Pengenalan
Sesiapa yang pernah memetik betik muda, mengopek nangka atau memotong tangkai mangga tentu biasa dengan cecair putih atau getah yang melekit (pengetahuan am). Bagi kebanyakan orang, getah ini sekadar gangguan semasa penuaian. Namun dari sudut biologi, lateks ialah sebahagian daripada sistem pertahanan tumbuhan, dan kefahaman tentangnya relevan kepada pengurusan perosak, penyakit dan pengendalian buah di Malaysia.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Papain protects papaya trees from herbivorous insects: role of cysteine proteases in latex” (Konno et al., 2004). Abstrak tidak menyatakan objektif secara eksplisit, tetapi kajian ini meneliti peranan protein dan enzim dalam lateks, khususnya protease sisteina seperti papain, dalam mempertahankan pokok betik (Carica papaya) daripada larva serangga. Negara tempat kajian dijalankan tidak dinyatakan dalam abstrak. Penting dinyatakan bahawa bukti utama kajian ini datang daripada lateks pada daun betik dan ara liar, bukan daripada buah. Kajian sokongan meliputi enzim dalam salur lateks betik (El Moussaoui et al., 2001), ulasan protein lateks (Musidlak et al., 2020), aktiviti protease betik dan nanas terhadap perosak (Gladenucci et al., 2023) dan interaksi papain dengan patogen pada buah betik (Gumtow et al., 2018).
Sorotan Kajian Lepas
Abstrak kajian utama menjelaskan bahawa banyak tumbuhan mengandungi lateks yang keluar apabila daun rosak, dan pelbagai protein serta enzim telah ditemui di dalamnya, tetapi peranannya masih kurang difahami. Dari sudut evolusi, Farrell et al. (1991) bertanya sama ada lateks dan salur resin mendorong kepelbagaian tumbuhan. Mereka menguji idea bahawa kepelbagaian pesat berlaku selepas inovasi pertahanan dengan membandingkan kepelbagaian keturunan tumbuhan yang mengevolusikan sistem salur secara berasingan dengan kumpulan saudaranya.
Asas biokimia papain telah lama dikaji. Kimmel dan Smith (1954) menerbitkan kajian tentang penyediaan, kekhususan dan pengaktifan papain berhablur. Hanada et al. (1978) pula memencilkan dan mencirikan E-64, perencat protease tiol baharu daripada kultur Aspergillus japonicus TPR-64 yang dipencilkan daripada tanah. Perencat inilah yang kemudiannya digunakan oleh Konno et al. (2004) untuk menguji peranan papain.
Pechan et al. (2002) menunjukkan bahawa pemakanan serangga menggerakkan protease pertahanan unik dalam jagung yang merosakkan matriks peritrofik ulat. Matriks ini rosak teruk apabila ulat memakan pokok jagung yang rintang atau jagung transgenik Black Mexican Sweetcorn. Kajian ini memberi gambaran bahawa protease tumbuhan boleh menjadi senjata langsung terhadap serangga.
Dapatan Utama
Papain melindungi betik daripada ulat. Konno et al. (2004) mendapati papain dalam lateks betik ialah faktor penting dalam pertahanan pokok betik terhadap larva lepidoptera, termasuk Samia ricini (Saturniidae) yang oligofagus serta dua perosak polifagus terkenal, Mamestra brassicae dan Spodoptera litura (Noctuidae).
Toksisiti hilang apabila lateks dibuang. Daun beberapa tumbuhan berlateks, termasuk betik dan ara liar Ficus virgata (Moraceae), menunjukkan ketoksikan kuat dan merencat pertumbuhan larva. Apabila lateks dibasuh, daun tersebut kehilangan ketoksikannya. Lateks kedua-dua spesies kaya dengan aktiviti protease sisteina.
Perencat E-64 menghapuskan pertahanan. Apabila E-64, perencat khusus protease sisteina, disapu pada permukaan daun betik dan ara, daun tersebut kehilangan ketoksikan sepenuhnya. Protease sisteina seperti papain, fisin dan bromelain kesemuanya menunjukkan ketoksikan. Penulis mencadangkan bahawa lateks dan proteinnya menyediakan mekanisme pertahanan umum terhadap serangga herbivor.
Salur lateks: menutup dan membersihkan luka. El Moussaoui et al. (2001) menerangkan bahawa salur lateks betik membentuk rangkaian padat di semua bahagian udara pokok. Kecederaan pasti memutuskan salur ini lalu melepaskan lateks secara mendadak. Selain papain, kimopapain, karikain dan glisil endopeptidase, lateks betik kaya dengan enzim lain yang mungkin membantu membersihkan dan menutup kawasan luka.
Pelbagai protein pertahanan. Musidlak et al. (2020) mengulas protein lateks berkaitan patogenesis dan pertahanan, termasuk peroksidase, lipoksigenase, polifenol oksidase, protein lateks utama, ?-1,3-glukanase, kitinase, osmotin dan protease, serta perubahan proteomik pada betik yang dijangkiti Papaya meleira virus.
Potensi biopestisid. Gladenucci et al. (2023) mendapati protease lateks betik dan papain mengurangkan (p < 0.05) nematod Panagrellus sp., dan ekstrak bertindak toksik (p < 0.05) terhadap larva Tenebrio molitor. Papain aktif menyebabkan 53.3% dewasa yang muncul daripada pupa tidak bersayap, manakala papain ternyahasli tidak menyebabkan kecacatan. Tiada kematian berlaku pada larva yang diberi diet buatan (0, 100, 250 dan 500 mg/g dedak gandum), tetapi pemakanan dan pertumbuhan berkurang dengan ketara.
Patogen membalas. Gumtow et al. (2018) menyatakan buah, batang dan daun betik kaya dengan papain. Namun Phytophthora palmivora merembeskan perencat PpalEPIC8 yang merencat papain dengan kuat. Mutan tanpa PpalEPIC8 lebih sensitif terhadap papain dan kurang patogenik pada buah betik.
| Aspek | Dapatan | Sumber |
|---|---|---|
| Serangga diuji | S. ricini, M. brassicae, S. litura | Konno et al. (2004) |
| Kesan membasuh lateks / E-64 | Ketoksikan daun hilang | Konno et al. (2004) |
| Protease sisteina dalam lateks betik | Papain, kimopapain, karikain, glisil endopeptidase | El Moussaoui et al. (2001) |
| Dewasa T. molitor tidak bersayap | 53.3% (papain aktif) | Gladenucci et al. (2023) |
| Perencat papain oleh patogen | PpalEPIC8 | Gumtow et al. (2018) |
Perbincangan
Bukti paling kukuh dalam kajian ini menunjukkan bahawa lateks bukan sekadar cecair melekit, tetapi “gudang” enzim pertahanan. Eksperimen Konno et al. (2004) amat meyakinkan kerana tiga cara berbeza (membasuh lateks, menggunakan perencat E-64 dan menguji protease tulen) memberi kesimpulan yang sama. Kajian El Moussaoui et al. (2001) dan Musidlak et al. (2020) melengkapkan gambaran ini dengan menunjukkan bahawa lateks turut mengandungi enzim lain yang mungkin membantu menutup luka dan melawan patogen.
Kajian Gumtow et al. (2018) pula menunjukkan bahawa pertahanan ini tidak mutlak: P. palmivora, patogen pemusnah yang menjangkiti semua bahagian pokok betik, telah membangunkan perencat khusus untuk melemahkan papain. Ini contoh “perlumbaan senjata” antara tumbuhan dan musuhnya.
Had penting perlu dinyatakan. Bukti utama datang daripada lateks daun, bukan buah, walaupun Gumtow et al. (2018) menyatakan buah betik juga kaya dengan papain. Carian ini tidak menemui sebarang kajian tentang getah mangga, getah nangka atau lateks ciku, dan tiada kajian dari Malaysia. Oleh itu, peranan pertahanan getah pada buah-buah tersebut belum dapat disahkan berdasarkan sumber ini. Bagi keselamatan, getah buah boleh merengsakan kulit sesetengah individu; mereka yang mengalami ruam atau alahan teruk perlu mendapatkan nasihat doktor (pengetahuan am).
Implikasi kepada Petani dan Pengusaha
1. Fahami bahawa getah yang keluar semasa kecederaan ialah tindak balas pertahanan semula jadi pokok, bukan sekadar sisa.
2. Gunakan sarung tangan semasa menuai atau mengendalikan buah bergetah bagi mengelakkan kerengsaan kulit (pengetahuan am).
3. Jangan bergantung sepenuhnya kepada papain semula jadi untuk mengawal penyakit; P. palmivora boleh mengatasi pertahanan ini, jadi amalan pengurusan penyakit tetap diperlukan.
4. Potensi lateks betik sebagai biopestisid masih di peringkat kajian makmal dan belum boleh dijadikan cadangan lapangan.
5. Galakkan kajian tempatan tentang fungsi getah pada mangga, nangka dan ciku.
Kesimpulan
Lateks betik, terutamanya protease sisteina seperti papain, didapati melindungi daun betik daripada larva serangga, dan enzim lain dalam lateks mungkin membantu menutup luka serta melawan patogen. Namun patogen seperti P. palmivora mampu merencat papain. Bukti tentang getah pada buah lain seperti mangga, nangka dan ciku tidak ditemui dalam carian ini.
Rujukan
1. Konno, K., Hirayama, C., Nakamura, M., et al. (2004). Papain protects papaya trees from herbivorous insects: role of cysteine proteases in latex. Plant Journal. https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.2003.01968.x
2. El Moussaoui, A., Nijs, M., Paul, C., et al. (2001). Revisiting the enzymes stored in the laticifers of Carica papaya in the context of their possible participation in the plant defence mechanism. Cellular and Molecular Life Sciences. https://doi.org/10.1007/PL00000881
3. Musidlak, O., Ba?dysz, S., Krakowiak, M., et al. (2020). Plant latex proteins and their functions. https://doi.org/10.1016/bs.abr.2019.11.001
4. Gladenucci, J., Marucci, R. C., & Soares, F. E. F. (2023). Nematicidal and insecticidal activity of proteases from Carica papaya and Ananas comosus. Agriculture. https://doi.org/10.3390/agriculture13061119
5. Gumtow, R., Wu, D., Uchida, J., et al. (2018). A Phytophthora palmivora extracellular cystatin-like protease inhibitor targets papain to contribute to virulence on papaya. Molecular Plant-Microbe Interactions. https://doi.org/10.1094/MPMI-06-17-0131-FI
6. Farrell, B. D., Dussourd, D. E., & Mitter, C. (1991). Escalation of plant defense: do latex and resin canals spur plant diversification? The American Naturalist. https://doi.org/10.1086/285258
7. Kimmel, J. R., & Smith, E. L. (1954). Crystalline papain. I. Preparation, specificity, and activation. Journal of Biological Chemistry. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)65669-8
8. Hanada, K., Tamai, M., Yamagishi, M., Ohmura, S., Sawada, J., & Tanaka, I. (1978). Isolation and characterization of E-64, a new thiol protease inhibitor. Agricultural and Biological Chemistry. https://doi.org/10.1271/bbb1961.42.523
9. Pechan, T., Cohen, A. C., Williams, W. P., & Luthe, D. S. (2002). Insect feeding mobilizes a unique plant defense protease that disrupts the peritrophic matrix of caterpillars. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.202224899
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: lateks, getah buah, papain, protease sisteina, pertahanan tumbuhan, betik, serangga perosak, Phytophthora palmivora
