Systemin adalah hormon peptida tanaman yang memainkan peran penting dalam mekanisme pertahanan tanaman terhadap penyakit. Sebagai pemasok Systemin, saya telah menyaksikan secara langsung meningkatnya minat terhadap molekul luar biasa ini dan dampaknya yang luas terhadap ketahanan tanaman. Di blog ini, saya akan mempelajari berbagai efek Systemin terhadap ketahanan tanaman terhadap penyakit, menyoroti pentingnya sistem ini dalam pertanian modern dan perlindungan tanaman.
Sistemin: Suatu Tinjauan
Systemin pertama kali ditemukan pada tanaman tomat pada awal tahun 1990an. Ini adalah polipeptida kecil yang terdiri dari 18 asam amino. Peptida ini disintesis sebagai respons terhadap luka atau serangan patogen dan bertindak sebagai molekul pemberi sinyal untuk mengaktifkan respons pertahanan tanaman. Ketika tanaman rusak, Systemin dilepaskan dari lokasi cedera dan berjalan melalui floem ke bagian lain tanaman, memicu respons pertahanan sistemik.
Aktivasi Pertahanan - Gen Terkait
Salah satu kesan utama Systemin terhadap ketahanan tanaman adalah pengaktifan gen yang berkaitan dengan pertahanan. Ketika Systemin berikatan dengan reseptornya pada membran sel sel tumbuhan, Systemin memulai kaskade pensinyalan yang kompleks. Kaskade ini melibatkan aktivasi protein kinase dan produksi second messenger seperti asam jasmonic (JA). JA adalah pengatur utama respons pertahanan tanaman dan diketahui menginduksi ekspresi sejumlah besar gen terkait pertahanan.
Gen yang berhubungan dengan pertahanan ini mengkodekan protein dengan berbagai fungsi. Beberapa di antaranya terlibat dalam sintesis senyawa antimikroba, seperti fitoaleksin. Fitoaleksin adalah metabolit sekunder dengan berat molekul rendah yang memiliki sifat antibakteri dan antijamur yang kuat. Misalnya, pada tanaman tomat, aktivasi gen terkait pertahanan yang diinduksi Systemin menyebabkan produksi glikoalkaloid, yang beracun bagi banyak patogen.
Gen terkait pertahanan lainnya mengkode protein yang terlibat dalam penguatan dinding sel tumbuhan. Dinding sel adalah garis pertahanan pertama melawan patogen. Aktivasi gen yang terkait dengan biosintesis dinding sel yang dimediasi sistemin dapat menyebabkan pengendapan polimer tambahan seperti lignin dan kalosa, membuat dinding sel lebih tahan terhadap penetrasi patogen.
Induksi Inhibitor Protease
Efek penting lainnya dari Systemin adalah induksi protease inhibitor. Inhibitor protease adalah protein yang dapat menghambat aktivitas protease yang dihasilkan oleh patogen. Banyak patogen, terutama serangga dan jamur, bergantung pada protease untuk memecah protein nabati untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidupnya. Dengan menginduksi produksi protease inhibitor, Systemin dapat secara efektif mengganggu pemberian makan dan pertumbuhan patogen ini.
Pada tanaman tomat, pengobatan Systemin menyebabkan peningkatan yang signifikan pada kadar protease inhibitor di daun. Inhibitor ini dapat mengikat protease serangga, mencegah mereka mencerna protein nabati. Akibatnya, pertumbuhan dan perkembangan serangga sangat terpengaruh, dan kemampuannya menyebabkan kerusakan pada tanaman menjadi berkurang.
Resistensi yang Didapat Sistemik (SAR)
Systemin juga berperan dalam pengembangan resistensi didapat sistemik (SAR). SAR adalah mekanisme resistensi spektrum luas yang tahan lama pada tumbuhan. Ketika suatu tanaman terinfeksi oleh suatu patogen, maka tanaman tersebut akan mengembangkan resistensi tidak hanya di tempat infeksi tetapi juga di bagian lain dari tanaman tersebut. Systemin terlibat dalam proses pensinyalan yang memicu SAR.
Pelepasan Systemin dari tempat infeksi menyebabkan produksi molekul pemberi sinyal yang diangkut ke seluruh tanaman. Molekul ini mengaktifkan ekspresi gen yang terlibat dalam SAR, seperti gen terkait patogenesis (PR). Protein PR memiliki berbagai fungsi, antara lain aktivitas antibakteri, antijamur, dan antivirus. Aktivasi gen PR di bagian tanaman yang jauh dapat meningkatkan ketahanan tanaman secara keseluruhan terhadap berbagai macam patogen.
Dampak pada Mikrobioma Tanaman
Selain secara langsung mempengaruhi respon pertahanan tanaman, Systemin juga dapat berdampak pada mikrobioma tanaman. Mikrobioma tumbuhan terdiri dari beragam komunitas mikroorganisme yang hidup di dalam dan di dalam tumbuhan. Beberapa dari mikroorganisme ini bermanfaat bagi tanaman, memberikan perlindungan terhadap patogen, sementara yang lain bersifat patogen.
Respons pertahanan yang diinduksi sistemin dapat mengubah komposisi dan aktivitas mikrobioma tanaman. Misalnya, produksi senyawa antimikroba sebagai respons terhadap Systemin dapat mengurangi populasi mikroorganisme patogen. Pada saat yang sama, Systemin juga dapat mendorong pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme yang bermanfaat. Beberapa bakteri menguntungkan dapat berinteraksi dengan jalur sinyal pertahanan tanaman dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Dengan memodulasi mikrobioma tanaman, Systemin secara tidak langsung dapat berkontribusi terhadap kesehatan tanaman secara keseluruhan dan ketahanan terhadap penyakit.
Aplikasi di bidang Pertanian
Pengaruh Systemin terhadap ketahanan tanaman terhadap penyakit mempunyai implikasi yang signifikan terhadap pertanian. Sebagai pemasok Systemin, saya melihat peningkatan permintaan akan produk berbasis Systemin di pasar pertanian. Produk-produk ini dapat digunakan dengan berbagai cara untuk meningkatkan kesehatan tanaman dan mengurangi penggunaan pestisida kimia.
Salah satu penerapannya adalah penggunaan Systemin sebagai biopestisida. Dengan menyemprotkan Systemin pada tanaman, petani dapat mengaktifkan mekanisme pertahanan alami tanaman sehingga tanaman lebih tahan terhadap penyakit. Pendekatan ini lebih ramah lingkungan dibandingkan pestisida kimia tradisional, karena pendekatan ini mengandalkan sistem pertahanan tanaman itu sendiri dibandingkan menggunakan bahan kimia beracun dari luar.
Penerapan lainnya adalah dalam pemuliaan tanaman. Para ilmuwan dapat menggunakan pengetahuan tentang respons pertahanan yang dimediasi Systemin untuk mengembangkan varietas tanaman baru dengan peningkatan ketahanan terhadap penyakit. Dengan memperkenalkan gen yang terkait dengan sinyal Systemin atau gen terkait pertahanan yang diinduksi oleh Systemin ke dalam tanaman, pemulia dapat menciptakan tanaman yang lebih tahan terhadap patogen.
Peptida Terkait di Katalog Kami
Jika Anda tertarik untuk mengeksplorasi peptida lain dengan aplikasi potensial dalam penelitian tanaman atau bidang terkait, kami juga menawarkan serangkaian peptida berkualitas tinggi di katalog kami. Misalnya, Anda dapat memeriksaDynorphin A (1 - 13), Amida, Babi,Protein Prion (106 - 126) (manusia), DanPTH (3 - 34) (sapi). Peptida ini memiliki sifat unik dan mungkin berguna dalam konteks penelitian yang berbeda.
Kesimpulan
Kesimpulannya, Systemin adalah molekul kuat yang memiliki banyak efek pada ketahanan tanaman terhadap penyakit. Ini mengaktifkan gen yang berhubungan dengan pertahanan, menginduksi produksi inhibitor protease, meningkatkan resistensi yang didapat secara sistemik, dan memodulasi mikrobioma tanaman. Efek ini menjadikan Systemin alat yang berharga di bidang pertanian untuk meningkatkan kesehatan tanaman dan mengurangi dampak penyakit.
Sebagai pemasok Systemin, saya berkomitmen untuk menyediakan produk Systemin berkualitas tinggi untuk memenuhi kebutuhan para peneliti dan petani. Jika Anda tertarik untuk membeli Systemin atau mempelajari lebih lanjut tentang aplikasinya, jangan ragu untuk menghubungi kami untuk diskusi pengadaan. Kami berharap dapat bekerja sama dengan Anda untuk berkontribusi pada pengembangan pertanian berkelanjutan.
Referensi
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S., & Ryan, CA (1991). Polipeptida dari daun tomat menginduksi sintesis inhibitor proteinase yang diinduksi luka. Sains, 253(5021), 895 - 898.
- Howe, GA, & Jander, G. (2008). Kekebalan tanaman terhadap serangga herbivora. Review Tahunan Biologi Tumbuhan, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., & Van Wees, SC (2012). Modulasi hormonal imunitas tanaman. Tinjauan Tahunan Biologi Sel dan Perkembangan, 28, 489 - 521.