## PERAN SELULER ETILEN EKSOGENUS TERHADAP PENINGKATAN PRODUKSI LATEKS PADA TANAMAN KARET ( Hevea brasiliensis L)
The Cellular Role of  Exogenous Ethylene to Increasing of  Latex Yield in Rubber Tree (Hevea brasiliensis L.)
Radite Tistama
Balai Penelitian Sungei Putih, P. O. Box 1415 Medan 20001, email: balitsp@indosat.net.id
Diterima tgl 11 Desember 2012/Disetujui tgl 20 Maret 2013

## Abstrak
P e r l a k u a n   e t i l e n   d a l a m   r a n g k a meningkatkan  produktifitas  tanaman  karet telah  dilakukan  secara  luas  di  perkebunan karet  sejak  dekade  1970-an.  Dari  beberapa hasil penelitian telah terungkap bahwa etilen di dalam jaringan kulit Hevea mengatur dua jalur utama  peningkatan  produksi  lateks  yaitu:  a) p e n i n g k a t a n   s i n t e s i s   k a r e t ,   d a n   b ) memperpanjang lama aliran lateks. Pada tahap awal  etilen  menginduksi  perubahan  pH  di dalam sitosol menjadi lebih alkali. Perubahan pH ini memicu aktivitas beberapa enzim yang berperan  di  dalam  jalur  mevalonat,  dan meningkatkan ketersediaan senyawa-senyawa adenilat dan sukrosa di dalam lateks, sebagai faktor penting di dalam biosintesis karet. Etilen eksogen menginduksi ekspresi gen aquaporin di dalam jaringan kulit sehingga suplai air di sekitar  bidang  penyadapan  meningkat,  dan etilen  juga  dapat  mempertahankan  stabilitas lateks selama aliran lateks. Faktor ketersediaan air  dalam  jaringan  dan  stabilitas  lateks  yang tinggi  berpengaruh  positif   terhadap  lama aliran lateks tanaman karet.
Kata kunci: etilen eksogenus, Hevea brasiliensis, produksi lateks

## Abstract
Etilen  treatment  for  increasing  rubber  tree productivity has done widely in rubber estate since decade 1970. Based on several researches were known that etilen in the Hevea bark roles two pathway of  the latex  yield  increasing:  a)  increase  rubber biosynthesis, and b) lengthen  latex flow duration. At the  up  stream  level,  ethylene  induced  the  pH
increasing  in  the  cytosol.  The  pH  change  to  be alkaline  trigerred  activity  of   several  enzymes  that role in the mevalonate pathway, and also promote in available of  adenylate and sucrose as main factor in rubber biosynthesis. The aquaporine gene expression was increase by exogenous ethylene, so the water and nutrients  flows  in  the  tapping  panel  increase. Ethylene also affected latex stability for latex flow. The both prolonged latex flow duration.
Keywords:  exogenous  ethylene,  Hevea  brasiliensis, latex yield

## Pendahuluan
Berbagai  jenis  stimulan  telah  diuji  untuk meningkatkan  produktifitas  karet  sejak berkembangnya  agroindustri  karet  pada  awal 1950-an.  Dari  pengujian  tersebut  etilen terbukti paling efektif  meningkatkan produksi lateks.  Etilen  mulai  digunakan  secara  luas  di perkebunan  karet  sejak  awal  tahun  1970-an. Sejak itu penelitian yang lebih detil mengenai mekanisme  etilen  dalam  meningkatkan produksi  lateks  dilakukan.  Penelitian- penelitian  tersebut  memunculkan  beberapa teori  yang  berkaitan  dengan  peran  etilen  di dalam  jaringan  latisifer.  Secara  ringkas beberapa  teori  yang  berkaitan  peran  etilen dikemukakan sebagai berikut:
a)  Etilen  awalnya  diyakini  mempengaruhi ukuran  pembuluh  lateks/latisifer.  Jika ukuran    latisifer  yang  lebih  besar  maka produksi  lateks  juga  akan  meningkat. Namun  dari  pengamatan  anatomis  kulit tanaman  karet  ternyata  pembesaran  sel latisifer  tidak  terjadi,  bahkan  sebaliknya etilen    justru  mengurangi  jumlah  lingkar latisifer.
b)  Hipotesis  Blackman  menyebutkan  bahwa tekanan  dalam  sel-sel  latisifer  meningkat sehingga  saat  kulit  dilukai  akan  terjadi aliran  lateks  yang  lebih  kuat.  Tekanan turgor ini dipengaruhi oleh dua faktor yaitu penurunan  tekanan  osmotik  lateks  dan peningkatan  plastisitas  dinding  latisifer. Tetapi  fakta  berikutnya  menyebutkan bahwa  tekanan  turgor  biasanya  langsung turun  drastis  beberapa  menit  setelah  kulit diiris,  sementara  aliran  lateks  terus berlangsung meski tekanan turgor rendah. I n d e k s   p e n y u m b a t a n   ( I P )   a d a l a h perbandingan  volume  lateks  5  menit pertama  terhadap  volume  lateks  total.  IP m e n g g a m b a r k a n   b e s a r n ya   p r o s e s penyumbatan lateks yang ditentukan oleh stabilitas  lutoid  dalam  lateks.  Laju kerusakan  lutoid  ini  berkorelasi  positif dengan  percepatan  penggumpalan  lateks, sehingga  mempercepat  penyumbatan ujung  latisifer  yang  dilukai.  Kerusakan lutoid  diketahui  dengan  mengukur aktivitas  fosfatase  asam  dalam  sitosol dibandingkan  fosfatase  asam  total,  yang disebut bursting  index (BI). Jika BI rendah menunjukkan  stabilitas  lateks  tinggi sehingga  aliran  lateks  berlangsung  lebih lama, dan sebaliknya (Coupe dan Chrestin,
1989).
d)   Sumarmadji (2000) menyebutkan ada dua jalur  utama  peran  etilen  meningkatkan hasil  karet  yaitu  dengan  meningkatkan biosintesis karet dan memperpanjang lama aliran  lateks.  Perlakuan  etilen  di  jaringan kulit  akan  menghilang  beberapa  jam kemudian, tetapi terjadi peningkatan etilen endogenus.  Peran  etilen  eksogenus  ini masih  nyata  hingga  tiga  kali  penyadapan atau  sama  dengan  9  hari  setelah pengolesan.
Selama  rentang  waktu  penyadapan  satu dengan penyadapan berikutnya terjadi proses regenerasi  lateks  in  situ  untuk  mengganti sejumlah lateks yang telah dikeluarkan (Gidrol e t  al. ,  1988).  Proses  regenerasi  100  ml  lateks yang sempurna memerlukan waktu tiga hari, yang  setara  dengan  kemampuan  tanaman karet mensintesis 50 g karet dan 1,2 g protein.
Proses ini merupakan aktivitas metabolik yang intensif   dan  memerlukan  sumber  energi katabolik yang tinggi seperti dari glikolisis dan siklus  Kreb  (Tupy,  1973;  Jacob et  al .,  1989). Aktivitas  lain  yang  meningkat  adalah translokasi  gula,  kandungan  adenilat,  dan rRNA (Amalou et al ., 1992).
Produksi (g/p/s) pada tanaman karet yang diperlakukan  dengan  etilen  akan  meningkat 24,1 % pada klon PB 260, 73,6% pada klon PB 217  (Jetro  dan  Simon,  2007)  dan  52%  pada klon GT1 (Lacote et  al ., 2010). Respon klon- klon slow  starter seperti  PB  217  dan  GT1 terhadap  etilen  terbukti  lebih  tinggi dibandingkan klon quick starter seperti PB 260. Adanya peningkatan lateks yang keluar maka pengurasan isi pembuluh lateks juga semakin tinggi  dan  sebagai  konsekuensinya  tanaman juga  harus  meningkatkan  kemampuan meregenerasikan  kembali.  Bagaimana tanaman  mampu  menggantikan  lateks  yang mengalir  selama  lebih  dari  12  jam  pada perlakuan  gas  etilen  adalah  pertanyaan  yang menarik. Tulisan ini merupakan resultan dari berbagai  penelitian  yang  telah  dilakukan  dan diharapkan  menjadi  inspirasi  bagi  penelitian yang lebih komprehensif  di masa mendatang dalam kaitannya dengan peran etilen.

## Biosintesis Etilen
Aplikasi  etilen  eksogenus  meningkatkan etilen  endogenus  di  dalam  sel-sel  pembuluh lateks. Induksi etilen endogenus ini berkaitan dengan  peningkatan  biosintesis  etilen. Prekusor  etilen  adalah  S-AdoMet  yang disintesis  dari  asam  amino  metionin  dengan bantuan  S-adoMet  sintetase  (ADS),  (EC 2.5.1.6). Adomet dikonversi dengan memecah satu  ATP  menjadi  1-aminopropane-1-asam karboksilik  (ACC)  oleh  enzim  ACC  sintase (ACS).  ACC  kemudian  dioksidasi  menjadi etilen  oleh  ACC  oksidase  dengan  hasil samping  berupa  CO   dan  menjadi  sianida.
2 ACC  dapat  mengalami  malonilasi  menjadi malonyl-ACC  (MAAC),  sebuah  jalur  untuk mengurangi konsentrasi ACC dan mengurangi produksi etilen (Wang et al., 2002).
c)
Gen penyandi ADS tanaman telah banyak dikloning  dari  berbagai  organisme.  Gen tersebut    disandikan  oleh  gen  famili  yang mempunyai  banyak  kesamaan  pada  berbagai spesies.  ADS  bukan  hanya  penting  untuk biosintesis  etilen  tetapi  masih  banyak  jalur metabolik lain yang diaturnya, dan gen ADS ini  tidak  spesifik  diinduksi  oleh  cekaman abiotik ataupun serangan penyakit (Broekaert et al ., 2006). Enzim ACS juga disandikan oleh beberapa gen famili di dalam jaringan spesifik. Saat ini setidaknya telah diketahui 11 gen ACS pada  arabidopsis.  Pada  percobaan  pelukaan terhadap kotiledon maka ekspresi gen AtACS1 dan AtACS5 menurun, tetapi gen AtACS2, 4, 6, 7, 8 dan 11 justru meningkat.
Etilen diproduksi oleh tanaman pada tahap tertentu selama siklus hidupnya dan berperan meregulasi  beberapa  proses  perkembangan, misalnya  pemasakan  buah,  absisi  daun,  dan pembungaan.  Sintesis  etilen  ini  juga merupakan  bentuk  respon  atas  cekaman seperti  perlukaan,  kekeringan,  dan  genangan air.  Konsentrasi  ACC  di  dalam  jaringan t a n a m a n   m e n i n g k a t   d e n g a n   a d a n ya perlukaan.  Pelukaan  tersebut  menjadi  sinyal bagi  tanaman  untuk  meningkatkan  aktivitas ACC  sintase  (Boller  dan  Kende,  1980). Ekspresi  gen  ACS  pada  tanaman  carnasi meningkat dengan perlakuan 2,4-D, etilen dan LiCl  (Jones dan Woodson, 1999).
Aktivitas  ADS  meningkat  dengan  adanya etilen  eksogen  (Hu et  al .,  1980;  Diaz et  al ., 2002). Namun induksi etilen terhadap sintesis ADS dapat ditekan dengan menggunakan 2,5- norbonadiene  (Hu et  al .,  1980)  dan  asam salisilat  asetil.  Asam  salisilat  asetil  (ASA) merupakan  sebuah  senyawa  inhibitor  asam jasmonat  dan  jalur  signal  asam  jasmonat, sehingga  tanaman  yang  mendapat  perlakuan senyawa  inhibitor  ini  mempunyai  karakter mirip  dengan  tanaman  transgenik  antisense AtACS1  dan  AtACS5  (Wang et  al., 2002). Percobaan  introduksi  antisense  gen  penyandi ACC sintase dan ACC oksidase pada tanaman karnasi  menunjukkan  produksi  etilen  yang rendah  pada  jaringan  dan  masa  segar  bunga menjadi lebih lama (Iwasaki et al ., 2004).

## Peran Etilen dalam Mengatur berbagai Aktivitas Seluler
Aksi etilen diasumsikan mirip untuk setiap spesies tanaman. Etilen diterima oleh sebuah reseptor diikuti dengan pengaktifan satu atau beberapa transduksi signal yang menghasilkan respon seluler. Saat ini telah diketahui ada lima protein  reseptor  yaitu ethylene  receptors 1 (ETR1),  ETR2,  ERS1,  ERS2  dan ethylene insensitive 4 (EIN4). Jika tidak ada etilen, maka ETR1  akan  mengaktifkan  kinase  dari  CTR1 yang  akan  menekan  jalur  respon  etilen  atau tidak efek seluler dari etilen. Signal etilen baik yang  eksogenus  maupun  endogenus  akan ditangkap  oleh  reseptor  etilen  yang  ada  di membran  sel  target  (Gambar  1).  Reseptor tersebut  akan  menonaktifkan  ETR1  sehingga CTR1 juga menjadi tidak aktif. Karena CTR1 tidak aktif  maka tidak ada yang menghambat jalur respon etilen, dan efek seluler etilenpun akan muncul (Taiz dan Zeiger, 2002).
Jalur  respon  etilen  yang  telah  diketahui adalah melalui pengaktifan EIN2 yang diikuti pengaktifan  EIN3  yang  menjadi  faktor trankripsi dari ethylene receptor  factor (ERF1). ERF1  merupakan  faktor  ekspresi  yang  dapat meningkatkan ekspresi gen-gen di jalur respon etilen  dalam  skala  besar  (Wang  et  al.,  2002), seperti gen-gen pertahanan kitinase (Subroto et al .,  1996),  glukanase  (Churngchow et  al ., 1995), heat  shock  protein (hsp), low  temperature protein (ltp),  dan disease  resistance  protein (drp) (Ko et  al .,  2003).  EIN3  merupakan  kunci utama  regulasi  respon  terhadap  etilen  (Guo dan Ecker, 2003).
Aplikasi  etepon  sebagai  generator  etilen dilakukan  dengan  cara  mengoles  ke  bekas sayatan  atau  kulit  yang  telah  dikerok,  atau diaplikasi dengan gas etilen yang bertekanan. Luas  jaringan  yang  dipengaruhi  meliputi jaringan di atas dan di bawah seluas 80-120 cm, termasuk di daerah kulit belakangnya (Coupe dan Chrestin, 1989; Amalou et al ., 1992a). Hal ini  berarti  sinyal  dari  etilen  tersebut  dapat transfer  hingga  mencapai  beberapa  puluh sentimeter  dari  jaringan  di  mana  etilen eksogenus  diberikan.  Bukti  bahwa  sinyal
Peran seluler etilen eksogenus terhadap peningkatan produksi lateks pada tanaman karet ( Hevea brasiliensis L)
tersebut mencapai beberapa puluh sentimeter dapat  diketahui  dari  terjadinya  peningkatan aktivitas  metabolik  dan  translokasi  berbagai senyawa metabolit di dalam jaringan tersebut.
Jaringan yang dipengaruhi oleh etilen tersebut dikenal  dengan  daerah  aliran  lateks  atau drainage area .
Pelukaan juga menginduksi sintesis etilen di sekitar jaringan yang terluka tersebut. Etilen yang  diinduksi  ini  mencapai  fase  logaritmik pada  26  menit  setelah  pelukaan  yaitu  2,7 nanoliter/gr/jam  dan  mencapai  puncaknya pada  56  menit  yaitu  11,3  nanoliter/gr/jam. Konsentrasi etilen kemudian menurun hingga mencapai 4 nanoliter/gr/jam (Saltviet, 1978). E t i l e n   h a s i l   i n d u k s i   i n i   k e m u d i a n mempengaruhi  jalur  respon  etilen  termasuk metabolisme  lateks  hingga  mencapai maksimum  pada  36  jam.  Hal  ini  dapat dikaitkan  laporan  Gidrol et  al .  (1988)  yang menyebutkan  proses  alkalinisasi  sitosol latisifer mencapai puncak 36 hingga 48 jam.

## Perubahan Fisiologi oleh Etilen
1.  Etilen  Meningkatkan  pH  Sitosol  Sel-Sel Latisifer
Seperti telah diketahui pH berperan penting dalam  mengendalikan  berbagai  aktivitas enzim di dalam sel. Perubahan pH sedikit saja dapat  mengubah  aktivitas  suatu  enzim menjadi lebih kuat atau menjadi lebih rendah, atau bahkan terhenti sama sekali aktivitasnya. Etilen eksogenus menginduksi meningkatkan pH  sel-sel  latisifer  menjadi  lebih  alkalin + dengan  cara  mengaktifkan  H ATPase  di membran lutoid. Enzim tersebut mengalirkan
Gambar 1. Model peran etilen dalam mengatur  respon etilen dan pertumbuhan (Wang et al. , 2002).
+ ion  H   dari  sitosol  ke  dalam  lutoid  atau + vakuola.  Aktivitas  transporter  H   ini meningkat setelah 12 jam perlakuan etilen dan peningkatannya mencapai 400% pada 36 - 48 jam, kemudian turun  setelah 72 jam dan tidak terdeteksi  lagi  pada  144  jam  (Gidrol et  al ., 1988).
Pengaruh  etilen  terhadap  perubahan  pH sitosol  dan  lutoid  di  dalam  pembuluh  lateks dibedakan  menjadi  dua  fase.  Fase  pertama yaitu  kurang  dari  20  jam  ditandai  dengan proses  alkalinisasi  sitosol  dan  asidikasi berlangsung  lambat.  Fase  berikutnya  secara
simultan terjadi percepatan alkalinisasi sitosol dan  asidifikasi  lutoid  yang  mencapai maksimum  0,42  unit  dibandingkan  kontrol pada  33  jam.  Pada  saat  yang  sama  terjadi penurunan pH intra vakuolar 0,2-0,3 unit dan mencapai puncak pada 33 jam sebesar 0,7 unit dibandingkan kontrol (Gambar 2) (Amalou et al .,  1992a).  Pengaturan  pH  di  dalam  sitosol selain dilakukan oleh H+ATPase (Gambar 3) (Gidrol et  al .,  1988),  juga  dilakukan  oleh protein transporter Mg2+/2H+ yang terdapat pada membran lutoid (Amalou et al ., 1992b).
Gambar 3. Aktivitas ATPase (%) di membran lutoid sel pembuluh lateks pada tanaman yang distimulasi dengan 2.5% etilen (Gidrol et al ., 1988).
Gambar 2. Perubahan pH di dalam sel pembuluh lateks pada tanaman karet yang distimulan dengan etilen (Amalou et al ., 1992a)
Peran seluler etilen eksogenus terhadap peningkatan produksi lateks pada tanaman karet ( Hevea brasiliensis L)
2.  Perubahan  Aktivitas  Beberapa  Enzim  di dalam Lateks
Perubahan  pH  sangat  penting  dalam mengatur  beberapa  proses  glikolisis  seperti invertase, sebuah enzim yang berperan penting pada  awal  katabolisme  sukrosa  dan  Siklus Kreb.  Pada  pH  7,5,  aktivitas  glikolisis meningkat dibandingkan pada pH 6,5 (Jacob et al ., 1989). Secara spesifik Mesquita et al . (2006) menyebutkan  bahwa  aktivitas  invertase  yang tinggi  berkorelasi  positif   dengan  hasil  karet suatu  klon.  Invertase  berperan  dalam memecah  sukrosa  menjadi  glukosa  dan fruktosa.  Aktivitas  enzim  ini  mencapai optimum pada pH 7,3-7,5.
Selain  pH,  invertase  juga  mempunyai aktivator lain seperti Pi, NH4+, R-SH dan Cl-, tetapi  dihambat  oleh  Mg2+  dan  Cu2+ (Amalou et  al .,  1992a).  Tidak  tertutup kemungkinan  bahwa  perubahan  pH  ini mempengaruhi  kompetisi  antara  aktivator dengan  inhibitor  dalam  menempel  ke  sisi enzim invertase atau enzim lain yang terlibat dalam  glikolisis  dan  jalur  mevalonat.  Selain etilen,  2,4-Dichlorophenoxy  (2,4-D)  dan  2- (3,4-dichlorophenoxy)-trithylamine  (2,3,4-D) juga  dilaporkan  meningkatkan  enzim invertase,  dan  beberapa  enzim  di  jalur mevalonat seperti MVA kinase, IPP isomerise, FPP sintase dan rubber transferase (Benedict et al., 1983).
Aktivitas  yang  tinggi  enzim  invertase  di jaringan  latisifer  mengindikasikan  bahwa enzim  ini  juga  mengatur  laju  masuknya sukrosa  ke  dalam  sel-sel  pembuluh  lateks (Sturn,  1999).  Peningkatan  aktivitas  enzim yang  terlibat  dalam  biosintesis  karet  juga terjadi pada saat pH sitosol meningkat, seperti HMGKoA  sintase  yang  menggabungkan asetoasetil  KoA  dengan  asetil  KoA  menjadi H M G K o A   ( S u v a c h i t t a n o u t   d a n Wititsuwannakul,  1995)  dan  isopentinil difosfat isomerase yang mengubah isopentinil difosfat menjadi dimetilalildifosfat (Koyama et al ., 1996).
Aplikasi  etilen  menyebabkan  peningkatan + aktivitas  H ATPase  pada  membran  lutoid. + Enzim ini berperan dalam mengalirkan ion H
dari  sitosol  masuk  ke  dalam  lutoid,  sehingga sitosol menjadi lebih alkalin . Peningkatan pH tersebut  mengaktifkan  enzim-enzim  yang berperan dalam biosintesis karet .

## 3.   Peningkatan Kandungan Gula
Seperti telah diketahui bahwa lateks yang keluar  dari  pembuluh  lateks  terikut  di dalamnya gula, protein, ATP, mineral dan lain- lain. Partikel karet yang komponen utamanya hidrokarbon  meliputi  30-50%  dari  lateks  dan 90% dari berat keringnya juga ikut keluar. Sel- sel  latisifer  secara  alami  mengganti  semua kehilangan  partikel  karet  tersebut  dengan meningkatkan  aliran  sukrosa  ke  dalam jaringan latisifer. Latisifer merupakan jaringan sink sukrosa  yang  kuat  untuk    membentuk rangkai  hidrokarbon  dan  permintaan energinya  juga  tinggi  (Silpi et  al .,  2007). Beberapa  penelitian  menyebutkan  bahwa proses  penggantian  komponen  yang  hilang hingga  100%  memerlukan  waktu  78  jam (Gidrol et  al., 1988).  Tentu  saja  proses pemulihan ini sangat tergantung pada respon fisiologis  tiap-tiap  klon  karet  terhadap  etilen dan pelukaan.
Suplai  zat-zat  yang  diperlukan  untuk p e m u l i h a n   s e l - s e l   p e m b u l u h   l a t e k s membutuhkan  mekanisme  transport  yang lebih  cepat  yaitu  dengan  mengaktifkan  salah satu protein membran yang disebut aquaporin dan  transpoter  sukrosa.  Sebuah  percobaan t e l a h   m e m b u k t i k a n   b a h wa   t e r d a p a t peningkatan  ekspresi  aquaporin  di  membran sel-sel  pendamping  dan  sel  pembuluh  yang distimulasi  dengan  etilen  dan  penyadapan (Tungngien et al., 2009).
Sampai saat ini belum banyak bukti bahwa etilen  secara  langsung  mempengaruhi biosintesis  karet.  Fakta-fakta  yang  berkaitan dengan  peningkatan  produksi  karet  adalah peningkatan  aliran  lateks  dan  peningkatan penggunaan  sukrosa  (Zhu  dan  Zang,  2008). Transport  sukrosa  ke  dalam  sel  pembuluh lateks  diatur  oleh  dua  buah  protein  yang berperan  sebagai  transporter  sukrosa  yaitu HbSUTT1A dan HbSUTT2A. Kedua protein ini terdapat pada latisifer dan jaringan lunak.
A k t iv i t a s   k e d u a   t r a n s p o t e r   t e r s e b u t dipengaruhi oleh etilen (Dusotoit-Coucaud et al., 2009).
Etilen  eksogenus  memicu  aktivitas transporter  gula  pada  membran  sel  latisifer yang berperan memasukan sukrosa dari fluem ke  dalam  sel-sel  latisifer.  Aliran  gula  ini dimaksudkan  untuk  mengimbangi  gula  yang disintesis  menjadi  partikel  karet.  Aktivitas transporter  ini  memerlukan  ATP  yang  cukup besar.
4.   Peningkatan Konsentrasi Adenilat
Berkaitan  dengan  kebutuhan  energi  yang besar  terbukti  bahwa  etilen  menginduksi dengan  cepat  dan  menandai  perubahan adenilat (AMP, ADP dan ATP) dalam lateks. Efek  kinetik  etilen  dalam  kaitannya  dengan perubahan konsentrasi adenilat dibagi menjadi
dua fase yaitu fase 2 jam pertama yang ditandai dengan menurunnya adenilat di dalam lateks. Kandungan ATP turun hingga 30% di bawah kontrol  setelah  2  jam  perlakuan  kemudian turun lagi hingga 47% setelah 6 jam (Gambar 4).  Sementara  adenilat  yang  lain  juga cenderung  menurun.  Setelah  12  jam  semua adenilat ADP meningkat 400% dalam 48 jam sampai  72  jam,  dan  ATP  meningkat  240% (Amalou et al., 1992b).
Karakter  per ubahan  adenilat  pada beberapa  klon  juga  bervariasi.  Pada  klon AVROS  2037    dan  klon  GT  1  (kelompok metabolisme  rendah),  peningkatan  adenilat lebih  tinggi  dari  PB  235  yang  termasuk metabolisme  tinggi  (MT).  Peningkatan adenilat  tidak  berbeda  nyata  antara  AVROS dengan  GT1.  Jadi  karakter  metabolisme berkaitan  dengan  erat  konsentrasi  ATP  di dalam lateks. (Coupe dan Chrestin, 1989).
Gambar 4. Perubahan konsentrasi adenilat pada tanaman yang mendapat stimulan 2.5% etilen.
Masuknya  etilen  eksogenus  ke  dalam  sel memicu peningkatan sintesis senyawa adenilat sebagai  sumber  energi  seluler.  Peningkatan aktivitas tersebut mencapai puncak pada hari kedua  setelah  etilen  diaplikasikan.  Aktivitas biosintesis  karet  tertinggi  diduga  kuat  terjadi pada  saat  sintesis  adenilat  mencapai puncaknya.
5.   Peningkatan Metabolisme Nitrogen
Peningkatan asimilasi N diperlukan untuk mengimbangi  peningkatan  aliran  N  yang keluar  dari  lateks  baik  dalam  bentuk  enzim maupun  protein  struktural.  Pada  sistem penyadapan yang menggunakan etilen terjadi peningkatan aliran keluar N hingga 254%
(Esbach  dan  Lacrotte,  1989).  Peningkatan aliran  nutrien  utama  bagi  pertumbuhan tanaman  di  dalam  lateks  ditampilkan  pada Tabel  1.  Untuk  penggantian  protein-protein fungsional  maupun  struktural  yang  hilang, pembuluh  lateks  perlu  mengaktif kan metabolisme  N  yang  diperankan  oleh  enzim glutamine sintetase (EC 6.3.1.2).
E n z i m   g l u t a m i n e   s i n t e t a s e   ( G S ) merupakan  enzim  kunci  dalam  metabolisme + nitrogen.  Enzim  tersebut  mengubah  NH   ke 4 dalam  komponen  asam  amino  yang
diperlukan untuk sintesis protein melalui jalur yang  melibatkan  glutamate  sintase  (EC 1.4.1.13).  Pengujian  pada  level  in  vitro membuktikan  bahwa  GS  memanfaatkan  14 mM nitrogen/hari untuk meregenerasi protein + lateks. Etilen menginduksi akumulasi NH  di 4 dalam  sitosol  sampai  hari  ke  10  setelah + perlakuan etilen (Gambar 5). Akumulasi NH 4 ini  bersifat  toksin  bagi  sel,  maka  akan  segera dirubah  menjadi  bentuk  organik  oleh glutamine  sintetase  (Pujade-Reunad et  al., 1994).
Tabel 1. Aliran keluar nutrien melalui lateks pada tanaman karet dengan menggunakan sistem sadap S/2 d2.
Perlakuan Hasil (kg/ha/tahun) Aliran nutrien (kg/ha/tahun) N P K Mg Tanpa stimulan 1.390 9,4 2,3 8,3 1,7 Ethrel 10% 2.570 23,9 7,2 22,3 4,1
Gambar 5. Pengaruh etilen terhadap konsentrasi NH4+ di dalam sel-sel pembuluh lateks Tanaman karet distimulasi dengan 2,5% ethepon
Tanaman kontrol
Asimilasi  N  yang  tinggi  akan  diikuti peningkatan  sintesis  protein.  Sintesis  protein pada  pembuluh  lateks  meningkat  setelah  12 jam  perlakuan  etilen  dan  bertahan  hingga  72 jam dengan peningkatan 40-55% (Coupe dan Chrestin,  1989).  Dalam  satu  hari  tanaman karet  mampu  menyediakan  26  mmol  dalam bentuk asam amino glutamine (Glu). Ekspresi glutamine  sintetase  berkaitan  dengan  tingkat penyerapan  N  dari  tanah  dan  meningkatkan efektifitas  fotosintesis  (Fuentes et  al .,  2001), dan  peningkatan  ekspresi  gen  ini  juga meningkatkan  pertumbuhan  dan  biomassa (Suarez et al ., 2002).
Etilen eksogenus meningkatkan asilimilasi N  di  dalam  sel  latisifer  sebagai  bahan  untuk mensintesis protein struktural maupun enzim- enzim yang berperan dalam metabolisme sel. Kekurangan  N  di  dalam  sel  menyebabkan proses  metabolisme  dan  perkembangan  sel kurang optimal.
6.  Peningkatan  Aktivitas  Transport  Air  ke dalam Jaringan Latisifer
Etilen eksogenus berkorelasi positif  dengan produksi  etilen  endogenus  (Sumarmadji, 1999),  yang  akan  memicu  ekspresi  beberapa gen  yang  mendukung  produksi  lateks, transport air yang cukup besar dan penundaan pembekuan  lateks  di  sekitar  daerah. Aquaporin  merupakan  salah  satu  protein membran  plasma  yang  lebih  dikhususkan untuk  transport  air  antar  sel,  seperti penyerapan  air  oleh  akar,  pengaliran  air  ke mesofil  dari  xilem,  dan  menjaga  turgor  daun selama  transpirasi.  Sementara  aquaporin  di dalam  vakuola  (tonoplasma)  berperan  dalam mengatur  osmoregulasi  (Luu  dan  Maurel, 2005),  dan  distribusi  metabolit  di  dalam  sel (Ma et al ., 2004). Aquporin dapat melewatkan anion seperti nitrat, fosfat dan sulfat (Marten et al. , 1999).
Berkaitan  dengan  sistem  transport membran  ini  telah  diketahui  protein  intrinsic membran  plasma  dan  protein  intrinsic membran tonoplasma berturut HbPIP2:1 dan HbTIP1:1.  Kedua  protein  tersebut  berperan dalam  meningkatkan  konduksi  plasmalema.
Ekspresi  HbPIP2:1  terjadi  di  semua  jaringan kulit  pada  cabang  muda  termasuk  di  dalam latisifer.  Ekspresi  kedua  protein  tersebut dipengaruhi oleh etilen eksogenus, ABA, GA3 dan  faktor  lingkungan  se per ti  suhu, kekeringan, dan ketersediaan nutrisi di dalam tanah  (Luu  dan  Maurel,  2005).  Ekspresi HbPIP2:1 meningkat dengan adanya stimulant etilen,  tetapi  ekspresi  HbTIP2:1  justru berkurang. Promotor gen  HbPIP2:1 juga peka terhadap auksin, koper dan sulfur (Tungngoen et  al .,  2009).  Aktivitas  aquapporin  di  dalam jaringan latisifer dan jaringan pendukung akan menjaga  tekanan  turgor  dan  menjaga  aliran lateks (Tungngoen et al ., 2009).
Intensitas  penyadapan  yang  tinggi diketahui  meningkatkan  senyawa-senyawa radikal  bebas  seperti reactive  oxygene  species (ROS)  yang  dapat  merusak  fungsi  aquaporin (Luu dan Maurel 2005). Kerusakan aquaporin menyebabkan  transport  air  dan  nutrisi  ke dalam sel pembuluh lateks menjadi terganggu. Kekacauan  transport  ini  mempengaruhi keseimbangan  fisiologis  di  dalam  sel-sel pembuluh lateks yang dapat berujung kepada kering alur sadap (KAS).
Etilen eksogenus memicu akitivitas ekspresi gen aquaporin yang berkaitan dengan transport air  dalam  jumlah  besar.  Adanya  peningkatan aquaporin  pada  membran  sel-sel  di  sekitar daerah  aliran  lateks  akan  memperpanjang aliran  lateks  yang  keluar  dari  latisifer  yang diiris.

## Hipotesis Pengaruh Etilen terhadap Peningkatan Hasil
Sebuah  model  pengaruh  etilen  terhadap peningkatan hasil karet dapat disintesis dengan merangkai beberapa fakta yang telah diuraikan di  atas.  Pada  tahap  awal  etilen  memicu + + aktivitas H ATPase  untuk melewatkan H  dari sitosol ke dalam vakuola atau lutoid (Gambar
+ 6).  Pemindahan  H   tersebut  menyebabkan sitosol  menjadi  lebih  alkalin  sehingga meningkatkan aktivitas beberapa enzim-enzim di  jalur  mevalonat.  Peningkatan  aktivitas e n z i m - e n z i m   t e r s e b u t   m e n ye b a b k a n biosintesis  karet  menjadi  meningkat.
Peran seluler etilen eksogenus terhadap peningkatan produksi lateks pada tanaman karet ( Hevea brasiliensis L)
Peningkatan biosintesis karet tentu saja harus didukung  dengan  ketersediaan    sukrosa sebagai  bahan  baku,  nitrogen  sebagai  bahan protein dan fosfor sebagai bahan ATP.
Jaringan  kulit  di  sekitar  penyadapan  dan aplikasi etilen sepanjang 50 cm meningkatkan serapan terhadap air, gula, dan nutrisi. Apakah peningkatan  aktivitas  aquaporin  dan  protein SUT  tersebut  berkaitan  dengan  proses alkalinisasi  sitosol  masih  belum  diketahui dengan  pasti.  Fakta  yang  tersedia  saat  ini adalah etilen mempengaruhi sel-sel pembuluh lateks  menjadi sink baik  berupa  air,  gula maupun  nutrisi  sehingga  senyawa-senyawa tersebut diarahkan ke dalam pembuluh lateks.
Fakta  penting  lain  adalah  etilen  juga mempengaruhi lama aliran lateks. Alkalinisasi sitosol  berpengaruh  terhadap  stabilitas  karet sehingga  karet  tidak  mudah  menggumpal. Lama  aliran  lateks  dipengaruhi  oleh  faktor
koagulasi  yang  terdiri  dari  protein  HLL,  dan protein  pengikat  HLL  (RP-HLLBP),  dan faktor  antikoagulasi  seperti  CS-HLLBP (Wititsuwannakul et al., 2008).   Pada kondisi pH rendah (< 6), pengikatan HLL dengan RP- HLLBP  meningkat  dan  pengikatan  CS- HLLBP rendah sehingga karet menjadi cepat menggumpal. Sebaliknya pada pH tinggi (6-8) justru  pengikatan  HLL  dengan  CS-HLLBP lebih  tinggi  dan  pengikatan  dengan  RP- HLLBP  berkurang.  Pada  kondisi  tersebut proses penggumpalan karet lebih rendah atau tidak  terjadi  (Wititsuwannakul et  al .,  2008; Tistama, 2009).
Lateks  yang  stabil  dan  suplai  air  yang memadai  inilah  yang  menyebabkan  proses aliran  lateks  menjadi  lebih  panjang.  Standar aplikasi stimulan telah ditetapkan untuk tidak melakukan  aplikasi  stimulan  selama  musim gugur daun dan pembentukan daun baru.
Gambar 6. Hipotesis peningkatan produksi lateks sebagai respon tanaman karet terhadap perlakuan etilen
Pengaruh langsung
Pengaruh yang belum diketahui mekanismenya

## Kesimpulan
Secara  umum  perlakuan  etilen  direspon oleh tanaman karet dengan meningkatkan pH sitosol  (lateks).  Alkalinisasi  sitosol  tersebut akan  menginduksi  aktivitas  sejumlah  enzim yang  berperan  dalam  jalur  glikolisis  dan mevalonat  yang  diikuti  peningkatan  influks sukrosa  dan  nutrisi  lainnya  ke  dalam  sel-sel pembuluh  lateks.  Alkalinisasi  juga  menjaga stabilitas lateks sehingga lateks mengalir lebih lama. Seluruh aktivitas tersebut berujung pada peningkatan produksi lateks.

## Daftar Pustaka
Amalou, Z., Bangratz, and H. Chrestin. 1992. Ethrel  (ethylene  relieaser)  –  induced increases  in  the  adelilate  pool  and transtonoplast pH within Hevea latex cels. Plant Physiol 98: 1270-1276. Amalou, Z., R. Gibrat, C. Brugidou, Trouslot, and  J.  D.  Auzac.  1992b.  Evident  of   an
2+ + amelioride  Mg /2H   antipoter  in  lutoid
(vacuolar)  vesicle  from  lateks  Hevea brasiliensis. Plant Physiol 100:255-260. Benedict, C. R., P. H. Reibach, S. Madhavan,
R.  V.  Stipanovic,  J.  H.  Keithly,  and  H. Yokohama.  1983.  Effect  of   2-(3.4- dichlorophenoxy)-triethylamaine  on  the synthesis  of   cis-polyisoprene  in  guayule plants  (Parthenium  argentatum,  Gray). Plant Physiol 72:897-899.
Boller,  T.,  and  Kende.  1980.  Regulation  of wound ethylene synthesis in plants. Nature 286. 359-260.
Broekaert, W. F., S. L. Delaure, M. F. C. De Bolle, and B. P. A. Cammuel. 2006. The role of   ethylene  in  host-pathogen  interactions. Annu. Rev. Phytopathol. 44: 393-416.
Churngchow,  N.,  A.  Suntaro,  and  R. Witisuwanankul.  1995.  B-1,3-glucanase isozymes from the latex of Hevea brasiliensis . Phytochem 39(3): 505-509.
Coupe,  M.  and  H.  Chrestine.  1989.  Physico- chemical and biochemical mechanisme of hormonal  (ethylene)  stimulation.  In: c`Auzac  J,  J.  L.  Jacob,  and  H.  Chrestine. Physiology of  the rubber tree latex, pp. 296- 319. CRC PressInc. Boca Raton, Florida.
Diaz,  J.,  A.  ten  Have,  and  J.  A.  L.  van  Kan. 2002.  The  role  of   ethylene  and  wound signalling  in  resistance  of   tomato  to Botrytis  cinerea.  Plant  Physiol  129:  1341- 1351.
D o s u t o i t - C o u c a u d   A . ,   N.   B r u n e l , Kongsawadworakul,  Vinboonjun,  A. Lacointe, J. L. Julien, H. Chrestin, and A. Sakr.  2009.  Sucrose  importation  into laticifers of Hevea brasiliensis, in relation to ethylene  stimulation  of   latex  production. Anal. Bot 104(4): 635-647.
Esbach,  J.  M.  and  Lacrote.  1989.  Factors influencing  response  to  hormonal  yield stimulation.  In:  d`Auzac,  J.  L.  Jacob,  H. Chrestin.  Physiology  of   the  rubber  tree latex,  pp.  321-331.  CRC  Pres  Inc. Bocaraton, Florida.
Fuentes, S. I., D. J. Allen, A. Ortiz-Lopez, and G.  Hernandes.  2001.  Overexpression  of citosolic  of   glutamine  synthetise  increase photosynthesis  and  growth  low  nitrogen concentration. J of  Exp Bot 52(358): 1071- 1081.
Gidrol, X., H. Chrestin, G. Mounoury, and J. d'Auzac. 1988. Early activation by ethylene of   the  tonoplas  H+-pumping  ATPase  in latex  from Hevea  brasiliensis .  Plant  Physiol 86: 89-903.
Guo, H. and R. Ecker. 2003. Plant responses to ethylene  gas  are  mediated  by  SCFEBF!? EBF”-  dependent  proteolysis  of   EIN3 transcription factor. Cell, 116 :667-677.
Hu,  W.  Z.,  A.  L.  Liang,  H.  P.  Qian,  and  K. Pang.  1980.  Changes  in  wound-induced ethylene  production  and  ACC  oxidase  in fresh-cut squash. ISSH Acta Hort 746 :In: International  Conference  on  Quality Management of  Fresh Cut Produce.
Jacob, J. L., J. C. Prevote, and R. G. O. Kekick.
1989.  General  metabolism  of Hevea brasiliensis latex  with  the  exception  of isoprenic  anabolism.  In:  `Auzac,  J.  L. Jacob, and H. Chrestin. Physiology of  the rubber  tree  latex.  pp.102-141.  CRC  Pres Inc. Bocaraton, Florida
Jetro, N. N. and G. M. Simon. 2010. Effects of 2 - c h l o r o e t h y l p h o s p h o n i c   a c i d formulations. Afric. J. of  Biotechnol. 6(5): 523-528.
Jones,  M.  L.  and  W.  R.  Woodson.  1999. Diferential expression of  three members of the tonoplast H+pumping ATPase in latex from Hevea  brasiliensis .  Plant  Physiol  86: 899-903.
Ko, J. H., K. S. Chow, and K. H. Han. 2003. Transcriptome analysis reveal novel feature of   molecular  events  occurring  in  the laticifers of Hevea brasiliensis (para rubber).
Plant Mol Biol 53: 479-492.
K o y a m a ,   T . ,   W i t i t s u w a n n a k u l ,   K . Asawatreratanakul,  R.  Wititsuwannakul, N. Ohya, Y. Tanaka, and K. Ogura. 1996. Aquaporin  in  challenging  environment:
Isopentenyl  diphosphate  isomerise  in rubber latex. Phytochem 43(4):769-772. Lacote,  R.,  O.  Gabla,  S.  Obouayeba,
Eschbach, K. Rivano, and E. Gohet. 2010. Long-term  effect  of   ethylene  stimulation on the yield of  rubber trees is linked to latex cell biochemistry. Field Crop Res. 115:94- 98.
Luu, D. T. and C. Maurel. 2005. Aquaporin in challenenging  environment:  molecular gears for adjusting plant water status. Plant Cell and Evir 28: 85-96.
Marten, J. C., N. G. Crawford, and Schroeder.
1999.  Protein  for  transport  water  and mineral nutrients across the membranes of plant cell. The Plant Cell 11: 661-675.
Ma, S., T. M. Quist, A. Ulanov, R. Jolly, and H. J. Bohnert. 2004. Loss of  TIP1:1 aquaporin in Arabidopsis leads to cell or plant death. The Plant J 40: 845-859.
Mesuita,  A.  C.,  L.  E.  M.  de  Olivera,  P. Mazzfera,  and  N.  Delu-Filho.  2006.
Anatomical characteristics and enzyme of the  sucrose  metabolism  and  relation  with latex yield in rubber tree ( Hevea brasiliensis Muell.  Arg.).  Braz  J  Plant  Physiol 18(2):263-268.
Pujade-Renaud,  V.,  A.  Clement,  C.  Perrot- Rechenmann, J. C. Prevot, H. Chrestin, J. L.  Jacob,  and  J.  Cuern.  1994.  Ethyelene- indiced  increase  in  glutamine  synthetase activity  and  mRNA  levels  in Hevea brasiliensis lateks  cells.  Plant  Physiol 105:127-132.
Salveit,  M.  E.  and  Dilley.1978.  Rapidly induced  wound  ethyelene  from  excised segmen  of   etiolated  Pisum  sativum  L  cv Alaska. I. Characterization of  the response. Plant Physiol 61(3): 447-450.
Siefrit,  F.,  A.  Biela,  M.  Eckert,  B.  Otto,  N. Uelein,  and  R.  Kaldenhoff.  2001.  The tobacco  plasma  membrane  aquaporin NtAqP1. J of  Exp Bot 52(363): 1953-1957.
Silpi, U., A. Laconte, and P. Kasempsap. 2007. Carbohydrate reserves as a competing sink: evidence  from  tapping  rubber  trees.  Tree Physiol  27: 881–889.
Suarez,  M.  F.,  C.  Avila,  F.  Gallado,  F.  R. Canton,  Garcia-Gutierrez,  M.  G.  Claros, and  F.  M.  Canovas.  2002.  Molecular  and enzymatic  analysis  of   ammonium assimilation in woody plant. J of  Exp Bot 53(370): 891-940.
Sumarmadji.  1999.  Respon  fisiologi  dan produksi  lateks  beberapa  klon  tanaman karet  terhadap  stimulasi  etilen.  Disertasi Doktor, Program Pascsarjana, IPB, Bogor.
Sumarmadji. 2000. Sitem eksploitasi tanaman karet  yang  spesifik-diskriminatif.  Warta Pusat Penelitian Karet 19(1-3): 31-39.
Suvachittanont,  W.  and  Witisuwannnakul. 1 9 9 5 .   3 - H yd r ox y - 3 - m e t hy l g l u t a r i l - coenzyme, a synthase in Hevea brasiliensis. Phytochem 40(3): 757-761.
Taiz, L. and Zeiger. 2002. Plant Physiolgy. 3th edition.  Sinauier  Associated  Inc. Publishers. Sunderland Massachusetts. 637 p.
Tistama,  R.  2009.  Fisiologi  penggumpalan lateks  pada  tanaman  karet.  Warta Perkaretan 28(1): 9-18.
Tupy,  J.  1973.  The  regulation  of   invertase activity in the latex of Hevea brasiliensis . The effects  of   growth  regulators  on  bark wounding and latex tapping. J Exp Bot 24: 516-523.
Tungngoen,  K.,  P.  Kongsawaworakul,  U. Viboonjun,  M.  Katsuhara,  N.  Brunel,  S. Sakr,  J.  Naranga,  and  H.  Chrestin.  2009. Involvement  of   HbTIP1:1,  aquaporin  in ethylene stimulation of  latex yield through regulation  of   water  exchanges  between inner  liber  and  latex  cells  in Hevea
brasiliensis . Plant Physiol 151: 843-856.
Wang,  K.  L.  C.,  H.  Li,  and  J.  R.  Ecker.
Ethylene  biosynthesis  and  signalling network. The Plant Cell: 131-151.
Wititsuwannakul,  R.,  P.    Pasitkul,  P. Jewtragon, and D. Wititsuwannakul. 2008. Hevea latex  lectin  binding  protein  in  C- serum as an anti-latex coaglutination factor and its role in proposed new model for latex coaglutination. Phytochem 69: 656-662.
Zhu,  J.  and  A.  Zhang.  2009.  Ethylene stimulation  of   latex  production  in Hevea brasiliensis .  Plant  Sign  and  Behav  4(11): 1072-1074.
Peran seluler etilen eksogenus terhadap peningkatan produksi lateks pada tanaman karet ( Hevea brasiliensis L)