Jurnal HPT Volume 3 Nomor 2 April 2015 ISSN : 2338 - 4336 KETAHANAN LIMA GALUR PADI (Oryza sativa L.) TERHADAP DUA ISOLAT Xanthomonas oryzae pv. oryzae PENYEBAB PENYAKIT HAWAR DAUN BAKTERI PADA TANAMAN PADI Wildanya Hafiah, Abdul Latief Abadi, Luqman Qurata’aini Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Universitas Brawijaya Jln. Veteran, Malang 65145
ABSTRACT One of important disease of rice in Indonesia is bacterial leaf blight disease (BLB) caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). The use of resistant or tolerant cultivar is more effective, cheap, and environment friendly for control measure of BLB on rice. This study aimed to examine the resistance of five rice lines against BLB caused by Xoo and to investigate the virulence of two isolates of Xoo. This experiment was conducted using split plot design with three replication. Major plot was two kind of Xoo isolates i.e. UB-PXO1 and XOL1. Minor plot was five lines of rice plants, i.e. MVM37, MVM39, MVM40, MVM45 and MVM49. Variable of observation included the intensity of BLB disease, plant height, number of tillering, fresh weight, and dry weight. The result showed that BLB disease intensity on MVM49 and MVM40 lines were lower than those on other three lines (MVM37, MVM39 dan MVM45). MVM40 and MVM49 lines were categorized as near resistant against XOL infection, whereas MVM45 was categorized moderate resistant. MVM37 and MVM39 were included in high susceptible against XOL infection. MVM40 and MVM49 lines were included as resistant against UB-PXO1 infection whereas MVM45 was included in moderate resistant. MVM37 and MVM39 were included in near susceptible against UB-PXO1 infection. In general the severity of BLB disease was higher in the inoculation with XOL compared with that of UB-PXO1, consequently affected to the growth of rice plants. Keywords: Resistant cultivar, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, rice lines, bacterial leaf blight, virulence ABSTRAK Salah satu penyakit penting tanaman padi di Indonesia adalah hawar daun bakteri (HDB) yang disebabkan oleh Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Penggunaan varietas tahan merupakan cara pengendalian yang efektif, murah, dan ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk menguji ketahanan lima galur padi terhadap penyakit HDB yang disebabkan Xoo dan untuk mengetahui tingkat virulensi dua isolat Xoo. Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Petak Terbagi (RPT) dengan 3 ulangan, petak utama adalah jenis isolat, dan anak petak adalah lima galur tanaman padi. Variabel yang diamati adalah intensitas penyakit, tinggi tanaman, jumlah anakan, berat basah dan berat kering tanaman padi. Hasil pergujian menunjukkan bahwa intensitas HDB pada MVM49 dan MVM40 lebih rendah dibandingkan dengan intensitas HDB pada tiga galur yang lain (MVM37, MVM39 dan MVM45). Galur MVM40 dan MVM49 termasuk dalam kategori agak tahan terhadap infeksi isolat XOL, sedangkan MVM45 termasuk dalam kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori sangat rentan terhadap infeksi isolat XOL. Galur MVM40 dan MVM49 termasuk tahan terhadap infeksi isolat UB-PXO1 sedangkan galur MVM45 9
Hafiah et al., Ketahanan lima galur padi (Oryza sativa. L) terhadap …
termasuk kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori agak rentan. Tingkat keparahan (intensitas) HDB secara umum lebih tinggi pada inokulasi dengan XOL dibandingkan dengan inokulasi dengan UB-PXO1 dan hal ini berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman padi. Kata kunci: Varietas tahan, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, hawar daun bakteri, galur padi, virulensi PENDAHULUAN
METODE PENELITIAN
Padi termasuk salah satu produk utama pertanian di negara-negara agraris tropis khususnya di Indonesia. Salah satu penyakit penting tanaman padi di Indonesia adalah hawar daun bakteri (HDB) yang disebabkan oleh Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Kadir (1999) menyatakan bahwa di Indonesia, kehilangan hasil yang diakibatkan oleh penyakit tersebut mencapai 70-80%. Beberapa upaya pengendalian penyakit HDB telah dilakukan diantaranya dengan antibiotik, peramalan, sanitasi, kombinasi antagonis (Djatmiko dan Fatichin 2009). Keller et al., (2000) menyatakan bahwa pengendalian tersebut belum memuaskan karena keragaman Xoo yang tinggi yang disebabkan oleh lingkungan, varietas yang digunakan, dan mengalami mutasi gen. Penggunaan varietas tahan merupakan salah satu cara pengendalian yang efektif, murah, dan ramah lingkungan (Tjubarjat et al., 1999). Selain itu penggunaan varietas tahan merupakan cara pengendalian yang paling umum dan mudah dilakukan oleh petani (IRRI, 2003). Oleh karena itu, diperlukan penelitian pengujian ketahanan galur padi terhadap penyakit HDB untuk mendapatkan galur-galur yang berpotensi toleran atau tahan terhadap HDB. Penelitian ini bertujuan untuk menguji ketahanan beberapa galur padi terhadap penyakit HDB yang disebabkan Xoo.
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di lahan yang terletak di Kelurahan Tunggulwulung, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang dengan ketinggian ± 450 mdpl dan suhu rata-rata harian 23-29oC. Pelaksaaan penelitian dimulai pada bulan Januari sampai dengan Mei 2014. Metode Percobaan Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Petak Terbagi (RPT) dengan 3 ulangan. Petak utama adalah dua jenis isolat Xoo yaitu; 1) isolat UB-PXO1 yang berasal dari koleksi Laboratorium Penyakit Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya; 2) isolat yang dipersiapkan dari daun terinfeksi di lapangan (XOL). Anak petak berupa lima galur tanaman padi yaitu MVM37, MVM39, MVM40, MVM45 dan MVM49. Masing-masing galur ditanam sebanyak tiga baris, masing-masing baris terdapat 10 tanaman. Dengan demikian jumlah total adalah 30 tanaman dengan jarak tanam 20 x 20 cm dan jarak antar ulangan 40 cm. Persiapan Isolat Xoo Isolat Xoo yang digunakan untuk penelitian ini adalah isolat UB-PXO1 dengan konsentrasi 109 Colony Forming Unit (CFU)/ml, dan isolat dari daun padi yang menunjukkan gejala HDB yang diambil langsung di lahan padi yang terletak di Kelurahan Tunggulwulung, Kecamatan Lowokwaru, Kota Malang (XOL). Inokulum UB-PXO1 disiapkan
10
Jurnal HPT
Volume 3 Nomor 2
dengan membiakkan isolat pada media NA (Nutrient Agar) dalam cawan Petri selama dua hari. Sel bakteri dipanen dengan mengambil koloni Xoo yang tumbuh dan disuspensikan dalam aquades steril. Populasi Xoo kemudian disesuaikan pada 109 CFU/ml dengan menggunakan prosedur pegeceran dan pengukuran absorbansi dengan Spektrofotometer. Inokulum XOL disiapkan dengan mengumpulkan daun-daun yang terinfeksi HDB. Daun-daun tersebut kemudian dipotong kecil-kecil direndam dalam aquades dan diremas-remas selama ±15 menit kemudian siap untuk diinokulasikan.
April 2015
Variabel Pengamatan Intensitas Penyakit. Intensitas penyakit diamati pada tiga minggu setelah inokulasi (MSI). Penentuan skala intensitas penyakit HDB berdasarkan pada Standard Evaluation System for Rice (IRRI,1996) seperti dapat dilihat pada Tabel 2. Perhitungan Intensitas Penyakit menggunakan rumus menurut Suparyono et al., (2004) sebagai berikut: IP = Keterangan : IP : Intensitas Penyakit a : Panjang Gejala Xoo (cm) b : Panjang Daun Keseluruhan (cm)
Tabel 1. Perlakuan Uji Ketahanan Beberapa Galur Tanaman Padi terhadap Bakteri Xoo Petak utama (Isolat) Anak petak 1. MVM 37 2. MVM 39 Xanthomonas oryzae pv. oryzae 3. MVM 40 (UB-PXO1) 4. MVM 45 5. MVM 49 1. MVM 37 2. MVM 39 Xanthomonas oryzae pv. oryzae 3. MVM 40 (XOL) 4. MVM 45 5. MVM 49
Pertumbuhan tanaman. Variabel pengamatan pertumbuhan tanaman meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan, berat basah, dan berat kering tanaman. Tinggi tanaman padi diukur mulai dari pangkal batang di atas permukaan tanah hingga ujung daun tertinggi. Pengukuran dilakukan setiap tiga hari sekali selama satu bulan. Jumlah anakan dihitung dengan cara menghitung jumlah anakan tanaman padi yang tumbuh dari batang padi utama. Berat basah tanaman diukur dengan cara menimbang berat tanaman segera setelah panen. Berat kering tanaman diukur dengan menimbang berat tanaman setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 65-850C selama 48 jam.
Inokulasi Suspensi Xoo Padi yang telah berumur ± 60 hari setelah semai (HSS) kemudian diinokulasi dengan inokulum Xoo dengan metode leaf clipping yaitu daun dipotong pada ± 5 cm dari ujung daun menggunakan gunting steril. Ujung daun yang telah dipotong kemudian dirundukan dan dicelup dengan suspensi bakteri Xoo selama 5 menit (Herlina dan Silitonga, 2011). Tanaman padi diinokulasi Xoo sebanyak 12 tanaman untuk setiap galur. Sebanyak tiga tanaman padi dari setiap ulangan dipilih secara acak sebagai sampel pengamatan.
Analisis Data Data hasil pengamatan yang diperoleh dianalisis menggunakan Analisis Ragam (ANOVA) dengan taraf kepercayaan 95% kemudian dilanjutkan dengan Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan taraf kepercayaan 95%.
11
Hafiah et al., Ketahanan lima galur padi (Oryza sativa. L) terhadap …
Tabel 2. Skoring Ketahanan Varietas Padi terhadap Penyakit HDB Berdasarkan IRRI (Standar Evaluation System for Rice) (IRRI, 1996) Skala Luasan Gejala Area pada Area Daun (%) Tingkat Ketahanan 0 Tidak ada serangan Sangat Tahan (ST) 1
Luas daun yang bergejala hawar 1-5%
Tahan (T)
3
Luas daun yang bergejala hawar 6-12%
Agak Tahan (AT)
5
Luas daun yang bergejala hawar 13-25%
Sedang (S)
7
Luas daun yang bergejala hawar 26-50%
Agak Rentan (R)
9
Luas daun yang bergejala hawar 51-100%
Sangat Rentan (SR)
menyatakan bahwa adanya perbedaan perkembangan gejala serangan HDB selain ditentukan oleh virulensi patogen juga dipengaruhi ketahanan tanaman terhadap patogen yang ditentukan oleh faktor genetik. Tabel 4 menunjukkan tingkat ketahanan lima galur tanaman padi yang diinokulasi dengan isolat Xoo (UBPXO1). Galur MVM40 dan MVM49 termasuk tahan terhadap infeksi isolat Xoo (UB-PXO1) sedangkan galur MVM45 termasuk kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori agak rentan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Intensitas Penyakit HDB pada Tanaman Padi Hasil pengamatan menunjukkan bahwa inokulasi dua isolat Xoo mampu menimbulkan gejala pada daun tanaman padi pada tiga minggu setelah inokulai (3 MSI). Perkembangan penyakit termasuk HDB dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti suhu. Percobaan ini dilakukan di lokasi yang memiliki suhu harian rata-rata antara 23-29˚C yang memungkinkan perkembangan Xoo pada tanaman padi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Huang et al. (1988) yang menyatakan suhu optimum bagi perkembangan Xoo adalah 26-30˚C. Berdasarkan hasil analisis, terdapat perbedaan intensitas penyakit HDB pada masing-masing galur yang diuji (Tabel 3). Intensitas HDB pada MVM49 dan MVM40 lebih rendah dibandingkan dengan intensitas HDB pada tiga galur yang lain (MVM37, MVM39 dan MVM45). Hasil ini menunjukkan bahwa galur MVM49 dan MVM40 mempunyai ketahanan lebih tinggi terhadap HDB dibandingkan galur MVM37, MVM39 dan MVM45. Hal ini diduga disebabkan oleh faktor genetik sebagaimana hasil penelitian Suryadi dan Kadir (2009) yang
Tabel 3. Intensitas Penyakit HDB pada Tanaman Padi Intensitas Penyakit Perlakuan (%) Galur MVM 37 58,39 b Galur MVM 39 46,09 b Galur MVM 40 13,33 a Galur MVM 45 18,39 ab Galur MVM 49 3,91 a Keterangan : • Pengamatan dilakukan 3 minggu setelah inokulasi (MSI) • Angka yang didampingi huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%
12
Jurnal HPT
Volume 3 Nomor 2
April 2015
Tabel 4. Ketahanan Lima Galur Tanaman Padi Terhadap Infeksi Isolat UB-PXO1 Panjang Daun Panjang Daun Intensitas Bergejala (cm) Keseluruhan Penyakit Skala Keterangan Galur (cm) (%) MVM 37
11,29
30,20
37,37
7
Agak Rentan
MVM 39
11,66
30,20
38,62
7
Agak Rentan
MVM 40
1,55
30,20
5,13
1
Tahan
MVM 45
5,37
30,20
17,79
5
Sedang
MVM 49
1,52
30,20
5,03
1
Tahan
Tabel 5. Ketahanan Lima Galur Tanaman Padi Terhadap Infeksi Isolat XOL Panjang Daun Panjang Daun Intensitas Galur Bergejala Keseluruhan Penyakit Skala Keterangan (cm) (cm) (%) MVM 37
19,44
32,4
60,00
9
Sangat Rentan
MVM 39
19,52
32,4
60,24
9
Sangat Rentan
MVM 40
4,01
32,4
12,38
3
Agak Tahan
MVM 45
7,25
32,4
22,39
5
Sedang
MVM 49
3,51
32,4
10,85
3
Agak Tahan
Tabel 5 menunjukkan tingkat ketahanan lima galur tanaman padi yang diinokulasi dengan isolat XOL. Galur MVM40 dan MVM49 termasuk dalam kategori agak tahan terhadap infeksi isolat XOL, sedangkan MVM45 termasuk dalam kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori sangat rentan terhadap infeksi isolat XOL. Hasil tersebut menunjukkan bahwa terdapat sedikit perbedaan tingkat ketahanan galur padi yang diuji terhadap dua isolat Xoo yang digunakan. Secara umum galur tanaman padi yang diinokulasi dengan isolat XOL menunjukkan gejala yang lebih parah dibandingkan galur tanaman padi yang diinokulasi dengan isolat UB-PXO1. Hal ini diduga karena isolat XOL merupakan isolat lapangan yang berasal dari daun bergejala.
Hasil analisis data menunjukan bahwa perbandingan intensitas HDB pada galur tanaman padi yang diinokulasi isolat UB-PXO1 dan isolat XOL tidak berbeda nyata secara statistik, walaupun rata-rata angka intensitas penyakitnya berbeda (Tabel 6). Hal ini disebabkan variasi gejala HDB yang timbul sangat besar. Tabel 6. Intensitas Penyakit HDB Menggunakan Dua Isolat Xoo Intensitas Perlakuan (Isolat) Penyakit (%) Xanthomonas oryzae 19,91 a pv. oryzae (UB-PXO1) Xanthomonas oryzae 36,14 a pv. oryzae (XOL) Keterangan : • Pengamatan dilakukan 3 minggu setelah inokulasi (MSI) • Angka yang didampingi huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%
13
Hafiah et al., Ketahanan lima galur padi (Oryza sativa. L) terhadap …
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) Gambar 1. Tinggi Tanaman Padi setelah Diinokulasi Bakteri Xoo pada berbagai galur (a) MVM 37 (b) MVM 39 (c) MVM 40 (d) MVM 45 (e) MVM 49 galur MVM37, dan tidak dipengaruhi oleh jenis isolat Xoo yang diinokulasikan.
Tinggi Tanaman Secara umum inokulasi bakteri isolat XOL pada masing-masing galur tanaman padi menunjukkan rata-rata tinggi tanaman yang lebih rendah dibandingkan pada galur tanaman yang diinokulasi isolat UB-PXO1 (Gambar 15). Hal ini diduga disebabkan tingkat keparahan (intensitas) HDB secara umum lebih tinggi pada inokulasi dengan XOL dibandingkan dengan inokulasi dengan UB-PXO1. Rata-rata tinggi tanaman padi pada galur MVM37 lebih tinggi dibandingkan dengan galur yanng lain (Tabel 7). Hal ini diduga dipengaruhi oleh sifat genetik dari
Jumlah Anakan Terdapat kecenderungan jumlah anakan pada masing-masing galur tanaman padi lebih rendah pada tanaman yang diinokulasi Xoo isolat XOL, kecuali pada pada galur MVM49 yang menunjukkan hal sebaliknya (Gambar 2). Hal ini mirip dengan data tinggi tanaman, diduga disebabkan tingkat keparahan (intensitas) HDB pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat XOL lebih tinggi dibandingkan tanaman yang diinokulasi dengan isolat UB-PXO1.
14
Jurnal HPT
Volume 3 Nomor 2
April 2015
Tabel 7. Tinggi Tanaman pada Lima Galur Padi Hari Setelah Inokulasi (HSI) Galur 3 6 9 12 15 18 MVM 37 86,09 b 88,06 b 94,89 b 97,25 b 98,50 b 99,53 b MVM 39 67,09 a 64,65 a 71,90 a 73,89 a 75,03 a 76,47 a MVM 40 66,03 a 64,80 a 70,07 a 71,83 a 73,17 a 73,11 a MVM 45 63,17 a 67,06 a 67,71 a 70,44 a 71,72 a 72,78 a MVM 49 61,40 a 88,06 a 67,67 a 67,56 a 70,28 a 71,42 a
21 100,72 b 76,89 a 73,69 a 73,08 a 71,67 a
24 101,56 b 77,56 a 74,23 a 73,49 a 72,28 a
Keterangan : Angka yang didampingi huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%
Gambar 2. Jumlah Anakan Tanaman Padi
Gambar 3. Rerata Berat Basah dan Berat Kering Tanaman Padi Berat Basah Tanaman
dan
Berat
tanaman dan jumlah anakan diduga disebabkan tingkat keparahan (intensitas) HDB pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat XOL lebih tinggi dibandingkan tanaman yang diinokulasi dengan isolat UB-PXO1.
Kering
Pada Gambar 3 menunjukkan bahwa tanaman padi yang diinokulasi bakteri Xoo isolat XOL cenderung memiliki berat basah dan berat kering yang lebih rendah daripada yang diinokulasi isolate UBPXO1. Senada dengan data tinggi
KESIMPULAN
15
Hafiah et al., Ketahanan lima galur padi (Oryza sativa. L) terhadap …
Intensitas HDB pada MVM49 dan MVM40 lebih rendah dibandingkan dengan intensitas HDB pada tiga galur yang lain (MVM37, MVM39 dan MVM45). Hasil pergujian menunjukkan galur MVM40 dan MVM49 termasuk dalam kategori agak tahan terhadap infeksi isolat XOL, sedangkan MVM45 termasuk dalam kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori sangat rentan terhadap infeksi isolat XOL. Galur MVM40 dan MVM49 termasuk tahan terhadap infeksi isolat UB-PXO1 sedangkan galur MVM45 termasuk kategori sedang. Galur MVM37 dan MVM39 termasuk dalam kategori agak rentan terhadap infeksi UB-PXO1. Tingkat keparahan (intensitas) HDB secara umum lebih tinggi pada inokulasi dengan XOL dibandingkan dengan inokulasi dengan UB-PXO1 dan hal ini berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman padi.
Proc. Of The International Workshop On Bacterial Blight Of Rice. 1989. IRRI. Phillipines. hlm. 33-41. International Rice Research Institute. 1996. Standard Evaluation System Rice. 4th edition. INGER, Genetic Resources Center-Los Banos, Philippines. International Rice Research Institute. 2003. Bacterial Leaf Blight. Diakses dari http://www.knowledgebank.irri.org. Diakses pada 6 Maret 2014. Kadir, T.S. 1999. Variasi Patogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Purwokerto.16-18 September 2009. Prosiding Konggres Nasioanal XV dan Seminar Ilmiah PFI. Kadir, T.S. 2009. Menangkal HDB dengan Menggilir Varietas. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 31(5):1-3.
DAFTAR PUSTAKA
Keller, B.C. Feuillet, dan M. Messmer. 2000. Basic Conceps and Aplication in Resistance Breeding. Mechanism of Resistance to Plant Disease. Kluwer Academic Publisher. London. hlm. 101-160.
Agrios, G.N. 1996. Plant Pathology. Third Edition. Deprtement of Plant Pathology. University of Florida. Gainesville. Diterjemahkan oleh Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Machmud, M. 1991. Penyakit Bakteri Pada Padi dan Pengendaliannya. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan Bogor. Bogor. hlm. 845-853.
Djatmiko, H.A. dan Fatichin. 2009. Ketahanan Dua Puluh Satu Varietas Padi Terhadap Penyakit Hawar Daun Bakteri. J. HPT Tropika 9(2):168-173. Herlina, L. dan S.T. Silititonga. Seleksi Lapang Ketahanan Beberapa Varietas Padi terhadap Infeksi Hawar dan Bakteri Strain IV dan VII. Buletin Plasma Nutfah Vol. 17 No. 2 Th. 2011.
Sastrahidayat, I. R. 2011. Fitopatologi (Ilmu Penyakit Tumbuhan). UB Press. Malang. Suparyono dan Sudir. 1992. Perkembangan Penyakit Hawar Daun pada Stadia Tumbuh yang Berbeda dan Pengaruhnya terhadap Hasil Padi. Media Penelitian Sukamandi 12: 6-9.
Huang, J.S dan M. De Cleene. 1988. How Rice Plants Are Infected By Xanthomonas campestris pv. oryzae. dalam: Bacterial Blight Of Rice. 16
Jurnal HPT
Volume 3 Nomor 2
Ogawa, T., G.A. Busto, R.E. Tabien, dan G.S. Khush. 2011. Further Study of Xa-4b Gene for Resistance to Bacterial Blight of Rice. Diakses dari http:/www.shigen.nig.ac.jp. Diakses pada 8 Maret 2014.
April 2015
Tjubarjat, T., T.S. Kadir, dan E. Sumadi. 2009. Skrining Varietas terhadap Hawar Daun Bakteri. Purwokerto. 16-18 September 2009. Prosiding Kongres Nasional XV dan Seminar Ilmiah PFI.
17
