Nurul Hidayah : Respon Varietas Tebu Terhadap Dua Metode Inokulasi Teliospora Jamur Luka Api Sporisorium Scitamineum
2. Metode Penelitian 1. Waktu dan tempat
2.5. Pengamatan penyakit
Pengamatan dilakukan setiap hari dengan mencatat jumlah tanaman yang bergejala luka api yang dimulai sejak awal munculnya sorus. Selanjutnya data tersebut digunakan untuk menghitung persentase kejadian penyakit dengan rumus D=I/T, D adalah kejadian penyakit (%), I adalah jumlah tanaman terinfeksi dan T adalah total tanaman yang diamati (Bhuiyan et al. 2009).
3. Hasil dan Pembahasan
Gejala penyakit luka api pada tanaman tebu sangat mudah dikenali, yakni dengan terbentuknya cambuk pada bagian ujung tanaman (Gambar 2). Pada serangan lebih lanjut, tanaman akan banyak menghasilkan tunas samping namun diameternya lebih kecil dan pertumbuhannya menjadi mirip dengan rumput (Gambar 3). Cambuk luka api juga akan terbentuk pada tunas-tunas samping tersebut.
Pada penelitian ini, cambuk yang berupa sorus itu pertama kali muncul pada minggu ke-8 setelah inokulasi pada varietas Q205A yang diinokulasi dengan metode perendaman (Gambar 4). Selanjutnya kejadian penyakit luka api tersebut meningkat seiring dengan pertumbuhan tanaman. Sementara itu dengan metode inokulasi yang sama, cambuk luka api tidak terbentuk sama sekali pada varietas Q208Abahkan sampai akhir pengamatan pada minggu ke-20.
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
Status dan Inovasi Teknologi Tanaman Tebu
144
Gambar 2. Pertumbuhan awal cambuk pada tanaman tebu yang diinokulasi teliospore S. scitamineum (a); cambuk akan terus memanjang seiring dengan pertumbuhan tanaman (b)
Gambar 3. Gejala merumput tanaman tebu yang terinfeksi parah oleh S. scitamineum, anakan banyak terbentuk namun diameternya kecil-kecil dan cambuk juga terbentuk pada tunas-tunas samping
HAMA DAN PENYAKIT
Nurul Hidayah : Respon Varietas Tebu Terhadap Dua Metode Inokulasi Teliospora Jamur Luka Api Sporisorium Scitamineum
145
Inokulasi dengan metode injeksi pada kedua varietas, Q205Adan Q208A, diketahui menghasilkan gejala untuk pertama kali pada minggu ke-12 setelah inokulasi, lebih lambat 4 minggu dari perendaman. Hal ini kemungkinan disebabkan perbedaan konsentrasi spora yang bisa masuk ke dalam jaringan tanaman.
Gambar 4. Perkembangan penyakit luka api pada dua varietas tebu yang diinokulasi dengan metode perendaman dan injeksi
Perbedaan dua metode inokulasi juga menghasilkan tingkat kejadian penyakit yang berbeda pada kedua varietas. Kejadian penyakit luka api tertinggi (>30%) terjadi pada varietas Q205A yang diinokulasi dengan metode perendaman (Gambar 5). Sementara itu varietas Q208A yang diinokulasi melalui perendaman tidak menghasilkan gejala sama sekali. Varietas Q208A
menunjukkan gejala luka api ketika diinokulasi dengan metode injeksi (Gambar 5). Perbedaan respon kedua varietas terhadap dua metode inokulasi yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan mekanisme ketahanan pada kedua varietas tersebut. Dalam hal ini, tidak munculnya gejala pada varietas Q208A ketika diinokulasi dengan metode perendaman kemungkinan mengindikasikan bahwa varietas tersebut memiliki ketahanan eksternal, namun tidak memiliki ketahanan internal karena ketika diinokulasi dengan cara injeksi tanaman dapat menghasilkan gejala luka api, yaitu terbentuknya cambuk pada bagian ujung tanaman. Sebaliknya varietas Q205A tidak memiliki tipe ketahanan apapun, baik eksternal maupun internal, karena ketika diinokulasi dengan dua metode yaitu perendaman dan injeksi, tanaman dapat menghasilkan gejala. Aitken et al. (2012) menyatakan bahwa perbedaan respon kultivar tebu setelah diinokulasi dengan perendaman dan injeksi dapat mengindikasikan adanya perbedaan tipe ketahanan tebu terhadap S. scitamineum. Tanaman yang tahan ketika diinokulasi dengan perendaman mengindikasikan bahwa tanaman memiliki ketahanan eksternal, sedangkan tanaman menjadi tidak tahan ketika diinokulasi dengan metode injeksi kemungkinan menunjukkan bahwa tanaman tidak memiliki ketahanan internal. Metode perendaman memungkinkan tanaman untuk mengekspresikan adanya ketahanan eksternal yang dimiliki, sementara metode injeksi, dengan adanya pelukaan yang disebabkan dari perlakuan injeksi tersebut menyebabkan tanaman dapat kehilangan ketahanan eksternalnya dan membantu teliospore untuk masuk ke dalam jaringan tanaman. Kultivar tebu yang tidak menghasilkan gejala luka api ketika diinokulasi dengan metode perendaman maupun injeksi kemungkinan mengindikasikan bahwa kultivar tersebut memiliki ketahanan eksternal dan internal.
0 5 10 15 20 25 30 35 8 12 16 20 Ke ja di an p en ya ki t ( % )
Waktu pengamatan (msi)
Perendaman Q208 Perendaman Q205 Injeksi Q208 Injeksi Q205
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
Status dan Inovasi Teknologi Tanaman Tebu
146
Gambar 5. Kejadian penyakit luka api pada dua varietas tebu yang diinokulasi dengan cara perendaman dan injeksi
Kultivar tebu memiliki tipe ketahanan yang berbeda-beda terhadap S. scitamineum. Ada yang memiliki ketahanan eksternal atau internal saja, ada yang memiliki dua tipe ketahanan, eksternal dan internal, tetapi ada juga yang tidak memiliki tipe ketahanan apapun terhadap infeksi S. scitamineum. Kultivar tebu yang memiliki dua tipe ketahanan diyakini lebih mampu bertahan terhadap serangan S. scitamineum (Bhuiyan et al. 2015; McNeil et al. 2018).
Ketahanan eksternal berkaitan dengan morfologi mata tunas dan senyawa kimia yang dihasilkan oleh mata tunas tersebut yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan patogen (Waller 1970). Penelitian terhadap dua kultivar tebu yang memiliki tingkat ketahanan yang berbeda terhadap S. scitamineum menunjukkan bahwa kultivar yang tahan memiliki trichome yang lebih tinggi (316.6 trichomes per mm2) dibandingkan dengan kultivar yang rentan (250 trichomes per mm2) (Gloria et al. 1999). Trichome dapat mencegah spora S. scitamineum untuk menginfeksi permukaan tebu (Lazniewska et al. 2012). Adapun ketahanan internal terjadi karena adanya interaksi antara tanaman inang dengan patogen. Ketahanan internal melibatkan senyawa kimia yang terbentuk di dalam jaringan tanaman sebagai reaksi adanya serangan patogen (Aitken et al. 2012; Bhuiyan et al. 2013). Dengan demikian ketahanan internal dapat terekspresi ketika patogen berhasil mempenetrasi jaringan tanaman inang.
Adanya respon yang berbeda dari dua varietas tebu yang diuji dengan dua metode inokulasi menunjukkan bahwa metode tersebut dapat digunakan dalam kegiatan skrining kultivar tebu terhadap S. scitamineum. Metode injeksi dapat merusak ketahanan eksternal kultivar, karena adanya pelukaan yang ditimbulkan akibat injeksi, sedangkan metode perendaman memungkinkan kultivar untuk mengekspresikan ketahanan eksternal yang dimiliki.
4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa varietas tebu Q205Atidak memiliki ketahanan apapun (baik eksternal maupun internal) terhadap S. scitamineum, sedangkan varietas Q208A
kemungkinan memiliki ketahanan eksternal, namun tidak memiliki ketahanan internal karena ketika diinokulasi dengan metode injeksi, kultivar dapat menghasilkan gejala.
0 10 20 30 40 50 Q205 Q208 Q205 Q208 Perendaman Injeksi
Ke
jad
ian
p
en
yak
it
(%
)
Metode inokulasiHAMA DAN PENYAKIT
Nurul Hidayah : Respon Varietas Tebu Terhadap Dua Metode Inokulasi Teliospora Jamur Luka Api Sporisorium Scitamineum
147
5. Daftar Pustaka
Aitken, KS, Bhuiyan, SA, Berkman, P, Croft, BJ & McNeil, M. 2012. Investigation of the Genetic Mechanisms of Resistance to Smut in Sugarcane. Proceedings of International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 1-9.
Alfieri, SA, Seymour, CP & Miller, JW. 1979. Sugarcane Smut in Florida. Phytopathology, vol. 69, no. 1, pp. A2-A.
Bhuiyan, S, Croft, BJ & Cox, MC. 2009. Survival of Sugarcane Smut Teliospores under South East Queensland Conditions. Proc Aust Soc Sugar Cane Technol, vol. 31, pp. 135-44.
Bhuiyan, SA, Croft, BJ, Deomano, EC, James, RS & Stringer, JK. 2013. Mechanism of Resistance in Australian Sugarcane Parent Clones to Smut and the Effect of Hot Water Treatment. Crop & Pasture
Science, vol. 64, pp. 892-900.
Bhuiyan, SA, Croft, BJ, Stringer, JK & Deomano, EC. 2015. Pathogenic Variation in Spore Populations of
Sporisorium scitamineum, Causal Agent of Sugarcane Smut in Australia. Plant Disease, vol. 99, no. 1,
pp. 93-9.
Braithwaite, KS, Bakkeren, G, Croft, BJ & Brumbley, SM. 2004. Genetic Variation in a Worldwide Collection of the Sugarcane Smut Fungus Ustilago scitaminea'. Proc. Aust. Soc. Sugar Cane Technol, vol. 26, pp. 48-56.
Comstock, JC, Ferreira, SA & Tew, TL. 1983, Hawaii's Approach to Control of Sugarcane Smut. Plant
Disease, vol. 67, no. 4, p. 452.
Gloria, BAd, Albernas, MCC, Amorim, L & Filho, AB. 1999. Morphological Characteristics of Sugarcane Clones, Susceptible and Resistant to Smut (Ustilago scitaminea), in GP Rao, AB Filho, RC Magarey & LJC Autrey (eds). Sugarcane Pathology, Science Publishers, Inc., USA, vol. Volume I: Fungal Diseases, pp. 16782.
Hoy, J, Hollier, C, Fontenot, D & Grelen, L. 1986. Incidence of Sugarcane Smut in Louisiana and Its Effect on Yield. Plant Disease, 70 (1), pp. 59-60.
Łaźniewska, J, Macioszek, VK & Kononowicz, AK. 2012. Plant-Fungus Interface: The Role of Surface Structures in Plant Resistance and Susceptibility to Pathogenic Fungi. Physiological and Molecular
Plant Pathology, vol. 78, pp. 24-30.
Magarey, RC, Bull, JI, Sheahan, T & Denney, D. 2010. Yield Losses Caused by Sugarcane Smut in Several Crops in Queensland. Proc. Aust. Soc. Sugar Cane Technol, vol. 32, pp. 347-54.
McNeil, M, Bhuiyan, S, Berkman, P, Croft, B & Aitken, K. 2018. Analysis of the Resistance Mechanisms in Sugarcane During Sporisorium scitamineum Infection Using RNA-seq and Microscopy. PLoS ONE, vol. 13, no. 5, p. e0197840.
Sundar, AR, Barnabas, EL, Malathi, P & Viswanathan, R. 2012. A Mini-Review on Smut Disease of Sugarcane Caused by Sporisorium scitamineum, in J Mworia (ed.), Botany.
Que, Y, Xu, L, Wu, Q, Liu, Y, Ling, H, Liu, Y, Zhang, Y, Guo, J, Su, Y, Chen, J, Wang, S & Zhang, C. 2014. Genome Sequencing of Sporisorium scitamineum Provides Insights into the Pathogenic Mechanisms of Sugarcane Smut. BMC genomics, vol. 15, p. 996.
Schaker, PDC, Palhares, AC, Taniguti, LM, Peters, LP, Creste, S, Aitken, KS, Van Sluys, M-A, Kitajima, JP, Vieira, MLC & Monteiro-Vitorello, CB. 2016. RNAseq Transcriptional Profiling Following Whip Development in Sugarcane Smut Disease. PLoS ONE, vol. 11, no. 9, p. e0162237.
Schenck, S 1999, 'Molecular aspects of the sugarcane smut disease pathogen, Ustilago scitaminea', in GP Rao, AB Filho, RC Magarey & LJC Autrey (eds), Sugarcane Pathology, Science Publisher, Inc., USA, vol. I: Fungal Diseases, pp. 13140.
Waller, JM. 1970. Sugarcane Smut (Ustilago scitaminea) in Kenya: II. Infection and Resistance. Trans. Br.
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
Status dan Inovasi Teknologi Tanaman Tebu
148