Materi Kuliah Dasar Ilmu Penyakit Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada

1. 1
• Mempelajari bagaimana tumbuhan
menjadi sakit

2. 2
PATOGENESIS
• PATHOS
– Penderitaan; sakit
• GENESIS
– Asal usul; mula kejadian
• Urutan peristiwa menjadi sakitnya
tumbuhan
• Urutan peristiwa terjadinya penyakit

3. 3
PATOGENESIS
• Inokulasi
– Bertemunya patogen dengan tumbuhan
• Penetrasi
– Masuknya patogen ke dalam tumbuhan
• Infeksi
– Tanggapan tumbuhan terhadap serangan
• Gejala
– Kenampakan tanggapan tumbuhan
MM
AA
SS
AA
II
NN
KK
UU
BB
AA
SS
II

4. 5

5. 6

6. 7
FASE (TAHAP) PENYAKIT
• Tahap PrapenetrasiPrapenetrasi
– Sebelum patogen masuk ke dalam sel
tumbuhan
• Tahap PenetrasiPenetrasi
– Pada waktu patogen masuk ke dalam sel
tumbuhan
• Tahap PascapenetrasiPascapenetrasi
– Setelah patogen ada di dalam sel tumbuhan

7. 8
INTERAKSI PATOGEN-TUMBUHAN
INOKULUM 1O
• PEMBENTUKAN
• PEMBEBASAN
PENYEBARAN/
PENULARAN
PENDARATAN
KONTAK
PENGENALAN
PENETRASIPENETRASI
INVASI
KOLONISASI
PEMBENTUKAN
INOKULUM 20
dst.
PRAPENETRASIPRAPENETRASI PASCAPENETRASIPASCAPENETRASI
TUMBUHANTUMBUHAN
PATOGENPATOGEN

8. 9
TAHAP I. PRAPENETRASI
• Tumbuhan
– Tumbuhan masih sehat
• Patogen:
– Perkembangan sebelum penetrasi

9. 10
A. TUMBUHAN SEHAT
• Pemahaman fisiologi tumbuhan sehat
– Untuk dapat memahami fisiologi tumbuhan
sakit
PELAJARI KEMBALI
• Fisiologi tumbuhan (sehat)

10. 11
INOKULUM 10
1. Pembentukan
2. Pembebasan
3. Penyebaran/
Penularan
4. Pendaratan
5. Kontak
6. Pengenalan
PATOGEN PRAPENETRASIPRAPENETRASI
SEL TUMBUHANSEL TUMBUHAN

11. 13

12. 15
INOKULUM
• Tubuh atau bagian tubuh patogen yang
dapat menyerang & menyebabkan sakit
• Jenis
– Inokulum primer
– Inokulum sekunder
• Bentuk
– Tergantung patogen
• Sumber inokulum
– Tumbuhan sakit & bagiannya
– Tanah
– Serangga
Paling penting

13. 16
INOKULUM PRIMER
• Inokulum yang mengawali suatu
serangan
INOKULUM SEKUNDER
• Inokulum yang terbentuk pada tumbuhan
setelah terserang inokulum primer

14. 17
BENTUK INOKULUM
• Jamur
– Miselium & modifikasinya
• Sklerosium, klamidospora, rizomorf
– Spora
• Bakteri
– Sel bakteri
• Virus
– Partikel virus
• Nematoda
• Larva, telur
• Tumbuhan parasit
• Biji
• Sulur

15. 18
BENTUK INOKULUM
Jamur
Bakteri
Mikoplasma
Tumbuhan
parasit
Virus
Nematoda

16. 20
SUMBER INOKULUM
• Tempat asal inokulum
• Tempat inokulum berada / bertahan
– Tumbuhan sakit : biji, akar, daun, buah, dll.
– Sisa tumbuhan : tunggul, serasah
– Tanah : tanah tercemar
– Air : air tercemar
– Atmosfir : inokulum terangkut
– Serangga : setelah mengisap/makan

17. 21
TEMPAT BERTAHAN
Tanah
Tumbuhan sakit
Biji
Organ propagatif Serangga

18. 22
Potensi inokulum
(Inoculum potential)
• Potensi inokulum untuk menyerang dan
menyebabkan sakit
• Faktor penentu
– Kerapatan inokulum: jumlah per satuan vol.
– Virulensi : tingkat kemampuan
• Faktor yg. mempengaruhi
– Kerentanan tumbuhan
– Ketersediaan hara
– Lingkungan

19. 25
INOKULASI
• Bertemunya inokulum dengan
permukaan tumbuhan yang mengawali
serangan
DIBEDAKAN MENJADI:
1. Pendaratan inokulum
2. Kontak inokulum dengan tumbuhan
3. Pengenalan

20. 26
PENDARATAN INOKULUM
• Tibanya inokulum di atas permukaan
tumbuhan
• Akhir dari penularan (penyebaran efektif)
KONTAK
• Menempelnya inokulum pada permukaan
tumbuhan
• Akhir / hasil dari pendaratan

21. 27
BAGAIMANA BERLANGSUNG?
• Penyebaran inokulum tidak selalu menghasilkan
kontak
– Bila inokulum tidak tiba di atas permukaan tumbuhan
• Penularan
– Penyebaran yang efektif
– Inokulum tiba di atas permukaan tumbuhan yang
dapat diserang (= kontak)
• Cara pendaratan
– Alami: setelah penularan alami oleh agen penular
– Buatan: setelah penularan buatan oleh manusia

22. 28
PENDARATAN ALAMI
• Setelah penyebaran aktif
– Hasil kemotaksis
• Zoospora
• Bakteri berflagel
• Setelah penyebaran pasif
– Terbawa oleh manusia
– Terbawa agen penyebar selain manusia
(angin, air, serangga)

23. 29
KEMOTAKSIS
• Orientasi arah perpindahan oleh senyawa kimia
• Zoospora/ bakteri berflagel/nematoda karena eksudat akar
Zoospora
Zoospora bergerak & mengumpul pada ujung bulu akar
Zoospora
menempel

24. 30
PENDARATAN ALAMI LAIN
• Tibanya inokulum di atas permukaan
tumbuhan setelah dibawa/terbawa
– Angin
– Air
– Serangga

25. 31
PENDARATAN BUATAN
• Inokulasi buatan
– Oleh manusia
• Diletakkannya inokulum di atas
permukaan tumbuhan

26. 32
FAKTOR BERPENGARUH
• Sifat inokulum
– Permukaan inokulum
• Kering : sulit menempel
• Basah : mudah menempel
• Sifat permukaan tumbuhan
– Licin
• Lapisan kutikula yang tebal
– Kasar
• Epidermis kasar
• Trikhoma

27. 33
FAKTOR BERPENGARUH
• Lingkungan
– Atmosferik
• Lapisan laminer pada permukaan daun
• Kecepatan angin
• Tetes air/embun
• Suhu
– Edafik
• Eksudat akar

28. 34
5. PENGENALAN

29. 35
PENGENALAN
• Recognition
• Patogen & tumbuhan saling mengenal
– Patogen mengenal tumbuhan & tumbuhan
mengenal patogen
• Adanya isyarat pengenal
– Dihasilkan tumbuhan untuk dikenal patogen
– Dihasilkan patogen untuk dikenal tumbuhan

30. 36
ISYARAT PENGENAL
• Pengimbas aksi khusus atau pembentukan
produk khusus jasad yang lain
• Bentuk
– Senyawa
– Struktur (bangunan)
– Molekul elisitor

31. 37
ISYARAT PENGENAL PADA
TUMBUHAN
• Asam lemakAsam lemak pada kutikula pengimbas
kutinase patogen
• Molekul galakturonan pada pektin
pengimbas enzim pektin liase patogen
• Strigol (senyawa fenol) pemacu aktivasi
& perkecambahan propagul patogen
• Fenol & gulaFenol & gula yang keluar dari luka
pengaktif sejumlah gen patogen tertentu
• LektinLektin

32. 38
LEKTINLEKTIN
• Isyarat pengenal yang paling banyak
diteliti
• Protein yang terikat pada glikolipid atau
glikoprotein
= Hemaglutinin/fitohemaglutinin

33. 39

34. 40
LOKASI ISYARAT PENGENAL
SEL TUMBUHAN
Dinding
sel
Membran
sel
Utk. bakteri
Utk. jamur
Untuk dapat mengenal
tumbuhan
• Bakteri cukup menempel
pada permukaan sel
• Jamur harus menembus
dinding sel

35. 41
PASCAPENGENALAN
• Apa yang terjadi ?
1. Tumbuhan dapat dikenal oleh patogen
– Terjadi penetrasi patogen
2. Tumbuhan tidak dikenal oleh patogen
– Tidak terjadi penetrasi patogen

36. 42
TAHAP II. PENETRASI
Masuknya patogen ke dalam sel tumbuhan

37. 43
INOKULUM 10
1. Pembentukan
2. Pembebasan
3. Penyebaran/
Penularan
4. Pendaratan
5. Kontak
6. Pengenalan
PATOGEN PENETRASI
SEL TUMBUHANSEL TUMBUHAN
PENETRASIPENETRASI
PRAPENETRASI

38. 44
CARA PENETRASI
1. Melalui lubang alami
2. Melalui luka
3. Menembus langsung dinding sel

39. 45
2. PENETRASI MELALUI
LUBANG ALAMI
• Lubang alami
– Stoma - daun
– Lenti sel - buah, umbi batang
– Hidatoda - daun
– Nektartoda - bunga

40. 46

41. 47

42. 48
STOMA Stoma pada daun
• Membuka pada pagi
hari
•Difusi CO2 utk
fotosintesis
• Penetrasi bakteri
Xanthomonas citri pada
daun jeruk

43. 49
LENTI SEL
Pada buah
•Colletotrichum sp.
pada mangga
Pada umbi batang
•Streptomyces scabies
pada kentang

44. 50
HIDATODA Pada daun
• Bakteri Xanthomonas
campestris
• pv. oryzae pada padi
• pv. campestris pada
kobis
• pv. malvacearum
pada kapasPada pagi hari air gutasi tercemar bakteri
Bila hari makin siang transpirasi meningkat &
sebagian air gutasi tersedot masuk melalui hidatoda
Bakteri ikut terbawa masuk & berkembang dalam
ruang antar sel
gejala mulai dari tepi daun

45. 51
NEKTARTODA Pada bunga apel
•Bakteri Erwinia
amylovora
• Bakteri terbawa serangga penyerbuk
& jatuh di genangan madu
• Air hujan akan mengencerkan madu
sehingga bakteri dapat membelah diri
• Sel-sel bakteri masuk ke dalam
jaringan pangkal bunga melalui
nektartoda (kelenjar madu)
• Sel-sel bakteri mencapai xilem &
tersebar ke ujung-ujung ranting
gejala pada ujung-ujung ranting

46. 52
2. PENETRASI MELALUI LUKA
• Mengapa luka?
– Karena penghalang menjadi rusak
• Patogen tidak menghadapi rintangan
– Karena cairan sel keluar
• Patogen tertarik secara kimiawi (kemotaksis / kemotropi)
• Jenis luka
– Luka alami vs. luka bukan alami
– Luka mikro vs. luka makro

47. 53
PENYEBAB LUKA
• Alami
– Pertumbuhan: retakan kulit batang
– Pengguguran: bekas tempelan daun/bunga/ buah
• Buatan
– Mekanik : potong, sadap, pangkas
– Fisika : patah, petir, panas
– Kimia : pestisida
– Hayati : serangga, burung

48. 54
UKURAN LUKA
• Mikro
– Tusukan serangga
– Tusukan nematoda
– Patahnya trikhoma
• Makro
– Luka terbuka (“menganga”)
Virus
Mikoplasma
Bakteri fastidius
Jamur, bakteri

49. 55
LUKA MIKRO
Tusukan serangga Trikhoma patah