BAKTERI & VIRUS TUMBUHAN by Irda Safni

Bakteri Tumbuhan

Pendahuluan Bakteri pertama kali dijumpai menginfeksi tanaman pada tahun 1878 oleh T.J. Burril  fireblight pada apel dan pir di USA (kemudian diketahui disebabkan bakteri Erwinia amylovora )

Pendahuluan Tahun 1885, J.C. Arthur membuktikan bakteri E. amylovora sebagai penyebab fireblight dengan Koch Postulates : Patogen harus dijumpai pada tanaman yang sakit Patogen harus dapat diisolasi dan ditumbuhkan pada media biakan murni Patogen yang berasal dari biakan murni harus dapat diinokulasi ke tanaman yang sehat dan menunjukkan gejala yang sama Patogen harus dapat diisolasi ulang pada tanaman yang diuji

Pendahuluan Bakteri patogen tumbuhan menyebabkan kerusakan pada daun (bercak, layu, mozaik atau bisul), buah (busuk, kudis), dan akar (busuk) hingga kematian tumbuhan.

Karakteristik Sel Berbentuk batang (rod-shaped), kecuali Streptomyces scabies yang berbentuk benang (filamentous) Pada kultur muda, ukuran bakteri: 0.6 - 3.5 µm. Pada kultur yang lebih tua atau pada suhu yang tinggi, bentuk batang dapat menjadi lebih panjang atau menjadi bentuk benang.

Karakteristik Sel Beberapa bakteri muncul dengan berpasangan atau berbentuk rantai pendek Dinding sel pada kebanyakan spesies bakteri dibungkus bahan yang liat dan lengket  jika tipis disebut lapisan lumpur (slime layer),  jika tebal disebut kapsul.

Karakteristik Sel Bergerak dengan flagella (polar jika hanya satu flagellum; peritrichous jika banyak flagella di seluruh permukaan bakteri).

Karakteristik Sel Bakteri tunggal kelihatan bening atau putih kekuningan di bawah mikroskop compound Bakteri tumbuh dan menghasilkan koloni pada media padat Koloni dari berbagai spesies bakteri berbeda dalam ukuran, bentuk, bentuk sisi, elevasi, dan warna Seluruh bahan di dalam dinding sel disebut protoplas

Koloni Bakteri

Karakteristik Kromosom di dalam protoplas mengandung DNA Ada beberapa bakteri memiliki tambahan kromosom bulat kecil, yang disebut plasmid

Taksonomi Klasifikasi : penyusunan mikroorganisme berdasarkan karakteristik umum 2. Nomenklatur : tata penamaan mikroorganisme berdasarkan peraturan dari The International Code of Nomenclature of Bacteria 3. Identifikasi : proses untuk mengetahui jenis taksa tertentu dari taksa yang belum diketahui sebelumnya

Klasifikasi Bakteri Patogen Tumbuhan Kingdom Prokaryotae Domain Bacteria Divisi Gracilicutes (Gram negative) Phylum Proteobacteria Class Betaproteobacteria Family I. Enterobacteriaceae Genus Erwinia Family II. Pseudomonadaceae Genus: Acidovorax, Pseudomonas, Rhizobacter, Rhizomonas, Xylophillus Family III. Burkholderiaceae Genus: Burkholderia, Ralstonia Family III. Rhizobiaceae Genus: Agrobacterium, Rhizobium

Klasifikasi Bakteri Patogen Tumbuhan Divisi Firmicutes (Gram positive) Class Firmibacteria – bakteri bersel tunggal Genus: Bacillus, Clostiridium Class Thallobacteria – bakteri bercabang Genus: Arthrobacter, Clavibacter, Curtobacterium Rhodococcus, Streptomyces

Spesies bakteri ditentukan berdasarkan properti phenotipe dan whole genome DNA-DNA Hybridization Sub-spesies bakteri berada 1 tingkat takonomi di bawah species, dibedakan oleh properti phenotipe dan inang tanaman Strain bakteri adalah varian genetika atau subtipe dari mikroorganisme  tingkatan taksa yang paling rendah Pathovar adalah satu strain atau 1 set strain dengan karakteristik yang sama berdasarkan patogenisitas yang berbeda untuk 1 atau lebih inang

Phylogenetic Tree of Life Prokaryota

Beberapa Contoh Penting Bakteri Patogen Tumbuhan Gram negative Agrobacterium tumefeciens (Rhizobium radiobacter) penyebab penyakit akar gada (crown gall) pada tanaman dikotiledon, terutama family Rosaceae (apel, pir, mawar, almond, cherry, dll)

Beberapa Contoh Penting Bakteri Patogen Tumbuhan Gram negative Pectobacterium carotovorum (syn. Erwinia carotovora) penyebab penyakit busuk lunak (soft rot) pada berbagai tanaman

Gram negative Ralstonia solanacearum penyebab penyakit layu (wilt disease) pada berbagai jenis tanaman di Amerika

Gram negative Xanthomonas campestris penyebab penyakit busuk hitam (black rot) pada tanaman Crucifers (X. campestris pv. campestris), bercak bakteri pada tanaman apel, cabai (X. campestris pv. vesicatoria)

Gram positive Streptomyces scabies (S. scabiei) penyebab penyakit kudis (common scab) pada kentang

Pengendalian Biasanya sulit dikendalikan Diperlukan kombinasi beberapa cara pengendalian Penggunaan bibit yang sehat Sanitasi dengan membuang dan membakar tanaman atau cabang-cabang yang terinfeksi dan dekontaminasi peralatan pertanian dan tangan setelah memegang tanaman berpenyakit

Pengendalian Menjaga keseimbangan pupuk dan air Rotasi tanaman, sangat efektif terutama untuk bakteri yang memiliki kisaran inang terbatas Penggunaan tanaman yang tahan terhadap penyakit bakteri tertentu Pemanasan atau penguapan tanah yang terinfeksi dengan bahan kimia, seperti formaldehyde Penggunaan pestisida/bakterisida Penggunaan antibiotik

VIRUS

Semua bentuk kehidupan telah diketahui terinfeksi virus

Sekitar tahun 1940-an, virus pertama sekali diisolasi dan dikarakterisasi secara kimia  Tobacco Mosaic Virus (TMV)

Apa itu virus? Adalah agen infeksi yang tidak memiliki sel dan memiliki 2 karakteristik, yaitu: Mengandung asam nukleat (DNA atau RNA) di dalam pelindung protein (protein coat) Tidak dapat bereproduksi sendiri (hanya dapat bereproduksi jika bahan genetikanya memasuki sel inang dan mengambil alih prosesnya)

Apakah virus hidup? Agen infeksi yang tidak memiliki sel dan memiliki 2 karakteristik, yaitu: Mengandung asam nukleat (DNA atau RNA) di dalam pelindung protein (protein coat)

Apakah virus hidup? Teori Sel: 1. Unit terkecil kehidupan 2. Semua makhluk hidup tersusun dari sel 3. Semua sel berasal dari sel yang lain

Apakah virus hidup? 2. Tidak dapat bereproduksi sendiri (hanya dapat bereproduksi jika bahan genetikanya memasuki sel inang dan mengambil alih prosesnya)

Setelah ditemukannya biologi molekuler, baru terbukti jelas kalau virus adalah bagian dari makhluk hidup. Virus merupakan parasit obligat yang sangat kecil, yang mengandung satu atau beberapa ratus gen yang dapat bermutasi dan berkembang seperti gen sel-sel lainnya.

Ciri-Ciri Virus Bentuk kehidupan yang tidak memiliki sel Parasit obligat intraseluler Karakteristik dasar: kebergantungan virus terhadap organisme inang yang hidup untuk reproduksinya. Dapat hidup sebagai partikel yang lamban (virions) Berada di luar sel

Virus tidak dapat dilihat dengan mata telanjang ataupun mikroskop biasa, tetapi harus dengan menggunakan mikroskop cahaya atau elektron. Virus tanaman merupakan jasad yang bersifat independen, yaitu dapat menginfeksi tanaman dengan bantuan faktor lain, seperti luka atau serangga vektor. Jumlah virus yang telah dijumpai telah mencapai ribuan  25% merupakan patogen tumbuhan. Virus dapat menginfeksi tanaman secara sendiri- sendiri atau sebagai virus kompleks.

UKURAN VIRUS

Small pox virus – enveloped Virions dengan Mikroskop Elektron Tobacco mosaic virus - rigid rods Tobacco vein mottling virus – flexuous rods a geminivirus – twinned icosahedra Small pox virus – enveloped Vesicular stomatitis virus - enveloped

Jenis-Jenis Virus Bacteriophage : virus yang menginfeksi bakteri Animal virus Cth. Hepatitis, herpes, pox (chicken pox, small pox, cow pox), Rhinovirus (common cold), Orthomyxovirus (influenza), Ebola virus, yellow fever, measles, mumps, Rabies, HIV 3. Plant Virus Tobacco mosaic virus, Potato Virus Y, Papaya Ringspot Virus, etc.

Virus tumbuhan adalah OPT pertanian yang serius Kebanyakan virus tumbuhan memiliki RNA Contoh: penyakit tobacco mosaic Protein RNA

Kegunaan Virus Pengendali hama dan penyakit Vaksin Pengobatan Anti-kanker Terapi Gen

Gejala Virus pada Tumbuhan Penyimpangan warna Pada Daun Klorosis, bleaching, menguning, memerah, coklat dan menghitam, bronzing Perubahan warna yang tidak terdistribusi, seperti mosaik mottle, ringspots, streaking Bagian tertentu daun berubah warna, seperti vein yellowing, vein clearing, vein banding, dan vein necrosis.

Vein yellowing mosaic Mottle on tomato leaf (Tomato spotted wilt virus) Vein clearing mosaic Ringspot on peanut leaf (Tomato spotted wilt virus) Soybean vein necrosis virus Mosaic on tobacco leaf (Tobacco mosaic virus)

Bintik-bintik, garis-garis Warna jaringan menjadi abnormal Pada Bunga Perubahan warna Bintik-bintik, garis-garis Warna jaringan menjadi abnormal Tulip Breaking Virus (TBV)

Pada Buah Becak Tomato Spotted Wilt Virus Papaya Ringspot Virus

Malformasi Distorsi (berkerut, keriting, berputar) Epinasty (keriting ke arah bawah) Pertumbuhan penyempitan daun Pengurangan dalam ukuran Penebalan seluruh atau sebagian dari lapisan dan urat daun Enasi

Fruit distortion (Tomato Bushy Stunt Virus) (Tomato Curly Top Virus) Bean Yellow Mozaic Potty Virus)

Bagaimana Virus disebarkan? Serangga Nematoda Jamur tular tanah (soilborne fungi) Biji Bagian vegetatif tanaman Tumbuhan parasit , contoh: dodder. Mekanis Peralatan memotong dan panen Tangan atau pakaian Carborundum – a powdered abrasive used to wound leaf surface before virus inoculation.

Insect Vectors Aphids Whiteflies

Insect Vectors Thrips Leafhopper Plant Hoppers

Nematode Vectors Xiphinema index Xiphinema spp. Longidorus spp.