Download - LAPO EKOMIK.interaksi Mikroba Dengan Hewan
Interaksi Mikroba dengan Hewan
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangPada akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai dikenal sebagai salah satu revolusi
teknologi yang sangat menjanjikan di abad ke 20 ini. Pentingnya bioteknologi secara strategis
dan potensinya untuk kontribusi dalam bidang pertanian, pangan, kesehatan, sumberdaya
alam dan lingkungan mulai menjadi kenyataan yang semakin berkembang.
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup
(bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol)
dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan
bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan
murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,
matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang
menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui
aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu
organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada
organisme tersebut. Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa
diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:
Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang
mempelajari aplikasi bioeknologi di bidang medis. Cakupannya meliputi seluruh
spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan.
Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan
vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk
mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen
abnomal dengan gen yang normal.
Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang
diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta
pembuatan sumber energi terbarukan. Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti
bakteri dan khamir/ragi, enzim-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah
tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri.
Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi
pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.
Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di
bidang pertanian dan peternakan. Di bidang pertanian, bioteknoogi telah berperan
dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih
tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat.
Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai
"bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba,
dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang
membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).
Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik/perairan
yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik. Salah satu
contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-
kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan
yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan
bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan
penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain.
Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara
berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu
singkat.
Keterkaitan antara bioteknologi dengan dunia pertanian cukup erat. Melalui
bioteknologi terjadi suatu revolusi hijau pada dunia pertanian. Kemajuan dalam bidang
pertanian ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa
genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-
lain. Contoh riil di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur
jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul
karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih
tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Dalam budidaya tanaman, bioteknologi
juga mempunyai peranan yang sangat besar terutama dalam pengembangan dan penyediaan
pupuk organik (biofertillizer) dan pestisida (biopestisida), sehingga dapat meningkatkan
pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta melipatgandakan hasil pertanian, selain itu
bioteknologi pertanian juga dapat memberikan kontribusi yanng sangat besar terhadap
konservasi lahan dan lingkungan. Keberadaan kontroversi bioteknologi dalam bidang
pertanian, dalam prosesnya tidak dapat terpisahkan dari adanya unsur mikroba yang menjadi
kunci dalam pengembangan bioteknologi. Mikroba mampu menyebabkan perubahan kimiawi
pada berbagai bahan, jumlahnya yang besar disertai kemampuan kimia yang beragam
menyebabkan banyak terjadi proses esensial di alam lingkungan, misalnya mikroba mampu
merombak, merusak atau membusukkan jaringan tanaman dan hewan yang mati (Ristiati,
2008). Oleh sebab itu interaksi yang ada pada tanaman dengan mikroba merupakan kajian
yang relevan untuk dipelajari.
Secara umum, pada penulisan makalah ini akan dibahas mengenai interaksi mikroba
yang dibagi atas virus, bakteria dan fungi dengan aplikasinya pada tanaman. Interaksi
tanaman dengan mikroba ada yang bersifat menguntungkan dan merugikan. Oleh sebab itu,
sebagai bagian dari kajian bioteknologi antara tanaman dengan mikroba maka secara
mendalam akan dikaji interaksi antara tanaman dengan mikroba.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan penulisan latar belakang, maka adapun permasalahan yang dapat
dirumuskan adalah sebagai berikut.
1. Bagaimanakah interaksi antara tumbuhan dengan fungi?
2. Bagaimanakah interaksi antara tumbuhan dengan bakteri?
3. Bagaimanakah interaksi antara tumbuhan dengan virus?
1.3 Tujuan Penulisan
Berdasarkan rumusan masalah, maka adapun tujuan penulisan makalah ini yang dapat
dirumuskan untuk mengetahui hal-hal sebagai berikut.
1. Interaksi antara tumbuhan dengan fungi.
2. Interaksi antara tumbuhan dengan bakteri.
3. Interaksi antara tumbuhan dengan virus.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Interaksi Bakteri dengan Tumbuhan
A. Interaksi yang Menguntungkan
1. Interaksi antara bakteri Rhizobium dengan akar kacang-kacangan
Tanaman kacang-kacangan seperti buncis, kedelai, akarnya memiliki bintil-bintil
berisi bakteri yang mampu menambat nitrogen udara, sehingga nitrogen tanah yang telah
diserap tanaman dapat diganti. Simbiosis antara tanaman dan bakteri saling menguntungkan
untuk kedua pihak. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi dari tanaman inang
sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan
kehidupannya (Risqi, 2009).
Bakteri penambat nitrogen yang terdapat didalam akar kacang-kacangan adalah jenis
bakteri Rhizobium. Bakteri ini masuk melalui rambut-rambut akar dan menetap dalam akar
tersebut dan membentuk bintil pada akar yang bersifat khas pada kacang-kacangan. Bakteri
dalam genus Rhizobium merupakan bakteri gram negatif, berbentuk bulat memanjang, yang
secara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer. Umumnya bakteri ini ditemukan
pada nodul akar tanaman leguminosae.
Rhizobium berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti
hidup. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna
putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan
berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium
cenderung membentuk nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja. Bakteri Rhizobium
adalah organotrof, tidak berspora, dan pleomorf. Bakteri rhizobium mudah tumbuh dalam
medium pembiakan organik khususnya yang mengandung ragi atau kentang. Pada suhu
kamar dan Ph 7,0 – 7,2.
Morfologi Rhizobium dikenal sebagai bakteroid. Rhizobium menginfeksi akar
leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri
Rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose. Interaksi bakteri Rhizobium dengan akar
kacang-kacangan dibahas dalam ilmu tersendiri yang dinamakan Rhizobiologi. Interaksi ini
mengakibatkan terbentuknya nodul akar pada tumbuhan kacang-kacangan. Terdapat beberapa
spesies Rhizobium dan tanaman simbiosisnya, hal tersebut dapat dilihat dalam tabel.
Tabel : Beberapa spesies Rhizobium dan tanaman simbiosanya
Spesies Rhizobium Tanaman simbiosanya
R. leguminasorumR. PhaseoliR. TrifoliiR. MeliotiR. LupiniR. JaponicumRhizobium. Spp
Pea (Pisum spp), lentil ( Lens culinaris)Kacang buncis (Phaseolus vulgaris)Clover ( Trifolium subteranim)Alfafa (Medicago sativa)Lupin (Lupinus, spp)Kedelai ( Glycine max)Cowpea (Vigna, spp), kacang tanah (Desmodium spp)
Adapun tahapan pembentukan nodul akar pada tanaman kacang-kacangan akibat
interaksi bakteri Rhizobium adalah sebagai berikut :
Tahap-tahap pembentukan nodul.
1). Pengenalan pasangan yang sesuai pada tumbuhan dan bakteri dan penempelan bakteri
terhadap akar tumbuhan.
Di sekitar bulu-bulu akar kacang-kacangan terkumpul sejumlah besar bakteri Rhizobium baik
secara alami (misal pada ladang kacang-kacangan) ataupun secara buatan (penambahan
inokulan). Akibat terkumpulnya bakteri tersebut, bulu akar akan mengeluarkan triftopan,
yang oleh bakteri diubah menjadi indol asetat. Kehadiran indol asetat menyebabkan bulu akar
menjadi berkerut dan bakteri juga menghasilkan enzim yang dapat melarutkan senyawa
pektat yang terdapat di dalam fibril (selulosa) kulit bulu akar, sehingga bakteri dapat
menempel pada buluh akar.
2). Invasi bakteri ke dalam buluh akar dan terjadi ancaman infeksi.
Akibat adanya larutan pektat, bakteri Rhizobium kemudian berubah menjadi bulat dan kecil-
kecil serta dapat bergerak. Senyawa pektat dapat berikatan dengan selulosa, sehingga dinding
bulu akar menjadi tipis hingga dapat ditembus oleh bakteri Rhizobium
3). Berjalan sepanjang akar utama melalui tempat infeksi.
4). Pembentukan bakteroid (sel bakteri perusak) dalam sel tumbuhan dan terjadi
perkembangan ke keadaan penambatan-nitrogen
Di dalam bulu akar bakteri memperbanyak diri, kemudian memasuki bagian akar dengan
membentuk benang infeksi, hingga koloni bakteri didapatkan pada setiap sel akar.
5). Berlangsungnya pembelahan bakteri dan sel tumbuhan, maka terbentuk nodul akar
matur.
Genetik pembentukan nodul : gen nod.
Gen-gen yang melangsungkan tahap-tahap spesifik dalam pembentukan nodul pada
tumbuhan leguminosa oleh strain Rhizobium disebut gen nod. Beberapa gen nod dari spesies
Rhizobium yang berbeda disimpan dan umumnya berada pada plasmid yang disebut plasmid
sym. Sebagai tambahan pada gen nod yang langsung terlibat dalam nodulasi/pembentukan
nodul, gen sym mengandung gen spesifisitas yang menahan strain Rhizobium pada tumbuhan
inang tertentu. Selanjutnya, kemampuan nodulasi pada tumbuhan leguminosa tertentu dapat
dipindahkan antar spesies Rhizobium melalui pemindahan plasmid sym secara singkat.
Sebagai contoh, ketika plasmid sym dari Rhizobium leguminosarum (yang memiliki inang
kacang-tanah) dipindahkan ke Rhizobium trifolii (yang memiliki inang semanggi), sel spesies
R. Trifolii akan efektif membentuk nodul pada kacang-tanah. Yang menarik dalam hal ini,
plasmid sym juga dapat dipindahkan di antara genera. Jika plasmid sym dipindahkan dari
Rhizobium ke bakteri yang berhubungan erat, Agrobacterium, maka bakteri tersebut akan
membentuk nodul, meskipun nodul tersebut tidak memfiksasi-nitrogen karena Agrobacterium
tidak mampu untuk memfiksasi-nitrogen.
Fiksasi Nitrogen Oleh Bakteri Rhizobium
Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen
langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun
menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam
tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanah disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat
menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat
dalam tanah legum tersebut akan mati.
Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk
hijau seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut
menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat
nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat
nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar
melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan
demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.
Rhizobium di dalam tanah berperan dalam pengaturan siklus nitrogen, yaitu
melakukan fiksasi nitrogen dan mengubahnya menjadi Ammonia (NH3). Dalam sel bakteri
ini terdapat sebuah alat yang berperan dalam biokatalis, yaitu enzim nitrogenase. Enzim ini
mengkatalis reduksi nitrogen atmosfer (N2) menjadi amonia (NH3) (Nasir, 2002). Enzim
inilah yang berperan dalam mengubah N2 menjadi NH3.
Fiksasi nitrogen berlangsung dengan bantuan kompleks enzim nitrogenase. Reaksinya
sbb:
N2 + 6e – → 2NH3 (DG’0 = +150 kkal/mol = +630 Kj/mol)
B. Interaksi yang Merugikan
Interaksi yang merugikan yakni adanya interaksi bakteri Pseudomonas solanacearum
yang menyebabkan penyakit “Darah Pisang”. Penyakit ini disebabkan oleh bakteri
Pseudomonas Solanacearum. Disebut penyakit darah, karena bila akar tinggal/bonggol
tanaman sakit dipotong maka keluar cairan kental yang berwarna kemerahan dari berkas
pembuluh. Penularan penyakit ini dapat terjadi melalui bibit terinfeksi, serangga yang
mengunjungi bunga, alat-alat pemangkasan dan kontak akar.Penyakit Tanaman pisang mudah
dikenali dengan tanda-tanda sebagai berikut : (1). Tanaman pisang yang terserang
pertumbuhan daunnya terhambat, cepat patah dan menjadi kuning, layu dalam waktu yang
relatif singkat. (2). Jika batang dipotong, maka dalam beberapa saat akan keluar cairan kental
berwarna merah seperti darah. (3). Buah dari tanaman yang terserang apabila dipotong atau
dibelah terlihat ada getah kental berwarna coklat kemerah-merahan yang berbau busuk. (4).
Anakan yang tumbuh pada rumpun yang sakit akan segera menunjukkan gejala daun menjadi
layu, kering, kerdil dan akhirnya mati.
Interaksi yang juga merugikan adalah Bakteri Erwinia coratovora yang menyebabkan
penyakit layu pada tanaman terutama di daerah subtropis dan tropis. Bakteri ini termasuk
ganas, karena mampu merusak tanaman dalam waktu singkat. Serangannya dapat
menyebabkan melunaknya daun dan batang pada tanaman disertai perubahan warna menjadi
cokelat sambil mengeluarkan bau busuk. Sedangkan bagian tanaman yang terserang akan
mengeluarkan lendir putih, kental dan lengket.
Pada saat tanaman terluka, otomatis pengaruh cuaca, nematoda dan hewan lainnya
dapat masuk melalui lubang alami dan membawa bakteri Erwinia carotovora tersebut ke
dalam jaringan yang terluka.
Bakteri yang masuk melalui luka ini akan terus berkembang dalam ruang antar sel
serta menghasilkan enzim pektolitik yang dapat mencerna jaringan tanaman inang. Akibatnya
tanaman inang akan mengalami penurunan dan lama – kelamaan akan mengalami
pembusukan.
Dengan didukung kelembaban yang tinggi dan cuaca yang dingin, perkembangbiakan
bakteri akan lebih cepat sehingga patogen akan lebih cepat menyebar ke seluruh tanaman
yang pada akhirnya menyebabkan busuk pada batang. Bila ini dibiarkan dalam waktu yang
tidak lama dan didukung oleh kondisi yang sesuai untuk perkembangan jamur, maka
perkembangan penyakit tersebut menjadi sangat pesat yang akhirnya tanaman akan
mengalami kematian.
2.2 Interaksi Fungi Dengan Tumbuhan
A. Interaksi yang Menguntungkan
1. Interaksi antara jamur Mikoriza dengan akar tanaman
Mikoriza (Yunani = “Mycorrhizae”) memiliki arti “fungi akar” dan berhubungan
dengan bentuk hubungan simbiotik antara fungi dengan akar tanaman, yang pertama kali
ditemukan oleh Albert Bernhard Frank, pada tahun 1885. Sebagian besar akar tumbuhan
darat kemungkinan berupa Mikoriza. Dalam hubungan ini fungi dan akar tanaman
terintregasi membentuk mikoriza. Keduanya mendapat keuntungan dari asosiasi ini. Fungi
mendapatkan nutrien organik dari tanaman sedangkan tanaman akan terlindungi dari tanaman
patogen lain. Fungi mikoriza memproduksi substansi allelopathik yang bersifat toksik yang
akan menghambat pertumbuhan tanaman di sekitar tanaman tersebut sehingga mengurangi
kompetisi. Pada lingkungan yang basah mikoriza dapat meningkatkan nutrisi, khususnya
ketersediaan fosfat. Sedangkan pada daerah yang kering/gersang, mikoriza membantu
pengambilan air, peningkatan transpirasi (Ristiati, 2008).
Mikoriza merupakan mahluk hidup, maka sejak berasosiasi dengan akar tanaman
jamur ini terus berkembang dan selama itu pula berfungsi membantu tanaman. Adanya
mikoriza, resitensi akar terhadap gerakan air menurun, sehingga transfer air ke akar
meningkat. Keberadaan mikoriza menyebabkan status P tanaman meningkat, sehingga
menyebabkan daya tahan terhadap kekeringan meningkat pula. Adanya hifa eksternal
menyebabkan tanaman bermikoriza lebih mampu mendapatkan air daripada yang tidak
bermikoriza.
Pada tanaman bermikoriza jumlah air yang dibutuhkan untuk memproduksi 1 gram
bobot kering tanaman lebih sedikit daripada tanaman yang tidak bermikoriza. Tanaman
mikoriza lebih tahan terhadap kekeringan karena pemakaian air yang lebih ekonomis.
Pengaruh tidak langsung karena adanya miselin eksternal menyebabkan mikoriza efektif
dalam mengagregasi butir-butir tanah sehingga kemampuan tanah menyimpan air meningkat.
Aplikasi mikoriza akan membantu proses penyerapan air yang terikat cukup kuat pada pori
mikro tanah, sehingga panjang musim tanam tanaman pada lahan kering diharapkan dapat
terjadi sepanjang tahun. Kondisi lingkungan tanah yang cocok untuk perkecambahan biji
akan mendukung pula untuk perkecambahan spora mikoriza. Jamur mikoriza mempenetrasi
epidermis akar melalui tekanan mekanis dan aktivitas enzim dan selanjutnya tumbuh menuju
korteks. Pertumbuhan hifa secara eksternal terjadi jika hifa internal tumbuh dari korteks
melalui epidermis. Pertumbuhan hifa secara eksternal tersebut terus berlangsung sampai tidak
memungkinnya untuk terjadi pertumbuhan lagi. Bagi jamur mikoriza, hifa eksternal berfungsi
mendukung fungsi reproduksi serta untuk transportasi karbon serta hara lainnya ke dalam
spora, selain fungsinya untuk menyerap unsur hara dari dalam tanah untuk digunakan oleh
tanaman.
Interaksi mikroba terhadap tumbuhan dimana ada jenis mikroba dari golongan jamur
yang disebut mikoriza ditemukan sebagai sumber biofertilizer potensial yang dapat
meningkatkan produktivitas budidaya tanaman. Biofertilizer atau pupuk hayati semacam ini
bersifat ramah lingkungan dan dapat mempertahankan kualitas tanah secara berkelanjutan.
Mikoriza mempunyai peran dalam mempercepat suksesi pada habitat yang terganggu secara
ekstrem. Mikoriza yang menginfeksi akar tanaman berperan dalam perbaikan nutrisi tanaman
dan meningkatkan pertumbuhan, karena hifa yang menginfeksi akar mempunyai kemampuan
yang tinggi dalam meningkatkan kapasitas penyerapan unsur hara fosfat, nitrogen, sulfur,
seng, dan unsur esensial lainnya. Dengan adanya mikoriza, laju penyerapan unsur hara oleh
akar bertambah hampir empat kali lipat dibandingkan dengan perakaran normal, demikian
juga luas penyerapan akar makin bertambah hingga 80 kali. Mikoriza berperan juga sebagai
bio-protektor terhadap patogen tanaman, bio-remediator bagi tanah-tanah yang tercemar dan
membantu pertumbuhan tanaman pada tanah yang tercemar. Jamur mikoriza merupakan
asosiasi antara tanaman dan cendawan yang memiliki sifat dan peran yang unik bagi
tanaman, manusia, dan lingkungan hidup. Asosiasi ini diketahui memiliki fungsi yang
menguntungkan tanaman simbionnya.
Ada dua kelompok utama asosiasi Mikoriza yaitu :
a. Ektomikoriza
Umumnya ditemukan pada daerah yang agak dingin (beriklim sedang), berasosiasi
dengan tanaman khusus dan semak-semak. Contohnya, pohon cemara, oak, dan paling
banyak tumbuh pada hutan temperata yang tumbuh pada kondisi dingin biasanya
mengandung Ektomikoriza, yang terdiri dari komponen fungi dengan Basidiomycetes,
Ascomycetes atau Zygomycetes. Ektomikoriza tumbuh pada sekitar akar tanaman, terutama
pada ujung akar, selanjutnya terjadi penetrasi fungi ke bagian kortek, yang umumnya
dijumpai pada jenis kayu cemara atau tanaman berdaun jarum. Pada ektomikoriza, jamurnya
seluruhnya menyelubungi masing-masing cabang akar dalam selubung atau mantel hifa.
Hifa-hifa tersebut hanya menembus antar sel korteks akar (interselular) (Rao, 1994). Jenis
fungi ini adalah Thelophora terrestris.
Banyak dari jamur ini menunjukkan inang spektrum luas. Demikian pula inang yang
sama mungkin diinfeksi oleh lebih dari satu jamur seperti misalnya Pinus sylvestris yang dari
perakaran mikoriza dapat dipisahkan sebanyak lebih dari 40 spesies fungi.
Lebih dari 5000 spesies fungi Basidiomycetes, banyak di antaranya yang membentuk
Ektomikoriza. Miselium secara luas memanjang ke luar sel dan meningkatkan nutrisi
tumbuhan. Salah satu fungi yang terpenting pada Ektomikoriza adalah Pisolitus tinctorius.
Bila fungi ini diinokulasikan ke dalam akar tumbuhan, pertumbuhannya menjadi lebih cepat,
dibandingkan dengan tumbuhan yang tidak diinokulasi fungi tersebut.
b. Endomikoriza
Endomikoriza sungguh menarik perhatian, karena fungi tidak mungkin untuk
berkembang tanpa tumbuhan inang, dan biasanya fungi dari kelompok Zygomycetes. Ini
merupakan hubungan hifa fungi yang masuk ke sel kortek tanaman, kemudian tumbuh dalam
sel/intraseluler dan membentuk gumpalan (lilitan), sehingga membentuk pembengkakan.
Endomikoriza, tidak membentuk suatu selubung luar tetapi di dalam sel-sel akar
(intraseluler) dan membentuk hubungan langsung dengan tanah dan sekitarnya. Hifa jamur
memasuki sel tanaman inang karena menerobos jaringan inang. Inang yang terlibat dalam
asosiasi endotrofik mungkin termasuk Phycomycetes (memiliki hifa tidak bersekat).
Contohnya pada anggrek. Anggrek memiliki endomikoriza. Contoh spesies angrek lain dari
genus Neottia, Limodorum, Epipogen, Coralliorhiza, Galeola, Vanilla, Gastrodia,
Didymoplexis bergantung dengan jamur, namun hanya dalam tahap awal kehidupannya.
Apabila berkecambah, biji anggrek menjadi terinfeksi oleh hifa dari dalam tanah, setelah
penetrasi jamur muncul dalam sel-sek korteks dalam bentuk kumparan, memnyebabkan
pembengkakan dan disorganisasi sel-sel dan akhirnya mengalami disintegrasi dalam sel-sel
inang. Disintegrasi hifa didalam sel ini juga disebut “tolifopagi” dan “ptiofopagi” yang
merupakan cara pencernaan oleh inang yang berbeda-beda. Dan proses ini mungkin terus
berlangsung karena sel inang sudah terinfeksi. Infeksi hanya terbatas pada sel-sel korteks
akar atau pada bagian system perakaran. Jamur dapat memecah lignin dan seluosa dan karena
ikut menyumbang dalam pembusukan bahan organic. Dalam hal ini, jamur tersebut berbeda
dengan jamur ektomikoriza yang tergantung dengan inangnya dalam hal nutrisi karbonnya.
Anggrek bergantung pada jamur untuk kebutuhan-kebutuhan awal kehidupannya.
Mikoriza endotrofi dijumpai pada tanaman gandum, jagung, buncis, jeruk dan
tanaman komersial lain serta jenis rumput-rumputan tertentu. Terdapat bukti bahwa, pada
lingkungan tumbuhan, Mikoriza dapat meningkatkan persaingan antar tubmbuhan tersebut.
Pada lingkungan yang basah Mikoriza dapat meningkatkan nutrisi, khususnya ketersediaan
fosfat. Sedangkan pada daerah yang kering/gersang, Mikoriza membantu dalam pengambilan
air, peningkatan transpirasi, dibandingkan dengan tanpa adanya Mikoriza pada tumbuhan.
Dan ini akan memberikan manfaat dalam penggantian energi yang diperlukan untuk
fotosintesis tumbuhan.
Secara garis besar, melalui gambar dibawah ini, perbedaan ektomikoriza dengan
endomikoriza dapat dilihat.
B. Interaksi yang Merugikan
Sebagian besar penyakit pada tanaman disebabkan oleh jamur etalen. Sebagian besar
jamur yang menyerang tanaman budidaya adalah jamur karat dan jamur api (Bartha, 1987).
Banyak jamur yang beradaptasi dengan baik sebagai etalen tumbuhan. Berikut adalah
beberapa contoh interaksi tumbuhan dengan jamur yang merugikan.
Karat daun yang disebabkan oleh jamur Hemileia vastatrix pada tanaman kopi.
Proses infeksi jamur Hemileia vastatrix dimulai dari adanya jamur Hemileia vastatrix
yang melekat pada daun dan mulai mengeluarkan hifa untik menginfeksi daun. Hifa-hifa
yang dikeluarkan oleh jamur ini terkadang sampai menutup stomata sehingga mengganggu
proses fotosintesis.
Busuk akar disebabkan oleh serangan jamur Phytium sp. Busuk akar terjadi karena
media tanam terlalu basah dan berkelembaban tinggi.
Air yang terlalu lama menggenang menyebabkan media menjadi becek dan dalam
waktu singkat menyebabkan akar menjadi busuk, daun menjadi pucat, layu lalu busuk.
Layu Fusarium yang menyerang tanaman cabai dan tomat. Penyakit ini disebabkan oleh
jamur Fusarium oxysporum. Gejala yang ditimbulkan adalah memucatnya tulang daun
terutama daun bagian atas kemudian menggulunggnya daun yang lebih tua dan akhirnya layu
secara keseluruhan. Menggulungnya daun ini mengakibatkan kemampuan daun menerima
cahaya matahari menurun dan berdampak pada laju fotosintesis. Penurunan laju fotosintesis
berberdampak pada produktivitas tanaman tersebut (Endah, 2002).
Jamur ini menginfeksi melalui akar, utamanya pada luka akar akibat dari serangan
Nematoda puru akar, pemindahan bibit dari penyemaian maupun akibat dari munculnya akar
lateral. Jamur ini akan berkembang dan menetap di berkas vaskuler. Jamur ini tidak
mengganggu proses trasportasi di berkas vaksuler karena hifa dari jamur ini tidak cukup
menyumbat aliran air pada jaringan xylem (Semangun, 2001).
Menurut Gaumann dan Jaag dalam Semangun (2001), penyebab kelayuan adalah
dibentuknya polipeptida yang disebut likomarasmin, toksin yang dapat mengganggu
permeabilitas membrane. Likomarasmin diangkut dalam badan tumbuhan dengan cepat dan
bersifat toksin. Ini mengubah permeabilitas sel terhadap air dan salah satu pengaruhnya yaitu
transpirasi tumbuhan yang cepat. Laju traspirasi yang cepat dan tidak mampu diimbangi oleh
laju transportasi, maka akan terjadi kelayuan baik secara sementara maupun secara permanen
(Sarna dkk, 2007). Selain itu jamur ini juga menghasilkan asam fusarat. Asam fusarat dapat
menghambat pertumbuhan kalus dan tunas. Hal ini diduga karena terganggunya permeabilitas
membran sel, terhambatnya oksidasi sitokrom dan respirasi pada mitokondria sehingga
menghambat sintesis ATP, serta penurunan aktivitas fenol (Purwati, dkk. 2007).
Menurut Waggoner dan Dimond dalam Semangun (2001), F. oxysporum
menghasilkan enzim pektolitik, terutaman pectin-metil-esterase (PME) dan depolimerase
(DP). PME mereduksi etal dari rantai pectin dan menghasilkan asam pektat. DP memecah
rantai asam pektat menjadi poligalakturonida dengan dengan berbagai berat molekul.enzim
tersebut memecah bahan pectin dalam dinding sel pembuluh xylem dan pectin pada parenkim
xylem. Pemecahan bahan pectin dari dinding sel mengakibatkan sel kehilangan kekakuannya
sehingga tanaman menjadi layu. Fragmen-fragmen asam pektat masuk ke pembuluh xylem
dan membentuk masa koloidal yang mungkin menggandung bahan nonpektin dan dapat
menyumbat pembuluh. Penyumbatan oleh fragmen asam pektat dapat menghalangi proses
penghantaran air dan nutrisi tanah. Keadaan ini mengakibatkan tanaman mengalami
kekurangan air, terlebih ketika laju transpirasi tinggi. Kekurangan air mengakibatkan tekanan
turgor sel menjadi menurun dan menjadikan tanaman layu. Jika tidak segera teratasi, tanaman
akan mengalami layu permanen dan mati (Sarna dkk, 2007).
2.3 Interaksi Virus dengan Tanaman
A. Interaksi yang Merugikan
1. Interaksi antara Tobacco mosaic virus dengan tanaman tembakau
Virus tumbuhan sebagian besar mempunyai materi genetik RNA(ss-RNA). Kapsidnya
umumnya berbentuk iksohedral/silindrikal. Virus tumbuhan dapat berpindah melalui
perantara serangga, nematoda, fungi dan kontaminan dari mesin. Salah satu contoh virus
yang inangnya tumbuhan adalah TMV (Tobacco mozaic virus).
Virus mosaik tembakau (Tobacco mosaic virus, TMV) adalah virus yang
menyebabkan penyakit pada tembakau dan tumbuhan anggota suku terung-terungan
(Solanaceae) lain. Gejala yang ditimbulkan adalah bercak-bercak kuning pada daun yang
menyebar, seperti mosaik. TMV adalah virus pertama yang ditemukan orang.
Adolf Meyer (1883) menunjukkan pertama kali bahwa gejala mosaik ini dapat
menular, seperti penyakit bakteri. Keberadaan adanya substansi non-bakteri pertama kali
ditunjukkan oleh Dmitri Ivanovski, biologiwan Rusia, pada tahun 1892. Daun sehat yang
diolesi ekstrak daun tembakau yang menunjukkan gejala mosaik dapat tertular. Ketika
ekstrak itu disaring dengan saringan keramik yang sangat halus sehingga bakteri pun tidak
dapat menembus dan dioleskan pada daun sehat, daun itu pun tetap tertular. Ivanovski
berpendapat ada substansi super kecil yang bertanggung jawab atas gejala tersebut.
Virus mosaik tembakau merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan
mikroskop elektron. Virus ini menginfeksi tanaman dan berkembang biak dalam jasad inang.
Ketika Tembakau Mosaic Virus menulari tanaman tembakau, virus memasuki mekanis
(Misalnya melalui dinding sel tumbuhan pecah) dan bereplikasi. TMV menulari tanaman
tembakau secara mekanis melalui dinding sel yang pecah, lalu berreplikasi. Virus yang telah
berreplikasi tersebut menyebar ke sel tetangga melalui plasmodesmata. TMV menghasilkan
protein yang disebut P30, protein ini akan memperbesar plasmodesmata dan virus tersebut
akan bergerak dari sel ke sel sebagai suatu kompleks RNA.
Gejala pertama yang terlihat adalah terdapat warna hijau muda pada urat-urat daun
muda. Diikuti oleh adanya “mosaik” atau bintik-bintik terang dan gelap pada daun. Gejala ini
berkembang cepat pada daun muda. Virus ini menginfeksi pada awal musim sehingga
pertumbuhan tanaman terhambat.
Selain TMV, virus mozaik juga ditemukan pada tomat, mentimun, dan lada. Selain TMV,
virus tungro juga merupakan virus pada tumbuhan. Virus spesifik ini menyerang padi dan
mengakibatkan tanaman padi mengerdil sehingga produktivitas menurun.
Virus dapat bertahan dan bersifat infektif selama beberapa tahun. Virus bersifat sangat
stabil dan mudah ditularkan dari benih ke pembibitan pada saat pengelolaan tanaman secara
mekanis misalnya pada saat pemindahan bibit ke pertanaman. Gejala Serangan daun tanaman
yang terserang menjadi berwarna belang hijau muda sampai hijau tua. Ukuran daun relatif
lebih kecil dibandingkan dengan ukuran daun normal. Jika menyerang tanaman muda,
pertumbuhan tanaman terhambat dan akhirnya kerdil. Virus ini mampu menular secara
mekanis yakni melalui tangan manusia saat memetik daun tembakau, perasan air daun
tembakau yang terjangkit dan melalui pembibitan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Simpulan
Berdasarkan pembahasan dalam makalah ini, maka simpulan yang dapat diambil
adalah sebagai berikut :
1. Interaksi bakteri yang menguntungkan yakni adanya interaksi bakteri penambat nitrogen yang
terdapat didalam akar kacang-kacangan sejenis bakteri Rhizobium yang secara normal
mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi
dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari bakteri
untuk melangsungkan kehidupannya. Interaksi bakteri yang merugikan yakni penyakit darah
pisang yang disebabkan oleh bakteri Pseudomonas Solanacearum dan Interaksi Bakteri
Erwinia coratovora yang menyebabkan penyakit layu basah.
2. Interaksi jamur yang menguntungkan yakni adanya interaksi mikoriza dengan akar tanaman.
Dalam hubungan ini fungi dan akar tanaman terintregasi membentuk mikoriza. Keduanya
mendapat keuntungan dari asosiasi ini. Fungi mendapatkan nutrien organik dari tanaman
sedangkan tanaman akan terlindungi dari tanaman patogen lain. Interaksi yang merugikan
yakni penyakit karat daun yang disebabkan oleh jamur Hemileia vastatrix pada tanaman kopi,
busuk akar yang disebabkan oleh serangan jamur Phytium sp, layu Fusarium disebabkan oleh
jamur Fusarium oxysporum.
3. Interaksi virus yang merugikan yakni interaksi antara virus mosaik tembakau (Tobacco
mosaic virus, TMV) yang menyebabkan penyakit pada tembakau dan tumbuhan anggota suku
terung-terungan (Solanaceae) lain.
3.2 Saran
Saran yang dapat disampaikan mengenai makalah ini, agar para pembaca mampu
mempelajari interaksi mikroba dengan tanaman sehingga mampu mencegah timbulnya
interaksi yang merugikan seperti beberapa penyakit pada tanaman, serta mampu menerapkan
bioteknologi baik secara konvensional dan modern.