PENGENDALIAN HAYATI

1
PENGENDALIAN HAYATI

• MIKROBA PENGENDALI HAMA
• MIKROBA PENGENDALI PENYAKIT

2
A. HAMA1. Strategi pengendalian hama

• Aplikasi Reguler
• Kultivasi dan pemanenan hasil tanaman
  mengurangi / mengeluarkan patogen dari ekosistem.
• Beberapa patogen yg berguna terkadang memiliki
  kemampuan rendah dalam penyebaran dan hdup di
  lingkungan.
• Kondisi tersebut, agensia pengendali hayati
  harus sangat virulen, mudah diproduksi massal
  atau aplikasi secara rutin. Contoh aplikasi
  Bacillus thuringiensis

3

• Limited Release
• Strategi ini diterapkan agar populasi mereka
  di lingkungan stabil (hutan, padang rumput)
• Contoh Virus pengendali serangga hama pinus
  di Kanada, yg diaplikasikan secara kontinu dan
  sukses mengendalikan hama tsb.
• Keberhasilan strategi limited release
  tergantung pd efektivitas transmisi patogen dari
  generasi ke generasi, persistensi yg baik dari
  patogen di lingkungan, dan kapasitas
  penyebarannya.
• Untuk mikroba pembentuk spora (tipe resting
  stage lain) memungkinkan mereka untuk bertahan pd
  saat tanpa inang.

4

• Manipulasi Patogen Enzootic
• Pada keadaan tertentu, pengendalian mikrobial
  suatu hama dapat dicapai dengan cara mendorong
  tumbuhnya patogen alami
• Contoh manipulasi teknik kultivasi pasture
  (padang rumput) di New Zealand. Penggunaan lahan
  secara berulang untuk penanaman tanaman kacang2an
  adakalanya menghambat pertumbuhan Nematoda
  (diduga karena adanya peningkatan populasi alami
  dari fungi parasit nematod

5

• Dari ketiga strategi tersebut, untuk mengetahui
  strategi mana yang paling efektif perlu dipahami
  mode of action, pathogenicity dan populastion
  biology dari interaksi patogen dan hama.

6
(No Transcript)
7
2. Bakteri sebagai agensia pengendali hama

• Strain2 Bacillus spp. Merupakan mikroba patogen
  komersial pertama
• B. thuringiensis (B.t.) pertama ditemukan
  menginfeksi larva ngengat di Jerman (1911).
  Selanjutnya ditemukan berbagai strain B.t
  diisolasi dari berbagai Lepidopteran
• Mode of Action
• B.t adl aerob, penghasil toksin dimana saat
  sporulasi menghasilkan baik spora maupun kristal
  protein besar (bentuknya bipiramid). Kristal tsb
  adl ?-endotoksin (sebag besar tersusun atas
  polipeptida).
• Molekul tsb adl inert protoxin

8

• Ketika larva diberi campuran spora dan kristal,
  kristal akan larut dalam cairan usus serangga yg
  basa, kmd didegradasi oleh protease, melepaskan
  polipeptida toksik.
• Toksin berinteraksi dengan glikoprotein dalam
  membran plasma dr sel2 usus, menghancurkan
  regulasi pertukaran ion. Akibatnya bagi larva
  epithelium usus mengalami lisis, otot2 usus dan
  bagian mulut mengalami paralisis. Kematian dapat
  terjadi setelah 30 menit s/d 3 hari setelah
  pemberian bakteri.
• Beberapa strain B.t juga dpt menghasilkan molekul
  toksin lain yi. ß-eksotoksin. Toksin ini
  termostabil (kebalikan dari ?-endotoksin), sangat
  toksik untuk berbagai species insek (broad
  spectrum toxin)

9

• Agensia bakteri lain
• Bacillus sphaericus (patogen bbrp larva nyamuk
  Anopheles Culex), toksin berasosiasi dengan
  inklusi protein dan spora.
• Bacillus popilliae, membunuh insek melalui
  infeksi (bukan toksin). Hanya dpt dikultur secara
  in vivo.
• Pasteuria ( Bacillus) penetrans, mrpk parasit
  obligat nematoda parasit tanaman. Spora dapat
  bertahan lama di lingkungan.

10
(No Transcript)
11
3. Fungi sebagai agensia pengendali hama

• Beberapa strain fungi patogen pengendali insek
  dan mite (tungau) telah dikomersialkan.
• Fungi mempenetrasi inang melalui kutikula
• Faktor lingkungan yg kritis mempengaruhi
  parasitisme fungi adalah humiditas relatif.
• Nematode-trapping fungi, predator nematod ini
  memperangkap melalui peralatan adhesive (jaring
  hifa). Menghasilkan toksin, immobilisasi inang
  kmd hifa mempenetrasi melalui kutikula. Bbrp
  species menghasilkan antibiotik yg mencegah
  perkembangan mikroba kompetitor.

12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
5. Pengendalian Hama oleh Virus

• Terutama dalam pengendalian hama vertebrata
  (Kelinci), insek dan mites
• Contoh virus Myxoma (penyebab myxomatosis)
• Virus baculoviruses pengendali Lepidoptera dan
  Hymenoptera, bbrp Crustacea dan mites

15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
B. PENYAKIT1. Strategi pengendalian penyakit

• Beberapa produk komersial agensia pengendali
  hayati telah banyak dipasarkan (Lihat Tabel).
• Antibiosis dan cell-wall degrading enzymes mrpk
  strategi biokontrol yg cukup berhasil, disamping
  parasitisme
• Mekanisme cross-protection atau hyperparasitism
  juga telah banyak diketahui dan berhasil
• Rizosfir adalah target yg lebih baik drpd
  phylloplane utk biokontrol penyakit tanaman

18
Beberapa agensia pengendali hayati patogen tanaman
Mikrooragnisme Negara registrasi Target patogen
Bakteri Agrobacterium radiobacter Bacillus subtilis Pseudomonas fluorescens Pseudomonas fluorescens Fungi Peniophora gigantea Pythium oligandrum Trichoderma harzianum Trichoderma viride Trichoderma sp. Fusarium oxysporum USA, Australia, NZ USA Australia USA UK USSR Israel Europe USSR Japan Crown gall Groath enhancement Bacterial blotch Seedling diseases Fomes annosus Pythium sp. Damping off Timber pathogens Root diseases Fusarium oxysporum
19
2. Bakteri sebagai antagonis

• Keberhasilan pengendalian penyakit crown gall
  oleh bakteri tanah A. radiobacter var.
  tumefaciens
• Biokontrol penyakit take-all (Gaeumannomyces
  graminis var. tritici) oleh Trichoderma spp. Dan
  Pseudomonas fluorescens
• Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR)
  merupakan kelompok rizobakteri yang mampu
  meningkatkan pertumb tanaman melalui mekanisme
  produksi antibiotik, siderofor, maupun plant
  growth hormones.

20
3. Fungi sebagai antagonis

• Komersialisasi agensia biokontrol penyakit
  tanaman pertama (1963) adl penggunaan Peniophora
  gigantea untuk mengendalikan penyakit busuk akar
  pinus Heterobasdion (Fomes) annosum.
• Trichoderma (T. viride, T. harzianum, T. hamatum,
  T. koningii) merupakan fungi antagonis untuk
  mengendalikan berbagai patogen tanaman. Mekanisme
  pengendalian umumnya melalui parasitisme dan
  antibiosis.

21
(No Transcript)
22
MEKANISME PENEKANAN PATOGEN

1. Substrate competition
2. Siderophore production
3. Antibiotic production (phenazine, pyrrolnitrin,
   pyoluteorin, gliotoxin, viridin, gliovirin)
4. Volatile substances (Ammonia, HCN, Pyrone)
5. Enzymes (chitinase, cellulase)
6. Parasitism
7. Plant growth promoting factors