Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Respon Tanaman Terhadap Patogen Secara Khusus pada Virus dan Jamur Kelompok 1 Eko Prasetya Yasir Siddiq.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Respon Tanaman Terhadap Patogen Secara Khusus pada Virus dan Jamur Kelompok 1 Eko Prasetya Yasir Siddiq."— Transcript presentasi:

1 Respon Tanaman Terhadap Patogen Secara Khusus pada Virus dan Jamur Kelompok 1 Eko Prasetya Yasir Siddiq

2 From Biochemistry and Molecular Biology of Plants, page 1113 B. Buchanan, W. Gruissem, and R. Jones ASPP Publishing, Rockville, MD, 2000

3

4

5

6 From Biochemistry and Molecular Biology of Plants, page 1111 B. Buchanan, W. Gruissem, and R. Jones ASPP Publishing, Rockville, MD, 2000

7

8 Respon Tanaman Terhadap JAMUR

9 Jamur dan virus termasuk pada patogen biotropik dimana hidup ada sel tanaman dan terbatas hanya pada satu spesies tanaman Pada Non-host Resistent: 1. Meluasnya, terjadi pada awal, efektif 2. Pasif - keterikatan / perkecambahan 3. Aktif - awal kolonisasi, e. g. aposisi dinding 4. Hipersensitivitas 5. Tahan lama

10

11 Penyebaran Fungi dan Bakteria

12 Bentuk dan penyebaran fungi pada pertanian

13 Symptom types -- necrosis Blumeriella on plum Alternaria solani – Bekas Gejala pada kentang

14 Symptom types – Layu Ophiostoma novo-ulmi Panama disease: Fusarium oxysporum f.sp. cubense

15 Symptom types – Mempengaruhi Hormon Taphrina deformans Hypertrophy Hypertrophy auxin Synchytrium endobioticum

16 Symptom types – Absisi Hemileia vastatrix

17 Symptom types – Sterilisasi Claviceps purpurea – ergot Ustilago maydis

18 Fungus Anthracnose Watermelon / Cantaloupe Circular, sunken lesions Mulch. Rotate location every 3 years. Clean up debris at end of season.

19 Respon Tanaman Terhadap Jamur Mengaktifkan gen resisten terhadap Jamur yaitu Sebuah gen yang produknya memungkinkan tanaman untuk mendeteksi patogen dan/atau membuat pertanahan terhadap jamur tersebut.

20 Kecepatan respon sekitar 24 jam Tidak selalu untuk Resisten Mencakup: ◦ Oxidative reactions (production of hydrogen peroxide) ◦ Deposition of callose ◦ Opening of ion channels ◦ Apoptosis Respon Hipersensitif

21 From Biochemistry and Molecular Biology of Plants, page 1087 B. Buchanan, W. Gruissem, and R. Jones ASPP Publishing, Rockville, MD, 2000 From Biochemistry and Molecular Biology of Plants, page 1133 B. Buchanan, W. Gruissem, and R. Jones ASPP Publishing, Rockville, MD, 2000

22  Penghentian Siklus sel  Menginduksi promotor gen untuk resisten › Phenylpropanoid pathway induced: products include salicylic acid (secondary inducer: induces other pathogenesis-related proteins), lignins (cell wall), and flavonoids › Pathogenesis-related (PR) proteins › Peningkatan Phytoalexins  Fortifikasi dinding sel dengan lignin, glikoprotein kaya hidroksiprolin (HRGPs), dll Local responses

23  SAR membutuhkan jam untuk memulai dan dapat bertahan hingga berbulan-bulan, melibatkan aktivasi gen dan sinyal yang ditransmisikan.  Gen yang diinduksi: chitinases β 1,3- glucanases other PR proteins Systemic Response or Systemic Acquired Resistance (SAR)

24 Mikoriza

25

26 Model Pertahanan Tumbuhan 1. Hambatan fisik berupa kutikula, duri, atau dinding sel 2. Produksi bahan kimia konstitutif dan protein 3. Respon induksi

27 Strategi pertahanan Tanaman 1. Hanya sebagian kecil dari infeksi patogen menyebabkan penyakit 2. Tanaman telah menginvestasikan sejumlah besar gen / energi untuk melawan patogen 3. Harus membedakan teman (misalnya Rhizobium, ramah Mikoriza) dari musuh

28 Ekspresi gen penyandi enzim hidrolitik seperti kinase dan beta-1,3 glukanase, protein antifungal dan enzim dalam biosintesis senyawa antimikrobia seperti fitoaleksin (lin et al. 2003)

29 Respon ketahanan oleh adanya gen resisten seperti gen Hm1 yang memberikan ketahanan tanaman jagung terhadap jamur patogen Cochliobolus carbonum (Johal dan Bringgs 1992) Hm1 adalah kelompok gen resisten penyandi enzim detoksifikasi. Sebagian besar gen resisten menyandi protein yang berperan pada transduksi sinyal dan dibedakan antara satu sama lain berdasarkan struktur proteinnya. Johal GS, Briggs SP Reductase activity encoded by the Hm1 disease resistance gene in maize. Science 258:

30 Penelitan yang lebih rinci telah dilakukan pada interaksi tanaman jagung dengan cendawan patogen Cochliobolus carbonum ras 1 yang menghasilkan HCtoksin, penyebab penyakit ‘leaf spot’ dan ‘ear rot’ pada jagung. Resistensi tanaman jagung terhadap patogen tersebut ditentukan oleh alel dominan pada lokus Hm1. Gen Hm1 menyandikan suatu karbonil reduktase, yaitu HC-toksin reduktase (HCTR) (Johal dan Briggs 1992)

31 Mekanisme pertahanan terhadap virus pada tanaman

32 Virus merupakan salah satu patogen yang berpengaruh dalam menyerang tanaman pertanian di seluruh dunia. Penyakit yang ditimbulkan oleh virus menyebabkan kerugian ekonomi karena dapat menurunkan hasil dan kualitasnya. Perlindungan dari infeksi virus dapat dilakukan dengan kemunculan gen ketahanan dalam plasma nutfah yang ada. Gen-gene ini dapat berupa resesif atau dominan. Keganasan virus tembakau

33 Virus infection Epidermal cells Kang BC et al., Annu. Rev. Phytopathol. (2005) Mesophyll cells Bundle sheath cells Phloem Parenchyma Companion cells Phloem Other host plants Replication Plant-to-plant movement Cell-to-cell movement Systemic movement

34 Siklus hidup virus di dalam tumbuhan Virus masuk ke dalam inang ◦ Melalui vektor, dengan mekanik dll – must be forced ◦ Melalui luka Replikasi ◦ Banyak step dalam replikasinya ◦ Virus mereplikasi materi genetik dengan mengkode enzimnya sendiri

35 Perpidahan dari satu sel ke sel lain ◦ Melewati plasmodesmata plasmodesmata ◦ Berpindah sebagai partikel atau protein atau komplek asam nukleat Perpindahan jarak jauh ◦ Melalui ploem ◦ sebagai partikel atau protein / komplek asam nukleat Berpindah dari satu tumbuhan ke tumb lain ◦ Memerlukan keseluruhan partikel Siklus hidup virus di dalam tumbuhan

36 Typical RNA-containing plant virus replication cycle From Shaw, 1996 Ch. 12 in Fundamental Virology (Academic Press) 2. RNA telah dimasukkan dan ditranslasi oleh komponen inang 3. Replikasi di sitoplasma 4b. Partikel virus baru telah dibentuk 1. Pertikel virus masuk melalui luka 4a. Infeksi RNA TMV Merambah ke sel Terdekat melalui Plasmodesmata dengan Movement Protein

37 Plant cells are bound by rigid cell walls and are interconnected by plasmodesmata, which are too small to allow passage of whole virus particles. Plasmodesma

38

39 Hipersensitive respon (HR) salah satunya adalah programe cell death (PCD) Respon tanaman terhadap virus melalui R-Gene Soosaar J.M. et al., Nat Rev Micro. (2005)  Systemic acquired resistance (SAR)  Peningkatan ekspresi R-Gen dan menghasilkan senyawa antimikrobia Local and systemic resistance Hypersensitive response

40 Compatible interaction ▶ Virulence / Susceptible Incompatible interaction ▶ Avirulence / Resistant Dominant resistance ◦ Incompatible interactions between the host R-gene and pathogen avirulence gene. ◦ Hypersensitive response (HR): specific recognition of the virus → rapidly induced programmed cell death → necrotic local lesion ◦ Tobacco mosaic virus/N gene interaction: a classic hypersensitive response (HR) model system. Recessive resistance ◦ Mutation or loss of host components required for a step of the virus life cycle

41 Viral Proteins Host R protein Avirulence factor Recognized by R protein Host factor Interaction with Host factors Host factor (mutated) No interaction with host factors Active defense signaling Switching host system for viral infection for viral infection Blocking virus infection Kang BC et al., Annu. Rev. Phytopathol. (2005) Susceptive Dominant resistant Recessive resistant Virulence factor

42 Maule A.J. et al., Molecular plant pathology (2007)

43 The largest class of R genes ◦ Nucleotide binding site + leucine-rich repeat (NBS-LRR) NBS-LRR sub-division can be made on basis of N-terminal domain. ◦ Coiled-coil (CC) domain (CC-NBS-LRR) ◦ Leucine zipper domain (LZ-NBS-LRR) ◦ Drosophila Toll and the mammalian interleukin (IL)-1 receptors (TIR-NBS- LRR) Domain structure of NBS–LRR proteins Belkhadir Y. et al., Curr. Opin. Plant Biol. (2004)

44 Recessive resistances seem to be more frequent for plant viruses than for other plant pathogens. Hilangnya host factor yang dibutuhkan dan mutasi akan menghasilkan ketahanan resesif yang diturunkan. Ketahanan resesif lebih banyak diketahui untuk pertahanan terhadap famili potyvirus dari pada famili lain.

45 Virus infection Epidermal cells Kang BC et al., Annu. Rev. Phytopathol. (2005) Mesophyll cells Bundle sheath cells Phloem Parenchyma Companion cells Phloem Other host plants Replication Plant-to-plant movement Cell-to-cell movement Systemic movement

46 Whitham S.A. and Wang Y. Curr Opin Plant Biol. (2004) Translation and replication Movement Counter defense and pathogenicity

47 Maule A.J. et al., Molecular plant pathology (2007) eIF4E eIF(iso)4E eIF4E eIF(iso)4G

48 replikasi dan penyebaran sistemik Virus tergantung pada faktor-faktor host. Rusak atau mutasi dari faktor host yang diperlukan untuk siklus virus yang merusak interaksi dapat menghasilkan fenotip tahan.

49 Kang, B.C., Yeam I., and Jahn M.M. Genetics of Plant Virus Resistance. Annu. Rev. Phytopathol. 2005, 43: Whitham S.A. and Wang Y. Roles for host factors in plant viral pathogenicity. Curr Opin Plant Biol , 7: Maule A.J., Caranta C. and Boulton M.I. Sources of natural resistance to plant viruses: status and prospects. Molecular Plant Pathology 2007, 8: Soosaar J.L., Burth-Smith T.M. and Dinesh-Kumar S.P. Mechanisms of plant resistance to viruses. Nat. Rev. Microbiol. 2005, 10:

50 TERIMA KASIH

51 Pertanyaan 1. Apa perbedaan host protein dan viral protein dan bagaimana regulasinya? (Oleh : Priyambodo) Jawab: Host protein adalah protein yang dihasilkan oleh gen-gen inang yang berfungsi sebagai reseptor protein dari virus. Host protein dapat termodifikasi sehingga tanaman resisten terhadap virus Viral protein adalah protein yang dihasilkan oleh gen-gen dari virus yang menginfeksi inang.

52 2. Bagaimana mekanisme mutasi virus hingga bisa menginfeksi tanaman baru? (Oleh : Miftahul Jannah) Jawab: Dimungkinkan terjadi mutasi pada virus, sehingga gen-gen atau protein yang ada pada virus sesuai dengan protein reseptor yang terdapat pada inang baru.

53 3. Apa perbedaan MP dengan CP? (Oleh : Paulin D. Kasi) Jawab: MP yaitu movement protein yang berfungsi sebagai agen perpindahan virus dari satu sel ke sel lain CP (Coat Protein) yaitu protein struktural dari virus didalam sel inang yang berfungsi membentuk struktur virus baru didalam sel inang.


Download ppt "Respon Tanaman Terhadap Patogen Secara Khusus pada Virus dan Jamur Kelompok 1 Eko Prasetya Yasir Siddiq."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google