Kajian Dinamika Populasi Xanthomonas oryzae pv. oryzae pada Pertanaman Padi dengan Bakteriofag

Annisa Lisa Andriyani, Prof. Dr. Ir. Triwidodo Arwiyanto, M.Sc. ; Dr. Ir. Sedyo Hartono, M.P.

2025 | Tesis | S2 Fitopatologi

Penyakit Hawar daun bakteri akibat infeksi Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) merupakan penyakit polisiklik utama pada padi (Oryza sativa L.) yang menyebabkan kehilangan hasil signifikan dan bersifat persisten antar musim melalui berbagai sumber inokulum, termasuk tanah sebagai reservoir. Penelitian ini menganalisis dinamika populasi Xoo dan bakteriofag pada padi varietas rentan (Ciherang) dan tahan (Mekongga) menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap faktorial di rumah kaca, dengan pengamatan periodik setiap lima hari selama dua bulan. Isolat bakteri yang digunakan merupakan isolat Xoo tipe liar Srandakan (Xoo-wt) dan mutan resisten rifampisin (Xoo-rif) dari Bantul, Yogyakarta, dengan tanah yang mengandung bakteriofag dari lokasi yang sama untuk meminimalkan bias. Populasi Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) dihitung berdasarkan jumlah koloni viabel yang tumbuh pada media agar yang mengandung rifampisin, sementara bakteriofag dikuantifikasi melalui perhitungan unit pembentuk plak (plaque-forming units, PFU) menggunakan metode pengenceran bertingkat pada double layer agar (DLA). Hasil analisis ANOVA dan uji lanjut Tukey menunjukkan bahwa tanah basah secara signifikan meningkatkan kepadatan bakteriofag pada inokulasi Xoo-wt (p<0>0.05), namun interaksi antara tanah, tanaman, dan isolat secara statistik memengaruhi dinamika populasi, dengan intensitas penyakit tertinggi tercatat pada padi varietas  Ciherang yang diinokulasi Xoo-rif. Temuan ini menegaskan pentingnya peran faktor eksternal dalam mempertahankan ekosistem dan mendukung pengembangan strategi pengendalian hayati presisi berbasis rekayasa lingkungan. 

Bacterial leaf blight, caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), is a major polycyclic disease of rice (Oryza sativa L.) that results in substantial yield losses and persists across growing seasons via diverse inoculum sources, including soil reservoirs. This study investigated the population dynamics of Xoo and its associated bacteriophages on a susceptible rice variety (Ciherang) and a resistant variety (Mekongga), using a factorial randomized complete block design (RCBD) in a greenhouse setting. Observations were conducted every five days over a two-month period. The bacterial isolates included a wild-type Xoo strain from Srandakan (Xoo-rif) derived from Bantul, Yogyakarta. To minimize environmental bias, soil containing native bacteriophages from the same location was used. Xoo populations were quantified by viable colony counts on rifampicin-supplemented agar, while bacteriophage abundance was assessed by enumerating plaque-forming units (PFU) through serial dilutions using the double-layer agar (DLA) method. Analysis of variance (ANOVA), followed by Tukey’s post hoc test, revealed that moist soil significantly increased bacteriophage density in Xoo-rif remained viable for over 45 days in the absence of host plants, while bacteriophage persistence was contingent upon the presence of compatible Xoo hosts and favorable environmental conditions. No significant differences in bacterial or bacteriophage densities were observed between rice varieties (p > 0.05); however, interactions among soil moisture, plant genotype, and bacterial isolate significantly influenced population dynamics. Peak disease severity was recorded in Ciherang plants inoculated with Xoo-rif. These findings underscore the pivotal role of soil conditions in stabilizing the rice–Xoo–bacteriophage pathosystem and offer a foundation for precision biocontrol strategies through environmental modulation.

Kata Kunci : bakteriofag, dinamika populasi, mutagenesis, Xanthomonas oryzae pv. oryzae