Penyakit-Penyakit Tular Benih (Seed-borne Diseases)

(1)

Penyakit-Penyakit Tular Benih

(

Seed-borne Diseases

)

Oleh: Irda Safni

(2)

Latar Belakang

•

Indonesia negara agraris yang mempunyai kekayaan plasma nutfah

•

Plasma nutfah sebagai komponen perakitan varietas tanaman

(3)

Nilai Ekonomis Benih dalam Sistem Produksi

•

Dalam sistem produksi pertanian, benih telah

berkembang sebagai industri dan menjadi penentu pertumbuhan ekonomi

•

Benih sebagai komoditas perdagangan International dengan nilai transaksi US $ 40 – 60 milyar tiap tahun. Hanya ada lima perusahaan multinasional didunia

mengisi US $ 3- 4 milyar.

•

Ketersediaan benih (kuantitas dan kualitas) masih menjadi kendala dalam sistem produksi pertanian di Indonesia

(4)

Problem Aktual Benih Di Indonesia

•

Kebutuhan potensial benih padi di Indonesia

untuk 11 juta ha tanaman padi mencapai

275.000 ton

(5)

Problem Aktual Benih Di Indonesia

Mentan RI Dr Anton Apriyantono (2007):

Penggunaan benih padi bermutu atau

bersertifikat baru mencapai 39 %

dari kebutuhan potensial nasional

.

(6)

Mentan RI Dr Anton Apriyantono (2007):

Penggunaan benih padi bermutu atau

bersertifikat baru mencapai 39 %

dari kebutuhan potensial nasional

.

(7)

Luas Lahan (ha) Produksi ton/ ha

7.5 juta 4.5 ton

2.0 juta 3.0 ton

2.5 juta lahan kering 2.5 ton

Tabel 1. Tingkat produksi padi di Indonesia

(8)

Mentan RI Dr Anton Apriyantono (2007):

 Dibuka lahan baru 200.000 ha untuk produksi padi hibrida.

 Kebutuhan benih padi hibrida 3 000 ton.

 Produksi benih padi hibrida dalam negeri 2000 ton.

Indonesia akan impor 1000 ton benih padi hibrida dari Cina, Vietnam dan Filipina.

Problem Aktual Benih Di Indonesia

(9)

Kriteria Mutu Benih

• Kriteria sampai era 1980-an Purity dan germination

• Kriteria saat ini :

Mutu genetis Mutu fisiologis Mutu fisik

Kesehatan benih

• Berbagai patogen/organisme penyebab penyakit tanaman bersifat terbawa benih

(10)

Patogen, Penyakit dan Benih Tanaman

Patogen

Organisme atau struktur penyebab penyakit

Penyakit

Gangguan fisiologis yang berlangsung terus menerus dan disebabkan faktor primer

Benih

(11)

Patologi Benih (

Seed Pathology

)

Ranah Patologi Benih

Disiplin ilmu penyakit tumbuhan yang mempelajari

a). Peranan patogen dan penyakit yang terbawa benih b). Penyakit benih (Seed disease)

c). Mekanisme infeksi dan penularan patogen terbawa benih

d). Faktor yang mempengaruhi perkembangan dan penyebaran patogen terbawa benih

e).Teknik mendekteksi dan mengidentifikasi patogen terbawa benih

(12)

 _{Seed-borne :}_{terbawa benih} dipermukaan dan dalam jaringan benih atau terbawa bebas bersama benih

 Seed transmission: tertular melalui benih  dari benih ke tanaman berikut yang berasal dari benih tersebut

 Seedborne diseases: penyakit terbawa benih

(13)

Sejarah Singkat Patogen Terbawa Benih

• _{Zaman Palaeozoic (330 juta tahun lalu)}_{: ditemukan}

fosil tumbuhan dan cendawan dan bakteri

• 130 juta tahun: Fosil benih ergot yang membawa cendawan sejenis Claviceps sp

• _{1733 Jehtro Tull}_{dari Inggris menunjukan perlakuan air}

laut pada benih gandum dapat mengurangi serangan

Carnel Bunt (Tilletia tritici) pada gandum

• _{1775 du Tillet}_{seorang ahli botani Prancis menunjukan}

(14)

• 1807 Prevost menjelaskan bahwa serbuk beracun

penyebab penyakit stinking atau hill bunt pada gandum adalah cendawan parasit yang belakangan diberi nama

Tilletia caries.

• 1883 membuktikan bahwa Colletotrichum lindemutianum terbawa benih Phaseoulus vulgaris

• 1892 Beach dari New york membuktikan bakteri

Xanthomonas campestris pv phaseoli terbawa benih

Phaseoulus vulgaris

• 1886 Mayer menunjukan pada virus benih tembakau dari tanaman sakit karena virus.

(15)

• 1916 McClinntock menduga cucumber mosaic virus dan lima bean mosaic virus dapat terbawa dan tertular melalui benih

• 1923 Dorogin memperkenalkan sistematika deteksi patogen terbawa benih untuk sejumlah benih tanaman

• 1949 Poter mempublikasikan daftar patogen terbawa benih tanaman di AS dan kerusakan yang ditimbulkannya.

• 1958 Diterbitkan Annotated List of Seedborne Diseases

yang disusun oleh Noble dan direvisi pada tahun 1968 oleh Noble dan Richardson dan direvisi kembali pada 1979 oleh Richardson

(16)

Benih dan Peranan Patogen terbawa Benih

Benih Tanaman

• Komponen utama dalam sistem produksi dan menjadi komoditas pertanian yang mempunyai nilai ekonomi 

kualitas benih menentukan nilai ekonomi produk

• Komoditas international  pertukaran dan transaksi plasmanutfah  Sejalan dengan perkembangan peradaban manusia

• Struktur perbanyakan tanaman  berperan dalam kejadian penyakit tanaman

• Sebagai starting unit atu end unit dalam siklus tumbuhan  Kemampuan bertahan patogen

(17)

Benih dan Peranan Patogen terbawa Benih

Benih dan kejadian penyakit tanaman

• Miniatur ekosistem komplek yang terdiri berbagai

komponen ekosistem tanaman – patogen – lingkungan biotik dan abiotik – manusia

(18)

Kerugian Akibat Patogen Terbawa Tanaman

 Penurunan daya kecambah, vigor bibit yang lemah, pertumbuhan bibit abnormal, kerusakan dan gangguan fisiologis pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman, masa panen dan gangguan di tempat penyimpanan

 Kerugian terjadi secara langsung dari benih yang terinfeksi atau terjadi dalam jangka panjang setelah patogen mampu bertahan pada gulma, sisa tanaman atau di tanah

 _{Sering terjadi intensitas penyakit tanaman relatif rendah}

(19)

Inokulasi

Perkecambahan spora

 Pembentukan tabung kecambah  Pembentukan apresorium

Infeksi Penetrasi

Kolonisasi

Periode inkubasi

Gejala awal

Penyebaran Patogen

Patogen bertahan hidup atau mati

(20)

Konsep Hubungan Antara Tumbuhan Dengan Mikroorganisme/Patogen Hubungan Tumbuhan dengan patogen Biotroph

Hidup pada sel dan jaringan hidup Sifat patogen obligat

Inang relatif sedikit/terbatas

Virus tumbuhan dan sebagian cendawan (Peronosporaceae, Erysiphales, Uredinales, Ustilaginales)

Perthotroph

Menghasilkan toksin atau enzim hidrolisa untuk merusak sel atau jaringan tanaman kemudian hidup pada jaringan itu

Sebagian besar bakteri dan cendawan patogenik

Nekrotroph

Hidup pada substrat yang mati , tidak membunuh inang.

(21)

Lokasi Patogen Pada

Benih

Kontaminasi Dipermukaan benih

Di dalam

jaringan benih

Melalui proses infeksi

Patogen mapan dan bertahan

Terbawa bebas

bersama benih Patogen pada sisa tanaman, butiran

(22)

Infeksi Jaringan Tanaman Induk Infeksi Melalui Stigma Infeksi Dinding Ovari dan _{Kulit Biji}

(23)

Kontaminasi

 Infestasi atau kontaminasi pada permukaan kulit biji

 Terbawa sebagai propagul (exp.sklerotium), sisa

tanaman yang terinfeksi atau butiran tanah yang terinfestasi

(24)

Penularan Patogen

Transmitted (tertular melalui benih)  infeksi dan infestasi inokulum benih

(25)

• _{Fase pertumbuhan tanaman}_,_{sejak awal pertumbuhan} • _{Kondisi fisik} _{terutama RH dan suhu}

• Waktu terjadi proses infeksi  sangat terkait dengan kondisi lingkungan

• _{Struktur atau bagian benih}  menentukan lokasi patogen

• _{Perkembangan infeksi patogen dan pertumbuhan tanaman}

dari benih itu

(26)

Pola hubungan patogen terbawa

benih dan penyebaran di lapang

1. Patogen terbawa benih dan tertular melalui benih 2. Patogen terbawa benih bersifat tular benih dan

tular tanah

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

(27)

Kelompok Patogen Terbawa dan

Tertular Benih Tanaman

o

Tidak semua patogen penyebab

penyakit tanaman dapat terbawa benih

o

Agen pembawa dan penyebab penyakit

(28)

Kerugian Akibat Patogen Terbawa Tanaman

Aborsi pada polong Aborsi pada biji

(29)

Kelompok Patogen Terbawa dan

Tertular Benih Tanaman

o

Cendawan

o

Bakteri

o

Virus

o

Viroid

(30)

Cendawan Patogen Terbawa Benih

Kelompok terbesar patogen terbawa dan tertular benih.

_{Sebagian besar penyakit tanaman} _{disebabkan oleh}

cendawan.

_{Sering menimbulkan gejala} _{busuk benih, rebah}

kecambah, lodoh pada bibit, busuk akar dan batang, hangus, hawar daun, puru

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

(31)

Cendawan Patogen Terbawa Benih

Morfologi

Multiselular (banyak sel), eukariotik (berinti sejati), berbentuk benang (filamen). Hifa membetuk miselium. Dibentuk struktur spora dan

penyangga spora .

Reproduksi

Spora seksual (meiosis) atau spora asexual (mitosis) process. Spora

dibentuk pada hifa atau struktur reporuksi khusus yang disebut sporokarp.

Cara infeksi

secara aktif menembus sel/jaringan tanaman, atau melalui luka, lubang alami tanaman, dan bantuan serangga

Struktur bertahan

Spora bertahan (dorman) seperti klamidospora, oospora, sklerotia

Penyebaran

Melalui angin, air, benih, bahan perbanyakan vegetatif, tanah dan lain lain

Gejala yang ditimbulkan

Bercak daun, hawar, klorosa, layu pembuluh, busuk akar,

(32)

(33)

(34)

(35)

Akar Gada

(36)

 _{Organisme prokariotik}

 Penularan bakteri melalui benih tanaman sangat

penting dalam mempertahankan jenisnya di alam

 Sering menimbulkan penyakit busuk benih, puru,

layu, busuk basah, busuk pada pangkal batang, hawar, pustul

(37)

Bakteri Patogen Terbawa

Benih

Morfologi

Terdiri satu sel, prokariotik, kecuali untuk kelompok aktinomyces membentuk filamen (benang). Berbentuk batang, dinding sel terbungkus kapsul, mempunyai flagela (sejenis ekor untuk bergerak), memberikan reaksi gram negatif.

Reproduksi

Pembelahan sel. Berada diantara sel tumbuhan atau berada di saluran pembuluh. Bakteru tumbuhan tidak membentuk spora.

Busuk lunak berlendir, bercak daun, hawar daun, busuk batang, busuk buah, busuk biji dan umbi, kanker, kanker batang, layu pembuluh dan puru

Tanda penyakit

Lendir (Bacterial ooze) pada bagian tanaman yang menunjukan gejala

Cara infeksi

Melalui luka, lubang alami tanaman (seperti stomata, sel lenti , hidatoda) dan serangga vektor

Kelompok bakteri tumbuhan

(38)

Black Rot of Crucifers

(39)

Virus dan Viroid Terbawa Benih

Morfologi

Virus bukan sebagai mahluk hidup karena tidak dapat melakukan

metabolisme, tetapi virus mempunyai ciri mahluk hidup karena virus mampu melakukan perbanyakan (berkembang biak) dan mempunyai struktur asam nukleat. Molekul Submicroscopik , terdiri asam nukleat (RNA or DNA) dan di bungkus protein, viroid hanya terdiri RNA saja

Reproduksi

Sebagai Parasit obligat, virus harus “memelihara” sel tanaman agar tetap hidup, dan “bereproduksi” secara replikasi.

Tempat bertahan

Jaringan tanaman hidup, vektor dan benih

Menguning, mosaik, bercak, kerdil, perubahan warna

Tanda penyakit

Hanya bisa dilihat melalui mikroskop elektron.

Penyebaran dan Penularan

(40)

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

 Virus terbawa benih terjadi terutama jika

tanaman induk terinfeksi secara sistemik pada saat pembungaan dan proses pembuhan (bisa melalui serbuk sari terinfeksi)

(41)

(42)

(43)

Gejala pada benih kedelai yang berasosiasi dengan virus:

(44)



Struktur asam nukleat tanpa selubung

protein



Baru diketahui 2 viroid yang diketahui

terbawa benih yaitu Potato spindle tuber

viroid (PST) dan Chrysantethemum stunt

viroid

(45)

Nematoda Patogen Terbawa

Benih

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

o Nematoda pathogen dicirikan dengan stilet

o Menyebabkan puru akar, bintil, gejala menguning pada daun,

o Genus yang sering terbawa benih adalah Anguina, Aphelenchoides, Ditylenchus, Heterodera,

(46)

Nematoda Patogen Terbawa Benih

Morfologi

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

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

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

Reproduksi

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

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

Tempat bertahan

Telur dan larva dapat bertahan di tanah, tapi juga dalam jaringan tanaman dan benih. Hidup di dalam jaringan tanaman (endoparasit) atau dipermukaan jaringan tanaman (ektoparasit)

Kerdil, klorosa, lesio pada akar, membentuk puru akar

Tanda penyakit

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

Penyebaran

(47)

(48)

Seed gall nematodes (

Anguina

tritici

) pada gandum

Puru biji

Nematoda dorman

(49)

NEMATODA SISTA KENTANG

(

Globodera spp.

)

Nematoda sista kentang (Globodera rostochiensis)

(50)

NEMATODA DAUN DAN TUNAS

(51)

(52)