Buku Bakteri Patogen Tumbuhan – Lukman Hakim

Deskripsi

Penyakit tumbuhan sangat berperanan dalam kaitannya dengan ketersediaan pangan. Diantara agens utama yang menyebabkan terjadinya penyakit pada tanaman yang mempunyai nilai ekonomis, diketahui bahwa fungsi patogen merupakan agens penyebab penyakit yang paling penting. Namun demikian, penyakit yang disebabkan oleh bakteri patogen tumbuhan ternyata juga dapat menimbulkan kerugian yang tidak kalah pentingnya bila dibandingkan dengan penyakit yang disebabkan oleh cendawan patogen, khususnya yang disebabkan oleh Ralstonia (Pseudomonas) solanacearum yang merupakan contoh yang nyata tentang potensi kerusakan yang ditimbulkan oleh bakteri fitopatogen.

Tentang Penulis

Prof. Dr. Ir. Lukman Hakim, M.S.
Website: http://fsd.unsyiah.ac.id/lkm_hakiem/
Email: lkm_hakiem@unsyiah.ac.id

Order Buku

Interaksi yang terjadi di alam ini merupakan kompleksitas dari hubungan timbal balik antara satu organisme dengan organisme lain dan juga dengan faktor lingkungannya. Bentuk hubungan yang lebih kompleks terjadi apabila satu organismie dapat lebih jauh berasosiasi dengan organisme lain lebih dari sekedar fisiknya saja. Bahkan, tidak jarang ditemui suatu organisme menyerang organisme lain untuk memperoleh nutrisi tertentu yang diperlukan untuk kelangsungan hidupnya. Apabila asosiasi antara dua macam organisme tidak saling merugikan, atau bahkan saling menguntungkan, maka hubungan tersebut disebut sebagai simbiosis. Namun, apabila satu organisme yang saling berhubungan ternyata menimbulkan kerugian terhadap organisme lainnya, maka hubungan ini disebut sebagai parasitisme. Organisme yang merugikan dalam hubungan parasitisme disebut sebagai parasit, sedangkan organisme yang dirugikan disebut sebagai inang (host). Salah satu akibat adanya parasitisme adalah timbulnya penyakit pada inang. Menurut Agrios (1977) bahwa parasit yang menimbulkan penyakit pada tanaman disebut patogen. Satu jenis tumbuhan dapat menjadi inang dari berbagai macam parasit, namun sebaliknya suatu parasit dapat menyerang berbagai macam jenis tumbuhan. Akibat intervensi patogen pada satu atau banyak jenis tumbuhan akan menimbulkan kelainan fungsi fisiologis dari tumbuhan tersebut. Kelainan fungsi fisiologis tersebut menyebabkan proses metabolisme tumbuhan terganggu, akibat lebih lanjut dari proses tersebut adalah tumbuhan akan menderita (sakit).

Diantara agen utama yang menyebabkan terjadinya penyakit pada tanaman yang mempunyai nilai ekonomis, diketahui bahwa fungi (cendawan) merupakan agen penyebab penyakit yang paling penting. Namun demikian, penyakit yang disebabkan oleh bakteri pathogen tumbuhan ternyata juga dapat menimbulkan kerugian yang tidak kalah pentingnya bila dibandingkan dengan penyakit oleh cendawan patogen, khususnya yang disebabkan oleh Pseudomonas solanacearum E. F. Smith yang merupakan contoh yang nyata tentang potensi kerusakan yang ditimbulkan oleh bakteri fitopatogen (Agrios, 1997; Cook & Sequiera, 1994; Janse, 2005). Cook & Sequeira (1994) melaporkan tentang kehilangan hasil tanaman kentang karena penyakit layu (P. solanacearum) di beberapa negara yang dapat mencapai 75%. Demikian pula halnya penyakit layu bakteri pada kacang tanah di Indonesia yang disebabkan oleh Peseudomonas solanacearum (Smith) Smith, yang pertama kali ditemukan di daerah Cirebon Jawa Barat oleh Van breda de Haan pada tahun 1905, dan sejak saat itu terus menyebar di daerah lainnya di Indonesia, menyebabkan kerusakan yang serius pada tanaman kacang tanah (Machmud, 1993). Insidensi penyakit di lapangan berkisar dari 10 sampai dengan 35% pada kultivar yang resisten, walaupun kerugian hasil dapat pula mencapai kisaran antara 60 sampai dengan 90% pada kultivar yang rentan (Machmud, 1993; Mehan et al., 1994).

Secara kasar populasi mikroorganisme di biosfer adalah konstan; dimana pertumbuhan bakteri seimbang dengan kematian. Daya tahan hidup beberapa kelompok mikrobia dalam nichenya, sebagian besar ditentukan oleh keberhasilan dalam bersaing mencari makanan dan kemampuannya dalam memanfaatkan nutrisi yang tersedia. Pembiakan atau reproduksi suatu individu berarti bertambah banyaknya individu tersebut. Sedangkan pertumbuhan suatu individu, berarti suatu individu yang semula kecil, kemudian bertambah besar atau dengan kata lain berarti terjadi peningkatan secara teratur jumlah semua komponen dalam suatu organisme. Pada organisme uniseluler, pertumbuhan mengarah pada suatu peningkatan dalam jumlah individu individu yang menghasilkan suatu populasi atau kultur. Kegiatan pembiakan atau reproduksi menyangkut dengan masalah jumlah individu, sedangkan kegiatan pertumbuhan berkaitan dengan masalah volume individu. Pembiakan atau reproduksi adalah proses perbanyakan organisme melalui penyediaan kondisi lingkungan yang sesuai (Cappuccino & Sherman, 1987).

Setiap mikroorganisme hidup selalu melakukan aktivitas biokimiawi yang spesifik, dimana jumlah dan kapasitasnya sangat tergantung kepada aktivitas enzimatik sel sebagai respon terhadap bioenergetik, biosintesa, dan biodegradasi yang merupakan metabolisme seluler dan merupakan total dari serangkaian reaksi kimia yang melibatkan enzim sebagai katalisator (Moeljopawiro, 1989; Hartadi, 1989a).

Untuk tetap dapat hidup, tumbuh, dan bereproduksi, sel suatu organisme hidup termasuk juga mikroorganisme seperti bakteri, harus mampu melaksanakan kegiatan seluler yang meliputi banyak reaksi kimia dan perubahan energi. Mungkin ia harus mengubah nutrien di dalam lingkungannya sebelum nutrient itu diserap, dan selanjutnya mikroorganisme juga harus dapat mengadakan perubahan (mengasimilasi) nutrien tersebut setelah ada di dalam sel.

Bakteri patogen pada tumbuhan merupakan agen penyebab penyakit yang penting setelah jamur. Kerugian hasil yang ditimbulkan pada tanaman dapat terjadi di lapangan maupun pada penyimpanan, terutama pada produk-produk yang banyak mengandung air seperti buah dan sayur. Selain busuk, bakteri dapat menyebabkan gejala layu vaskular, pustul, hawar, dan bengkak atau tumor (Agrios, 1977).

Sebagaimana makhluk hidup lainnya, bakteri sebagai makhluk hidup yang termasuk dalam kelompok prokariot memiliki karakter baik morfologi maupun fisiologi yang lebih unik (karena kesederhanaannya) dibanding dengan kelompok eukariot. Semua karakter yang dimiliki oleh makhluk hidup pada dasarnya digunakan untuk pengelompokannya secara alamiah. Karakter yang diamati biasanya berhubungan dengan karakter morfologi bakteri, karakter serologi dan karakteristik metabolik (karakter nutrisi) yang biasa disebut dengan istilah karakteristik fenotifik, dan karakter biologi (yang berkaitan dengan karakter hubungan inang patogen) yang seringkali digunakan secara konvensional. Karakteristik lain yang berkembang akhir-akhir ini berhubungan dengan karakter material genetik (karakteristik genotifik=genetik) yang didasarkan pada komposisi dasar DNA (biasanya rasio Guanidin: Cytosin) dan derajat homolog dari total DNA dan/atau RNA dari bakteri yang berbeda.

Patogen menyerang tumbuhan inang bertujuan untuk mengambil nutrisi atau makanan dari inang tersebut, oleh karena itu dia akan menjadikan suatu tanaman sebagai inangnya andaikata nutrisi yang terdapat pada inang tersebut sesuai dengan nutrisi yang benar-benar dibutuhkannya (kesesuaian inang). Untuk itu pathogen harus dapat masuk ke dalam sel atau jaringan tumbuhan dengan berbagai cara, untuk kemudian mengambil makanan, dan mematahkan reaksi pertahanan tumbuhan. Dalam menyerang tumbuhan, patogen mengeluarkan sekresi zat kimia yang akan berpengaruh terhadap aktivitas metabolisme tumbuhan inang. Penetrasi dan invasi pada patogen tertentu dapat dilakukan seluruhnya atau sebagian saja oleh kekuatan mekanis (Agrios, 1997).

Sebagai akibat lebih lanjut dari penetrasi dan invasi pathogen dalam tubuh inang, akan terekspresikan gejala pada bagian tanaman sehingga tanaman dikatakan sakit. Dengan demikian, penyakit tumbuhan merupakan proses, atau lebih tepatnya merupakan rangkaian dari proses-proses fisiologi yang merugikan dan saling berkaitan yang disebabkan oleh gangguan yang terus menerus yang disebabkan oleh suatu faktor penyebab primer.

Sesuai dengan perkembangan waktu diiringi dengan kemajuan biologi molekuler, akhirnya banyak terjadi perubahan dalam hal taksonomi bakteri patogen tumbuhan. Teknik biomolekuler pada dasarnya merupakan seperangkat alat untuk mempelajari organisme, khususnya pada level yang paling rendah.

Pada awalnya bakteri patogen tumbuhan dikelompokkan dalam dua genus yaitu (1) Erwinia, dengan ciri berbentuk batang, motil dengan flagela peritrichous, bewarna putih, dan sedikit yang membentuk pigmen; dan (2) Phytomonas, dengan ciri berbentuk batang, kuning, dan putih, motil dan non-motil, spesies yang motil mempunyai flagela tunggal atau lapotrichous, dengan atau tanpa membentuk pigmen kuning.

Phytomonas kemudian diganti dan muncul banyak genus baru dalam Bergey”s Manual edisi ke 6, 7, dan 8. Beberapa genus itu antara lain adalah: Agrobacterium, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas, Streptomyces, dan Xanthomonas (Janse, 2005).

Pengetahuan tentang gejala penyakit (symtomatologi)merupakan prasyarat untuk dapat berhasilnya kegiatan isolasi dan identifikasi bakteri fitopatogenik dan untuk memahami perkembangan penyakit pada tanaman yang rentan maupun yang tahan. Penarikan kesimpulan tentang penyebab penyakit yang didasarkan pada gejala yang tidak jelas pada kegiatan diagnosa, seringkali akan menjadi tidak berguna (karena kesimpulannya keliru). Oleh karena itu, sangat penting untuk menekankan beberapa aspek mendasar untuk membedakan antar gejala, sehingga aktivitas (proses diagnosis) yang dilakukan mendapatkan hasil kesimpulan yang akurat dan relative sempurna. Dengan kata lain, hasil yang didapatkan tidak menjadi siasia karena kesalahan dalam menafsirkan gejala yang tidak jelas (Agrios, 1977; Fahy & Persley, 1983; Semangun, 1989).

Diagnosis penyakit tanaman yang disebabkan oleh bakteri patogen dan identifikasi serta karakterisasi bakteri patogen tumbuhan kerapkali didasarkan pada gejala penyakit dan ada tidaknya sejumlah besar bakteri atau eksudatnya pada area yang terinfeksi ataupun kehadiran bakteri di sekitar area yang terinfeksi. Karenanya, pengetahuan tentang gejala penyakit sangat berguna untuk dapat berhasilnya isolasi dan karakterisasi bakteri patogen tumbuhan (Schaad, 1988; Klement et al., 1990; Kelman et al., 1994).