Nematode-Trapping Fungi yang Berperan di Dalam Infeksi Nematoda sebagai Agensia Hayati

Mengenal Nematode-trapping fungi

Kelompok cendawan yang antagonis terhadap nematoda dan memangsa nematoda baik dengan cara trapping maupun parasitisme disebut sebagain cendawan nematofagus. Cendawan nematofagus merupakan spesies cendawan yang menggunakan sporanya ataupun miselia untuk menangkap nematoda, atau menghasilkan toksin untuk membunuh nematoda. Cendawan nematofagus dapat menginfeksi, membunuh, dan memangsa nematoda pada setiap fase (telur, larva, dan nematoda dewasa) (Hasanzadeh et al. 2012).

Cendawan nematofagus seperti Arthrobotrys, Dactylella, Dactylaria secara aktif memerangkap nematoda menggunakan organ khusus pada miselium. Harposporium anguillulae, Haptoglossa mirabilis, Meria coniospora, Ctenaria anguillulae merupakan endoparasit nematoda yang sporanya tertelan oleh nematoda dan berkembang di dalam tubuh nematoda. Pada dasarnya, nematofagus merupakan saprofit. Penyebaran nematoda ada di tanah, daun, humus, kotoran hewan, kayu busuk, dll. Cendawan nematofagus sebagian besar dari kelompok Deuteromisetes dan sebagian kecil Zygomycetes.

cendawan-nematophagus

cendawan-nematophagus2

Mekanisme parasitisme Nematode-trapping fungi

Cendawan nematofagus yang parasit pada nematoda dapat merusak telur nematoda. Penelitian mengenai proses perusakan telur nematoda oleh cendawan nematofagus pada tahap awal bertujuan untuk bagaimana cara pengendalian nematoda sejak dini. Salah satu contoh cendawan nematofagus yang parasit pada telur nematoda yaitu Pochonia chlamydosporia, merupakan kelompok Deuteromycete dan bersifat fakultatif parasit.

Cendawan ini banyak tersebar di lingkungan dan telah berhasil dimanfaatkan sebagai parasit pada telur nematoda Meloidogyne sp. Cendawan ini membentuk struktur apresorium dari hifa yang kemudian membungkus permukaan telur dan secara metode kimiawi dan fisik penetrasi ke dalam telur. P. chlamydosporia parasit pada telur Meloidogyne sp. yang merupakan nematoda penyebab busuk akar pada tanaman tomat.

Arthrobotrys oligospora merupakan kelompok nematode trapping fungus yang menangkap nematoda dengan menggunakan hifa khusus yang membentuk jaringan tiga dimensi. A. oligospora berpotensi untuk agensia biokotrol yang berfungsi di dalam penghambatan reproduksi Meloidogyne mayaguensis, penyebab penyakit pada akar tanaman.

Bacaan lanjutan  Medium Nutrient Agar - Komposisi, Kegunaan dan Cara Membuatnya

Aktivitas enzimatik kimiawi

Beberapa spesies cendawan nematofagus membunuh nematoda secara kimiawi yaitu dengan menghasil beberapa enzim. Soares et al. (2014) melaporkan Arthrobotrys sinensis pada medium cair memiliki aktivitas nematisidal (mampu membunuh) larva Angiostrongylus vasorum dengan persentase 64% dalam waktu 24 jam. A. sinensis mampu menghasilkan enzim hidrolitik yaitu protease yang efektif membunuh larva L1 dari nematoda A. vasorumA. vasorum yang merupakan nematoda parasit pada hewan dan manusia, penyebab angiostrongylosis dengan gejala batuk, sesak nafas, berat badan menurun, muntah, sakit kepala, gagal jantung hingga kematian.

cendawan-nematophagus3

Dari gambar 3, dapat dilihat bahwa enzim protease yang dihasilkan oleh cendawan nematofagus mampu menghidrolisis kutikel nematoda secara enzimatik dan juga menyerang bagian dalam nematoda, hingga mengakibatkan kerusakan bahkan kematian nematoda. Enzim protease ekstraseluler juga dapat membunuh larva nematoda Panagrellus redivivus. A. sinensis mampu menghasilkan tiga jenis enzim protease dengan berat molekul besar melalui analisa zymogram dan dapat diproduksi di media cair maupun padat (Soares et al. 2014).

Proteom Nematode-trapping fungi Monacrosporium haptotylum

Beberapa cendawan nematofagus menggunakan struktur khusus (trap) untuk menangkap nematode secara mekanik maupun pelekatan. Andersson et al. (2013) melaporkan hasil karakterisasi proteome sel trap. Trap M. haptotylum terdiri dari struktur uniseluler yang disebut knob yang tumbuh dan berkembang di bagian ujung hifa. Protein diekstraksi dari knob dan miselia kemudian dianalisa menggunakan SDS-PAGE dan liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS-MS). Sekuens peptida dicocokkan dengan database sekuens genom M. haptotylum. Diperoleh hasil total 336 protein yang teridentifikasi dengan 54 protein yang diekspresikan dengan jumlah lebih tinggi pada knob dibandingkan pada miselia. Protein knob termasuk peptidase, protein yang belum teridentifikasi, adesin dengan beberapa domain (termasuk domain WSC).

Analisa filogenetik menunjukkan hasil bahwa domain WSC berukuran besar dan dimiliki oleh M. haptotylum. Beberapa peptidase homolog dengan protein yang ada pada cendawan patogen dan sama dengan proteom knob. Sel trap dari M. haptotylum mengandung banyak protein yang dibutuhkan pada tahap awal infeksi dan sel trap dan mengontrol translasi dan degradasi protein untuk meminimalisir sintesis protein.

Bacaan lanjutan  Anda Diet dan Tetap Gemuk? Salahkan Bakteri Saluran Pencernaan Anda!

cendawan-nematophagus4

Studi Molekuler Nematode-trapping fungi

Kelompok cendawan ini hidup bebas sebagai saprob, tetapi ketika memasuki tubuh nematoda akan berubah menjadi parasit dan membentuk struktur khusus untuk menyerang tubuh inang (nematoda) untuk memperoleh makanan terutama sumber nitrogen. Arthrobotrys oligospora merupakan nematode-trapping fungi yang paling umum digunakan sebagai model untuk mempelajari mekanisme molekuler perubahan antara fase saprob dengan parasit pada siklus nematofagus. A. oligospora hidup bebas sebagai saprob, ketika ada nematoda, A. oligospora memasuki fase parasitik dengan membentuk jaring yang lengket untuk menangkap nematoda.

Pada cendawan berfilamen, autophagy berperan di dalam morfogenesis dan morfologi, dimana autophagy akan diinduksi oleh nematoda selama fase awal pembentukan jaring (trap) pada A. oligospora. Gen yang menyandikan autophagy yaitu atg8 dan kerusakan pada gen ini dapat menyebabkan autophagy tidak dihasilkan, menghambat pembentukan jaring (trap) dan berkurangnya patogenisitas terhadap nematoda. Chen et al. (2013) melaporkan bahwa autophagy merupakan faktor penting untuk pembentukan jaring pada spesies A.oligospora selama menginfeksi nematoda.

Autophagy adalah jalur katabolik seluler yang menggunakan lisosom untuk memakan dan mendaur ulang protein dan organel pada sel eukariot. Proses ini dikarakterisasi melalui pembentukan vesikel membrane ganda yang disebut autofagosom. Pada cendawan berfilamen, autophagy terbukti berperan dan ikut serta dalam proses fisiologis, diferensiasi  dan perkembangan sel, kematian sel, dan siklus nutrien.

Pemanfaatan cendawan nematofagus sebagai agensia biokontrol terus dikembangkan dan diteliti oleh karena itu untuk aplikasi di lapangan, perlu pemahaman mengenai ekologi dan populasi genetik cendawan nematofagus di lingkungan. Zhang et al. (2013) melaporkan bahwa dari 228 strain A. oligospora telah dikarakterisasi genotipe nya menggunakan  12 marker polimorfisme nukleotida tunggal (SNPs) yang terletak di delapan fragmen DNA secara random. Strain-strain ini berasal dari ekologi dan geografis yang berbeda. Penelitian yang dilakukan oleh Zhang et al. (2013) bertujuan untuk aplikasi dan konservasi agensia biokontrol A. oligospora di bidang pertanian dan kehutanan.

Bacaan lanjutan  Bakteri Penghasil Emas Ini Bisa Membuatmu Kaya Raya!

Andersson et al. (2014) melakukan penelitian mengenai variasi genetik gen yang berperan di dalam proses infeksi berbagai spesies nematoda oleh nematode-trapping fungi yaitu A. oligospora, Monacrosporium cionopagum, dan A. dactyloides. Gen-gen tersebut meliputi gen penyandi endopeptidase seperti subtilisin dan protease aspartat, cell-surface protein termasuk domain WSC, protein respon terhadap stress, membran transporter, faktor transkripsi, dan domain lektin Ricin-B.

Daftar Pustaka

Andersson K, Kumar D, Bentzer J, Friman E, Ahren D, Tunlid A. 2014. Interspesific and host-related gene expression patterns in nematode-trapping fungi. BMC Genomics, 15:968.

Andersson K, Meerupati T, Levander F, Friman E, Ahren D, Tunlid A. 2013. Proteome of the nematode-trapping cells of the fungus Monacrosporium haptotylum. American Society for Microbiology. Appl and Environ Microbiol, 79(16): 4993-5004.

Chen Y, Gao Y, Zhang K, and Zou C. 2013. Autophagy is required for trap formation in the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora. Society for Applied Microbiology (SFAM). Environmental Microbiology Reports, 5(4): 511-517.

Hasanzadeh M, Mohammadifar M, Sahebany N, Etebarian HR. 2012. Effect of cultural condition on biomass production of some Nematophagous fungi as biological control agent. Egypt Acad J Biolog Sci 5(1): 115-126.

Soares FE, de Queiroz JH, Braga FR, Lima WS, Zamprogno TT, Araujo JV. 2014. Proteolytic activity of the nematophagous fungus Arthtrobotrys sinensis on Angiostrongylus vasorum larvae. BMC Research Notes, 7:811.

Zhang Y, Qiao M, Xu J, Cao Y, Zhang K, Yu Z. 2013. Genetic diversity and recombination in natural populations of the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora from China. Ecology and Evolution, 3(2): 312-325.

Incoming search terms:

  • gambar nematoda meloidogyne
  • jamur nematoda
author
Author: 
Laila Karomah yang lebih sering berpetualang di dunia maya sebagai evilgenius, merupakan mahasiswi Mikrobiologi Institut Pertanian Bogor. Bidang yang digemari oleh pegiat IT otodidak ini adalah mikrobiologi kesehatan, mikrobiologi lingkungan, bioteknologi mikrob, dan enzimologi.

Leave a reply "Nematode-Trapping Fungi yang Berperan di Dalam Infeksi Nematoda sebagai Agensia Hayati"

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.