Interaksi inang-patogen pada penyakit kudis ubijalar (Elsinoe batatas)

MARTANTO, Eko Agus, Promotor Prof.Dr.Ir. Christanti Sumardiyono, SU

2004 | Disertasi | S3 Ilmu Pertanian

Penyakit kudis yang disebabkan oleh jamur Elsinoë batatas (Saw.) Jenkins & Viegas merupakan penyakit utama pada ubijalar. Morfologi ubijalar tidak berpengaruh terhadap perkembangan penyakit kudis, sehingga perhatian perlu diarahkan pada sisi keragaman anatomi dan biokimia kultivar ubijalar yang terinfeksi E. batatas. Kombinasi sifat struktural dan reaksi biokimiawi pada interaksi inangpatogen berbeda antara setiap sistem interaksi inang-patogen, bahkan pada interaksi yang sama dapat menghasilkan kombinasi reaksi yang berbeda. Salah satu tanggapan jaringan tumbuhan terhadap infeksi patogen adalah meningkatnya senyawa fenol. Infeksi patogen pada ubijalar akan menyebabkan akumulasi asam salisilat, dan terjadinya peningkatan aktivitas peroksidase yang memacu lignifikasi pada sel sekitar daerah infeksi. Infeksi oleh patogen juga sering memacu inang untuk membentuk lapisan gabus di sekeliling tempat infeksi. Lignin dan lapisan gabus akan menghambat proses infeksi dan penyebaran racun yang dikeluarkan patogen. Respon ubijalar terhadap infeksi patogen sampai saat ini belum diketahui, sehingga tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui interaksi inang-patogen pada penyakit kudis ubijalar. Bahan tanaman adalah setek ubijalar kultivar Muaratakus, Cangkuang, Mlg 12549, dan kultivar Malothok. Isolat jamur E. batatas yang digunakan adalah isolat paling virulen hasil uji virulensi di laboratorium dan lapangan (WO2). Pengujian virulensi isolat dan ketahanan kultivar ubijalar dilakukan di laboratorium dan lapangan. Waktu dan persentase perkecambahan konidium E. batatas diamati pada agar air 2% yang mengandung filtrat daun ubijalar dan pada medium agar air 2% yang mengandung asam salisilat. Analisis kandungan asam salisilat dilakukan dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi. Aktivitas peroksidase diamati dengan spektrofotometer. Untuk melihat adanya lignifikasi, irisan tipis daun dicat dengan phloroglucinol 1-2% dalam alkohol 95% dan dibilas dengan larutan campuran HCl dan air dengan komposisi 1:3. Untuk melihat adanya suberisasi, irisan tipis daun dicat dengan larutan Sudan III dalam alkohol 80%, dan dicuci dengan alkohol 50%. Dari hasil pengujian virulensi di laboratorium maupun di lapangan isolat WO2 digunakan untuk uji selanjutnya. Berdasarkan hasil pengujian ketahanan di laboratorium dan di lapangan, kultivar Muaratakus tahan, kultivar Cangkuang agak tahan, kultivar Malothok agak rentan, dan kultivar Mlg 12549 rentan terhadap penyakit kudis. Persentase perkecambahan konidium E. batatas pada agar air 2% yang mengandung filtrat daun ubijalar Muaratakus (tahan) lebih kecil daripada dalam filtrat daun Malothok (rentan). Dari pengujian perkecambahan konidium pada agar air 2% yang mengandung asam salisilat terlihat bahwa semakin tinggi kandungan asam salisilat, makin rendah konidium yang berkecambah. Kandungan asam salisilat dalam daun terinfeksi pada kultivar Muaratakus (tahan) baru terdeteksi enam hari setelah inokulasi, sementara kultivar lainnya belum terdeteksi. Pada sembilan hari setelah inokulasi, kandungan asam salisilat kultivar Muaratakus (tahan) lebih tinggi daripada kultivar Mlg 12549 (rentan). Aktivitas peroksidase sudah dapat terdeteksi dalam daun tanaman sehat (sebelum inokulasi). Aktivitas peroksidase meningkat dan mengalami puncaknya pada enam hari setelah inokulasi. Pada hari ke-9, aktivitas peroksidase mengalami penurunan. Aktivitas peroksidase kultivar Muaratakus (tahan) lebih besar daripada kultivar Mlg 12549 (rentan). Pada kultivar Mlg 12549 (rentan) dan Muaratakus (tahan) terjadi lignifikasi enam hari setelah inokulasi. Jumlah sel terlignifikasi kultivar Muaratakus (tahan), lebih banyak daripada kultivar Mlg 12549 (rentan). Suberisasi jaringan terinfeksi mulai terjadi tiga hari setelah inokulasi pada sel mulut kulit. Pada kultivar Mlg 12549 (rentan) suberisasi sudah tidak terdeteksi pada 14 hari setelah inokulasi, sedang pada kultivar Muaratakus (tahan) proses suberisasi masih dapat dideteksi pada hari ke 21 setelah inokulasi.

Scab, caused by Elsinoë batatas (Saw.) Jenkins & Viegas, is a major disease on sweet potato. Morphology of sweet potato leaf does not influence to the development of scab disease, so interest was then focused on the anatomy and biochemical diversity of infected sweet potato by E. batatas. Combination of structural properties and biochemical reactions on host-pathogen interaction differs for each system; even for a certain system, the same combination may lead to a different reaction. One of the respon of infected plant tissues is the increase of phenolic compounds production. Pathogen infection on sweet potato will cause the accumulation of salicylic acids, and the increase of peroxidase activity which will lead to the induction of lignification of cells surrounding the infection sites. Pathogen infection frequently induces the formation of suberin layer on the surrounding site of the infected cells. These lignin and suberin layer will inhibits the process of infection and spreading toxin produced by the pathogen. The respon of sweet potato to pathogen have not been known yet, so the aim of this research was to know host-pathogen interaction on sweet potato scab. There were four sweet potato cultivars used in this experiment, Muaratakus, Cangkuang, Mlg 12549, and Malothok E. batatas used in this research was the most virulence isolate as indicated from the virulence test in laboratory and in the field (WO2). Isolate virulence and sweet potato cultivars test resistance were carried out in the laboratory and in the field. Time and percentage of conidia germination were investigated using 2% water agar containing sweet potato leaf filtrate and 2% water agar containing salicylic acid. Analysis of salicylic acid content was done using High Performance Liquid Chromatography. Peroxidase activity was assayed using spectrophotometry. To visualise the lignification, cross section of leaves were done by free hand section then stained with phloroglucinol 1-2% in 95% alcohol, and then rinsed in 1: 3 (v : v) mixture of HCl and water. To find out the suberization, cross section of leaves were stained with Sudan III in 80% alcohol, followed by rinsed in 50% alcohol. Results of virulence test in the laboratory as well as in the field showed that WO2 the most virulent isolate and it was then used for furthen study. Resistance test in the laboratory and in the field showed that Muaratakus was the most resistant cultivar, Cangkuang was moderatly resistant, Malothok was moderatly susceptible, and Mlg 12549 was susceptible to scab. Percentage of conidia germination in 2% agar media containing Muaratakus leaf filtrate was smaller than Malothok one. Test on the effect of salicylic acid in 2% agar media on the E. batatas conidia germination showed that the higher of salicylic acid concentration, the lower conidia germination produced. The salicylic acid content in the infected leaf tissues of Muaratakus cultivar was detected six days after inoculation,while in other cultivars was undetectable. At nine days after inoculation, salicylic acid content on resistant cultivar, Muaratakus, was significantly higher than that of susceptible cultivar, Mlg 12549. xvi Peroxidase activity was detected in leaves of healthy plants (before inoculation). Peroxidase activity increased and reached optimum level at six days after inoculation. Nine days after inoculation, peroxidase activity decreased. Peroxidase activity of resistant cultivar Muaratakus was higher than of the susceptible one, Mlg 12549. On Mlg 12549 and Muaratakus cultivars, lignification were detected at six days after inoculation. Lignified cells on Muaratakus cultivar was greater than on Mlg 12549 one. Suberization in infected tissues was appeared three days after inoculation in stoma cells. In susceptible cultivar, suberization could not be detected anymore at 14 days after inoculation, while suberization in resistent cultivar Muaratakus could still be detected even up to 21 days after inoculation.

Kata Kunci : Penyakit Tanaman Ubi Jalar, Kudis,Interaksi Inang Patogen.