Om Swastiastu

Ayu Seoulina1113041020

Interaksi Mikroba Dengan Tumbuhan

Definisi MIkrobaMikroba adalah organisme hidup yang berukuran sangat

kecil dan hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop.

Mikroba ada yang terusun atas satu sel (uniseluler) dan ada yang tersusun atas beberapa sel (multiseluler).

Bakteri

Archae

Fungi

Protozoa

Alga

Virus

Interaksi Mikroba Dengan Tumbuhan

Bakteri

FungiTumbuhan

Interaksi yang Menguntungkan

Interaksi yang Merugikan

Bakteri

Fungi

Virus

Tumbuhan

Interaksi yang Menguntungkan Antara Mikroba Dengan Tumbuhan

Rhizobium

Fungi Mikoriza Tumbuhan

Bersimbiosis Leguminoceae

Interaksi Antara Bakteri Rhizobium dengan Akar Leguminoceae

Interaksi yang Menguntungkan

Tumbuhan Tidak dapat MenggunakanN2

Di Atmosfer

DireduksiNH3

Fiksasi Nitrogen

Rhizobium

Karakteristik RhizobiumBakteri gram negatifBentuk batangMerupakan Penambat NitrogenKoloninya Berwarna PutihMorfologi dikenal sebagai bakteroid

Gambar 1.1 Bintil akar Gambar 1.2 Bakteroid

Terdapat beberapa spesies Rhizobium dan tumbuhan simbiosisnya yang dapat dilihat pada tabel berikut:

Spesies Rhizobium Tumbuhan SimbiosisnyaRhizobium leguminoserum Pea (Pisum sp.)

Rhizobium phaseoli Kacang buncis (Phaseolus Vulgaris)

Rhizobium melioti Alfafa (Medicago sativa)

Rhizobium trifoli Clover (Trifolium subteranim)

Rhizobium japonicum Kedelai (Glycine max)

Rhizobium lupini Lupin (Lupinus sp)

Rhizobium sp Cowpea (Vigna sp)

Gambar 1.3 Pembentukan

Nodul

Mekanisme Pembentukan

Modul Pada Akar

Konversi N2 menjadi NH3 merupakan proses multilangkah yang rumit, namun reaktan-reaktan dan

produk-produk dalam fiksasi yaitu sebagai berikut:

N2 + 8e- + 8H+ + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16 ADP + 16 ℗i

Mikoriza

Nama mikoriza pertama kali dekemukakan oleh ilmuwan Jerman yaitu Frank pada tanggal 17 April 1885

Fungi diuntungkan oleh lingkungan yang ramah dan persediaan gula yang stabil, sedangakan tumbuhan, fungi akan meningkatkan luas permukaan untuk pengambilan air dan penyerapan fosfat secara selektif, serta mineral lain dari tanah dan menyediakan seluruhnya bagi tumbuhan.

Interaksi yang Menguntungkan

Mykes = Cendawan Riza = Tanaman

Gambar 1.4 Mikoriza berkembang menghubungkan akar dengan tanah

16Mikoriza

Ektomikoriza

Endomikoriza

Ektendomikoriza

EktomikorizaMiselium (massa hifa yang bercabang) membentuk suatu

lapisan padat, atau mantel, di atas permukaan akarHifa memanjang dari mantel ke dalam tanah, yang banyak

sekali meningkatkan luas permukaan untuk penyerapan air dan mineral.

Hifa ini tidak menembus sel akar akan tetapi membentuk suatu jaringan kerja di ruang ekstra-seluler yang memudahkan pertukaran nutrien antara fungi dan tumbuhan.

Dibandingkan dengan akar yang tidak terinfeksi, ektomikoriza umumnya lebih tebal, lebih pendek, dan lebih banyak percabanganya.

Ektomikoriza secara khusus dijumpai pada tumbuhan berkayu, yang meliputi famili pohon pinus, cemara, oak, walnut, dan eukaliptus.

Endomikoriza/ Mikoriza Vesikular Arbuskular

Hifa juga memanjang ke arah dalam dengan cara memecah sebagian kecil dinding sel akar.

Hifa sesungguhnya tidak menembus membran plasma dan memasuki sitoplasma sel inang, akan tetapi malah tumbuh ke dalam suatu pembuluh yang dibentuk oleh invaginasi membran sel akar.

Endomikoriza jauh lebih umum dibandingkan dengan ektomikoriza, ditemukan pada lebih dari 90% spesies tumbuhan, yang meliputi tanaman penting seperti jagung, gandum, dan legum.

Gambar 1.5 Endomikoriza dan ektomikoriza

EktendomikorizaEktendomikoriza merupakan bentuk peralihan dari

ektomikoriza dan endomikoriza. Ciri-cirinya : adanya selubung akar yang tipis dan

adanya jaringan Hartig, hifa dapat menginfeksi dinding sel korteks dan juga sel-sel korteknya.

Gambar 1.6 Ektendomikoriza

21Interaksi yang Merugikan Antara Mikroba dengan Tumbuhan

Bakteri Penyakit Busuk Pada Tanaman Kubis

Fungi

Virus Mosaik Tembakau

Bercak Cokelat pada Padi

Virus

Penyakit Busuk Pada Tanaman Kubis

Busuk hitam (black rot) terdapat di semua daerah penanaman kubis di seluruh dunia dan sangat merugikan. Di Indonesia penyakit ini pertama kali ditemukan di Dolok (Sumatera Utara), lalu menyebar ke seluruh Indonesia

Interaksi yang Merugikan Antara Bakteri dengan Tumbuhan

Gambar 1.7 Gejala Penyakit

Gejala Penyakit 1) Terdapat area kuning tidak teratur di tepi daun berkembang

menjadi lesi berbentuk V, memiliki tepi kuning dan cokelat di bagian tengan dengah urat hitam.

2) Jika infeksi berat maka daerah yang terkena akhirnya bergabung sehingga dan tampak seperti tersiram air panas

3) Daun yang terinfeksi kemudian cepat diserbu oleh bakteri lain yang dapat menyebabkan busuk lunak pada tanaman kubis.

4) Infeksi bisa terjadi pada setiap tahap perkembangan tanaman, tetapi infeksi awal musim yang paling parah karena bakteri dapat terangkut bersama bibit.

5) Kondisi optimum untuk perkembangan penyakit adalah suhu antara 25-28 °C dengan adanya air bebas atau kelembaban yang tinggi, di mana gejala muncul dalam waktu 8-10 hari setelah terinfeksi

Gambar 1.8 Gejala Penyakit Pada Kubis

Gambar 1.9 Gejala Penyakit Pada Kubis

Penyebab Penyakit Penyebab penyakit ini yaitu bakteri

Xanthomonas campestris pv. campestris yang pada waktu ini lebih banyak dikenal sebagai Xanthomonas campestris.

Bakteri ini berbentuk batang, 0,7-3,0 x 0,4-0,5 µm, membentuk rantai, berkapsula, tidak berspora, bergerak dengan satu flagel poler.

Gambar 1.10 Pengamatan Biofilm Memperlihatkan Bakteri Gambar 1.10 Pengamatan Biofilm Memperlihatkan Bakteri Xanthomonas campestris pv. campestris pada Permukaan Daun Kubis Xanthomonas campestris pv. campestris pada Permukaan Daun Kubis

Daur Penyakit1.Bakteri mempertahankan diri dari musim ke

musim pada biji-biji kubis, dalam tanah, pada tumbuhan inang lain, atau dalam sisa-sisa tanaman sakit

2.Hampir semua anggota suku kubis-kubisan (Cruciferae) dapat menjadi tumbuhan inang dari bakteri ini

3.Bakteri masuk ke dalam tanaman kubis melalui pori air yang terdapat pada ujung-ujung berkas pembuluh di tepi-tepi daun.

4.Infeksi melalui stomata pada daun jarang terjadi.

Di waktu malam biasanya udara di sekitar tanaman kubis

mempunyai kelembapan yang sangat tinggi, sehingga air keluar dari pori air sebagai gutasi, yang

tergantung-gantung lama di tepian daun.

Di waktu pagi, setelah kelembapan udara turun, air

gutasi yang masih tergantung dapat terhisap kembali ke dalam berkas pembuluh, bersama-sama

dengan bakteri yang terdapat di dalamnya.

Adanya saluran air yang berkesinambungan dari

bagian luar ke bagian dalam tanaman merupakan

keadaan yang sangat baik untuk infeksi

Interaksi yang Merugikan Antara Fungi dengan

Tumbuhan

Penyakit Bercak Cokelat Pada Padi Bercak cokelat (brown spot) umum terdapat pada tanaman padi

di Indonesia. Bahkan penyakit ini terdapat di semua negara penanam padi, baik di daerah tropika maupun beriklim sedang.

Penyakit ini banyak terdapat di daerah pertanian yang kurang baik keadaanya, antara lain yang kekurangan air dan unsur hara. Sehingga penyakit ini sering disebut sebagai “penyakit orang miskin”.

Johnston (1961) melukiskan bahwa di Irian Jaya padi tanah kering dan kurus mempunyai daun-daun yang penuh bercak cokelat dan hampir semua biji pada setiap malai berubah warnanya.

Interaksi yang Merugikan Antara Fungi dengan Tumbuhan

Gejala Penyakit 1. Penyakit dapat timbul pada semai, daun, dan buah. Ini sering kali berturut-

turut disebut sebagai kerusakan fase 1, 2, dan 32. Pada daun tanaman yang sudah besar terjadi bercak-bercak cokelat tua atau

cokelat ungu. Bercak yang besar tepinya berwarna cokelat tua, tetapi bagian tengahnya dpat berwarna kuning pucat, putih kotor, cokelat atau kelabu. Daun yang terinfeksi dapat menjadi kering. Jika keadaan memungkinkan, batang dan tangkai bulir dapat terjangkit.

3. Penyakit pada biji dapat menurunkan mutu biji, dan dapat menyebabkan terbawanya penyakit ke semai yang akan datang. Infeksi ini dapat menyebabkan patahnya bagian-bagian padi dan menjadi biji-biji menjadi keriput.

4. Biji yang sangat terinfeksi berwarna cokelat seluruhnya. Dalam keadaan yang sesuai, biji yang sakit diliputi oleh beledu hitam, yang terdiri dari konidiofor dan konidium patogen. Pada umumnya jamur hanya menyerang sebagian dari biji-biji pada malai.

Gambar 1.11 Padi yang TerinfeksiGambar 1.11 Padi yang Terinfeksi Gambar 1.12 Padi yang TerinfeksiGambar 1.12 Padi yang Terinfeksi

Penyebab Penyakit Jamur yang menyebabkan bercak cokelat adalah Drechslera oryzae. Jamur ini membentuk miselium berwarna cokelat kelabu sampai

cokelat tua di dalam dan di luar jaringan tanaman sakit, dan juga pada biakan murni.

Konidiofor berwarna cokelat muda sampai cokelat kehijauan, makin ke ujungn warna makin muda, mempunyai panjang dan lebar yang bervariasi, tergantung lingkunganya. Konidiofor memiliki bengkokan seperti lutut yang khas, yang merupakan titik melekatnya konidium.

Drechslera oryzae menghasilkan racun (toksin) yang disebut cochliobolin atau ophiobolin, yang sangat meracuni semai padi, menghambat pertumbuhan akar dan mempengaruhi respirasi daun karena mengganggu keseimbangan aktivitas protoplasma.

Jamur juga menghasilkan banyak enzim proteolitik dalam biakan maupun dalam jaringan tumbuhan inang. Enzim ini memecah fragmen-fragmen protein yang terdapat pada dinding sel sehingga mengganggu keutuhan sel.

Gambar 1.14Gambar 1.14 Drechslera oryzaeGambar 1.13 Gambar 1.13 Drechslera oryzae

Daur Penyakit

1. Drechslera oryzae dapat mempertahankan diri sebagai miselium atau konidium dalam biji-biji. Jamur juga terdapat pada biji-biji yang tampak sehat. Di dalam biji paling sedikit jamur dapat bertahan selama 4 tahun.

2. Jamur ini juga dapat bertahan dalam jerami yang disimpan di tempat penyimpanan

3. Konidium jamur dapat dipencarkan oleh angin, tetapi mungkin jarak yang ditempuhnya tidak jauh

4. Pada umumnya infeksi terjadi sekitar 4 jam setelah perkecambahan konidium. Gejala awal penyakit terlihat sekitar 24 jam setelah infeksi.

Penyakit ini ditularkan oleh biji Penyakit ini ditularkan oleh biji yang trinfeksiyang trinfeksi

Spora penyakit Spora penyakit berkecambah dan berkecambah dan masuk ke akar semai masuk ke akar semai atau kolioptilatau kolioptil

Seperti tumbuh pada biji Seperti tumbuh pada biji padi, spora juga padi, spora juga terbentuk pada daun. terbentuk pada daun.

Spora berkecambah Spora berkecambah dan menginfeksi daun dan menginfeksi daun tanaman atau malaitanaman atau malai

Biji-biji menjadi Biji-biji menjadi terinfeksi ketika terinfeksi ketika penyakit berkembang penyakit berkembang dalam malaidalam malai

Interaksi yang Merugikan Antara Virus dengan

Tumbuhan

Virus Mosaik Tembakau Adolf E. Mayer ilmuwan dari Belanda mulai meneliti

penyakit mosaik pada tembakau sekitar tahun 1880.

Oleh para petani kerugian karena penyakit mosaik sering tidak diperhatikan, karena tumbuhan yang sakit tidak mati, sehingga tetap dapat memberikan hasil. Tetapi sebenarnya penyakit memeberikan kerugian yang besar, karena disamping mengurangi kuantum hasil, penyakit sangat menurunkan mutu daun sehingga harga jualnya pun rendah.

Interaksi yang Merugikan Antara Virus dengan Tumbuhan

Gejala PenyakitSecara umum gejala yang timbul dapat dikelompokkan, yaitu :1.Gejala mosaik warna belang bercampur lebih dari satu warna. Mosaik pada daun biasanya berwarna pucat atau kekuning-kuningan yang menyebar berupa percikan-percikan. Pada kondisi intensitas rendah dan suhu rendah terjadi gejala kerdil dan malformasi daun (fern-leaf) dimana adanya perubahan bentuk menjadi tidak sempurna atau tidak normal pada daun dan buah.2.Gejala klorosis berupa warna pucat, baik pucat yang menyeluruh maupun hanya berupa bercak saja.3.Gejala vein-clearing : warna pucat pada urat daun sehingga urat daun kelihatan transparan dan berkilau diantara warna daun yang hijau.4.Gejala nekrotik : kematian jaringan, biasanya terjadi pada urat daun, batang berupa garis-garis coklat, bercak pada daun atau bercak cekung nekrotik pada buah, dan kematian pada titik tumbuh.

Gambar 1.15 Daun yang Terinfeksi Gambar 1.15 Daun yang Terinfeksi

Penyebab Penyakit Penyakit mosaik tembakau disebabkan oleh Tobaco Mosaiv Virus (TMV),

yang dahulu disebut Marmor tabaci. Dalam mikroskop elektron Tobaco Mosaiv Virus (TMV) tampak berbentuk

batang yang panjanganya 300 nm dan tebalnya 18 nm (1nm = 10-6). Partikel virus (virion) terdiri satu benang RNA berbentuk spiral dengan

selubung protein, dengan perbandingan RNA 5%. Berat molekul benang RNA 2.106 dan berat molekul partikel total 39,4.106.

Di dalam daun tembakau kering virus dapat bertahan sampai puluhan tahun.

Valleau dan Johnson (1973) membuktikan bahwa virus masih tetap aktif di dalam daun tembakau kering yang sudah disimpan selama 53 tahun.

Tobaco Mosaiv Virus (TMV) telah dikristalkan oleh Stanley pada tahun 1935.

Gambar 1.16 Gambar 1.16 Tobaco Mosaic VirusTobaco Mosaic Virus

Daur Penyakit 1. Penyakit mosaik tembakau mudah sekali menular secara

mekanis (kontak). 2. Tobaco Mosaiv Virus (TMV) memiliki banyak tumbuhan inang,

antara lain tomat, cabai, ceplukan, ketimun dan semangka.3. Sumber infeksi Virus mosaik tembakau yang terpenting

adalah tembakau kering yang banyak dikonsumsi oleh para karyawan untuk merokok atau memakan sirih.

Bioteknologi di Bidang Pertanian yang Memanfaatkan MIkroba

Pembuatan Tanaman Transgenik Melalui Vektor Bakteri Agrobacterium tumefaciens

Tanaman TransgenikTanaman transgenik adalah tanaman yang telah

disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. 

Penggabungan gen asing ini bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang

diinginkan, misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten terhadap organisme pengganggu tanaman, serta kuantitas dan

kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami.

Agrobacterium tumefaciens Bakteri patogen pada tanaman yang banyak digunakan untuk

memasukkan gen asing ke dalam sel tanaman untuk menghasilkan suatu tanaman transgenik.

Secara alami, Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman dikotiledon melalui bagian tanaman yang terluka

sehingga menyebabkan tumor mahkota empedu (crown gall tumor).

Bakteri Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara alami karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing. Di dalam plasmid Ti terdapat gen yang menyandikan sifat

virulensi untuk menyebabkan penyakit tanaman tertentu.

Tahapan Pembuatan Tanaman Transgenik Melalui Vektor Agrobacterium tumefaciens

1) Melakukan skuensing atau pengurutan pada DNA untuk gen yang akan diubah diidentifikasi dan diperoleh dari organisme donor. Skuensing ini dapat dilakukan dengan mengacu pada informasi yang diketahui berkaitan dengan urutan dari gen yang akan dipilih.

2) Gen yang diinginkan dikeluarkan dari organisme donor melalui penggunaan enzim restriksi. Gen yang diinginkan kemudian dipolimer melalui polimerase chain reaction (PCR), yaitu metode untuk memperkuat DNA dan menghasilkan sejumlah gen yang bisa diterapkan, kemudian DNA tersebut disisipkan kedalam plasmid TI yang ada pada Agrobacterium tumefaciens. Pengklonan gen oleh bakteri vektor sehingga dihasilkan DNA yang diharapkan, kemudian klon gen Agrobacterium temefaciens diintroduksi/ditransformasi ke dalam kultur sel tumbuhan.

3) Multifikasi dan regenerasi bagian-bagian tumbuhan sehingga terbentuk tumbuhan dengan sifat yang baru dan bisa dipindahkan ke dalam lingkungan pertumbuhan biasa di mana gen baru akan diekspresikan.

 

Gambar 1.17 Tahapan Pembuatan Tanaman Transgenik

PLEASE ASK ME!!!

Thakz To Cikprue Gank, Google n Campbell !!!

Om Santhi Santhi Santhi Om

Thakz To Cikprue Gank, Google n Campbell !!!