IDENTIFIKASI PENYAKIT TANAMAN HORTIKULTURA
Program Studi AgroteknologiFakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta
DISAMPAIKAN PADA PELATIHAN TEKNIS FUNGSIONAL PENGAWAS BENIH, 26-27 Agustus 2008 Di Hotel Indah Jaya Jl. Hasanudin No.116-118 Srambatan, Surakarta
Terminologi Hortikultur, Horticulture : “the art and science dealing with fruits, vegetables, flowers,
ornamentals, shrubs, and amenity trees” (Glossary Plant Pathological Terms, 1998)
Seni dan ilmu yang berhubungan dengan buah, sayuran, bunga, tanaman hias, perdu, dan pohon yang memiliki daya tarik
Karakter pentingnya: beresiko tinggi terhadap serangan hama penyakit
Penyakit, disease “Any malfuctioning of host cells and tissues that results from
comtinoues irritation by a pathogen or environmental factor and leads to development to symptom (Agrios, 2005)”
Adanya malfungsinya sel dan jaringan inang sebagai akibat dari iritasi yang terus-menerus oleh suatu agens patogenik atau faktor lingkungan dan mengarah pada berkembangnya gejala
Terminologi (lanjutan)Identifikasi, identification: “the study of the characters of a thing or
an organism to determine its name” (APS, 1998)
Studi tentang karakter suatu barang atau organisme untuk menentukan namanya
Identifikasi penyakit : Studi tentang karakter penyakit untuk
menentukan nama suatu penyakit
Diagnosis
Diagnosis: identification of the nature or cause of a disease or other condition
Diagnostic : a distinguishing characteristic important for identification of disease or other conditions (Glossary Plant Pathological Terms, 1998)
Penyakit Penyakit menular (infectious disease)
= penyakit patogenik= penyakit parasitik= penyakit parasiter
Penyakit tidak menular (non-infectious disease)= penyakit non patogenik= penyakit non parasitik= penyakit non parasiter= penyakit fisiologi
Penyakit menular Penyakit yang disebabkan oleh patogen Patogen: mikro/makro organisme
(termasuk virus) yang dapat menyabkan penyakit- Jamur- Bakteri- Virus- Nematoda- Actinomycetes- dan lain-lain: Mikoplasma, Spiroplasma, Tumbuhan tingkat tinggi
Alasan indentifikasi penyakit
Untuk pengendalian Merancang pengelolaan penyakit di lapangan Penjaminan benih/bibit sehat Mencegah penyebaran patogen lintas wilayah oleh
petugas karantina tumbuhan
Untuk penelitian
Prinsip-prinsip diagnoisis
Mudah, simplicity-easy Cepat, times spent-short Akurat, reliability-accurate Murah, cost-cheap Praktis, applicability-practical
Prosedur dasar dalam identifikasi dan diagnosis penyakit tanaman
Langkah pertama adalah menentukan apakah penyakit disebabkan oleh suatu patogen atau faktor lingkungan.
Pada kasus-kasus tertentu gejala penyakit dan tanda patogennya adalah nampak jelas sehingga didukung pengalaman dan buku referensi yang ada identifikasi dan diagnosis mudah dilakukan
Namun dalam kebanyakan kasus, pengujian yang detil terhadap gejala dan patogen diperlukan
Penyakit oleh tunbuhan tinggi parasitik
Kehadiran suatu tumbuhan tinggi parasitik yang tumbuh pada suatu tanaman adalah cukup untuk diagnosis suatu penyakit
A. Benalu pada pohon jambu air
Penyakit yang disebabkan fungi dan bakteri Ketika miselia fungi dan spora atau
bakteri hadir pada suatu bagian tanaman sakit ada dua kemungkingan, harus dipertimbangkan:
1. Fungi atau bakteri adalah penyebab penyakit yang sebanarnya
2. Fungi atau jamur tersebut adalah satu dari banyak fungi atau bakteri saprofitik yang dapat hidup pada jaringan mati oleh penyebab lain yang mungkin juga oleh fungi atau bakteri
Fungi Pada penyakit tertentu yang telah dilaporkan,
pengamatan visual dan mikroskopis terhadap struktur meselia, badan buah, dan spora yang menyertai gejala diikuti dengan identifikasi dan pengecekan dengan buku manual yang sesuai adalah cukup untuk menentukan fungi tersebut patogen atau saprofit
Namun, pada banyak kasus struktur miselia, badan buah maupun spora tidak muncul pada tanaman sakit sehingga identifikasi fungi tidak mungkin dilakukan
Fungi tertentu memerlukan isolasi dengan media selektif dan pemacuan sporulasi dengan kondisi tumbuh yang khusus
Metode memacu munculnya struktur morfologi fungi pada jaringan sakit
Inkubasi pada kondisi lembabInkubasi dengan penyinaran NUV
Metode memacu munculnya struktur khusus fungi pada kultur murni
1. Inkubasi dibawah radiasi near ultra violet (NUV)Radiasi ini umumnya merangsang sporulasi fungi
2. Perlakuan khusus misal: memotong-motong media, menambah substrat tertentu, inkubasi pada suhu tertentu.
Isolasi dan karakterisasi koloni fungi pada medium kultur
Struktur koloni Struktur khusus fungi:ex.
Pembentukan sclerotium, klamidospora
Pewarnaan media oleh senyawa ektraseluler fungi
Karakterisasi biokimia dan fisiologi fungi
Kurang banyak berkembang Karakter fisiolagi terbatas pada reaksi
pertumbuhan pada batas toleransi maksimal, minimal terhadap salinitas, suhu, dan pH media
Akar gada oleh Plasmodiophora brassicae pada kubis
Tanda patogen dan struktur khusus Rhizoctonia solani
Tanda patogen dan strutur khusus Sclerotium rolsii
Gejala dan struktur pengenal F.o. fsp. melonis pada melon
A. Discoloration in vascular systems of stem -seem browning
B. Wilting melons
C. Microconidia (a), makroconidia (b), clamidospore (c).
A B C
Gejala dan konidia Alterneria porrii pada bawang daun
A. Gejala bercak ungu pada daun bawang dun; B. Konidia dengan mikroskop stereo; C. Konidia dengan mikroskop majemuk
Gejala spesifik layu fusarium pada pisang (F.o. fsp. cubense)
Bakteri
Bakteri terlalu kecil untuk diamati secara visual maupun dengan mikroskop majemuk
Gajala spesifik dan tanda patogen sering diandalkan untuk identifikasi penyakit secara cepat pada penyakit yang telah umum dikenal
Banyak kasus, media selektif dan teknik diagnosis tertentu diperlukan
Gejala spesifik penyakit darah pisang, oleh blood disease bakterium (BDB)
Tanda patogen BDB pada pisang
Tanda patogen penyebab penyakit darah, BDB
Tanda bakteri patogen berupa ooze yang keluar dari sistem pembuluh
A
B
A. Sticky strand test on cut stem with bacterial streaming (oozing) from xylem vessels of melon infected Ervinia tracheiphila, causing bacterial wilt B. Oozing bakteri keluar dari pembuluh di bawah mikroskup stereo
Media selektif bakteri: contoh King B, Tetrazolium clorid (TTC)
A. Identifikasi bakteri berfluoresen dengan media King B; B. BDB pada media CPG, BDB media TTC
A
B
C
Pengamtan fenotipik koloni
Struktur koloni pada media spesifik sering juga digunakan untuk mengenali bakteri patogen
Koloni Xanthomonas campestris pv. campestris penyebab penyakit busuk hitam pada kubis. Koloni berwarna kuning dengan membentuk halo
Uji reaksi hipersensitif Semua patogen bereaksi
hipersensitif pada daun tembakau
Suspensi bakteri 108 sel /mL diijeksikan pada daun tembakau (Nicotiana tabacum)
Pengamatan mikroskopis Pada jaringan sakit yang berat
bakteri dapat mencapai 108 – 109
sel/gram jaringan sakit Cucian ooze dari jaringan sakit
atau cultur murni dapat dilihat di bawah mikroskop majemuk dengan perbesaran 400-1000x
bakteri motil akan lebih jelas terlihat
Uji patogenisitas bakteri
Uji patogenisitas dengan inang rentan dapat dilakukan dalam identifikasi penyakit karena bakteri
Ada beragam teknik inokulasi untuk uji patogenisitas, seperti suspensi bakteri yang aplikasikan pada tempat infeksi dengan- Injection- Spraying on abaxial foliages- Soil drenching- Dropping on infection site- Seed germination on infested medium in plate
Uji reaksi biokimia dan fisiologi
Sangat berkembang dan banyak ragamnya Uji gram, kemotropi, penggunaan sumber
karbon, oksidasi substrat, reduksi nitrat dll. Memerlukan waktu terlalu lama dan tidak
praktis tetapi merupakan karakterisasi standar secara konvensional untuk identifikasi secara lengkap
Reaksi bacteriophage
Kerentanan bakteri terhadap virus bakteri (bakteriofage) dapat menjadi salah satu karakter spesies bakteri
Struktur bakteriofage
Diagnosis bakteri dengan Commercial automated techniques: Biolog
Spesies bahkan strain memiliki keragaman kemampuan dalam memanfaatkan berbagai sumber karbon
569 taksa bakteri gram negatif dan 223 gram positif dapat diidentifikasi dengan perangkat ini
Cawan mikrotiter terdiri dari 95 subtrat sumber karbon dan satu kontrol
Inkubasi pada suhu 27-28 oC, selama 4-24 jam Reaksi terlihat adanya prubahan pewarnaan oleh TTC Hasil dianalisis dengan perangkat lunak Microlog
Diagnosis bakteri dengan Commercial automated techniques: FAME
FAME (Fatty Acid Methyl Ester Analysis) Prinsip teknik
1. Bakteri dikulturkan pada kondisi standar2. Melepaskan asam lemak dari permukaan sel bakteri
melalui saponisasi3. Methylasi asam lemak untuk meningkatkan volatilitas4. Analisis dengan gas kromatografi resolusi tinggi5. Membandingkan profil asam lemak yang diperoleh dengan
profil mikrobia standar
Identifikasi dengan metode berbasis serologi(imunologi)
Cukup sensitif, spesifik, akurat, cepat, dan mudah dilakukan
Antiserum monoklonal dan policlonal telah tersedia untuk bakteri tertentu
Sensitifitas 104-106 sel/mL
Identifikasi dengan teknik molekuler: sidik jari DNA
Banyak metode sidik jari DNA yang berbasis PCR (Polymerase Chain Reaction) telah dikembangkan
Banyak bakteri patogen yang telah tersedia primer spesifiknya atau primer universal
Sensitifitas 102-103sel/mL
Sidik jari DNA bakteri dengan PCR
A. Idendtifikasi BDB dengan Primer spesifik: 1. BDB, C+. Kontrol positif , C-. Kontrol negatif
B. Identifikasi Ervinia spp dengan PCR-RAPD dengan Primer Universal: 1. E. stewartei, 2. E. carotovora, 3. P. syringe, C-. Kontrol negatif (Oliver, 1993
C. Identifikasi X.campestris dengan rep-PCR; 1-2 Xc pv carotae, 3-4 Xc pv coriandri
1 2 3 C- M M 1 2 3 4
1 C+ C- M
A B C
Virus Virus adalah parasit obligat, true biotrophic-
unculturable Too small-visualized in light microscope
except x bodies belong to some viruses Identifikasi/diagnosis: Gejala spesifik, uji
patogenitas, uji spesifitas penularan, pengamatan struktur khusus, teknik molekuler yang dapat gunukan untuk identifikasi
Diagnosis penyakit virus berdasarkan gejala
Pada kasus tertentu, gejala serangan virus memiliki gejala yang spesifik
Dengan menggunakan buku manual yang sesui dapat cepat didiganosis
Pada kasus lain sering menimbulkan gejala yang mirip dengan gejala virus lain, hama kecil, keracunan herbisida, atau defisiensi
Uji patogenisitas virus
Sebagian virus dapat ditularkan secara mekanik
Nicotiana spp. and Chenopodium spp. Umum digunakan sebagai tanaman indikator
Membentuk dua tipe gejala: lesio lokal dan sistemik
Serangan virus dengan gejala spesifik
A. Gejala cucumber mozaic virus pada selada rimania, B. Beet yellow stunt virus pada crisphead lettuce (Davis et al. 2002), C. Zucchini yellow mozaic virus pada Summer squash (Zitter et al.,1998)
A B C
Contoh gejala serangan hama mirip serangan virus
A. Gejala daun ketimun teserang spider mites, B. Spider mites, Tetranychus sp.
Contoh gejala keracunan herbisida mirip gejala serangan virus
A. Daun labu keracunan 2,4-D, B. Glyphosate
Uji spesifitas penularan Sebagian virus tumbuhan adalah dapat
(alternative) dan atau hanya dapat ditularkan oleh vektor spesifik
A B
C D
A. Aphid, Myzus persicae (dewasa)
B. Whitefly, Bemissia sp. (dewasa)
C. Aphid, Aphis gossypii (dewasa)
D. Squash bug, Anasa tristis (nimfa)
Pegamatan struktur khusus virus dalam sel terinfeksi
Potyviridae produce ‘pinwheel’ inclusions
Identifikasi virus dengan teknik molekuler: serological techniques
Virus terselubungi oleh protein yang disebut sebagai coat protein
Protein virus (antigen) akan berinteraksi terhadap antibodi (antiserum) spesifik yang diproduksi binatang yang diinjeksikan antigen tersebut
Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)-teknik paling populer
Banyak antiserum tersedia di pasaran
Diagnosis virus dengan teknik molekuler: based on PCR
Informasi tambahan yang penting untuk diagnosis penyakit Petani dan alamat lengkap Varietas Stadia tanaman Pola kejadian di pertanaman Serangga dan organisme lain Sejarah lahan atau pertanaman sebelumnya Kondisi lingkungan pertanaman Keadaan pertanaman sekitarnya Praktik teknik bididaya
Identifikasi penyakit yang sebelumnya belum diketahui
Penyakit yang telah umum dikenal, berdasarkan gejala dan patogen yang ada akan mudah dapat diidentifikasi atau diadiagnosis dengan buku manual yang tersedia
Namun, apabila suatu patogen diduga menyebabkan penyakit tetapi belum ada laporan yang mendukungnya maka Postulat Koch dapat digunakan untuk verifikasi hipotesis
Aplikasi Postulat Koch pada identifikasi penyakit tanaman
1. Agens yang dicurigai (organisme) harus hadir pada setiap organisme (ex.tanaman) sakit yang diuji
2. Agens yang dicurigai tsb harus dapat diisolasi dari inang organisme (tanaman) dan ditumbuhkan pada kultur murni
3. Ketika kultur murni dari agens penyebab penyakit diinokulasikan ke inang rentan sehat (tanaman), inang harus memproduksi penyakit yang spesifik
4. Agens penyebab yang sama harus ditemukan kembali pada inang yang diinokulasi dan terinfeksi dengan karakter sama sebagai organisme tahap 2.
Peralatan standar minimal yang diperlukan untuk petugas diagnosis
1. Lensa atau Loop tangan2. Camera digital dengan resolusi yang cukup3. Mikroskup stereo (stereo-microscope) dan majemuk
(compound microscope)4. Ruang tumbuh/inkubasi dilengkapi lampu dan NUV-
grow chamber5. Ruang isolasi, bakteri, jamur, dan jamur sebaiknya
terpisah6. Buku manual identifikasi: ex. Compendium,
identification guides manuals7. Komputer dengan internet on line8. Perangkat kelengkapan (KIT) pendukung isolasi,
kultur, dan pengamatan mikroskopis
KESIMPULAN Identifikasi penyakit merupakan kegiatan
mendasar yang sangat penting dalam pengendalian penyakit tumbuhan hortikultura
Identifikasi penyakit dapat dilakukan melalui: 1. pengamatan gejala dan tanda penyakit, 2. isolasi patogen dan inokulasi pada tanaman indikator3. pengamatan karakter biokemis dan fisiologis, 4. pengamatan mikroskopis, 5. teknik serologi, 6. teknik molekuler berbasis asam nukleat.
An important statement
The plant disease identification is a scientific art that is enhanced with experience and constant study (Shurtleff and Averre, 1999)
THANK YOU A LOT FOR YOUR PAY ATTENTIONS
Top Related