Seed Borne Disease

Penyakit Terbawa Penyakit  Terbawa Benih  Benih

Coba saudara Diskusikan?

Apa itu Patogen ? Apa itu Penyakit? Apa itu Benih ? 

Coba saudara Diskusikan?

Apa itu Patogen ? Apa itu Penyakit? Apa itu Benih ? 

Patogen : Organisme atau struktur penyebab penyakit  Penyakit : Gangguan fisiologis yang berlangsung terus menerus dan menerus  dan disebabkan faktor primer 



Benih : Struktur perbanyakan perbanyakan tanaman  tanaman yang berasal dari benih atau dari hasil perbanyakan vegetatif.

Istilah 

Seed born pathogen: setiap penyebab infeksi yang berasosiasi dengan benih dan mempunyai potensi untuk menyebabkan penyakit (Cendawan, Bakteri, Virus, Nematoda)



Seed born disease: suatu penyakit dimana patogen penyebabnya terbawa di permukaan, di dalam atau bersama benih; sehingga akan terlihat gejala penyakitnya dan benih nyata terserang penyakit.

Istilah 

Seed-borne (terbawa benih) : dipermukaan dan dalam  jaringan benih atau terbawa bebas bersama benih



Seed transmission (tertular melalui benih) : dari benih ke tanaman berikut yang berasal dari benih tersebut



Penyakit benih ini dapat menyebabkan kerusakan dalam bentuk perubahan warna, bentuk, nekrose, penurunan daya kecambah, dan mengurangi nilai biji (benih).



Penyebab utama kerusakan pada benih adalah jamur, bakteri, dan virus (patogen).



Benih dapat diserang patogen sebelum biji (benih) berkecambah (pre emergence damping off ), sedang apabila menyerang setelah muncul kecambah disebut post emergence damping off .

PERLU DIPERHATIKAN ! 1. Patogen dapat menimbulkan penyakit pada benih itu sendiri, pada waktu berkecambah, tanaman masih muda atau pada waktu tanaman menjelang panen. 2. Patogen dapat menjadi sumber infeksi untuk tanaman lain 3. Patogen dapat merupakan sumber penyakit bagi pertanaman pada musim-musim selanjutnya. 4. Patogen dapat terbawa benih dalam jarak yang jauh. 5. Patogen yang terbawa benih kemungkinan besar lebih banyak menimbulkan kerugian di daerah baru daripada derah asal

Apa Saja Kerugian Akibat Penyakit Terbawa Benih ?

Kerugian akibat penyakit benih Berpotensi untuk menimbulkan kerusakan terhadap: 1. Benih sewaktu disimpan, terutama cendawan gudang. Contoh:  Aspergillus, Penicillium 2. Kecambah sewaktu benih ditanam; gagalnya perkecambahan Contoh:(Culvularia sp.,Fusarium sp.)atau busuk kecambah/bercakbercak (Alternaria sp.) 3. Tanaman yang tumbuh dari benih terinfeksi

 Aspergillus 

Kerusakan dan kerugian akibat patogen terbawa benih 

Penurunan vigor bibit, Pertumbuhan bibit abnormal,



Kerusakan dan gangguan fisiologis pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman, masa panen dan gangguan di tempat penyimpanan



Menurunkan daya kecambah, Meningkatkan kematian bibit / tanaman muda



Meningkatkan perkembangan penyakit di lapangan



Benih sebagai pembawa suatu patogen baru atau strain patogen baru ke suatu tempat sehingga akan menimbulkan ledakan suatu penyakit (outbreak) di tempat tersebut



Benih yang terinfeksi atau membawa patogen sering terkontaminasi oleh toksin (seperti mikotoksin) yang dihasilkan patogen tersebut. Toksin tersebut akan merubah nilai nutrisi benih tersebut

Kerugian akibat penyakit benih 

Penyakit terbawa benih berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap kualitas benih komersial.



Patogen terbawa benih tanaman menyebabkan kehilangan hasil dan menurunkan kualitas produksi.



Penyakit terbawa benih juga berdampak pada pengujian mutu benih dilaboratorium seperti rendahnya daya berkecambah benih akibat infeksi benih maupun kecambah selama masa pengujian.



Patogen terbawa benih juga dapat menurunkan kualitas benih selama masa penyimpanan.

Contoh ledakan OPT terkait benih tanaman 





Bakteri kanker pada tomat (Corynebacterium michiganense) dari USA masuk ke Inggris via benih yang diimpor 1942 dan menyebar ke Irlandia 1947 Akar gada (Plasmodiophora brassicae) pada kubis-kubisan di Indonesia sejak pertengahan abad 20 tersebar dari Sumatera bagian utara ke Jawa (Cipanas, Lembang)

C.michiganense

P. brassicae

Cacar daun teh (Exobasidium vexans) diduga dari Srilangka menyebar ke Indonesia dan menghancurkan tanaman the sejak pertengahan abad 20 E. vexans

Kasus Patogen dan Penyakit Terbawa Benih di Indonesia 

Cacar daun teh (Exobasidium vexans)



Akar gada (Plasmodiophora brassicae)



Bunchy Top pada pisang



Antraknosa cabai (Colletotrichum capsici)



Antraknosa kedelai (C. truncatum)



Hawar daun (Helminthosporium spp) pada jagung



Nematoda sista kuning (Globodera sp) pada kentang



Phoma lingam pada kubis di Tawangmangu



Nekrosa (Phoma sp) pada tomat di Kuningan

Akar Gada

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Kasus Patogen dan Penyakit Terbawa Benih di Indonesia 

Antraknosa pada Cucurbitacea

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Black Rot of Crucifers (Xanthomonas campestris pv. campestris) 

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno



Gejala pada benih kedelai yang berasosiasi dengan virus:



Soybean Mosaic virus (SMV)



Bean Pod Mottle virus (BPMV)



Tobacco Streak virus (TSV)

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Sumber : Bonny Poernomo Wahyu Soekarno

Lokasi Patogen pada Benih Kontaminasi

Di dalam  Jaringan Benih Terbawa bebas bersama benih

•

•

•

•

•

Dipermukaan benih

Melalui proses infeksi Patogen mapan dan bertahan

Patogen pada sisa tanaman,butiran tanah Struktur khusus

Kontaminasi  



Infestasi atau kontaminasi pada permukaan kulit biji Terbawa sebagai propagul (exp.sklerotium), melalui sisa tanaman yang terinfeksi atau butiran tanah yang terinfestasi Terjadi ketika panen, atau pasca panen

Infeksi Patogen pada Jarngan Benih 

Langsung terjadi dari jaringan tanaman induk



Penularan dari luar (infeksi sistemik melalui stigma, infeksi melalui dinding ovari dan kulit biji, infeksi melalui tangkai bunga dan buah)

Mekanisme infeksi patogen pada benih

Hubungan antara patogen dan benih 



INFECTED : Patogen terbawa secara internal dan berada di dalam jaringan benih INFESTED: Patogen terbawa sebagai kontaminan pada permukaan benih

Pemindahan Patogen Lewat Benih Patogen yang terbawa biji pada prinsipnya dapat dibedakan;  Biji yang terinfeksi (infected ), patogen yg.menginfeksi biji mengadakan penetrasi pada jaringan atau biji atau dapat juga menetap dalam bentuk istirahat  Biji yang mengalami kontaminasi (infested ), patogen biasanya terjadi di permukaan biji  Biji tercampur  dengan jaringan tanaman yang terinfeksi patogen

Pola hubungan patogen terbawa benih dan penyebaran di lapang 

Patogen terbawa benih dan tertular melalui benih



Patogen terbawa benih bersifat tular benih dan tular tanah



Patogen terbawa benih bersifat tular benih dan tersebar melalui udara



Patogen bersifat tular benih dan tular serangga



Patogen bersifat tular benih dan tular nematoda

Kelompok Patogen Terbawa dan Tertular Benih

Cendawan Bakteri Virus Nematoda 

Cendawan Patogen Terbawa Benih 

Kelompok terbesar patogen terbawa dan tertular benih. Sebagian besar penyakit tanaman disebabkan oleh cendawan.



Sering menimbulkan gejala busuk benih, rebah kecambah, busuk akar dan batang, hangus, hawar daun



Sebagian menunjukan gejala khas dan sebagaian besar tidak menunjukan gejala pada benih



Terbawa benih dalam bentuk spora dorman seperti chlamidospore dan oospora, struktur sklerotia

Cendawan Patogen Terbawa Benih 

Morfologi Multiselular (banyak sel), eukariotik (berinti sejati), berbentuk benang(filamen). Hifa membetuk miselium. Dibentuk struktur spora dan penyangga spora .



Cara infeksi Secara aktif menembus sel/jaringan tanaman, atau melalui luka, lubang alami tanaman, dan bantuan serangga

Cendawan Patogen Terbawa Benih 

Struktur bertahan Spora bertahan (dorman) seperti klamidospora, oospora, sklerotia



Penyebaran Melalui angin, air, benih, bahan perbanyakan vegetatif, tanah dan lain lain



Gejala yang ditimbulkan Bercak daun, hawar, klorosis, layu pembuluh, busuk akar,



Tanda penyakit berupa struktur seperti spora, hifa, tubuh buah

Cendawan Patogen Terbawa Benih  





Umumnya perkembangannya lambat Dapat terjadi pada suhu udara yang lebih luas batas batasnya. Beberapa Cendawan telah diketahui menyerang biji bijian seperti: Padi, Jagung, Sorghum, Kacang kacangan Genus yang penting: Fusarium, Helminthosporium, Alternaria, Cladosporium, Aspergillus, Phoma, Cephalothecum, Ophiobolus, Stenphyllium, Rhizopus dan Penicilium.

Cendawan Patogen Terbawa Benih Penicillium sp:  Mematikan embrio  Menimbulkan perubahan warna pada biji  Perubahan biokimia  Menghasilkan racun bagi manusia & hewan  Aspergillus sp  Dapat meluas di permukaan biji  Dapat mematikan embrio  Menghasilkan racun terhadap manusia dan hewan.

Cladosporium





Cendawan lapangan (field fungi ): sebelum panen & bersifat parasit (mis: Alternaria, Curvularia, Drechslera, Fusarium, Cercospora Cendawan simpanan: (storage fungi ): di penyimpanan bersifat saprofit/parasit fakultatif (mis: Penicillium, Aspergillus, Chaetomium).

Cendawan Lapangan: 1. Menyerang biji biji prapanen/pada waktu panen 2. Sebagian besar tidak memproduksi toksin, dan tidak begitu berperan terhadap kerusakan biji yang disimpan 

Cendawan pasca panen: 1. Menyerang biji bijian terutama selama penyimpanan 2. Sebagian besar dapat tumbuh pada substrat dengan tekanan osmosis tinggi dan memproduksi toksin. 

Terjadinya Infeksi Dan Kontaminasi Pada Biji-biji Yang Disimpan 

  

Satu patogen dengan patogen lain berbeda, contoh: ada 3 patogen lewat biji yang menyebabkan menyebabkan infeksi sistemik pada Barley berbeda dalam perkembangannya & infeksinya. Ustilago nuda (loose smut) smut) infeksi pada bunga, menetap sebagai hifa dorman dlm embrio U.hordei  (covered smut), smut), patogen kontaminan pada permukaan dari lapisan kulit bagian luar Drechslera graminae graminae (barly leaf stripe) str ipe) ,  , patogen menetap sebagai hifa dorman di dalam lapisan kulit bag luar.

Bakteri Patogen Terbawa Benih 

Organisme prokariotik



Sering menimbulkan penyakit busuk benih, layu, busuk basah, busuk pada pangkal batang, hawar, pustule

Bakteri Patogen Terbawa Benih 

Morfologi



Terdiri satu sel, prokariotik, Berbentuk batang, dinding sel terbungkus kapsul, mempunyai flagela (sejenis ekor untuk bergerak)



Gejala yang ditimbulkan



Busuk lunak berlendir, bercak daun, hawar daun, busuk batang, busuk buah, busuk biji dan umbi, kanker, kanker batang, bata ng, layu pembuluh

Bakteri Patogen Terbawa Benih 

Tanda penyakit



Lendir (Bacterial ooze) pada bagian tanaman yang menunjukan gejala



Cara infeksi



Melalui luka, lubang alami tanaman (seperti stomata, sel lenti , hidatoda) dan serangga vektor



Kelompok bakteri tumbuhan



Genus Clavibacter, Erwinia, Pseudomonas,  Xanthomonas dan Streptomyces

Bakteri Patogen Terbawa Benih Beberapa bakteri terbawa benih:  Padi : ( Xanthomonas oryzae), gejala: mati kecambah, leaf blight dan bertahan dalam endosperm   Jagung : (Erwinia carotovora), gejala: busuk batang & pembungaan  Kedelai : (Pseudomonas glycine), gejala: Bacterial blight; P. solanacearum, gejala layu bakteri ; Xanthomonas phaseoli , gejala pustul bakteri  X.campestris), gejala busuk hitam  Kubis : (  Tomat : (Corynebacterium michiganense), gejala: kanker pada berbagai bagian tanaman (soil born); P.punctulans, gejala bercak daun bakteri; X.vesicatoria gejala bercak hitam. 

Bacterial Canker Symptoms

Bacterial Spot Symptoms

Bacterial Speck Symptoms

Spots smaller, more shallow

Bacterial Blight symptoms

Cercospora Blight symptoms

Alternaria Blight symptoms

Secara umum Gejala penyakit yang disebabkan oleh bakteri: 

 

1. Penyakit bercak: penyakit hawar daun disebabkan oleh P. syringae; 2. Penyakit Layu bakteri disebabkan Ralstonia solanacearum 3. Penyakit busuk pada sayuran: Erwinia carotovora

Virus Terbawa Benih 

Sekitar 20 % virus tumbuhan yang diketahui terbawa dan tertular melalui benih



Virus terbawa benih terjadi terutama jika tanaman induk terinfeksi secara sistemik pada saat pembungaan dan proses pembuahan (bisa melalui serbuk sari terinfeksi)

Virus Terbawa Benih 

Morfologi Virus bukan sebagai mahluk hidup karena tidak dapat melakukan metabolisme, tetapi virus mempunyai ciri mahluk hidup karena virus mampu melakukan perbanyakan (berkembang biak) dan mempunyai struktur asam nukleat.



Reproduksi Sebagai Parasit obligat, virus harus “memelihara” sel tanaman agar tetap hidup, dan “bereproduksi” secara replikasi.



Tempat bertahan  Jaringan tanaman hidup, vektor dan benih

Virus Terbawa Benih 

Gejala yang ditimbulkan Menguning, mosaik, bercak, kerdil, perubahan  warna



Tanda penyakit Hanya bisa dilihat melalui mikroskop elektron.



Penyebaran dan Penularan Perbanyakan vegetatif, benih, serbuk sari, serangga, tungau, nematoda, cendawan, tali putri, secara mekanik dengan sap (cairan perasan tanaman sakit yang mengandung virus).

 Tomato Mosaic Virus symptoms

Virus Terbawa Benih 

Karena kontaminasi pada kulit biji; Ex: TMV pada biji tomat; awalnya melekat pd kulit biji, dan setelah berkecambah virus menyerang



Virus terdapat pada jaringan embrio melalui ovari/serbuk sari, mis.Virus kentang. Sehingga perlu dilakukan pengujian 2 generasi secara vegetatif karena virus terlihatnya lambat

Nematoda Parasit Terbawa Benih 

Kelompok hewan yang mirip dengan cacing, membutuhkan lapisan film untuk aktivitas dan mobilitas



Nematoda pathogen dicirikan dengan stilet



Menyebabkan puru akar, bintil, gejala menguning pada daun,



Genus yang sering terbawa benih adalah Anguina, Aphelenchoides, Ditylenchus, Heterodera, Rhadinaphelenchus

Nematoda Parasit Terbawa Benih 

Morfologi



Kelompok hewan yang berbentuk cacing ( mikroskopis),panjang 300-1000 μm dan diameter 15-35 μm, transparan dan tidak bersegmen. Pada bagian mulut terdapat stilet dan berfungsi sebagai alat untuk menusuk dan menghisap makanan dari sel- sel inang.



Reproduksi



secara kawin (amfimiktik) atau tanpa kawin (partenogenetik). Nematoda betina dewasa menghasilkan telur.

Nematoda Parasit Terbawa Benih  

Tempat bertahan Telur dan larva dapat bertahan di tanah, tapi juga dalam jaringan tanaman dan benih. Hidup di dalam  jaringan tanaman (endoparasit) atau dipermukaan  jaringan tanaman (ektoparasit)



Gejala yang ditimbulkan



Kerdil, klorosa, lesio pada akar, membentuk puru akar



Penyebaran



Menyebar secara aktif atau secara pasif terbawa tanah, air, angin, benih, bahan perbanyakan vegetatif, alat-alat pertanian.

Nematoda Parasit Terbawa Benih

Seed gall nematodes ( Anguina tritici) pada gandum



Dapat bertahan hingga 38 tahun

Nematoda Sista Kentang (Globodera Spp.) 

Nematoda Puru Akar (Meloidogyne spp.) 

Nematoda Daun Dan Tunas (Aphelenchoides) 

Ditylenchus spp 

Cara Deteksi Patogen terbawa Benih



Deteksi cendawan terbawa benih



Metode Blotter (inkubasi)



Pertumbuhan rantai konidia Alternaria tenuis pada benih padi 

Uji Kesehatan Benih 

Untuk mengetahui adanya inokulum yang patogenik, sehingga dapat ditentukan kondisi kesehatan dari kelompok benih, karena faktor kesehatan merupakan faktor penentu nilai lapangan dari benih



Mempelajari penyebab dari abnormalitas dari kecambah dalam uji daya kecambah.

Kenapa pengujian benih penting? 

Penyakit pada benih dapat mengganggu perkecambahan dan pertumbuhan benih dengan demikian dapat merugikan kualitas dan kuantitas hasil



Benih dapat menjadi pengantar baik hama dan penyakit ke daerah lain dimana hama dan penyakit itu tidak ada sebelumnya.

 Tujuan Pengujian Kesehatan Benih 

Karantina terutama dalam usaha mencegah masuknya penyakit baru dari negara lain, mencegah meluasnya penyakit di dalam negeri dan negara lain



Sertifikasi benih dalam usaha menghilangkan atau memgurangi patogen yang terbawa benih



Untuk memperoleh gambaran mengenai keadaan tanaman di pesemaian maupun di lapang

 Tujuan Pengujian Kesehatan Benih 

Mengevaluasi kualitas biji yang akan disimpan untuk keperluan kosumsi atau untuk penanaman



Untuk mengetahui perlu tidaknya dilakukan perawatan benih sebelum diadakan penanaman atau penyimpanan benih



Mengevaluasi efek fungisida untuk keperluan perwatan benih



Mengadakan survey patogen yang terbawa benih sehingga dapat diketahui penyebaran patogen terutama yg dapat menginfeksi & menginfestasi biji