RESPON TUMBUHAN TERHADAP PATOGEN

Presentasi berjudul: "RESPON TUMBUHAN TERHADAP PATOGEN"— Transcript presentasi:

1 RESPON TUMBUHAN TERHADAP PATOGEN
Oleh: Irda Safni

2 Perubahan Patologi terhadap struktur tumbuhan
Perubahan patologi terhadap fungsi tumbuhan Perubahan patologi terhadap metabolisme tumbuhan

3 Perubahan Patologi terhadap struktur tumbuhan

4 Penyesuaian diri adalah salah satu faktor penting dari suatu sistem yang menjamin kelangsungan hidup. Sehingga, ketahanan terhadap segala “kegiatan yang merusak” menjadi respon alami dan umum dari sistem tanaman. Mekanisme ketahanan menjamin kelangsungan hidup tanaman walaupun kehidupan di antara patogen yang merusak di samping akibat stres abiotik. Tanaman juga mengembangkan kemampuan untuk menahan/mentoleransi beberapa stres akibat faktor abiotik.

5 Apapun yang berhubungan dengan pertahanan dan ketahanan tanaman, semuanya dikontrol oleh gen dari tanaman dan patogen

6 Multitrophic Interactions
Plant Defense: Multitrophic Interactions Secondary carnivores Carnivores Herbivores Pollinators Shoots and flowers Competitor plants Pathogens Aboveground Belowground Roots Pathogens Parasitic plants Herbivores Symbionts Carnivores Modified from Bruinsima & Dicke 2008

7 Respon tanaman terhadap serangan herbivora dan patogen
Tanaman menggunakan sistem ketahanan untuk menghalangi herbivora, mencegah infeksi dan serangan patogen Herbivora, hewan memakan tanaman, mengakibatkan stress tanaman. Tanaman menghadapi herbivora yang berlebihan dengan ketahanan fisik, seperti duri dan ketahanan kimia, seperti bahan beracun. Bahkan beberapa tanaman “me-rekruit” hewan predator yang membantu melindungi terhadap herbivora khusus.

8 Respon Tanaman terhadap Herbivora
Plant Defense Traits

9 Respon Tanaman terhadap Herbivora
Tanaman yang dirusak oleh serangga dapat melepaskan bahan kimia volatil untuk memperingatkan tanaman lain yang sama spesiesnya. Molekul volatil ini juga berfungsi sebagai “sistem peringatan dini” bagi tanaman satu spesies yang ada di sekitarnya. Asam Methyljasmonic dapat mengaktivasi ekspresi gen yang terlibat pada ketahanan tanaman.

10 Patogenesis & Respon Tanaman
Pathogens Host Reaction Pre-penetration and Penetration Invasion Colonization Diseases (Symptoms) Naturally occurring Pre-existing defence structure Biochemical defence Post infectional Structural defence Biochemical defence

11 Ketahanan struktural tanaman
Garis pertama pertahanan tanaman terhadap patogen adalah permukaan tanaman, di mana patogen harus menempel dan berpenetrasi untuk dapat menimbulkan infeksi. Ada 2 jenis ketahanan struktural tanaman, yaitu: 1. Preexisting 2. Post infection

12 Preexisting Structural Defence
Merupakan struktur pertahanan tanaman yang telah hadir sebelum patogen melakukan kontak dengan tanaman. Contoh-contoh Pertahanan Struktural Preexisting: Lapisan lilin (wax) Kutikula Struktur epidermis sel & dinding sel Ukuran, lokasi, dan bentuk, serta jumlah stomata, lentisel, dan hidatoda. Schlerenchym (jaringan yang menebal)

13 Wax/lapisan Lilin dan Kutikula
Kutikula menutupi sel-sel epidermis tanaman, yang terdiri dari: lapisan pektin, lapisan kutin, dan lapisan lilin Disintesa oleh sel-sel epidermis Campuran kompleks dari rantai panjang lemak acyl. Sangat hydrophobic Wax membentuk lapisan luar kutikula Sering meng-kristal pada pola batang, tabung, atau piringan Melindungi perkecambahan spora jamur dan bakteri Tidak ada parasit yang diketahui dapat menghasilkan enzim yang dapat mendegradasi lapisan lilin kutikula. Contoh. Monilinia fructicola dapat memenetrasi lapisan kutikula daun cherry, tapi tidak bisa memenetrasi daun Ginko biloba (karena daun Ginko biloba mengandung kutin).

14

15 Sel-sel Schlerenchyma
Terdiri dari dinding yang menebal dengan lignin. Memiliki sel-sel yang keras tetapi rapuh yang membantu sebagai dukungan mekanis terhadap tanaman. Sel-sel ini secara efektif menghalangi penyebaran patogen jamur dan bakteri yang menyebabkan becak daun. Cth. Beberapa varietas gandum tahan terhadap penyakit karat batang, karena batang mengandung sel-sel schlerenchyma yang tinggi.

16

17 Lubang Alami 1. Stomata: Lubang kecil pada lapisan epidermis daun tempat terjadimya pertukaran udara. Struktur stomata memberi ketahanan terhadap penetrasi patogen. Contoh. Jeruk citrus varietas Szinkum – tahan terhadap penyakit kanker citrus Gandum kultivar Hope- tahan terhadap penyakit karat gandum

18 2.lenticels Lentisel adalah sel-sel udara di dalam kulit batang dan akar. Bentuk dan struktur internal lentisel dapt meningkatkan atau menurunkan kejadian penyakit tanaman buah-buahan. Lentisel yang berukuran kecil menghalangi masuknya patogen.

19 3.Hidatoda: 4.Nectartoda: Titik masuk awal bagi bakteri patogen
Contoh. Xanthomonas campestris pv.campestris 4.Nectartoda: Titik masuk bakteri patogen pada bunga Contoh. Erwinia amylovora - fire blight pada apel

20 2. Post-infection Structural Defence
Telah ada pada tanaman tetapi diproduksi setelah muncul infeksi akibat patogen Ada 2 jenis Pertahanan struktural Post-infection 1. Penghalang histologi (Histological barriers) 2. Penghalang sel (Cellular barriers)

21 Penghalang histologi (Histological barriers)
1. Lapisan Gabus (Cork layer): permukaan tanaman inang yang kasar dan keras. Suatu lapisan sel merismatis yang dibentuk di permukaan tanaman inang. Penyebaran bahan beracun menghentikan infeksi patogen. Menghentikan aliran air dan nutrisi ke arah bagian tanaman yang terinfeksi. Contoh. Penyakit kudis pada guava, kanker citrus, Busuk Rhizopus pada sweet potato

22

23 Cork layers

24 b. Lapisan Absisi (Abscission layer)
Berarti sobekan Gap yang terbentuk di antara sel yang terinfeksi dan sel sehat pada tempat terjadinya infeksi patogen. Lapisan ini mengelilingi infeksi. Perlahan-lahan lapisan ini mengerut, mati dan mengelupas Lapisan ini terbentuk pada daun aktif dan muda dari pohon buah batu (stone fruits) setelah infeksi dari beberapa jamur, bakteri atau virus – membawa serta patogen yang menginfeksi Abscission layer- amputative resistance Contoh. Xanthomonas pruni and closterosporium carpophylum pada daun peach

25 Abscission layers

26 c.Tyloses Tyloses terbentuk di dalam pembuluh kayu (xylem) pada sebagian besar tanaman di bawah kondisi stress dan selama invasii dari patoge penyerang pembuluh kayu. Adalah protoplas yang tumbuh berlebihan dari sel parenkim hidup yang terdekat yang menonjol ke arah saluran pembuluh kayu melalui lubang. Tyloses bersifaat selective permeable terhadap air dan nutrisi. Tyloses menghalangi penyebaran lanjut patogen Eg: Fusarium oxysporum f.sp. batatas-wilt of sweet potato

27 Perkembangan Tyloses di dalam saluran pembuluh kayu A) longitudinal; B) memotong menyilang

28 Mekanisme Penghalang Sel
Hyphal sheathing : Hifa yang memenetrasi dinding sel dan tumbuh ke dalam sel dibungkus oleh sarung sellulose (sheath) Menarik ke arah dalam dari dinding sel inang di sekeliling haustorium Contoh. Botrytis cinera

29

30 NECROTIC STRUCTURAL DEFENSE REACTION

31 NECROTIC STRUCTURAL DEFENSE REACTION

32 The Hypersensitive Response
Pertahanan sel yang diinduksi secara lokal. Menghambat pertumbuhan patogen. Dimulai dengan pengenalan oleh tanaman inang dari patogen khusus yang menghasilakn sinyal molekul, yang disebut “elicitor”.

33 HYPERSENSITIVE REACTION

34

35 Ketahanan KIMIA tanaman

36 Preexisting chemical defense
Released into environment: Fungitoxic exudates, phenolic compounds (eg. Red and yellow onion cannot be infected by smudge, whereas white one can be infected because of lacking catechol), coumarins

37 Inhibitors in plant cells before infection:
tannins, catechin, saponins (eg. Tomatine, avenacine), low molecular proteins – phytocystatins, lectins, glucanases and chitinases contained in surface cells

38 TERIMA KASIH