Komunitas Fitonematoda dan Karakter Polyphasic Fitonematoda Penting pada Tanaman Kopi Robusta dan Arabika di Jawa Timur

Abstract

Kopi merupakan salah satu komoditas perkebunan andalan Indonesia. Produktivitas kopi Indonesia dalam rentang tahun 2010-2014 sebesar 532 kg/ha, paling rendah di Asia Tenggara dibandingkan Vietnam 2 270 kg/ha, Thailand 842 kg/ha dan Filipina 716 kg/ha. Fitonematoda merupakan salah satu penyebab penyakit tanaman kopi Robusta dan Arabika. Kurangnya pengetahuan diagnosis serta data fitonematoda yang berasosiasi dengan kopi menjadi tantangan dalam pengelolaannya di lapangan. Fitonematoda tanaman kopi di Indonesia antara lain: Pratylenchus coffeae, Meloidogyne spp., dan Rotylenchulus reniformis, namun yang telah dilaporkan menimbulkan kerusakan tinggi adalah P. coffeae dan Radopholus similis. R. reniformis, Meloidogyne spp., P. coffeae, dan Radopholus arabocoffeae dilaporkan menjadi fitonematoda penting kopi di Vietnam. Informasi komunitas fitonematoda pada kopi di Jawa Timur belum dilaporkan secara lengkap. Persebaran fitonematoda secara horizontal berdasarkan derajat kesehatan tanaman belum dilaporkan pada pertanaman kopi. Selain itu karakter morfologi, morfometri, dan molekuler (polyphasic) pada fitonematoda penting di kopi belum banyak dikaji di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menghitung komunitas fitonematoda pada kopi Robusta dan Arabika serta distribusinya pada derajat kesehatan pertanaman yang berbeda dan 2) mengukur karakter morfologi, morfometri, dan molekuler (polyphasic) fitonematoda dengan nilai prominensi tertinggi pada akar dan tanah kopi Robusta dan Arabika. Sampel tanah dan akar kopi diambil di Kebun Sumber Asin, Belawan, dan Kalisat Jampit di Jawa Timur. Insidensi penyakit diamati pada blok yang diambil sampelnya. Sampel akar dan tanah diambil pada tanaman bergejala penyakit, tanaman diantara tanaman sakit dan sehat, dan tanaman sehat. Ekstraksi nematoda dari sampel akar dilakukan dengan metode pengabutan (mist chamber) dan sampel tanah dengan flotasi sentrifugasi. Peubah analisis komunitas yang diamati adalah frekuensi absolut, populasi absolut, nilai prominensi dan proporsi sebaran fitonematoda penting. Pengamatan karakter morfologi dan morfometri dilakukan pada preparat permanen fitonematoda. Ekstrak DNA fitonematoda diamplifikasi pada D2D3 segmen 28S rRNA dan ITS1-5.8S-ITS2 dengan primer universal. Amplikon dirunut nukleotidanya dan dianalisis hubungan kekerabatannya dengan pohon filogeni. Kebun kopi Robusta berada di ketinggian 598-607 m dpl dengan suhu tanah 26.34-27.56 ℃, sedangkan pada kopi Arabika berada di ketinggian 1088-1125 m dpl dengan suhu tanah 18.42-20.17 ℃. Insidensi penyakit tanaman kopi yang terinfeksi fitonematoda pada kopi Robusta berkisar 0.05-9.75% sedangkan pada kopi Arabika berkisar 21.26-67.44%. Fitonematoda yang ditemukan pada kopi Robusta yaitu P. coffeae, R. reniformis, Meloidogyne sp., dan Hemicriconemoides cocophillus. Frekuensi absolut, populasi absolut dan nilai prominensi paling tinggi yang ditemukan di akar kopi Robusta adalah P. coffeae sebesar 100%, 295.83 ekor per 10 g akar, dan 295.83 secara berurutan. Frekuensi absolut, populasi absolut dan nilai prominensi paling tinggi yang ditemukan di tanah kopi Robusta adalah R. reniformis sebesar 75-100%, 113.19 ekor per 100 ml tanah dan 113.91 secara berurutan. Fitonematoda yang ditemukan pada kopi Arabika adalah Meloidogyne sp., Helicotylenchus sp., Criconemoides sp., Paratylenchus sp., dan R. similis. Frekuensi absolut, populasi absolut dan nilai prominensi paling tinggi ditemukan di akar kopi Arabika adalah R. similis sebesar 25-100%, 279.86 ekor per 10 g akar, dan 259.16 secara berurutan. Frekuensi absolut, populasi absolut dan nilai prominensi paling tinggi yang ditemukan di tanah kopi Arabika paling tinggi adalah Meloidogyne sp. sebesar 25-100%, 94.44 ekor per 100 ml tanah, dan 94.44 secara berurutan. Sebaran horizontal berdasarkan karakter kesehatan tanaman secara umum terjadi peningkatan populasi dari tanaman sehat ke tanaman sakit. Karakter morfologi dan morfometri fitonematoda penting yang dapat dideskripsikan sampai level spesies adalah P. coffeae, R. similis, dan R. reniformis. Meloidogyne sp. belum mampu dideskripsikan sampai ke level spesies karena didapatkan semua dalam fase juvenil 2. Karakter morfometri P. coffeae dan R. similis dideskripsikan dan sudah sesuai dengan referensi yang ada. Karakter kunci P. coffeae berupa stilet betina terlihat jelas dengan basal knob membulat (rounded). Empat garis lateral sejajar dengan membentuk 3 bidang yang sejajar sumbu tubuh. Kelenjar esofagus tumpang tindih dengan usus (intestine) secara ventral. Posisi vulva dengan nilai V sebesar 81.7%. Karakter kunci pada R. reniformis berupa betina pra-dewasa berbentuk melengkung membentuk huruf C setelah proses fiksasi permanen dan ekor berbentuk kerucut dengan ujung membulat (rounded). Karakter kunci pada R. similis berupa kelenjar esofagus tumpang tindih dengan usus secara dorsal dan posisi vulva berada di bagian tengah tubuh dengan sistem reproduksi ovarium ganda (didelphic) dengan nilai V sebesar 50.9-60.2%. Tubuh jantan mengalami dimorfisme pada bagian posterior menjadi ukurannya tereduksi. Stilet tidak jelas dan tanpa dasar knob. Bursa panjangnya mencapai lebih dari dua pertiga panjang ekor. Karakter kunci juvenil Meloidogyne sp. berupa ujung ekor bertekstur seperti ada geriginya serta terdapat hialin yang terlihat jelas. Karakter molekuler pada daerah amplifikasi D2D3 segmen dari 28S rRNA dan ITS1-5.8S-ITS2 mampu mengarakterisasi spesies P. coffeae, R. similis, dan R. reniformis dan terpisah dengan spesies lainnya dalam satu genus. Karakter molekuler Meloidogyne sp. belum mampu dikarakterisasi secara jelas karena memiliki kedekatan tinggi M. incognita dan M. javanica berdasarkan penjajaran runutan nukleotida. Berdasarkan perunutan pohon filogeni dibandingkan dengan sekuen dari NCBI P. coffeae, R. similis, dan R. reniformis masing-masing mengelompok satu clade dengan spesies yang sama dari NCBI. Identifikasi secara morfologi, morfometri, dan molekuler P. coffeae dan R. similis yang menginfeksi tanaman kopi merupakan laporan pertama di Indonesia. Penelitian ini bermanfaat untuk memberikan informasi fitonematoda yang menginfeksi pertanaman kopi Arabika dan Robusta di Jawa Timur. Informasi sebaran horizontal fitonematoda penting berdasarkan derajat kesehatan tanaman juga bermanfaat sebagai salah satu sumber informasi perilaku fitonematoda yang menginfeksi tanaman kopi. Selain itu memberikan laporan pertama terkait karakter lengkap fitonematoda penting yang menginfeksi kopi Arabika dan Robusta di Jawa Timur.