Penyakit-Penyakit Tular Benih (Seed-borne Diseases)

  Penyakit-Penyakit Tular Benih (Seed-borne Diseases)

  Oleh: Irda Safni Latar Belakang

Latar Belakang

• Indonesia negara agraris yang mempunyai kekayaan plasma nutfah
• Plasma nutfah sebagai komponen perakitan varietas tanaman

  

Nilai Ekonomis Benih dalam Sistem Produksi

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

Problem Aktual Benih Di Indonesia

• Kebutuhan potensial benih padi di Indonesia untuk 11 juta ha tanaman padi mencapai 275.000 ton
• Dari 11 juta ha areal tanam padi setiap tahunnya, hanya sekira 42% petani yang menggunakan benih unggul. Selebihnya

  Problem Aktual Benih Di Indonesia

Mentan RI Dr Anton Apriyantono (2007):

Penggunaan benih padi bermutu atau bersertifikat baru mencapai 39 % . dari kebutuhan potensial nasional Sumber : Antara 17 Februari 2007

  Problem Aktual Benih Di Indonesia Mentan RI Dr Anton Apriyantono (2007): Penggunaan benih padi bermutu atau bersertifikat baru mencapai 39 % . dari kebutuhan potensial nasional Sumber : Antara 17 Februari 2007

  Problem Aktual Benih Di Indonesia

  Tabel 1. Tingkat produksi padi di Indonesia

  

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

Problem Aktual Benih Di Indonesia

  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.

Kriteria Mutu Benih 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

Patogen, Penyakit dan Benih Tanaman Patogen

  Organisme atau struktur penyebab penyakit

Penyakit

  Gangguan fisiologis yang berlangsung terus menerus dan disebabkan faktor primer

  Benih

  Struktur perbanyakan tanaman yang berasal

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 f). Metode pengendalian penyakit dan patogen terbawa benih di lapangan dan di penyimpanan

  

Terminologi dalam Patologi Benih



  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

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

  bahwa penyakit stinking atau hill bunt (Tilletia caries)

Sejarah Singkat Patogen Terbawa Benih

• 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

Sejarah Singkat Patogen Terbawa Benih

• 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

  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

  

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

• Benih sebagai Sarana potensial dan efektif untuk

  penyebaran penyakit dan patogen  ancaman sistem produksi pertanian di suatu

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

  Tahapan Kejadian Penyakit Tumbuhan

Inokulasi

_{ Pembentukan tabung kecambah Perkecambahan spora }

   Pembentukan apresorium Infeksi Penetrasi _{Periode inkubasi}

Kolonisasi

Gejala awal

  Konsep Hubungan Antara Tumbuhan

Dengan Mikroorganisme/Patogen

  Hidup pada sel dan jaringan hidup Sifat patogen obligat Inang relatif sedikit/terbatas

  Biotroph Virus tumbuhan dan sebagian cendawan

  (Peronosporaceae, Erysiphales, Uredinales, Ustilaginales) Menghasilkan toksin atau enzim hidrolisa

  Hubungan untuk merusak sel atau jaringan tanaman

  Perthotroph kemudian hidup pada jaringan itu Tumbuhan Sebagian besar bakteri dan cendawan dengan patogen patogenik

Lokasi Patogen Pada

Lokasi Patogen Pada

  Kontaminasi Dipermukaan benih Di dalam jaringan benih

  Melalui proses infeksi Patogen mapan dan bertahan

  Mekanisme Infeksi Patogen pada Ben ih

Kontaminasi

   Infestasi atau kontaminasi pada permukaan kulit biji

  

Terbawa sebagai propagul (exp.sklerotium), sisa

tanaman yang terinfeksi atau butiran tanah yang terinfestasi

   Terjadi ketika panen, thresing, pasca panen

Penularan Patogen

  

Transmitted (tertular melalui benih)  infeksi dan infestasi

inokulum benih

  Non transmitted  infestasi inokulum di lapang

Faktor pembatas penularan

• 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

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

  4. Patogen bersifat tular benih dan tular serangga

Kelompok Patogen Terbawa dan Tertular Benih Tanaman

  o Tidak semua patogen penyebab

penyakit tanaman dapat terbawa benih

o

  Agen pembawa dan penyebab penyakit pada benih dan tanaman

Kerugian Akibat Patogen Terbawa Tanaman

  Aborsi pada polong Aborsi pada biji Aborsi pada biji

  

Kelompok Patogen Terbawa dan

Tertular Benih Tanaman o

  Cendawan o

  Bakteri o

  Virus o

  Viroid o

  Nematoda

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

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

  Antraknosa pada Cucurbitacea

  

Kasus Patogen dan Penyakit Terbawa Benih di

Indonesia

  

Bakteri Patogen Terbawa Benih



  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

Bakteri Patogen Terbawa

  Morfologi

Benih 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.

  Gejala yang ditimbulkan 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 Black Rot of Crucifers (Xanthomonas campestris pv. campestris )

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 Gejala yang ditimbulkan Menguning, mosaik, bercak, kerdil, perubahan warna

  

Virus Patogen Terbawa Benih



  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)

  

Gejala pada benih kedelai yang

berasosiasi dengan virus: Soybean Mosaic virus (SMV)

Bean Pod Mottle virus (BPMV)

Tobacco Streak virus (TSV)

Viroid Terbawa Benih

  

Struktur asam nukleat tanpa selubung

protein

  

Baru diketahui 2 viroid yang diketahui

terbawa benih yaitu Potato spindle tuber viroid (PST) dan Chrysantethemum stunt

  

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,

  Nematoda Patogen Terbawa Benih _{Kelompok hewan yang berbentuk cacing ( mikroskopis),panjang 300-1000 Morfologi µm dan dan berfungsi sebagai alat untuk menusuk dan menghisap makanan dari sel- sel inang.} diameter 15-35 µm, transparan dan tidak bersegmen. Pada bagian mulut terdapat stilet _{dewasa menghasilkan telur. Siklus hidup terdiri telur  larva (empat stadia)  dewasa secara kawin (amfimiktik) atau tanpa kawin (partenogenetik). Nematoda betina} Reproduksi _{Hidup di dalam jaringan tanaman (endoparasit) atau dipermukaan jaringan tanaman Telur dan larva dapat bertahan di tanah, tapi juga dalam jaringan tanaman dan benih.} Tempat bertahan _{Gejala yang ditimbulkan} (ektoparasit) _{Tanda penyakit} Kerdil, klorosa, lesio pada akar, membentuk puru akar

  Nematoda Patogen Terbawa Benih Seed gall nematodes (Anguina tritici) pada gandum

  Nematoda dorman Cat.: dapat bertahan hingga 38 tahun NEMATODA SISTA KENTANG (Globodera spp.) Nematoda sista kentang _{( Globodera rostochiensis)}

NEMATODA DAUN DAN TUNAS (Aphelenchoides)

  Ditylenchus spp.