Respon Fisiologis Tanaman Pisang Dengan Introduksi Fungi Mikoriza Arbuskular Indigenus Terhadap Penyakit Darah Bakteri {Ralstonia Solanacearum Phylotipe IV)

Suswati, Suswati (2011) Respon Fisiologis Tanaman Pisang Dengan Introduksi Fungi Mikoriza Arbuskular Indigenus Terhadap Penyakit Darah Bakteri {Ralstonia Solanacearum Phylotipe IV). S3 thesis, Universitas Andalas.

Text (Skripsi Full Teks) S3 Pascasarjana Ilmu-Ilmu Pertanian 2012 Suswati 04301002.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (5MB)

Abstract

Penyakit darah bakteri (Blood disease bacterium (BDB)) disebabkan oleh Ralstonia solanacearum Phylotipe IV merupakan penyebab utama turunnya produksi pisang di Indonesia (Hermanto, Habazar, Rivai, 2000). Penyakit ini menempati urutan pertama dalam daftar prioritas penyakit diIndonesia. Bakteri ini menyebabkan kehilangan hasil 20-100 % dan kontaminasi lahan oleh propagul infektif selama 1-2 tahun (Stover, 1972; Sulyo, 1992). Upaya pengendalian patogen ini secara kimiawi, penggenangan, eradikasi lahan, pergiliran tanaman kurang efektif (Djatnika, 2000). Penggunaan agen hayati merupakan alternatif yang banyak dikaji saat ini dalam pengendalian penyakit tanaman pisang. Pemanfaatan fungi mikoriza arbuskular (FMA) indigenus dari rizosfir pisang merupakan solusi potensial, karena jenis FMA yang banyak dikaji umumnya berasal dari rizosfir tanaman bukan pisang (eksogenus). Selama ini pemanfaatan mikoriza introduksi tersebut belum memberikan hasil yang memuaskan dalam pengendalian berbagai penyakit tanaman pisang khususnya terhadap BDB. Introduksi FMA eksogenus yang telah dilaporkan umumnya kurang mampu meningkatkan ketahanan bibit pisang terhadap berbagai jenis patogen. Introduksi Glomus fasciculatum, G.etunicatum dan Acaulospora sp pada pisang Barangan hanya menurunkan 37,15% serangan Radopholus similis (Desfitri et al. 2005). Introduksi A.tuberculata, G. etunicatum, G. fasciculatum dan campuran ketiga isolat mikoriza pada bibit Cavendish tidak efektif menekan munculnya gejala serangan layu Fusarium dan kerusakan bonggol yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Prawira. 2005). Sampai saat ini laporan penggunaan FMA indigenus dalam pengendalian BDB pada tanaman pisang masih terbatas dan belum ditemukannya isolat FMA spesifik serta kajian respon fisiologis tanaman setelah terinduksi ketahanannya terhadap BDB. Berdasarkan hal tersebut di atas telah dilakukan serangkaian penelitian eksplorasi FMA indigenus dari rizosfir tanaman pisang di 2 lahan endemik BDB (dataran rendah dan dataran tinggi) dan rizosfir pisang liar di dataran menengah Lembah Anai, selanjutnya dilakukan perbanyakan massal, pengujian secara in-planta, kajian enzim-enzim pertahanan (polyphenoloksidase (PPO), peroksidase (PO), phenylalanin ammonia-lyase (PAL)), bioaktivitas senyawa fenolik/fitoaleksin, ekspresi gen-gen pertahanan dan kestabilan isolat FMA terhadap R.solanacearum Phylotipe IV di lapangan. Tujuan penelitian :1. memperoleh isolat FMA indigenus yang dapat menginduksi ketahanan tanaman pisang terhadap BDB. 2. data aktivitas PO, PPO, PAL, bioaktivitas senyawa fenolik/fitoaleksin, ekspresi gen-gen pertahanan dan kestabilan isolat FMA terhadap R.solanacearum Phylotipe IV di lapangan. Untuk mencapai tujuan tersebut, penelitian dibagi atas 3 percobaan yaitu: 1. Eksplorasi dan penapisan FMA indigenus dari rizosfir tanaman pisang. 2. Kajian aktivitas enzim pertahanan (peroksidase, polyphenoloksidase dan phenylalanin amonialyase), kandungan fenolik dan bioaktivitas fraksi etil asetat fenolik terhadap R. solanacearum Phylotipe IV dan ekspresi gen-gen pertahanan. 3. Kajian kestabilan isolat FMA terhadap R. solanacearum Phylotipe IV di lapangan. Percobaan pertama terdiri dari 2 tahap yaitu: Tahap 1. Eksplorasi dan perbanyakan massal isolat FMA indigenus. Eksplorasi FMA dilakukan dari tiga lokasi pertanaman pisang: 2 lokasi endemik BDB Sumatera Barat di dataran rendah Pasar Usang, dataran tinggi Tabek Panjang dan lokasi hutan cagar alam lembah Anai (dataran sedang). Untuk memperoleh keragaman isolat FMA dilakukan trapping, isolasi spora tunggal, perbanyakan terbatas dan perbanyakan massal. Diperoleh 23 isolat FMA indigenus yang terdiri dari 13 isolat dataran rendah, 7 isolat FMA dataran tinggi dan 3 isolat FMA dataran sedang. Isolat FMA dari genera Glomus, Acaulospora dan Gigaspora. Tahap 2. Penapisan FMA indigenus dalam peningkatan ketahanan tanaman pisang terhadap BDB. Isolat FMA indigenus (23 isolat) dan G. fasciculatum (isolat pembanding) diintroduksi pada plantlet pisang saat aklimatisasi dan dipelihara di rumah kaca. Patogen penyakit darah bakteri diinokulasi pada tanaman pisang umur 2 bulan setelah tanam (bst). Parameter yang diamati: masa inkubasi; persentase dan intensitas serangan; diskolorasi bonggol dan batang semu; pertumbuhan bibit (berat kering, tinggi, jumlah daun); persentase kolonisasi FMA, kepadatan spora (30, 60 dan 90 hari setelah tanam (hst); populasi BDB pada jaringan akar (1, 3, 6 dan 9 hari setelah inokulasi, hsi), serapan hara P dan K. Percobaan kedua terdiri dari 2 tahap yaitu: 1. Pengujian aktivitas enzim ketahanan (PO, PPO, PAL) tanaman pisang yang diinduksi PU10 (Glomus tipe 1). Kegiatan ini menggunakan isolat PU10 (Glomus tipe 1) (isolat terbaik dalam menginduksi tanaman pisang terhadap BDB, hasil percobaan 1 tahap 2) dengan perlakuan lama inkubasi (jam setelah introduksi (jsi)): 0; 4; 12; 24; 36; 48; 72;96 jsi dan 8 bst (bulan setelah tanam) dengan 3 ulangan. Ekstraksi PAL, PO dan PPO dilakukan menurut metode Saunders dan McClure (1975) dan penentuan aktivitasnya dilakukan menurut Saravanan (2004). Parameter pengamatan : aktivitas enzim PO, PPO, PAL, aktivitas spesifik enzim PO, PPO, PAL dan kadar protein. 2. Pengujian kandungan senyawa fenolik dan aktivitas antimikroba terhadap R. solanacearum Phylotipe IV. Isolat FMA dan perlakuan penelitian sama dengan kegiatan tahap 1. Isolasi dan identifikasi senyawa fenolik menggunakan metode Echeveri et al., (2002). Karakterisasi senyawa fenolik menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT) dan pengujian bioaktivitas menggunakan metode kertas cakram (Habazar, 1989). Parameter pengamatan: kadar fenolik tanaman yang terinduksi, nilai Rf dan daya hambat senyawa antimikroba terhadap R. solanacearum Phylotipe IV. 3. Deteksi ekspresi gen-gen pertahanan tanaman setelah introduksi FMA (Glomus clarum) dengan metode kuantifikasi (qRT-PCR). Parameter pengamatan: total mRNA dan aktivitas gen-gen pertahanan (katalase2, PR1, endokitinase dan 18 S RNA). Percobaan ketiga: Kajian kestabilan isolat FMA terhadap R. solanacearum Phylotipe IV di lapangan. Kegiatan ini dilakukan secara deskriptif dengan 24 perlakuan isolat FMA (hasil percobaan 1) dan ulangan yang tidak sama. Tanaman pisang umur 90 hst yang terseleksi tahan terhadap BDB dalam pengujian rumah kaca ditanam di lahan endemik BDB Tabek Panjang. Tanaman dipelihara dengan melakukan pemupukan dan pemangkasan hingga periode panen. Parameter yang diamati: masa inkubasi, persentase dan intensitas serangan, gejala penyakit, populasi BDB di rizosfir tanaman pisang, persentase dan intensitas kolonisasi, tinggi tanaman, jumlah daun, awal berbunga dan berat tandan. Hasil percobaan menunjukkan bahwa secara alami isolat FMA ditemukan mengkolonisasi perakaran tanaman pisang sehat dan sakit di lapangan. Isolat FMA tersebut terdiri dari Glomus, Acaulospora dan Gigaspora. Glomus sp ditemukan di tiga lokasi pengambilan sampel FMA dan dominan diantara genus lainnya. Tingkat kolonisasi dan kepadatan spora FMA tanaman pisang sehat lebih tinggi dibanding tanaman sakit. Hasil perbanyakan massal diperoleh 23 isolat FMA indigenus dari tiga lokasi yang terdiri dari 13 isolat dataran rendah Pasar Usang (PU), 7 isolat dataran tinggi Tabek Panjang (TP) dan 3 isolat dataran sedang Lembah Anai (AT). Isolat FMA indigenus tersebut memiliki kemampuan kolonisasi tinggi, sporulasi tinggi dan meningkatkan pertumbuhan tanaman uji jagung. Hasil penapisan pada tanaman pisang, menunjukkan bahwa semua isolat FMA kecuali isolat AT2 (Glomus tipe 16) dapat meningkatkan ketahanan tanaman pisang terhadap BDB. Sebanyak 16 isolat FMA mampu mengendalikan BDB ≥50,00 %. Isolat FMA indigenus dapat melindungi tanaman dari serangan BDB sekaligus dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman (keberhasilan tumbuh plantlet, tinggi, jumlah daun dan peningkatan biomassa). Isolat PU10 (Glomus tipe 1) yang berasal dari lahan endemik dataran rendah Pasar Usang merupakan isolat terbaik dalam meningkatkan ketahanan tanaman sekaligus meningkatkan pertumbuhan tanaman. Introduksi isolat FMA indigenus pada saat aklimatisasi dapat menginduksi ketahanan tanaman pisang terhadap BDB. Mekanisme perlindungan FMA terhadap BDB pada tanaman yang terinduksi ketahanannya melalui peningkatan aktivitas enzim PPO, PAL, senyawa fenolik dan aktivitas antimikroba terhadap BDB. Peningkatan aktivitas tersebut terdeteksi pada saat awal kolonisasi hingga terjadi hubungan interaksi yang harmonis (mapan) antara tanaman inang dengan FMA. Pda saat yang bersamaan terjadi penekanan aktivitas PO tanaman pisang. Hal ini disebabkan peningkatan enzim PAL menyebabkan peningkatan jumlah asam sinamat yang merupakan bagian penting dalam tahapan pembentukan asam salisilat. Asam salisilat yang terbentuk dan peningkatan o-quinon hasil aktivitas enzim PPO akan menghambat kerja enzim PO. Perubahan aktivitas PAL berkaitan dengan perubahan biosintesis fenolik dan senyawa antimikroba tanaman pisang. Kadar fenolik akar bibit pisang mengalami penurunan 60,76% (4,113 ppm/g) pada awal kolonisasi, sebaliknya terjadi peningkatan jumlah pita aktif senyawa antimikroba. Pada 12 jsi terdapat 4 pita aktif dengan nilai Rf: 0,06; 0,19; 0,33; 0,80, 2 pita aktif pada 24 jsi (Rf: 0,16; 0,37; 0,71), 3 pita aktif pada 36 jsi (Rf: 0,03; 0,17; 0,71), 2 pita pada 48 jsi (Rf: 0,26; 0,83), masing-masing 1 pita aktif pada 72 jsi (Rf: 0,06) dan 96 jsi (Rf: 0,04). Pada 12 jsi terdeteksi adanya asam benzoat dengan nilai Rf 0.33. Senyawa ini merupakan indikasi telah terinduksinya ketahanan tanaman pisang. Sifat antimikroba senyawa fenolik/fitoaleksin terhadap R.solanacearum Phylotipe IV tergolong tinggi (53,40-100%). Efek perlindungan FMA terhadap BDB pada tanaman pisang Kepok di lahan endemik melalui aktifasi enzim-enzim ketahanan PPO, PAL, kadar fenolik dan bioaktifitas senyawa antimikroba, sementara terjadi penekanan aktivitas enzim PO dan kadar protein terlarut. Pada tanaman pisang Saba yang terinduksi G. clarum ditemukan peningkatan ekspresi gen-gen pertahanan tanaman seperti gen-gen yang mengatur aktivitas enzim katalase2, endokitinase dan PR1 dibanding 18 sRNA. Hasil pengujian lapangan terseleksi 16 isolat FMA indigenus dan G. fasciculatum mampu mengendalikan penyakit darah 100% dan 6 isolat FMA efektif menurunkan persentase cukup besar 66,67-77,78% dibanding kontrol. Pada tanaman yang terserang ditemukan perlambatan saat muncul gejala awal, rendahnya populasi R. solanacearum Phylotipe IV di rizosfir tanaman pisang. Di samping itu introduksi FMA juga meningkatkan pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah daun, jumlah anakan), mempercepat masa panen (1-3 bulan) dan meningkatkan produksi 84,25% (36,85 ton/ha) dibanding produksi Nasional 20 ton/ha.

Actions (login required)

View Item