Virus tumbuhan adalah virus yang berpotensi menyerang tumbuhan. Seperti virus lainnya, virus tumbuhan adalah parasit intraseluler obligat. Mereka tidak memiliki mesin molekuler untuk bereplikasi tanpa inang. Virus tumbuhan bisa bersifat patogen bagi tumbuhan vaskular atau tumbuhan tingkat tinggi.
Banyak virus tumbuhan berbentuk batang. Protein membentuk tabung yang mengelilingi genom virus. Partikel isometrik adalah struktur umum lainnya. Virus tumbuhan jarang memiliki amplop. Sebagian besar virus tumbuhan memiliki genom RNA yang kecil dan beruntai tunggal (ss).
Namun, ada juga virus dengan genom RNA beruntai ganda (ds), DNA ss, atau DNA ds. Meskipun virus tumbuhan belum sepenuhnya dipahami seperti virus hewan, ada satu virus tumbuhan yang sangat dikenal, yaitu Tobacco Mosaic Virus (TMV). Virus ini adalah virus pertama yang ditemukan. Virus tumbuhan menyebabkan kerugian sekitar 60 miliar dolar AS dalam hasil panen di seluruh dunia setiap tahunnya. Virus tumbuhan dikelompokkan menjadi 73 genera dan 49 famili. Namun, angka-angka ini hanya berkaitan dengan tumbuhan budidaya. Tumbuhan budidaya hanya sebagian kecil dari total spesies tumbuhan. Virus pada tumbuhan liar belum banyak dipelajari. Interaksi antara tumbuhan liar dan virusnya seringkali tidak menyebabkan penyakit pada tumbuhan inang.
Untuk menular dari satu tumbuhan ke tumbuhan lain dan dari satu sel tumbuhan ke sel tumbuhan lain, virus tumbuhan menggunakan strategi yang berbeda dari virus hewan. Sebagian besar tumbuhan tidak bergerak. Oleh karena itu, penularan dari tumbuhan ke tumbuhan biasanya melibatkan vektor, seperti serangga. Sel tumbuhan dikelilingi oleh dinding sel yang padat. Transportasi melalui plasmodesmata adalah jalur yang disukai virion untuk bergerak antar sel tumbuhan. Tumbuhan memiliki mekanisme khusus untuk mengangkut mRNA melalui plasmodesmata. Mekanisme ini diduga digunakan oleh virus RNA untuk menyebar dari satu sel ke sel lain. Pertahanan tumbuhan terhadap infeksi virus mencakup penggunaan siRNA sebagai respons terhadap dsRNA. Sebagian besar virus tumbuhan menyandikan protein untuk menekan respons ini. Tumbuhan juga mengurangi transportasi melalui plasmodesmata sebagai respons terhadap luka.
Penemuan virus tumbuhan yang menyebabkan penyakit sering dikaitkan dengan A. Mayer pada tahun 1886. Mayer menunjukkan bahwa getah dari daun tembakau yang terinfeksi mosaik dapat menyebabkan gejala mosaik ketika disuntikkan ke tumbuhan sehat. Namun, infeksi getah tersebut hilang ketika direbus. Mayer menduga bahwa penyebabnya adalah bakteri. Namun, setelah inokulasi yang lebih besar dengan sejumlah besar bakteri, ia gagal mengembangkan gejala mosaik.
Pada tahun 1898, Martinus Beijerinck, seorang profesor mikrobiologi di Universitas Teknik Belanda, mengemukakan konsep bahwa virus berukuran kecil. Ia menentukan bahwa “penyakit mosaik” tetap menular ketika melewati saringan Chamberland. Hal ini berbeda dengan mikroorganisme bakteri, yang tertahan oleh saringan. Beijerinck menyebut filtrat infeksius itu sebagai “contagium vivum fluidum”. Istilah ini menjadi asal mula istilah modern “virus”.
Setelah penemuan awal ‘konsep virus’, ada kebutuhan untuk mengklasifikasikan penyakit virus lain yang diketahui berdasarkan cara penularannya, meskipun pengamatan mikroskopis tidak membuahkan hasil. Pada tahun 1939, Holmes menerbitkan daftar klasifikasi 129 virus tumbuhan. Daftar ini diperluas. Pada tahun 1999, ada 977 spesies virus tumbuhan yang diakui secara resmi, dan beberapa spesies virus tumbuhan bersifat sementara.
Pemurnian (kristalisasi) TMV pertama kali dilakukan oleh Wendell Stanley. Ia menerbitkan temuannya pada tahun 1935. Stanley tidak menentukan bahwa RNA adalah materi infeksius. Namun, ia menerima Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1946. Pada tahun 1950-an, penemuan oleh dua laboratorium secara bersamaan membuktikan bahwa RNA TMV yang dimurnikan bersifat infeksius. Hal ini memperkuat argumen bahwa RNA membawa informasi genetik untuk mengkode produksi partikel infeksius baru.
Baru-baru ini, penelitian virus telah difokuskan pada pemahaman genetika dan biologi molekuler genom virus tumbuhan. Perhatian khusus diberikan pada penentuan bagaimana virus dapat bereplikasi, bergerak, dan menginfeksi tumbuhan. Pemahaman tentang genetika virus dan fungsi protein telah digunakan untuk menjajaki potensi penggunaan komersial oleh perusahaan bioteknologi. Secara khusus, sekuens turunan virus telah digunakan untuk memberikan pemahaman tentang bentuk resistensi baru. Kemajuan teknologi baru-baru ini memungkinkan manusia untuk memanipulasi virus tumbuhan. Hal ini dapat memberikan strategi baru untuk produksi protein bernilai tambah pada tumbuhan.
Virus sangat kecil sehingga hanya dapat diamati di bawah mikroskop elektron. Struktur virus ditentukan oleh lapisan proteinnya, yang mengelilingi genom virus. Perakitan partikel virus terjadi secara spontan.
Lebih dari 50% virus tumbuhan yang dikenal berbentuk batang (fleksibel atau kaku). Panjang partikel biasanya tergantung pada genom, tetapi biasanya antara 300 dan 500 nm dengan diameter 15–20 nm. Subunit protein dapat ditempatkan di sekeliling lingkaran untuk membentuk cakram. Dengan adanya genom virus, cakram ditumpuk. Kemudian tabung dibuat dengan ruang untuk genom asam nukleat di tengahnya.
Struktur paling umum kedua di antara virus tumbuhan adalah partikel isometrik. Mereka berdiameter 25–50 nm. Dalam kasus ketika hanya ada satu protein mantel, struktur dasarnya terdiri dari 60 subunit T, di mana T adalah bilangan bulat. Beberapa virus mungkin memiliki 2 protein mantel yang berasosiasi untuk membentuk partikel berbentuk ikosahedral.
Ada tiga genera Geminiviridae yang terdiri dari partikel yang seperti dua partikel isometrik yang menempel menjadi satu.
Sejumlah kecil virus tumbuhan memiliki, selain protein mantelnya, amplop lipid. Ini berasal dari membran sel tumbuhan saat partikel virus keluar dari sel.
Virus dapat menyebar dengan transfer langsung getah melalui kontak tumbuhan yang terluka dengan tumbuhan yang sehat. Kontak semacam itu dapat terjadi selama praktik pertanian, seperti kerusakan yang disebabkan oleh alat atau tangan, atau secara alami, seperti oleh hewan yang memakan tumbuhan. Umumnya TMV, virus kentang, dan virus mosaik mentimun ditularkan melalui getah.
Virus tumbuhan perlu ditularkan oleh vektor, paling sering serangga seperti wereng. Salah satu kelas virus, Rhabdoviridae, telah diusulkan sebagai virus serangga yang telah berevolusi untuk bereplikasi pada tumbuhan. Vektor serangga yang dipilih dari virus tumbuhan akan sering menjadi faktor penentu dalam rentang inang virus tersebut: ia hanya dapat menginfeksi tumbuhan yang menjadi makanan vektor serangga tersebut. Ini sebagian ditunjukkan ketika lalat putih dunia lama mencapai Amerika Serikat, tempat ia memindahkan banyak virus tumbuhan ke inang baru. Tergantung pada cara penularannya, virus tumbuhan diklasifikasikan sebagai non-persisten, semi-persisten, dan persisten. Dalam penularan non-persisten, virus menempel pada ujung distal stilet serangga dan pada tumbuhan berikutnya yang dihinggapinya, ia menginokulasi virus tersebut. Penularan virus semi-persisten melibatkan virus yang memasuki usus depan serangga. Virus-virus yang berhasil melewati usus ke dalam hemolimfa dan kemudian ke kelenjar ludah dikenal sebagai virus persisten. Ada dua sub-kelas virus persisten: propagatif dan sirkulatif. Virus propagatif mampu bereplikasi baik pada tumbuhan maupun serangga (dan mungkin awalnya adalah virus serangga), sedangkan virus sirkulatif tidak dapat bereplikasi. Virus sirkulatif dilindungi di dalam kutu daun oleh protein pengiring symbionin, yang dihasilkan oleh simbion bakteri. Banyak virus tumbuhan menyandikan di dalam genomnya polipeptida dengan domain yang penting untuk penularan oleh serangga. Pada virus non-persisten dan semi-persisten, domain ini berada di protein mantel dan protein lain yang dikenal sebagai komponen pembantu. Hipotesis penghubung telah diusulkan untuk menjelaskan bagaimana protein ini membantu penularan virus yang dimediasi serangga. Komponen pembantu akan berikatan dengan domain spesifik protein mantel, dan kemudian bagian mulut serangga – menciptakan jembatan. Pada virus propagatif persisten, seperti virus layu berbintik tomat (TSWV), seringkali ada lapisan lipid yang mengelilingi protein yang tidak terlihat pada kelas virus tumbuhan lainnya. Dalam kasus TSWV, 2 protein virus diekspresikan dalam amplop lipid ini. Telah diusulkan bahwa virus berikatan melalui protein ini dan kemudian dibawa ke dalam sel serangga oleh endositosis yang dimediasi reseptor.
Nematoda yang hidup di dalam tanah telah terbukti menularkan virus. Mereka memperoleh dan menularkannya dengan memakan akar yang terinfeksi. Virus dapat ditularkan baik secara non-persisten maupun persisten, tetapi tidak ada bukti bahwa virus dapat bereplikasi pada nematoda. Virion menempel pada stilet (organ pemberi makan) atau ke usus ketika mereka memakan tumbuhan yang terinfeksi dan kemudian dapat melepaskan diri selama pemberian makan nanti untuk menginfeksi tumbuhan lain. Nematoda menularkan virus seperti virus ringspot tembakau dan virus rattle tembakau.
Sejumlah genera virus ditularkan, baik secara persisten maupun non-persisten, oleh protozoa zoosporik yang hidup di dalam tanah. Protozoa ini sendiri tidak fitopatogenik, tetapi parasit. Penularan virus terjadi ketika mereka berasosiasi dengan akar tumbuhan. Contohnya termasuk Polymyxa graminis, yang telah terbukti menularkan penyakit virus tumbuhan pada tanaman sereal dan Polymyxa betae yang menularkan virus Beet necrotic yellow vein. Plasmodiophorida juga menciptakan luka di akar tumbuhan tempat virus lain dapat masuk.
Penularan virus tumbuhan dari generasi ke generasi terjadi pada sekitar 20% virus tumbuhan. Ketika virus ditularkan melalui biji, biji terinfeksi pada sel generatif dan virus dipertahankan dalam sel germinal dan kadang-kadang, tetapi lebih jarang, di lapisan biji. Ketika pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tertunda karena situasi seperti cuaca yang tidak menguntungkan, ada peningkatan jumlah infeksi virus pada biji. Tampaknya tidak ada korelasi antara lokasi biji pada tumbuhan dan peluangnya untuk terinfeksi. Sedikit yang diketahui tentang mekanisme yang terlibat dalam penularan virus tumbuhan melalui biji, meskipun diketahui bahwa hal itu dipengaruhi oleh lingkungan dan bahwa penularan biji terjadi karena invasi langsung embrio melalui ovula atau melalui rute tidak langsung dengan serangan pada embrio yang dimediasi oleh gamet yang terinfeksi. Proses-proses ini dapat terjadi secara bersamaan atau terpisah tergantung pada tumbuhan inang. Tidak diketahui bagaimana virus dapat secara langsung menyerang dan melintasi embrio dan batas antara generasi induk dan keturunan di dalam ovula. Banyak spesies tumbuhan dapat terinfeksi melalui biji termasuk tetapi tidak terbatas pada famili Leguminosae, Solanaceae, Compositae, Rosaceae, Cucurbitaceae, Gramineae. Bean common mosaic virus ditularkan melalui biji.
Ada bukti lemah bahwa virus yang umum pada cabai, Pepper Mild Mottle Virus (PMMoV) mungkin telah berpindah untuk menginfeksi manusia. Ini adalah kejadian yang jarang dan tidak mungkin karena, untuk memasuki sel dan bereplikasi, virus harus “berikatan dengan reseptor di permukaannya, dan virus tumbuhan sangat tidak mungkin mengenali reseptor pada sel manusia. Salah satu kemungkinannya adalah bahwa virus tidak menginfeksi sel manusia secara langsung. Sebaliknya, RNA virus telanjang dapat mengubah fungsi sel melalui mekanisme yang mirip dengan interferensi RNA, di mana keberadaan urutan RNA tertentu dapat mengaktifkan dan menonaktifkan gen,” menurut Ahli Virologi Robert Garry.
Kehidupan intraseluler virus tumbuhan pada inang masih kurang dipelajari terutama tahap awal infeksi. Banyak struktur membran yang virus induksi sel tumbuhan untuk diproduksi bersifat motil, sering digunakan untuk memperdagangkan virion baru di dalam sel yang memproduksi dan ke tetangga mereka. Virus juga menginduksi berbagai perubahan pada membran intraseluler tumbuhan sendiri. Karya Perera et al. 2012 dalam infeksi virus nyamuk dan berbagai penelitian lain yang mempelajari model ragi virus tumbuhan menemukan ini disebabkan oleh perubahan homeostasis lipid yang menyusun membran intraseluler mereka, termasuk peningkatan sintesis. Perubahan lipid yang sebanding ini menginformasikan harapan dan arahan penelitian kami untuk bidang virus tumbuhan yang kurang dipahami.
Sumber: wikipedia