Transpor dan Metabolisme Unsur Fe pada Tanaman

Proses pengambilan unsur Fe dari daerah rhizosfer oleh tanaman (Kobayashi & Nishizawa 2012)

Proses pengangkutan Fe pada tanaman melibatkan proses yang kompleks. Conte & Walker (2011) menjelaskan bahwa proses pengangkutan dimulai dari pengambilan Fe dari tanah melalui akar, kemudian terjadi aktivitas kontrol pengangkutan dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Setelah terjadi pengambilan Fe dari tanah ke dalam sel-sel akar, kemudian diangkut ke ke bagian atas tumbuhan melalui pembuluh xilem (Bashir et al. 2013).

Tanaman mengembangkan dua strategi yang berbeda dalam pengambilan Fe dari rhizosfer hingga melintasi membran plasma sel akar yaitu strategi I dan II. Strategi I dikembangkan oleh kelompok tanaman dikotil dan monokotil non-graminaceous, sedangkan strategi II dikembangkan oleh kelompok tanaman rumput-rumputan (Jeong & Connolly 2009). Pada strategi I terjadi reduksi Fe³⁺ menjadi Fe²⁺ yang melibatkan proses asidifikasi pada daerah rizhosfer. Proses ini terjadi dengan bantuan enzim Fe³⁺-chelate reductase dan diangkut untuk kemudian dilepaskan dalam bentuk ion Fe²⁺ ke dalam sitoplasma sel-sel akar oleh sebuah transporter Fe²⁺. Reduksi Fe³⁺ oleh ferric chelate reductase selanjutnya akan meningkatkan kelarutan Fe karena Fe²⁺ bersifat lebih larut dibandingkan Fe³⁺. Proses reduksi ini juga akan memudahkan proses pengambilan Fe oleh Iron regulated Transporter 1 (IRT1) yang akan diangkut melewati membran plasma sel epidermis akar. Beberapa strategi yang terlibat dalam strategi I yaitu pemompaan proton, aktivitas enzim ferric chelate reductase dan transporter IRT1 (Conte & Walker 2011).

Bashir et al. (2013) menyatakan bahwa pengelompokkan menjadi strategi I dan II berlaku hanya untuk cara pengambilan Fe dari rhizosfer. Terdapat beberapa perbedaan pada kedua strategi tersebut dalam strategi pengangkutan Fe. Perbedaan secara mendasar timbul karena pada strategi II tanaman menghasilkan asam mugenat (kelompok fitosiderofor) yang berperan sebagai agen pengkelat Fe³⁺.  Beberapa kelator penting yang berperan sebagai agen pengkelat Fe meliputi nikotianamin (NA), asam mugenat (MA), sitrat dan senyawa fenolik. Ketiga senyawa tersebut dihasilkan oleh tanaman tingkat tinggi, sedangkan MA dihasilkan khusus oleh tanaman rumput-rumputan. Agen pengkelat yang dihasilkan tersebut disintesis melalui jalur metabolisme S-adenosyl-L-methionine. Pengkelat yang terbentuk selanjutnya disekresikan dari dalam sel ke daerah rhizosfer oleh transporter TOM1. Setelah terjadi pengkelatan Fe³⁺ oleh senyawa pengkelat maka akan terbentuk kompleks Fe³⁺-PS. Kompleks yang terbentuk selanjutnya diangkut ke dalam sel dengan bantuan transporter YSL1 (Kobayashi & Nishizawa 2012).

NB: Daftar Pustaka (under request, please contact me via turhadibiologi@gmail.com)