PATOGEN DAN TUMBUHAN

TANAMAN yang sihat tidak mudah diseroang penyakit yang disebabkan oleh pelbagai jenis patogen (Pathogen) didalam kebun. Bagaimana pun perlu diketahui secara saintifik cara atau bagaimana patogen menyerang tanaman disebabkan ia memerlukan zat makanan daripada tumbuhan untuk proses kehidupannya. Patogen boleh menyerang terus tanaman (infection) dimana ia harus dapat masuk ke dalam tanaman yang kemudian akan memanfaatkan zat makanan dalam pokok. Patogen akan bertahan dari sistem pertahanan tumbuhan tersebut atau merosakannya atau membiak lebih banyak lagi bila mendapat makanan. Untuk mengambil zat makanan dari tanaman, patogen harus mampu melepast unsur penghalang fizikal iaitu 'cell cuticle' atau dinding sel. Kadangkala unsur makanan dalam tanaman tersebut telah tersedia dalam bentuk yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh patogen tersebut sehingga ia perlu diproses dahulu agar dapat diserap dan dimanfaatkan oleh patogen. Tanaman serta tumbuh-tumbuhan akan memberikan respon terhadap kehadiran dan aktiviti patogen dengan membentuk sistem pertahanan diri baik berupa pertahanan struktural atau pun pertahanan secara kimia. Patogen tersebut harus dapat mengatasi sistem pertahanan tumbuhan yang diserang ini agar dapat terus hidup dan mengambil makanan dari tanaman yang diserangnya dan seterusnya patogen akan membiak lebih cepat dan meluas. Terdapat beberapa jenis patogen yang boleh menyerang tanaman seperti virus, bakteria, kulat (fungi), Serangga dan sebagainya. Patogen-patogen ini sentiada berlegar disekeliling tumbuhan dan menunggu peluang sahaja untuk menyerang tanaman. Artikel pagi ahad ini saya menulis dalam "Anim Agro Technology" mengenai bagaimana patogen mampu untuk menyerang tumbuhan sehingga menyebakan serangan yang merugikan pendapatan petani.

Biasanya ada lapisan lilin pada tanaman dan buah mempengaruhi taha untuk berkoloni (colonization) patogen. Beberapa jenis patogen seperti Puccinia hordei menghasilkan enzim yang dapat menghancurkan lilin ini dan ini menyebabkan kulat dari jenis patogen lain untuk menembusi lapisan lilin hanya dengan kekuatan mekanikal sahaja. Lapisan luar sel (Cutin) merupakan komponen utama kutikula. Banyak fungi dan beberapa bakteria menghasilkan bahan asid Cutinase dan/atau bahan Esterase yang menghancurkan kapisan cutin ini. Cutinase mampu memecahkan struktur cutin menjadi monomer atau oligomer asid lemak. Selalunya bahan cutinase dijumpai dibahagian hujung tabung yang bercambah dimana akar kapakakan menembusi pada apresorium fungi patogen. Ini menunjukkan bahwa cutinase berperanan dalam penembusan (penetration) sel pokok oleh patogen. Patogen yang mengeluarkan cutinase lebih bersifat virulen jika ia dibandingkan patogen yang tidak mengeluarkan cutinase.   Patogen menghasilkan enzim yang dapat mendegradasi unsur Pektin (pectolytic enzim,pectinase) iaitu pectin methylesterase, polygalacturonase dan pectin lyase. Pectin methylesterase memotong gugus methyl pada cabang rantai pektin sehingga rantai pektin lebih mudah dipotong oleh polygalacturonase dan pectin lyase. Kedua enzim ini dapat bersifat sebagai endopectinase (memotong di mana mana tempat dalam rantai pektin menghasilkan rantai yang lebih pendek) atau exopectinase (memotong rantai pektin pada ujungnya melepaskan satu unit galacturonan. Patogen secara constitutive menghasilkan pectinase dalam tingkat yang rendah. Apabila terdapat pektin pada tumbuhan maka akan dihasilkan monomer, dimer atau oligomer galacturonan. Galcturonan ini bila masuk ke dalam sel patogen akan terus berfungsi sebagai inducer (substrate inducer) bertindak untuk meningkat pengeluaran pectinase sehingga mampu didalam menghasilkan lebih banyak lagi galacturonan. Kepekatan bahan galacturonan yang terlalu tinggi akan menekan (catabolite repressor) pengeluaran enzim pectinase.

Selulosa merupakan polisakarida penyusun dinding sel tanaman yang terbentuk dari rantai glukosa dengan ikatan (1-4)β glukan. Ada juga beberapa jenis patogen seperti kulat atau fungi, bakteria, nematode dan tanaman parasit menghasilkan selulase. Selulase ini akan menyebabkan disintegrasi dinding sel dan membantu penetrasi dan kemasukkan patogen di dalam pokok. Akhirnya akibat dari pemecahan selulosa adalah molekul glukosa sehingga secara tidak langsung selulase berperanan dalam merebaknya penyakit disebabkan penyediaan gula sebagai makanan patogen. Lalu dinding sel tanaman juga tersusun atas hemiselulosa (ikatan silang glycan, cross-linking glycan) yang merupakan komplek campuran polisakarida. 'Cross-linking glycan' pula merupakan penyusun utama dinding sel primer dimana terdapat pada lamela tengah dan dinding sel sekunder dengan kadar yang berbeza-beza. Beberapa fungi patogen tumbuhan memang ia menghasilkan hemiselulase dikenali dengan nama sebagai Xylanase, Galactanase, Glucanase, Arabinase, Mannase dan sebagainya tergantung pada monomer yang atau polimer yang dilepaskan semasa pemecahan rantai hemiselulosa. Perombakan hemiselulosa secara non-enzimatik juga terjadi oleh kerana bahan oksidatif (activated oxygen, hydroxyl, dsb). Patogen tumbuhan menghasilkan TOKSIN (toxsin) yang selalu akan mengganggu proses metabolisme dan proses fisiologi tumbuhan.Toksin beertindak langsung pada protoplas dimana ia menyebabkan kerosakan serius atau menyebabkan kematian sel tanaman. Banyak toksin mempunyai pelbagai bentuk dengan potensi yang bervariasi. Beberapa jenis toksin bersifat tidak stabil atau bekerja secara cepat dan terikat dengan kuat pada keadaan yang spesifik pada sel tanaman. Toksin merosakan sel dengan cara mempengaruhi lapisan membran atau dengan menganggu aktiviti enzim yang akan menghentikan reaksi enzimatik. Toksin-toksin tertentu akan ia berperanan sebagai anti metabolit dan mengurangkan faktor pertumbuhan bagi tumbuhan.

Dalam keadaan biasa selalunya bahan toksin ada yang bersifat general iaitu beracun bagi banyak tanaman dari berbagai spesies dan famili. Toksin 
juga ada yang bersifat spesifik (beracun hanya untuk beberapa spesies atau varieti tanaman tetapi tidak beracun untuk tanaman lainnya. Toksin yang bersifat umum disebut nonhost-specific atau nonhost-selective toxins. Toksin ini meningkatkan virulensi patogen tetapi tidak menentukan tahap toksiksiti patogen tertentu. Kemampuan patogen untuk menimbulkan penyakit setiap jenis patogen dan tumbuhan berbeza. Antara contoh toksin yang bersifat general adalah seperti jenis Tabtoxine, Phaseolotoxin, Tagetitoxin dan Cercosporin. Tabtoxine adalah jenis toksin yang dihasilkan Pseudomonas syringae pv. tabaci penyebab layu tanaman tembakau. Tabtoxinine mengurangkan peranan enzim glutamine synthetase sehingga sel mengumpul unsur amonia yang bersifat racun. Threonin pula menyebabkan kerosakan membran thylakoid pada cloroplast sehingga menyebabkan klorosis dan nekrosis. Tabtoxin mengurangi kemampuan tanaman untuk melakukan respon terhadap serangan bakteria patogen tersebut. Phaseolotoxin pula toksin dihasilkan oleh Pseudomonas syringae pv. phaseolicola penyebab penyakit hawar berhalo (halo blight) kacang panjang. Tentoxin diproduksi oleh Alternaria alternata (dulu bernama A. tenuis) penyebab bercak dan klorosis pada banyak spesies tanaman. Toksin ini merupakan tetrapeptida siklik yang mengikat dan menginaktifkan protein (chloroplast-coupling factor) yang terlibat dalam transfer energi ke kloroplas. Toksin ini juga menghambat fosforilasi ADP menjadi ATP. Pada tanaman yang rentan, tentoxin dapat mengganggu sintesis kloroplas dan menghambat aktivitas polyphenol oxidases, enzim yang terlibat dalam beberapa mekanisme pertahanan tanaman sehingga meningkatkan virulensi patogen. Cercosporin dihasilkan oleh Cercospora spp dan beberapa fungi tertentu yang menyebabkan penyakit bintik daun dan hawar daun pada beberapa spesies tanaman. Cercosporin merupakan toksin yang unik dimana ia diaktifkan oleh cahaya dan bersifat toksik disebabkan ia menghasilkan 'activated oxygen species' iaitu berlaku terutama oksigen tunggal.  Diharap artikel yang ditulis semula ini memberi info berguna kepada pembaca semua. Wasallam!!!...

PATOGEN MASUK ...SEL TANAMAN...
HASILKAN ENZIM... PERLAHAN-LAHAN...
POKOK ROSAK...BEREBUT MAKANAN...
PERLU DIKETAHUI... JENIS PATOGEN..
SUDAH PASTI... BUAT KAWALAN....

By,
M Anem,
Senior Agronomist,
Kg Padang Permai,
Jalan Sg Lembing, Kuantan
Pahang, Malaysia.
Telah di tulis pada (14 Syawal 1437H)

Dikemaskini pada 18 RabiulAkhir 1447H.