62
Struktur Anatomi Batang Langsat (Lansium domesticum Corr.)
yang Terserang Penyakit Kanker Batang
Karina Putri Defianti
1, Mukarlina
1, Riza Linda
11
Program Studi Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi,Pontianak Email korespondensi : karinadefianti@gmail.com
Abstract
Stem canker is a plants disease caused by infection of Phytophtora palmivora fungi on stems, branches, and twigs of plants. This canker disease can decrease the fruits productivity of langsat (Lansium domesticum). This research was aimed to observe the stem anatomical structure of langsat plants on seedling, sapling, pole, and tree level which are infected by stem canker disease. This research have been done at May until September 2014. Paraffin method was used to make cross section sample preparation of the langsat stem. The result of this research shows that there are differences on stem anatomical structure between normal langsat plants and infected plants. The results of anatomical observation showed that the tree with stem canker at every growth level had thicker dermal tissue, thicker cortex with irregular shape, thinner phloem layer, and bigger xilem cell’s pores with no shapes change. Dermal tissue at tree level got 3,1 times thicker than any other growth level of the plants.
Keywords : Lansium domesticum, stem canker, dermal tissues
PENDAHULUAN
Tanaman langsat (L. domesticum) yang ada di Kalimantan Barat sering mengalami kematian sehingga dapat menurunkan produksi buah. Menurut Balai Pusat Statistik Kabupaten Kubu Raya, produksi buah langsat (L. domesticum) pada tahun 2011 yaitu 6.274 ton dan mengalami penurunan pada tahun 2012 menjadi 955,30 ton.
Menurunnya produksi buah langsat (L. domesticum), salah satunya disebabkan oleh
serangan penyakit kanker batang.
Penyakit kanker batang merupakan penyakit yang menyerang bagian batang, cabang, dan ranting tanaman (Agrios, 1996). Menurut Sriwati dan Muarif (2012), penyakit kanker batang disebabkan oleh jamur P. palmivora. Gejala penyakit kanker batang pada tanaman langsat (L. domesticum) dapat terlihat secara morfologi dari tanaman tingkat semai, pancang, tiang, hingga pohon. Gejala morfologi tanaman langsat (L. domesticum) yang terserang penyakit kanker batang pada tingkat pertumbuhan semai, pancang, dan tiang tiang ditunjukkan dengan adanya bintil-bintil pada permukaan batang, sedangkan tanaman pada tingkat pohon ditandai dengan kulit batang yang mengering dan mengelupas.
Perubahan morfologi yang terjadi akibat penyakit
kanker batang dapat dipengaruhi oleh adanya perubahan anatomi. Batang tanaman mimba
(Azadirachta indica A. Juss) yang terinfeksi jamur patogen mengalami perubahan anatomi pada jaringan pembuluh dan terisinya lumen oleh tilosis, sehingga sel parenkim dan permukaan dinding sel menjadi lebih menonjol (Rajput et al., 2009). Fan et al. (2013) juga menemukan bahwa akar, batang, dan daun jeruk lemon (Citrus limon) serta jeruk manis (C. sinensis) yang terinfeksi patogen Liberobacter asiaticum menunjukkan terjadinya perubahan anatomi yaitu rusaknya jaringan floem, dan tersumbatnya pembuluh tapis. Berdasarkan data-data yang ada maka pendekatan secara anatomi pada batang tanaman langsat (L domesticum) yang terserang penyakit kanker batang perlu dilakukan lebih lanjut.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan selama 5 bulan dari bulan Mei hingga September 2014. Sampel batang dan cabang tanaman langsat (L. domesticum) diambil dari Desa Punggur Kabupaten Kubu Raya. Pembuatan preparat batang tanaman langsat (L. domesticum), pengamatan serta pengukuran hasil dilakukan di Laboratorium Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Tanjungpura Pontianak dan Laboratorium Mikroteknik Tumbuhan Universitas Gajah Mada Yogyakarta.
Bahan
Bahan yang digunakan yaitu batang dan cabang tanaman langsat (L. domesticum) normal sebagai pembanding dan tanaman yang terserang penyakit kanker batang berdasarkan tingkat pertumbuhan (semai, pancang, tiang, dan pohon).
Prosedur Kerja
Pengambilan Sampel
Sampel yang digunakan berupa batang dan cabang tanaman langsat (L. domesticum) normal (Gambar 1, 2, 3, dam 4 (a)) dan tanaman yang terserang penyakit kanker batang (Gambar 1, 2, 3, dan 4 (b)) berdasarkan tingkat pertumbuhan.
Gambar 1. Sampel batang langsat tingkat semai. (a) normal, dan (b) sakit
Gambar 2. Sampel batang tingkat pancang. (a) normal, dan (b) sakit
Gambar 3. Sampel batang langsat tingkat tiang. (a) normal, dan (b) sakit
Gambar 4. Sampel batang langsat tingkat pohon. (a) normal, dan (b) sakit
Pembuatan Preparat Sayatan Melintang Batang dan Cabang
Pembuatan preparat sayatan melintang organ
batang dan cabang tanaman langsat (L. domesticum) menggunakan metode parafin
yang meliputi fiksasi, pencucian, pewarnaan I, dehidrasi, dealkoholisasi, parafinasi, pembenaman, penyayatan, penjernigan, pewarnaan II, penutupan, dan pelabelan (Sass, 1958; Ruzin 1999).
Parameter Pengamatan
Pengamatan sayatan melintang organ batang dan cabang meliputi bentuk dan ukuran sel serta ketebalan lapisan masing-masing sistem jaringan yaitu jaringan dermal (epidermis dan periderm), jaringan dasar (korteks), dan jaringan pembuluh (floem dan xilem). Rasio perbedaan (RP) dihitung dengan membandingkan ukuran ketebalan lapisan jaringan/sel tanaman sakit : tanaman normal. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Hasil pengamatan sayatan melintang batang dan cabang tanaman langsat (L. domesticum) normal dan yang terserang penyakit kanker batang pada masing-masing tingkat pertumbuhan (semai, pancang, tiang, dan pohon) menunjukkan adanya perbedaan ketebalan jaringan (Tabel 1), ukuran sel (Tabel 2), dan bentuk sel (Gambar 5, 6, dan 7). Lapisan jaringan dermal dan jaringan dasar pada tanaman sakit dari masing-masing tingkat pertumbuhan lebih tebal dibandingkan tanaman normal. Lapisan jaringan dermal memiliki rasio perbedaan yang paling jelas dibandingkan dengan lapisan jaringan lainnnya. Lapisan jaringan pembuluh floem pada tanaman bergejala sakit lebih tipis, sedangkan lapisan xilem tidak menunjukkan perbedaan ukuran ketebalan (Tabel 1).
a b
a b
a b
64
Tabel 1. Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat (L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan yang Berbeda
Jaringan
Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai Pancang Tiang Pohon
Rata-Rata N (µm) S (µm) RP (N/S) N (µm) S(µm) RP (N/S) N (µm) S(µm) RP (N/S) N (µm) S (µm) RP (N/S) Jaringan dermal 14,92 ±2,32 22,92 ±1,97 1 : 1,5 56,67 ±8,69 164,83 ±27,53 1 : 2,9 64,42 ±7,89 195,83 ±27,53 1 : 3 74,42 ±3,57 233,67 ±20,07 1 : 3,1 Jaringan dasar 209,67 ±20,22 251 ±46,33 1 : 1,2 523 ±60,41 825,33 ±108,14 1 : 1,6 558,67 ±81,65 839,67 ±91,63 1 : 1,5 777 ±66,91 1276,67 ±150,85 1 : 1,6 Jaringan pembuluh - Floem 65,33 ±4,95 27,92 ±3,22 1 : 0,4 87,58 ±12,22 54,33 ±4,1 1 : 0,6 120,42 ±5,21 64,75 ±4,32 1 : 0,5 241,16 ±10,19 125,16 ±9,6 1 : 0,5 - Xilem 488,67 ±82,45 492,33 ±92,35 1 : 1 2900 ±335,15 2905 ±305,29 1 : 1 5571,67 ±840,89 5591,67 ±855,97 1 : 1 7550 ±623,36 7577,5 ±555,55 1 : 1 Keterangan : N = Normal (tanpa gejala), S = Bergejala penyakit kanker batang, dan RP = Rasio perbedaan
Tabel 2. Ukuran Sel Setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat (L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Sel
Ukuran Sel setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai Pancang Tiang Pohon
Rata-Rata N (µm) S (µm) RP (N/S) N (µm) S (µm) RP (N/S) N (µm) S (µm) RP (N/S) N (µm) S (µm) (N/S) RP P 16,58 ±2,89 18,67 ±6,55 1 : 1,1 20 ±3,95 24,25 ±3,89 1 : 1,2 25,16 ±4,91 28,25 ±3,66 1 : 1,1 32,92 ±6,50 34,08 ±5,77 1 : 1 Epidermis/ Periderm L 14,92 ±2,32 15,08 ±4,93 1 : 1 10,83 ±3,03 18,16 ±3,88 1:1,7 10,83 ±3,24 19,42 ±3,26 1:1,8 12,67 ±3,07 22,67 ±4,35 1:1,8 P 36,12 ±8,40 40,92 ±7,72 1 : 1,1 36,83 ±7,85 41,08 ±7,09 1 : 1,1 37,08 ±6,23 41,92 ±7,27 1 : 1,1 56,33 ±12,02 73,42 ±17,32 1 : 1,3 Korteks L 18,58 ±3,13 ±2,83 24 1 :1, 3 18,75 ±3,06 26,92 ±4,29 1:1,4 20,58 ±3,64 ±12,06 33,58 1:1,6 22,33 ±2,54 39,33 ±9,69 1:1,8 Diameter pori xilem 23,67 ±4,34 36,42 ±10,72 1:1,5 36,58 ±5,81 57,75 ±10,85 1:1,6 48,75 ±9,06 77,33 ±4,63 1:1,6 56,25 ±5,56 102,92 ±11,59 1:1,8 Keterangan : N = Normal (tanpa gejala), S = Bergejala penyakit kanker batang, RP = Rasio perbedaan, P = Panjang, dan L = Lebar
Sel epidermis pada tanaman normal tingkat pertumbuhan semai terdiri dari satu lapis sel dan berbentuk seperti lempengan (Gambar 5a). Sel epidermis, pada, tanaman, yang, terserang penyakit tingkat semai memiliki bentuk yang tidak beraturan (Gambar 5b). Sel epidermis pada tingkat pancang, tiang dan pohon telah digantikan oleh periderm (Gambar 5 c, e, dan f).
Penyakit kanker batang juga mempengaruhi bentuk sel korteks. Sel korteks pada tanaman normal berbentuk segienam memanjang (Gambar 6 a, c, e, dan g). Tanaman langsat (L. domesticum) yang terserang penyakit kanker batang menunjukkan bentuk sel korteks yang tidak beraturan, dan sebagian dinding sel melebur (Gambar 6 b, d, f, dan h).
Gambar 5. Jaringan dermal dari sayatan melintang batang tanaman langsat berdasarkan tingkat pertumbuhan. (a) semai normal, (b) semai sakit, (c) pancang normal, (d) pancang sakit, (e) tiang normal, (f) tiang sakit, (g) pohon normal, (h) pohon sakit. (ep) epidermis, dan (pr) periderm (perbesaran 400X).
menunjukkan bahp stasiun dilakukan 9 kali
Gambar 6. Sel korteks dari sayatan melintang batang tanaman langsat berdasarkan tingkat pertumbuhan. (a) semai normal, (b) semai sakit, (c) pancang normal, (d) pancang sakit, (e) tiang normal, (f) tiang sakit, (g) pohon normal, (h) pohon sakit. (ep) epidermis, dan (pr) periderm (perbesaran 400X). a b
ep
ep
c d e fpr
pr
pr
pr
g hpr
pr
a b cd
e g hkr
kr
kr
kr
kr
kr
kr
kr
fSel floem tanaman langsat (L. domesticum) normal pada masing-masing tingkat pertumbuhan berbentuk segi enam (Gambar 7 a c, e, dan h). Tanaman langsat (L. domesticum) yang terserang penyakit memiliki bentuk sel floem yang tidak beraturan (Gambar 7 b, d, f, dan h).
Sel xilem pada tanaman langsat (L. domesticum) normal dan yang terserang penyakit dari masing-masing tingkat pertumbuhan tidak mengalami perubahan bentuk, namun mengalami perbedaan ukuran pori sel xilem menjadi lebih besar. Sel xilem berbentuk seperti cincin (Gambar 8).
66 Gambar 7. Sel floem dari sayatan melintang batang
tanaaman langsat bedasarkan tingkat pertumbuhan. (a) semai normal, (b) semai sakit, (c) pancang normal, (d) pancang sakit, (e) tiang normal, (f) tiang sakit, (g) pohon normal, (h) pohon sakit (perbesaran 400X).
Gambar 8. Pori xilem dari sayatan melintang batang tanaman langsat berdasarkan tingkat pertumbuhan. (a) semai normal,(b) semai sakit, (c) pancang normal, (d) pancang sakit, (e) tiang normal, (f) tiang sakit, (g) pohon normal, (h) pohon sakit. (px) pori xilem (perbesaran 400X).
Sayatan melintang batang langsat (L. domesticum) normal pada masing-masing tingkat pertumbuhan yaitu semai, pancang, tiang, dan pohon menunjukkan bahwa jaringan dermal (epidermis) tersusun rapat, dan berbentuk seperti lempengan (Gambar 5 (a). Menurut Hidayat (1995), jaringan epidermis memiliki bentuk sel yang beragam, akan
a b c d e f g h a b c d e f g h px px px px px px Pembahasan
Hasil penelitian anatomi batang langsat (L. domesticum) normal dan yang terserang
penyakit kanker batang pada masing-masing tingkat pertumbuhan menunjukkan adanya perbedaan ukuran ketebalan lapisan jaringan, ukuran sel dan bentuk sel.
tetapi seringkali berbentuk seperti lempengan. Jaringan dermal (epidermis maupun periderm) pada tanaman yang terserang penyakit memiliki bentuk yang tidak beraturan dan memiliki lapisan yang lebih tebal (Tabel 1, Gambar 5 b, d, f, dan h). Sel tanaman yang terserang penyakit kanker batang juga mengalami perbedaan ukuran jika dibandingkan dengan ukuran sel pada tanaman normal. Rerata sel pada setiap lapisan jaringan dari masing-masing tingkat pertumbuhan pada tanaman bergejala sakit lebih besar dibandingkan ukuran sel pada tanaman normal. Biggs dan Davis (1983) menyatakan bahwa tanaman yang terserang penyakit kanker memiliki lapisan jaringan dermal yang lebih tebal. Agrios (1996) juga menambahkan bahwa ketebalan sel epidermis respon pertahanan tanaman terhadap serangan patogen. Tanaman langsat (L. domesticum) pada tingkat pohon menebal 3,1 kali lebih tebal dibandingkan dengan tingkat pertumbuhan lainnya (Tabel 1).
Hal ini
menunjukkan
bahwa
tanaman
langsat
(L. domesticum) yang terserang penyakit
kanker batang menunjukkan kerusakan yang
parah pada jaringan dermal.
Penyakit kanker batang pada tanaman langsat (L. domesticum) dari masing-masing tingkat pertumbuhan juga mempengaruhi ukuran ketebalan jaringan dasar, dan ukuran serta bentuk sel korteks, lapisan jaringan dasar dari tanaman yang terserang penyakit pada tingkat semai mengalami penebalan 1,2 kali lebih besar dibandingkan tanaman normal. Tingkat pertumbuhan pancang, tiang, dan pohon tanaman normal dan yang terserang penyakit kanker batang memiliki rasio perbedaan antara 1 : 1,5-1,6. Jaringan dasar tanaman yang terserang penyakit memiliki lapisan yang lebih tebal, dan ukuran sel yang lebih besar jika dibandingkan dengan tanaman normal (Tabel 1, Tabel 2, dan Gambar 6). Perbedaan sel korteks tersebut disebabkan oleh pembengkakan sel korteks akibat respon pertahanan tanaman inang terhadap serangan patogen. Menurut Agrios (1996), tanaman yang terserang penyakit akan melakukan perlawanan terhadap serangan patogen dan mengubah struktur anatomi, termasuk menambah ukuran-ukuran sel pada jaringan dasar. Membesarnya ukuran sel korteks tersebut akan menghalangi spora jamur untuk menginvasi ke bagian jaringan yang lebih dalam. Berdasarkan bukti anatomi tersebut, diduga jamur P. palmivora yang menyebabkan penyakit kanker batang hanya menyerang sampai ke jaringan dermal. Menurut Badan Pengkajian Teknologi Jambi (2009), pada
bagian dermal batang tanaman langsat
(L. domesticum) yang terserang penyakit kanker batang ditemukan spora jamur.
Tanaman langsat (L. domesticum) pada tanaman yang terserang penyakit dari masing-masing tingkat pertumbuhan menunjukkan bahwa lapisan jaringan pembuluh floem menjadi lebih tipis (Tabel 1). Hal ini disebabkan oleh membesarnya ukuran ketebalan jaringan dasar dan sel korteks pada tanaman sakit sehingga mengakibatkan sel floem terhimpit dan mengganggu proses fotosintat ke seluruh bagian tumbuhan. Perbedaan ukuran dan bentuk sel diduga karena adanya senyawa yang dikeluarkan oleh patogen yang menginfeksi tanaman inang. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Yamamoto et al. (1987) dalam Sakamoto et al. (2004) yang menyatakan bahwa terjadinya perubahan anatomi seperti ketebalan floem dan membesarnya ukuran sel xilem pada tanaman yang terserang penyakit kanker disebabkan oleh stimulasi hormon auksin yang terdapat pada tanaman inang.
Sel xilem pada tanaman normal dan yang terserang penyakit tidak mengalami perbedaan bentuk dan ketebalan lapisan, akan tetapi mengalami perbedaan ukuran pori sel xilem menjadi lebih besar (Tabel 1, Tabel 2 dan Gambar 8). Menurut Suradinata (1998), sel xilem memiliki membran sel yang tebal dan senyawan lignin yang menyebabkan sel xilem sulit untuk diinfeksi oleh patogen. Biggs (1993) menyatakan bahwa koloni jamur yang menyebabkan penyakit kanker batang tidak menyerang xilem, sehingga sel xilem tidak mengalami perubahan bentuk. Perbedaan ukuran pori sel tersebut disebabkan oleh respon tanaman terhadap patogen yang menyerang. Membesarnya ukuran pori xilem akan membantu proses transportasi pengangkutan air dan hara dari akar ke daun menjadi lebih banyak sehingga tanaman lebih dapat mempertahankan dirinya.
Rasio perbedaan ketebalan lapisan jaringan antara tanaman langsat (L. domesticum) normal dan yang terserang penyakit kanker batang menunjukkan bahwa jaringan dermal merupakan jaringan yang mengalami kerusakan parah jika dibandingkan dengan jaringan lainnya (Tabel 1). Tanaman langsat (L. domesticum) tingkat pertumbuhan pohon memiliki rasio perbedaan yang paling jelas
jika dibandingkan dengan tanaman langsat (L. domestikcum) pada tingkat pertumbuhan
lainnya. Hal ini juga terlihat secara morfologi dari kulit batang tanaman langsat (L. domesticum) pada tingkat pohon yang menunjukkan gejala penyakit kanker batang secara jelas yaitu kulit batang
68 mengering dan mengelupas. Menurut Balai
Pengkajian Teknologi Jambi (2009), gejala penyakit kanker batang pada tanaman tua ditunjukkan dengan kulit batang yang mengering dan mengelupas.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Comdev dan Outreaching yang telah memberikan beasiswa penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
Agrios, GN, 1996, Ilmu Penyakit Tumbuhan,
Universitas Gajah Mada Press, Yogyakarta. Badan Pusat Statistik, 2013, Statistik Pertanian
Tanaman Hortikultura Kabupaten Kubu Raya,
Kalimantan Barat.
Biggs, A,R, & Davis, D,D, 1983, ‘Histopathology of Cankers on Populus Caused by Cytospora
chrysosperma’, Can. J. Bot, Vol. 61, diakses
pada 24 November 2014,
http://www.caf.wvu.edu/Kearneysville/biggs/PD Fs/Biggs1983CanJBot61_563.pdf,
Biggs, A,R, 1993, Pathological Anatomy and Histochemistry of Leucostoma Canker on Stone and Other Selected Fungal Cankers of Deciduos Fruit Tree, Article Ed CRC Press, pp. 169-189, dikases 23 Agustus 2014, http://www. caf. wvu.edu /bark/ leucostoma.htm
.
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jambi, 2009,
Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian Jambi, Jambi.
Fan, J, C, Chuanxian, SA, Dian, HB, Ron, G, Li Zheng, & GJr, Fred G, 2013, ‘Differential Anatomy Responses of Tolerant and Susceptible Citrus Speciesto the Infection of Candidatus
Liberibacter asiaticus’, Physiological and Molekular Plant Pathology, vol. 30, hal. 1-6,
diakses 10 Maret 2014, http: //www. sciencedirect.com/science/article/pii/S08855765 13000313.
Hidayat, EB, 1995, Anatomi Tumbuhan Berbiji, ITB, Bandung.
Rajput, SK, Shangvi GV, Koyani, RD, & Rao KS, 2009, ‘Anatomical Change In The Stem Of
Azadirachta indica (Meliaceae) Infected by
Pathogenic Fungi’, Journal iawa, vol. 30, hal. 1-10.
Ruzin, SE, 1999, Plant Microtechnique and Microscopy, Oxford University Press, New
York.
Sass, JE, 1958, Botanical Microtechnique, The LOWA State University Press, USA.
Sakamoto, Y, Yamada, Y, Sano, Y, Tamai, Y, & Funada, R, 2004, ‘Pathological Anatomy of Necteria Canker on Fraxinus Mandshurica var. Japonica’, IAWA Journal, vol. 25, no. 2, hal. 165 174, diakses pada 21 November 2014.
http://www.ffprihkd.affrc.go.jp/group/jubyo/saka moto/papers/paer08/Sakamoto%20proofs.pdf, Suradinata, ST, 1998, Struktur Tumbuhan, Angkasa,
