Epidemi Penyakit Huanglongbing (HLB) dan Implikasinya Terhadap Manajemen Penyakit

[cml_media_alt id='1150']Hasil Deteksi Cepat serangan CVPD HLB[/cml_media_alt]

Huanglongbing (HLB), yang sebelumnya popular dengan Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) di Indonesia, merupakan penyakit penyebab degenerasi pertumbuhan, menurunnya produktifitas, kualitas bahkan kematian tanaman jeruk di Indonesia, Asia dan Afrika, bahkan di Florida dan Brazilia. Berbagai laporan lima tahun terakhir tentang insiden penyakit ‘huanglongbing’ (HLB=CVPD) di sentra-sentra pertanaman jeruk di Indonesia mengkonfirmasi cepatnya penyebaran dan kapasitas perkembangan penyakit yang sangat mengancam keberlanjutan agribisnis jeruk di Indonesia. Sampai saat ini, kajian epidemiologi kuantitatif untuk penyakit HLB sangat terbatas, selain karena resiko dan kesulitan melakukan studi yang memerlukan waktu 5-10 tahun di kebun tanpa pengendalian, juga kompleksitas ‘natural pathosystem’ penyebab penyakit yang periode inkubasinya lama dan ekspresi gejalanya tidak konsisten. Kajian epidemiologi dari dalam maupun luar negeri selama tahun-tahun terakhir memberikan informasi yang memungkinkan pemahaman lebih komprehensif mengenai biologi dan epidemi penyebab penyakit, bagaimana penyakit dapat menyebar secara cepat, bagaimana intensitas penyakit meningkat dengan cepat, mengapa penyakit sulit dikendalikan, serta bagaimana penyakit HLB dapat dikendalikan. Informasi ini dapat digunakan untuk menentukan, memvalidasi dan mengambil keputusan strategi manajemen penyakit yang efektif dan efisien, memprediksi dan memperpanjang ‘peluang hidup’ agronomis maupun ekonomis tanaman dan pola manajemen kebun tertentu. Tujuan dari penulisan naskah ini adalah untuk mereview beragai kajian tentang HLB khususnya karakteristik epidemi HLB terkini, sebagai pedoman dalam meningkatkan kewaspadaan petani, petugas lapangan maupun institusi yang terkait dengan phytosanitary, tentang pentingnya pengambilan keputusan untuk menghindari introduksi HLB di area pengembangan baru yang bebas penyakit maupun dalam menerapkan strategi pengendalian penyakit secara umum. 

Kata kunci:    huanglongbing (HLB), CVPD, epidemi, manajemen penyakit.

PENDAHULUAN

Huanglongbing (HLB), atau di Indonesia populer dengan sebutan Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD),  merupakan penyakit degenerasi penyebab menurunnya produktifitas, kualitas bahkan kematian tanaman jeruk di berbagai negara di dunia. Organisme penyebab penyakit HLB adalah bakteri gram negatif yang termasuk dalam kelompok alpha sub divisi proteobacteria (Jagoueix, et al.,1994). Diketahui terdapat tiga strain bakteri yang ditemukan di Asia, Afrika, dan Amerika, yang berturut-turut disebabkan oleh Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), Candidatus L. africanus (CLaf), dan Candidatus L. americanus (CLam) (Jagoueix, et al.,1994, Teixeira et al., 2005). Strain CLas dan CLam dapat ditularkan dari tanaman sakit ke tanaman sehat melalui serangga penular Diaphorina citri Kuwayama dan dikategorikan ‘heat tolerance‘. Sedangkan CLaf yang ditularkan oleh Trioza erytreae del Guercio dikategorikan ‘heat sensitive‘. Clas, CLam dan D. citri  secara geografis tersebar hampir di seluruh pertanaman jeruk di dunia, sementara CLaf dan T.erytreae terbatas hanya di dataran tinggi Afrika Selatan. HLB juga dapat ditularkan dari tanaman sakit ke tanaman sehat melalui materi perbanyakan vegetatif (mata tempel) Percepatan perkembangan HLB secara geografis disebabkan oleh transportasi  bibit sakit, sedangkan perkembangan HLB antar tanaman dalam kebun disebabkan oleh vektor.

Di Indonesia, penyakit ini diketahui menyerang tanaman jeruk sejak tahun 1940, saat dilaporkan terjadinya berbagai kerusakan tanaman jeruk yang sangat parah di sentra-sentra pertanaman jeruk. Besarnya kerugian akibat HLB tercatat 62,34% tanaman mati di Tulungagung tahun 1990 (Nurhadi et al, 1991). Sekitar 95.564 ha pertanaman jeruk (60%) mengalami kerusakan parah dalam kurun waktu 1988 sampai 1996 di Bali Utara dengan kerugian diperkirakan mencapai Rp 36 miliar pada 1984 (Nurhadi et al., 1996). Di Sambas-Kalimantan Barat yang merupakan satu-satunya propinsi terbesar penghasil jeruk Siem di Indonesia, tercatat 2.000 dari 13.000 hektar lahan pertanam jeruk telah merana dan terancam mati hanya dalam waktu 6 bulan, dengan kerugian mencapai 120 milyar per tahun. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Barat tahun 2010 menginformasikan 3572 dari 11827 tanaman (31 %) tanaman yang telah berproduksi telah terserang HLB. Lebih jauh dilporkan bahwa HLB mengancam perekonomian sekitar 65.000 petani yang hidupnya bertumpu pada budidya jeruk (Kompas, 2010). Serangan HLB di Afrika Selatan mengakibatkan kematian tanaman jeruk hingga 30-100%, di Filipina lebih dari 60%, di Thailand lebih dari 95%, di Arab Saudi mengakibatkan punahnya dua varietas komersial jeruk manis dan mandarin. Pada lima tahun terakhir HLB dilaporkan mengancam industri jeruk di Florida dan Brazilia, dua negara penghasil jeruk terbesar di dunia.

Pengendalian HLB diimplementasikan melalui penerapan empat komponen utama yang telah diinisiasi sejak tahun 1991 (Supryanto dan Whittle, 1991), yaitu: 1) penggunaan bibit bebas penyakit, 2) eliminasi tanaman sakit di lapang dan 3) pengendalian serangga penular dan 4) Karantina. Keberhasilan upaya upaya ini terlihat dari meningkatnya secara gradual produktivitas jeruk nasional dari sekitar sekitar 8 ton menjadi 20 ton per hektar selama periode 1985 sampai dengan 2009. Meskipun capaian ini cukup menggembirakan, namun bila dibandingkan dengan rata-rata produktifitas negara penghasil jeruk Asia lainnya, capaian ini masih tergolong rendah, sehingga upaya perbaikan perlu dilakukan. Pengembangan agroindustri jeruk nasioanal saat ini masih menghadapi berbagai masalah. Diantara permasalahan yang dipertimbangkan serius adalah pengaruh dampak perubahan iklim global dan masih meluasnya insiden penyakit HLB. Selain berdampak pada tingginya angka kematian, HLB juga berdampak pada pendeknya umur produktif tanaman, produktifitas dan kualitas produk tidak optimal yang pada gilirannya berpengaruh pada lemahnya daya saing dan pemenuhan kebutuhan akan produk.

Sejak sepuluh tahun terakhir, kajian tentang epidemiologi penyakit HLB telah banyak dilakukan.Kajian epidemiologi kuantitatif memainkan peran sangat penting karena: 1) mampu menjelaskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan perkembangan penyakit, , 2) mampu mengkuantifikasi perkembangan penyakit sebagai fungsi waktu dan ruang 3) dapat digunakan untuk memprediksi umur fisik, produktif dan ekonomis tanaman, 4)  berdasarkan model yang diformulasikan dapat digunakan untuk menyusun strategi pengendalian penyakit yang ideal. Pada makalah ini disajikan review hasil kajian epidemiologi penyakit HLB yang menginformasikan perkembangan hasil-hasil penelitian epidemi penyakit HLB selama 10 tahun terakhir, dengan harapan dapat memberikan pemahaman lebih komprehensif mengenai biologi dan epidemi penyebab penyakit, bagaimana penyakit dapat menyebar secara cepat, bagaimana intensitas penyakit meningkat dengan cepat, mengapa penyakit sulit dikendalikan, serta bagaimana penyakit HLB dapat dikendalikan. Informasi ini dapat digunakan untuk memprediksi dan memperpanjang ‘peluang hidup’ agronomis maupun ekonomis tanaman dan pola manajemen kebun secara spesifik, serta menentukan, memvalidasi dan mengambil keputusan dalam menerapkan strategi pengendalian penyakit yang efektif dan efisien secara umum.

ORGANISME PENYEBAB DAN TEKNIK DETEKSI PENYAKIT HLB

Organisme Penyebab dan Gejala Serangan

Patogen penyebab penyakit HLB adalah bakteri gram negatif ’phloem-limited fastidious prokaryotic’ termasuk dalam kelompok alpha sub divisi proteobacteria (Jagoueix, et al.,1994). Karena sampai saat ini bakteri belum dapat dikulturkan secara in vitro melalui media buatan, penamaan organisme dalam nomenklatur masih bersifat sementara (Candidatus). Saat ini diketahui terdapat tiga strain bakteri,  yang ditemukan di Asia (Candidatus Liberibacter asiaticus=CLas), Afrika (Candidatus  L. Africanus=CLaf) (Jagoueix, et al.,1994) dan Amerika (Candidatus L. Americanus=CLam) (Teixeira et al., 2005). Selain dapat ditularkan dari tanaman sakit ke tanaman sehat melalui materi perbanyakan vegetatif (mata tempel), patogen juga dapat ditularkan secara efisien melalui serangga penular (vektor).  CLas dan CLam ditularkan oleh serangga penular Diaphorina citri sedangkan Clam oleh ditularkan olehTrioza erytreae.

Perkembangan Teknik Deteksi HLB

Sejauh ini, belum ada bahan kimia yang efektif untuk mengendalikan bakteri penyebab penyakit. Karenanya, salah satu teknik pengendalian yang direkomendasikan adalah mencabut atau membongkar tanaman sakit sesegera mungkin dan menggantinya dengan tanaman baru yang bebas penyakit. Permasalahannya, identifikasi serangan HLB pada tanaman sangat sulit dilakukan karena gejala serangan yang diekspresikan mirip dengan defisiensi unsur mikro Zn dan Fe. Di sisi lain, infeksi awal HLB pada tanaman jeruk seringkali tidak bergejala, dan kondisi ini berlangsung selama 1-2 tahun, sehingga pengambilan keputusan untuk melakukan tindakan pengendalian seringkali terlambat. Mempertimbangkan keseriusan masalah yang ditimbulkan penyakit HLB dan urgensi pengendalian khususnya pada fase awal epidemi, ketersediaan teknik deteksi dini menjadi sangat diperlukan.

Metode deteksi CLas yang pernah berkembang diantaranya adalah: a) secara biologis melalui penggunaan tanaman indikator (Roistacher, 1991), b) pemanfaatan zat fluorescent spesifik dalam tanaman terinfeksi (Schwarz, 1968), c) pemanfaatan mikroskop elektron (Laflèche, 1970; Wu, 1987), d) enzim-linked immunosorbent assay (ELISA) (Garnier, 1993). Penelitian aspek biologi khususnya teknik deteksi CLas seringkali mengalami kendala oleh karakter alami bakteri yang tidak dapat dikulturkan pada media buatan. Juga kesulitan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi patogen karena konsentrasi yang rendah dan distribusi yang tidak merata dalam tanaman inang maupun serangga vektor. Dua hal inilah yang melatar-belakangi pesatnya perkembangan teknologi biologi molekuler khususnya teknik deteksi CLas berbasis amplifikasi DNA 10 tahun terakhir ini.

Hingga saat ini, teknik deteksi yang dikembangkan dan dijadikan sebagai metode standard dalam deteksi HLB didasarkan pada amplikasi DNA CLas melalui polymerase chain reaction (PCR) (Hocquellet et al., 1999; Hung et al., 1999; Jagoueix et al., 1996; Teixeira et al., 2005; Tian et al., 1996). Pesatnya perkembangan teknologi biologi molekuler mendorong berkembanganya berbagai teknik deteksi berbasis amplifikasi DNA melalui polymerase chain reaction (PCR). Dikembangkan single-step PCR dan nested PCR untuk mendeterminasi CLas pada daun wampee (Clausena lansium (Lour.) Skeels) dan lemon (Citrus limon (L.) Burm.) dan beberapa spesies jeruk. Produk PCR spesifik diperoleh bila single-step PCR dan nested PCR digunakan untuk menganalisa sampel wampee dan lemon yang bergejala maupun tidak. Nested-PCR dinyatakan lebih akurat dibanding single step PCR dengan sensitivitas 104 kali lebih tinggi  (Ding et al., 2005;Deng et al, 2007).

Li et al, (2006) mengembangkan teknik identifikasi ‘quantitative Real time PCR’ (qRT-PCR). Melalui teknik ini, populasi patogen dapat diestimasi  5×107 dan 2×106 sel per gram jaringan midrib segar dari daun jeruk manis terinfeksi CLas dan Clam. Rasio DNA patogen dibanding DNA tanaman inang diestimasi sekitar 1:13.000 (w/w) dan 1:1000 (c/c: target copy/target copy) dalam ekstrak DNA yang dipreparasi berdasarkan metode standard CTAB. Metode TaqMan PCR assay yang diklaim cukup cepat, sensitif dan spesifik untuk deteksi, identifikasi dan kuantifikasi spesies Candidatus Liberibacter ini berhasil digunakan untuk mengkonfirmasi HLB yang disebabkan oleh Las di Florida, dan sangat berguna untuk berbagai program penelitian khususnya manajemen penyakit HLB. Teknik ini diklaim mampu meningkatkan sensitifitas 10-100 kali dibandingkan dengan PCR konvensional (Li et al, 2007; Teixeira et al, 2008).Selain itu, dengan penggunaan primer spesifik untuk mengkopi sejumlah target DNA yang telah diketahui, aplikasi qPCR memungkinkan dilakukannya estimasi secara tidak langsung jumlah DNA bakteri dalam tanaman atau serangga, sehingga estimasi titer bakteri menjadi dapat lebih dipercaya (Teixeira et al, 2008b; Lopes et al, 2009 dan 2009a).

Meskipun sangat sensitif, spesifik dan akurat, teknik deteksi berbasis PCR memerlukan ketrampilan tinggi dan relatif mahal karena > 90 % alat dan bahan yang digunakan harus diimpor. Pemanfaatan deteksi HLB berbasis PCR terbatas hanya untuk pengujian yang jumlah sampelnya terbatas dan tidak praktis untuk deteksi penyakit di lapang yang berskala luas. Konsekuensinya, adopsi dan implementasi teknik ini secara luas menjadi tidak praktis sehingga tidak berkembang sejak diimplementasikan pada tahun 1996. Okuda et al., (2005) mencoba  mencari alternatif lain dengan mengintroduksikan teknik Loop-mediated isothermal amplification (LAMP), metode yang relatif baru dikembangkan untuk amplifikasi DNACLas.

Metode ini diklaim mempunyai beberapa keuntungan dibanding PCR karena: 1) amplifikasi DNA dikatalisa hanya oleh satu enzyme; 2) amplifikasi dapat dilakukan denagn sangat efisien (hanya dalam 30-60 menit); 3) sangat spesifk mendeteksi bakteri penyebab HLB dengan empat macam primer; dan 4) hasil amplifikasi yang cukup tinggi, yang sesara keseluruhan sesuai untuk laboratorium dengan kondisi fasilitas minimal. Urasaki et al., (2008)memodifikasi dan mengembangkan metode deteksi  CLas berbasis LAMP, dengan menggunakan isothermal dan chimeric amplifikasi asam nukleat yang dikombinasi dengan teknologi ‘cycling probe’ (Cycleave ICAN). Dengan Cycleave ICAN, memungkinkan reaksi dapat dilakukan pada satu tabung hanya selama satu jam tanpa perlu elektroforesis dan tidak terdeteksi adanya false positif. Dinyatakan pula bahwa metode Cycleave ICAN lebih sensitif dibanding PCR konvensional. Cycleave ICAN membantu mempersingkat waktu untuk deteksi dalam skala besar untuk keperluan survei atau monitrng penyakit HLB.

Meskipun berbagai teknik berbasis amplifikasi DNA dinyatakan sebagai metode yang sensitif dan spesifik, deteksi patogen HLB yang konsisten pada tanaman terinfeksi atau vektor masih menjadi problem utama (Halbert dan Manjunath, 2004; Okuda et al., 2005). 

 

MULTIPLIKASI DAN PENYEBARAN BAKTERI CLAS DALAM TANAMAN JERUK

Folimonova dan Achor (2010) mempelajari kejadian awal perkembangan penyakit HLB pada tingkat ultrastruktur. Kajian sitopatologi dilakukan dengan mengikuti perkembangan penyakit pada tanaman jeruk yang diinokulasi melalui grafting dengan materi mengandung CLas dalam kondisi rumah kaca untuk menguji korelasi antara perubahan ultrastruktur dan ekspresi gejala.Berdasarkan hasil observasi, salah satu dari perubahan degeneratif awal yang diinduksi dengan masuknya patogen adalah terjadinya ‘swelling’ pada ‘lamella tengah antara dinding sel di sekitar elemen pembuluh.Aberasi anatomis ini hampir dijumpai pada semua sampel tunas-tunas tanaman sweet orange dan grapefruit yang baru tumbuh, yang diinokulasi saat awal stadium belum bergejala infeksi HLB.Perkembangan gejala ini berkorelasi dengan meningkatnya tingkat aberasi mikroskopis. Sangat jelas terlihat, sel-sel bakteri dalam jumlah besar ditemukan di pembuluh phloem dalam jaringan sampel tunas-tunas muda yang belum bergejala. Sebaliknya, tidak ditemukan bakteri pada sampel-sampel daun yang bergejala. Kajian ini memperjelas dugaan bahwa pada stadia perkembangan penyakit lebih lanjut, sebagian besar proporsi CLas berada pada status nonviable. Hasil observasi ini menguak lebih dalam pemahaman tentang bagaimana CLas menyebabkan penyakit, tentang dimana dan kapan jaringan dalam tanaman terinfeksi menyediakan sumber inokulum yang lebih baik untuk akuisisi dan transmisi bakteri oleh vektor (Tabel 1, Gambar 1).
[cml_media_alt id='1149']Epidemi Penyakit Huanglongbing (HLB) dan Implikasinya Terhadap Manajemen Penyakit[/cml_media_alt]

 

 

Oleh: Nurhadi
Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian

Tinggalkan Balasan