Penulis : Viola Angelnila Putri dan Sundahri FAPERTA UNEJ
Email : sundahri.faperta@unej.ac.id
Stres oksidatif merupakan faktor dalam fenomena stres abiotik dan biotik yang terjadi ketika ada ketidakseimbangan yang serius antara produksi Reactive Oxygen Species (ROS) dan pertahanan antioksidan. ROS telah dianggap terutama sebagai molekul berbahaya dan konsentrasinya harus dijaga serendah mungkin. Konsep ini telah berubah karena oksigen aktif memiliki banyak fungsi. Misalnya O² dan H² O² yang diperlukan untuk lignifikasi dan berfungsi sebagai sinyal dalam respon pertahanan terhadap infeksi pathogen. Efek negatif dari tekanan lingkungan mungkin sebagian disebabkan oleh generasi ROS. Selama pengurangan O² ke H² O² satu, dua atau tiga elektron transfer O, dapat terjadi untuk membentuk superoksida (O²), radikal hidroksil (OH), hidrogen peroksida (H² O²) dan oksigen singlet (O²). Molekul-molekul ini sangat merusak lipid, asam nukleat dan protein. ROS menghasilkan berbagai cedera untuk metabolisme tanaman. Mereka merusak komponen fotosintesis, menonaktifkan protein dan enzim dan permeabilisasi membran dengan menyebabkan peroksidasi lipid.
Dalam merespons stres oksidatif, tanaman kedelai memiliki sistem pertahanan antioksidan internal yang melibatkan enzim dan senyawa antioksidan. Enzim seperti superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), dan peroksidase (POD) berperan penting dalam memecah ROS menjadi senyawa yang lebih tidak berbahaya. Selain itu, senyawa antioksidan seperti vitamin C, vitamin E, glutation, dan karotenoid juga berkontribusi dalam menghentikan kerusakan yang disebabkan oleh ROS. Unsur besi (Fe) merupakan unsur hara esensial yang memiliki fungsi pada proses fotosintesis, pengembangan kloroplas dan biosintesa protein. Namun, tanaman tidak boleh mengalami kelebihan atau kekurangan unsur Fe dikarenakan akan memengaruhi hasil tanaman.
Pada stress oksidatif unsur Fe (besi) memiliki peran penting dikarenakan unsur Fe memiliki fungsi sebagai sistem pertahanan tanaman terutama dari senyawa antioksidan yang mana nantinya Fe akan membantu mengurangi stress oksidatif dengan menghilangkan radikal bebas yang merusak sel tanaman. Unsur Fe terlibat dalam aktivitas senyawa antioksidan seperti superoksida dismutase (SOD), katalase dan perioksidase. Senyawa-senyawa tersebut berfungsi untuk menghilangkan radikal bebas dan spesies oksigen reaktif lainnya yang dapat menyebabkan kerusakan oksidatif pada tanaman kedelai. Fungsi unsur Fe lainnya pada stress oksidatif tanaman kedelai berupa sintesis klorofil. Tanaman jika kekurangan unsur Fe akan mengurangi produksi klorofil sehingga mengakibatkan klorosis pada tanaman. Adanya klorosis pada tanaman akan memperparah kerentanan tanaman terhadap stress oksidatif.
Unsur besi (Fe) terlibat dalam reaksi Fenton yang merupakan salah satu reaksi yang dapat menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) yang sangat berpotensi merusak. Reaksi Fenton terjadi ketika ion besi (Fe2+) bereaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2), menghasilkan radikal hidroksil (•OH) dan ion besi tervalensi (Fe3+). Reaksi Fenton dapat dirumuskan sebagai berikut:
 Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + •OH + OH-
Radikal hidroksil (•OH) yang dihasilkan adalah spesies oksigen reaktif yang sangat reaktif dan berpotensi merusak berbagai komponen sel, seperti DNA, protein, dan lipid. Reaksi Fenton dapat terjadi dalam sistem biologis, termasuk dalam sel tanaman. Peran Fe dalam reaksi Fenton mempengaruhi tingkat stres oksidatif dalam tanaman. Kehadiran ion Fe2+ dan H2O2 yang berlebihan dalam sel tanaman dapat meningkatkan produksi radikal hidroksil (•OH) melalui reaksi Fenton. Akumulasi radikal hidroksil yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan oksidatif pada berbagai molekul seluler, mengganggu struktur dan fungsi normal sel tanaman, serta menyebabkan stres oksidatif. Namun, perlu dicatat bahwa reaksi Fenton tidak selalu berkontribusi negatif pada tanaman. Dalam kondisi normal, tanaman memiliki sistem antioksidan yang efektif untuk mengatasi dan menghilangkan ROS, termasuk radikal hidroksil yang dihasilkan dari reaksi Fenton. Sistem antioksidan ini terdiri dari enzim dan senyawa antioksidan yang bekerja bersama untuk melindungi tanaman dari kerusakan oksidatif.
Unsur Fe juga terlibat dalam aktivitas enzim katalase dan peroksidase. Katalase membantu menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2), sedangkan peroksidase membantu dalam pemecahan hidrogen peroksida dengan menggunakan senyawa organik sebagai substrat. Kehadiran unsur Fe dalam struktur enzim ini memainkan peran penting dalam reaksi antioksidan.
Penting untuk menjaga keseimbangan yang tepat dalam ketersediaan unsur Fe dalam tanaman. Kelebihan atau kekurangan Fe dapat mengganggu keseimbangan redoks dan menyebabkan stres oksidatif. Selain itu, interaksi unsur Fe dengan faktor lingkungan lainnya seperti pH tanah, ketersediaan oksigen, dan keberadaan senyawa kompleks lainnya juga dapat mempengaruhi peran unsur Fe dalam sistem antioksidan tanaman. Untuk menjaga ketersediaan unsur besi (Fe) yang optimal pada tanaman perlu adanya upaya yakni :
- Pemupukan yang mengandung unsur besi seperti sulfat besi (FeSO4) atau chelat besi yang dilarutkan pada air. Pemupukan dilakukan dengan cara menyemprotkan pada bagian daun tanaman.
