Organisme Penyebab Penyakit Hutan

Pengenalan

            Penyakit tanaman disebabkan oleh bermacam variasi dari organisme, mencakup fungi, organisme cendawan, virus, phytoplasma, tanaman parasit, nematoda dan protozoa (Agrios 2005). Karena kayu alam dari pepohonan, fungi, organisme cendawan, dan dwarf mistletoes cendrung menjadi penyebab terbanyak dari penyakit hutan (Manion 1991, tainter dan baker 1996, agrios 2005). Bakteri, virus, phytoplasma, dan nematoda merupakan penyebab penting dari penyakit yang menyerang jaringan halus tanaman pertanian sama seperti fungi. Flagelata protozoa juga telah masuk dalam penyakit tanaman (matinya floem pada pohon kopi), tetapi bukanlah semua penyebab penyakit hutan (agrios 2005). Protozoa juga menyerang serangga sama seperti virus, bakteri dan fungi (liat bagian 19). Pada bagian ini kami membahas tentang organisme penyebab penyakit, klasifikasinya, siklus hidup, dan penyakit yang disebabkan oleh fungi, serta penyebaran dan ekologi dari fungi.

Pembahasan organisme penyebab penyakit

            Organisme hidup diklasifikasikan menjadi tiga domain: eukaria( organisme eukariotip), bakteri (bakteri prokariotip), dan archae( archae bakteria prokariotip-halophiles, methanogens, dan extreme thermophiles). Eukaria meliputi kingdom sebagai berikut : plantae, animalia, fungi/ eumycota), protista(protozoa, beberapa alga dan jamur seperti protista), dan straminipila/chromista (kelompok fungi dengan selulosa di dinding sel [oomycota] dan beberapa alga). Banyak ahli biologi sekarang menggunakan pohon kehidupan sampai analisis DNA untuk memeriksa hubungan phylogenetic antar kelompok organisme. Reproduksi, morfologi, pengusiran, dan tipe penyakit yang disebabkan fungi, tanaman parasit, bakteri, virus, phyoplasma, dan nematoda akan dibahas berikutnya. Morfologi dan reproduksi untuk tiap kelompok akan ditampilkan di figure 10.1

Fungi dan organisme cendawan

            Diperkirakan terdapat lebih dari 1,5 juta jenis fungi dan organisme cendawan dimuka bumi, namun hanya 80.000 sampai 120.000 jenis yang dapat dijelaskan (webster dan weber 2007). Sekitar 10% jenis diketahui menyebabkan penyakit tanaman dan penyebab kecil dari penyakit hutan (alexopoulus et al 1996)

            Beberapa bersifat parasit( mereka dapat tumbuh hanya didalam tubuh inang), yang lain dapat hidup pada organisme mati sama baik dengan hidup ditubuh inang, baik itu parasit ataupun saprofit. Sebagian besar fungi, merupakan saprofit atau dekomposer. Banyak berhubungan dengan serangga (lihat bagian 19 dan 21). Beberapa fungi membentuk simbiosis yang menguntungkan dengan akar tanaman yang dikenal sebagai mikoriza, yang membantu tanaman dalam nutrisi dan penyerapan air dan melindungi akar dari organisme perusak(lihat bagian 11). Banyak penyakit karna fungi disebabkan oleh dihasilkannya enzim yang merusak selulosa dan/atau lignin pada tanaman, yang merupakan penyusun utama dinding sel tanaman. Kerusakan lain dikarenakan dihasilkannya racun atau secara fisik menutup jaringan halus, menyebabkan layu( agrios 2005). Sama seperti sapropit, parasit, atau mikoriza fungi, beberapa fungi merupakan endophyta. Jamur endophyta hidup disemua bagian dari tanaman hidup, termasuk daun lebar dan daun jarum,serabut akar, serta ranting, tanpa menyebabkan penyakit dan umumnya tidak terlihat. Mereka memiliki banyak fungsi, seperti kemampuan untuk tumbuh dilingkungan asin dan tahan terhadap patogen( ganley et al. 2008). Beberapa ahli biologi mengkelompokkan mikoriza arbuskular kedalam endopyta.

Ahli biologi tradisional mendefinisikan fungi sebagai eukariotip, penghasil spora, organisme tak berklorofil dengan menyerap nutrisi yang bereproduksi sexually dan/atau asexually (alexopoulus et al 1996). Tahap vegetatif fungi kebanyakan terdiri atas cabang mycelium.

            Beberpa fungi seperti ragi, jarang membentuk micelium dan terdiri atas sel tunggal atau kumpulan dari beberapa sel. Cabang individu atau filament dari fungi disebut hifa dengan diameter dari 0,5 um sampai lebih dari 100um. Panjang miselium mungkin hanya mikrometer pada beberapa fungi(mereka tumbuh diatas permukaan batu). Untuk beberapa meter fungi menghasilkan helaian mycelial atau rhizomorphs(alexopoulus et al 1996). Rhizomorp merupakan struktur mycelial yang menyerupai akar. Biasanya rhizomorp bewarna hitam atau coklat. Beberapa fungi memiliki rhizomycelium, atau helaian yang berbeda mengubah diameter secara terus menerus. Pertumbuhan hifa terjadi pada ujung-ujung hifa. Hifa dari fungi dapat membuat banyak sekat dengan dinding bersilang(septa) berisi satu atau lebih inti sel per sel, atau mereka mungkin coenocytic, tidak memiliki septa dan terdiri atas satu continous, tubular, cabang atau tak bercabang, sel berinti banyak. Bagian dari septate hifa ditunjukkan di figure 10.2

            Jamur menghasilkan spora yang digunakan untuk pengusiran dan bertahan hidup. Beberapa spora memiliki flagelata dan motile di tanah basah. Kebanyakan spora terbang keudara(agrios 2005). Spora dapat menjadi sexual atau asexual, dan dapat dihasilkan diluar ataupun didalam. Asexual terbang keudara diilistrasikan difigure 10.2. fungi juga membentuk chalamydospores atau dinding tebal asexual tempat hidup spora. Sambungan atau sel intercalar dari hifa dapat membesar, berondongan, membentuk dinding tebal, dan salinan. Fungi lain menghasilkan arthspores atau oidia dimana hifa hifa patah mejadi bagian sel dan menjadi spora. Struktur yag bertahan seperti sclerotia atau micrisclerotia juga diproduksi. ini merupakan daya tahan tubuh untuk kondisi yang tidak menguntungkan mungkin karena dormansi untuk periode yang panjang dan berkecambah ketika kondisi baik kembali(alexopoulos et al 1996).fungi da organisme cendawan (omycota) dijelskan lebih detail dibagian ini, termasuk klasifikasinya, struktur hidup, penyebaran ekologi, dan penyakit yang mereka sebabkan.

 Tanaman parasit

            Tanaman yang hidup sebagai parasit pada tanaman lain adalah hal biasa dengan lebih dari 2500 jenis telah diketahui (agrios 2005). Seperti akar tanaman ditanah, mereka menghasilkan bunga dan biji. Mereka begitu untuk memperluas persebaran famili botani. Hanya beberapa tanaman parasit yang diketahui, meyebabkan penyakit penting pada tanaman. Sebagian besar famili dan genus penyebab penyakit pada tanaman ditunjukkan pada tabel 10.1. dwarf dan mistleloes merupakan hal penting. Beberpa tanaman parasit memiliki klorofil seperti tanaman hijau,tetapi yang lain memiliki sedikit atau tidak berklorofil, seperti dodder, yang menggantungkan semua pada tanaman inang untuk menjalani kehidupannya(agrios 2005)

            Tanaman dwarf mistletoe arceuthobium tsugense sub sp. Tsugense terjadi pada pinus, ditunjukkan di fugure 10.3. dwarf mistletoes seperti kekuning-kuningan sampai kecoklatan hijau, atau hijau zaitun dengan ranting yang menyatu dengan batang, biasanya penjangnya kurang dari 10 cm (hawksworth and wiens 1996). Daunnya tidak mencolok, simetris, berhadapan, dan warnanya sama seperti batang. Dalam cabang atau batang pada tanaman inang memilikipercabangan haustorial dan sinkers bertempat di floem dan xilem yang mana tanamanmenyerap air dan nutrisi. Mereka bertipe menghasilkan bengkak (figure 10.3) dan menyapu pada cabang pada inang (lihat figure 14.1 pada hal 360) dan menghambatpertumbuhan. Infesi yang hebat dapat membuat pohon mati. Penyebaran dalam jarak pendek lewat udara lembab biji akan tumbuh menjadi tanaman. Burung akan membawa penyebaran itu ke jarak yang lebih jauh(hawksworth and wiens 1996). Dwarf mistletoes dibahas lebih detil pada bagian 14.

            Mistletoes rindang umumnya terjadi pada tanaman daun lebar diseluruh dunia,diiklim hangat. Mereka menyerang tidak hanya tumbuhan hutan tapi juga terjadi pada apel, ceri, jeruk, karet, coklat, dan pohon kopi(agrios 2005). Beberapa pohon daun jarum seperti juniper(figure 10.4) dan cypress juga memiliki mistletoes (scharpf 1993). Tanaman yang selalu berdaun hijau dengan pengembangan batang dan daun tipe 2 sampai 5 cm. Tanaman tinggi merubah beberapa cm hingga 1m. Terkadang Mistletoes dapat merubah setegah dari dedaunan dipohon. Seperti dwarf mistletoes mereka menghasilkan haustoria dan sinkers lebih dari akar dan menyebabkan gembung pada cabang dan melebar. Tipe penyebaran mereka lewat burung yang memakan biji beri-berian(tainter and baker 1996). Tanaman itu sering digunakan untuk dekorasi natal.

Bakteri

Bakteri diklasifikasikan kedalam bakteri dominan, bersel satu , organisme prokariotip tanpa membran inti. Bentuk dan ukuran sel menjadi gram posotif dan gram negatif, tampak dan tidak tampak, dan posisi dari flagelata, tumbuhnya substrats dan teknik molekular digunakan untuk identifikasi bakteri (agrios 2005). Umumnya bakeri memiliki tiga bentuk, kokus atau bulat, berbentuk batang, dan spiral. Dimana beberapa bakteri memiliki sebuah miselium seperti actinomycetes, yang lainnya berbentuk pleomorpik atau  springlike. Kekhasan bakteri memiliki diameter dari 0,2 sampai 2um dan panjang dari 1 sampai 10 um untuk bakteri tidak bulat (agrios 2005). Beberapa sel memiliki flagela yang berlabuh disitoplasma dan diperpanjang melalui membran sel. Flagela digunakan untuk berenang dan mungkin terjadi disatu lokasi yang spesifik atau seluruh sel(petrichous flagella)

            Bakteri tidak memiliki struktur yang spesial untuk penyebarannya. Penyebarannya berupa pasif diatmosfer dengan tiupan angin pada tanaman dan permukaan tanah, atau berpindah melalui air. Beberapa bakteri penyebarannya melalui serangga. Spora berdinding tebal untuk melangsungkan hidupnya khususnya tahan terhadap kondisi merugikan dihasilkan oleh beberapa bakteri, mungkin bertahan bahkan dalam air mendidih. Beberapa bakteri relatif menyebabkan penyakit pada tanaman. Agrobakterium, clavibakter, erwinia, psedomonas, xanthomonas, streptomyces, dan xylella merupakan genus yang paling banyak. Erwina amylovora adalah penyebab binik api pada pohon apel dan pear(agrios 2005). Beberapa bakteri dikaitkan dengan serangga dan sebagian digunakan untuk pengendalian serangga secara biologis,seperti bacillus thuringiensis( lihat bagian 19)

Virus dan viroid

            Virus adalah penginfeksi partikel nukleoprotein(sinclair and lyon 2005). Sejumlah virus seperti patogen, seperti viroid(kecil,telanjang, circular RNA)dapat juga menyebabkan penyakit(agrios 2005). Dianggap sendirian. Partikel virus dan virion idak bernyawa dantidak dapat bereproduksi diluar sel. Bagaimanapun, didalam sel menjadi aktif dan dapat membelah hingga ratusan kali menggunakan material sel untuk hidup dan bereproduksi. Sejumlah virus yang dikenal lebih dari 2000 dan satu sampai empat menyebabkan penyakit pada tanaman(agrios 2005).mereka juga menyebabkan penyakit pada serangga(lihat bagian 19). Virus menyebabkan penyakit, tidak oleh sel pengurai atau membunuh mereka dengan racun, tapi dengan menghancurkan metabolisme mereka. Karakteristik dari gejala dapat diketahui lewat test serologi oleh ELISA(enzym- like immunosorbent assay), dan teknik genetik untuk mengidentifikasi virus.

            Virus memiliki banyak bentuk, mereka mungkin berbentuk elogate(berbentuk seperti batang atau benang), spherical (isometri atau bersegi banyak), atau rhabdovirus(basilius). Ukuran mereka berbeda dari 0,01 sampai 0,3 um(10-300nm),meskipun beberapa bentuknya lentur dan mencapai panjang 2000 nm. Banyak virus dapat dilihat dengan mikroskop ekektron dan banyak yang lebih kecil dari bakteri. Virus memiliki dau bentuk dasar:asam nukleida termasuk DNA dan RNA dan dapat berubah menjadi protein pelindung atau kapsid. Beberpa virus menghasilakan senyawa kimia seperti polyamines dan lemak.

            Pengusiran virus dapat lewat (1) binatang parasit seperti serangga, ulat, cacing; (2) tanaman parasit seperti dodder; (3) parasit fungi ;(4)bibit; (5)pollen; (6)okulasi; (7) penyambungan; (8) vegetatif buatan (agrios 2005). Sel tanaman memiliki beberapa dinding selyang tidakdapat dimasuki oleh virus dan melukai jaringan pegangkut. Banyak virus tanaman masuk lewat serangga seperti kumbang atau belalang, dan lewat endapan ovule dengan menginfeksi serbuk sari. Pemasukan serangga kedinding sel ketika memakan tanaman dapat membuat virus masuk. Beberapa virus bergerak dari sel ke sel memlalui sel parenkim di keadaan tenang(1mm/hari), beberapa dapat bergerak cepat dalam floem(agrios 2005).

            Gejala infeksi virus banyak terjadi di daun tetapi dapat terjadi dibagian tanaman lauin. Bercak dan mozaik adalah tanda yang paling banyak. Mozaik biasanya bewarna kuning, hijau terang, atau putih bercampur dengan hijau normal. Gejala lain termasuk layu, kerdil, daun menggulung, menguning, loreng, cacar, tumor, berlubang, dan penyimpangan dan perataan. Areal pertanian seperti tembakau, tomat, timun, gandum, barley, jagung, kedelai, kunyit, crucifer, dan legum merupakan tanaman yang rentan terjangkit virus(agrios 2005). Pohon buah juga retan. Lebih dari 100 virus yang berbeda telah dicatat pda pohon hutan (cooper 1993). Tetapi, beberapa telah dipelajari atau diklasifikasikan (sinclair and lyon 2005). Sulit untuk mengetahui kepentingan ekonomi. Yang menarik, banyak virus terjadi pada pohon juga terjadi pada tanaman pertanian. Contohnya bercak yang disebabkan oleh virus mozaik tobacco dan elm mozaik yang menyebabkan daun menggulung pada tanaman ceri. Satu dari banyak alasan mengapa virus muncul dan menyebabkan beberapa penyakit hutan adalah karena pohon tumbuh dari biji dialam dan bukan merupakan pencangkokan dan yang terpenting virus menyebar pada pohon buah-buahan(cooper 1993)

Phytoplasma

Sekitar 200 tanaman berpenyakit menunjukkan bahwa telah dinfeksi phytoplasma(dahulu dikenal sebagai mikoplasma-seperti organisme [MLOs]). Tetapi beberapa diketahui terjadi pada pohon (hiruki 1988, sinclair and lyon 2005). Elms dan ash adalah pohon yang paling banyak diserang. Phytoplasma adalah organisme prokariotip dan tidak memiliki inti sel atau dinding sel. Selnya terdiri atas sitoplasma, ribosom, dan beberapa materi inti dan dibatasi oleh selapis sampai tiga lapis membran. Phytoplasma dapat berubah menjadi filamen dan besar diameter dari 175 -250 um. Mereka bereproduksi melalui pucuk dan pembelahan tidak memiliki rambut, tidak menghasilkan spora dan merupakan negative gram. Banyak yang berpindah melalui serangga seperti belalang dan kumbang.

            Elm ploem necrosis, atau yellows telah membuat ribuan pohon ditengah dan utara amerika serikat(agrios 2005). Daun gugur dan keriting, kekuning-kuningan bahkan cklat dan kahirnya jatuh. Pohon biasanya mati degan cepat. Patogen berpindah dari tanaman berpenyakit ke tanaman sehat lewat belalang. Warna yang tidak sama dari dalam kulit kayu atau floem biasanya terjadi pada tahap lanjut dari penyakit ini  dan mungkin tidak aktif pada tanaman yag busuk.

            Ash yellow menyebar lewat belalang dan kumbang. Gejalanya termasuk pertumbuhan yang lambat dan pertumbuhan secara radial, mengurangi dormansi apikal, perkembangan akar, pembungaan, dan kelainan pada batang. Foliar dan klorosis sering terjadi. Phytoplasma lain menyebabkan kekuningan pada tanaman kelapa. Penyakit ini telah membunuh ribuan palem di karebean, afrika barat, dan florida. Semuanya ditemukan mati dan akhirnya roboh, seperti tiang telpon. Kumbang telah dijadikan sebagai penyebaran phytoplasma.

Nematoda

Nematoda adalah binatang menyerupai cacing, tetapi sangat berbeda dengan cacing sebenarnya. Ada beberapa ribuan jenis dari nematoda dan banyak yang hidup di air tawar, air asin, dan tanah, memakan mikroba, tanaman, dan binatang lain. Banya kasus penyakit manusia, hewan , tanaman dikarenakan serangga(lihat bagian 19). Tanaman parasit nematoda kecil(15-35 um diameter dan panjang 30um sampai 4 mm)(jenkins and taylor 1967, agrios 2005). Mereka biasanya tidak terlihat dengan mata telanjang, namun mudah diteliti dibawah mikroskop. Terkadang, akar nematoda banyak yang menyerupai jarum-jarum kecil yang keluar dari akar.

            Nematoda kurang lebih transparan, umumnya berbentuk seperti belut, membulat dipersimpangan, dengan bagian tubuh kecil dan tanpa kaki atau bagian tubuh lain. Betina dari beberpa jenis mungkin menjadi bengkak di kedewasaan dan memiliki bentuk seperti buah pearatau tubuh bulat(tainter and baker 1996). Tipe dari jantan dan betina dari tanaman parasit nematoda ditunjukkan dibagian 10.5. tubuh nematoda memiliki kulit ari yang tidak bewarna yang memiliki striasi atau tanda lain, dan sistem pencernaan seperti pipa panjang berlubag dari mulut hingga eksofagus, usus besar, rektum, dan anus. Bibir disekitar mulut biasanya enam. Perbedaan lain dari tanaman parasit nematoda memiliki lubang atau tanduk, yag membocorkan sel tanaman. Reproduksi melalui telur, tetapi banyak jenis yang kekurangan pejantan.

            Siklus hidup dari kebanyakan nematoda adalah sangat sama. Telur pertama menetas menjadi larva. Ada empat langkah larva mengakhirinya diantaranya berganti kulit. Ganti kulit pertama biasanya terjadi didalam telur dan terakhir terjadi dilarva perbedaan terjadi di jantan dewasa dan betina. Betina dapat menghasilkan telur subur lewat kawin, partenogenetically, atau hemaphroditically  lewat penghasilan sperma. Siklus hidup akan lengkap dari tiga sampai empat minggu. Bagian siklus hidup nematoda biasanya dihabiskan di 15 cm diatas tanah, meskipun beberapa mungkin jauh didalam tanah.  Temperatur tanah, kelembapan, dan aerasi mempengaruhi ketahanan dan pergerakannya. Berdasarkan kekuatan mereka, nematoda bergerak sangat lambat, mungki tidak lebih dari beberapa meter. Tetepi mereka sangat mudah berpindah dinah lembab dimana terdapat lapisan lembab ditanah berpori. Mereka juga dapat beripindah jauh di irigasi atau lumpur, dibagian atau tapak kaki hewan, di badai debu dan diperkebunan dan tanaman kebun. Meskipun banyak tanaman parasit nematoda  ditanah menyerang akar, aphelenchoides spp. (pucuk dan daun nematoda) meyebar lewat percikan air hujan dan aliran air, dan dapat bergerak sepanjang permukaan batang yang basah. Bursaphelenchus(nematoda kayu pinus) dan rhadinaphelenchus(nematoda cincin merah kelapa) menyebar lewat serangga.