Struktur Anatomi Batang Langsat (Lansium domesticum Corr.) yang Terserang Penyakit Kanker Batang
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
Struktur Anatomi Batang Langsat (Lansium domesticum Corr.)
yang Terserang Penyakit Kanker Batang
Karina Putri Defianti1, Mukarlina1, Riza Linda1
1
Program Studi Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi,Pontianak
Email korespondensi : [email protected]
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.
62
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
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.
a
b
Gambar 1. Sampel batang langsat tingkat semai.
(a) normal, dan (b) sakit
a
b
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
a
b
Gambar 2. Sampel batang tingkat pancang.
(a) normal, dan (b) sakit
a
b
Gambar 3. Sampel batang langsat tingkat tiang.
(a) normal, dan (b) sakit
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).
63
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
Tabel 1. Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat
(L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan yang Berbeda
Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai
Pancang
Tiang
Pohon
Rata-Rata
Jaringan
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
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
Jaringan
pembuluh
- Floem
- Xilem
488,67
±82,45
Keterangan
Tabel 2.
:
492,33
2900
1:1
±92,35
±335,15
N = Normal (tanpa gejala),
2905
5571,67
5591,67
7550
7577,5
1:1
1:1
1:1
±305,29
±840,89
±855,97
±623,36 ±555,55
S = Bergejala penyakit kanker batang, dan RP = Rasio perbedaan
Ukuran Sel Setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat
(L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Ukuran Sel setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai
Pancang
Tiang
Pohon
Rata-Rata
Sel
P
Epidermis/
Periderm
L
P
Korteks
Diameter
pori xilem
Keterangan
L
N (µm)
S (µm)
16,58
±2,89
14,92
±2,32
18,67
±6,55
15,08
±4,93
36,12
±8,40
18,58
±3,13
40,92
±7,72
24
±2,83
RP
(N/S)
1 : 1,1
1:1
1 : 1,1
1 :1, 3
N (µm)
S (µm)
20
±3,95
10,83
±3,03
24,25
±3,89
18,16
±3,88
36,83
±7,85
18,75
±3,06
41,08
±7,09
26,92
±4,29
RP
(N/S)
1 : 1,2
1:1,7
1 : 1,1
1:1,4
N (µm)
S (µm)
25,16
±4,91
10,83
±3,24
28,25
±3,66
19,42
±3,26
37,08
±6,23
20,58
±3,64
41,92
±7,27
33,58
±12,06
RP
(N/S)
1 : 1,1
1:1,8
1 : 1,1
1:1,6
N (µm)
S (µm)
32,92
±6,50
12,67
±3,07
34,08
±5,77
22,67
±4,35
56,33
±12,02
22,33
±2,54
73,42
±17,32
39,33
±9,69
RP
(N/S)
1:1
1:1,8
1 : 1,3
1:1,8
23,67
36,42
36,58
57,75
48,75
77,33
56,25
102,92
1:1,5
1:1,6
1:1,6
1:1,8
±4,34
±10,72
±5,81
±10,85
±9,06
±4,63
±5,56
±11,59
: 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).
64
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
ep
kr
ep
a
b
pr
pr
c
pr
kr
menunjukkan
9 kali
a bahp stasiun dilakukan
b
kr
d
kr
c
d
kr
pr
kr
e
e
f
f
pr
pr
kr
g
Gambar 5.
h
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).
Sel 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).
kr
g
h
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).
Sel xilem pada tanaman langsat (L. domesticum)
normal dan yang terserang penyakit dari masingmasing tingkat pertumbuhan tidak mengalami
perubahan bentuk, namun mengalami perbedaan
ukuran pori sel xilem menjadi lebih besar. Sel
xilem berbentuk seperti cincin (Gambar 8).
65
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
a
b
a
b
px
px
c
d
c
d
px
e
e
f
px
f
px
px
g
h
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).
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.
g
h
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
66
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
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
67
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
mengering dan mengelupas. Menurut Balai
Pengkajian Teknologi Jambi (2009), gejala
penyakit kanker batang pada tanaman tua
ditunjukkan dengan kulit batang yang mengering
dan mengelupas.
http://www.ffprihkd.affrc.go.jp/group/jubyo/saka
moto/papers/paer08/Sakamoto%20proofs.pdf,
Suradinata, ST, 1998, Struktur Tumbuhan , Angkasa,
Bandung.
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. 110.
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.
68
Struktur Anatomi Batang Langsat (Lansium domesticum Corr.)
yang Terserang Penyakit Kanker Batang
Karina Putri Defianti1, Mukarlina1, Riza Linda1
1
Program Studi Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi,Pontianak
Email korespondensi : [email protected]
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.
62
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
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.
a
b
Gambar 1. Sampel batang langsat tingkat semai.
(a) normal, dan (b) sakit
a
b
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
a
b
Gambar 2. Sampel batang tingkat pancang.
(a) normal, dan (b) sakit
a
b
Gambar 3. Sampel batang langsat tingkat tiang.
(a) normal, dan (b) sakit
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).
63
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
Tabel 1. Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat
(L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan yang Berbeda
Ukuran Ketebalan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai
Pancang
Tiang
Pohon
Rata-Rata
Jaringan
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
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
Jaringan
pembuluh
- Floem
- Xilem
488,67
±82,45
Keterangan
Tabel 2.
:
492,33
2900
1:1
±92,35
±335,15
N = Normal (tanpa gejala),
2905
5571,67
5591,67
7550
7577,5
1:1
1:1
1:1
±305,29
±840,89
±855,97
±623,36 ±555,55
S = Bergejala penyakit kanker batang, dan RP = Rasio perbedaan
Ukuran Sel Setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit dari Batang Langsat
(L. domesticum) pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Ukuran Sel setiap Lapisan Jaringan dan Rasio Perbedaan Tanaman Normal dan Sakit pada Tingkat Pertumbuhan Berbeda
Semai
Pancang
Tiang
Pohon
Rata-Rata
Sel
P
Epidermis/
Periderm
L
P
Korteks
Diameter
pori xilem
Keterangan
L
N (µm)
S (µm)
16,58
±2,89
14,92
±2,32
18,67
±6,55
15,08
±4,93
36,12
±8,40
18,58
±3,13
40,92
±7,72
24
±2,83
RP
(N/S)
1 : 1,1
1:1
1 : 1,1
1 :1, 3
N (µm)
S (µm)
20
±3,95
10,83
±3,03
24,25
±3,89
18,16
±3,88
36,83
±7,85
18,75
±3,06
41,08
±7,09
26,92
±4,29
RP
(N/S)
1 : 1,2
1:1,7
1 : 1,1
1:1,4
N (µm)
S (µm)
25,16
±4,91
10,83
±3,24
28,25
±3,66
19,42
±3,26
37,08
±6,23
20,58
±3,64
41,92
±7,27
33,58
±12,06
RP
(N/S)
1 : 1,1
1:1,8
1 : 1,1
1:1,6
N (µm)
S (µm)
32,92
±6,50
12,67
±3,07
34,08
±5,77
22,67
±4,35
56,33
±12,02
22,33
±2,54
73,42
±17,32
39,33
±9,69
RP
(N/S)
1:1
1:1,8
1 : 1,3
1:1,8
23,67
36,42
36,58
57,75
48,75
77,33
56,25
102,92
1:1,5
1:1,6
1:1,6
1:1,8
±4,34
±10,72
±5,81
±10,85
±9,06
±4,63
±5,56
±11,59
: 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).
64
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
ep
kr
ep
a
b
pr
pr
c
pr
kr
menunjukkan
9 kali
a bahp stasiun dilakukan
b
kr
d
kr
c
d
kr
pr
kr
e
e
f
f
pr
pr
kr
g
Gambar 5.
h
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).
Sel 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).
kr
g
h
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).
Sel xilem pada tanaman langsat (L. domesticum)
normal dan yang terserang penyakit dari masingmasing tingkat pertumbuhan tidak mengalami
perubahan bentuk, namun mengalami perbedaan
ukuran pori sel xilem menjadi lebih besar. Sel
xilem berbentuk seperti cincin (Gambar 8).
65
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
a
b
a
b
px
px
c
d
c
d
px
e
e
f
px
f
px
px
g
h
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).
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.
g
h
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
66
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
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
67
Protobiont (2015) Vol. 4 (1) : 62-68
mengering dan mengelupas. Menurut Balai
Pengkajian Teknologi Jambi (2009), gejala
penyakit kanker batang pada tanaman tua
ditunjukkan dengan kulit batang yang mengering
dan mengelupas.
http://www.ffprihkd.affrc.go.jp/group/jubyo/saka
moto/papers/paer08/Sakamoto%20proofs.pdf,
Suradinata, ST, 1998, Struktur Tumbuhan , Angkasa,
Bandung.
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. 110.
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.
68