DIVERSITY AND PATHOGENICITY OF FUSARIUM OXYSPORUM F. SP. CUBENSE (FOC) RACE 4, THE CAUSAL AGENT OF FUSARIUM WILT OF BANANA IN INDONESIA

Arif Wibowo, Ir.,M.Agr.Sc., Prof. Dr. Ir. Siti Subandiyah, M.Agr.Sc.

2011 | Disertasi | S3 Fitopatologi

Layu fusarium pisang yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) adalah salah satu penyakit yang paling merusak dalam budidaya pisang di daerah tropis. Meskipun penyakit layu fusarium pisang dapat ditemukan di berbagai daerah di Indonesia, penyebaran penyakit, variabilitas genetik dan aspek biologis dari jamur patogen tersebut belum diketahui secara rinci. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) penyebaran ras 4 Foc di Indonesia; (2) variasi morfologi, fisiologi dan genetik ras 4 Foc; (3) peranan enzim pektinolitik dan asam fusarat yang diproduksi oleh ras 4 Foc terhadap patogenisitas jamur dan (4) tanggapan tanaman pisang terhadap infeksi ras 4 Foc. Survei dilakukan di daerah endemik di Jawa, Lampung (Sumatera), Bangka dan Kalimantan Timur untuk untuk memperoleh isolat Foc. Uji pembentukan senyawa volatil pada medium nasi dilakukan untuk semua isolat Foc. Biakan jamur yang menghasilkan senyawa volatil diduga sebagai ras 4 Foc. Analisis VCG (vegetative compatibility group) dilakukan dengan menggunakan tester nit ras 4 Foc. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ras 4 Foc telah ditemukan di Jawa, Lampung (Sumatera) dan Kalimantan Timur. Dari total 79 isolat Foc, 45 isolat termasuk dalam tipe odoratum dan diduga sebagai ras 4 Foc. Hasil analisis VCG menunjukkan bahwa hanya 10 isolat yang beranastomosis dengan tester nit ras 4 Foc yaitu, VCG 01213/16 dan 0120. Dengan demikian, 10 isolat jamur tersebut termasuk dalam ras 4 Foc. Variasi morfologi, fisiologi dan genetik terjadi pada isolat ras 4 Foc. Primer khusus untuk ras 4 Foc tropika mampu mengamplifikasi fragmen 1400 bp dari tujuh isolat Foc (Bnt2, Mln1, Srg1, Bgl3, Bgl6, Lmp1 dan Kjg1). Uji patogenisitas menunjukkan bahwa isolat Lmp1 mempunyai virulensi yang tertinggi, sedangkan Wsb5 mempunyai virulensi yang terendah. Poligalakturonase dan pektat liase yang dihasilkan oleh Foc bukanlah faktor utama yang mempengaruhi virulensi jamur. Adapun selulase mungkin berpengaruh terhadap virulensi Foc. Tidak semua isolat ras 4 Foc menghasilkan asam fusarat yang terdeteksi dengan menggunakan TLC. Percobaan lapangan menunjukkan bahwa penyakit layu fusarium hanya ditemukan pada kultivar Barangan (AAA), namun tidak pada kultivar Panjang (AAB), Kepok Kuning (ABB) dan Puju (ABB). Aktivitas peroksidase pada kultivar pisang yang resisten terhadap Foc (Kepok Kuning/ ABB) lebih tinggi daripada kultivar pisang yang rentan (Barangan/ AAA).

Fusarium wilt of banana caused by Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) is one of the most damaging diseases in tropical banana cultivation. Even though fusarium wilt of banana can be found in many regions in Indonesia, disease spreading, genetic variability and biological aspect of the fungal pathogen have not been known in detail.The study was aimed to understand: (1) the spreading of Foc race 4 in Indonesia; (2) the morphological, physiological and genetic variation of Foc race 4; (3) the role of extracellular enzymes and fusaric acid produced by Foc race 4 on the fungal pathogenicity and (4) the response of banana and peroxidase activity in banana roots towards Foc race 4 infection. Survey was conducted in endemic areas in Java, Lampung (Sumatera), Bangka and East Kalimantan in order to collect Foc. All Foc isolates were tested for volatile compounds production on rice media. Fungal cultures which produce volatile compounds were classified as putative Foc race 4 and examined their vegetative compatibility groups (VCGs) with nit tester of Foc race 4. The results showed that Foc race 4 had been found in Java, Lampung (Sumatera) and East Kalimantan. From a total of 79 Foc isolates, 45 isolates were classified as odoratum type and classified as putative Foc race 4. However, VCG analysis showed that only 10 isolates anastomosed with nit tester of Foc race 4 i.e. VCGs 01213/16 and 0120. Therefore, the 10 isolates collected were belong to race 4. Morphological, physiological and genetic variation occurred among Foc race 4 isolates. Specific primer for Foc tropical race 4 could amplify 1400 bp fragment from seven Foc isolates (Bnt2, Mln1, Srg1, Bgl3, Bgl6, Lmp1 and Kjg1). Pathogenicity trial showed that Lmp1 was the most virulence, whereas Wsb5 was the least virulence isolate. Polygalactuonase and pectate lyase produced by Foc was not the major factors influencing the fungal virulence. However, cellulase might influence the virulence of the fungal pathogen. Not all Foc race 4 isolates produced a detecable fusaric acid using TLC method. In the field trial, fusarium wilt disease only developed on Barangan (AAA) cultivar, but on Panjang (AAB), Kepok Kuning (ABB) and Puju (ABB) cultivars. Peroxidase activity in Foc resistant banana cultivar (Kepok Kuning/ ABB) roots was higher than those in susceptible one (Barangan/ AAA).

Kata Kunci : Foc, Fusarium wilt, Banana