Skip to content

Modeling Penyakit yang Tanaman yang Disebabkan oleh Virus

2018 May 24
by Dina Farahdilla

Tugas Epidemi Penyakit Tumbuhan mengenai Modeling penyakit tanaman yang disebabkan oleh virus.


 

TUGAS KULIAH EPIDEMIOLOGI PENYAKIT TUMBUHAN

Modeling penyakit tanaman yang disebabkan oleh virus

 

 

Oleh:

                                                Dina Farahdilla                    145040207111029

                                                Dita Chairunnisa                145040201111036

                                                Fiereza Bayu Putra             145040201111042

                                                Rizky Nanda G.P                 145040200111110

 Kelas : A

 

 

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

JURUSAN HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2018

 


Virus tanaman merupakan penyebab penyakit tanaman yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman dan menurunkan kualitas hasil tanaman yang dibudidayakan. Penyakit ini ditularkan dari satu tanaman ke tanaman lain dengan bantuan vektor (organisme pembawa virus). Virus tanaman tidak hanya menyerap nutrisi tetapi juga memasuki sel-sel inang dan berkembangbiak didalamnya sehingga menyebabkan ketidaknormalan pada tanaman. Dalam upaya pengendalian tanaman, model matematika penyakit pada tanaman dikembangkan sebagai langkah untuk mencegah penyebaran penyakit virus pada tanaman, salah penyakit yang diakibatkan oleh virus adalah penyakit tungro yang menyerang tanaman padi.

Tungro merupakan penyakit padi yang disebabkan oleh infeksi ganda dua virus tungro yaitu Rice Tungro Bacilliform Virus (RTBV) dan Rice Tungro Spherical Virus (RTSV). Virus tungro ditularkan oleh wereng hijau (nephotettix virescens). Penelitian ini bertujuan untuk memecahkan permasalahan yang muncul dalam penyebaran virus tungro pada tanaman padi yaitu mengetahui model matematika untuk penyebaran virus tungro dan kapan virus akan hilang atau menyebar dalam suatu populasi. Hasil dari analisa model SIV di dapatkan 2 titik ekuilibrium yaitu titik ekuilibrium bebas penyakit dan endemik. Titik ekuilibrium bebas penyakit stabil asimtotik lokal apabila bilangan reproduksi dasar RO < 1. Hal ini berarti bahwa untuk jangka waktu yang lama, populasi terinfeksi virus tungro akan berkurang, atau virus tungro semakin lama akan menghilang dari populasi. Sementara itu, untuk bilangan reproduksi dasar RO > 1, diperoleh titik ekuilibrium endemik stabil asimtotik lokal. Hal ini berarti bahwa selama waktu t tertentu, virus tungro menyebar dalam populasi. Selanjutnya, berdasarkan simulasi yang dibentuk dari model SIV , diperoleh bahwa semakin tinggi frekuensi duplikasi virus tungro (n) dan laju perpindahan virus tungro ke tanaman rentan (β), maka banyaknya tanaman terinfeksi semakin naik, sementara banyaknya tanaman rentan akan semakin menurun ( Dwi dan Sischa, 2017)

 

  • Patogen

Patogen virus tanaman selain ditularkan melalui bibit tanaman sakit, juga disebarluaskan oleh serangga penular (vector) yang aktif. Di lapangan penyakit virus ACMV dan CBSV selain ditularkan dengan mudah melalui penggunaan bibit tanaman yang terinfeksi, juga ditularkan oleh vektor Bemisia tabaci yang akan menyebar dengan cepat sejalan dengan kelimpahan populasi dan aktivitas serangga vektor tersebut pada musim kemarau. Perkembangan epidemi penyakit ACMV dan CBSV lebih cepat dibanding penyakit tanaman ubi kayu yang disebabkan oleh nematoda yang berkembang biak di dalam tanah.

ACMV penyebab penyakit mosaik pada ubi kayu diketahui telah berkembang menjadi beberapa strain baru yaitu: strain East African cassava mosaic virus Uganda (EACMV-UG, EACMV-like strain, East African cassava mosaic virus Camerun (EACMV-C), East African cassava mosaic virus Zanzibar (EACM-Z), South African cassava mosaic virus (SACMV), dan Indian cassava mosaic virus (ICMV).

  • Tanaman inang

Secara umum, pada varietas/klon ubi kayu yang tahan terhadap suatu infeksi patogen, penyebaran dan perkembangan epidemi penyakit di lapang akan lebih lambat dibanding varietas yang rentan. Sebagai contoh di Afrika, perkembangan epidemi penyakit mosaik telah berhasil ditekan dengan disebarluaskan dan ditanamnya varietas ubi kayu yang cukup tahan terhadap infeksi ACMV (Thresh dan Cooter 2005; Mallowa et al. 2011).

Hal yang perlu diingat adalah apabila varietas ubi kayu tersebut secara genetik seragam, ditanam dalam hamparan yang luas dan mempunyai ketahanan vertikal terhadap suatu patogen, maka pada awalnya tidak akan terjadi epidemi penyakit oleh patogen tersebut. Namun acapkali terjadi melalui proses mutasi patogen mampu mematahkan ketahanan tanaman tersebut, sehingga akan terjadi epidemi penyakit. Sebaliknya pada tanaman ubi kayu yang mempunyai ketahanan horizontal terhadap beberapa strain patogen, meski tidak terjadi reaksi tahan yang kuat namun lebih stabil sehingga dapat terhindar dari ledakan epidemi penyakit.

  • Cara penularan

Demikian juga penyakit yang disebabkan oleh virus, penyebaran terjadi melalui penggunaan bibit tanaman yang terinfeksi virus. Penyakit mosaik yang disebabkan oleh African cassava mosaic virus (ACMV) dan penyakit bercak bergaris coklat (Brown streak disease) yang disebabkan oleh Cassava brown streak virus (CBSV), selain ditularkan melalui bibit tanaman yang terinfeksi, penyebaran penyakit di lapangan dilakukan oleh serangga penular (vektornya) yaitu kutu kebul Bemisia tabaci (Dubern 1994; Maruthi et al. 2005).

  • Faktor lingkungan

Pada penyakit oleh patogen virus, pengaruh faktor lingkungan lebih berpengaruh terhadap tanaman dan jumlah dan aktivitas serangga penularnya dibanding pengaruh langsung terhadap virus. Perkembangan epidemi penyakit virus mosaik ubi kayu (ACMV) terjadi pada musim kemarau dimana pada musim tersebut, siklus hidup kutu kebul menjadi lebih singkat sehingga populasi berkembang lebih cepat. Pada musim kemarau aktivitas B. tabaci juga lebih tinggi dibanding musim penghujan.

  • Lingkungan

Di lapangan faktor iklim yang banyak berpengaruh terhadap perkembangan penyakit terutama sinar matahari, suhu dan kelembaban relatif udara. Sinar matahari seringkali berasosiasi dengan suhu dan kelembaban relatif udara. Pada kondisi sinar matahari cerah, umumnya suhu udara meningkat, dan kelembaban relatif udara turun. Faktor lingkungan tersebut dapat berpengaruh terhadap tanaman, maupun patogen penyebab penyakit.

Penyakit mosaik dan garis coklat oleh ACMV dan CBSV banyak berkembang pada musim kemarau sejalan dengan tingginya populasi B. tabaci (Dubern 1994; Mabasa 2007; Maruthi et al. 2005). Pada musim kemarau dengan suhu tinggi, tingkat keperidian dan aktivitas serangga B. tabaci meningkat dibanding pada musim hujan sehingga akan terjadi penularan dan penyebaran virus secara efektif.

  • Interaksi dengan mikroorganisme lain

Pada kasus tanaman lain, telah diketahui adanya fenomena proteksi silang (cross protection), dimana inokulasi tanaman dengan strain virus lemah dapat memproteksi terjadinya infeksi oleh strain keras. Misalnya tanaman tomat atau pepaya yang sengaja diinokulasi dengan strain ToMV (Tomato mosaic virus) yang telah dilemahkan (attenuated virus), ternyata dapat melindungi tanaman dari serangan strain ToMV yang ganas.

  • Manusia

Varietas ubi kayu mempunyai sifat ketahanan yang berbeda terhadap infeksi suatu patogen. Terjadinya ledakan epidemi penyakit virus mosaik ACMV di negara-negara Afrika ternyata akibat ditanamnya secara luas varietas ubi kayu lokal yang rentan terhadap infeksi ACMV (Legg 1999). Penyebaran antar musim dan antar daerah/negara dari peyakit antraknose yang disebabkan oleh penyakit virus mosaik oleh African cassava mosaic virus (ACMV), terjadi akibat penggunaan bibit yang terinfeksi patogen oleh petani (Fokunang et al. 2004; Lozano 1975; Prasangika et al. 2008). Perkembangan epidemi penyakit virus ACMV dapat dihambat dengan menyeleksi dan hanya menanam bibit ubi kayu yang sehat.

Secara historis, pendekatan pemodelan untuk epidemiologi adalah basis vektor, berurusan dengan sistem peramalan empiris atau simulasi dinamika populasi vektor. Beberapa pekerja dari daerah beriklim sedang memodelkan penyakit virus dari beberapa tanaman yang secara ekonomi imoportan dari daerah tersebut

Distribusi spasial

Dalam distribusi spasial tanaman yang terinfeksi dapat berada di sebelah yang lain atau secara acak. Zhang et al (2012) mempelajari pola distribusi spasial penyakit mosaik tomat dan vektor aphidnya. Pola distribusi tanaman yang terinfeksi berubah seiring waktu. Pola acak di awal perkembangan penyakit diikuti oleh jenis pengelompokan distribusi dan pola yang merata menjelang akhir pertumbuhan tanaman. Vektor aphid (Myzus persicae) selalu memiliki tipe pengelompokan distribusi yang membentuk alatae sebagai vektor paling efektif untuk transmisi mekanis virus.

Distrbusi temporal                                                     

Distrbusi sementara penyakit dicatat sebagai kemajuan penyakit dengan waktu. Dalam hal ini insiden kumulatif penyakit diplot terhadap waktu. Biasanya kurva ini cenderung sigmoid meskipun dalam pola keseluruhan yang sama dapat ada perbedaan besar antara situs, musim, dan penyakit di awal, tingkat, durasi, dan jumlah total penyebaran. Setelah munculnya penyakit pertama biasanya ada peningkatan cepat pada total kumulatif tanaman yang terinfeksi. Tingkat peningkatan kemudian digambarkan sebagai cuaca atau kondisi lainnya menjadi tidak menguntungkan atau karena semakin sedikit tanaman yang sehat tetap terinfeksi dan banyak infeksi menjadi semakin penting. Studi yang dibuat sejauh ini pada kemajuan penyakit menyatakan bahwa penyebarannya lebih cepat pada semak herba dibandingkan dengan yang di dalam tanaman keras kayu. Kemajuan penyakit bervariasi sehubungan dengan virus, vekttor, lokasi, dan kondisi cuaca. Penyebaran penyebaran virus yang sama yang ditularkan oleh veector yang sama pada tanaman yang sama di berbagai wilayah juga terjadi.


DAFTAR PUSTAKA

Dwi dan Sischa. 2017. Model Matematika SIV Untuk Penyebaran Virus Tungro Pada Tanaman Padi. Universitas Negri Yogyakarta. Yogyakarta

Legg, J.P. 1999. Emergence, spread, and strategies for controlling the pandemic of Cassava mosaic virus disease in east and central Africa. Crop Protection 18: 627-637.

Mallowa, S.O., D.K. Isutsa, A. W. Kamau, and J.P. Legg. 2011. Effectiveness of phytosanitation in cassava mosaic disease management in a post-epidemic area of western Kenya. ARPNJ. of Agric. and Biological Sci. 6(7): 8- 12.

Maruthi, M.N., R.J. Hillock, K. Mtunda. 2005. Transmission of Cassava Brown streak virus by Bemisia tabaci. J. Phytopathology 153(5): 307-312.

Mukhopadhyay, S. 2010. Plat Virus, Vector, Epidemiology and Management. CRC Press

Prasangika, H.M.S., N. Salim, and M.M. Razak. 2008. Evaluation of susceptibility of cassava germplasm to cassava mosaic disease. J. National Sci. Foundation of Sri Lanka.36(1): 99-102.