Loading...

Peran Elisitor Dalam Pengendalian Patogen Tanaman

Peran Elisitor Dalam Pengendalian Patogen Tanaman
Pendahuluan Peningkatan produksi pertanian selalu diharapkan oleh patani baik dari segi kualitas dan kuantitasnya. Namun, peningkatan produksi tidaklah mudah untuk dicapai. Banyak kendala yang dihadapi, salah satunya adalah serangan organisme pengganggu tanaman (OPT). Serangan OPT dilaporkan banyak menimbulkan kerugian yang tidak sedikit, bahkan dapat menyebabkan gagal panen. Oleh karena itu, dibutuhkan tidandakan pengendalian. Saat ini para petani lebih banyak menggunakan pestisida sintetik/kimia, dibanding dengan pestisida nabati, karena pestisida sintetik pembuatannya masal dan murah, serta mempunyai daya bunuh yang cepat (Sastrodihardjo, 1984). Banyak pakar menyarankan, penggunaan pestisida harus tepat. Artinya, pestisida yang diaplikasikan efektif dan ampuh. Selain itu, pengginaan pestisida kimia juga harus bijaksana, artinya dapat menekan dampak negatif pestisida terhadap pengguna, konsumen dan lingkungan serta bersifat ekonomis dan efisien. Penggunaan pestisida yang berlebihan dan cara aplikasi yang tidak bijaksana memberikan dampak negatif, seperti pencemaran lingkungan, kematian hewan non-target, penyederhanaan rantai makanan alami dan keragaman hayati, bioakumulasi/biomagnifikasi, resistensi hama dan terbunuhnya musuh alami (Kardinan, 2001., Havelka, 2009, Mallarangeng, et al., 2012). Perlu diingat bahwa pengembangan pertanian saat ini, mengsyaratkan jaminan produk pertanian yang aman dikonsumsi (food safety attributes), punya kandungan nutrisi tinggi (nutritional attributes) dan ramah lingkungan (Eco Labelling Attributes). Maka untuk merealisasi jaminan produk pangan, beberapa program yang dilakukan antara lain: 1) Program peningkatan ketahanan pangan, 2) Program pengembangan agribisnis, dan 3) Program pengembangan pertanian organik dan penggunaan pestisida. Oleh karena itu, perlu terobosan baru dalam tindakan pengendalian OPT yang aman, murah, dan ramah lingkungan. Pertanian Ramah Lingkungan Konsep pertanian ramah lingkungan adalah konsep pertanian yang mengedepankan keamanan seluruh komponen agroekosistem. Pertanian ramah lingkungan mengutamakan untuk menekan dampak negatif penggunana pestisida bagi lingkungan. Saat ini, telah banyak dikembangkan pestisida alternatif sebagai pengganti pestisida kimia, yaitu pestisida nabati. Pestisida nabati adalah pestisida yang bahan aktifnya berasal dari tanaman atau tumbuhan dan bahan organik lainya yang berkhasiat mengendalikan serangan hama dan patogen pada tanaman. Pestisida nabati saat diaplikasikan dapat mengendalikan serangan hama dan patogen. Nilai lebih dibandingkan dengan pestisida kimia adalah residu pestisida nabati akan hilang di alam. Dengan demikian produk terbebas dari residu pestisda sehingga aman dikonsumsi manusia. Pestisida nabati dapat menjadi alternatif pengendalian hama yang aman dibanding pestisida sintetik. Selain digunakan sebagai bahan untuk membuat pestisida nabati, berbagai tumbuhan telah diteliti berpotensi sebagai elisitor yaitu bayam duri (Amaranthus spinosus), iler/Jawer kotok (Coleus scutellarioides), kenikir (Tagetes erecta), nimba (Azadirachta indica), sirsak (Annona mucicata) dan tapak dara (Cataranthus roseus). Tetumbuhan tersebut ternyata dapat menghasilkan senyawa alkaloid, flavonoid, fenolik, steroid dan terpenoid (Gunaeni, et al., 2015), senyawa metabolit sekunder berpotensi dijadikan sumber gen resisten terhadap hama dan patogen (Leiss, et al., 2011). Tanaman elisitor Tanaman elisitor adalah suatu tanaman yang mengandung senyawa biologis yang dapat menyebabkan peningkatan produksi fitoaleksin apabila diaplikasikan pada tumbuhan atau kultur sel tumbuhan. Elisitor dapat berasal dari bakteri, jamur, virus, senyawa polimer karbohidrat, protein, lemak dan mikotoksin sebagai elisitor biotik (Walters et al., 2013), dan elisitor abiotik seperti sinar UV, ion-ion logam dan hormon dan molekul-molekul pengkode resistensi tanaman (Larroque et al., 2013). Elisitor dapat memicu respon fisiologis, morfologis dan akumulasi fitoaleksin (Namdeo, 2007), sebagai molekul yang mengaktifkan sinyal transduksi dan menyebabkan aktivasi dan ekspresi gen yang terkait dengan biosisntesis metabolit sekunder (Zhao et al., 2005 dan Angelova, et al., 2006). Verma et al., (1996) mendapatkan aktivator alami misalnya glikosida benzoxazinoid dari Zea mays dan glikosiada isoflavonoid dari tanaman kekacangan. Penelitian elisitor alami telah dilakukan Suganda (2000) yaitu ekstrak beluntas (Plucea indica) berpotensi sebagai penginduksi resistensi tanaman cabai merah terhadap penyakit antraknos Colletotrichum gloesporioides. Selanjutnya Somowiyarjo (2001) menunjukkan penggunaan ekstrak tanaman elisitor daun bunga pukul empat (Mirabilis jalapa), daun bunga pagoda (Clerodendrum japonicum) dapat menginduksi resistensi tanaman cabai terhadap virus Gemini. Tumbuhan sambiloto (Andrographis paniculata) berpotensi elisitor tanaman jahe terhadap penyakit layu bakteri Ralstonia solanacearum. Sementara itu, Rampe et al., 2019 mendefinisikan tanaman elisitor adalah suatu tanaman yang mengandung senyawa kimia yang dapat memicu respon fisiologi, morfologi dan akumulasi fitoaleksin, meningkatkan aktivasi dan ekspresi gen yang terkait dengan biosintesis metabolit sekunder. Lebih lanjut dikatakan bahwa elisitor dapat menginduksi resistensi tumbuhan. Elisitor terdiri atas dua jenis yaitu ada elisitor biotik dan abiotik. Elisitor biotik adalah elisitor yang berasal dari bahan hayati meliputi polisakarida, protein, glikoprotein atau fragmen dinding sel yang berasal dari fungi, bakteri, dan tanaman. Elisitor abiotik adalah zat yang dihasilkan dari bahan non hayati berupa logam berat, garam anorganik, pH, stress suhu, cahaya, dan sebagainya. Peran elisitor untuk memacu resistensi tanaman Resistensi tanaman terhadap patogen sering didefinisikan sebagai kemampuan tanaman untuk mengurangi, menghambat atau membatasi serangan patogen. Secara umum tumbuhan akan memberikan respon terhadap serangan patogen dan respon tersebut akan bertanggung jawab terhadap resistensi tanaman terhadap patogen. Akibat adanya serangan patogen akan memberikan reaksi pertahanan untuk melindunginya. Tanaman akan mempertahankan diri dengan dua cara, yaitu (1) adanya sifat-sifat struktural pada tanaman yang berfungsi sebagai penghalang fisik dan akan menghambat patogen untuk masuk dan menyebar di dalam tanaman, dan (2) respon biokimia yang berupa reaksi kimia yang terjadi di dalam sel dan jaringan tanaman sehingga patogen dapat mati atau terhambat pertumbuhannya. Tanaman akan memberikan respon terhadap patogen dengan cara berbeda. Respon tersebut ada yang berinteraksi dan ada yang tidak berinteraksi. Pada kasus tertentu terjadi hubungan yang inkompatibel antara tanaman dan patogen (tanaman adalah resisten) atau hubungan yang kompafibel (tanaman adalah rentan). Namun interaksi yang terjadi antara tanaman dan patogen yang menyerangnya sangatlah rumit dan banyak melibatkan reaksi biokimia. Pada kondisi yang normal, tanaman resisten terhadap kebanyakan mikroorganisme patogen. Hanya relatif sedikit terdapat kombinasi hubungan patogen-inang yang terjadi. Kejadian biokimia yang terdapat pada interaksi tanaman inang dan bukan inang dengan suatu patogen adalah sama, tetapi intensitasnya dan bentuk penampilannya tergantung pada kondisi lingkungan dan fisiologinya. Kombinasi antara sifat struktural dan reaksi biokimia yang digunakan untuk pertahanan bagi tanaman berbeda antara setiap sistem kombinasi inang-patogen. Dapat terjadi pada hubungan inang-patogen yang sama, kornbinasi tersebut dapat berbeda tergantung pada umur tanaman, jenis organ, jaringan tumbuhan yang diserang, keadaan hara tumbuhan, dan kondisi cuaca. Telah banyak penelitian diarahkan pada upaya pengaktifan gen ketahanan tanaman terhadap infeksi mikroba lain atau senyawa kimia. Ketahanan seperti ini disebut ketahanan yang diinduksi (induced resistance). Induksi resistensi atau imunisasi atau resistensi buatan ialah suatu proses stimulasi resistensi tanaman inang tanpa introduksi gen-gen baru. Induksi resistensi menyebabkan kondisi fisiologis yang mengatur sistem ketahanan menjadi aktif dan atau menstimulasi mekanisme resistensi alami pada tanaman inang (Rahmawati et al. 2014). Dua bentuk ketahanan terinduksi yang umum diteliti, yaitu systemic acquired resistance (SAR) dan induced systemic resistance (ISR). Ketahanan tanaman terinduksi dapat dipicu dengan penambahan bahan-bahan kimia tertentu (misalnya tanaman elisitor), mikrob nonpatogen, patogen avirulen, ras patogen inkompatibel, dan patogen virulen yang infeksinya gagal karena kondisi lingkungan tidak mendukung (Vallad & Goodman 2004). Ketahanan tanaman yang terinduksi oleh penambahan senyawa kimia atau senyawa elisitor diistilahkan dengan induksi SAR. Induksi SAR dicirikan dengan terbentuknya akumulasi asam salisilat (salicylic acid/SA) dan protein PR (pathogenesisrelated proteins/PR), sedangkan ketahanan terinduksi karena agen biotik nonpatogenik sering dikenal dengan ISR, seperti oleh rizobakteria (Rahmawati et al. 2014). Menurut Walters et al. (2013), bahwa induksi resistensi dapat dilakukan melalui aplikasi agens hayati (seperti rizobakteria nonpatogen) dan senyawa kimia (sintetik dan nabati). Keberhasilan senyawa penginduksi dalam mengendalikan serangan patogen tanaman berkisar antara 20–89%, bergantung pada jenis tanaman, kondisi fisiologis, dan faktor abiotik seperti kelembaban dan suhu. Hasil penelitian Duriat (2008) dan Somowiyarjo et al. (2001) menunjukkan bahwa penggunaan ekstrak tanaman elisitor berupa daun bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) dan daun bunga pagoda (Clerodendrum japonicum) paling efektif menginduksi ketahanan tanaman cabai terhadap virus Gemini. Selanjutnya Hartati (2012) melaporkan bahwa ekstrak tanaman sambiloto mengandung elisitor pemicu ketahanan tanaman terhadap penyakit layu bakteri (Ralstonia solanacearum E. F. Smith) dengan tingkat keefektifan sebanding dengan perlakuan senyawa kimia asam salisilat+Ca. Mekanisme induksi resistensi berkaitan dengan peningkatan produksi beberapa jenis protein pathogenesis related-proteins (PRP), antara lain kitinase, b-1,3 glutanase, proksidase, endoproteinase, dan oxalate oksidase (van Loon & Bakker 2003). Mayoritas protein tersebut bekerja melalui sintesis senyawa penyandi ketahanan seperti asam salisilat, asam jasmonat, dan etilen, serta aktivitas anti mikrob melalui hidrolisis dinding sel, toksik, dan signal ketahanan. Senyawa elisitor tersebut terekspresi pada kondisi tanaman senesen, terluka, stress dingin, tetapi ada yang juga terekspresi pada setiap saat dalam jaringan bunga, pollen, buah dan bagian vegetatif yang mekanisme kerjanya menyerupai kerja imunitas pada manusia (Gusnawaty et al. 2014). Ekstrak tanaman Salix sp., telah digunakan di beberapa negara dan terbukti efektif sebagai induser ketahanan yang dapat mengendalikan beberapa patogen tanaman (Gurjar et al. 2012), di antaranya adalah untuk mengendalikan penyakit bercak ungu yang disebabkan oleh Alternaria porii pada bawang merah (Sobhy et al. 2013), dan penyakit virus kuning (bean yellow mosaic virus) pada kacang alba (Sofy et al. 2014). Hasil penelitian Zheng et al. (2005) dan Kammerer et al. (2005) melaporkan bahwa beberapa spesies Salix (seperti : Salix alba, S. daphnoides, S. purpurea, S. matsudana), umumnya mengandung senyawa glikosida, seperti salicin, dan diidentifikasi juga beberapa senyawa terpen, flavonoid, dan beberapa jenis steroid yang berperan menghambat perkembangan patogen. Simpulan Elisitor asal tetumbuhan merupakan senyawa kimia yang dapat memicu respon fisiologi, morfologi dan akumulasi fitoaleksin, meningkatkan aktivasi dan ekspresi gen yang terkait dengan biosintesis metabolit sekunder. Ketahanan tanaman terinduksi dapat dipicu dengan penambahan elisitor. Induksi SAR dicirikan dengan terbentuknya akumulasi asam salisilat (salicylic acid/SA) dan protein PR (pathogenesisrelated proteins/PR) Daftar Pustaka Duriat, AS 2008, ‘Pengaruh ekstrak bahan nabati dalam menginduksi ketahanan tanaman cabai terhadap vektor dan penyakit kuning keriting’, J. Hort. 18(4):446 -56. Gusnawaty, HS, Taufiq, M, Sarawa, M, Hasan, A & Asdar 2014, ‘Kajian potensi agens hayati untuk mengendalikan penyakit kutil (Synchytrium pogostemonis) pada tanaman nilam (Pogostemon cablin Benth.)’, Agriplus Majalah Ilmiah. 24(01):1-13. Havelka, J. 2009. Biopesticides of Plant Origin. Eur. J. Entomol. 106: 224, http://www.eje.cz/s/viewabstract.php Kardinan, A. 2001. Pestisida Nabati, Ramuan dan Aplikasi. Penebar Swadaya. Jakarta. Leiss, K.A.; Y.H. Choi; R. Verpoorte and G.L.K Peter. 2011. An Overview of NMR-Based Metabolimics to Identify Secondary Plant Compounds Involved in Host Plant Resistance. Phytochem Rev. 10:205 Mallarangeng, R. ;, A. Nurmas & Asniah. 2012. Efikasi Pestisida Nabati Dari Tanaman Sela Jambu Mete dan Jamur Entomopatogen Synnematium sp. untuk Mengendalikan Wereng Pucuk Mete (Sanurus indecora). J. HPT Tropika 12( 2): 146–152. Rahmawati, Y, Windari, U & Saputra, R 2014, ‘Ketahanan terinduksi sytemic acquired resistance (SAR) dan induced systemic resistance (ISR)’, (online) http://rachputra.blogspot.com/2014/05/mekanisme-ketahananterinduksi.html>. Rampe, H., Umboh, S., Rumondor, M., & Rampe, M. (2019). Pemanfaatan Elisitor Ekstrak Tumbuhan dalam Budidaya Tanaman Ubi Jalar (Ipomoea batatas L.). VIVABIO: Jurnal Pengabdian Multidisiplin, 1(1). Sobhy, A, H, Abo-Elyousr, KAM & Abdel-Rahim, IR 2013, ‘Effect of certain plant extracts to control purple blotch desease of onion plants (Allium cepa L.)’, J. Plant Physiol Pathol., vol. 1, no. 4, pp. 1-4, viewed 27 Mei 2015, http://dx.doi.org/10.4172/2329-955X.1000111 Somowiyarjo, S, Sumardiyono, YB & Martoso, S 2001, ‘Inaktif CMV dengan ekstrak Mirabilis jalapa’, Prosiding Kongres Nasional XVI dan Seminar PFI, Bogor, hlm. 218-20. Van Loon, LC & Bakker, PAHM 2003, Signaling in Rhizobacteria-plant interactions. viewed 17 Maret 2013, <http://www.bio.uu.nl/fytopath/pdffiles/BookCh. vanLoon.2003.pdf. Walters, D. ; D. Walsh; A. Newton and G. Lyon. 2005. Induced Resistance for Plant Disease Control : Maximizing the Efficacy of resistance Elicitors. Phytopathology 95:1368-1373. Walters, DR, Ratsep, J & Havis, ND 2013, ‘Controlling crop diseases using induced resistance: Challenges for the future’, Journal of Experimental Botany Advance Access, published February 5, 2013., pp. 1-18, viewed 27 Mei 2015, <http://jxb. oxfordjournals.org/content/early/2013/02/04/jxb.ert026.full. Zhao, J. ; L. Davis and R. Verpoorte. 2005. Elicitor Signal Transduction Leading to Production of Plant Secondary Metabolites. Biotechnol.Adv. 23:283- 333 Rokhlani Penyuluh Pertanian Madya Dinas Ketahanan Pangan dan Pertanian Kab. Tegal