Pyricularia grisea Sacc.

PENDAHULUAN
Salah satu penyakit utama yang menyerang tanaman padi adalah penyakit
blas yang disebabkan oleh cendawan Pyricularia grisea Sacc. (Rossman el al.
1990). Penyakit ini dapat menyerang semua bagian dari tanaman padi. Gejala
serangan dapat dilihat sebagai bercak-bercak pada daun, batang, dan leher malai
yang berbentuk belah ketupat, dengan pinggir coklat/coklat kemerahan
dan
bagian tengah berwarna abu-abu atau putih (Ou 1985; Scardaci et al. 1997).
Siklus hidup penyakit diawali ketika spora cendawan blas menginfeksi dan
menyebabkan bercak pada tanaman padi dan diakhiri ketika cendawan
menghasilkan spora dan menyebarkan spora dengan bantuan angin. Apabila
kondisi lingkungan sangat mendukung untuk pertumbuhannya, satu siklus hidup
dapat terjadi dalam waktu satu minggu. Di bawah kondisi kelembaban dan suhu
yang mendukung, cendawan blas dapat membentuk beberapa siklus hidup dan
dapat menghasilkan spora yang sangat banyak pada akhir musim, sehingga
dengan tingkat inokulum yang tinggi ini dapat merusak tanaman padi yang rentan.
Kehilangan hasil karena penyakit ini dapat mencapai 50% (Scardaci et al. 1997).
Di dalam tanaman dikembangkan berbagai mekanisme pertahanan untuk
menanggulangi penyakit/patogen. Selama infeksi oleh patogen, tanaman
mengembangkan ekspresi dari sejumlah besar gen yang terlibat di dalam
pertahanan. Gen-gen tersebut mengkode protein-protein yang berhubungan
dengan proteksi terhadap patogen seperti glucanase dan kitinase (Ryu et al. 2006).
Untuk melawan serangan patogen, tanaman harus meregulasikan faktor transkripsi
secara tepat (dalam waktu yang tepat) setelah mengenali patogen, agar dapat
mengaktifasi gen-gen yang berhubungan dengan pertahanan. Mekanisme
pertahanan untuk melawan penyakit dan serangan patogen tersebut dapat secara
terus menerus maupun terinduksi (Ryu et al. 2006). Ketahanan penyakit pada
tanaman dipicu oleh adanya interaksi antara protein-protein yang dihasilkan oleh
gen ketahanan di dalam tanaman (gen R) dan gen avirulen (gen Avr) dari
organisme penyebab penyakit. Penelitian selama ini menunjukkan bahwa aktivasi
dari protein R yang dihasilkan oleh gen R menyebabkan adanya respon ketahanan
selama terjadinya infeksi oleh patogen (Ayliffe et al. 2004).
Beberapa penelitian tentang ketahanan pada tanaman secara molekuler
menunjukkan adanya interaksi antara produk gen Avr dari patogen dan produk gen
R dari tanaman. Gen Avr patogen menjadi protein elicitor yang berinteraksi secara
fisik dengan protein reseptor kinase (NBS-LRR) yang merupakan produk gen R
dari tanaman (Ayliffe et al. 2004). Protein reseptor kinase yang diaktifkan melalui
interaksi ini selanjutnya bisa mengaktifkan protein-protein yang lain seperti faktor
transkripsi melalui mekanisme fosforilasi. Pada gilirannya faktor transkripsi ini
mengaktifkan ekspresi gen-gen yang terlibat langsung dalam memberikan proteksi
pada tanaman, seperti kitinase dan glucanase. Faktor transkripsi yang sudah
diketahui terlibat dalam mekanisme pertahanan tanaman terhadap patogen
diantaranya adalah WRKY, ERF, bZIP, dan MYB (Chakravarthy et. al. 2003).
Bukti-bukti yang telah ada menunjukkan bahwa perbedaan antara varietas tahan
dan peka adalah pada gen R yang menyandi protein reseptor, sementara tidak
ditemukan perbedaan pada mekanisme molekuler di bawahnya (Vidhyasekaran
2002).
WRKY merupakan suatu protein faktor transkripsi yang terlibat dalam
regulasi jalur respon pertahanan tanaman. Banyak protein WRKY yang terlibat
dalam pertahanan terhadap serangan patogen tanaman (Ryu et al. 2006). Dengan
kemampuan menempel pada bagian promoter dari gen target tersebut, protein
WRKY akan mampu menekan atau meningkatkan transkripsi dari gen target
(Zang and Wang 2005; Ryu et al. 2006). Pada tanaman padi diperkirakan terdapat
109 gen yang termasuk dalam famili OsWRKY, tetapi banyak dari gen-gen
tersebut belum diketahui fungsinya (Zhang and Wang 2005; Qiu et al. 2007). Gen
OsWRKY76 terletak pada segmen di kromosom 9 tanaman padi yang sebelumnya
diidentifikasi terkait dengan ketahanan berspektrum luas
Pada organisme eukariot pengaturan sebuah gen untuk dapat diekspresikan
membentuk suatu protein harus melalui mekanisme transkripsi, pasca transkripsi,
translasi, dan pasca translasi. Mekanisme pengaturan ini dilakukan oleh setiap gen
endogen maupun gen spesifik yang dimasukkan ke dalam genom.
Ekspresi gen meliputi proses transkripsi DNA menjadi mRNA, dan
translasi mRNA menjadi protein. DNA (deoxyribonucleic acid) merupakan
rangkaian basa nukleotida yang membawa informasi untuk membentuk protein.
Empat nukleotida penyusun DNA adalah guanin (G), sitosin (C), adenin (A) dan
timin (T). DNA mempunyai dua rantai nukleotida (rantai sense dan antisense)
yang berikatan satu sama lain dengan orientasi berlawanan, membentuk struktur
double helix. Sedangkan mRNA (messenger ribonucleic acid) terdiri dari satu
rantai nukleotida (rantai sense), dan timin diganti dengan urasil (U). Gen sendiri
didefinisikan sebagai rangkaian nukleotida dari DNA yang mengkode protein
(Gunadi 2006).
Pada proses transkripsi, informasi yang dibawa DNA diterjemahkan
menjadi mRNA. Sebelum menjadi mRNA, terlebih dahulu terbentuk prekursor
RNA (pre-mRNA) yang terdiri dari exon (rangkaian nukleotida yang
diterjemahkan) dan intron (rangkaian nukleotida yang tidak diterjemahkan).
Proses pre-mRNA menjadi mRNA diawali dengan suatu proses penghilangan atau
pemotongan intron yang disebut splicing (Gunadi 2006).
Proses selanjutnya mRNA akan ditranslasi menjadi protein. Semua fungsi
dari sel tergantung dari protein. Protein mempunyai beragam fungsi yaitu
mempertahankan struktur sel, mengirim pesan antar sel, sebagai pengikat dan
transportasi zat-zat lain dalam darah seperti oksigen dan lipid. Protein juga
berperan sebagai enzim yang mengkatalis reaksi kimia dalam organisme.
Kegiatan perakitan tanaman transgenik yang melibatkan transfer DNA
asing dari luar ke dalam tanaman target keberhasilannya selain tergantung pada
gen yang dimasukkan ke dalam tanaman target, sistem transformasi dan
regenerasi tanaman transgenik, juga sangat tergantung pada tingkat ekspresi dari
gen yang dimasukkan di dalam tanaman target. Tingkat ekspresi dari DNA yang
ditransfer di dalam jaringan tanaman transgenik dapat sangat bervariasi diantara
galur-galur tanaman transgenik yang diperoleh. Tingkat ekspresi yang berbeda ini
dapat disebabkan antara lain karena perbedaan posisi integrasi gen dalam genom
tanaman yang biasa disebut sebagai “positional-effect” dan jumlah kopi gen yang
terintegrasi (Walden 1989). Apabila gen target masuk di daerah eukromatin di
dalam kromosom tanaman, maka gen target akan dapat terekspresi dengan baik,
sebaliknya apabila gen masuk target masuk di daerah heterokromatin, maka gen
tidak akan terekspresi (Alberts et al. 2002)