DINAMIKA INTERAKSI POPULASI PATOGEN DAN INANG
PENDAHULUAN
REPRODUKSI PATOGEN DAN PERKEMB EPIDEMI
MODEL PERKEMBANGAN EPIDEMI
HUBUNGAN JUMLAH INOKULUM DAN PENYAKIT
Analisis dinamika penyakit dalam populasi tanaman memberikan teori dasar untuk strategi pengelolaan penyakit Epidemi adalah meningkatnya penyakit dalam populasi Bbrp tipe patogen menyebabkan keparahan penyakit dlm populasiKeparahan epidemi disebabkan oleh:1. Patogen yg memperbanyak dg cepat2. Patogen yg memp kisaran inang luas3. Tumbuh baik pd kondisi lingkungan yg luas4. Patogen tersebar jauh dan dlm jumlah banyakPenyakit adalah hasil interaksi patogen dg inang rentan dalam kondisi lingkungan yg menguntungkan
PENDAHULUAN
Kompleksnya penyakit ditunjukkan dg persamaan:
tDt = ∑ f (pi, hi, ei)
i=0
Ket:
Dt: penyakit pd waktu t
Pi : patogen (kemampuan menyebabkan penyakit dan ukuran
pop)
hi : inang (kerentanan, penyebaran, dan ukuran populasi)
ei : lingkungan (fisik, kimia, biologi)
man
Lingk
Inang Patogen
xo
P
i
N
Exo : jumlah penyakit awal
p : lamanya periode laten (dr inokulasi s/d sporulasi)
N : laju relatif produksi spora
i : lamanya periode infeksius
E : efektifitas inokulum / proporsi unit penyebaran yang
memulai infeksi baru
Pengaruh tetrahedron penyakit (manusia, inang, patogen, dan lingkungan) terhadap 5 parameter epidemiologi utama digambarkan sbb:
REPRODUKSI PATOGEN DAN PERKEMB EPIDEMI Waktu yg diperlukan unt pertumbuhan dan reproduksi patogen scr langsung memengaruhi dinamika penyakit Semua patogen menghasilkan propagul Propagul dihasilkan baik scr seksual dan/ atau aseksual dan berperan dalam meningkatkan populasi dan penyebaranReproduksi patogen dapat tjd satu kali atau lebih dari satu kali dalam satu musim tanamSatu siklus patogenesis melibatkan penyebaran propagul ke tanaman sehat atau jaringan inang (inokulasi), menetapnya patogen pd atau dalam jaringan tersebut, produksi propagul, dan penyebaran.Satu siklus patogenesis sama dengan satu generasi patogen dan waktu yg diperlukan untuk melengkapi satu siklus disebut waktu generasiJumlah siklus patogenesis tiap musim memengaruhi dinamika penyakit
A. Patogen monosiklik
Patogen monosiklik adalah patogen yg melengkapi satu siklus patogenesis dalam satu musim tanam dan memp maksimum satu generasi.Contoh: Verticillium dahliae, Fusarium solani f.sp. phaseoli, Penicillium expansum,, Gymnosporangium juniperi-virginianae, Globodera rostochiensis B. Patogen polisiklik
Patogen polisiklik adalah patogen yang mempunyai lebih dari satu generasi tiap musim pertanaman.
Contoh: Phytophthora infestans, Xanthomonas campestris pv. phaseoli
C. Patogen polietik Patogen polietik adalah patogen yg terjadi hanya dlm
satu musim, ttp bbrp patogen, dinamika populasi dan perkembangan penyakitnya pada bbrp musim.
Contoh: Ceratocystis ulmi (penyebab penyakit Dutch elm)
Pop
ula
si
pato
gen
WaktuP
rop
ors
i tu
mb
Elm
sakit
Tahun sejak penyakit Dutch Elm terdeteksi
1 3 5 7
Patogen Polisiklik Patogen monosiklik dan polietik
D. Keparahan penyakit, patogen monosiklik dan polisiklik
Patogen polisiklik lebih membahayakan dalam pertanian karena mempunyai banyak siklus (daur)
Contoh: penyakit daun lebih menarik perhatian karena terlihat nyata dan mrp patogen polisiklik yg dapat meningkatkan populasi patogen melalui reproduksi dg cepat, sebaliknya penyakit akar kurang nyata dan patogen cenderung mempunyai waktu generasi yg lama.
E. Grafik epidemi
Grafik IP berbeda antara tipe monosiklik dan polisiklik
Banyaknya penyakit berhubungan (tetapi tdk nyata) dg ukuran populasi patogen
Kdg2 penyakit lebih mudah dianalisis daripada populasi patogen
Penyakit krn patogen monosiklik thd waktu menyebabkan kurva perkembangan penyakit menyerupai kurva yg mengalami penjenuhan.
Penyakit krn patogen polisiklik thd waktu menyebabkan kurvanya sigmoid.
Kadang-kadang patogen lebih siap dihitung daripada penyakit
Kurva perkembangan penyakit berguna unt:
1. mempelajari dinamika penyakit
2. memperkirakan strategi pengelolaan penyakit
3. meramalkan meningkatnya penyakit
MODEL PERKEMBANGAN EPIDEMI
Model tsb digunakan untuk:
- Menghasilkan hipotesis
- Identifikasi pertanyaan penting selama percobaan
- Mengembangkan peramalan
A. Model patogen monosiklik
Banyaknya penyakit adalah fungsi dr bbrp faktor yang berinteraksi (patogen, inang, dan lingkungan)
Patogen monosiklik tdk menghasilkan inokulum efektif selama musim pertanaman, shg penyakit yg disebabkannya digolongkan sbg SIMPLE INTEREST DISEASES (SID).
Penyakit yang disebabkan oleh patogen monosiklik disebut PENYAKIT MONOSIKLIK
A. Model patogen monosiklik
xt = QRt
dx/dt = QR
dx/(1-x) = QRdt
ln (1/(1-x)) = QRt + k
2,3 1 1r = ------- (log ----- - log -------)
t (1-xt) (1-xo)
B. Model patogen polisiklik
Penyakit yg disebabkan oleh patogen polisiklik dipengaruhi: a). ukuran dan penyebaran populasi patogen awal, b). kemampuan patogen menyebabkan penyakit, c). ketahanan inang, d). faktor lingk (manipulasi bercocok tanam, lamanya inang dan patogen berinteraksi), e). Laju reproduksi patogen
Tingginya populasi patogen menyebabkan peningkatan populasi penyakit (patogen)
Patogen polisiklik menghasilkan inokulum efektif dari jaringan sakit selama epidemi, shg penyakit yg disebabkannya digolongkan sbg COMPOUND INTEREST DISEASES (CID).
Penyakit yang disebabkan oleh patogen polisiklik disebut PENYAKIT POLISIKLIK
B. Model patogen polisiklik
dx/dt = xr (1-x)
dx/dt = xr
dx/dt = r dt
ln x = rt + k
Xt = Xo ert
2,3 xt xo
r = ------- (log ----- - log -------) t (1-xt) (1-xo)
HUBUNGAN JUMLAH INOKULUM DAN PENYAKIT
A. Penyakit berbanding lurus dg inokulum
Jum
lah
b
erc
ak/c
m2
Jumlah spora/cm2
Mis: Penyakit karat kacang pd tanaman buncis (Phaseolus vugaris) yg disebabkan oleh Uromyces phaseoli
B. Ratio penyakit thd inokulum berkurang dg bertambahnya jumlah inokulum
Jum
lah
berc
ak
Jumlah spora/cc
Mis: tanaman buncis Vicia faba dg Botrytis fabae
Caranya suspensi spora jamur digosokkan pada daun tanaman
C. Pengaruh interaksi antagonistik di antara sporaJu
mla
h
berc
ak/c
m2
Jumlah spora/cm2
Hubungan ini menunjukkan bahwa dg bertambahnya inokulum maka penyakit bertambah sampai mencapai titik maksimum dan kemudian berkurang
Mis: Uromyces phaseoli pd buncis dan
Erysiphe graminis pd gandum
D. Pengaruh interaksi sinergistik diantara sporaJu
mla
h t
itik
in
feksi/
cm
2
Jumlah uredospora/cm2
Bertambahnya inokulum, maka efektifitas inokulum bertambah.
Stimulan perkecambahan yg dihasilkan dlm proses sinergistik yi aldehida dan alkohol tingkat tinggi dg rantai lurus
Mis: Puccinia graminis pd gandum
E. Jumlah minimum spora untuk infeksiJu
mla
h in
feksi
Jumlah sporangium/cm2
Dibutuhkan jumlah minimum spora agar dapat menimbulkan infeksi
Jumlah minimum ini dis ambang jumlah (numerical threshold)
Mis: Synchitrium endobioticum (dibutuhkan jumlah minimum 200 spora per g tanah agar dapat menimbulkan penyakit busuk umbi)
F. Infeksi tanpa inokulumJu
mla
h
berc
ak
Jumlah spora
Gambar tsb tdk mungkin tjd, dan jika dijumpai gambar tsb, maka ada 3 kemungkinan:
1. Adanya kurva karena adanya sampling error, artinya simpangan terhadap titik nol tdk nyata secara statistik
2. Kesalahan menarik garis kurva, artinya hubungan sebetulnya bukan linier tapi dipaksakan juga menurut garis lurus
3. Kurva mungkin berasal dari inokulum yg tidak diketahui atau luput terdeteksi oleh peneliti shg terjadi kontaminasi yg tdk terdeteksi pula.
Top Related