Penanganan Rhizoctonia dengan Elicitor Enzyme HP45

Patogen tular tanah yang tersebar luas Rhizoctonia solani (teleomorph, Thanatephorus cucumeris ) adalah jamur basidiomycete yang mampu menginfeksi banyak spesies tanaman, termasuk banyak tanaman penting secara komersial, seperti jagung, padi, gandum, kentang dan kapas (Sneh et al ., 1996 ). Ia menginfeksi tanaman terutama melalui pembentukan pasak infeksi yang menembus jaringan tanaman (Demirci dan Doken, 1998 ). Selama proses infeksi, jamur ini mengeluarkan enzim pendegradasi dinding sel (CWDE), seperti kutinase (Baker dan Bateman, 1978 ), pektinase (Jayasinghe et al ., 2004 ), xilanase (Peltonen, 1995 ) dan selulase (Jayasinghe et al ., 2004 ).

Selulosa merupakan salah satu komponen utama dinding sel pada sebagian besar tumbuhan. Selulase mengkatalisis degradasi ikatan -1,4-glikosidik pada selulosa. Selulase dibagi menjadi tiga jenis: endoglukanase, eksoglukanase, dan -glukosidase. Endoglukanase menghidrolisis ikatan glikosidik internal secara acak, yang mengakibatkan penurunan cepat pada panjang polimer dan peningkatan bertahap pada konsentrasi gula pereduksi. 

Eksoglukanase menghidrolisis rantai selulosa dengan membuang selobiosa dari ujung pereduksi maupun ujung nonpereduksi, yang mengakibatkan pelepasan gula pereduksi secara cepat tetapi hanya sedikit perubahan pada panjang polimer. Endoglukanase dan eksoglukanase bekerja secara sinergis pada selulosa untuk menghasilkan selobiosa, yang kemudian dibelah oleh -glukosidase menjadi glukosa (Beguin dan Aubert, 1994 ).

Sejumlah jamur patogen tanaman menghasilkan selulase (Carpita dan Gibeaut, 1993 ). Namun, sedikit perhatian telah diberikan pada peran selulase dalam patogenisitas, dibandingkan dengan CWDE lainnya, seperti kutinase, pektinase, dan xilanase (Annis dan Goodwin, 1997 ; Lagaert et al ., 2009 ). Pentingnya selulase terhadap patogenisitas jamur patogen tanaman masih belum jelas. Beberapa selulase dari jamur patogen tanaman telah terbukti terlibat dalam patogenisitas (Eshel et al ., 2002 ; Muller et al ., 1997 ; Sexton et al ., 2000 ). 

Telah diusulkan bahwa Macrophomina phaseolina memanfaatkan endoselulase untuk patogenisitas (Wang dan Jones, 1995 ). Selobiohidrolase diekspresikan dalam fase infeksi awal Claviceps purpurea pada Secale cereale (Muller et al ., 1997 ). Jamur fitopatogen Alternaria alternata menghasilkan satu endoselulase, yang merupakan faktor penting dalam perkembangan penyakit pada buah kesemek (Eshel et al ., 2002 ). 

Transkripsi selobiohidrolase dari Leptosphaeria maculans dapat dideteksi selama infeksi kotiledon dan daun Brassica napus dan Brassica juncea (Sexton et al ., 2000 ). Namun, gangguan gen selulase hampir selalu gagal menunjukkan bahwa itu penting untuk patogenisitas. Gangguan gen eksoglukanase dalam patogen jagung Cochliobolus carbonum tidak mempengaruhi patogenisitas pada jagung (Sposato et al ., 1995 ). 

Gangguan gen endoglukanase ( cel5A ) dari Botrytis cinerea menghasilkan strain dengan patogenisitas yang identik dengan tipe liar (WT) pada daun tomat (Espino et al ., 2005 ). Sistem selulase jamur sangat kompleks di alam. Sebagian besar penelitian telah mengungkapkan bahwa jamur menghasilkan berbagai bentuk komponen selulase (Annis dan Goodwin, 1997 ). Banyaknya selulase individu dengan aktivitas yang sama mungkin menjadi alasan mengapa sebagian besar percobaan penghapusan gen tidak mendukung peran penting selulase individu dalam patogenisitas jamur (Espino et al ., 2005 ).

Saat ini, beberapa data konklusif mendukung keterlibatan selulase dalam patogenesis, tetapi informasi yang tersedia tentang selulase sebagai pemicu dalam interaksi tanaman-patogen jauh lebih sedikit. Karena selulase dilaporkan sebagai pemicu pada tahun 1988 (Threlfall dan Whitehead, 1988 ; Whitehead et al ., 1988 ), hanya sedikit penelitian yang menyelidiki aktivitas pemicu selulase (Ma, 2008 ; Mialoundama et al ., 2009 ). 

Dalam penelitian ini, selulase dari Trichoderma spp. nonpatogen terbukti menginduksi biosintesis fitoaleksin seskuiterpenoid (Threlfall dan Whitehead, 1988 ; Whitehead et al ., 1988 ) dan akumulasi kapsidiol pada tanaman (Ma, 2008 ; Mialoundama et al ., 2009 ). Akan tetapi, bagaimana selulase berfungsi sebagai pemicu dalam interaksi tanaman--patogen belum dipahami. Secara khusus, apakah aktivitas pemicu selulase terlibat dalam aktivitas enzimatiknya belum diketahui. 

Di sini, Ma, et all (2014) melaporkan kloning, mutagenesis terarah-situs, dan ekspresi heterolog endoglukanase (EG1) dari R. solani . Dengan menggunakan analisis respons pemicu untuk mempelajari interaksi pemicu--tanaman, bersama dengan analisis mutasi dan sistem ekspresi virus Kentang X (PVX), kami menunjukkan bahwa EG1 adalah pemicu, tetapi aktivitas pemicunya tidak bergantung pada aktivitas enzimatiknya.

Enzim peroksidase , fenilalanin amonia-liase dan kitinase ditemukan sebagai enzim pertahanan yang paling aktif dengan 0,19, 7,28 dan 118,16 U/menit/ml/mg protein dibandingkan dengan 0,01, 4,99 dan 62,22 U/menit/ml/mg protein untuk kontrol. Oleh karena itu, penelitian saat ini menunjukkan bahwa ChNP, biopolimer biodegradable yang tidak beracun , dapat menjadi agen pengendalian hayati yang efektif terhadap ShB yang disebabkan oleh R.solani .