PENGARUH PATOGEN TERHADAP FUNGSI FISIOLOGIS TANAMAN A. Pendahuluan
Tanaman dikatakan sakit jika ada perubahan seluruh atau sebagian organorgan tanaman yang menyebabkan terganggunya kegiatan fisiologis sehari-hari. Secara singkat, sakit adalah penyimpangan dari keadaan normal. Misalnya, kemarin dan hari-hari yang lalu tanaman tomat itu kelihatan selalu segar, tetapi sekarang layu. Daun kedelai yang awalnya berwarna hijau segar sekarang kelihatan ada becak-becak cokelat. Cabang mangga biasanya kelihatan mulus, bersih, dan segar, kini berwarna putih kemerahan dan daunnya rontok. Tanaman-tanaman itu menyimpang dari keadaan normal dan biasanya orang mengatakannya sakit. Penyebab sakit itu bermacam-macam, seperti cendawan, bakteri, virus, kekurangan air, dan kekurangan kekurangan atau kelebihan unsur hara. Penyakit fisiologis atau penyakit nonparasit yaitu penyakit yang disebabkan oleh kekurangan atau kelebihan unsur hara, air, sinar matahari, dan temperatur. Tanaman juga seperti manusia. Jika kekurangan makanan, tanaman akan kelaparan atau sakit. Pertumubhan tanaman yang baru tumbuh dari biji, setek, atau cangkok akan terhambat dan mungkin bisa menjadi kerdil, atau mati jika kekurangan makanan. Tumbuhan dikatakan sehat atau normal, apabila tumbuhan tu mbuhan tersebut dapat melaksanakan fungsi-fungsi fisiologisnya sesuai dengan potensial genetik terbaik yang dimilikinya.
Fungsi-fungsi tersebut mencakup mencakup pembelahan,
diferensiasi dan perkembangan sel yang normal: penyerapan air dan mineral dari tanah dan mentranslokasikannya ke seluruh bagian tumbuhan, fotosintesis dan translokasi hasil-hasil fotosintesis ke tempat-tempat penggunaan dan penyimpanannya, metabolisme senyawa-senyawa yang disentesis, reproduksi, dan penyempanan persediaan makanan untuk reproduksi dan kebutuhan setelah berakhirnya musim kemarau atau dingin.
B. Pembahasan
Penyakit adalah terjadinya perubahan fungsi-fungsi sel dan jaringan inang sebagai akibat gangguan yang terus-menerus oleh agensia-agensia patogen at au faktor lingkungan dan menyebabkan perkembangannya gejala. Penyakit adalah kondisi yang menyebabkan perubahan abnormal dalam segi bentuk, fisiologis, keutuhan, atau tingkah laku tumbuhan. tumbuhan. Perubahan-perubahan yang demikian mungkin menghasilkan kerusakan sebagian atau kematian tumbuhan atau bagian-bagian tertentu. Patogen dapat menyebabkan penyakit pada tumbuhan dengan: 1. Melemahkan dengan cara menyerap makanan secara terus-menerus dari selsel inang untuk kebutuhannya. 2. Menghentikan atau mengganggu metabolisme sel inang dengan toksin, enzim, atau zat pengatur tumbuh yang disekresikannya. 3. Menghambat transportasi makanan, hara mineral dan air melalui jaringan pengangkut. 4. Mengkonsumsi kandungan sel inang setelah terjadi terja di kontak. Penyakit yang yang disebabkan oleh faktor lingkungan adalah hasil kondisi ekstrim yang mendukung pertumbuhan (suhu, kelembaban, cahaya dan lain-lain dan kelebihan atau kekurangan zat kimia yang diserap atau at au dibutuhkan tumbuhan. Puluhan
ribu
penyakit
tumbuhan
mengganggu
tumbuhan
yang
dibudidayakan. Rata-rata, setiap tanaman budidaya dapat diganggu oleh seratus penyakit tumbuhan atau bahkan lebih. Setiap jenis patogen diperkirakan mengganggu mulai dari satu varitas sampai beberapa atau bahkan ratusan species tumbuhan. Untuk memudahkan pengkajian penyakit tumbuhan, tentu saja penyakit tumbuhan tersebut harus dikelompokkan ke dalam beberapa pola pola yang teratur. Hal ini juga penting karena untuk mengidentifikasikan dan selanjutnya untuk mengendalikan penyakit tumbuhan. Salah
satu
dari
beberapa
kriterium
mungkin
digunakan
untuk
mengelompokkan penyakit tumbuhan. Kadang-kadang penyakit tumbuhan dikelompokkan berdasarkan gejala yang ditimbulkan (busuk akar, kanker, la yu,
bercak daun, kudis, hawar (blight ), ), antraknosa, karat, gosong, mosaik, menguning), menurut organ tumbuhan yang dipengaruhinya (penyakit akar, penyakit batang, penyakit p enyakit daun, penyakit buah), atau menurut jenis tumbuhan yang dipengaruhinya (penyakit tanaman lapangan ( field ( field crop), crop), penyakit tanaman sayuran, penyakit tanaman buah-buahan, penyakit hutan, penyakit tanaman padang rumput, penyakit tanaman hias). Akan tetapi kriterium yang sangat membantu dalam mengelompokkan penyakit tumbuhan adalah berdasarkan jenis patogen penyebab penyakit, penyakit, kemungkinan perkembangannya dan penyebaran penyakitnya dan juga tindakan pengendaliaannya. Penyakit tumbuhan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Penyakit tumbuhan yang bersifat infeksi, atau biotik (parasit) a. Penyakit yang disebabkan oleh jamur. b. Penyakit yang disebabkan oleh prokariota (bakteri dan mikoplasma). c. Penyakit yang disebabkan oleh tumbuhan tingkat tinggi parasit. d. Penyakit yang disebabkan oleh virus dan viroid. e. Penyakit yang disebabkan oleh nematode. f.
Penyakit yang disebabkan oleh protozoa.
2. Penyakit non-infeksi, atau abiotik ( fisiopath), fisiopath), adalah penyakit yang disebabkan oleh: a. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. b. Kekurangan atau kelebihan kelembapan tanah. c. Kekurangan atau kelebihan cahaya. d. Kekurangan oksigen. e. Polusi udara. f. Defisiensi hara. g. Keracunan hara. h. Kemasaman atau salinitas. i.
Toksisitas pestisida.
j.
Kultur teknis yang salah. Ketahanan tanaman terhadap patogen ditentukan oleh faktor genetik, dan
dalam beberapa ekspresinya dipengaruhi oleh lingkungan dan interaksi inang
dan patogen. Menurut Agrios (1996) tanaman dapat mempertahankan diri dari serangan patogen dengan sifat-sifat struktural yang berfungsi sebagai penghalang fisik dan menghambat patogen masuk dan menyebar dalam tanaman, selain itu terdapat reaksi biokimia yang terjadi dengan cara tanaman menghasilkan zat beracun ( fitoaleksin) fitoaleksin) yang bersifat antipatogen pada tanaman yang terserang patogen sehingga pertumbuhannya terhambat. Menurut Verma (1986) (1986) ketahanan ketahanan suatu varietas atau galur tanaman terhadap suatu patigen dipengaruhi oleh berbagai faktor, misalnya patogenesis inokulum, masa inkubasi, dan juga kecepatan perkembangan gejala (Parlevliet 1979). Sedangkan menurut Sastrahidayat (1990) perubahan resistensi terjadi sebagai akibat perkembangan dan seleksi varian atau ras yang mampu menyerang kultivar.pengaruh serangan patogen tersebut akan menyebabkan fungsi fisiologis tanaman menjadi tidak normal, yaitu : 1. Mempengaruhi proses fotosintesis dan translokasi hasil fotosintesis 2. Mempengaruhi proses translokasi air dan hara dalam tanaman inang 3. Mempengaruhi proses respirasi tanaman 4. Mempengaruhi proses transkripsi dan translasi Akibat kerusakan jaringan pembuluh xylem dan floem pada batang yang berfungsi untuk mentranslokasikan mentransl okasikan hara tanaman, air, dan mineral ke seluruh bagian tanaman menjadi terganggu, sehingga proses proses metabolisme menjadi tidak normal. Akibat infeksi bagian akar akan menyebabkan sebagian tidak berfungsi sehingga akan mengurangi jumlah air yang diserap tanaman. Patogen yang menyerang pembuluh xylem akan mengubah permeabilitas sel-sel akar yang akan mempengaruhi penyerapan air oleh akar. Gangguan aliran air dalam pembuluh xylem menurut Abadi (2003) dapat disebabkan oleh : penyumbatan pembuluh karena adanya miselium, spora jamur, massa bakteri, dan polisakarida yang dikeluarkan patogen, penyempitan pen yempitan dan kerusakan pembuluh karena infeksi patogen, dll.
Pengaruh gangguan patogen terhadap fungsi fisiologis tanaman 1. Fotosintesis Fotosintesis adalah fungsi dasar tanaman hijau yang berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energy kimia. Gangguan pathogen terhadapp fotosintesis jelas terlihat dari klorosis yang terjadi pada banyak tumbuhan yang terinfeksi, dari luka nekrotik atau nekrotik meluas yang dihasilkan pathogen pada bagian tumbuhan hijau, dan dari menurunnya pertumbuhan dan jumlah jumlah buah yang yang dihasilkan pada banyak tumbuhan yang terinfeksi. Pada bercak daun, hawar, dan berbagi jemis penyakit lain yang menyebabkan kerusakan jaringan daun atau defoliasi (pengguran daun), maka proses fotosintesis akan menurun, karena permukaan yang berfotosintesis pada tumbuhan menjadi berkurang. Akan tetapi, bahakan pada penyakit yang lain, pathogen tumbuhan menurunkan fotosintesis, khususnya
pada
tingkat
lanjut
perkembangan
penyakit,
dengan
mempengaruhi kloroplas dan menyebabkan kemunduran kloroplas. Secara keseluruhan, kandungan klorofil daun pada banayak jenis penyakit yang disebabkan jamur dan bakteri akan menurun, tetapi aktivitas fotosintesis klorofil yang tidak terganngu tidak dipengaruhi. Pada beberapa penyakit yang disebabkan oleh jamur dan bakteri, fotosintesis menurun karena toksin yang dihasilkan, seperti teksin dan tabtoksin, dengan menghambat enzim yang terlibat baik secara langsung maupun secara tidak langusung dalam proses fotosintesis. Pada tumbuhan yang terinfeksi oleh banyak jenis pathogen vaskuler, stomata tetap tertutup sebagian, jumlah klorofil menurun, dan fotosintesis berhenti, bahakan sebelum tumbuhan tersebut layu secara keseluruhan. Sebagian penyakit disebabkan virus, mikoplasma dan nematode menyebabkan tingkat klorosis yang beragam. Pada sebagian besar penyakit tersebut, fotosintesis pada tumbuhan yang terinfeksi akan menurun tajam. Pada tingkat lanjut perkembangan penyakit, laju fotesintesis tidak sampai seperempat laju fotosintesis yang normal.
2. Translokasi Air dan Hara Pengaruh gangguan patogen terhadap translokasi nutrisi organik yang diproduksi daun melalui fotosintesis mengalir melalui plasmodesmata kedalam pembuluh floem, nutrisi tersebut dilirkan melalui plasmodesmata ke dalam protoplasma sel yang tidak berfotosintesis yang akan digunakan dalam proses metabolisme. Patogen tanaman akan mengganggu aliran nutrisi baik dari sel daun ke dalam floem, selama berada di dalam pembuluh floem, maupun dari floem ke dalam sel-sel tanaman. a. Tanaman yang diinveksi virus Walaupun
ada
beberapa
pengecualian,
infeksi
virus
biasanya
menyebabkan pengurangan laju transpirasi, yang sering berhubungan dengan berkurangnya lubang stomata daun. Akumulasi karbohidrat pada jaringan daun adalah karakteristik penyakit virusyang parah. Biasanya diikuti oleh nekrosis floem dan/atau gummosis, khususnya tahap lanjut penyakit. b. Tanaman yang terinveksi bakteri Bakteri dapat memasuki sistem saluran pembuluh, baik xilem dan floem, melalui luka. Produktion exopolysaccharides (EPS) mungkin menghambat sistem saluran pembuluh dan menyebabkan men yebabkan layu. c. Tanaman yang terinveksi jamur Absorbsi air oleh akar yang terinfeksi jamur biasanya akan dihalangi. Pada penyakit layu pembuluh, air yang mengalir melalui saluran batang yang terinfeksi menjadi berkurang. Beberapa patogen, khususnya virus & jamur parasit obligat seperti karat, embun tepung, memepengaruhi proses transkripsi pada sel yang terinfeksi. Patogen mempengaruhi transkripsi dengan merubah komposisi, struktur, atau fungsi kromatin yang berhubungan dengan sel DNA. 3. Respirasi Pengaruh patogen terhadap proses respirasi menyebabkan laju respirasi menyebabkan laju respirasi meningkat. Perubahan metabolisme pada tanaman sakit menyertai kenaikan dalam respirasi setelah set elah terjadinya infeksi,
karena enzim yang berkaitan dengan respirasi menjadi meningkat. Akumulasi dan oksidasi
senyawa fenol menjadi lebih tinggi selama
kenaikan respirasi yang disertai dengan kenaikan aktivitas lintasan pentosa, kadang-kadang aktivitas fermentasi lebih banyak dibanding tanaman sehat (Abadi, 2003). Ada beberapa sebab peningkatan respirasi pada tumbuhan yang terserang patogen antara lain : a.
Tidak berpasangannya fosforilasi oksidatif Pada kondisi ini, energi (ATP) yang tidak dapat digunakan, dihasilkan melalui respirasi yang normal meskipun menggunakan ATP yang ada dan akumulasi ADP, yang merangsang respirasi.
b. Sebagai akibat peningkatan metabolisme Pada banyak penyakit tumbuhan, pertama-tama tumbuhan dirangsang, aliran
protoplasmik
meningkat,
dan
bahan-bahan
disintesis,
ditranslokasikan, dan dakumulasikan pada bagian yang sakit. Energi yang dibutuhkan untuk melaksanakan aktivitas-aktivitas tersebut berasal dan ATP yang dihasilkan melalui respirasi. Jika lebih banyak ATP yang dihasilkan dan selanjutnya merangsang respirasi. 4. Transkripsi dan Translasi a. Trankripsi Untuk virus, melalui enzimnya sendiri atau dengan memodifikasi enzim tanaman
inangnya
(RNA
polimerase)
yang
membuat
RNA,
menggunakan nukleotida sel inang untuk membuat RNAnya sendiri. Tanaman yang terinfeksi (khususnya tanaman yang tahan) mengandung tingkat RNA yang lebih tinggi tanaman yang sehat, khususnya pada tahap awal infeksi. Tingkat DNA yang besar dan transkripsi di dalam sel yang meningkat menunjukkan sistesis bahan-bahan yang terlibat di dalam mekanisme pertahanan sel juga meningkat. b. Translasi Jaringan tanaman yang terinfeksi sering meningkatkan aktifitas pada beberapa enzim. Sintesis protein synthesis meningkat pada jaringan
tanaman yang terinfeksi,
khususnya tanaman yang tahan.Sintesis
protein tanaman yang yang terinfeksi patogen yang yang meningkat merefleksikan produksi enzim dan protein lain yang berhubungan dengan reaksi pertahanan tanaman juga meningkat.
C. Kesimpulan
Patogen dapat menyebabkan penyakit pada tanaman dengan cara melemahkan inang melalui penyerapan makanan secara terus menerus dari selsel inang untuk kebutuhannya, menghambat transportasi makanan, hara mineral dan air melalui jaringan pengangkut dengan cara menginfeksinya.
Daftar Pustaka
Abadi, A.L. 2003. Ilmu 2003. Ilmu Penyakit Tumbuhan II. Bayu Media Publishing. Malang. 145 hal. Agrios, G.N. 1996. Ilmu Penyakit Tumbuhan (edisi ke-tiga) gadjah Mada University press. Yogyakarta. 713p. Parlevliet, J.E. 1979. Ilmu 1979. Ilmu Penyakit Tumbuhan. Tumbuhan. Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya bekerja sama dengan Usaha Nasional. Surabaya. 365p. Verma, J.P. 1986. Bacterial 1986. Bacterial Blight Bli ght of Cotton. Cotton. CRC. Press Inc.Boca Raton, Florida. 278 hal.
