Dikatakan bahwa 10 sampai 15% dari kehilangan produksi pertanian dunia disebabkan oleh penyakit. Dan karena 70-80% penyakit tanaman ini disebabkan oleh jamur berfilamen, melindungi tanaman dari jamur berfilamen merupakan masalah penting dalam memberi makan populasi dunia secara efektif. Agar jamur patogen menginfeksi tanaman, mereka harus menembus sel-sel epidermis tanaman dan menyerang bagian dalam. Dengan kata lain, sel epidermis tanaman bertindak sebagai penghalang pertama untuk menghentikan serangan jamur patogen di lingkungan. Jadi seperti apa fungsi pertahanan yang dimiliki sel epidermis?
Menariknya, diketahui bahwa epidermis tumbuhan mengandung kloroplas kecil yang tidak begitu terlibat dalam fotosintesis. Namun, tidak jelas apa fungsinya. Mengapa ada kloroplas kecil di epidermis tanaman yang tidak banyak berkontribusi pada fotosintesis?
Asisten Profesor Hiroki Irieda dari Fakultas Pertanian, Universitas Shinshu dan Profesor Yoshitaka Takano, Sekolah Pascasarjana Pertanian, Universitas Kyoto, menemukan bahwa kloroplas kecil di epidermis tanaman mengontrol masuknya patogen jamur. Duo ini menemukan bahwa kloroplas kecil bergerak di dalam sel secara dramatis ke lapisan permukaan sebagai respons terhadap serangan jamur dan terlibat dalam respons pertahanan semacam itu.
Dalam penelitian ini, keduanya pertama-tama menyelidiki jenis jamur patogen apa yang ditanggapi oleh kloroplas epidermis. Akibatnya, mereka menemukan bahwa beberapa jamur berfilamen patogen menyebabkan migrasi permukaan kloroplas epidermis. Menariknya, ditemukan juga bahwa jamur berfilamen patogen ini disebut 'tidak beradaptasi' dan diblokir dari invasi sel epidermis. Di sisi lain, jamur patogen yang beradaptasi lebih mungkin untuk menyerang epidermis pada tanaman di mana kloroplas epidermis telah berhenti bermigrasi ke lapisan permukaan.
Selanjutnya, mereka berhasil menemukan protein tumbuhan yang terlibat dalam migrasi permukaan kloroplas epidermis. Ketika tanaman yang memproduksi protein ini secara berlebihan diciptakan oleh pengenalan transfer gen, kloroplas epidermis tidak bergerak ke lapisan permukaan melawan jamur berfilamen patogen. Pada tanaman transgenik ini, kekebalan terhadap invasi epidermal jamur berfilamen patogen berkurang. Ditemukan juga bahwa jamur patogen lebih mungkin menyerang epidermis pada tanaman di mana kloroplas epidermis telah berhenti bermigrasi ke lapisan permukaan. Hasil ini menunjukkan bahwa migrasi kloroplas epidermis ke lapisan permukaan terlibat dalam respon pertahanan yang menghalangi invasi jamur patogen.
Baca artikel lengkapnya di www.phys.org.