Elicitor Enzyme, Solusi Pertanian Masa Depan

Elicitor adalah molekul ekstrinsik atau asing yang sering terkait dengan hama tanaman, penyakit, atau organisme sinergis. Molekul elicitor dapat berikatan dengan protein reseptor khusus yang terletak pada membran sel tanaman. Receptor ini dapat mengenali pola molekuler elicitor dan memicu sinyal pertahanan intraseluler melalui jalur oktadekanoid.  Elicitor menimbulkan berbagai respon pertahanan tanaman. Elicitor telah terbukti menginduksi hypersensitive response (HR) dan systemic acquired resistance (SAR) pada tanaman untuk menangkis infeksi bakteri, jamur, dan virus.

Respons ini meningkatkan sintesis metabolit yang mengurangi kerusakan dan meningkatkan ketahanan terhadap hama, penyakit, atau stres lingkungan. Ini disebut kekebalan terpicu pola (PTI). PTI efektif melawan mikroorganisme nekrotrofik.

Peran elicitor bagi tanaman meliputi:

• Respon Pertahanan: Saat tanaman terpapar elisitor, mereka meningkatkan produksi senyawa pertahanan seperti fitoaleksin atau protein antimikroba. Ini membantu melawan serangan patogen dan memperkuat sistem kekebalan tanaman.
• Reduksi Pupuk Kimia: Elisitor dapat mengurangi ketergantungan pada pupuk kimia hingga 50-90 persen

Contohnya adalah kitosan, yang ditemukan pada serangga, jamur, dan cangkang krustasea. Kitosan digunakan dalam pertanian sebagai agen biokontrol alami untuk meningkatkan kesehatan tanaman dan hasil panen1.

Elicitor berbeda dari hormon dan efektor:

• Hormon tumbuhan adalah molekul sinyal yang diproduksi dalam tanaman (endogen). Hormon mengatur proses seluler secara lokal dan dapat berpindah ke bagian lain tanaman.
• Efektor adalah protein yang disekresikan oleh patogen mikroba. Efektor dapat memicu atau mengompromikan kekebalan tanaman tergantung pada kemampuan persepsi dan respons tanaman. Efektor bisa diejeksi langsung ke sel inang. Tanaman berevolusi dengan reseptor pengenalan efektor untuk menginisiasi kekebalan terpicu efektor (ETI), yang melindungi tanaman dari patogen biotrofik avirulen dan sering terkait dengan reaksi hipersensitif (HR)

Lalu bagimana peran asam amino bagi tumbuhan?

Asam amino adalah molekul penting yang berperan dalam pertumbuhan dan kesehatan tanaman. Berikut beberapa informasi tentang asam amino dan manfaatnya untuk tanaman:

1. Penting untuk Pertumbuhan: Asam amino merangsang pertumbuhan tanaman dengan mengoptimalkan proses metabolik. Mereka berperan dalam pembentukan protein dan enzim, yang diperlukan pada semua tahap pertumbuhan tanaman, mulai dari pembentukan akar hingga pembungaan1.
2. Sintesis Protein: Tanaman mensintesis asam amino dari unsur-unsur primer seperti karbon dan oksigen yang diserap melalui udara, air, dan tanah. Unsur primer ini membentuk karbohidrat melalui proses fotosintesis dan menggabungkannya dengan unsur nitrogen untuk membentuk asam amino. Asam amino ini penting untuk sintesis protein dalam tanaman.
3. Perlindungan: Asam amino melindungi tanaman dari serangan hama dan penyakit. Tanaman dengan kandungan asam amino yang mencukupi akan membentuk ekstrak pektin di antara dinding sel, sehingga lebih keras dan tahan terhadap serangan hama.

Berbagai jenis asam amino dan perannya;  Phenylalanin: Merupakan prekursor untuk sintesis tyrosine, yang diperlukan untuk produksi neurotransmiter dan pigmen melanin. Dalam tumbuhan, phenylalanin juga terlibat dalam jalur biosintesis flavonoid dan lignin. Arginin: Berperan dalam sintesis protein dan juga sebagai prekursor untuk sintesis nitrat oksida (NO), yang mempengaruhi pertumbuhan dan respons tumbuhan terhadap stres lingkungan.

 Glutamic Acid: Berfungsi sebagai neurotransmiter eksitatorik di otak dan terlibat dalam metabolisme energi. Dalam tumbuhan, glutamic acid juga berperan dalam transportasi nitrogen. Lysine: Penting untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan tanaman. Dalam tumbuhan, lysine juga terlibat dalam sintesis protein dan metabolisme karbohidrat.

Valine: Berperan dalam sintesis protein dan energi. Dalam tumbuhan, valine juga terlibat dalam regulasi pertumbuhan dan respons terhadap stres. Proline: Dalam tumbuhan, proline berperan dalam mengatasi stres lingkungan seperti kekeringan dan suhu ekstrem. Proline juga terlibat dalam sintesis protein dan pembentukan struktur sel.