Solusi lengkap deteksi penyakit tanaman dengan metode PCR

Penyakit Tanaman

Seperti sudah kami ulas di sini, penyakit tanaman adalah keadaan fungsi fisiologis abnormal lokal atau sistemik tanaman, akibat ‘iritasi’ terus menerus dan berkepanjangan yang disebabkan oleh organisme fitopatogenik (agen penyakit menular atau biotik).

Jenis Fitopatogen

Patogen tumbuhan sangat mirip dengan yang menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan. Misalnya saja jamur, organisme mirip jamur (FLO), bakteri, fitoplasma, virus, viroid, nematoda dan tanaman tingkat tinggi parasit semuanya adalah patogen tanaman.

● Bakteri

Bakteri adalah organisme mikroskopis bersel tunggal dengan dinding sel yang bereproduksi dengan pembelahan biner (satu sel terbagi menjadi dua). Introduksi pada tanaman terjadi melalui bukaan atau luka alami pada tanaman. Bakteri bertahan ketika musim dingin terutama di tanah dan di dalam tanaman yang tidak terurai, beberapa bertahan hidup di dalam vektor serangga

● Virus dan viroid

Virus adalah partikel asam nukleat intraseluler (hidup di dalam sel) dengan selubung protein yang menginfeksi organisme hidup lainnya dan bereplikasi di inang yang terinfeksi. Viroid adalah partikel mirip virus tetapi tidak memiliki lapisan protein. Virus dan viroid terutama ditularkan oleh vektor termasuk serangga, nematoda dan jamur, yang menyebarkan virus atau viroid selama hewan tersebut melakukan aktivitas makan. Virus dan viroid juga dapat ditularkan melalui benih, perbanyakan vegetatif dan pemangkasan

● Fitoplasma

Fitoplasma adalah organisme mikroskopis seperti bakteri yang tidak memiliki dinding sel sehingga tampak berserabut

● Jamur dan Fungal-like Organism (FLO)

Secara kolektif, jamur dan FLO menyebabkan penyakit tanaman paling banyak daripada kelompok patogen tanaman lainnya. Organisme ini tidak dapat membuat makanannya sendiri, kekurangan klorofil, memiliki pertumbuhan berserabut, dan mungkin bereproduksi dengan spora.

Metode PCR Untuk Deteksi Penyakit Pada Tanaman

Penyakit pada tanaman menyebabkan kerugian produksi dan ekonomi yang besar dalam industri pertanian di seluruh dunia. Pemantauan dari kesehatan dan deteksi penyakit pada tanaman sangat penting untuk pertanian berkelanjutan. Dengan demikian, metode yang cepat dan akurat untuk deteksi dan diagnosis patogen tanaman diperlukan untuk menerapkan perawatan, melakukan langkah-langkah agronomi atau melanjutkan praktik pemberantasan.

Metode konvensional untuk mengidentifikasi organisme patogen sering mengandalkan identifikasi gejala penyakit, isolasi dan pembiakan organisme lingkungan dan identifikasi laboratorium dengan uji morfologi dan biokimia. Namun, metode ini seringkali sulit dan memakan waktu serta membutuhkan pengetahuan luas tentang taksonomi dan pengalaman dalam mengenali fitur rinci

Kemajuan terbaru dalam bioteknologi dan biologi molekuler telah memainkan peran penting dalam pengembangan tes diagnostik yang cepat, spesifik dan sensitif. Tes diagnostik molekuler ini memberikan keuntungan yang signifikan dan sering melengkapi teknik tradisional mikroskop yang berdasarkan identifikasi patogen. Keuntungan diagnostik molekuler termasuk kemampuan untuk mendeteksi organisme tanpa perlu pembiakan, waktu pengujian lebih cepat, bisa dilakukan untuk sampel yang banyak dan kemampuan untuk mengidentifikasi spesies patogen atau strain berkaitan dengan deteksi alel resistensi fungisida.

Salah satu teknik diagnostik molekuler yang banyak digunakan adalah PCR. PCR atau Polymerase chain reaction adalah metode berbasis nukleotida yang paling banyak digunakan untuk mendeteksi virus tanaman. Ini adalah reaksi in vitro yang dimediasi primer yang melibatkan amplifikasi sekuens asam nukleat target.

PCR adalah prosedur tiga langkah:
(1) denaturasi pada suhu tinggi (90–95 °C),
(2) annealing primer spesifik target (45–60 °C) dan
(3) ekstensi primer dengan DNA polimerase termostabil pada 72 °C.

Berbagai varian teknik PCR telah dikembangkan mulai dari PCR konvensional hingga real-time PCR untuk meningkatkan sensitivitas dan spesifisitas deteksi virus tanaman. Beberapa metode deteksi virus adalah: PCR berbasis DNA, nested PCR (nPCR), immunocapture PCR (IC-PCR), multiplex PCR (M-PCR), real-time PCR dan DNA finger printing. Tehnik lainnya adalah PCR reverse transcription (RT) berbasis RNA, RT-PCR real-time, IC-RT-PCR dan AmpliDet RNA.

Pilihan Kit PCR dari Loewe Germany

LOEWE® menawarkan rangkaian lebih dari 60 produk kit PCR berkualitas tinggi untuk deteksi penyakit tanaman yang spesifik dan sensitif. LOEWE® berdiri sejak tahun 1988 sebagai perusahaan swasta yang independen. Sebagai salah satu pionir komersial di sektor deteksi penyakit tanaman, Loewe menawarkan rangkaian lengkap perangkat diagnostik untuk mendeteksi penyakit tanaman.

Kit PCR untuk deteksi penyakit tanaman yang ditawarkan oleh LOEWE® sebagai berikut:

1. Real Time PCR

Bergantung pada patogennya, Loewe memberikan dua mode deteksi berbeda:

● Dye-based dengan SolisGreen®, kompatibel dengan hampir semua mesin qPCR yang memiliki pengaturan standar untuk SYBR®Green, atau

● Probe-based, deteksi dengan label fluorescens FAMTM.

2. End Point PCR

Metode diagnostik sensitif menggunakan primer spesifik untuk mendeteksi mengandung RNA atau DNA patogen. Deteksi produk amplifikasi dilakukan dengan elektroforesis gel agarosa.

● Untuk deteksi DNA-Virus, Bakteri, Jamur, dan Fitoplasma
Terdiri dari pilihan DNA PCR Set dan DNA Complete Reaction Kit

● Untuk deteksi Virus RNA; berupa RNA PCR Complete Reaction Kits (ONE-Tube ONE-Step)

Berikut merupakan list PCR kit yang dijual untuk deteksi penyakit tanaman di Indonesia.

LOEWE®REALTIME

One‐Tube One‐Step RNA PCR ‐ Viruses

DNA PCR Products ‐ Viruses

DNA PCR Products ‐ Phytoplasmas

DNA PCR Products ‐ Bacteria

DNA PCR Products ‐ Fungi

Supplements for Molecular Kits

Plant DNA and RNA Extraction Kits and Chemicals

Daftar Pustaka

Henson, JM dan French RC. 1993. The polymerase chain reaction and plant disease diagnosis. University of Nebraska.

Bhat, AI dan Rao. GP. 2020. Polymerase Chain Reaction. Springer Protocols

Alemu, K. 2014. Real-Time PCR and Its Application in Plant Disease Diagnostics. Advances in Life Science and Technology. Assosa University.

https://cropwatch.unl.edu/soybean-management/plant-disease