Hubungan Antara Hubungan Antara Benih –Patogen – Benih –Patogen – Penyakit TanamanPenyakit Tanaman

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

Tanaman “sehat” atau tumbuh normal

Tanaman dapat menjalankan fungsi-fungsi fisiologi

Pembelahan dan diferensiasi sel, fotosintesa, metabolisme, reproduksi dan lain lain

Mengapa tanaman menunjukan pertumbuhan abnormal dengan ekspresi gejala tertentu dan bagaimana cara mengatasi hal tersebut

Gangguan atau kerusakan proses fisiologis yang berlangsung secara terus menerus yang disebabkan faktor penyebab primer dan gangguan tersebut dinyatakan dalam bentuk karakter patologi yang khas yang disebut sebagai gejala

Penyakit tumbuhan

Tipe Penyakit pada Tanaman

Konsep Hubungan Antara Tumbuhan Dengan Mikroorganisme/Patogen

Konsep Segitiga Tetrahedron Penyakit Tumbuhan

Manusia

Patogen

Tumbuhan

Lingkungan

Siklus Penyakit Tumbuhan

Fase Patogenesa

Fase Saprogenesa

Siklus sekunder

Siklus primer

Siklus Penyakit Tumbuhan

Siklus primer

Fase patogenesa Inokulum patogen pertama ada di lapang dan melakukan infeksi serta menimbulkan penyakitFase saprogenesa Patogen bertahan pada kondisi tertentu di alam terjadi bila kondisi tidak optimal atau ekstrim

Siklus sekunder

Fase destruktiv patogenTerjadi pada inang utama dan kondisi optimalKerusakan tanaman

Inokulasi

Perkecambahan spora

Pembentukan tabung kecambah

Pembentukan apresorium

Infeksi Penetrasi

Kolonisasi

Periode inkubasi

Gejala awal

Penyebaran Patogen

Patogen bertahan hidup atau mati

Tahapan Kejadian Penyakit Tumbuhan

Tahapan Kejadian Penyakit Tumbuhan

Patogen kontak - sel/jaringan inang dan mengambil nutrisi inang Infeksi yang berhasil akan menimbulkan gejala Infeksi laten gejala muncul setelah rentang waktu yang panjang Infeksi lokal infeksi hanya pada bagian tertentu inang Infeksi sitemik infeksi menyebar ke seluruh bagian inang

Inokulasi • Kontak antara patogen dengan tumbuhan inang• Inokulum adalah bagian patogen untuk memulai infeksi

Penetrasi • Penetrasi tidak selalu diikuti dengan gejala• Awal suatu patogen masuk ke jaringan inang

Kolonisasi Pertumbuhan dan perkembangan patogen di dalam jaringan inang

Infeksi

Penyebaran patogen

Tahapan Kejadian Penyakit Tumbuhan

Penyebaran aktif Patogen secara aktif bergerak dengan energi sendiri

Nematoda, spora kembara

Penyebaran pasifDisebarkan karena bantuan faktor lain

Struktur patogen untuk penyebaranCendawan : miselium, spora, sklerotia, tubuh buah,

rhizomorfBakteri : selVirus : partikelNematoda : telur, larva, nematoda dewasa

Cara penyebaran patogen Angin, air, serangga, manusia, alat pertanian, bagian tanaman

Konsep Hubungan Antara Tumbuhan Dengan Mikroorganisme/Patogen

HubunganTumbuhan dengan patogen

Biotroph

Hidup pada sel dan jaringan hidupSifat patogen obligatInang relatif sedikit/terbatasVirus tumbuhan dan sebagian cendawan (Peronosporaceae, Erysiphales, Uredinales, Ustilaginales)

Perthotroph

Menghasilkan toksin atau enzim hidrolisa untuk merusak sel atau jaringan tanaman kemudian hidup pada jaringan ituSebagian besar bakteri dan cendawan patogenik

NekrotrophHidup pada substrat yang mati , tidak membunuh inang.Sering disebut saprofit Inang luas

Lokasi Patogen Pada Lokasi Patogen Pada BenihBenih

Kontaminasi Dipermukaan benih

Di dalam jaringan benih

Melalui proses infeksi Patogen mapan dan bertahan

Terbawa bebas bersama benih

Patogen pada sisa tanaman, butiran tanah, struktur khusus

Infeksi patogen pada jaringan benih

Langsung terjadi dari jaringan tanaman induk

Penularan dari luar

Infesksi sistemik melalui stigma

Infeksi melalui dinding ovari dan kulit biji

Infeksi melalui tangkai bunga dan buah

Infeksi Jaringan Tanaman Induk Infeksi Melalui StigmaInfeksi Dinding Ovari dan Kulit Biji

Mekanisme Infeksi Patogen pada Benih

Kontaminasi

Infestasi atau kontaminasi pada permukaan kulit biji

Terbawa sebagai propagul (exp.sklerotium), sisa tanaman yang terinfeksi atau butiran tanah yang terinfestasi

Terjadi ketika panen, thresing, pasca panen

Penularan Patogen

Transmitted (tertular melalui benih) infeksi dan infestasi inokulum benih

Non transmitted infestasi inokulum di lapang

Fase pertumbuhan tanaman, sejak awal pertumbuhan

Kondisi fisik terutama RH dan suhu Waktu terjadi proses infeksi sangat terkait

dengan kondisi lingkungan Struktur atau bagian benih menentukan lokasi

patogen Perkembangan infeksi patogen dan pertumbuhan

tanaman dari benih itu

Faktor pembatas penularan

1. Patogen terbawa benih dan tertular melalui benih

2. Patogen terbawa benih bersifat tular benih dan tular tanah

3. Patogen terbawa benih bersifat tular benih dan tersebar melalui udara

4. Patogen bersifat tular benih dan tular serangga

5. Patogen bersifat tular benih dan tular nematoda

Pola hubungan patogen terbawabenih dan penyebaran di lapang

Tidak semua patogen penyebab penyakit tanaman dapat terbawa benih

Agen pembawa dan penyebab penyakit pada benih dan tanaman

Kelompok Patogen Terbawa dan Tertular Benih Tanaman

Cendawan Bakteri Virus Viroid Nematoda

Kelompok Patogen Terbawa dan Tertular Benih Tanaman

Kelompok terbesar patogen terbawa dan tertular benih.

Sebagian besar penyakit tanaman disebabkan oleh cendawan.

Sering menimbulkan gejala busuk benih, rebah kecambah, lodoh pada bibit, busuk akar dan batang, hangus, hawar daun, puru

Sebagian menunjukan gejala khas dan sebagaian besar tidak menunjukan gejala pada benih

Terbawa benih dalam bentuk spora dorman seperti chlamidospore dan oospora, struktur sklerotia

Cendawan Patogen Terbawa Benih

Cendawan Patogen Terbawa Benih

MorfologiMultiselular (banyak sel), eukariotik (berinti sejati), berbentuk benang (filamen). Hifa membetuk miselium. Dibentuk struktur spora dan penyangga spora . ReproduksiSpora seksual (meiosis) atau spora asexual (mitosis) process.  Spora dibentuk pada hifa atau struktur reporuksi khusus yang disebut sporokarp. Cara infeksi secara aktif menembus sel/jaringan tanaman, atau melalui luka, lubang alami tanaman, dan bantuan seranggaStruktur bertahanSpora bertahan (dorman) seperti klamidospora, oospora, sklerotiaPenyebaranMelalui angin, air, benih, bahan perbanyakan vegetatif, tanah dan lain lainGejala yang ditimbulkan Bercak daun, hawar, klorosa, layu pembuluh, busuk akar, Tanda penyakit berupa struktur seperti spora, hifa, tubuh buah.

Organisme prokariotik

Penularan bakteri melalui benih tanaman sangat penting dalam mempertahankan jenisnya di alam

Sering menimbulkan penyakit busuk benih, puru, layu, busuk basah, busuk pada pangkal batang, hawar, pustule

Bakteri Patogen Terbawa Benih

Bakteri Patogen Terbawa Benih

MorfologiTerdiri satu sel, prokariotik, kecuali untuk kelompok aktinomyces membentuk filamen (benang). Berbentuk batang, dinding sel terbungkus kapsul, mempunyai flagela (sejenis ekor untuk bergerak), memberikan reaksi gram negatif.ReproduksiPembelahan sel. Berada diantara sel tumbuhan atau berada di saluran pembuluh. Bakteru tumbuhan tidak membentuk spora.Gejala yang ditimbulkanBusuk lunak berlendir, bercak daun, hawar daun, busuk batang, busuk buah, busuk biji dan umbi, kanker, kanker batang, layu pembuluh dan puruTanda penyakitLendir (Bacterial ooze) pada bagian tanaman yang menunjukan gejala Cara infeksi Melalui luka, lubang alami tanaman (seperti stomata, sel lenti , hidatoda) dan serangga vektor

Kelompok bakteri tumbuhanGenus Clavibacter, Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas dan Streptomyces

Virus dan Viroid Terbawa BenihMorfologiVirus bukan sebagai mahluk hidup karena tidak dapat melakukan metabolisme, tetapi virus mempunyai ciri mahluk hidup karena virus mampu melakukan perbanyakan (berkembang biak) dan mempunyai struktur asam nukleat. Molekul Submicroscopik , terdiri asam nukleat (RNA or DNA) dan di bungkus protein, viroid hanya terdiri RNA sajaReproduksi Sebagai Parasit obligat, virus harus “memelihara” sel tanaman agar tetap hidup, dan “bereproduksi” secara replikasi.Tempat bertahan Jaringan tanaman hidup, vektor dan benih

Gejala yang ditimbulkan Menguning, mosaik, bercak, kerdil, perubahan warnaTanda penyakitHanya bisa dilihat melalui mikroskop elektron.

Penyebaran dan PenularanPerbanyakan vegetatif, benih, serbuk sari, serangga, tungau, nematoda, cendawan, tali putri, secara mekanik dengan sap (cairan perasan tanaman sakit yang mengandung virus).

Sekitar 20 % virus tumbuhan yang diketahui terbawa dan tertular melalui benih

Virus terbawa benih terjadi terutama jika tanaman induk terinfeksi secara sistemik pada saat pembungaan dan proses pembuhan (bisa melalui serbuk sari terinfeksi)

Virus Patogen Terbawa Benih

Struktur asam nukleat tanpa selubung protein

Baru diketahui 2 viroid yang diketahui terbawa benih yaitu Potato spindle tuber viroid (PST) dan Chrysantethemum stunt viroid

Viroid Terbawa Benih

Nematoda Patogen Terbawa Benih

Kelompok hewan yang menyebabkan penyakit, mirip dengan cacing, membutuhkan lapisan film untuk aktivitas dan mobilitas

Nematoda pathogen dicirikan dengan stilet Menyebabkan puru akar, bintil, gejala menguning

pada daun, Genus yang sering terbawa benih adalah Anguina,

Aphelenchoides, Ditylenchus, Heterodera, Rhadinaphelenchus

Nematoda Patogen Terbawa BenihMorfologi

Kelompok hewan yang berbentuk cacing ( mikroskopis),panjang 300-1000 µm dan

diameter 15-35 µm, transparan dan tidak bersegmen. Pada bagian mulut terdapat stilet

dan berfungsi sebagai alat untuk menusuk dan menghisap makanan dari sel- sel inang.

Reproduksi

secara kawin (amfimiktik) atau tanpa kawin (partenogenetik). Nematoda betina

dewasa menghasilkan telur. Siklus hidup terdiri telur larva (empat stadia) dewasa

Tempat bertahan

Telur dan larva dapat bertahan di tanah, tapi juga dalam jaringan tanaman dan benih.

Hidup di dalam jaringan tanaman (endoparasit) atau dipermukaan jaringan tanaman

(ektoparasit)

Gejala yang ditimbulkan

Kerdil, klorosa, lesio pada akar, membentuk puru akar

Tanda penyakit

Larva dan telur berada di dalam dan di luar jaringan serta dapat diamati secara

mikroskopis

Penyebaran

Menyebar secara aktif atau secara pasif terbawa tanah, air, angin, benih, bahan

perbanyakan vegetatif, alat-alat pertanian.

Nematoda Patogen Terbawa Benih

Seed gall nematodes (Anguina tritici) pada gandum

Puru biji

Nematoda dorman

Cat.: dapat bertahan hingga 38 tahun

NEMATODA SISTA KENTANG(Globodera spp.)

Nematoda sista kentang(Globodera rostochiensis)

Nematoda sista kentang(Globodera pallida)

NEMATODA PURU AKAR(Meloidogyne spp.)

NEMATODA DAUN DAN TUNAS(Aphelenchoides)

Ditylenchus spp.

Seed Health Testing Dalam Mutu Benih Dengan Teknik PCR Modifikasi

• Cepat (rapid)

• Akurat (accurate)

• Mudah/praktis (realible)

• Bisa diulang (reproducible)

• Untuk mendeteksi dan mengidentifikasi patogen terbawa benih (sekaligus kuantifikasi)

• Untuk membuat strategi pengendalian penyakit terbawa benih (merupakan bagian dari produksi kedelai)

Prinsip Tujuan

Sekian dan terima kasih