelumnya telah mengetahui bagaimana sekelompok protein yang disebut septin memungkinkan jamur menginfeksi tanaman.

Dengan mengungkapkan keberadaan mekanisme turgor-sensing dan jaringan genetik yang mengendalikan polarisasi jamur sebelum infeksi, kelompok ini telah mengumpulkan bagian penting lainnya dalam teka-teki penelitian.

"Ledakan beras adalah penyakit paling merusak yang mempengaruhi beras, jadi penelitian ini memiliki implikasi yang cukup besar bagi ketahanan pangan global," kata salah satu penulis Profesor Nick Talbot dari The Sainsbury Laboratory.

"Kami pikir mekanisme ini berlaku untuk jamur lain di mana proses infeksi dimediasi septin. Sebagian besar penyakit sereal — karat dan jamur misalnya - melibatkan appressoria. Itu adalah mekanisme umum sehingga dari apa yang kita ketahui sekarang Anda dapat membayangkan perawatan yang bisa sangat efektif, "tambahnya.

Penulis utama Dr. Lauren Ryder dari The Sainsbury Laboratory menambahkan: "Kita harus mengetahui bagaimana sensor turgor ini berinteraksi dengan komponen hilir, yang merupakan fokus penelitian kami berikutnya. Kami menduga itu berinteraksi dengan protein dalam membran dan merasakan ketika ada adalah peregangan. "

Baca Lainnya : Ilmuan Lacak Kutu Daun Gandum dan Musuh Alaminya, untuk Kontrol Populasi Hama

Yasin Dagdas, sekarang di Gregor Mendel Institute di Wina, Austria menambahkan, "Selain potensi untuk membantu ketahanan pangan global, penelitian ini mengungkap inovasi biologis yang menakjubkan yang berkembang selama perlombaan senjata evolusi antara mikroba dan tanaman inang."

Keberadaan sensor tekanan-turgor dalam sel telah diprediksi oleh model matematika yang diproduksi bekerja sama dengan Profesor Anotida Madzvamuse dari Sekolah Matematika dan Ilmu Fisika di Universitas Sussex. Prof Madzvamuse bekerja dengan rekannya Dr. Chandrasekhar Venkataraman dan Profesor Vanessa Styles untuk memodelkan masalah ini secara matematis.

"Kami mampu menerjemahkan apa yang diamati dalam percobaan menjadi model matematika baru. Dengan biologi yang dijelaskan dalam istilah matematika, kami kemudian dapat membantu memprediksi titik di mana jamur dapat mencapai ambang tekanan yang diperlukan untuk memecahkan beras. daun, untuk menginfeksi tanaman, "katanya.

"Kami berharap ini dapat membuktikan sebagai langkah penting menuju pengembangan strategi pengendalian penyakit di masa depan, yang mungkin memiliki manfaat kemanusiaan yang signifikan: meningkatkan hasil panen untuk menyediakan makanan bagi lebih banyak orang," tambahnya. [RN]