GANGGUAN PATOGEN TERHADAP FUNGSI FOTOSINTESIS
TANAMAN CABAI RAWIT (Capsicum frutescens)
Oleh:
Ani Setiani B1J011092
Devina Andayani B1J011112
Fitri Diah Permata Sari B1J011160
Khairina Femiliani Yudiawan B1J011170
Iik Nurfagy B1J011172
TUGAS TERSTRUKTUR FITOPATOLOGI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI
PURWOKERTO
2013
Gangguan Patogen Terhadap Fungsi Fotosintesis
Tanaman Cabai Rawit (Capsicum frutescens)
Patogen merupakan organisme yang mengakibatkan penyakit tanaman, yaitu berupa perubahan proses fisiologi yang kontinyu dan perubahan struktural. Proses perubahannya secara umum disebut gangguan (Purnomo, 2006). Pengaruh serangan patogen tersebut akan menyebabkan fungsi fisiologis tumbuhan menjadi tidak normal, yaitu berpengaruh terhadap fotosintesis, translokasi air dan hara dalam tumbuhan inang, respirasi tumbuhan, dan transkripsi dan translasi (Suhara dan Yulianti, 2009).
Fotosintesis merupakan fungsi dasar tumbuhan hijau, yaitu mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang selanjutnya digunakan tanaman dalam aktivitas sel. Proses fotosintesis adalah proses sintesa senyawa organik dari senyawa-senyawa anorganik biasanya berupa CO2 dan H2O dengan bantuan energi matahari dari sel sel yang mengadung klorofil. Secara skematis, proses fotosintesis dapat digambarkan sebagai berikut :
cahaya
6CO2 + 6 H2O --------- C6H12O6 + 6 O2 (Yunasfi, 2008).
Klorofil
Fotosintesis berperan penting dalam kehidupan tanaman, sehingga tanaman akan mengalami sakit apabila terjadi gangguan oleh patogen penyakit terhadap fotosintesis. Gangguan patogen terhadap fotosintesis ditandai dengan gejala nekrotik dan klorosis yang terjadi pada daun yang terinfeksi. Perkembangan tingkat lanjut akibat hama dan penyakit apabila terjadi kerusakan jaringan daun atau defoliasi, maka proses fotosintesis akan menurun, bahkan seluruh proses fotosintesis pada daun tidak terjadi. Hal inilah yang menyebabkan aktivitas sel terhenti akhirnyanya tanaman mati (Anggraeni dan Nina, 2011).
Cabai merupakan komoditas yang memiliki nilai ekonomi tinggi di Indonesia dan diusahakan secara komersial, baik dalam skala besar maupun kecil. Cabai merupakan salah satu contoh tanaman C3. Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3,3-fosfogliserat. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3 mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme dan mempunyai kemampuan fotorespirasi yang rendah karena tidak memerlukan energi untuk fiksasi sebelumnya. Konsep dasar reaksi fotosintesis siklus Calvin tanaman C3 adalah CO2 diikat oleh RUDP, kemudian dirubah menjadi senyawa organik C6 yang tidak stabil, kemudian diubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18 ATP dan 12 NADPH. Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma (Salisbury dan Ross, 1995).
Budidaya tanaman cabai memiliki resiko tinggi akibat adanya serangan patogen yang dapat menyebabkan kegagalan panen (Mukarlina et al., 2010). Salah satu penyakit pada tanaman cabai adalah penyakit kuning yang disebabkan oleh virus Gemini. Gejala penyakit ini berupa daun menjadi berwarna kuning, kerdil dan menggulung ke atas (cupping). Serangga vektor yang menyebarkan virus tersebut yaitu kutu kebul (Bemisia tabaci). Setelah virus masuk ke dalam tanaman, maka virus akan mereplikasi dirinya sehingga jumlahnya meningkat. Selama proses ini terjadi, tanaman akan mengalami peningkatan aktivitas protein anaplerotik, peningkatan laju fotosintesis dan peningkatan kandungan pati. Setelah laju replikasi menurun, maka laju fotosintesis pun akan menurun. Penurunan laju fotosintesis disebabkan karena bentuk kloroplas yang abnormal, dengan ukuran yang relatif lebih kecil dan jumlah tilakoid pada setiap grana yang menurun akibat infeksi virus (Ariyanti, 2007).
Funayama dan Terashima (2006) menyebutkan bahwa tanaman yang terinfeksi virus, maka terjadi penghambatan sintesis klorofil. Kerusakan utama akibat infeksi virus pada tanaman adalah akumulasi klorofil, yang menyebabkan penurunan laju fotosintesis karena penurunan kemampuan mengabsorsi cahaya. Klorosis pada daun tanaman yang terinfeksi terjadi karena pembentukan klorofil terhambat sehingga laju pembentukan klorofil sama atau lebih kecil dibandingkan dengan laju degradasi klorofil. Hal ini terjadi karena dua hal, yaitu rasio klorofil a/b meningkat akibat dari laju pembentukan klorofil yang terhambat dan jumlah membran tilakoid pada grana menurun sehingga terjadi defisiensi klorofil b yang mengakibatkan laju pembentukan klorofil terhambat.
Cendawan Fusarium oxysporum yang merupakan patogen penyebab penyakit layu, khususnya pada cabai rawit. Patogen ini dapat menyerang tanaman cabai rawit mulai dari masa perkecambahan sampai dewasa. Penyakit ini dapat menyebabkan kerugian dan gagal panen hingga 50% (Mahartha et al., 2013). Cendawan Fusarium spp. membentuk polipetida yang disebut likomarasmin, yaitu suatu toksin yang mengganggu permeabilitas membran plasma tanaman. Selain itu, Fusarium spp. juga membentuk senyawa yang lebih sederhanaa, yaitu asam fusarat dan menghasilkan enzim pektolitik, terutama pektinmetilesterase (PME) yang berperan menghilangkan metil pada rantai pektin menjadi asam pektat dan depolimerase untuk memecah rantai asam pektat menjadi poligalakturonida dengan bermacam-macam berat molekul. Enzim-enzim tersebut memecah bahan pektin yang ada dalam dinding sel xilem. Fragmen-fragmen asam pektat masuk ke dalam pembuluh xilem kemudian membentuk massa kolodial yang mengandung bahan non-pektin yang dapat menyumbat pembuluh, sehingga akan mengganggu transportasi air untuk fotosintesis. Berkas pembuluh kemudian menjadi coklat disebabkan karena fenol-fenol yang terlepas masuk ke dalam berkas pembuluh, kemudian mengalami polimerisasi menjadi melanin yang berwarna cokelat. Bahan warna ini terutama di serap oleh pembuluh xilem yang berlignin yang meyebabkan warna khas yang cokelat pada layu Fusarium di tanaman Cabai (Mukarlina et al., 2010).
Jamur tidak hanya menyerang daun tetapi juga menyerang tangkai, batang dan buah. Serangan patogen juga dapat menyebabkan daya tumbuh biji rendah, yaitu akibat dari infeksi jamur yang telah mengganggu proses fotosintesis. Proses fotosistesis abnormal menyebabkan pembentukan biji tidak optimal sehingga berdampak menurunkan komponen produksi. Menurut Mignucci dan Boyer (1979), bahwa patogen pada tanaman dapat menghambat proses fotosistesis dan transpirasi.
Penyakit pada cabai juga dapat disebabkan oleh bakteri, Pseudomonas solanacearum (E.F.) Sm. Bakteri ini biasanya menyerang tanaman cabai yang ditanam di dataran rendah, dibandingkan di dataran tinggi. Gejala serangan yang terlihat adalah layu pada beberapa daun muda atau menguningnya daun tua. Gejala lain yang terlihat adalah berkas pembuluh pengangkut yang berwarna cokelat tua. Gejala serangannya mirip dengan gejala serangan layu fusarium, sehingga terkadang salah dalam hal identifikasi terhadap layu bakteri ini (BP4K, 2012).
Serangga yang merupakan patogen tanaman cabai adalah Empoasca terminalis. Serangga ini dapat menyebabkan daun mengeriting dan mengering. Kondisi ini merupakan klorosis yang mengakibatkan sintesis klorofil terhambat, sehingga berdampak pada laju proses fotosintesis (Fatahuddin dan Jatoro, 2011).
Patogen nematoda pada tanaman cabai adalah Meloidogyne incognita. Serangan nematoda ditandai adanya bintil-bintil pada akar. Nematoda merupakan cacing tanah berukuran sangat kecil, hama ini merupakan cacing parasit penyerang bagian akar tanaman cabai, sehingga akan mengganggu penyerapan air yang merupakan salah satu bahan baku fotosintesis (Fitriana, 2013).
Berdasarkan uraian sebelumnya, secara umum dapat dijelaskan bahwa perubahan utama akibat terserang patogen pada fotosintesis tumbuhan adalah terjadinya perubahan dan fungsi kloroplas tidak normal, yaitu terjadinya degenerasi yang dapat menghambat perkembangan jaringan muda. Selain itu juga terjadinya reduksi serta penurunan aktivitas rRNA dan ribosom. Penyebab ketidaknormalan kloroplas diperkirakan karena adanya toksin yang dikeluarkan oleh patogen, sehingga menghambat fosforilasi dan sintesis klorofil. Infeksi patogen dapat menyebabkan terjadinya perubahan pada lubang stomata yang dapat mempengaruhi laju asimilasi karena terhambatnya laju aliran CO2. Adanya perubahan dalam fiksasi CO2 akan menyebabkan terjadinya perubahan aktivitas enzim yang berperan dalam fotosintesis (Yunasfi, 2008).
DAFTAR REFERENSI
Anggraeni, I. dan Nina M. 2011. Serangan Hama dan Penyakit pada Gmelina (Gmelina arborea Roxb.) di Hutan Rakyat. Jurnal Tekno Hutan Tanaman. 4(2): 85-92.
Ariyanti, N. A. 2007. Mekanisme Infeksi Virus Kuning Cabai (Pepper Yellow Leaf Curl Virus) dan Pengaruhnya terhadap proses fisiologi Tanaman Cabai. Seminar Nasional VIII Biologi. 467-471.
BP4K. 2012. Penyakit dan Hama Tanaman Cabai. http://bp4kkabsukabumi.net/index.php?option=com_content&task=view&id=342&Itemid=75. Diakses tanggal 3 Desember 2013.
Fatahuddin dan Jatoro, B. 2011. Efektivitas Cendawan Entomopatogen (Fusarium sp.) terhadap Aphis glycines dan Empoasca terminalis pada Tanaman Kedelai. Jurnal Fitomedika. 7(3). 186-190.
Fitriana. 2013. Pengendalian Hama dan Penyakit Tanaman Cabai. http://fitriana11.blogspot.com/2013/05/budidaya-tanaman-cabe.html
Funayama S. and Terashima I. 2006. Effect of Eupatorium Yellow Vein Virus Infection on Photosynthetic Rate, Chlorophyll Content and Chloroplast Structure in Leaves of Euphatorium makinoi During Leaf Development. Functional Plant Biology. P.165-175.
Mahartha, K., A., Khamdan, K., dan Gusti, N., A. 2013. Uji Efektivitas Rizobakteri sebagai Agen Antagonis terhadap Fusarium oxysporum f.sp. capsici Penyebab Penyakit Layu Fusarium pada Tanaman Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.). E-Jurnal Agroekoteknologi Tropika. Vol. 2 (3).
Mignucci, J., S. and J,. S Boyer. 1979. Inhibition of Photosynthesis and Transpiration in Soybean Infected by Microsphaera Diffusa. Phytopathology. 69:227-230.
Mukarlina, Siti., K., dan Reny, R. 2010. Uji Antagonis Trichoderma harzianum Terhadap Fusarium spp. Penyebab Penyakit Layu pada Tanaman Cabai (Capsicum annum) Secara In Vitro. Jurnal Fitomedika. Vol.7(2). 80-85.
Purnomo, B. 2006. Dasar-Dasar Perlindungan Tanaman. Penggolongan Penyakit dan Patogen Tumbuhan.
Salisbury, F. B. dan Ross, C. W., 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB. Bandung.
Suhara, C. dan T. Yulianti. 2009. Ketahanan Aksesi Plasma Nutfah Tembakau Cerutu terhadap Penyakit Lanas dan Busuk Batang Berlubang. Bulletin Tanaman Tembakau, Serat dan Minyak Industri. 1(1): 17-27.
Yunasfi, 2008. Serangan Patogen dan Gangguan Terhadap Fisiologis Pohon. USU Repository. 1-29.
