Menguak rahasia penyakit fisiologis Kering Alur Sadar (KAS) pada

4
Menguak rahasia penyakit fisiologis Kering Alur Sadar (KAS) pada
tanaman karet menggunakan teknik analisis ekspresi gen debit tinggi
Abstrak. Selama beberapa dekade terakhir, produksi karet alam di dunia meningkat
secara signifikan, karena budidaya klon unggulan dan stimulasi menggunakan hormon
etilen saat penyadapan. Akan tetapi hingga hari ini, penyakit KAS masih menjadi kendala
utama dalam usaha peningkatan produksi karet alam di seluruh dunia. Meskipun banyak
penelitian telah dilakukan dalam usaha mengatasi permasalahan KAS, mekanisme
molekuler yang berlangsung di dalam sel masih minim diketahui. Saat ini, teknik analisis
ekspresi gen debit tinggi telah banyak digunakan untuk mengidentifikasi gen yang memiliki
potensi sebagai penanda molekuler untuk KAS.
Karet (Hevea brasiliensis Willd ex A. de Juss.. Mull. Arg.), termasuk dalam genus
Hevea dari famili Euphorbiaceae, yang merupakan pohon kayu tropis yang berasal dari
hutan Amazon. Di dunia, setidaknya 2.500 spesies tanaman diakui dapat memproduksi
lateks, tetapi Hevea brasiliensis saat ini merupakan satu-satunya sumber komersial
produksi karet alam [1]. Karet alam mewakili hampir separuh (48,7% pada tahun 2013
menurut International Rubber Study Group IRSG) dari total produksi karet dunia karena
sifat unik mekanik, seperti ketahanan sobek, dibandingkan dengan karet sintetis. Karet
alam diproduksi terutama di Asia Tenggara (93%) dimana Indonesia merupakan negara
produsen kedua terbesar di dunia setelah Thailand.
Karet alam (cis-1,4-polyisoprene) diperoleh dari lateks yang diproduksi sel latisifer
di kulit batang tanaman karet [2]. Karet alam dalam prakteknya diperoleh dengan
melakukan penyadapan pada panel batang karet. Aplikasi hormon etilen pada panel batang
sebelum penyadapan dapat meningkatkan produksi lateks dan metabolisme pohon karet
secara keseluruhan. Lateks tersebut kemudian dikumpulkan dan diolah.
Selama beberapa dekade terakhir, produksi karet alam di dunia meningkat secara
signifikan, karena budidaya klon unggulan dan stimulasi menggunakan hormon etilen saat
penyadapan. Akan tetapi, penggunaan etilen ternyata dihadapkan pada kenyataan yang
pelik. Perlakuan berlebihan hormon tersebut disamping penyadapan yang juga berlebihan
merupakan satu dari banyak faktor yang menyebabkan timbulnya penyakit Kering Alur
Sadap (KAS) (Montoro P, 2013 komunikasi pribadi). Sifat genetis dan kondisi lingkungan
merupakan faktor lain yang berperan.
Hingga saat ini penyakit KAS masih menjadi kendala utama dalam usaha
peningkatan produksi lateks pada perkebunan karet di seluruh dunia. KAS diperkirakan
menyebabkan kerugian 12-20% dari produksi karet tahunan, dengan 20-50% dari pohon
produktif terkena gejala penyakit tersebut [3].
Gejala KAS, pertama dikenal sebagai pencoklatan kulit batang, ditandai dengan
pengeringan kulit batang saat penyadapan dan diikuti dengan berhentinya sebagian atau
keseluruhan aliran lateks. Pada stadium lanjut, panel sadap bahkan menjadi benar-benar
kering diikuti dengan kulit kayu kecoklatan, penebalan kulit kayu, kulit kayu retak dan
deformasi kulit yang membuat pohon karet akhirnya sama sekali tidak dapat menghasilkan
lateks [4].
Meskipun banyak penelitian telah dilakukan dalam usaha mengatasi permasalahan
KAS, mekanisme molekuler yang berlangsung di dalam sel masih minim diketahui. Hal
www.ibriec.org Juli 2013: 1(1) 4-6
Penulis: Riza Arief Putranto
5
tersebut sesungguhnya merupakan langkah pertama yang perlu dipahami sebelum beralih
pada usaha pencegahan atau penyembuhan tanaman.
KAS dapat diterjemahkan sebagai akumulasi dari kelelahan fisiologis tanaman
karet. Kelelahan tersebut merupakan respon kompleks dari banyak gen yang bertanggung
jawab dalam metabolisme lateks. Pendekatan konvensional melalui analisis ekspresi gen
per gen menggunakan PCR klasik tidak mampu memberikan informasi akurat mengenai
proses molekuler pada tanaman karet yang terserang KAS. Saat ini telah banyak dikenal
teknik analisis ekspresi gen debit tinggi seperti Microarray dan Real-Time PCR yang
mampu mengukur jumlah transkrip dari banyak gen target dalam RNA yang diekstrak dari
sampel.
Teknik tersebut dinamakan debit tinggi karena mampu mengukur akumulasi
transkrip gen dalam jumlah banyak secara efisien. Secara cepat, teknik tersebut mampu
memperlihatkan profil ekspresi gen-gen yang bertanggung jawab dalam metabolisme
dalam sel serta mengidentifikasi gen yang memiliki potensi sebagai penanda molekuler.
Pendekatan diatas disebut juga pendekatan transkriptomik.
Penelitian transkriptomik pada tanaman karet menunjukkan grafik meningkat lima
tahun terakhir [5,6,7,8]. Beberapa penelitian terbaru mentargetkan sejumlah besar gen
dengan menggunakan profil ekspresi untuk mencoba memahami mekanisme molekuler
yang terjadi selama KAS berlangsung [9,10,11].
Penelitian yang mendalam tentang gen-gen kunci pada tanaman karet memiliki
potensi yang besar di masa yang akan datang. Dalam aplikasi pada jangka pendek, gen-gen
tersebut diharapkan mampu menjadi penanda molekuler untuk penyakit KAS pada
tanaman karet. Pada jangka panjang, penanda molekuler tersebut dapat diintegrasikan
dalam skema pemuliaan tanaman karet berbasis molekuler dan tidak mustahil digunakan
untuk menghasilkan tanaman karet tanpa KAS. Kenapa tidak ?
Referensi :
[1] Polhamus LG (1962) Rubber: botany, production, and utilization: New York:
Interscience. 191 p.
[2] d'Auzac J, Prévôt JC, Jacob JL (1995) What's new about lutoids? A vacuolar system
model from Hevea latex. Plant Physiol Biochem 33: 765-777.
[3] de Faÿ E, Jacob JL (2010) Cyanogenesis and the onset of tapping panel dryness in
rubber tree. Pesq Agropec Bras 45: 1372-1380.
[4] de Faÿ E, Jacob JL (1989) Anatomical organization of the laticiferous system in the
bark. In: d'Auzac J, Jacob JL, Chrestin H, editors. Physiology of Rubber Tree Latex.
Boca Raton, Florida: CRC Press Inc. pp. 4-14.
[5] Putranto R-A, Sanier C, Leclercq J, Duan C, Rio M, et al. (2012) Differential gene
expression in different types of Hevea brasiliensis roots. Plant Science 183: 149-158.
[6] Duan C, Rio M, Leclercq J, Bonnot Fo, Oliver G, et al. (2010) Gene expression pattern
in response to wounding, methyl jasmonate and ethylene in the bark of Hevea
brasiliensis. Tree Physiology 30: 1349-1359.
[7] Piyatrakul P, Putranto R-A, Martin F, Rio M, Dessailly F, et al. (2012) Some ethylene
biosynthesis and AP2/ERF genes reveal a specific pattern of expression during somatic
embryogenesis in Hevea brasiliensis. BMC Plant Biology 12: 244.
[8] Gebelin V, Argout X, Engchuan W, Pitollat B, Duan C, et al. (2012) Identification of
novel microRNAs in Hevea brasiliensis and computational prediction of their targets.
BMC Plant Biology 12: 18.
www.ibriec.org Juli 2013: 1(1) 4-6
Penulis: Riza Arief Putranto
6
[9] Li D, Deng Z, Chen C, Xia Z, Wu M, et al. (2010) Identification and characterization
of genes associated with tapping panel dryness from Hevea brasiliensis latex using
suppression subtractive hybridization. BMC Plant Biology 10: 140.
[10] Venkatachalam P, Thulaseedharan A, Raghothama K (2007) Identification of
expression profiles of tapping panel dryness (TPD) associated genes from the latex of
rubber tree (Hevea brasiliensis Muell. Arg.). Planta 226: 499-515.
[11] Venkatachalam P, Thulaseedharan A, Raghothama K (2009) Molecular Identification
and Characterization of a Gene Associated with the Onset of Tapping Panel Dryness
(TPD) Syndrome in Rubber Tree (Hevea brasiliensis Muell.) by mRNA Differential
Display. Molecular Biotechnology 41: 42-52.
www.ibriec.org Juli 2013: 1(1) 4-6
Penulis: Riza Arief Putranto