IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT HAWAR DAUN
TANAMAN BUAH MERAH (Pandanus conoideus Lamk.)
DAN PENGENDALIANNYA MENGGUNAKAN
BAKTERI RIZOSFER
ADELIN ELSINA TANATI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Identifikasi Penyebab Penyakit
Hawar Daun Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan
Pengendaliannya Menggunakan Bakteri Rizosfer adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan 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, Februari 2012
Adelin Elsina Tanati
ABSTRACT
ADELIN ELSINA TANATI. Identification of the Causal Agent of Red Fruit (Pandanusconoideus Lamk.) Leaf Blight Disease and Its Control Using Bacterial Rhizosphere. Under direction of ABDJAD ASIH NAWANGSIH and KIKIN HAMZAH MUTAQIN.
Red Fruit (Pandanus conoideus Lamk.) is an endemic plant in Papua, which
is used for food and as pharmaceutical substance. A leaf blight disease of red fruit is occurred in Manokwari District. The symptom begins with a small spot and gradually enlarges into brown blight with dark brown at the center and surrounded
by a yellow “halo”. The causal agent of the disease was not yet identified. This
study was conducted to identify the pathogen of leaf blight based on morphology and molecular characters, to observe the abundance of rhizosphere bacteria and its
ability as biocontrol agent. Based on Koch’s Postulates, morphological
characterization, PCR and sequencing of 28S rDNA, the causal agent of leaf
blight is identified as Fusarium sp. The fungal pathogen shows different
characters from that of other Fusarium isolated from watermelon, melon, tomato,
banana and jackfruit. Some heat tolerant bacteria isolates, chitinolytic bacteria isolates and a fluorescence bacterium originated from the rhizosphere of red fruit show ability to inhibit the growth of the pathogen.
Keywords: red fruit, Pandanus conoideus, leaf blight, Fusarium sp., rhizosphere
ABSTRAK
ADELIN ELSINA TANATI. Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun
Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya
Menggunakan Bakteri Rizosfer. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH NAWANGSIH dan KIKIN HAMZAH MUTAQIN.
Buah merah (Pandanus conoideus Lamk.) merupakan tanaman endemik di
Papua, yang dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan dalam bidang farmasi. Penyakit hawar daun tanaman buah merah ditemukan di Kabupaten Manokwari dengan gejala berupa bercak kecil dan meluas berwarna coklat muda hingga
coklat tua kehitaman dan dikelilingi oleh “halo” berwarna kuning. Penyebab
penyakit tersebut belum teridentifikasi dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi patogen hawar daun secara morfologi dan molekuler serta untuk mengetahui kelimpahan bakteri rizosfer dan kemampuannya sebagai agen biokontrol. Berdasarkan uji Postulat Koch, karakter morfologi, PCR dan
sequensing terhadap gen 28S rDNA, penyebab hawar daun diidentifikasi sebagai
cendawan Fusarium sp. Cendawan patogen tersebut memiliki karakter yang
berbeda dengan Fusarium sp. yang diisolasi dari tanaman semangka, melon,
tomat, pisang dan nangka. Beberapa isolat bakteri tahan panas, beberapa isolat bakteri kitinolitik dan satu isolat bakteri fluorescence yang diisolasi dari rizosfer buah merah menunjukkan kemampuan menghambat pertumbuhan cendawan patogen.
Kata kunci: buah merah, Pandanus conoideus, hawar daun, Fusarium sp.,
RINGKASAN
ADELIN ELSINA TANATI. Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun
Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya
Menggunakan Bakteri Rizosfer. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH NAWANGSIH dan KIKIN HAMZAH MUTAQIN.
Buah merah (Pandanus conoideus Lamk.) yang termasuk famili
Pandanaceae adalah salah satu tanaman endemik di Papua. Tanaman ini memiliki nilai ekonomis tinggi karena dimanfaatkan dalam kebutuhan sehari-hari oleh masyarakat Papua, dan dalam bidang farmasi untuk mengobati beberapa penyakit. Berdasarkan hasil survei, pertanaman buah merah di Manokwari tersebar di Amban Pantai, Nuni, Anggi, Warkapi dan Warmare. Salah satu faktor yang mungkin dapat menghambat produksi buah merah adalah adanya penyakit. Salah satu penyakit yang ditemukan di lapangan adalah hawar daun. Gejala hawar daun yang nampak di lapangan adalah berupa bercak kecil berwarna coklat muda hingga coklat tua kehitaman yang kemudian meluas membentuk lingkaran besar
dan bagian tepinya dikelilingi “halo” berwarna kuning. Hingga saat ini
pengetahuan tentang penyakit tersebut masih sangat terbatas serta patogen penyebabnya masih belum diketahui dengan pasti.
Identifikasi penyebab penyakit dilakukan berdasarkan karakter morfologi
dan molekuler dengan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) serta sequensing
DNA. Selain identifikasi patogen, hal yang harus dilakukan adalah upaya pengendaliannya untuk mencegah penyebaran dan perkembangan penyakit tersebut. Dalam rangka pengendalian yang ramah lingkungan, salah satu upaya adalah dengan pemanfaatan bakteri rizosfer sebagai agen antagonis. Di daerah rizosfer buah merah terdapat bakteri yang berpotensi dalam mengendalikan patogen tanaman, termasuk patogen penyebab hawar daun. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi cendawan patogen penyebab hawar daun tanaman buah merah, membandingkannya secara molekuler dengan patogen yang sama dari tanaman berbeda serta mengetahui kelimpahan bakteri rizosfer dan
potensinya dalam menghambat patogen penyebab hawar daun secara in vitro.
Penentuan penyebab penyakit hawar daun ini melalui tahap – tahap Postulat
Koch, identifikasi dengan teknik molekuler yaitu PCR dan sequensing gen 28S
rDNA terhadap cendawan penyebab hawar daun serta patogen dengan genus sama tetapi dari tanaman berbeda; isolasi bakteri rizosfer dari tanah di sekitar perakaran buah merah di Desa Madrad, Warkapi, Amban dan SP 8. Isolasi bakteri
menggunakan teknik pengenceran berseri serta pencawanan ke media Kings’B
Agar (KBA) untuk bakteri golongan fluorescence, Tryptic Soy Agar (TSA) untuk
bakteri tahan panas dan media kitin untuk bakteri kitinolitik. Selanjutnya dilakukan perhitungan jumlah koloni bakteri yang tumbuh pada media tersebut. Bakteri hasil isolasi diamati secara morfologi (warna dan bentuk koloni) dan fisiologi (uji Gram dengan KOH 3%, uji endospora bagi bakteri tahan panas dan uji hipersensitifitas pada tembakau untuk mengetahui bakteri bersifat patogenik
atau tidak). Uji antibiosis secara in vitro untuk melihat potensi bakteri rizosfer
dalam menghambat cendawan patogen penyebab hawar daun pada media Potato
dibandingkan dengan kontrol dalam percobaan menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dengan perlakuan bakteri fluorescence, tahan panas, kitinolitik
dan kontrol yang diulang empat kali; dianalisis dengan ANOVA menggunakan program SAS versi 9.1.3 dan diuji lanjut dengan uji Duncan taraf nyata 5%.
Uji Postulat Koch serta identifikasi secara morfologi dan mikrokopis melalui kunci identifikasi, menunjukkan bahwa patogen penyebab hawar daun
tanaman buah merah adalah cendawan Fusarium sp. Cendawan ini menyebabkan
gejala hawar yang identik antara di lapangan dengan gejala hasil inokulasi pada daun tanaman sehat. Koloni cendawan berwarna putih dan kuning muda kecoklatan, miselia seperti kapas, cembung dan bentuk tidak teratur.
Makrokonidia berbentuk seperti kano (canoe), ujung meruncing, ramping, sel
basal sedikit membengkok, hialin, bersekat tiga. Mikrokonidia ovoid dengan satu sel; hifa hialin dan bersekat. Gejala hawar daun ditemukan di Desa Warkapi, Madrad dan Amban Pantai, yang lahan pertanamannya lembab, jarang dibersihkan dan dipangkas.
Perbandingan Fusarium penyebab hawar daun dengan Fusarium asal
semangka, melon, tomat, pisang, nangka dan pepaya menunjukkan warna koloni yang berbeda. Koloni isolat buah merah berbeda dengan koloni isolat asal semangka, melon dan tomat yang berwarna ungu keputihan; berbeda dengan koloni isolat pisang dan nangka yang berwarna putih bercampur salem; serta berbeda juga dengan koloni isolat pepaya yang berwarna kuning pucat. Secara mikroskopis, konidia dari isolat buah merah, semangka, melon dan tomat, memiliki bentuk yang tidak berbeda, yaitu berbentuk seperti kano, ujung
meruncing, bersekat serta sel basal yang sedikit membengkok. Isolat Fusarium
dari pisang dan nangka memiliki bentuk konidia yang tidak berbeda, yaitu berbentuk seperti kano, ujung meruncing, bersekat, sel basal menipis dan melengkung. Isolat cendawan dari pepaya memiliki konidia yang tidak berbentuk seperti kano dan tidak bersekat. Kecepatan pertumbuhan koloni isolat asal buah merah relatif sama (12-15 hari) dengan isolat asal semangka, melon, tomat, pisang dan nangka; tetapi berbeda dengan isolat asal pepaya yang pertumbuhan koloninya paling cepat (6 hari).
PCR menggunakan primer spesifik genus Fusarium (ITS fu-F dan ITS fu-R)
berhasil mengamplifikasi DNA cendawan dari buah merah dengan pita DNA berukuran 397 pb. Isolat dari melon, semangka, tomat, pisang dan nangka juga
terbukti positif sebagai Fusarium, sedangkan isolat dari pepaya adalah negatif.
Analisis data sequensing gen 28S rDNA hasil PCR menggunakan BLAST
menunjukkan adanya perbedaan antara enam isolat Fusarium. Sekuens isolat
Fusarium asal buah merah memiliki similaritas 100% dengan F. oxysporum (Acc. # HQ379652.1). Berdasarkan uji kekerabatan melalui program PAUP 4.0,
Fusarium asal buah merah berbeda dengan isolat Fusarium yang lain.
mendominasi. Secara umum, karakter morfologi bakteri rizosfer pada masing-masing golongan menunjukkan warna dan bentuk koloni yang tidak berbeda. Pada
uji fisiologi, sebagian besar isolat fluorescence merupakan Gram negatif,
sebagian besar tidak merangsang hipersensitifitas pada tembakau, kecuali tiga isolat. Untuk isolat tahan panas, sebagian besar Gram positif, sedikit yang menghasilkan endospora dan semuanya tidak merangsang hipersensitifitas. Untuk bakteri kitinolitik, sebagian besar merupakan Gram positif dan seluruhnya tidak merangsang hipersensitif.
Dari seluruh isolat yang diuji dalam uji antibiosis in vitro terdapat beberapa
isolat yang berpotensi menghambat Fusarium sp. penyebab hawar daun. Tiga
isolat menghasilkan persentase daya hambat terbesar dan berbeda nyata dengan kontrol serta beberapa isolat lainnya. Isolat tersebut adalah FSp3 (bakteri fluorescence) dengan daya hambat 24,50%; isolat TA4 (bakteri tahan panas) dengan 54,08% serta isolat KA1 (bakteri kitinolitik) dengan 35,69%. Isolat FSp3,
TA4 dan KA1 mampu menghambat pertumbuhan koloni cendawan Fusarium
yang mengindikasikan adanya senyawa antifungal yang dihasilkan ketiga isolat tersebut. Penghambatan secara nyata oleh bakteri terjadi pada hari ke-2 dan 3
setelah inokulasi. Bakteri rizosfer dari kelompok fluorescence, seperti Bacillus
sp., golongan tahan panas dan bakteri kitinolitik menghasilkan senyawa yang mampu menghambat patogen. Senyawa-senyawa tersebut antara lain asam silikat,
antibiotik dan enzim kitinase. Selain mempunyai sifat penghambatan, isolat
bakteri yang menjadi kandidat agens hayati yang akan diuji lanjut adalah yang juga bersifat tidak merangsang hipersensitifitas.
Kata kunci: buah merah, Pandanus conoideus, hawar daun, Fusarium sp., bakteri
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatau masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT HAWAR DAUN
TANAMAN BUAH MERAH (Pandanus conoideus Lamk.)
DAN PENGENDALIANNYA MENGGUNAKAN
BAKTERI RIZOSFER
ADELIN ELSINA TANATI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Fitopatologi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun Tanaman Buah
Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya
Menggunakan Bakteri Rizosfer
Nama : Adelin Elsina Tanati
NRP : A352090011
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih MSi. Dr. Ir. Kikin Hamzah Mutaqin MSi.
Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Fitopatologi Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat MSc. Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr.
PRAKATA
Puji syukur penulis sembahkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas berkat dan anugerahNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan tesis yang berjudul
Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun Tanaman Buah Merah (Pandanus
conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya Menggunakan Bakteri Rizosfer.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi., dan Bapak Dr. Ir. Kikin H. Mutaqin, MSi., selaku pembimbing yang telah membimbing dan memberi saran kepada penulis; kepada ketua program studi Fitopatologi yang memberi saran selama penulis menempuh pendidikan; Ibu Dr. Ir. Tri Asmira Damayanti MSc. Agr., yang memberi bantuan dan saran kepada penulis khususnya dalam uji molekuler serta Bapak Dr. Ir. Widodo yang memberikan saran kepada penulis; selanjutnya kepada pemberi dana pendidikan, yaitu Dirjen Pendidikan Tinggi; pimpinan Universitas Negeri Papua serta Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian.
Disampaikan penghargaan kepada masyarakat di Desa Warkapi, Madrad, Amban dan SP 8 yang membantu penulis di lapangan, serta kepada seluruh dosen jurusan Hama dan Penyakit Tanaman Universitas Negeri Papua yang memberikan ijin kepada penulis dalam melakukan penelitian di laboratorium. Kepada
rekan-rekan Pasca Fitopatologi IPB 2009 dan rekan-rekan – rekan di Laboratorium
Bakteriologi Tumbuhan, terima kasih atas kerjasamanya. Ucapan terima kasih kepada Rionaldo Harold yang selalu memberi semangat kepada penulis.
Terima kasih serta hormat yang setulus-tulusnya diberikan kepada orang tua tercinta : Bapak Agustinus Tanati dan Ibu Yohana Tandiroma; kepada saudara-saudari terkasih Bernard Kristian Tanati, P.E. Billy Tanati, dan Rahel Randa, serta keponakan tersayang Gabriella Faith Tanati, atas segala doa, kasih sayang, nasehat, bimbingan, semangat dan motivasi yang tak ternilai dan tak tergantikan, yang tak putus-putusnya diberikan kepada penulis.
Akhirnya semoga tesis ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Manokwari, Papua Barat pada tanggal 6 Oktober 1985 sebagai anak dari Bapak Ir. Agustinus Tanati dan Ibu Yohana Tandiroma. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh penulis di Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Papua pada tahun 2003 dan lulus pada tahun 2007. Pada tahun 2008 penulis diterima sebagai staf pengajar di Jurusan Hama dan Penyakit Tanaman, Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua. Bidang pengajaran yang menjadi tanggung jawab penulis adalah Mikologi, Mikrobiologi, Gulma Tanaman dan Biologi Dasar.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Taksonomi, Botani dan Ekologi Tanaman Buah Merah ... 4
Manfaat Buah Merah ... 7
Morfologi Fusarium sp. ... 8
Ekologi dan Patogenesis Fusarium sp. ... 13
Keragaman Mikroorganisme melalui Karakter Molekuler ... 15
Bakteri Rizosfer yang Berpotensi sebagai Agens Biokontrol ... 17
BAHAN DAN METODE ... 21
Tempat dan Waktu ... 21
Prosedur Penelitian ... 21
Identifikasi Cendawan Patogen Penyebab Hawar pada Daun Tanaman Buah Merah ... 21 Analisis Genetika Antar Spesies Fusarium ... 22
Isolasi Bakteri Rizosfer ... 23
Karakterisasi Bakteri Rizosfer secara Morfologi dan Fisiologi ... 24
Uji Mekanisme Antibiosis Bakteri Rizosfer terhadap cendawan Patogen ... 25
Variabel Pengamatan ... 26
Analisis Data ... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
Cendawan Penyebab Hawar Daun ... 28
Karakter Morfologi Fusarium Asal Beberapa Tanaman ... 33
Karakter Molekuler Fusarium Asal Beberapa Tanaman ... 39
Kelimpahan Bakteri Rizosfer Tanaman Buah Merah ... 44
Karakterisasi Isolat Bakteri Rizosfer ... 48
Deteksi Keberadaan Endospora ... 51
Hipersensitifitas pada Tembakau ... 52
Uji Antibiosis ... 54
KESIMPULAN DAN SARAN ... 63
Kesimpulan ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Padanan sekuens 28s rDNA dengan DNA database ...
menggunakan program BLAST NCBI ... 40
2. Karakterisasi fisiologi bakteri rizosfer yang diisolasi dari
perakaran tanaman buah merah ………...... 50
3. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok fluorescence
terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara
in vitro... 54
4. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok tahan panas
terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara
in vitro... 56
5. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok kitinolitik
terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara
in vitro...
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Pertanaman buah merah di Kabupaten Manokwari ……… 4
2. Buah merah ……… ……….
5
3. Primer ITS Fu-f dan ITS Fu-r, spesifik untuk Fusarium yang
dibentuk dari daerah ITS ……….. 17
4. Tata letak cendawan dan bakteri pada pengujian
mekanisme antibiosis ………...
26
5. Gejala hawar daun di lapangan ………. 28
6. Gejala hasil inokulasi cendawan ke daun buah merah
yang sehat ……….
29
7. Karakter morfologi koloni cendawan asal buah merah ………...
29
8. Karakter konidia dan hifa cendawan asal buah merah ………. 30
9. Morfologi koloni Fusarium asal beberapa tanaman pada media PDA … 34
10. Konidia Fusarium asal beberapa tanaman ……… 36
11. Pertumbuhan koloni Fusarium asal beberapa tanaman ……… 38
12. Amplifikasi gen 28S rDNA menggunakan primer
ITS Fu-f dan Fu-r ……… 39
13. Pohon filogenetik yang menggambarkan hubungan kekerabatan
antar isolat Fusarium asal beberapa tanaman pada gen 28s rDNA
yang dibuat dengan analisis Bootstrap Neighbor-joining
programPAUP 4.0 ………...
42
14. Jumlah koloni bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran
tanaman buah merah ………
45
15. Jumlah jenis bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran
tanaman buah merah ……… 47
17. Endospora bakteri tahan panas yang diisolasi dari perakaran
tanaman buah merah ………. 51
18. Uji hipersensitif pada tembakau ……….……….. 52
19. Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis
menggunakan bakteri kelompok fluorescence ………. 55
20. Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis
menggunakan bakteri kelompok tahan panas ………... 57
21. Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis
menggunakan bakteri kelompok kitinolitik ………. 58
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Kelimpahan bakteri rizosfer buah merah ……… 70
2. Karakteristik bakteri rizosfer kelompok fluorescence
yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah ……….
71
3. Karakteristik bakteri rizosfer kelompok tahan panas
yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah ……… 73
4. Karakteristik bakteri rizosfer kelompok kitinolitik
yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah ………
75
5. Data sekuens isolat Fusariumasal beberapa tanaman ……….. 77
6. Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer
kelompok fluorescence terhadap Fusarium sp. penyebab
hawar daun buah merah ………... 79
7. Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer
kelompok tahan panas terhadap Fusarium sp. penyebab
hawar daun buah merah ……… 80
8. Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer
kelompok kitinolitik terhadap Fusarium sp. penyebab
hawar daun buah merah ………
1
PENDAHULUAN
LatarBelakang
Buahmerah(PandanusconoideusLamk.)merupakansalahsatutanaman
endemikdiPapua,tumbuhdidaerahpegunungan,tetapitoleranterhadapdaerah
berawa,berpasirdankeadaanairtanahdangkalataudalam.Buahmerahtermasuk
dalam kelompok Pandanaceae yang saat ini dikenal karena manfaat yang
dimilikinya. Secara tradisional, masyarakat Papua memanfaatkantanaman ini
sebagai sumber bahan pangan, pewarna alami, kosmetika dan bahan minyak,
dengancaramengambilsaridanminyaknya(Sadsoeitoeboen1999);sertasebagai
bahan tikar dan atap (Craven & de Fretes 1987). Seiring dengan kemajuan teknologi, beberapa ahli telah berhasil menganalisis kandungan buah merah seperti beta karoten, tokoferol, fenol, senyawa antioksidan serta vitamin dan
mineralesensialyangcukuplengkap(Budietal.2005).Dengankandunganyang
dimilikitersebut,buahmerahdapatbermanfaatbagikesehatanmanusia.Beberapa
penyakityangdapatdisembuhkandenganbuahmerahantaralain:tumor,kanker,
diabetes,hipertensi,stroke,jantungkoroner,kolesterol,asamurat,hepatitis,
paru-paru.Hargabuahmerahdipasaran±Rp.20.000,00/kg,sedangkanhargasariatau
minyakbuahmerahdalambotoladalahRp.150.000,00/250ml.
Berdasarkan manfaat tersebut di atas, maka buah merah bukan saja
bermanfaat bagi masyarakat Papuasecarakhusus, tetapibermanfaat juga bagi
masyarakat lain secara luas, sehinggadapat dikatakan buah merah merupakan tanaman bernilai ekonomis tinggi di Papua. Di Propinsi Papua, persebaran tanaman buah merah berada di Kabupaten Jayawijaya, Nabire dan Timika; sedangkan di Propinsi Papua Barat, persebarannya di Kabupaten Manokwari.
MasyarakatdiKabupatenManokwariyangsejaklamamemanfaatkanbuahmerah
adalah Suku Arfak. Berdasarkan hasil survei, buah merah yang ditanam di
Manokwaritersebardibeberapawilayah,yaituDesaAmbanPantai,Nuni,Anggi,
WarkapidanWarmare.
Dalam pengembangan budidaya buah merah, banyak faktor yang
mempengaruhinya, sepertiiklim, tanah, keadaan geografis, hamapenyakit dan
2
merahkarenaakanmenurunkankualitassertaproduksinya.Pengetahuantentang
penyakitpadabuahmerahsaatinimasihsangatterbatas.Berdasarkanpenelitian
dariMelinda&Hayu(2006),terdapatbeberapajeniscendawanyangberasosiasi
dengangejala hawar padadauntanaman buah merah, tetapibelumdipastikan
jenisyangmerupakanpenyebabgejalatersebut.Gejalahawardaunbuahmerahdi
lapangandiawalidenganbercakkecilberwarnacoklat mudahinggacoklattua
kehitamanyangkemudianmeluasmembentuklingkaranbesardanbagiantepinya
dikelilingi “halo” berwarna kuning. Gejala seperti itu banyak dijumpai di
lapanganpadabeberapawilayahdiKabupatenManokwari,yaituAmban,Nuni,
WarmaredanWarkapi.
Meskipunsampaisekarangdatamengenaitingkatkeparahandanpenurunan
produksi buah merah akibat penyakit ini belum ada, tetapi penyakit tersebut
tentunya dapat menghambat pertumbuhan tanaman buah merah selanjutnya.
Untuk itu perlu diketahui penyebab penyakitnya sebagai upaya deteksi awal. Identifikasi penyebab penyakit merupakan langkah awal yang sangat penting dalam menyusun strategi pengendaliannya. Penelitian ini dilakukan untuk memastikan penyebab gejala hawar daun pada buah merah yang dilakukan
berdasarkankaraktermorfologidanmolekulerdenganteknikPolymeraseChain
Reaction(PCR)dansequencingDNA.
Selain identifikasi patogen, hal yang harus dilakukan adalah upaya
pengendaliannya untuk mencegah penyebaran dan perkembangan penyakit
tersebut.Salahsatuupayapengendalianyangramahlingkunganadalahdengan
pemanfaatanbakteririzosfersebagaiagenantagonis.Padadaerahrizosferbuah
merah terdapat bakteri yang dapat berpotensi dalam mengendalikan patogen
tanaman,khususnyapatogenpenyebabhawardaun.Jenisbakteritersebutadalah
Pseudomonads kelompok fluorescence, Bacillus, bakteri tahan panas, bakteri
penghasilsiderofordanbakteripendegradasikitin(Baker&Cook1974).Hasil
yang diperoleh merupakan sumber keragaman bakteri potensial yang sangat dibutuhkan oleh tanaman buah merah dalam pertumbuhannya serta dalam
3
Tujuan
Penelitianinibertujuanuntukmengidentifikasipatogenpenyebabpenyakit
hawardauntanamanbuahmerah,membandingkannyasecaramolekulerdengan
patogenyangsamadaritanamanberbeda;mengetahuikelimpahanbakteririzosfer
padatanamanbuahmerahsertapotensinyadalammenghambatpatogenpenyebab
hawar daunsecara in vitro. Hasilpenelitian ini diharapkandapat memberikan informasi dasar bagi petani dan instansi terkait sehingga dapat menjadi dasar
4
TINJAUAN
PUSTAKA
Taksonomi,BotanidanEkologiTanamanBuahMerah
Buah merah merupakan salah satu jenis tanaman Pandanaceae, dengan taksonomi menurut Sadsoeitoeboen (1999), yaitu termasuk dalam divisi
Spermatophyta, kelas Angiospermae, sub kelas Monocotyledonae, ordo
Pandanales,familiPandanaceae,genusPandanusdanspesiesconoideus.Menurut
Sadsoeitoeboen(1999),tanamanbuahmerahtermasukdalamkelompokpohon
denganakartunjangyangmunculdaribagianbatangdekatpermukaantanahdan
cenderungakartanamanmasukkedalamtanahhinggakedalaman100cm.
Akar tanaman buah merahtergolong akar serabut dengantipeperakaran
dangkal,dengandiameter1,5–2,8cmsampai6-6,8cm.Tinggipohonmencapai
8-15mdengandiameterbatangsemu15-30cm.Tinggipercabanganpertama5
–8mdiataspermukaantanah.Berbatangsemu,kasar,berseratsertaberairdan,
tegak,bergetahdanberwarnacoklatberbercakputih(Gambar1).
a
b
Gambar1 PertanamanbuahmerahdiKabupatenManokwari;a.Morfologi
tanamanbuahmerah;b.Akartanamanbuahmerah(tandalingkaran).
Tanaman buah merah memilikidauntunggal, tersusun melingkar seperti
spiral dengan panjang 88 cm – 102 cm dan lebar 6 – 10 cm. Ujung daun
meruncingdenganduriditepianyangberukuran1mm;tulangdaunterletakdi
permukaan bawah daun. Warna daun hijau tua dan daun memeluk batang.
Pembungaanmunculdariujungbatangyanglangsungmembentukbuahdengan
[image:24.595.107.517.124.837.2]5
atautunggalsetangkup,dudukdiketiakdaunpelindung(bractea),berbentuk
biji-bijiandenganperhiasanbungabersegmenkecil.Petalmenyatutidakterpisahdan
melingkarkesemuasisi daripangkalhinggaujungdanpanjangtangkaibuah
antara20-30cm.Stamensatudengansatustamensemu.Bakalbuahterbenam,
terdiridarisaturuangdengansejumlahataubanyak bakalbijidisetiapruang
(Budietal.2005).
Panjangtangkaisinkarp7-17cmdenganbentuksinkarpsilindris.Ujung
sinkarptumpul,pangkalmembentukjantung.Panjangsinkarp96-102cmdan
berdiameter 14,5 – 20,5 cm. Daun pelindung sinkarp melancip dengantulang
daunutama yang berduri.Sinkarp muda berwarnamerahbata,setelahmatang
berwarnamerahcerah.Panjangbuahsekitar11–13,5cmdenganlebar4-6cm
dan tebal 1,5 – 3 mm. Epikarp bersegi empat, dan bagian atas tempurung
meruncing(Sadsoeitoeboen1999).Beratbuahmencapai10kgdengantinggi50–
150cm(Gambar2a).Perbanyakanumumnyamelaluitunasataupunstekyang
terdapatpadaakarataubatang.Dapatdipanen setelahberumurawaltanam2-3
tahundantahapberikutnyaantara1-2tahun.
a
b
Gambar2 Buahmerah;a.Buahmerahdaritanamanberumur 4tahun;
b.Bijibuahmerah(Wiryanta2005).
Wiryanta (2005) melaporkan bahwa tanaman buah merah merupakan
tanamanberkayuyangtumbuhnyabercabangmencapai5cabangdengantinggi
dapatmencapai15meter.Daunnyaberbentukpitayangpinggirnyaberdurikecil.
[image:25.595.104.500.33.842.2]Cdankelembabanudaraantara73–98%.Untukkebutuhancahaya,tanaman 6
daripangkalbatang.Kulitbuahbagianluarmenyerupaibuahnangkayangterdiri
darikumpulanbijiyangtersusundiempuluratauhatiyangberadadidalambuah
(Gambar2b).DipedalamanPapuasendiriditemukanpalingsedikit14jenisatau
varietastanamanbuahmerah.Buahnyaberwarnamerahmarunterang,tetapiada
jugajenisyangberwarnaberwarnacoklat,coklat-kekuningandankuning.
BuahmerahtermasuktanamanendemikPapuadansecaraumumhabitat
asaltanamaniniadalahhutansekunderdengankondisitanahlembab,berkadar
asam (pH sekitar 5,4-6,2) dan nilai kapasitas tukar kation (KTK) rendah.
Sementarakisaransuhuudaratempattumbuhtanamanbuahmerahsekitar23-33
º
buahmerahmembutuhkanintensitassekitar1000-3000lux(Budietal.2005).
Marga Pandanus ini mempunyai kisaran toleran yang sangat tinggi terhadap
kondisitanahdansalinitas,sehinggabanyakdijumpaididaerahberawa/becek,
berpasir,keadaanairtanahdangkalsampaidalam(Ullo2002). Buahmerahdapat
dijumpaipadaketinggian5-300mdiataspermukaanlautBudietal.(2005).
Sadsoeitoeboen (1999) melaporkan bahwa pada daerah pegunungan Arfak
KabupatenManokwari,kultivarbuahmerahpanjangtumbuhpadaketinggian
5-110mdan2300mdiataspermukaanairlaut.
BerdasarkandatadariBudietal.(2005),buahmerahtersebardibeberapa
wilayah di Papua. Di Propinsi Papua, tanaman ini tersebar di Kabupaten Jayawijaya, Nabire, Timika, Jayapura; sedangkan di Papua Barat, tersebar di
Kabupaten Manokwari. Menurut Sadsoeitoeboen (1999), di Kabupaten
Manokwari tanaman buah merah ditanam pada berbagai ekosistem dan di
beberapawilayah,yaitudiDesaAmbandanNuni,Warkapi,Warmare,Testega,
RansikisertaPrafi.BerdasarkanpenelitianMelinda&Hayu(2006)tanamanbuah
merahdiKabupatenManokwarimengalamipenyakit hawardaun. Gejalayang
nampak di lapang adalah daun menguning yang mengelilingi bercak; diawali
denganbercakkecilsampaimeluasmembentuk lingkaranbesardenganwarna
coklatmuda,abu-abuhinggacoklattuakehitaman.HasilpenelitianMelinda&
Hayu (2006) menunjukkan beberapa jenis cendawan yang berasosiasi dengan
7
teridentifikasi;namunbelumdipastikanjeniscendawanyangmerupakanpatogen
penyebab hawar daun. Penentuan patogen yaitu cendawan yang berasosiasi
denganpenyakithawardaundidasarkanpadasaatinkubasidaunbergejalahawar
yangdilembabkan.Hasilyangdiperolehadalahhifacendawanyangmunculdan
tidakadamikroorganismelain.
Gejalapenyakithawarpadadauntanamanbuahmerahbanyakditemukandi
beberapa daerah di Kabupaten manokwari, tetapi belum diketahui keparahan penyakit serta kehilangan hasil yang disebabkan. Namun mengetahui dan
mengidentifikasipenyebabpenyakithawardaunsangatpentingsebagaiinformasi
dasardalamdeteksipenyakitsecaradini.
ManfaatTanamanBuahMerah
Sejak dahulu, masyarakat daerah Papua khususnya di Manokwari
memanfaatkanbuahmerahsebagaibahanpangan.Masyarakatmengambilminyak
dansaribuahmerahdarihasilrebusanbuahnya,dandijadikanbahancampuran
dalam makanan. Selain itu juga buah merah digunakan sebagai sarana dalam upacara ritual dan sebagai obat tradisional (Sadsoeitoeboen 1999). Wiryanta (2005) melaporkan bahwa pasta dari buah merah dijadikan bahan pakan bagi
hewanpeliharaanmasyarakat.Selainitu,masyarakatPapuamemanfaatkanbuah
merah sebagai sumber minyak dengan memasaknya seperti membuat minyak
kelapa. Minyak tersebut kemudian disimpan dan dapat bertahan selama satu
tahun;dijadikansebagaipenggantiminyakgorengyangharganyarelatifmahal
dansulitdijangkaumasyarakat.Padakenyataannya,sebagianbesarmasyarakat
Papuayangmengkonsumsibuahmerahjarangterkenapenyakit,tubuhnyakuat
danstaminanyaprima.Manfaatlaindaritanamanbuahmerahadalahdaunserta
batangnyadigunakanuntukmembuattikardanatap(Craven&deFretes1987).
Buah merah mengandung zat gizi bermanfaat atau senyawa aktif dalam
kadartinggi,diantaranya betakaroten,tokoferol,sertaasamlemaksepertiasam
oleat, asam linoleat, asam linolenat, asam dekanoat, senyawa antioksidan dan
antivirusdalamdosistinggi,vitamindanmineralesensialyangcukuplengkap.
Murningsih(1992)melaporkanbahwabuahmerahmemilikikandunganminyakyang
8
kandungan senyawa penting itulah, maka buah merah dapat berperan sebagai pencegah penyakit degeneratif seperti stroke, jantung koroner, dan kanker
(Jeffbagy2004).
Berbagaisumberdaribidangkesehatanmenyatakanbahwasenyawayang
dikandung oleh buah merah ini bermanfaat dalam menyembuhkan berbagai
penyakit.Tokoferol,alfatokoferoldanbetakarotenberfungsisebagaiantioksidan
yang mampu menangkalradikalbebas.Ketigasenyawainilahyang membantu
proses penyembuhan penyakit kanker, tumor dan HIV/AIDS. Tokoferol juga
dapat berfungsi sebagai pengencer darah yang baik untuk penderita stroke. Selanjutnya senyawa asam lemak tak jenuh berperan sebagai antioksidan dan
membantusistemkerjaotak. BerdasarkanlaporandariWiryanta(2005),sejumlah
kesaksian menyatakan setelah mengkonsumsi sari buah merah secara teratur,
dapatmembantuprosespenyembuhanpenyakitkanker,tumor,HIV/AIDS,darah
tinggi, asam urat, stroke, gangguan pada mata, herpes, diabetes melitus,
osteoporosis,ambeien,lupus,malariaakutsertameningkatkankecerdasanotak.
MorfologiFusariumsp.
Fusariummerupakansalahsatucendawanyangdiperolehpadapenelitian
Hayu&Melinda(2006),tentangjeniscendawanyangberasosiasidengangejala
hawardauntanamanbuahmerah.Sampaisekarang,cendawaninibelumdiketahui
menyebabkan penyakit hawar pada tanaman kelompok pandanaceae. Tetapi
berdasarkan penelitian dari Goldberg (2006), Fusarium dapat menyebabkan
penyakit hawardaunataubercakdaunpadatanamanmonokotil,yaiturumput.
BercakdaunFusarium(hawarFusarium)terjadisecarakeseluruhanpadaarea
atau luasan daun yang besar. Berbentuk tidak teratur, luka dengan sedikit
kebasahandengantepianberwarnacoklatkehitamanyangterjadipadasebagian
besar daun dewasa serta dikelilingi warna kuning. Bercak daun dimulai pada ujung daun dan menghasilkan hawar. Dengan rujukan inilah, maka diduga
cendawanpenyebabpenyakithawardauntanamanbuahmerahdapatdisebabkan
olehFusarium,karenagejalahawardaunyangnampakdilapanganrelatiftidak
berbedadengangejalabercakatauhawarpadarumputsertakeduatanamanini
9
Fusarium sp. memiliki beberapa spesies (Agrios 2005) dan merupakan
patogentulartanahyangtermasukHyphomycetes(subdivisioDeuteromycotina)
dan family Tuberculariaceae. Fusarium sp., dapat tumbuh dengan baik pada
bermacam macam media agar yang mengandung ekstrak sayuran. Mula-mula
miseliumtidakberwarna,semakintuawarnanyasemakinkrem,akhirnyakoloni
tampak mempunyai benang. Pada miselium yang lebih tua terbentuk
klamidosporayangberdindingtebal.Miseliaumumnyasepertikapas,seringkali
dengan warnaungu, merah muda atau kuning pada media (Barnett &Hunter 1999).
MenurutLeslie&Summerell(2006),cendawaninimemilikikonidiayang
bercabangdandisebutkonidioforyangmerupakanalatperkembangbiakan,tempat
penyimpananmassa,sporodokiaataumiselium.Konidioforbervariasi,ramping
dan sederhana, gemuk, pendek, bercabang tidak teratur atau menghubungkan fialid, tunggal atau berkelompok membentuk sporodokia. Sporodokia ini
membentukmakrokonidiadanmikrokonidia.Bentukmakrokonidiamelengkung
panjang denganujung mengecildan mempunyai sekat antara1-10 atau lebih,
terdiridaribeberapasel,berbentukperahu;sedangkanmikrokonidiumbentuknya
pendek,tidakbersekatataubersekatsatu,berselsatu,ovoid,tunggalatauberantai,
ada juga yang memiliki2-3 sel, bujur atau ramping membengkok (Barnett &
Hunter1999).Cendawaninidapatbertahandidalamtanahsebagaisaprofitatau
parasit dalam bentuk klamidospora paling tidak selama lima tahun serta
menghasilkanmikrokonidiabening,silindrisatausepertiperahudanbersekat.
Surachmat&Mathur(1988);Gandjaret.al.(1999)danC.M.I.(1968)yang
menyatakanbahwakoloniFusariumberwarnaputih,denganmerahmudasampai
violet, tepian koloni berwarna putih, berbentuk bundar, elevasi datar serta pertumbuhankoloninya lambat. Memiliki mikrokonidia yang berseptat 0 - 5,
berbentukelips,lurusdansedikitmembengkok.BeberapaspesiesdariFusarium
sp.antaralain:F.oxysporum,F.cilliatum,F.moniliforme,F.roseum,F.solani
dan F. venticosum (Watanabe2002) serta F. equisetii (Nelson2001). Konsep umumdariFusariumpertamakalidianalisisolehLinkpadatahun1809dengan
ciridasaryaituadanyakonidiaberbentukperahuatau”canoe”ataupisangyang
10
mengidentifikasibanyakspesiesFusarium,meskipunciritersebutberbedaantar
spesies. AkantetapiFusarium memiliki morfologiyang terbatas, yang diduga
karenaseleksialamdanekspresinyayangpekaterhadaplingkungan.Deskripsi
beberapaspesiesFusariumantaralainsebagaiberikut:
1. F.oxysporum
Koloni biasanyaberwarnamerahmudasampaibiruvioletatauputih
dan kuning; bagian tengah koloni berwarna lebih gelap dibandingkan dengan bagian tepi. Saat konidium terbentuk, tekstur koloni menjadi
sepertiwolataukapas(Fran&Cook1998).Konidioforhialin,sederhana,
dan pendek menghubungkan massa spora. Konidia hialin, terdiri dari
dengan2jenisyaitu:makrokonidaberbentukperahuataubulansabityang
agakrampingpadaujungsel,danselbasalyangbengkok,dengan3-5sel.
Mikrokonidia elips dengan 1 sel; klamidospora berwarna coklat dan
berbentuksemibulat. Panjangmakrokonidia17,5–29,1–45µmdan
diameter2,9–4,7µm.Panjang mikrokonidia6–15,8µmdandiameter
1,9–3,7-5 µm. Klamidospora berdiameter 5,3-10,2–15 µm (Watanabe
2002).Lebihdari54 formaspesialis F.oxysporumtelahdiketahuidan
dipublikasi. 2. F.ciliatum
Menurut Watanabe (2002), F. ciliatum memiliki konidiofor sederhana (monofialid), mendatar, jarang bercabang di ujung, dengan
makrokonidiayangbesar, membentuksporodokia.Makrokonidiahialin,
sangat ramping,berbentuksabit,3-6sekat.Tidakadamikrokonidadan
klamidospora.Panjangkonidiofor10-20;3,2-5µm.Konidiaberdiameter
40-56-2,2-3,2 µm. Cendawan ini berasal dari tanah, dengan koloni
homogenpada media Potato Dextrose Agar (PDA), coklat kekuningan
ditengah,sedikitputihdanmiseliaaerialdatar.
3. F.moniliforme
F. moniliforme merupakan bentuk anamorf, sedangkan bentuk teleomorfdiberikan nama Gibberella fujikuroi. Cendawan ini memiliki
konidioforhialin,sederhanaataubercabangyangmenghubungkan massa
11
perahu, dengan sel yang sedikit meramping di ujung, sel kaki
membengkokdengan4-5sel;mikrokonidahialin,ovoid,ujungmeruncing.
Tidakadaklamidospora.Panjangmakrokonidia26,4-38,9µm;diameter
2,4-3,7µm.Panjangmikrokonidiapanjang7,2-12µm;diameter2,4-3,2
µm. Diketahui sebagaipatogen pada padi, penyebab penyakit Bakanae
(Watanabe2002).
4. F.roseum
Memiliki konidia berwarna kuning dan merah muda. Dengan
konidioforhialin, sederhanadanmenghubungkanmassaspora.Konidia
hialin,terdiridari2jenis:makrokonidiaberbentukbulansabitatauperahu
dengan sel apikal dan sel kaki yang membengkok, 4-6 sel serta
mikrokonidiasilinderdengan1-2sel.Klamidosporaberwarnacoklatdan
berbentukbulat.Panjangmakrokonidiapanjang24,5-45-105µm;lebar
4-5-7,5µmdanmikrokonidiapanjangnya5-17,1µm;diameter1,7-6,1µm;
klamidospora6,2-10,2-15µm(Watanabe2002).
5. F.ventricosum
F. ventricosum merupakan bentuk anamorf, sedangkan Nectria ventricosa merupakan bentuk teleomorfnya. Koloni pada media PDA
tidakaerial, coklat kekuninganpucat ataucoklat merahmudadan
ber-zonasi. Memiliki konidiofor hialin, tegak, panjang, bercabang dan
menghubungkanmassaspora.Konidiaada2,yaitumakrokonidiahialin,
berbentukbulansabit,elipspanjangdengan4-5sel;sertamikrokonidia
hialindengan1 sel. Klamidosporacoklat kekuningan, tunggalatau2-4
rantai. Panjangkoniofor125-150µm;panjangcabang32,5-90µm.Massa
spora10-25µm.Makrokonidia23,7-47,5dan3,7-6,3µm.Mikrokonidia
3,7-11,3dan1,5-5,0µm;klamidospora6,2-8,8µm.(Watanabe2002).
6. F.solani
F. solani merupakan bentuk anamorf, dan Nectria haemotococca
adalahbentukteleomorfnya.Memilikikonidiayanghialin,sederhanadan
menghubungkan massa spora. Konidia terdiri dari 2 jenis, yaitu :
makrokonidadenganselyangmembengkokdiujungdanmeramping,2
12
sel. Klamidospora coklat, berbentuk bulat dan selalu soliter. Panjang konidiofor 50-165 µm. Makrokonidia 7,2-15; 2,4-3,9 µm; diameter klamidospora 6-7,3 µm. F. solani memiliki 28 forma spesialis dan
umumnyaheterotalik,jarangyanghomotalik(Watanabe2002).
7. F.equisetii
Pada isolasi awal miselia berwarna putih dan salem (peach), selanjutnya (7-10) hari berubah menjadi coklat (beige) dan akhirnya
berwarnakekuningaan mengkilap, dandibawahnyadiawali lagidengan
warnasalemyangberubahmenjadicoklattua.Hanyamakrokonidiayang
dihasilkan,jarangberkembangtetapidihasilkandarikumpulanselspora
pada konidiofor. Makrokonidia membengkok seperti sabit, dengan perkembangan sel kaki dan sel apikal yang menipis dan melengkung
dengan 4-7 septa, berukuran 22-60 x 3,5-6 µm atau 50x4,5 µm.
Klamidosporainterkalar,soliter,berbentukbulat,7-9µm.Jarangmemiliki
peritesia,jarangberkembang,ovoiddengandindingselyangkasardengan
tebal200-350µm,dandiameter180-240µm.Askuspora21-33x4,5-5
µm,hialin,berbentukkumparan,2-3sekat(Nelson2001).
Sampaisekarang,karakterfisikdanfisiologimasihdigunakansecaraluas
dan praktis sebagai karakter morfologi untuk membedakan spesies Fusarium.
Yangmenjadimasalahutamaadalahjumlahkarakteryangadauntukdideteksi
jauhlebihkecildaripadajumlahspesiesyangperludibedakan.Bentukkonidia
sering memberikan deskripsi spesies yang baik, tetapi perbedaan bentuk dan
ukuran makrokonidia dapat membingungkan, subjektif dan bergantung pada
lingkunganmakrokonidiadihasilkan(Leslieetal.2001).
Menurut (Leslie etal.2001),paraahlikebanyakanmenggunakansistem
genetik dan molekuler sebagai dasar mengidentifikasi spesies Fusarium dan
mendeskripsikantaksonbaru;karena sistemtersebut lebih luastersediadalam
aplikasinyadankekerabatandapatdiperluassertapenentuan suatuspesiesdan
batas-batasnya lebih jelas. Secara konvensional, konsep morfologi yang lebih
menguasai,tetapibaru-baruiniteknikbiologidanmolekuleryangmenjadilebih
13
berbeda-bedasaatinidigunakanuntuksalingmelengkapidanmemilikikontribusi
yangmengarahpadaidentifikasisuatuspesiesdalamgenusFusarium.
EkologidanPatogenesisFusariumsp.
Fusariumtermasukpatogentanamanyangdapatmenularmelaluitanah(soil borne);bertahandalamtanah(soilinhabitant)sebagaimiseliumatausporatanpa
adanyainang(Nelson2001).Jikaterdapatinangmakaakanmenginfeksiakar,
masuk ke jaringan vaskular (xylem) menyebar dan memperbanyak diri, dan
menyebabkaninangmengalamikelayuankarenasistempembuluhpadatanaman
inang tersebut tersumbat (Agrios2005). SecaraekonomiFusarium sp., adalah
patogenpenting dalampertanian hortikulturadidunia(Singletonet al. 1992).
Sebagaicontoh,F.oxysporummenyerangpertanamandanpenyebarannyasangat
luashampirdiseluruhdunia.Cendawaninimenghasilkantigamacamtoksinyang
menyerang jaringan tanaman, yaitu: asam fusarat, asam dehidrofusarat dan
likomarasmin. Toksin-toksin tersebut akan mengubah permeabilitas membran
plasmadariseltanamaninangsehinggamengakibatkantanamanyangterinfeksi
lebihcepatkehilanganairdaripadatanamanyangsehat(Nelson2001).
Mendgen et al. (1996) berpendapat bahwa cara kerja dari toksin yang dihasilkan Fusarium adalah mengubah struktur sel tanaman; toksin yang
dihasilkanadalahasamfusaratdanenzimpektinase.Enzimpektinasemerupakan
enzim perombak dinding sel tanaman, sehingga patogen bisa masuk ke sel
tanaman dengan mudah, serta menyebabkan terjadinya perubahan warna pada
akartanaman(Ching2008).Asamfusaratbersifatracunpadajaringanparenkim
yang letaknya bersebelahan dengan jaringan pembuluh, sehingga menghambat
perandarikeduanya(Oku1994).MekanismeinfeksiFusariumadalahsporajatuh
ke sel tanaman (inokulasi) dibantu oleh angin, masuk ke lubang alami, yaitu
hidatoda(padabagiantanaman),kemudianberkembangbiakdanhifanyaakan
mengkolonisasijaringan(Tucker&Talbot2001).Jaringandipenuhiolehmassa
spora patogen, kemudian spora akan berkecambah dan menyumbat sistem
14
PerkembanganFusariumsp.,dipengaruhiolehkeadaanpHyaitudaritanah
asam memungkinkannya tumbuh dan berkembang. Selanjutnya suhu yang
berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman berpengaruh juga terhadap
perkembanganpenyakit. Fusariumsp.,mampuhiduppadasuhutanahantara10
-24ºC,meskipunhalinitergantungpulapadaisolatnya(Soesanto2008).Fusarium
jugacepat berkembangpadatanahyangterlalu basahataubecek,kelembaban
udarayangtinggi,danpHtanahyangrendah(Ching2008).Populasipatogen
dapatbertahansecaraalamididalamtanahdanpadaakartanamansakit serta
dapatmenginfeksitanamanlewatmulutkulit,lentisel,kutikula,luka.Fusarium
sp.,membentuksporayangberperandidalamsebaranpatogenyangluassecara
alami melalui hujan; dimana dengan adanya curah hujan yang tinggi akan
membantupemencarancendawanpatogentulartanahkedaerahlainyanglebih
jauh,baikkarenapercikanmaupunterbawaaliranair.Faktorlainyangberperan
dalam penyebaran spora Fusarium adalah angin, bibit terinfeksi, pemindahan bibit, tanah terinfestasi, permukaan air drainase, pembubunan, luka karena
serangga,alatpertanian,danlain-lain(Nelson2001).
Penyakityangumumnyadiakibatkanolehpatogeniniadalahpenyakitlayu
Fusariumyangmenyerangakardanmenimbulkankerugianyangcukupbesar.
Tanamanyangmenjadilayuakibatpenyakit iniantara lain,semangka,melon,
tomat, kopi, pisang (Gordon&Martin1997). Selain itu juga Fusarium dapat
menyebabkanbusukbijijagungdandampingoffpadapesemaiankapas (Elsalam
etal.2003).UntukgejalahawaryangdisebabkanolehFusariummasihsedikit
dijumpai.TetapibeberapaspesiesFusariumdapatmenyebabkanpenyakithawar
yangmenyeranggandumdiberbagaibelahanEropa,Amerika,danAsiahingga
menjadiepidemikdanmengakibatkankerugianakibatkegagalanpanen(Zhuping
1994). Penyakit hawar yang disebabkan oleh Fusarium ini umumnya disebut
sebagaiFusariumheadblight(FHB)atau“scab”ataukudisdandipengaruhioleh
kelembaban udara yang berlebihan pada musim tertentu. FBH dapat diatasi
dengan penggunaan benih tanaman gandumtransgenik yang resisten terhadap
FBH(Zhuping1994).Selainitujuga,Fusariumdapatmenyebabkanhawaratau
bercakdaunpadarumput(Goldberg2006),yangdisebutdenganfusariumleaf
15
Fusarium juga menyebabkan penyakit busuk akar dan crown, busuk tongkol, hawar benih dan biji gandum serta malformasi pada mangga dan
penyakitbakanepadapadi(Summerelletal.2003).Berkaitandengantanaman
darikelompokmonokotil,tanamantebu(Saccharumsp.)diserangolehFusarium
dan menimbulkan penyakit pokkah boeng yang berasal dari Jawa dan
menimbulkankerugianbesar.Penyakitinimenghasilkangejalayangsangatluas,
teristimewaselamacuacahujan.Umumnyaujungtanamanmembelitdanberubah
bentuk.Daunklorotikdipermukaanbawah,terbatasdidasarnyadanberkembang
denganwarnamerahtua.Kultivaryangrentandapatterusberkembanggejalanya,
termasuk nekrosis di bagian apikal, keriput, daun menjadi pendek dan gejala
berkembangkebatangyangmenyerupaipotongandaripisau.Patogeninitersebar
oleh aliran angin dan percikan hujan, menginfeksi potongan batang tebu,
seranggadalamstadiapupadandewasayangmembuatliangpadabatangtebu.
Tebu menjadirentanpadaumur3-8bulan(Gordon&Martin1997).
KeragamanMikroorganismemelaluiKarakterMolekuler
Keragaman mikroorganismeadalah variasiatau perbedaan bentuk-bentuk
mikroorganisme, materi genetik yang dikandungnya, serta bentuk-bentuk
ekosistemtempathidupatauhabitatnya(Campbell&Reece2005). Keragaman
mikroorganismeinidapatdibedakansecaramorfologi,fisiologidangenetikayang
digunakanuntukklasifikasidanidentifikasisecaratepatsehinggadiperolehciri
khususdarisuatumikroorganisme.Morfologidanfisiologisuatumikroorganisme
dapatdiketahuidenganpewarnaan,ujiendospora,menggunakanmediaspesifik,
melihat perkembangan hifa, warna miselium, bentuk konidia dan sebagainya. Pengamatan tersebut cukup membantu dalam identifikasi, tetapi bila satu
kelompokmikroorganimemememilikibeberapajenisataustrain,makaakansulit
untuk dibedakan secara morfologi bahkan dapat terjadi kesalahan identifikasi
(Suryadi&Mahmud2002).Sebagaicontoh,hasilpenelitianSaragih&Silalahi
(2006)menunjukkanbahwaterdapatbeberapaspesiesFusariumyangterdeteksi
dan diidentifikasi sebagai penyebab penyakit layu pada tanaman markisa.
16
equisetiimemilikikeragamanyangtinggiyangdidugakarenaperbedaanekologi
tempatasalnyasehinggaantarspesiessulitdikendalikandengancarayangsama.
Pendekatan teknologi asam nukleat merupakan cara yang akurat dalam
untukmencirikankeragamangenetikdiantarabeberapaspesies.Klasifikasidan
identifikasiyangtepatdapatmerujukpadasuatuupayapengendalianyangtepat
sasaran.Teknikmolekuleryangdapatdigunakanuntukmengetahuikeragaman
mikroorganismeadalahmetodePolymeraseChainReaction(PCR)dananalisis
sequencing. PCR merupakan teknik untuk melipatgandakan sekuen nukleotida tertentu secara eksponensial secara in vitro dengan melibatkan sepasang oligonukleotida sebagai primer dan dengan bantuan enzim. Sekuen nukleotida tertentu ini merupakan daerah yang bersifat konserve dan menjadi ciri khas
genetiksuatucendawan,yangdapatmembedakandenganorganismelainbahkan
cendawanlainyangberbedajenisdanspesies(Muladno2002).
Salah satu daerah yang biasa digunakan para ahli untuk mendeteksi
keberadaancendawanpatogentanamanadalahinternaltranscribedspacer(ITS)
pada ribosomal DNA (rDNA) dengan data sekuen 28S rRNA. Daerah ini
memilikivariasisekuensyangtinggiantarspesiessertamemberikankegunaan
bagiprimeryangdihasilkanuntukdeteksispesiesyangspesifikpadacendawan
dan membedakan kedekatan hubungan spesies cendawan (Bryan et al. 1995;
Elsalametal.2003).GenRNAribosom(rDNA)memilikikarakteryangcocok
untuk deteksi patogen pada tingkat spesies. rDNA ini sangat stabil dan
menunjukkandaerah yang conserve dan bervariasididalamgenomdandapat
digunakan untuk investigasi kekerabatan dalam tingkat spesies (Hibbert et al.
1995danLeeetal.2000).Merekamemperbanyakdirisecaragandamencapai
200copyperhaploidgenom(Brunsetal.1991)danmengandunggen18Ssubunit
kecil (SSU), 5.8S dan 28S subunit besar (LSU) (Gambar 3). Perbedaan
komposisinukleotidadaridaerahITSdigunakanuntukmendesainprimerspesifik
untuk mengamplifikasi DNA secara selektif antara spesies patogen tanaman
(Moriccaetal.1998).AnalisissekuennukleotidadaridaerahrDNAdapatsecara
luasditerima untuk menghasilkan filogenidan hubungannya dalamtaksonomi
17
Gambar3 PrimerITS-Fu-fdanITS-Fu-r,spesifikuntuk Fusariumyang
dibentukdaridaerahITS(internaltranscribedspacer)
(Elsalametal.2003).
Untukanalisissequencingmengarahpadaidentifikasiisolatcendawanyang
mencerminkan hubungan filogeni. Data sekuen 28S rDNAsaat ini digunakan sebagai dasar identifikasi cendawan dalam sistem hirarki yang mencerminkan hubungan kekerabatan (Shenoy et al 2007). Menurut Muladno (2002),
penggunaandatasekuenspentingdalammembandingkansekuensdarigenyang
sama pada spesies yang berbeda, yang memungkinkan dibuatnya diagram
filogenetik. Filogenetik dalam cendawan merupakan cara untuk membedakan
spesiesyangsatudenganyanglainmenjadisubkelompokyanglebihkecilLeslie
et al. (2001). Dalam aplikasinya, banyak studi filogenetik cendawan
menggunakan sekuen DNA dari satu atau dua lokus dari isolat yang telah
terkarakterisasidenganbaik;contohnyadidalamfilogeniFusarium,dilakukan
berdasarkansekuenITSantara2sekuenFusarium(Harrington&Potter1997).
BakteriRizosferyangBerpotensisebagaiBiokontrol
Rizosfer merupakan daerah ideal bagi tumbuh dan berkembangnya
mikroorganismetermasukagensiapengendalihayati(Campbell&Reece2005).
[image:37.595.105.484.74.824.2]18
sebagai agens hayati dalam menghambat perkembangan patogen penyebab
penyakit serta meningkatkan pertumbuhan tanaman (Baker & Cook 1974). Bakteri di daerah rizosfer lebih banyak yang berperan sebagai agen hayati.
Keberlangsunganhidupnyajugaleb
