REAKSI BEBERAPA TANAMAN DAN BEBERAPA
VARIETAS TOMAT TERHADAP INOKULASI
Clavibacter michiganensis
subsp.
michiganensis
KRESNAMURTI TRI KURNIASIH
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul :
” Reaksi beberapa tanaman dan beberapa varietas tomat terhadap inokulasi
Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis”
Adalah benar merupakan hasil karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belumdiajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Pebruari 2009
Kresnamurti Tri Kurniasih
ABSTRACT
KRESNAMURTI TRI KURNIASIH. Reaction of some crops and tomato varieties to the inoculation of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Supervised byENDANG NURHAYATI and ABDJAD ASIH NAWANGSIH Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis is one of the bacterium that cause severe disease on tomato crop either in farm and within glasshouse. This bacterium was able to cause yield loss up to 84% at tomato cropping. This research was conducted to investigate the host range of C. michiganensis subsp.
RINGKASAN
KRESNAMURTI TRI KURNIASIH. Reaksi beberapa tanaman dan beberapa varieas tomat terhadap inokulasiClavibacter michiganensis subsp.michiganensis. Dibimbing olehENDANG NURHAYATI danABDJAD ASIH NAWANGSIH
C. michiganensis subsp. michiganensis merupakan salah satu bakteri yang menyerang tanaman tomat baik di ladang maupun di dalam rumah kaca. Serangan bakteri ini dapat menyebabkan kerugian hingga 84% pada pertanaman tomat. Penelitian dengan tujuan untuk menginfentarisasi berbagai tanaman inang yang dapat terinfeksi oleh bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis dan mengetahui varietas tomat yang tahan terhadap infeksi bakteri tersebut.
Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan September 2008 sampai dengan Pebruari 2009 di Rumah Kaca Cikabayan, University Farm Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Bakteriologi dan Virologi Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno-Hatta. Bakteri ini diuji patogenisitasnya pada tomat varietas Intrend dengan inokulasi injeksi pada batang (sekitar 10 cm dari permukaan tanah) dengan lima ulangan. Penentuan kisaran inang dilakukan dengan menginokulasikan bakteri ini pada 11 tanaman dari famili Solanaceae, Cucurbitaceae, Leguminoceae dan Poaceae dengan metode inokulasi pengguntingan petiol daun pertama dan inokulasi dengan injeksi pada batang tanaman (sekitar 10 cm dari permukaan tanah). Masing-masing metode inokulasi dilakukan lima ulangan. Uji ketahanan varietas menggunakan 10 varietas tomat dengan metode inokulasi pengguntingan petiol daun, dilakukan lima ulangan tiap ulangan tiga tanaman.
Dari 11 tanaman yang diuji, tanaman yang dapat terinfeksi oleh bakteri ini dengan kedua metode inokulasi adalah terung, cabai rawit, cabai besar, paprika, ketimun, melon, semangka, kacang panjang, kacang hijau, kedelai dan jagung. Masa inkubasi bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis pada berbagai tanaman yang diuji berkisar antara 5 sampai 12 hari. Tipe gejala yang muncul pada penentuan kisaran inang adalah klorotik, nekrotik dan layu. Pada uji ketahanan varietas rata-rata masa inkubasi yang paling cepat pada varietas Viccario yaitu 5.07 hari dan yang paling lama pada varietas San Morino dan Synta yaitu 6.47 hari. Tipe gejala yang muncul pada berbagai varietas tomat adalah layu daun, klorotik, nekrotik pada lamina daun, nekrotik pada tulang daun, nekrotik pada petiol daun dan kanker batang. Keparahan penyakit pada berbagai varietas tomat dihitung menggunakan rumus Townsend dan Huerberger. Keparahan penyakit setelah 10 minggu pengamatan paling tinggi pada varietas Eggy 89.33% sedangkan paling rendah pada varietas Viccario 48.00%.
Tanaman yang dapat menjadi inangC. michiganensis subsp. michiganensis
berdasarkan inokulasi buatan adalah tomat, terung, paprika, cabai besar, cabai rawit, ketimun, semangka, melon, kacang hijau, kacang panjang, kedelai dan jagung. Varietas Viccario merupakan varietas yang relatif paling tahan sedangkan varietas Eggy merupakan varietas yang relatif paling rentan
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
REAKSI BEBERAPA TANAMAN DAN BEBERAPA
VARIETAS TOMAT TERHADAP INOKULASI
Clavibacter michiganensis
subsp.
michiganensis
KRESNAMURTI TRI KURNIASIH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Entomologi/Fitopatologi
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tesis : Reaksi Beberapa Tanaman dan Beberapa Varietas Tomat terhadap Inokulasi Clavibacter michiganensis subsp.
michiganensis
Nama Mahasiswa : Kresnamurti Tri Kurniasih Nomor Pokok : A451064064
Disetujui: Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS Ketua
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Entomologi-Fitopatologi
Dekan Sekolah Pasca Sarjana IPB
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, MSc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
PRAKATA
Bismillahir rohmaanir rohiim. Alhamdulillahi rabbil alamin segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Subhanallahu Wata alla atas segala karunia rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis yang berjudul Reaksi Beberapa Tanaman dan Beberapa Varietas Tomat terhadap Inokulasi Clavibacter michiganensis subsp.
michiganensis. Salawat dan salam tercurah kepada Rasullulah Salallahu Allaihi Wassalam , keluarga, para sahabat dan para pengikutnya.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan terimakasih yang tidak terhingga kepada Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi selaku Anggota Komisi Pembimbing atas segala ilmu, pengkayaan wawasan, bimbingan, arahan, kesabaran, saran, kritik, motivasi dan dukungan moral yang sangat besar peranannya dalam penyelesaian penelitian dan penulisan tesis ini. Terimakasih juga disampaikan kepada Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, MSc selaku Ketua Program Studi Entomologi/Fitopatologi serta dosen pengajar yang telah memberikan ilmu selama penulis mengikuti pendidikan sehingga dapat dijadikan sebagai bekal penulisan tesis. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ir. Riza Desnurvia, MSc yang bersedia menjadi Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Badan Karantina Pertanian yang telah memberikan beasiswa Program Khusus Karantina pada Sekolah Pasca Sarjana IPB. Penulis mengucapkan terimakasih kepada Laboratorium Balai Besar Uji Standar Karantina Pertanian khususnya Saudari Titi Sumarti atas kerjasamanya dalam isolasi bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis, Laboratorium Bakteri dan Virus Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno-Hatta, Greenhouse Cikabayan Institut Pertanian Bogor.
Penulis juga menyampaikan terimakasih kepada rekan-rekan di Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno-Hatta atas segala pengertiannya dan teman-teman satu angkatan (2007-2008) atas bantuan dan dukungannya.
Rasa hormat setinggi-tingginya dan terimakasih yang mendalam penulis sampaikan kepada ibunda Dwi Ratna Ningsih atas doa, kasih sayang, dukungan dan pengorbanannya, ayahanda tercinta Hartojo Pudjowarso Allah yarham, anakku tersayang Annisa Nur Kresandra atas kesabaran, pengertian dan motivasinya. Ucapan terimakasih juga disampaikan untuk kakakanda Eny Djiwati dan keluarga, kakanda Tutut Pujasejati, Romadona Mahesa Datu, Daman Prayitno Adi dan keluarga, keluarga Fx Lagiman atas kasih sayang, doa dan dukungannya kepada penulis.
Akhirnya penulis berharap semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi kepentingan umat manusia dan ilmu pengetahuan
Bogor, Pebruari 2009
RIWAYAT HIDUP
Kresnamurti Tri Kurniasih dilahirkan di Jogjakarta pada tanggal 30 Agustus 1974, sebagai anak ketiga dari empat bersaudara pasangan Bapak Hartojo Pudjowarso Allah yarham dan Ibu Dwi Ratna Ningsih. Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN Nanggulan II Kulon Progo lulus tahun 1987, SMPN Jatisarono Kulon Progo lulus tahun 1990, SMAN 10 Jogjakarta lulus tahun 1993. Penulis melanjutkan ke pendidikan tinggi di Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas Diponegoro dan lulus pada tahun 2001. Tahun 2007 penulis mendapat beasiswa pada Program Magíster Sains Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.
Penulis pernah bekerja sebagai pengajar di SMU Bina Pendidikan Cibitung pada tahun 2002-2004, SMK Dharma Paramita Jakarta Timur pada tahun 2004-2006. Menjadi pegawai negeri sipil pada Badan Karantina Pertanian tahun 2005-sekarang, ditempatkan di Stasiun Karantina Tumbuhan Kelas II Merak tahun 2005-2006 dan Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno-Hatta tahun 2006-sekarang.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 2
Manfaat ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis... 4
- Klasifikasi dan Ciri Umum ... 4
- Gejala ... 5
- Tanaman Inang ... 8
- Cara Bertahan ………. 8
- Pemencaran Patogen ... 9
- Daerah Sebar …... 10
Metode Deteksi ... 10
- Isolasi Bakteri ... 10
- Deteksi Bakteri secara Serologi ... 11
BAHAN DAN METODE ... 13
Tempat dan Waktu Penelitian ... 13
Metode Penelitian ... 13
- Persiapan Tanaman Uji ... 13
- Persiapan InokulumC. michiganensissubsp.michiganensis... 13
- Inokulasi pada Tanaman Uji ... 14
- Pengamatan dan Pengumpulan Sampel ... 15
- Deteksi Bakteri secara Serologi... 16
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 17
Uji Patogenisitas ……... 17
Kisaran Inang ……... 17
KESIMPULAN DAN SARAN... 30
Kesimpulan ... 30
Saran... 30
DAFTAR TABEL
Halaman 1
2
3
Nilai skoring serangan bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis
... Masa inkubasi C. michiganensis subsp. michiganensis pada beberapa tanaman hasil inokulasi buatan pada petiol daun dan batang ... Berbagai tipe gejala pada beberapa tanaman yang diuji dan hasil konfirmasi berdasar Indirect ELISA ...
14
17
DAFTAR GAMBAR
Tipe gejala seranganC. michiganensis subsp.michiganensis pada daun tomat a. layu (CAB International 2005), b nekrotik pada tepi daun, c. klorotik, d. nekrotik dan bintik daun (Zitter 1985) ... Tipe gejala (tanda panah) a. & b. kanker batang tomat (Gartemanet al. 2003) ... Tipe gejala (tanda panah) pada buah yang terserang bakteri C.
michiganensis subsp. michiganensis a. bird s eye spot (tomat), b. buah abnormal (paprika) (CAB International 2005) ... Tipe gejala (tanda panah) a. layu pada seluruh bagian tanaman, b. tanaman mulai mati (kering) (CAB International 2005; Zitter 1985) ... Tipe gejala (tanda panah) pada tanaman tomat Intrend hasil uji patogenisitas a. layu, b. nekrotik pada lamina daun, c. nekrotik pada tepi daun ... Tipe gejala (tanda panah) pada famili Solanaceae yang terinfeksi oleh
11
12
13
14
Tipe gejala (tanda panah) pada batang berbagai varietas tomat: a. batang kecoklat-coklatan (Synta), b & c. batang pecah dan petiol daun kering (Intrend), d. puru pada batang berwarna putih (Locus dan Saviro), e. batang (Viccario) ... Tipe gejala (tanda panah) pada buah a. bird s eye spot (Perdana), b. buah tidak bergejala (Viccario)... Keparahan penyakit pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi dengan pengguntingan petiol daun ...
Grafik hubungan antara waktu inkubasi dengan keparahan penyakit … 25
26
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1
2
3
4
5
6
Rata-rata masa inkubasi C. michiganensis subsp. michiganensis pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi dengan pengguntingan petiol daun ... Berbagai tipe gejala pada beberapa varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun ... Nilai skoring dan jumlah tanaman yang mati pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun dan jumlah tanaman yang mati ……... Intensitas penyakit pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun ... Waktu pembungaan pertama pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun ……….. Media perbanyakan bakteri ………...
34
35
36
37
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tahun 1892 dilaporkan terdapat suatu penyakit pada tanaman tomat di New York. Tahun 1909 penyakit ini diamati di Michigan dan selanjutnya dinamakan penyakit Grand Rapids, layu bakteri, busuk batang, kanker batang atau bintik mata burung pada tomat (MacNab 2004).
Bakteri yang berasal dari daerah Amerika Utara ini telah menyebar ke seluruh dunia meliputi Eropa, Asia, Amerika dan Oceania (EPPO Quarantine Pest 2008). Patogen dapat menyebar melalui benih dan bibit yang terinfeksi (Burokiené 2006). Selain itu patogen dapat tersebar dengan perantara mesin atau gunting yang digunakan untuk pemangkasan daun, peralatan pertanian, tangan dan pakaian pekerja selama penanganan panen (Sabaratnam 2008).
Dalam regulasi yang dikeluarkan oleh pemerintah Indonesia C. michiganensis subsp. michiganensis tergolong sebagai patogen yang dicegah masuk dan tersebar di dalam wilayah Republik Indonesia. Hal ini terdapat dalam lampiran Surat Keputusan Menteri Pertanian Republik Indonesia Nomor 38 Tahun 2006 tentang Daftar Organisme Pengganggu Tumbuhan/Karantina dan daerah sebarnya. Di dalam surat keputusan tersebut C. michiganensis subsp.
michiganensis termasuk dalam bakteri Golongan I kategori A1, yang artinya kelompok organisme pengganggu tumbuhan/karantina (opt/k) yang tidak dapat dibebaskan dari media pembawanya dan masih belum terdapat di dalam wilayah Indonesia (Departemen Pertanian Republik Indonesia 2006).
C. michiganensis subsp. michiganensis di lapangan dan di kalangan petani kemungkinan telah terjadi.
Penyakit kanker batang tomat merupakan penyakit pada tanaman tomat yang paling penting (Hadas et al. 2005), karena dapat menyebabkan kehilangan hasil sampai 84% pada petani tomat maupun industri perkebunan dan sekitar 93% dalam kondisi yang dikendalikan/dalam studi (Kabela & Francis 1995). Laporan lainnya menyebutkan kejadian penyakit dapat mencapai 80% pada beberapa ladang di Afrika Timur tahun 1945, 80% di Carolina Utara pada awal 1960, 60% di Kenya tahun 1962. Rata-rata kehilangan hasil pertahun dalam produksi tomat di rumah kaca di Ontario tahun 1965-1971 berkisar antara 10% - 60% (MacNab 2004). Penelitian di Perancis menunjukkan kehilangan hasil mencapai 20% - 30% tiap tahunnya (Vasinauskiené 2002).
Bakteri penyebab penyakit ini adalah C. michiganensis subsp.
michiganensis. Selain menyerang tomat dan paprika bakteri ini dilaporkan dapat juga menyerang anggota Solanaceae lain termasukSolanum mammosum (rumput liar Porto Rican), S. douglasii , S. nigrum dan S. triflorum (MacNab 2004) maupun nonsolanaceae seperti gandum, barley, rye, oat dan bunga matahari (Stamova & Sotirova 1987). Lada dan terung juga dilaporkan peka terhadap penyakit ini pada inokulasi buatan (MacNab 2004).
Patogen masuk ke dalam inang melalui luka, lubang alami seperti mulut daun (stomata), lentisel dan hidatoda. Kemudian bakteri akan menuju pembuluh silem dan selanjutnya tersebar ke seluruh bagian tanaman bersama dengan aliran air dalam silem. Bakteri dapat pula bergerak dari silem menuju floem dan kortek (Sabaratnam 2008).
Gejala yang ditimbulkan oleh penyakit ini berupa layu daun, luka atau kanker pada berbagai bagian tanaman dan berbagai stadia pertumbuhan, sehingga dapat mengakibatkan kematian pada tanaman tomat (Fahy & Persley 1983).
Di Indonesia belum pernah dilakukan penelitian mengenai kisaran inangC. michiganensis subsp. michiganensis dan ketahanan varietas. Oleh karena itu penelitian ini diperlukan untuk melengkapi informasi mengenai perilaku bakteri
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menginfentarisasi tanaman inang yang dapat terinfeksi oleh bakteri C. michiganensis subsp.michiganensis.
2. Mengetahui tingkat ketahanan beberapa varietas tomat terhadap bakteri ini.
Manfaat
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:
1. Memberikan informasi mengenai kisaran tanaman inang C. michiganensis
subsp.michiganensis yang dapat digunakan untuk keperluan Analisis Resiko Organisme Pengganggu Tumbuhan (AROPT).
TINJAUAN PUSTAKA
Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis (Smith)
Klasifikasi dan Ciri Umum
Bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis termasuk dalam divisi Firmicutes, kelas Thallobacteria, ordo Actinomycetales, subordo Corynebacterineae, dan famili Corynebacteriaceae (Willey et al. 2008). Bakteri ini mempunyai nama lain Corynebacterium michiganense pv. michiganense
(Smith) Dye & Kemp atau disebut jugaCorynebacterium michiganense (Smith) Jensen (EPPO Quarantine Pest 2008). Menurut Willeyet al. (2008) bakteri dalam famili ini berbentuk batang lurus sampai batang kurva yang sangat jelas dengan ujung meruncing atau membulat. C. michiganensis subsp. michiganensis
termasuk bakteri yang tidak aktif bergerak dan bersifat fakultatif anaerob.
Untuk mendeterminasi sel bakteri kelompok ini digunakan kultur bakteri yang masih muda (48 - 72 jam). Bakteri ini mempunyai diameter koloni 1 mm (pada kultur usia 120 jam), 2-3 mm (kultur usia 168-182 jam), membulat, cembung, tidak beraturan dan berlendir. Pada medianutrient broth yeast extract
(NBY) koloni berwarna kuning hingga orange (Schaad 2001). Media NBY disarankan sebagai media pilihan untuk melihat pertumbuhan, pigmentasi dan perbedaan koloni (Davis & Vidaver 2001).
Gejala
Gejala penyakit ini dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu gejala permukaan (superficial symptoms) sebagai hasil kolonisasi bakteri pada permukaan jaringan dan gejala sistemik (systemic symptoms) sebagai hasil serangan bakteri pada jaringan pembuluh (Zitter 1985).
a b
c d
Gambar 1 Tipe gejala (tanda panah) serangan C. michiganensis subsp.
michiganensis pada daun tomat a. layu (CAB International 2005), b nekrotik pada tepi daun, c. klorotik, d. nekrotik dan bintik daun (Zitter 1985)
Gejala penyakit tanaman yang disebabkan oleh sejumlah genusClavibacter
petiol daun dan batang (Carlton 1994; Carlton et al. 1998; Zitter 1985). Gejala tersebut di atas dapat dilihat pada Gambar 1.
Bakteri akan menyebar ke dalam jaringan pembuluh tanaman sehingga menimbulkan garis-garis kuning yang terlihat sepanjang batang tanaman. Pada infeksi lebih lanjut batang tanaman berubah warna menjadi coklat dan kadang disertai terbentuknya kanker. Cairan berwarna kuning akan terlihat bila batang tanaman tomat yang terinfeksi dipotong. Daun dan batang yang berada di atasnya akan layu dan mati ketika bakteri menyebar ke bagian atas tanaman (Carlton 1994).
Tanaman yang terinfeksi memperlihatkan kanker kecoklatan pada batang dan petiol daun pada perkembangan lebih lanjut. Jaringan pembuluh memperlihatkan perubahan warna menjadi coklat tua. Ketika tanaman dewasa, gejala dapat dilihat pada daun, batang dan buah. Batang tanaman mengalami kanker terbuka, dimana batang pecah dan terbelah memanjang, berwarna coklat, bergranular dan bertepung di dalam kulit batang (Gambar 2) (MacNab 2004; Zitter 1985).
a b
Gambar 2 Tipe gejala (tanda panah) a. & b. kanker batang tomat (Gartemanet al. 2003)
Gambar 3 menunjukkan tipe gejala pada buah tomat dan paprika. Gejala berupa bintik/noda berwarna putih melingkar dengan diameter lebih dari 3 mm dengan bintik coklat pada bagian tengahnya, gejala ini sering disebutbird eye spot
dihasilkan menjadi cacat seperti kecil/kerdil, bentuk abnormal, terdapat bintik-bintik beraneka warna serta berkeropeng (Carlton 1994).
a b
Gambar 3 Tipe gejala (tanda panah) pada buah yang terserang bakteri C.
michiganensissubsp.michiganensis a. bird s eye spot (tomat), b. buah abnormal (paprika) (CAB International 2005)
Potongan buah yang masih muda menunjukkan perubahan warna (diskolorasi) pada jaringan pembuluh tanaman dari putih menjadi kuning kemerahan akhirnya menjadi coklat. Bakteri bisa terdapat pada selaput biji dan di embrio. Benih-benih yang berasal dari buah yang terinfeksi sejak awal kebanyakan berbintik-bintik, gelap atau tidak akan matang. Inokulum yang terdapat pada biji ini dapat bertindak sebagai sumber inokulum bakteri (Zitter 1985).
a b
Gambar 4 Tipe gejala (tanda panah) a. layu pada seluruh bagian tanaman, b. tanaman mulai mati (kering) (CAB International 2005; Zitter 1985)
Tanaman Inang
C. michiganensis subsp. michiganensis mempunyai inang utama yang penting secara ekonomis yaitu tomat, tetapi patogen ini juga dilaporkan terdapat pada Lycopersicon spp. dan tanaman liar Solanum dauglasii, S. nigrum, dan S. trifolium (Davis & Vidaver 2001). Beberapa solanaceae lainnya mudah terkena atau rentan terhadap bakteri ini. Laporan tidak resmi menyebutkan inang lain dari
C. michiganensis subsp. michiganensis termasuk diantaranya buncis dan genus
Phaseolus lainnya, kacang hijau dan jagung. Baru-baru ini (Stamova & Sotirova 1987; EPPO Quarantine Pest 2008) melaporkan gandum, barley, rye, oats, bunga matahari, semangka dan beberapa Cucurbitaceae adalah inang pada inokulasi batang secara buatan.
Cara Bertahan
Bakteri ini juga dapat bertahan pada populasi epifit pada permukaan daun tanaman tomat yang tidak menyebabkan layu pada daun dan pengurangan hasil. Infeksi dalam jaringan pembuluh pada awal masa pertumbuhan akan memicu kerdil, kerusakan, layu dan kehilangan tanaman sejak awal (CAB International 2005; Sabaratnam 2008).
Gejala-gejala dan keparahan penyakit tergantung pada hasil kolonisasi bakteri pada tanaman, perbedaan varietas tanaman, usia dan kondisi lingkungan tanaman. Suhu hangat antara 24-27 °C dan lingkungan yang lembab sangat memungkinkan untuk perkembangan penyakit dengan cepat (Sabaratnam 2008).
Populasi bakteri menurun cepat saat sisa pertanaman membusuk di tanah. Bakteri tidak dapat bertahan hidup lama (2-4 minggu) dalam kondisi ketidakhadiran tanaman inang. Akan tetapi bakteri dapat bertahan cukup lama pada sisa tanaman yang ada terus-menerus di atas permukaan tanah, yang akan menginisiasi penyakit pada musim berikutnya (CAB International 2005; Sabaratnam 2008). Menurut MacNab (2004) bakteri dapat bertahan di dalam tanah 2,5 sampai 5 tahun, 2 tahun dalam pupuk kompos, 10 bulan pada kayu/batang tanaman tomat yang kering atau sisa tanaman yang terserang dan dapat pula bertahan pada tanaman gulma dari famili solanaceae. Bakteri ini dapat juga bertahan pada bibit tomat di persemaian dan inang alternatif yang secara bergilir dapat berperan sebagai sumber infeksi (CAB International 2005; Sabaratnam 2008).
Pemencaran Patogen
Di lapangan, bakteri kanker dapat tersebar dari tanaman dengan infeksi primer ke tanaman yang berdekatan melalui cipratan air (hujan atau pengairan atas), penyemprotan bahan kimia, pupuk di permukaan tanah, pisau pembabatan selama pemangkasan daun, peralatan, mesin, pekerja selama penanganan panen saat kondisi di lapangan basah (CAB International 2005).
- 53% hingga 80% - 90%, tergantung pada proporsi benih terinfeksi dan kondisi penyimpanan benih. Pengujian kesehatan benih yang dilaporkan memungkinkan penentuan ambang batas minimal C. michiganensis subsp. michiganensis
berhubungan dengan persentasi penyakit pada semaian yang timbul dari kelompok benih yang sama (CAB International 2005).
Daerah Sebar
Bakteri ini pertama kali ditemukan di Amerika Utara dan kemungkin berasal dari sana. Saat ini penyebarannya sudah mencapai seluruh bagian dunia, yaitu Uni Eropa: Austria, Belarus, Belgium, Bulgaria, Czech Republic, Egypt, Finland (belum pasti kebenarannya), France, Germany, Greece, Hungary, Ireland, Israel, Italy (termasuk Sardinia and Sicily), Lebanon, Lithuania, Morocco, Netherlands, Norway (eradikasi), Poland, Portugal (eradikasi), Romania, Russia (European, Siberia), Slovenia, Spain, Switzerland, Tunisia, Turkey, UK (dijumpai pada waktu lampau tetapi tidak ditetapkan), Ukraine, Yugoslavia. Asia: Armenia, Azerbaijan, China (dijumpai pada waktu lampau tetapi tidak ditetapkan), India (Madhya Pradesh), Iran, Israel, Japan, Lebanon, Turkey. Africa: Mesir, Kenya, Madagascar, Morocco, South Africa, Tunisia, Togo, Uganda, Zambia, Zimbabwe. America: tersebar luas di Canada (British Columbia sampai Nova Scotia) dan USA (California, Florida, Georgia, Hawaii, Iowa, Illinois, Indiana, Michigan, North Dakota, Ohio, Wyoming), Mexico, Costa Rica, Cuba, Dominica, Dominican Republic, Grenada, Guadeloupe, Martinique (belum pasti kebenarannya), Panama, Argentina, Brazil (São Paulo), Chile, Colombia, Ecuador, Peru, Uruguay. Oceania: Australia (New South Wales, Queensland, South Australia, Tasmania, Victoria, Western Australia), New Zealand, Tonga (EPPO Quarantine Pest 2008).
Metode Deteksi
Isolasi bakteri
semi selektif (CAB International 2005). Bakteri ini tidak selalu dapat diisolasi dari jaringan pembuluh, bagian kanker atau petiol daun, akan tetapi lebih sering memberikan hasil saat diisolasi dari bercak pada buah dan jaringan pembuluh yang mengalami diskolorasi pada buah (Fahy & Persley 1983).
Bagian tanaman yang akan diuji (jaringan yang luka, jaringan yang baru terinfeksi, atau garis batas pada bagian yang terinfeksi) dicuci dengan air mengalir dan segara dikeringkan dengan kertas tisu. Sterilisasi permukaan tidak begitu diperlukan dalam isolasi bakteri. Penusukan pada jaringan tanaman yang segar harus hati-hati dan menggunakan pisau yang sangat tajam agar diperoleh eksudat bakteri yang diinginkan. Kemudian dilakukan identifikasi lebih lanjut dengan menggunakan pengujian sifat-sifat fisiologis (Schaad 2001).
Isolasi bakteri pada tanaman atau bagian tanaman yang terserang C.
michiganensis subsp. michiganensis dilakukan dengan menggunakan media
Sucrose Cyclohexamide (SCM) atau modified Sucrose Cyclohexamide (mSCM). Media yang sering digunakan untuk identifikasi pigmen yang terbentuk adalah media Nutrient Broth Yeast Extract agar (NBY). Biakan murni bakteri diinokulasikan pada media NBY kemudian diinkubasi pada 30 0C dan diamati pigmen yang terbentuk (Schaad 2001).
Deteksi bakteri secara serologi (ELISA)
Serologi merupakan salah satu metode untuk mendeteksi berbagai mikroorganisme yang sangat penting karena menyediakan informasi awal pada proses identifikasi. Metode ini berdasar pada visualisasi reaksi antara antibodi dan antigen yang terjadi secarain vitro. Metode ELISA dapat digunakan untuk menguji sampel dalam jumlah besar (Jansen 2005).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dilakukan di Rumah Kaca Cikabayan, University Farm, Institut Pertanian Bogor dan di Laboratorium Bakteriologi dan Virologi Karantina Tumbuhan Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno Hatta. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan September 2008 sampai Pebruari 2009.
Metode
Persiapan Tanaman Uji
Tanaman yang dipakai dalam penentuan kisaran inang adalah tomat (Lycopersicum esculentum), cabai rawit (Capsicum frustescens), cabai merah besar (C. annuum), paprika (C. annuum), terung (Solanum melongena), kedelai (Glycine max), kacang panjang (Vigna unguiculata subsp.sesquipedalis), kacang hijau (Vigna radiata), melon (Cucumis melo), semangka (Citrulus lunatus), ketimun (C. satuvis) dan jagung (Zea mays). Sedangkan uji ketahanan varietas tomat digunakan varietas Synta, Intrend, Eggy, Saviro, Locus, Perdana, San Morino, Maestro, Viccario dan Monggal.
Semua benih tanaman ditanam pada polibag dengan diameter 10 cm. Media semai yang digunakan berupa tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1 yang sudah disterilisasi dengan uap panas (suhu uap 1000C ± 100C) selama 8 jam yang merupakan modifikasi dari metode yang disebutkan oleh BBPMP (2008). Tanaman dari satu varietas diletakkan dalam lajur yang sama, sedangkan ulangannya diletakkan secara acak.
Untuk memastikan bahwa tanaman uji tidak terifeksi olehC. michiganensis
subsp. michiganensis dari benih, dilakukan uji Indirect ELISA setelah tanaman membentuk dua atau tiga daun. Tanaman-tanaman yang sehat (hasil serologi negatif) digunakan untuk penelitian.
Persiapan InokulumC. michiganensissubsp.michiganensis
yang diisolasi dari tanaman tomat yang bergejala kanker batang dari Solok, Sumatera Barat.
Perbanyakan Isolat Bakteri. Biakan murni bakteri C. michiganensis
subsp. michiganensis diinokulasikan pada media NBY (Lampiran 6) kemudian diinkubasi pada 30 0C selama 48 – 72 jam. Biakan murni bakteri disentrifus dengan kecepatan 1,564 x g selama 10 menit pada temperatur ruangan. Hasil sentrifus diresuspensi dengan aquades steril dan suspensi bakteri ditetapkan dengan spektofotometer pada panjang gelombang 480 nm dengan OD 0,67 yang diperkirakan mengandung sel bakteri 107 - 108 CFU/ml (Hadaset al. 2005).
Uji Patogenisitas. Uji patogenisitas dilakukan pada bibit tomat varietas Intrend umur 21 hari dengan menyuntikkan 5-10 µl suspensi bakteri yang mengandung 107 - 108 CFU/ml ke bagian batang tanaman tomat (sekitar 10 cm diatas permukaan tanah). Selanjutnya tanaman diletakkan dalam rumah kaca dan gejala yang timbul diamati selama 21 hari setelah inokulasi. Uji patogenisitas dilakukan sebanyak lima ulangan (Hadaset al. 2005).
Inokulasi pada Tanaman Uji
Penentuan Kisaran Inang. Inokulasi bakteri pada beberapa macam tanaman menggunakan dua cara yaitu pengguntingan pada petiol daun dan penyuntikan pada batang tanaman. Tanaman uji yang berumur 21 hari dipotong pada petiol daun sejati pertama dengan menggunakan gunting steril yang sudah direndam dalam suspensi bakteri dengan kerapatan sel 107 - 108 CFU/ml. Inokulasi batang dilakukan dengan menyuntikkan 5-10 µl suspensi bakteri dengan kerapatan sel 107 - 108 CFU/ml pada batang tanaman (sekitar 10 cm diatas permukaan tanah). Untuk kontrol negatif tanaman diinokulasi dengan aquades steril (Werner et al. 2002). Masing-masing metode inokulasi dilakukan lima ulangan pada setiap jenis tanaman uji.
(Werner et al. 2002). Masing-masing varietas diulang sebanyak lima ulangan, tiap ulangan terdiri dari 3 tanaman.
Pengamatan dan Pengumpulan Sampel
Penentuan Kisaran Inang. Pengamatan pada tanaman uji dilakukan setiap hari selama 3 minggu (Gitaitiset al. 1995). Pengamatan ditujukan untuk melihat masa inkubasi dan tipe gejala yang muncul (Carltonet al. 1998).
Pengambilan sampel untuk uji konfirmasi dengan Indirect ELISA dilakukan 3 minggu setelah inokulasi (Gitaitis et al. 1995). Sampel yang diambil berupa batang dan daun tanaman uji. Deteksi tersebut dilakukan untuk membuktikan keberadaan bakteriC. michiganensissubsp.michiganensispada tanaman.
Uji Ketahanan Varietas. Pengamatan pada tanaman uji dilakukan setiap hari sampai tanaman berbuah. Pengamatan ditujukan untuk melihat masa inkubasi dan tipe gejala yang muncul. Intensitas serangan atau keparahan penyakit ditetapkan melalui skoring berdasar Poysa (1993) yang dimodifikasi.
Tabel 1 Nilai skoring serangan bakteriC. michiganensissubsp.michiganensis
Skor Difinisi
1 : tanaman sehat
2 : separuh sisi daun layu, klorotik, nekrotik tepi daun
3 : separuh sisi daun layu atau mati, layu < 50%, kanker batang < 50% 4 : separuh sisi daun atau lebih mati, layu > 50%, kanker batang > 50% 5 : tanaman mati
Keparahan penyakit dihitung menggunakan rumus Townsend dan Huerberger (Poysa 1993) :
(ni x zi)
I
=
x 100%
Z x N
Keterangan:
I : Keparahan penyakit (%)
ni : Banyaknya tanaman yang diamati dari tiap kategori serangan vi : Nilai skor dari tiap kategori serangan
Kategori tingkat ketahanan varietas tomat berdasar keparahan penyakit sesuai Thaveechaiet al. (1989) adalah:
Varietas tahan : Keparahan penyakit 0% - 20% Varietas agak tahan : Keparahan penyakit 21% - 40% Varietas agak rentan : Keparahan penyakit 41% - 60% Varietas rentan : Keparahan penyakit 61% - 100%
Deteksi Bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis dengan Indirect ELISA
Kit Indirect ELISA yang digunakan untuk C. michiganensis subsp.
michiganensis terdiri dari antibodi, konjugatalkaline phosphatase, kontrol positif dan kontrol negatif. Prosedur pengujian mengikuti protokol Agdia (Amerika Serikat).
Cairan perasan tanaman uji (dari daun dan batang yang sakit dan sehat) disiapkan dengan cara menambahkan Phosphat Buffer Saline (PBS) pada daun dan batang tanaman uji dengan perbandingan 1:10 w/v dan kemudian dihaluskan.
Seratus mikroliter cairan perasan tanaman (sakit dan sehat), kontrol positif, kontrol negatif dan bufer dimasukkan ke dalam plat ELISA, kemudian diinkubasi pada suhu 37 0C hingga kering. Larutan penghambat (blocking solution) sebanyak 200 µl dimasukkan ke dalam tiap sumuran dan diinkubasi pada suhu kamar selama 30 menit. Plat ELISA kemudian dicuci sebanyak 5 kali dengan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji Patogenisitas
Uji patogenisitas digunakan untuk memastikan bahwa bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis yang digunakan untuk penelitian merupakan
C. michiganensis subsp. michiganensis yang virulen. Gejala yang timbul pada varietas Intrend dari pengamatan selama 21 hari setelah inokulasi dapat dilihat pada Gambar 5.
a b c
Gambar 5 Tipe gejala (tanda panah) pada tanaman tomat Intrend hasil uji patogenisitas a. layu, b nekrotik pada lamina daun, c. nekrotik pada tepi daun
Gejala layu mulai muncul pada hari ke 5 setelah inokulasi. Tipe gejala yang muncul pertama kali adalah layu pada sebagian daunnya dan klorotik. Selanjutnya gejala klorotik berkembang menjadi nekrotik baik pada lamina anak daun maupun pada tepi daun. Kemunculan gejala tersebut di atas menandakan bahwa bakteri yang diinokulasi merupakan C. michiganensis subsp.
michiganensis yang virulen, sehingga biakan murni bakteri ini dapat digunakan sebagai sumber inokulum pada penelitian.
Kisaran Inang
Masa inkubasi yang diperlukan oleh bakteri C. michiganensis subsp.
michiganensis untuk dapat menimbulkan gejala pertama pada berbagai tanaman percobaan sangat bervariasi tergantung jenis tanaman dan famili tanaman tersebut. Pada tanaman famili Solanaceae masa inkubasi C. michiganensis subsp.
michiganensis bervariasi antara 5 sampai 8 hari. Gejala yang paling cepat muncul pada tanaman tomat dan paprika karena kedua tanaman tersebut merupakan inang bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis (Davis & Vidaver 2001). Sementara itu pada anggota famili Solanaceae yang lain yaitu cabai besar, cabai rawit dan terung masa inkubasi bakteri ini adalah 6 sampai 8 hari.
Masa inkubasi bakteri ini pada jagung (Poaceae) adalah 6 hari setelah inokulasi dan hanya ditemukan pada 1 tanaman dari semua inokulasi pada petiol daun dan pada batang. Famili Cucurbitaceae menunjukkan gejala setelah 9 sampai 12 hari setelah inokulasi bakteri tersebut, sedangkan pada famili Leguminoceae masa inkubasi C. michiganensis subsp. michiganensis adalah 10 sampai 12 hari. Masa inkubasi selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Masa inkubasi C. michiganensis subsp. michiganensis pada beberapa tanaman hasil inokulasi buatan pada petiol daun dan batang tanaman uji
Tanaman (hari setelah inokulasi) Metode Tomat; - : tidak menunjukkan gejala; Ul: ulangan; semua tanaman kontrol tidak menujukkan gejala
ada yang mengandung bakteri ini (Tabel 3). Hal tersebut dapat dijumpai pada tanaman terung, cabai rawit, ketimun, semangka, kacang panjang dan kedelai
Tabel 3 Berbagai tipe gejala pada beberapa tanaman yang diuji dan hasil konfirmasi berdasar Indirect ELISA
Tipe gejala pada berbagai tanaman (hasil Indirect ELISA) Metode Tomat; N: tidak menunjukkan gejala; k: klorotik, n: nekrotik, h: hawar, l: layu, m: tepi mengering; (-): negatif Cmm dengan serologi; (+): positif Cmm dengan serologi; Ul: ulangan; semua tanaman kontrol tidak menujukkan gejala.
Inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis pada petiol daun semangka dan kedelai serta inokulasi pada batang kacang panjang dan kedelai tidak menghasilkan gejala apapun akan tetapi setelah dilakukan konfirmasi dengan serologi didapat hasil positif. Hal ini menunjukkan ketidaksesuaian antara inang dengan bakteri sehingga walaupun bakteri terdapat pada bagian tanaman akan tetapi tidak berkembang dan tidak menimbulkan gejala. Bakteri kemungkinan hanya menetap di ruang antar sel tanaman saja dan tidak menginfeksi silem sehingga bakteri tidak dapat menyebar ke seluruh bagian tanaman dan menimbulkan gejala.
Tipe gejala yang ditimbulkan oleh bakteri C. michiganensis subsp.
michiganensis pada berbagai tanaman yang diuji adalah klorotik, nekrotik dan layu daun (Gambar 6, 7 dan 8).
a b c d e Gambar 6 Tipe gejala (tanda panah) pada famili Solanaceae yang terinfeksi oleh
C. michiganensis subsp. michiganensis: a. klorotik (terung), b. nekrotik pada tulang daun (cabai rawit), c. nekrotik pada lamina daun (cabai besar), d. nekrotik pada lamina daun (paprika), e. layu (tomat)
a b
Gambar 7 Tipe gejala (tanda panah) pada famili Cucurbitaceae yang terinfeksi oleh C. michiganensis subsp. michiganensis: a melon, b. ketimun, i. hawar daun dan ii. klorotik pada lamina daun (
a. b.
Gambar 8 Tipe gejala (tanda panah) pada famili Leguminoceae yang terinfeksi oleh C. michiganensis subsp. michiganensis: a. klorotik (kacang panjang), b. klorotik (kacang hijau)
i
ii
Gejala klorotik muncul pada beberapa tanaman dari famili Solanaceae, Cucurbitaceae dan Leguminoceae. Gejala ini merupakan tipe gejala yang disebabkan oleh aktifitas bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis yang menyebabkan kerusakan pada protoplasma sel khususnya sel daun. Setelah diinokulasikan, bakteri ini akan masuk dan berkembang dalam pembuluh silem. Karena keberadaannya dalam jaringan pembuluh ini maka bakteri dapat menyebar ke seluruh bagian tanaman hingga mencapai daun (Jahr et al. 1999). Di dalam daun, kemungkinan bakteri berpindah menuju floem dan selanjutnya menuju jaringan bunga karang maupun jaringan palisade pada parenkim daun. Dalam jaringan palisade terdapat kemungkinan bakteri masuk ke dalam sel-sel parenkim dan berkolonisasi di dalam sel. Kolonisasi bakteri ini dapat menyebabkan kerusakan protoplasma termasuk klorofil yang banyak terdapat pada sel-sel palisade (Willey et al. 2008). Pada pengamatan fisik tanaman terlihat gejala klorotik.
Tipe gejala lain yang muncul pada tanaman uji adalah nekrotik. Nekrotik merupakan kerusakan protoplasma sel dan diikuti oleh matinya sel, jaringan, organ atau seluruh tumbuhan, sehingga akan terlihat bercak coklat yang merupakan hasil dari sel-sel tanaman yang mati. Nekrotik merupakan gejala lanjut dari klorotik (Fahy & Persley 1983).
Selain tipe gejala di atas, tomat, cabai rawit dan paprika juga menunjukkan gejala layu pada daun. C. michiganensis subsp. michiganensis mampu menghasilkan senyawa polisakarida ekstraseluler (EPS). EPS yang terbentuk akan mengisi rongga silem sehingga dapat mengganggu aliran air dari akar ke bagian atas tanaman. Proses inilah yang menyebabkan layu terutama pada daun tanaman (Jahret al. 1999).
Keberhasilan inokulasiC. michiganensis subsp. michiganensis dipengaruhi oleh metode inokulasi. Inokulasi bakteri pada petiol daun menyebabkan hampir semua tanaman menunjukkan positif terdapat C. michiganensis subsp.
michiganensis meskipun ada yang tidak dapat menimbulkan gejala.
batang tidak mampu menyebarkan bakteri pada tanaman tersebut. Pada inokulasi dengan pengguntingan petiol daun bagian tanaman yang terluka lebih besar sehingga memungkinkan lebih banyak bakteri yang masuk ke dalam jaringan tanaman terutama jaringan pembuluh silem. Oleh karena itu inokulasi dengan metode pengguntingan petiol daun lebih efektif.
Ketahanan Varietas
Tanaman tomat merupakan inang utama C. michiganensis subsp.
michiganensisdi lapangan (Davis & Vidaver 2001). Penelitian tentang ketahanan varietas tanaman tomat terhadap C. michiganensis subsp. michiganensis telah dilakukan di Canada (Poysa 1993), tetapi belum pernah dilakukan di Indonesia sehingga varietas-varietas yang digunakan dalam penelitian belum diketahui tingkat ketahanannya terhadap serangan penyakit ini.
Varietas tomat yang digunakan merupakan varietas yang beredar di masyarakat dan biasa ditanam oleh petani, baik varietas lokal maupun varietas yang berasal dari luar negeri.
Semua varietas tomat yang diinokulasi C. michiganensis subsp.
michiganensis melalui pengguntingan petiol daun menunjukkan gejala penyakit ini. Sedangkan dengan metode injeksi pada batang tanaman terdapat beberapa tanaman yang tidak menunjukkan gejala penyakit ini.
Rata-rata masa inkubasi C. michiganensis subsp. michiganensis paling cepat terjadi pada varietas Viccario yaitu 5.07 hari, sedangkan paling lama ditemukan pada varietas San Morino dan Synta 6.47 hari (Gambar 9 dan Tabel Lampiran 1). Hasil pengujian menggunakan DMRT dengan selang kepercayaan 5% menunjukkan bahwa masa inkubasi pada varietas Vicario berbeda nyata
dengan varietas Synta dan San Morino. Hal ini berarti bahwa masa inkubasi
varietas Viccario nyata lebih cepat dibanding dengan masa inkubasi varietas San
0 1 2 3 4 5 6 7
S y It E g S v Lc P d S m M s V c M g
Varie tas Tomat
Masa
Ink
u
basi
(hari)
Sy: Syta, It: Intrend, Eg: Eggy, Sv: Saviro, Lc: Locus, Pd: Perdana, Sm: San Morino, Ms: Maestro, Vc: Viccario, Mg: Monggal
Gambar 9 Rata-rata masa inkubasiC. michiganensis subsp.michiganensis pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi dengan pengguntingan petiol daun
Setelah inokulasi dengan bakteri C. michiganensis subsp. michiganensis, varietas-varietas tomat menunjukkan berbagai tipe gejala yang dirangkum pada Tabel Lampiran 2. Gejala pertama berupa layu pada beberapa anak daun pada daun majemuk ke- 2 atau ke- 3, atau terjadi klorotik.
a b
c d
Gejala yang ditimbulkan oleh bakteri ini pada berbagai varietas tanaman tomat hampir sama yaitu berupa layu daun, klorotik, nekrotik, kering pada bagian tepi daun, petiol daun kering dan kanker batang (Gambar 10 dan 11). Gejala layu dan klorotik dapat diikuti dengan gejala nekrotik dan atau daun kering dan atau kerdil. Semua tanaman tomat akhirnya menunjukkan gejala kanker batang dan beberapa tanaman akhirnya mati. Gejala-gejala tersebut seperti yang didiskripsikan oleh Carlton (1994), Zitter (1985) dan MacNab (2004).
Salah satu tipe gejala tersebut adalah layu pada satu sisi helaian daunnya. Hal ini menunjukkan bakteri sudah masuk dan berada pada jaringan silem, dan di jaringan tersebut bakteri akan menghasilkan molekul EPS. EPS adalah matrik jenuh air yang mengelilingi sel bakteri dan berfungsi sebagai pelindung sel bakteri. EPS akan melindungi bakteri dari dehidrasi, komponen racun tanaman dan pengenalan sistem pertahanan tanaman. Perlindungan dari pengenalan sistem pertahanan tanaman dilakukan dengan cara penutupan agglutinin atau lektin dan detoksifikasi senyawa fitoaleksin. Senyawa EPS ini akan menempel pada dinding jaringan pembuluh silem sehingga akan menghambat suplai air dari akar ke bagian tanaman di atasnya khususnya daun. Kekurangan suplai air ini yang divisualisasikan oleh tipe gejala layu daun pada tanaman tomat yang terinfeksi bakteri ini. Selain itu senyawa EPS juga berperan dalam memicu infeksi dan kolonisasi bakteri pada tanaman inang (Jahret al. 1999).
Gejala klorotik dan nekrotik diakibatkan adanya kolonisasi bakteri pada jaringan parenkim daun. Bakteri dapat berpindah dari jaringan pembuluh menuju jaringan parenkim didukung oleh kemampuan bakteri dalam mendegradasi dinding sel tanaman. C. michiganensis subsp. michiganensis mampu menghasilkan enzim ekstraseluler seperti endoselulose, poligalakturonase, pektinmetilesterase dan silase yang berfungsi untuk mendegradasi komponen dinding sel (Jahr et al. 1999). Serangan enzimatik pada jaringan silem dan sel parenkim sangat berperan dalam perkembangan penyakit ini.
Tipe gejala yang khas dari penyakit ini adalah terbentuknya kanker pada batang tanaman tomat. Pembentukan kanker terjadi apabila C. michiganensis
subsp.michiganensis berpindah dari silem menuju jaringan kortek. Sesampainya di jaringan kortek, bakteri berkembang dan berkolonisasi sehingga terbentuklah kanker pada batang. Setelah berkolonisasi di kortek bakteri akan menyebabkan kematian jaringan kulit tumbuhan yang berkayu tersebut misalnya batang dan cabang. Selanjutnya jaringan kulit yang mati tersebut mengering, berbatas tegas, mengendap, pecah-pecah dan akhirnya terlihat bagian kayunya (Jahret al. 1999).
Pada varietas San Morino, Maestro, Synta, Intrend, Perdana dan Viccario terjadi gejala kerdil (atrophy). Gejala terjadi karena bakteri menyerang jaringan floem sehingga suplai makanan ke seluruh bagian tanaman terhambat. Akibat terhambatnya suplai makanan maka pertumbuhan tanaman menjadi terhambat (Fahy & Persley 1983).
a b c
d e
Tipe gejala pada buah yang paling spesifik dari bakteri ini adalahbird s eye spot (Fahy & Persley 1983). Gejala mulai timbul pada buah yang masih muda/hijau seperti yang telihat pada Gambar 12. Gejala berupa bintik coklat yang dikelilingi oleh lingkaran putih, kadang kala bintik tesebut saling berdekatan dan bergabung seperti pada buah tomat varietas Perdana dalam penelitian ini.
a b
Gambar 12 Tipe gejala (tanda panah) pada buah a.bird s eye spot (Perdana), b. buah tidak bergejala (Viccario)
Keparahan penyakit yang disebabkan oleh C. michiganensis subsp.
michiganensis pada beberapa varietas tomat bervariasi. Keparahan penyakit paling rendah terjadi pada varietas Viccario sedangkan keparahan penyakit paling tinggi terjadi pada varietas Eggy (Gambar 13).
0 Variet as Tom at
K
Sy: Syta, It: Intrend, Eg: Eggy, Sv: Saviro, Lc: Locus, Pd: Perdana, Sm: San Morino, Ms: Maestro, Vc: Viccario, Mg: Monggal
Berdasarkan pada nilai keparahan penyakit, semua varietas yang digunakan
tergolong rentan karena nilai keparahan penyakitnya lebih dari 40%. Varietas
Viccario dengan keparahan penyakit antara 41% - 60% termasuk varietas dengan keparahan penyakit agak rentan. Varietas-varietas yang termasuk dalam kategori rentan adalah varietas tomat dengankeparahan penyakit lebih dari 61%.
Varietas yang relatif paling tahan terhadap serangan bakteri ini adalah
Viccari (termasuk kelompok agak rentan) dengan rata-rata keparahan penyakit
48%, sedangkan varietas yang relatif paling rentan terhadap penyakit kanker
batang adalah varietas Eggy dengan rata-rata keparahan penyakit 89.33%.
Varietas lain yang juga relatif rentan penyakit kanker batang adalah Synta, Intrend
dan Saviro dengan rata-rata keparahan penyakit lebih dari 70%
Apabila dilihat dari masa inkubasi, varietas Viccario paling cepat menunjukkan gejala penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini akan tetapi tipe gejala dan keparahan penyakitnya relatif paling rendah bila dibandingkan dengan varietas lainnya.
Gejala kanker batang pada varietas Viccario kurang dari 50% sehingga sangat mempengaruhi nilai skoring menjadi rendah. Apabila skoring rendah, nilai keparahan penyakityang diperoleh juga akan bernilai rendah.
Kanker batang juga mempengaruhi jumlah tanaman yang mati (MacNab 2004; Zitter 1985). Kanker batang yang parah menyebabkan kematian tanaman tomat lebih tinggi. Hal tersebut terjadi pada varietas Eggy dengan jumlah kematian tanaman paling tinggi yaitu 8 tanaman dari 15 tanaman, sedangkan pada varietas Viccario tidak ditemukan adanya kematian tanaman.
Waktu pembungaan pada berbagai varietas diduga juga dipengaruhi oleh serangan bakteri ini (Tabel Lampiran 5). Varietas yang paling cepat masa pembungaannya adalah Eggy yaitu 30 hari setelah inokulasi C. michiganensis
subsp.michiganensis, sedangkan varietas yang paling lama masa pembungaanya adalah Viccario yaitu 40 hari setelah inokulasi bakteri ini.
Pada varietas Synta, Eggy, Saviro, Loccus dan Maestro bunga gugur atau kering setelah tanaman berumur sekitar 4 hingga 5 hari. Varietas Synta dan Eggy tidak menghasilkan bunga lagi setelah pembungaan pertama, sedangkan Saviro, Loccus dan Maestro masih terus berbunga (hingga minggu ke 10 setelah inokulasi bakteri tersebut) meski pada akhirnya bunga menjadi kering dan tidak menghasilkan buah. Hal ini diduga berhubungan dengan keparahan penyakit pada tiap varietas. Varietas yang rentan (keparahan penyakit lebih dari 61%) cenderung untuk membentuk bunga lebih awal sehingga dapat digunakan untuk dapat meneruskan keturunannya. Sementara itu varietas agak rentan membutuhkan waktu yang relatif lebih lama untuk dapat membentuk bunga.
Varietas-varietas yang dapat menghasilkan buah adalah Intrend, Perdana, San Morino,Viccario dan Monggal. Dari kelima varietas yang dapat menghasilkan buah, empat diantaranya adalah Intrend, Perdana, San Morino dan Monggal termasuk varietas rentan, sedangkan Viccario merupakan varietas agak rentan. Buah yang terbentuk pada tanaman tomat varietas Viccario tidak menunjukkan gejala bird s eye spot seperti yang terlihat pada varietas Perdana (Gambar 12). Keparahan penyakit pada varietas Perdana berbeda nyata dengan Viccario. Pada varietas San Morino buah berukuran kecil dan berwarna kecoklat-coklatan seperti yang disebutkan oleh Carlton (1994).
Hubungan korelasi dari dua pengamatan yang dilakukan yaitu masa inkubasi dan keparahan penyakit yang dapat dilihat pada Gambar 14. Berdasarkan gambar tersebut terdapat kecenderungan tidak ada hubungan linear antara kedua peubah tersebut. Hal itu dipertegas dari hasil analisis korelasi antara kedua peubah tersebut yang hampir bernilai nol (r=0,001). Namun demikian jika diperhatikan untuk setiap varietas, khusus pada varietas Synta menunjukkan ada hubungan negatif yang signifikan antara waktu inkubasi dengan keparahan penyakit (r=-0,88). Hubungan negatif tersebut berarti bahwa semakin lama waktu inkubasi, maka semakin rendah keparahan penyakitnya. Hal ini berarti bahwa varietas-varietas dengan masa inkubasi yang lama merupakan varietas yang lebih tahan bila dibanding dengan varietas dengan masa inkubasi yang lebih cepat
Gambar 14 Grafik hubungan antara waktu inkubasi dengan keparahan penyakit
Ke
pa
r
ahan
P
enyakit
(%
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Tanaman yang dapat menjadi inangC. michiganensis subsp. michiganensis
berdasarkan inokulasi buatan adalah tomat, terung, paprika, cabai besar, cabai rawit, ketimun, semangka, melon, kacang hijau, kacang panjang, kedelai dan jagung. Varietas Viccario merupakan varietas yang relatif paling tahan sedangkan varietas Eggy merupakan varietas yang relatif paling rentan.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai persentase benih terinfeksi
DAFTAR PUSTAKA
[Agdia]. 2008. Testing Bacterial Isolates: Protocol for Agdia Bacterial Reagen Sets Indirect ELISA, Alkaline Phosphatase Label. Hal: 1-5.
Anwar A, Ilyas S, Sudarsono. 2004. Deteksi bakteriClavibacter michiganensis
subsp. michiganensis pada benih tomat komersial yang beredar di Indonesia. Journal Perlindungan Tanaman10(2): 74 – 86.
[BBPMP] Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian. 2008. ALSIN Sterilisasi Media Tanam Hortikultura. http://www.pustaka-deptan.go.id/publikasi/wr266049.pdf [11 Sept 08].
Burokiené D. 2006. Early detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in tomato seedling., Agronomy Research 4 (Special issue), 151-154
CAB International. 2005. Crop Protection Compedium [CD-ROM]. Wallingford, UK: CAB International. 2 CD-ROM dengan penuntun di dalamnya.
Carlton M. 1994. Bacterial Canker of Tomato. Pp125-126. http://www.ipm.iastate.edu/ipm/hortnews/1994/7-29-1994/bct.html
[22Desember 2008]
Carlton WM, Braun EJ, Gleason ML. 1998. Ingress of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis into tomato leaves through hydathodes. Phytopathology Journal 88 (6): 525-529.
Davis MJ, Vidaver AK. 2001. Coryneform plant pathogen. Di dalam: Schaad NW, Jones JB, Chun WL. Laboratory Guide for Identifikation of Plant Pathogenic Bacteria. Ed ke-3. Minnesota: The America Phytopathological Society Press. hal: 218-234.
Departemen Pertanian Republik Indonesia. 2006. Keputusan Menteri Pertanian No. 38/Kpts/HK.060/1/2006. Jenis-Jenis Organisme Pengganggu tumbuhan Karantina (OPTK) Golongan I dan Golongan II (Kategori A1 dan A2). Jakarta: RI.
[EPPO Quarantine Pest] Europe Plant Protection Organization Quarantine Pest. 2008. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. http://www.eppo.org/QUARANTINE/bacteria/Clavibacter_m_michiganens is/CORBMI_ds.pdf [5 Agustus 2008].
Gartemann KH, Kirchner O, Engemann J, Gräfen I, Eichenlaub R, Burger A. 2003. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis: first steps in the understanding of virulence of a Gram-positive phytopathogenic bacterium.
Journal of Biotechnology 106: 179–191
Gitaitis RD, Beaver RW, Dhanvantari BN. 1995. Detection on Clavibacter michiganense subsp. michiganense in tomato transplants. Di dalam: Saettler AW, Schaad NW, Roth DA, editor. Detection of Bacteria on Seed and Other Planting Material. Minnesota: The American Phytopathological Society Press. Hal: 116 – 121.
Hadas R, Kritzman G, Klietman F, Gefen T, Manulis S. 2005. Comparison of extraction procedures and determination of the detection threshold for
Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis in tomato seeds. Plant Pathology 54: 643-649
Jahr H, Bahro R, Burger A, Ahlemeyer J, Eichenlaub R. 1999. Interactions between Clavibacter michiganensis and its host plants. Environmental Microbiology 1(2): 113 – 118.
Jansen JD. 2005. Phytobacteriology Principles and Practice. Singapura: MRM Graphics and Kyodo. Hal: 51 – 53.
Kabelka E, Francis D. 1995. Genetic resistance to strains of the bacterial canker pathogen(Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis)in tomato MacNab AA. 2004. Tomato Bacterial Canker .
http://www.ppath.cas.psu.edu/EXTENSION/VEGDIS/03Diseases/D105.ht ml [22-12-2008]
Poysa V. 1993. Evaluation on tomato breeding line resistant to bacterial canker.
Plant Phatology.15: 301-304
Sabaratnam S. 2008. Bacterial Canker of Greenhouse Tomatoes www.agf.gov.bc.ca/cropprot/pathology.htm [22 Desember 2008]
Schaad NW. 2001. Initial identification of common genera. Di dalam: Schaad NW, Jones JB, Chun WL, editor. Laboratory Guide for Identifikation of Plant Pathogenic Bacteria. Ed ke-3. Minnesota: The American Phytopathological Society Press. hal: 1-15.
Stamova L, Sotirova V. 1987. Reaction of different crops to artificial inoculation with Corynebacterium michiganense. Archiv für Phytopathologie und Pflanzenschutz23: 211-216.
Thaveechai N, Hartman GL, Kosittratana W. 1989. Bacterial Wilt Resistance Screening. Laboratory Course on Bacterial Wilt of Tomato. Kasetsart University, Thailand.
Vasinauskiené M. 2002. Bacterial diseases of greenhouse-grown tomatoes.
Werner NA, Fulbright DW, Podolsky R, Bell J, Hausbeck MK. 2002. Limiting populations and spread ofClavibacter michiganensis subsp. michiganensis
on seedling tomatoes ini the greenhouse. Plant Disease Journal 86 (5): 535-542.
Willey JM, Sherwood LM, Woolverton CJ. 2008. Microbiology. Ed ke-7. New York: Mc Graw Hill. Hal: 595-596.
Lampiran 1 Rata-rata masa inkubasiC. michiganensis subsp.michiganensis pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi dengan pengguntingan petiol daun
Varietas Tomat (hari setelah inokulasi) Ulangan
Sy It Eg Sv Lc Pd Sm Ms Vc Mg 1 7.00 4.67 6.33 6.00 6.67 4.67 6.33 4.67 4.33 5.33 2 6.33 4.33 4.67 6.33 4.67 4.33 6.33 6.67 5.67 6.00 3 6.67 6.67 4.67 4.67 4.33 6.00 6.67 5.67 6.00 6.33 4 6.33 5.33 6.33 6.33 5.00 5.33 6.67 5.33 4.33 6.67 5 6.00 4.67 4.67 5.67 6.67 5.33 6.33 4.67 5.00 6.00
Rata-rata 6.47a 5.13b 5.33b 5.80ab 5.47ab 5.13b 6.47a 5.40ab 5.07b 6.07ab Keterangan : Sy : Synta; It : Intrend; Eg : Eggy; Sv : Saviro; Lc : Locus; Pd : Perdana; Sm:
Lampiran 2 Berbagai tipe gejala pada beberapa varietas tomat hasil inokulasiC. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun
Lampiran 3 Nilai skoring dan jumlah tanaman yang mati pada berbagai varietas tomat hasil inokulasiC. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun
Nilai skoring Ulangan Sub
unit Sy It Eg Sv Lc Pd Sm Ms Vc Mg
a 3 5 5 4 3 3 3 3 4 3
b 5 4 5 4 4 3 4 4 2 4
1
c 3 5 4 3 4 4 3 3 2 4
a 3 3 5 5 3 5 4 4 2 3
b 4 4 4 3 3 5 4 3 2 2
2
c 5 4 5 4 4 4 3 3 3 4
a 4 5 5 5 4 3 3 3 2 4
b 3 4 5 4 3 3 3 3 2 2
3
c 4 4 5 3 4 4 3 3 3 4
a 4 5 4 5 5 5 4 3 2 3
b 5 3 4 3 3 4 3 4 2 4
4
c 4 4 3 4 3 4 3 4 3 3
a 5 2 5 5 5 3 4 5 2 4
b 4 3 4 3 3 3 3 3 2 3
5
c 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3
Lampiran 4 Keparahan penyakit pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun
Varietas Tomat (%) Ulangan
Sy It Eg Sv Lc Pd Sm Ms Vc Mg
1 73.33 93.33 93.33 73.33 73.33 66.67 66.67 66.67 53.33 73.33
2 80.00 73.33 93.33 80.00 66.67 93.33 73.33 66.67 46.67 60.00
3 73.33 86.67 100.00 80.00 66.67 66.67 60.00 60.00 46.67 66.67
4 86.67 80.00 73.33 80.00 73.33 86.67 66.67 73.33 46.67 66.67
5 86.67 60.00 86.67 80.00 80.00 60.00 66.67 73.33 46.67 66.67
Rata-Rata 80.00ab 78.67abc 89.33a 78.67abc 72.00bcd 74.67bcd 66.67d 68.00dc 48.00e 66.67d
Lampiran 5 Waktu pembungaan pertama pada berbagai varietas tomat hasil inokulasi C. michiganensis subsp. michiganensis dengan pengguntingan petiol daun
Varietas tomat (hari setelah inokulasi)
Sy It Eg Sv Lc Pd Sm Ms Vc Mg
Waktu pembungaan Pertama
31*) 37 30*) 39 33 32 33 39 40 39
Lampiran 6 Media perbanyakan bakteri
Media NBY (Nutrient Broth Yeast Extract)
per l
Nutrient broth 8,0 g
Yeast ekstrak 2,0 g
K2HPO4 2,0 g
KH2PO4 0,5 g
Glukosa 2,5 g
