Uji Kemampuan Infeksi Cendawan Penyebab Penyakit Blas

UJI KEMAMPUAN INFEKSI CENDAWAN PENYEBAB PENYAKIT
BLAS (Pyricularia grisea Ras 173 ) PADA AKAR PADI
IKA ATIFAH ZAHROH
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
ABSTRAK
IKA ATIFAH ZAHROH. Uji Kemampuan Infeksi Cendawan Penyebab Penyakit Blas
(Pyricularia grisea Ras 173) pada Akar Padi. Dibimbing oleh UTUT WIDYASTUTI dan SRI
LISTIYOWATI.
Penyakit blas merupakan salah satu penyakit yang menyerang padi. Penyakit ini disebabkan
oleh cendawan Pyricularia grisea Sacc. Secara umum, P. grisea menyerang padi pada bagian
batang, daun, dan leher malai. Informasi terbaru menyatakan bahwa P. grisea juga mampu
menyerang padi melalui akar. Penelitian ini bertujuan melihat kemampuan cendawan P. grisea
dalam menginfeksi padi melalui akar dan kolonisasinya. Penelitian dilakukan dengan
menggunakan padi (varietas Kencana bali, Cisokan, dan IR 64) yang ditanam di kultur cair
menggunakan larutan hara Yoshida dan P. grisea ras 173. Akar padi berumur 21 hari direndam
dalam suspensi spora dengan konsentrasi 105 spora/ ml selama 24 jam dan diinkubasi pada ruang
gelap. Selanjutnya tanaman padi dipindah ke ruang inkubasi terang dan dilakukan pengamatan
pada 21 hari setelah infeksi. Pengamatan kolonisasi dilakukan dengan dua metode, yaitu
pewarnaan akar dan blok parafin menggunakan pewarna trypan blue 0.05%. Hasil pengamatan
menggunakan pewarnaan akar menunjukkan ada hifa yang menempel pada permukaan akar.
Sedangkan pengamatan dengan blok parafin menunjukkan bahwa pada jaringan akar tidak ada
kolonisasi hifa baik pada korteks, endodermis, xilem, maupun floem. Ini menunjukkan bahwa P.
grisea ras 173 tidak dapat menginfeksi tanaman padi melalui akar.
ABSTRACT
IKA ATIFAH ZAHROH. Test of infection ability of blast disease caused by fungi (Pyricularia
grisea Race 173) in root of rice. Supervised by UTUT WIDYASTUTI and SRI LISTIYOWATI.
Blast caused by Pyricularia grisea Sacc, attacked rice steam, leaf, leaves, leaf collar. Recently,
P. grisea has been known infect rice root. The aim of this research was to examine the ability of P.
grisea to infect rice roots. P. grisea race 173 and three rice varieties (Kencana bali, Cisokan, and
IR 64) were used in this research. Rice seedling were planted on Yoshida liquid medium, and
twenty-one days old roots were soaked in the fungal spore suspension (105 spores/ ml) in the dark
for 24 hours, and moved to the light. Rice disease was observered on 21st days after infection.
Colonization of P. grisea in the rice roots were observered by two methods, i.e. the root staining
and paraffin block with 0.05% tryphan blue. The result of the root staining showed a hyphae on the
roots surface. But, observation of root section showed no colonization occur in cortex, endodermis,
xylem, and floem. Based on this results, we concluded P. grisea race 173 could not infected the
rice root.
UJI KEMAMPUAN INFEKSI CENDAWAN PENYEBAB PENYAKIT
BLAS (Pyricularia grisea Ras 173) PADA AKAR PADI
IKA ATIFAH ZAHROH
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
Judul
Nama
NIM
: Uji Kemampuan Infeksi Cendawan Penyebab Penyakit Blas
(Pyricularia grisea Ras 173) pada Akar Padi
: Ika Atifah Zahroh
: G34103031
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
(Dr. Ir. Utut Widyastuti, M.Si)
NIP. 131851279
(Dra. Sri Listiyowati, M.Si)
NIP. 131878937
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP. 131578806
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat, nikmat dan
inayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah. Tema yang dipilih pada karya
ilmiah ini ialah mengenai penyakit pada tanaman padi, dengan judul Uji Kemampuan Infeksi
Cendawan Penyebab Penyakit Blas (Pyricularia grisea Ras 173) Pada Akar Padi. Karya ilmiah ini
dilaksanakan pada bulan November 2007 sampai April 2008
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Ir.Utut Widyastuti, M.Si dan Dra. Sri
Listiyowati, M.Si selaku pembimbing atas kesabaran, bimbingan, dan saran yang diberikan.
Terima kasih kepada Dr. Rita Megia selaku penguji atas sarannya. Terima kasih kepada proyek
RUT XI atas nama Dr. Ir. Utut Widyastuti Suharsono yang telah membiayai penelitian ini. Terima
kasih kepada direktur dan staf PPSHB atas fasilitas yang diberikan selama penulis melakukan
pnelitian. Terima kasih kepada Ir. Yohana, M.Si, Dr. Ir. Juliarni, M. Agr, Ir. Dorly, M.Si, dan
Nurlaela S.Si atas bantuannya. Terima kasih kepada Dra. Masdiar Bustaman, M.Sc dan Pak
Mahrup atas bantuannya. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak, Ibu, Zaki, dan Uti di
Cilacap atas semua dukungan, doa, semangat, cinta dan kasih sayangnya. Terima kasih kepada
keluarga besar Imam Ghazali dan Abdullah Siroj atas doa dan kasih sayangnya. Terima kasih
kepada saudari-saudariku Mba Emma, Roro, Hayu, Desi, Endah, Ihda di Cilacap atas persaudaraan
yang sangat indah. Terima kasih kepada Ika Suparnika, Arieza, Ifun, Isya, Yulia E, Dania, serta
teman-teman Biologi 40. Terima kasih kepada Wismo Ayu crew atas kebersamaan, keceriaan,
semangat dan doanya. Terima kasih kepada rekan-rekan peneliti di Laboratorium Biorin dan
Biologi Molekuler Seluler Tanaman (Nindya, Dona, Mba Rina, Mba Uzy, Mba Ella, Sari, Mba
Ridha, Mas Firda, Pak Muzuni, Pak Ulung, Mba Ulva, Mba Ratna, Mba Niken, Bu Hanum, Bu
Ratna, Kak Yasir, Bu Panca, Bu, Puji, Bu Sih, Rizki) atas kerjasama, semangat, bantuan dan rasa
kekeluargaan yang diberikan. Terima kasih kepada rekan-rekan peneliti di Bagian Ekologi dan
Sumberdaya Genetika Tumbuhan. Terima kasih kepada Mba Pepy, Pak Mulya, Pak Edi, dan Pak
Adi atas bantuannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2008
Ika Atifah Zahroh
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Banjarnegara pada tanggal 31 Desember 1984 sebagai anak pertama dari
tiga bersaudara dari pasangan Bapak Mohammad Natsir dan Ibu Budiningsih.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 1997 di SD Al-Irsyad 01 Cilacap. Pada
tahun 2000 penulis menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SLTP Negeri 1 Cilacap.
Pendidikan menengah atas diselesaikan pada tahun 2003 di SMU Negeri 1 Cilacap. Pada tahun
yang sama, penulis diterima di Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Biologi Dasar, Fisiologi
Tumbuhan dan Genetika Dasar. Penulis juga aktif sebagai bendahara II dan I Himpunan
Mahasiswa Biologi (HIMABIO) periode 2004/2005 dan 2005/2006, divisi SKI Wahana Muslim
HIMABIO (WMH), dan divisi embeding Bioworld. Penulis melaksanakan kegiatan praktik
lapangan pada bulan Juli sampai Agustus 2006 di PT Pindo Deli Pulp and Paper Mills II
Karawang.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................
viii
PENDAHULUAN ........................................................................................................
Latar Belakang ......................................................................................................
Tujuan Penelitian ..................................................................................................
Waktu dan Tempat ................................................................................................
1
1
1
1
BAHAN DAN METODE ............................................................................................
Bahan ....................................................................................................................
Metode ..................................................................................................................
1
1
1
HASIL ..........................................................................................................................
Morfologi dan Perkecambahan Spora ...................................................................
Kemampuan Infeksi Penyakit Blas pada Padi .......................................................
Pengamatan Kolonisasi Cendawan pada Akar Padi ..............................................
3
3
3
3
PEMBAHASAN ..........................................................................................................
Produksi Spora .......................................................................................................
Kemampuan Infeksi Penyakit Blas pada Padi........................................................
4
4
4
SIMPULAN .................................................................................................................
5
SARAN ........................................................................................................................
5
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................
5
LAMPIRAN .................................................................................................................
7
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Perkecambahan spora P. grisea pada media kaca ....................................................
3
2 Bercak blas pada daun padi ......................................................................................
3
3 Kolonisasi cendawan P. grisea pada akar padi ........................................................
4
4 Sayatan melintang akar padi.....................................................................................
4
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Padi merupakan komoditas pertanian
penting di Indonesia. Jumlah penduduk yang
terus meningkat menyebabkan kebutuhan
beras juga meningkat. Kendala yang banyak
dihadapi petani di Indonesia adalah banyak
penyakit yang menyerang tanaman padi. Salah
satu penyakit yang sangat merugikan petani
adalah penyakit blas.
Penyakit blas dapat menyebabkan bulir
padi menjadi kosong ataupun menyebabkan
tanaman padi mati. Di Amerika Selatan dan
Asia Tenggara, penyakit blas menyebabkan
gagal panen sebesar 30-50% (Scardaci et al.
1997), dengan kerugian mencapai jutaan dolar
amerika. Penyakit blas memiliki ciri-ciri
bercak berbentuk belah ketupat sampai oval.
Bagian tengah bercak berwarna abu-abu atau
keputihan, pada bagian tepi berwarna coklat
sampai coklat kemerahan (Ou 1985). Penyakit
blas tersebut disebabkan oleh cendawan
Pyricularia grisea Sacc.
P. grisea dalam siklus hidupnya memilki
dua fase reproduksi, yaitu fase seksual yang
disebut teleomorf, dan fase aseksual yang
disebut anamorf. P. grisea merupakan nama
anamorf, sedangkan nama teleomorf dari P.
grisea adalah Magnaporthe grisea Hebert. M.
grisea termasuk cendawan yang bersifat
heterotalik dan masuk ke dalam anggota
Ascomycetes. Menurut beberapa peneliti, P.
grisea Sacc. merupakan cendawan yang
bersinonim dengan Pyricularia oryzae
Cavara.
Cendawan yang bersifat patogen dapat
dikelompokkan menjadi dua tipe, yaitu
cendawan yang dapat menginfeksi batang dan
daun, serta cendawan yang dapat menginfeksi
atau berkembang pada jaringan akar (Agrios
1997). Secara umum P. grisea menyerang
tanaman padi pada bagian daun, buku, leher
malai, bulir padi (Chen 1993; Scardaci et al.
1997), dan collar daun (Scardaci et al. 1997).
Proses infeksi P. grisea pada tanaman
meliputi tiga tahapan, yaitu penetrasi,
kolonisasi, dan sporulasi. Keberhasilan infeksi
cendawan didukung oleh
pembentukan
apresorium yang bermelanin, sebagai alat
penetrasi ke dalam jaringan tanaman.
Informasi terbaru yang dilaporkan oleh
Sesma dan Osbourn menyatakan bahwa P.
grisea merupakan salah satu cendawan yang
memiliki kemampuan untuk menginfeksi akar.
P. grisea dapat menyebar melalui akar pada
tanaman padi ke jaringan lain, dan
menyebabkan penyakit blas. Berdasarkan
penelitian, akar padi yang diinfeksi dengan M.
grisea membawa Green Flourescen Protein
(GFP), menunjukkan bahwa 10% tanaman
padi menampakkan gejala penyakit blas pada
bagian tanaman yang lain. Dengan demikian,
kolonisasi P. grisea pada akar padi memiliki
peranan penting dalam penyebaran dan
perkembangan penyakit blas (Sesma &
Osbourn 2004).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui
kemampuan Pyricularia grisea dalam
menginfeksi tanaman padi melalui akar dan
kolonisasinya.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan
November 2007 sampai April 2008 di
Laboratorium Biologi Selular dan Molekular,
rumah kaca Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) IPB
Darmaga, dan Bagian Ekologi dan
Sumberdaya Genetika Tumbuhan Departemen
Biologi FMIPA, Institut Pertanian Bogor
Darmaga.
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan yang digunakan adalah tiga varietas
padi, yaitu Kencana bali, Cisokan, IR 64,
berturut-turut sebagai varietas peka, moderat
tahan, dan tahan (Kurnianingsih 2008), P.
grisea ras 173 asal laboratorium di Balitpa
Muara Bogor, media oat, Potato Dextrose
Agar (setiap liter mengandung 39 g PDA dan
supaya lebih padat ditambah 5 g agar),
antibiotik kloramfenikol, akuades, larutan
hara Yoshida (Yoshida et al 1976), 0.025%
Tween 20 (v/v), KOH 10% (b/v), HCl 1%
(v/v), pewarna trypan blue 0.05% (b/v),
gliserol, larutan FAA (formaldehid 37 %
(v/v), asam asetat glasial, alkohol 70 % (v/v)
= 5: 5: 90), larutan dehidrasi bertingkat atas nbutanol- alkohol- aquades (Nakamura 1995),
parafin cair, albumin gliserin 87% (v/v),
kertas merang, kertas saring Whatman No.1.
Metode
Produksi Spora
Isolat cendawan ditumbuhkan pada media
oat (setiap liter mengandung 30 g oatmeal, 20
g agar, 5 g sukrosa) dan diinkubasi selama 7-8
hari pada suhu ruang. Kultur cendawan
kemudian secara aseptik dicuci dengan
akuades steril untuk menghilangkan hifa
aerial. Kultur cendawan disinari menggunakan
lampu n-UV mengikuti metode Manandhar et
2
al (1998) selama 5-6 hari untuk menginduksi
pembentukan spora. Selanjutnya, sebanyak 3
ml air steril disiramkan pada permukaan
koloni
cendawan.
Permukaan
koloni
cendawan digosok dengan kaca objek steril
untuk melepas spora dari konidiofor. Spora
dari kultur-kultur cendawan yang sama
dipanen, kemudian disaring menggunakan
kain sifon steril dan dikumpulkan hingga
diperoleh suspensi spora 105 spora/ml.
Selanjutnya ditambahkan Tween 20 (v/v)
sehingga suspensi spora mengandung 0.2%
Tween 20 (v/v) yang berfungsi sebagai
pengemulsi spora agar dapat bercampur
dengan air.
Kemampuan Infeksi Penyakit Blas Pada
Tanaman Padi
Benih padi dikecambahkan selama tujuh
hari pada cawan petri yang telah berisi kertas
merang basah. Selanjutnya kecambah padi
ditanam pada bak plastik berisi larutan hara
Yoshida (Lampiran 1) steril dengan
dilakukan aerasi. Setelah padi berumur 18-21
hari, tanaman diberi perlakuan infeksi sebagai
berikut: akar tanaman padi direndam dalam
105 sel/ ml suspensi spora selama 24 jam,
sebagai kontrol positip tanaman padi diinfeksi
dengan menyuntikkan 1 ml suspensi spora
105 sel/ ml pada bagian pelepah daun, dan
sebagai kontrol negatif, tanaman padi tidak
diinfeksi.
Kemudian
semua
tanaman
diinkubasi pada kondisi gelap selama 24 jam
pada suhu 27 oC dengan kelembapan 70%.
Selanjutnya tanaman dipindah ke ruang
inkubasi terang pada suhu 28 oC dengan
kelembapan 80%. Pada tanaman yang
direndam dalam suspensi spora dipindahkan
kembali ke larutan hara Yoshida. Pengamatan
pada tanaman yang direndam suspensi spora
dilakukan pada hari ke 21 hari setelah infeksi
(hsi), sedangkan pada tanaman kontrol positif
pengamatan dilakukan pada hari ke tujuh
setelah infeksi. Perlakuan diulang sebanyak
tiga kali.
Pengamatan Kolonisasi Cendawan Pada
Akar Padi
Kolonisasi cendawan pada akar padi hasil
perlakuan diamati menggunakan dua metode,
yaitu pewarnaan akar dan blok parafin.
Pewarnaan Akar. Metode pewarnaan
akar mengikuti Koske dan Gema (1989),
dengan cara sepuluh akar padi sepanjang 2 cm
direndam dalam KOH 10% (b/v), dipanaskan
dalam penangas air bersuhu 90 oC selama 5sepuluh menit, kemudian dibilas dengan air.
Selanjutnya akar direndam dalam HCl 1%
(v/v) selama lima menit, lalu direndam dalam
trypan blue 0.05% (b/v) selama satu malam,
kemudian dibilas dengan gliserol 87% (v/v),
dan diamati dengan mikroskop.
Blok Parafin. Metode blok parafin
dilakukan mengikuti Nakamura (1995). Akar
padi dipotong menjadi ukuran 0.5 cm, lalu
direndam dalam botol fial yang berisi larutan
fiksatif FAA selama 24 jam. Selanjutnya
potongan-potongan akar dilakukan dehidrasi
bertingkat, dimulai dari dehidran tingkat III
sampai tingkat VII. Dehidrasi pada dehidran
tingkat VII sebanyak dua kali. Pada proses
dehidrasi tingkat VII yang kedua ditambahkan
parafin cair. Potongan akar yang telah
mendapat perlakuan dehidrasi disimpan dalam
botol tertutup pada suhu ruang selama 12 jam.
Selanjutnya tutup botol dibuka dan botol
berisi potongan-potongan akar dalam keadaan
terbuka disimpan dalam oven suhu 58 oC
selama 24 jam. Langkah berikutnya adalah
parafin dalam botol dibuang dan diganti
dengan parafin baru. Botol berisi potonganpotongan akar dengan parafin yang baru
disimpan dalam oven selama tiga hari. Setelah
tiga hari, dilakukan pencetakan potonganpotongan akar menggunakan parafin baru
sehingga terbentuk blok parafin. Blok yang
terbentuk didiamkan selama 24 jam. Hasil
pengeblokan akar dalam parafin dipotong
dengan ketebalan 10 µm menggunakan pisau
mikrotom. Hasil potongan diletakkan pada
kaca objek sebagai preparat.
Pewarnaan preparat menggunakan trypan
blue dengan tahapan sebagai berikut: preparat
direndam dalam larutan xilol murni dengan
tiga kali bilasan masing-masing selama
sepuluh menit, preparat direndam dalam
etanol absolut selama tiga menit, dilakukan
hidrasi bertingkat mulai etanol 95 % (v/v)
sampai dengan etanol 30% (v/v) masingmasing selama tiga menit. Preparat dibilas
menggunakan aquades selama tiga menit dan
HCl 1% (v/v) selama lima menit, kemudian
dilakukan pewarnaan menggunakan trypan
blue 0.05% selama satu malam. Langkah
berikutnya preparat didehidrasi bertingkat,
mulai etanol 30% (v/v) sampai 95% (v/v)
masing-masing selama lima menit, lalu
direndam dalam etanol absolut sebanyak dua
kali masing-masing selama lima menit.
Setelah itu preparat direndam dalam xilol
murni dengan tiga kali bilasan masing-masing
selama 15 menit, lalu preparat ditutup dengan
perekat entelan dan dimasukkan ke dalam
oven. Setelah preparat kering diberi label dan
diamati dengan mikroskop.
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL
Morfologi dan Perkecambahan Spora
Isolat yang digunakan pada penelitian ini
merupakan isolat ras 173 yang berasal dari
koleksi Balai Penelitian Tanaman Padi Muara
Bogor. Jumlah spora dihitung menggunakan
hemasitometer. Konsentrasi rata-rata spora
yang dihasilkan adalah 5.105 sel/ ml suspensi.
Berdasarkan hasil pengamatan spora dengan
mikroskop, spora P. grisea berbentuk seperti
buah pir, terdiri atas tiga sel, dan berwarna
hialin (Gambar 1a). Pengamatan terhadap
perkecambahan spora menunjukkan bahwa
spora mulai berkecambah pada jam ke empat
setelah panen, selanjutnya diikuti dengan
pembentukan tabung kecambah yang muncul
dari bagian apikal atau basal dari sel spora
(Gambar
1b).
Dalam
satu
spora
memungkinkan terbentuk lebih dari satu
tabung
kecambah.
Apresorium
yang
merupakan struktur penetrasi ke dalam tubuh
inang mulai terbentuk pada jam ke enam
setelah panen (Gambar 1c). Apresorium ini
berbentuk bulat dan terletak pada bagian
ujung dari tabung kecambah. Selanjutnya
spora akan terus berkembang membentuk
miselium.
Kemampuan Infeksi Penyakit Blas pada
Padi
Varietas padi Kencana bali dan Cisokan
yang merupakan tanaman kontrol positif pada
penelitian ini menunjukkan gejala penyakit
blas pada bagian daun, sedangkan pada
varietas IR 64 yang juga digunakan sebagai
kontrol positif tidak menunjukkan gejala blas
pada bagian daun. Pada varietas IR 64, bercak
blas hanya terdapat pada bagian pelepah yang
merupakan bekas suntikan. Bercak pada
varietas Kencana bali dan Cisokan mulai
tampak pada hari ke empat setelah infeksi dan
bercak bertambah lebar setelah hari ke tujuh.
Gejala blas yang terlihat pada hari ke tujuh
setelah infeksi berupa bercak berbentuk belah
ketupat sampai elips, tepi bercak berwarna
coklat tua, bagian tengah berwarna abu-abu
(Gambar 2).
Kolonisasi Cendawan pada Akar
Tanaman padi yang diinfeksi dengan cara
merendam bagian akar dalam suspensi spora
tidak menunjukkan gejala penyakit blas.
Pengamatan
pada
akar
juga
tidak
menunjukkan ada bercak pada akar. Tetapi
pengamatan terhadap kolonisasi cendawan P.
grisea pada akar padi dengan metode
perendaman menggunakan pewarna trypan
blue menunjukkan ada hifa P. grisea yang
menempel pada permukaan akar (Gambar 3).
Pada pengamatan ini tidak tampak keberadaan
struktur apresorium pada hifa yang menempel
pada permukaan akar. Pengamatan dengan
metode blok parafin menunjukkan tidak ada
kolonisasi cendawan, baik pada akar padi
varietas Kencana bali, Cisokan, maupun IR 64
(Gambar 4).
Tabung kecambah
spora
spora
Apresorium
25 μm
a
b
c
Gambar 1 (a) Spora P. grisea pada jam ke-0 setelah panen, perbesaran 10x40; (b) Spora mulai
berkecambah pada jam ke-4 setelah panen, perbesaran 10x10; (c) Apresorium mulai
terbentuk pada jam ke-6 setelah panen, perbesaran 10x10.
a
1 cm
b
1 cm
Gambar 2 Bercak blas pada kontrol positif daun padi varietas (a) Cisokan umur 7 hari setelah
infeksi (hsi); (b) Kencana bali umur 7 hsi.
4
hifa
klamidospora
hifa
hifa
a
b
c
Gambar 3 Kolonisasi cendawan P. grisea umur 21 hsi (perbesaran 10x40) pada akar tanaman padi
varietas: (a) IR 64, (b) Cisokan, (c) Kencana bali.
1
1
25 µm
2
2
3
a
3
251µm
25 µm
2
3
1
2
2
d
25 µm
c
b
1
1
25 µm
1
2
3 e
25 µm
3
f
Gambar 4 Irisan melintang akar padi umur 21 hsi pada perbesaran 40 x 10: a-c berturut-turut
varietas IR 64, Cisokan, Kencana bali yang akarnya direndam dalam suspensi spora P.
grisea; e-f berturut-turut varietas IR 64, Cisokan, Kencana bali, yang akarnya tidak
direndam suspensi spora P. grisea. (1) Endodermis (2) Xilem (3) Floem.
PEMBAHASAN
Produksi Spora. Pada penelitian ini,
pertumbuhan kultur yang berasal dari satu
sumber kultur dapat menghasilkan warna
kultur yang berbeda. Perubahan tersebut
kemungkinan karena P. grisea memiliki
elemen
transposon,
sehingga
mudah
mengalami mutasi. P. grisea memiliki elemen
transposon POT2 (Kachroo et al. 1994).
Kemampuan Infeksi Penyakit Blas Pada
Padi. Tanaman yang diinfeksi melalui
perendaman bagian akar dalam suspensi spora
menunjukkan bahwa cendawan ini tidak
mampu menyerang tanaman padi melalui
akar. Hal ini terbukti dengan tidak ditemukan
bercak pada akar, tidak ada struktur hifa dan
apresorium pada daerah korteks, endodermis,
xilem, dan floem yang merupakan penanda
bahwa cendawan berhasil menyerang tanaman
inang. Hasil uji coba infeksi dengan
menyuntikkan spora pada daerah sekitar
perakaran maupun menempelkan sporan dan
miselium ke permukaan akar (tidak ditulis
dalam metode) juga tidak ditemukan bercak
pada akar. Namun hasil kontrol positif
menunjukkan bahwa P. grisea ras 173 yang
diinfeksi dengan cara menyuntikkan spora
pada pelepah daun mampu menimbulkan
bercak pada daun varietas Kencana bali dan
Cisokan. Hal ini menunjukkan bahwa spora
yang digunakan dalam kondisi baik dan
mampu melakukan infeksi.
Suhu yang digunakan pada penelitian ini
berkisar antara 28 oC sampai 30 oC,
kelembapan berkisar antara 70 sampai 90%.
Hal ini menunjukkan kondisi lingkungan yang
mendukung bagi perkembangan penyakit blas.
Ketidakmampuan cendawan P. grisea ras 173
5
menginfeksi akar padi bukan disebabkan oleh
kondisi lingkungan yang tidak mendukung.
Selain itu, P. grisea ras 173 yang digunakan
merupakan ras dengan tingkat virulensi yang
paling tinggi di Indonesia (Utami et al. 2000).
Menurut Utami et al (2000) P. grisea ras 173
merupakan ras dengan tingkat virulensi tinggi
tetapi kemampuan bertahan di lapang rendah.
Secara anatomi, sistem pertahanan akar
lebih mudah ditembus patogen daripada daun
karena pada akar tidak terdapat kutikula.
Tetapi pada penelitian ini, P. grisea ras 173
tidak dapat menembus pertahanan akar yang
sederhana. Ketidakmampuan P. grisea
menginfeksi tanaman padi melalui akar bukan
disebabkan cendawan tidak dapat menempel
pada akar karena dengan metode pewarnaan
akar tampak hifa yang menempel pada
permukaannya (Gambar 3). Ketidakmampuan
ini mungkin disebabkan P. grisea ras 173
merupakan ras yang spesifik hanya
menyerang tanaman padi pada bagian aerial,
sedangkan akar bukan daerah yang sesuai bagi
P. grisea ras 173 untuk infeksi, karena nutrisi
yang diperlukan tidak terdapat pada akar. Tan
(2000) menyatakan bahwa mikroorganisme
tanah akan mengkolonisasi permukaan akar
karena akar mengeluarkan eksudat yang
merupakan sumber nutrisi dan energi bagi
mikroorganisme. Sedangkan cendawan dapat
mengeluarkan cairan yang membantu untuk
menempel pada tanaman inang. Cairan ini
membantu cendawan mengenali nutrisi yang
akan di serap (Moore-Landecker 1996).
Tanaman akan memberikan respon jika
terjadi interaksi dengan patogen. Respon
tersebut ditentukan oleh kemampuan inang
dalam mengenali molekul penanda (elisitor)
yang dihasilkan oleh patogen. Elisitor
dikeluarkan saat patogen telah menempel pada
permukaan inang (Heiser et al. 2005.).
Selanjutnya gen resistensi (gen R) yang ada
pada tanaman akan mengenali gen avirulen
(gen Avr) yang ada pada patogen. Jika
interaksi antara gen R dan gen Avr kompatibel
maka tidak akan menyebabkan muncul
penyakit. Tetapi jika interaksi antara gen R
dan gen Avr tidak kompatibel maka akan
menyebabkan penyakit.
Perbedaan hasil penelitian ini dengan
penelitian Sesma dan Osbourn (2004)
mungkin disebabkan jenis isolat dan
lingkungan yang berbeda. Agrios (2005)
menyatakan bahwa lingkungan yang berbeda
dapat mempengaruhi jumlah inokulum,
tingkat pertumbuhan patogen, daya tahan
hidup patogen, dan kerentanan genetik inang.
Dufresne dan Osbourn (2001) menyatakan
bahwa kemampuan P. grisea dalam
menyerang tanaman terbagi menjadi empat
kelompok, yaitu mampu menginfeksi daun
dan akar, mampu menginfeksi daun tetapi
tidak dapat menginfeksi akar, tidak mampu
menginfeksi daun tetapi mampu menginfeksi
akar, serta tidak mampu menginfeksi daun dan
akar. Berdasarkan klasifikasi Dufresne dan
Osbourn (2001), kemungkinan P. grisea ras
173 termasuk ke dalam kelompok isolat yang
mampu menginfeksi daun tetapi tidak mampu
menginfeksi akar.
KESIMPULAN
Cendawan P. grisea isolat 173 tidak
mampu menginfeksi tanaman padi melalui
akar. Hal ini terbukti dengan tidak muncul
bercak pada akar maupun daun pada tanaman
padi yang diinfeksi bagian akarnya, dan tidak
ada kolonisasi hifa pada jaringan akar.
SARAN
Perlu dilakukan pengujian terhadap
pembentukan apresorium dan biosintesis
melanin P. grisea saat dilakukan proses
infeksi melalui akar. Varietas padi dan isolat
cendawan yang digunakan lebih banyak
sehingga lebih mewakili karakter isolat di
Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
Agrios GN. 2005. Plant Pathology . Ed ke- 5.
Unites State of America: Elsevier
Academic Pr.
Chen D. 1993. Population structure of
Pyricularia grisea (Cooke) Sacc. in two
screening site quantitive characterization
of mayor and minor resistance genes
[thesis doctor]. Los Banos: University of
Philippines.
Dufresne M, Osbourn AE. 2001. Definition of
tissue-specific and general requirement
for plant infection in a phytopathogenic
fungus. Phytopathol Soc 14: 300-3007.
Heiser I, Durner J, Langbertels C. 2005.
Interaction between host plants and
fungal and bacterial pathogens. Di dalam:
HockB, Elstner EF, editor. Plant
Toxicology. Ed ke-5. New York: Marcel
dekeer. hlm 555-586.
Kachroo P, Leong SA, BB Chattoo. 1994.
Pot2. an inverted repeat transposon from
the rice blast fungus Magnaporthe grisea
[abstrak]. Mol Gene Genet. 245: 39-348.
6
Koske RE, Gema JN. 1989. A modified
procedur for staining roots to detect VA
mycorhizas. Mycol Res 92:486-505.
Kurnianingsih R. 2008. Ekspresi gen PR1 dan
PBZ1 yang terlibat dalam sistem toleransi
tanaman padi terhadap penyakit blas
(isolat 173) [tesis]. Bogor: Pascasarjana,
Institut Pertanian Bogor.
Nakamura T. 1995. Plant Tissue Observation
Using Microscope. Di dalam Hinata K,
Hashiba T, editor. A Manual of
Experiment for Plant Biology. Tokyo:
Soft Science Publications.
Manandhar HK, Jorgensen HJL, SmedegaardPetersen V, Mathur SB. 1998.
Seedborne infection of rice by
Pyricularia grisea and its transmission
to seedling. Plant disease 82: 10931099.
Moore- Landecker E. 1996. Fundamentals Of
The Fungi. Ed ke-4. New Jersey:
Prentice Hall. Hlm 15-16.
Ou SH. 1985. Rice Disease. Ed ke- 2.
England: Commonwealth Mycological
Institut, CAB. Hlm 101.
Scardaci et al. 1997. Rice blast: a new disease
in California. Agronomy Fact Sheet
Series. Davis: University of California.
Sesma A, Osbourn AE. 2004. The rice leaf
blast pathogen undergoes developmental
processes typical of root infecting fungi.
J. Nature 431: 582-586.
Tan KH. 2000. Enviromental Soil Science. Ed
ke-2. Basel: Marcel dekeer AG. Hlm 95.
Utami DW, Amir M, Moeljopawiro. 2000.
Analisis RFLP kelompok ras dan
haplotipe isolat blas dengan DNA
pelacak MGR 586. J Teknol Pert 5 (1):
28-33.
Yoshida S, Forno DA, Cock JH. 1976.
Laboratory Manual for Physiological
Studies of Rice. Los Banos: IRRI.
7
LAMPIRAN
8
Lampiran 1 Komposisi larutan hara Yoshida
Elemen
N
P
K
Ca
Mg
Larutan Stok Hara Makro
Senyawa
Preparation (gram/ 10 L aquades)
NH4NO3
914
NaH2PO4. 2H2O
403
714
K2SO4
886
CaCl2
3240
MgSO4. 7H2O
Elemen
Mn
Mo
B
Zn
Cu
Fe
Larutan Stok Hara Mikro
Senyawa
Preparation (gram/ 10 L aquades)
MnCl2. 4 H2O
15.0
(NH4)6. Mo7O24. 4H2O
0.74
9.34
H3BO3
0.35
ZnSO4. 7H2O
0.31
CuSO4. 5H2O
77.0
Fe EDTA