Biological Control

Historical Background

What is Biological Control

Principles

Examples

“If you want milk with little blue dots, you’ll have it, as long as you’re willing to pay for it.” Richard Cotta, CEO of California Dairies Inc.,

Pengendalian Hayati Latar Belakang Sejarah Apa itu pengendalian hayati? Dasar-dasar Contoh-contoh

The first possible use of biological control was somewhat ancient and most likely accidental

Kemungkinan pertama pengedalian hayati dilakukan masih secara tradisional atau dari faktor ketidaksengajaan

The Aztec people were a hunter-gatherer people, late comers to the region in Central Mexico that served host to other developed civilizations. According to legend, they would find their new home where and eagle holding a snake would be perched on a cactus on an island. Thus they settled in an marshy area now known as Mexico City, where ruins can be found.

Bangsa Aztec merupakan bangsa pendatang terakhir ke bagian kota Meksiko Tengah dan mendiami wilayah tersebut sebagai penduduk lokal. Berdasarkan legenda, mereka menemukan rumah baru, di mana terdapat elang memegang ular yang bertengger di atas kaktus di sebuah pulau. Kemudian kota tersebut disebut diketahui sebagai kota Meksiko, dimana kita saat ini dapat menemukan reruntuhannya. Dikelilingi oleh peradaban yang lebih kuat, mereka terpaksa berlindung di pulau-pulau tesis dan membayar upeti. Sebagai peradaban tumbuh lebih kuat, beralih ke sebuah negara pertanian. Dapat mendukung populasi yang lebih besar, dan dengan demikian berkuasa sampai kedatangan penakluk Spanyol.

Chinampas – “floating gardens” constructed of wattles or reeds tied together and layered with mud,

lake sediment, and aquatic weeds.

Chinampas-”kebun terapung” dibangun dari anyaman dahan kayu atau alang-alang yang diikat dan dilapisi dengan lumpur, sedimen danau, dan gulma air.

Sudut atau sisinya bersebelahan dengan pohon lainnya. Biji ditanam dalam persemaian lahan kering.

The richness of the chinampas encouraged antagonistic organisms Eventually the chinampas became

anchored by plant roots Grew plants in seed beds and

transplanted to chinampas Soil contained many different biological

control agents in equilibrium such as Trichoderma, Pseudomonas, and antagonistic Fusarium

Kekayaan chinampas didukung oleh organisme antagonis

Akhirnya chinampas tertambat ke akar tanaman

Benih tanaman tumbuh di tempat persemaian dan dipindahkan ke chinampas

Tanah mengandung banyak agen kontrol biologis yang berbeda dalam kesetimbangan seperti Trichoderma, Pseudomonas, dan antagonis Fusarium

Vile Concoctions Nectria galligena – a

fungus, European Apple Canker

Austen, 1657 - treat fresh pruning wounds with cow dung and urine to prevent apple canker

Wounds are prime sites for infectious agents such as fungi and bacteria

Vile ConcoctionsNectria galligena- sejenis jamur,

penyebab kanker apel di daerah Eropa

Austen, 1657- Benih tanaman tumbuh di tempat persemaian dan dipindahkan ke chinampas. Tanah mengandung banyak agen kontrol biologis yang berbeda dalam kesetimbangan seperti Trichoderma, Pseudomonas, dan antagonis Fusarium

Luka adalah faktor utama bagi agen untuk menginfeksi seperti jamur dan bakteri

Vile Concoctions for Tree Wounds Forsyth, 1791 - fresh cow dung, lime, wood

ashes, and sand Le Barryais, 1785 - fresh mud Weidlich, 1979 – soil on Cryptonectria

parasitica (Chestnut Blight) cankers, Trichoderma sp.?

MacDonald et al., 1979 - soil applied to American chestnut caused Endothia parasitica cankers to heal - Trichoderma sp.?

Vile Concoctions untuk luka pada pohon Forsyth, 1791 - kotoran sapi segar, kapur, abu kayu,

dan pasir Le Barryais, 1785 lumpur segar Weidlich, 1979 – tanah pada Cryptonectria

parasitica (Chestnut Blight) kanker. Trichoderma sp. MacDonald et al., 1979 – tanah yang diaplikasikan

pada kenari Amerika yang disebabkan oleh Endothia parasitica, disembuhkan dengan - Trichoderma sp.?

What is Biological Control? Pest suppression with biological agents

operating in a background of integrated control that does not depend on host resistance, sterilization of the target pathogen, or modification of pest behavior

Apa yang dimaksud dengan pengendalian hayati? Penekanan jumlah hama dengan cara

mengguanakan agensia pengendali hayati yang memiliki latarbelakang sebagai kontrol pemisah, yang tidak dapat ditemukan pada resistennya, sterilisasi pada patogen target, atau modifikasi dari perilaku hama.

Is Biological Control Biotechnology?

Biotechnology is a set of tools that utilize living things (and more recently, derivatives of living things) to solve problems or to produce products.

Of course it is!

Apakah Pengendali Hayati itu juga merupakan hasil boteknologi? Bioteknologi merupakan seperangkat alat

yang memanfaatkan makhluk hidup untuk memecahkan masalah atau juga untuk menghasilkan produksi.

Hal tersebut sudah pasti!

Biological Control Involves Destruction of the propagative units or

biomass of the pathogen. Prevention of inoculum formation. Weakening or displacement of the pathogen

in infested residue. Reduction of vigor or virulence of the

pathogen by agents such as mycoviruses or hypovirulence determinants.

Hal-hal yang melibatkan Pengendalian Hayati

Kerusakan pada persebaran unit biomassa oleh patogen

Pencegahan pembentukan inokulum Pelemahan atau pemindahan patogen ke dalam

residu infeksi Pengurangan kekuatan atau virulensi patogen

dengan agensia seperti mycoviruses atau penentu hypovirulence.

Where Do You Find BC agents? Suppressive soils Old world New world Plant pathogens By accident On plant materials On “sick” pathogens and pests

Dimana Anda dapat menemukan agensia Pengendali Hayati? Lapisan tanah Zaman kuno Zaman Baru Patogen tanaman Kecelakaan/ ketidaksengajaan Pada material tanaman Pada patogen dan hama

It’s a Matter of Survival… Most of the antibiotics discovered since

Fleming’s discovery of penicillin are from soil saprophytic microorganisms

Meanwhile…….. Pythium debaryanum – pine seedling

damping-off, Hartley, 1921 Streptomyces scabies – potato scab,

grass clippings reduced disease, Millard and Taylor, 1927

Ini merupakan persoalan untuk mempertahankan diri Sebagian besar antibiotik ditemukan sejak

penemuan penisilin oleh Fleming dari mikroorganisme saprofit tanah

Sementara.... Pythium debaryanum – bibit pinus

mengalami damping-off, Hartley, 1921 Streptomyces scabies – kudis kentang,

pemotongan rumput untuk mengurangi penyakit, Millard and Taylor, 1927

Biological Control Sanford and Broadfoot,

1931 - first used “Biological Control” in plant pathology 40 bacteria, 24 fungi Organisms or culture

filtrates in sterile soil Found organisms more

effective against Gaeumannomyces graminis var. tritici

Suppressive soils are locations or sites where a disease decreases gradually over time under continuous cropping with the same crop.

Pengendalian Hayati Sanford and Broadfoot, 1931 – pertama kali menggunakan istilah

“Biological Control/pengendalian hayati” dalam ilmu penyakit tanaman

40 bakteri, 24 fungi Organisme atau filtrasi kultur pada sterilisasi tanah Ditemukan organisme yang lebih efektif terhadap

Gaeumannomyces graminis var. tritici

Daya tekan akar pada lokasi atau bagian dimana adanya pengurangan secara berangsur-angsur sepanjang waktu pemanenan yang sama

Suppressive Soils Reinking and Manns, 1933

Central America soils Fusarium oxysporum f. sp. cubense - Panama

disease of banana Pathogen isolated from sandy soil but not from

clay soils Sandy soil plantings last 10 years (conducive) Clay soil planting last 20 years (suppressive)

Daya tekan tanah Reinking and Manns, 1933• Tanah di Amerika Tengah• Fusarium oxysporum f. sp. cubense –

Panama penyakit pada pisang• Isolasi patogen dari tanah berpasir tetapi

tidak dari tanah kering• Penanaman pada tanah berpasir 10 tahun

silam (konduktif)• Penanaman pada tanah liat 20 tahun silam

(supresif)

How Do Suppressive Soils Work? Gerlagh, 1968

4 successive crops in soil increased suppression of Gaeumannomyces graminis var. tritici

Steaming destroys antagonists R. James Cook, David Weller, Linda

Thomashow USDA/ARS, WSU Pseudomonas fluorescens, P. aureofaciens 2-fluoroglucinol

Bagaimana daya tekan akar bekerja? Gerlagh, 1968• 4 hasil panen pada tanah suksesif meningkatkan

daya tekan akar pada Gaeumannomyces graminis var. tritici

• Memanaskan menghancurkan antagonis R. James Cook, David Weller, Linda

Thomashow USDA/ARS, WSU Pseudomonas fluorescens, P. aureofaciens 2-fluoroglucinol

What Kinds of Things Function as Biological Control Agents?

Microorganisms Bacteria Fungi Nematodes Viruses

Macroorganisms Insects Man Animals

Apa saja yang termasuk dalam agensia pengendali hayati?

Mikroorganisme Bakteri Fungi Nematoda virus

Makroorganisme Serangga Manusia Hewan

Biological Control Mechanisms Competition – the BC agent more efficiently

utilizes space and nutrients. Antibiosis – the BC agent produces one or

more deleterious compounds. Parasitism – the BC agent utilizes the target

for food or for reproduction. Induced resistance – the BC agent

indirectly stimulates the plant to be resistant.

Mekanisme pengendalian hayati Kompetisi – agensia pengendalian hayati lebih efisien

dalam memanfaatkan ruang gerak dan nutrisi Antibiosis- agensia pengendalian hayati memproduksi

satu atau lebih senyawa yang merugikan Parasitisme- agensia pengendali hayati memanfaatkan

target untuk makan atau untuk bereproduksi Menyebabkan resistensi- agensia pengendali hayati

menstimulasi secara langsung tanaman untuk menjadi resisten

How are Biological Agents Applied? Importation Augmentation Conservation of Natural Enemies

Bagaimana penerapan agensia pengendali hayati? Pemasukan Augmentasi/Tambahan Konservasi musuh alami

Adult Bathyplectes anurus , a parasitoid of alfalfa weevil larvae. Photo courtesy USDA APHIS

Importation

When the pathogen is exotic.

Identify origin of pathogen or pest.

Search for natural enemies

Get USDA permission to import

Pemasukan Ketika patogen memakan benda asing Ciri-ciri patogen atau hama Mencari musuh alaminya Dapat ijin USDA untuk memindahkan

Bathyplectes anurus dewasa , parasitoid pada larva kumbang pengerek. Photo courtesy USDA APHIS

Biological control of the alfalfa weevil, Hypera postica (Gyllenhall) is a example of a successful program using importation of natural enemies (Bryan et al. 1993). The alfalfa weevil, a native of Europe, was originally detected in the US in Utah in 1904. A second introduction was detected on the East coast in 1951. By 1970, the weevil had spread to all 48 contiguous states and become a serious pest of alfalfa. Some importation's of natural enemies began as early as 1911, however, a major program aimed at biological control of the weevil was initiated in 1957. In this program, USDA ARS personnel conducted foreign exploration in Europe resulting in the eventual importation of 12 parasitoid species. Six of these species became established and are credited with contributing to the reduction in the weevil's pest status in the eastern US (Day 1981).

Pengendalian hayati pada kumbang pengerek Hypera postica (Gyllenhall) merupakan contoh program sukses yang menggunakan pentingnya musuh alami Bryan et al. 1993). Kumbang pengerek, merupakan salah satu endemik asli Eropa, yang asli ditemukan di US Utah pada tahun 1904. Introduksi kedua dilacak pada Pantai Timur tahun 1951. Pada 1970, akar telah menyebar ke seluruh 48 negara bagian yang berdekatan dan menjadi hama serius tanaman alfafalfa. Beberapa impor terhadap musuh alami dimulai sejak 1911, Namun, program utama ditujukan untuk pengendalian biologis dari akar itu dimulai pada tahun 1957. Dalam program ini, anggota USDA ARS melakukan eksplorasi asing di Eropa mengakibatkan impor akhir dari 12 spesies parasitoid. Enam spesies ini menjadi tahan dan diasumsikandapat berkontribusi terhadap penurunan status hama dari bonggol akar di wilayah bagian timur Amerika Serikat (Day 1981).

Augmentation

Augmentation is the direct manipulation of natural enemies to increase their effectiveness. Mass production and periodic release

(colonization) is the most common approach. Genetic enhancement

Augmentation is not permanent, and requires reapplication of the agent.

Augmentasi

Augmentasi merupakan manipulasi secara langsung pada musuh alami untuk meningkatkan keefektifan mereka Produksi jumlah/massa dan pelepasan secara

periodik (penjajahan) merupakan pendekatan yang paling umum.

Peningkatan genetik

Tambahan tidak permanen, dan membutuhkan reaplikasi pada agen.

Conservation Conservation is the

identification and modification of any number of factors to increase the effectiveness of natural enemies.

Konservasi Konsevasi merupakan identifikasi dan

modifikasi pada sejumlah faktor untuk meningkatkan keefektifan musuh alami

Biological Control Targets Agents that cause plant disease Agents that cause plant damage Weeds

Target Pengendalian Hayati Agensia penyebab penyakit tanaman Agensia penyebab kerusakan tanaman Tanaman liar

Plant Diseases vs Plant Damage: What’s the Difference?

Plant disease is the abnormal physiological response of the plant to a chronic association with a primary causal agent.

Plant damage is destruction of tissue due to an acute association with an agent.

Penyakit tanaman vs kerusakan tanaman : Apa bedanya?

Penyakit tanaman merupakan suatu keadaan fisiologis abnormal pada suatu tanaman, bisa mengakibatkan dampak kronis dengan penyebab agen primer

Kerusakan tanaman merupakan kerusakan jaringan yang disebabkan oleh agen

What is a Plant Disease? Plants can become “sick” due to infection by a

variety of organisms. Insects Fungi Bacteria Viruses Nematodes

Definition of a plant disease: The abnormal physiological response of a plant due to a chronic association with a primary causal agent.

Apa yang dimaksud dengan penyakit tanaman?• Tanaman akan “sakit” bila diinfeksi oleh suatu jenis

organisme tertentu• Serangga• Fungi• Bakteri• Virus• Nematoda• Pengertian penyakit tanaman : respon fisiologi abnormal

pada sebuah tanaman bisa berdampak kronis dengan penyebab agen primer

Sick Plants Display Symptoms Blemishes or lesions (dead tissue)

Leaves, stems, flowers, fruit

Reduction in growth Loss of color Abnormal growth Browning or yellowing Wilt Death

Gejala-gejala yang terlihat pada tanaman yang sakit

Noda atau lesi (jaringan mati) Daun, batang, bunga, buah

Pengurangan pertumbuhan Kehilangan warna Pertumbuhan abnormal Browning atau menguning Layu Kematian

Sick Plants May Show Signs A sign is a direct

evidence of the presence of the pathogen Insect poop Bacterial ooze Cottony fungal growth Nematode cysts

Tanda yang mungkin ditunjukkan pada tanaman sakit

Tanda merupakan bukti langsung dari adanya patogen Kotoran serangga Cairan bakteri Pertumbuhan jamur yang membentuk kapas Kista Nematoda

How Do We Control Plant Disease? Crop Rotation - lower inoculum density Adding Amendments - antagonist stimulation Alter pH Tillage - modify soil structure or aeration Planting date selection Apply organic amendments Irrigation practices Trap plants Adding antagonists

Kenneth Baker and R. James Cook. The Nature and Practice of Biological Control of Plant Pathogens

Bagaimana kita mengendalikan penyakit tanaman? Rotasi penanaman-rendahnya

kerapatan inokulum Menambahkan Perubahan -

stimulasi antagonis Merubah pH Budidaya - memodifikasi struktur

tanah atau aerasi Penanaman seleksi tanggal Menerapkan perubahan organik Praktek Irigasi Tanaman perangkap Menambahkan antagonis

Kenneth Baker and R. James Cook. The Nature and Practice of Biological Control of Plant Pathogens

Biological Control Targets Agents that cause plant disease Agents that cause plant damage Weeds: Any plant that is growing

where it is not wanted

Target Pengendali Hayati Agen penyebab penyakit tanaman Agen penyebab kerusakan tanaman Tanaman liar: merupakan suatu jenis

tanaman yang tumbuh dimana saja dan tidak diinginkan pertumbuhannya

Insects are the primary biological agents that have been used to combat noxious weed pests

Serangga adalah agen biologi primer yang telah digunakan untuk melawan hama gulma berbahaya

Why Insects are Good Biological Control Agents

Can be raised in mass quantities Fairly specific Mobile Reproduces in the field Can be combined with other insect

agents

Mengapa serangga merupakan agensia pengendali hayati terbaik?

Dapat ditingkatkan dalam jumlah kuantitas Agak spesifik Bergerak Bereproduksi di lapangan Dapat dikombinasikan dengan agensia

serangga lain

Weeds Cause Problems Prevent establishment of a good crop Compete with the crop for:

Water and nutrients Sunlight

In some instances, harbor pathogens

Penyebab Masalah Gulma Mencegah pembentukan sebuah tanaman

yang baik Bersaing dengan tanaman untuk:

Air dan nutrisi Sinar matahari

Dalam beberapa kasus, menjadi tempat patogen

What is a Weed? A weed is a plant that is growing where

you do not want it. A Noxious Weed is a weed that is

Not native – i.e. alien Aggressive Highly competitive Highly invasive

Apa yang dimaksud dengan gulma?

Gulma merupakan tanaman yang tumbuh dimanapun dan pertumbuhannya tidak diinginkan.

Gulma beracun adalah rumput yang Bukan asli - yaitu asing Agresif Sangat kompetitif Sangat invasif

Traditional Weed Control Herbicides

Effective Low labor demands Cost effective

Chemicals such as 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) made significant impacts on weed control.

RoundUp (Monsanto) – binds phosphoenolpyruvate, stopping amino acid synthesis

Pengendalian gulma secara tradisional Herbisida Efektif Memerlukan tenaga kerja yang sedikit

Biaya yang efektif

Bahan kimia seperti asam 2,4-Dichlorophenoxyacetic (2,4-D) menimbulkan dampak yang signifikan terhadap pengendalian gulma.

Roundup (Monsanto) - mengikat phosphoenolpyruvate, menghentikan sintesis asam amino.

Sekitar tahun 1940-an selama revolusi hijau, bahan kimia seperti 2,4-D, auksin sintetis, digunakan untuk mengendalikan gulma berdaun lebar (dikotil) di rumput (monokotil).

Why Bioherbicides? High yield losses still occur

$619 million in vegetable, $441 million in fruit and nut crops in the US

Herbicide resistant weed population Detrimental effects on non target organisms

Native plants

FQPA 1996 World War II

Why Bioherbicides? Demand for decreased use of

pesticides Large areas where herbicide

application not possible or not cost effective

Damage to the environment Contamination of our water supply

Mengapa harus menggunakan herbisida?

Area yang luas dimana aplikasi herbisida tidak mungkinatau dengan harga yang efektif

Berbahaya terhadap lingkungan Kontaminan pada ketersediaan air

Noxious Weeds Leafy spurge has

infested three million acres of rangeland. It is an aggressive weed that displaces native vegetation and degrades grazing lands.

Gulma berbahaya

Spurge rindang telah penuh dari tiga juta hektar rangeland. Ini adalah gulma agresif yang menggantikan vegetasi asli dan degradasi tanah penggembalaan.

Leafy Spurge A deep rooted

perennial that reproduces by seeds and roots

Spurge rindang Memiliki akar

perenial yang di dalamnya mereproduksi biji dan akar

Leafy Spurge

First introduced into the United States in 1827.

Blazed across the US to the west.

Reduces rangeland productivity by 50 to 75 percent

Leafy Spurge Dikenalkan pertama kali di Amerika pada

tahun 1827 Menyebar di seluruh AS bagian barat. Mengurangi kawasanproduktivitas sebesar

50 hingga 75 persen

Leafy Spurge Cattle usually avoid eating leafy spurge However, when cattle eat leafy spurge

they become sick and even die Economic losses in Montana, South

Dakota, North Dakota, and Wyoming are estimated to exceed $120 million

However leafy spurge is still sold as an ornamental plant

Leafy Spurge

Sapi biasanya menghindari makan spurge berdaun

Namun, ketika sapi makan daun spurge, sapi menjadi sakit dan bahkan mati

Kerugian faktor ekonomi di Montana, South Dakota, North Dakota, dan Wyoming diperkirakan melebihi $ 120 juta

Namun daun spurge masih dijual sebagai tanaman hias

Leafy Spurge Control Difficult

Deep rooted Can expel seeds up to

15 feet Dispersed by birds

Biological agents Six species of flea

beetles One specie of slender

beetle

Pengendalian daun spurge Kesulitan• Dalamnya perakaran

Dapat mengusir bibit sampai 15 kaki Disebarkan oleh burung-burung Agensia biologis Enam spesies kumbang kutu Satu spesies dari kumbang ramping

Leafy Spurge Control Biological Agents

One specie of moths One specie of flies

Reduces bud gall fly

Beetles and moths reduce plant growth Adult feeding Larval feeding on roots

Sheep and goats

Pengendalian daun Spurge Agensia biologis

Satu species ngengat Satu species lalat

Mengurangi tunas empedu terbang Kumbang dan ngengat mengurangi pertumbuhan

tanaman Pola makan Dewasa Larva pemakan akar

Domba dan kambing

Other Weed Killers Insects Bacteria Fungi Man Animals

Pembasmi gulma lainnya Serangga Bakteri Fungi Manusia Hewan

Attributes of Bioherbicides Produce abundant and durable

inoculum in culture Be target specific Be genetically stable Be capable of killing a significant portion

of the weed population under a variety of environmental conditions (weed densities)

Sifat Bioherbisida Produksi inokulum berlimpah dan tahan

lama dalam kultur Memiliki target spesifik Secara genetik stabil Memiliki kemampuan membunuh sebagian

besar populasi gulma di bawah berbagai kondisi lingkungan (kepadatan gulma)

Fungal Weed Killers First pathogen isolated for weed

control, Colletotrichum gloeosporioides, 1971.

Strangler vine on a Cyprus tree.

The weed became a major pest of citrus groves in Florida.

Jamur pembasmi gulma Langkah awal, patogen diisolasi untuk

pengendalian gulma, Colletotrichum gloeosporioides, 1971.

Pembelit pohon anggur di Siprus.

gulma ini menjadi hama utama kebun jeruk di Florida.

Fungal Weed Killers – De Vine Phytophthora palmivora - DeVine, Abbot

Laboratories, 1981. First commercial microbial product for weed control.

Chlamydospores Strangler vine in citrus orchards Isolated from dying plants found in a grove 96% weed kill and lasts 2 years post application Pathogenic on onion, cantaloupe, okra, tomato,

endive, cucumber, squash, etc.

Jamur pembasmi gulma De Vine Phytophthora palmivora - DeVine, Abbot

Laboratories, 1981. Produk pertama mikroba komersial untuk pengendalian gulma.

Chlamydospora Pembelit pohon anggur di kebun jeruk Diisolasi dari tanaman mati yang ditemukan di sebuah

kebun 96% membunuh gulma dan aplikasinya telah berlangsung

selama 2 tahun pasca aplikasi Patogen pada bawang merah, melon, okra, tomat, endive,

ketimun, squash, dll

Non-commercial Success Chondrilla rust - skeleton weed - Australia Skeleton weed

Mediterranean and Middle East origins Invaded southeast Australia Three morphological forms

Puccinia chondrillina - rust fungus Narrow leaved strain Intermediate and broad leaved strain

Sukses Non-komersial Karat Chondrilla - kerangka gulma – Australia Gulma skeleton

Mediterania dan Timur Tengah asli Menyerbu tenggara Australia Tiga bentuk morfologi

Puccinia chondrillina - jamur karat Strain daun menyempit Menengah dan gulma berdaun lebar

Bacterial Biological Control Agents Xanthomonas campestris pv. poannua

- postemergence activity on annual bluegrass in bermudagrass lawns (Johnson, 1994: Johnson, Wyse, Jones, 1996).

Pseudomonas syringae pv. tagetis - Canada thistle in soybean (Johnson, Wyse, Jones, 1996).

Bakteri Agensia Pengendali Hayati

Xanthomonas campestris pv. poannua (Johnson, 1994: Johnson, Wyse, Jones, 1996).

Pseudomonas syringae pv. tagetis - Canada thistle pada kedelai (Johnson, Wyse, Jones, 1996).

Nematodes - Roundworms Small (0.60 – 2 mm long), microscopic

eukaryotic worms. Lifestyles – Good and Bad

Animal pathogens Plant pathogens Nematode feeders Insect pathogens Saprophytic

Nematoda-Cacing Tanah Kecil(panjang 0,60-2 mm), mikroskopik, cacing

eukariot Cara hidup-Baik dan Buruk Patogen hewan Patogen tanaman Pemakan nematoda Patogen serangga saprofit

As Plant Parasites Stunting Chlorosis Mid-day wilting Leaf drop Small fruit Yellowing Curling and twisting of

leaves and stems Galls Stubby roots Reduced growth

Parasit Tanaman Stunting Klorosis Daun setengah layu Daun gugur Buah kecil Menguning/ yellowing Pengeriting, penggulungan daun dan batang Gelembung udara Akar membesar Mengurangi pertumbuhan

It’s a Worm Eat Worm World Constitute a large portion of the biomass in

some soils Monochida, Dorylaimida, Diplogasteroidea Readily cultured on plates Inconsistent demonstration of plant parasitic

nematode control Lack host specificity and thus will eat

themselves

Ini merupakan contoh cacing pemakan cacing

Suatu perilaku yang biasa dilakukan pada sebagian besar biomassa di beberapa bagian tanah

Monochida, Dorylaimida, Diplogasteroidea Biakan siap di tempat Pengendalian Tidak konsisten terhadap nematoda

parasit tanaman Kurangnya spesifisitas inang dan dengan

demikian akan saling makan memakan dirinya sendiri

It’s a Worm Eat Worm WorldNematodes with some bite to them

Dorylaimida

Ini merupakan contoh cacing pemakan cacing

Gambar Nematoda dengan beberapa gigitan (saling gigit) contohnya : Dorylaimida

Nematodes that eat Insects Sirex noctilio – European

Wood Wasp devastated pine forests in Australia and New Zealand

Accidentally introduced Female oviposits with a

symbiotic fungus Larvae, hatch, eat fungus,

permeates tree

Nematoda Pemakan Serangga Sirex noctilio – Lebah kayu di Eropa

merusak hutan cemara di Australia dan New Zealand

Secara tidak sengaja terintroduksi Oviposit betina dengan simbiosis jamur Larva, menetas, jamur pemakan,

pohon peresap

Nematodes as Parasites of Insects

Deladenus siricidicola, nematode parasite of the Sirex wasp

Nematode enters Sirex larvae, reproduces when host pupates, enters host eggs

Sirex females emerge, flies to another tree, oviposits packets of nematodes with the fungus

Nearly 100% control, need to maintain constant control pressure

Nematoda sebagai Parasit pada Serangga Deladenus siricidicola, parasit nematoda pada tawon

Sirex Nematoda yang masuk pada larva Sirex,

bereproduksi ketika inang masih berupa pupa, masuk melalui telur inang

Muncul Sirex betina, terbang ke pohon lain, serangkaian oviposit paad nematoda dengan jamur

Hampir 100% terkendali, membutuhkan pengaturan tekanan yang konstan

Nematodes Can Vector Pathogens

Steinernema and Heterorhabditis species (order Rhabditida) are nematodes parasitic on insects.

Transmit bacteria which are lethal to their host, a characteristic which makes them more suitable for biological control of insects than any other nematode group.

A cockroach parasitized by Steinernema scapterisci

Neosteinernema females emerged from termites

Nematoda Bisa Menjadi Patogen Vektor

Spesies Steinernema and Heterorhabditis (ordo Rhabditida) merupakan parasit nematoda pada serangga

Pemindahan bakteri letal untuk dijadikan inang, ciri khas dari pengendali hayati pada serangga, daripada kelompok serangga yang lain

Nematode Killers Predators – organisms that utilize

nematodes as food Trap crops – plants that are used to

attract nematodes from the economic crop but do not support reproduction or are toxic.

Parasites – disease causing agents of nematodes

Nematoda Pembunuh Predator- menggunakan organisme

nematoda sebagai makanan Jebakan – tanaman dijadikan sebagai

jebakan untuk menangkap nematoda dari hasil panen tetapi tidak disertai dengan bahan kimia

Parasit- penyakit yang disebabkan dari agen pembawa nematoda

Fungal Nematode Killers

Parasitic fungi types Adhesive

Networks Adhesive Knobs Nonconstricting

Rings Constricting Rings Adhesive Conidia

Pembunuh Fungi Nematoda Tipe jamur parasit• Jaringan Adhesive (perekat)• Kepala adhesif (perekat)• Tanpa penyempitan cincin/lubang• Penyempitan cincin/lubang• Konidia menempel

Pasteuria penetrans (Actinomycete)

Spore attachment

Germ tube penetration of nematode cuticle

Bacterial Parasites of Nematodes

Pasteuria penetrans (Actinomycete)

Serangan spora

Lubang penetrasi dimasuki oeh bakteri, pada bagian luar nematode

Parasit bakteri Nematoda

Parasites of Fungal Pathogens Mycoparasites

fungi that parasitizes mycelia, propagules (conidia, oospores chlamydospores), or overwintering structures (sclerotia, oospores, chlamydospores) of other fungi

Other parasites Other microorganisms and viruses that

colonizes or infects phytopathogenic fungi thereby reducing their impact on plants

Patogen Parasit Jamur Mycoparasit• Jamur parasit membentuk miselia, propagul (conidia,

oospores chlamydospores), atau struktur halus (sclerotia, oospores, chlamydospores) pada jenis jamur lain

Parasit lain Mikroorganisme dan virus lain dapat mengkolonisasi

atau menginfeksi jamur patogenik yang berdampak pada penurunan tanaman

Commercial Product for Fungal Disease Control

Ampelomyces quisqualis: AQ10 Candida oleophila: Aspire Coniothyrium minitans: Contans , KONI Fusarium oxysporum: Biofox C, Fusaclean Gliocladium virens: SoilGard Gliocladium catenulatum: PreStop, Primastop Phlebia gigantea: Rotstop, P.g. Suspension Pythium oligandrum: Polygandron Trichoderma harzianum and other spp.: Bio_Fungus, Binab_T,

RootShield, T-22G, T-22 Planter Box, Bio-Trek), Supresivit, Trichodex, Trichopel, Trichoject, Trichodowels, Trichoseal ,

Trichoderma 2000

Produksi Komersial Dagang untuk Pengendalian Penyakit yang disebabkan Jamur Ampelomyces quisqualis: AQ10 Candida oleophila: Aspire Coniothyrium minitans: Contans , KONI Fusarium oxysporum: Biofox C, Fusaclean Gliocladium virens: SoilGard Gliocladium catenulatum: PreStop, Primastop Phlebia gigantea: Rotstop, P.g. Suspension Pythium oligandrum: Polygandron Trichoderma harzianum and other spp.: Bio_Fungus, Binab_T,

RootShield, T-22G, T-22 Planter Box, Bio-Trek), Supresivit, Trichodex, Trichopel, Trichoject, Trichodowels, Trichoseal , Trichoderma 2000

Ampelomyces quisqualis

AQ10 Biofungicide Biocontrol Organism: Ampelomyces

quisqualis isolate M-10 Target Pathogen/Disease: powdery

mildew Crop: apples, cucurbits, grapes,

ornamentals, strawberries, tomatoes Formulation: water-dispersible granule Application Method: spray

Ampelomyces quisqualis

Biofungisida AQ 10 Organisme Pengendali Hayati: isolat

Ampelomyces quisqualis M-10 Target patogen/penyakit : embun tepung Hail panen : apel, cucurbits, anggur, tanaman

hias, stroberi, tomat Formulasi : granuler/serbuk, yang memerlukan

pelarut air Metode aplikasi : Disemprotkan

Ampelomyces quisqualis

Hyperparasite of powdery mildews

256 plant species within 172 genera in 59 families

Colonizes hyphae, conidiophores, cleistothecia

Direct penetration Host cells are killed shortly after

pycnidial formation (2-4 days after infection)

Ampelomyces quisqualisHiperparasit pada embun tepung

256 spesies tanaman dalam 172 genera 59 famili

Hifa yang berwarna, conidiophores, cleistothecia

Penetrasi langsung

Sel inang yang dimatikan secara pendek setelah pembentukan pycnidial (selama 2-4 hari) setelah infeksi.

The American Chestnut and Chestnut Blight

The American Chestnut dan Chestnut Blight

Chestnut Terbesar

American Chestnut

Castanea dentata Highly popular tree in the Eastern

US, 40% of tree stands Chestnuts roasting on an open fire

and turkey dressing Wood highly resistant to rot: fencing,

posts, building materials In 1904, first disease report near the

Bronx Zoo In 50 years, reduced to a few trees Seven moth species became extinct

American Chestnut Castanea dentata Pohon tertinggi di bagian barat USA, 40%

merupakan pohon tegakan Pembakaran pohon chestnut untuk bahan kayu

bakar dan kegagalan naungan Tonggakan akar yang sangat resiten tinggi,

pembangunan material. Pada tahun 1904, pertama kalinya dilaporkan di

dekat Kebun binatang Bronx Selama 50 tahun , penurunan beberapa pohon Tujuh spesies ngengat telah punah

Chestnut Blight

Cryphonectria (Endothia) parasitica Enters wounds, grows in and under bark Kills cambium in infected twigs, branches,

and trunks Does not enter crown Reduced chestnut trees to a multiple

stemmed shrub

Penyakit Chestnut Blight Cryphonectria (Endothia) parasitica Masuk melalui luka, berkembang di bawah

lapisan kulit kayu Mematikan kambium dan menginfeksi ranting,

dahan, batang pohon Tidak masuk melalui mahkota bunga Mengurangi pohon kenari serta memperbanyak

pemotongan/pembersihan semak belukar

Chestnut Blight

Asexual (pycnidium, pcyniospores) and sexual (perithecium, ascospores) spores are produced Dispersed by wind, rain, insects. Tracked up to 30 miles

No resistance in American chestnut

Penyakit Chestnut BlightAseksual (pycnidium, pcyniospores) dan seksual (perithecium, ascospores) sopra-spora yang dihasilkan Disebarkan oleh angin, hujan, seranggaDaerah penyebarannya bisa mencapai 30 milTidak resisten pada kenari Amerika

The Plant Quarantine Act of 1912 was too late

Most likely introduced from nursery stock of Japanese chestnut (Castanea crenata) that was widely planted and grafted with other chestnut species (1876)

By 1889, nearly 10,000 Japanese chestnut trees were being imported

By 1904, found in the Bronx Zoo By 1906, widespread By 1908, out of control

Tindakan Karantina Tanaman pada Tahun 1912 dikatakan telah Terlambat

Sebagian besar diperkenalkan dari usaha perawatan Jepang (Castanea crenata)telah ditanam secara luas dan dicangkok dengan jenis spesies lain (1876)

Tahun 1889, hampir mendekati 10000

Tahun 1904, ditemukan di kebun binatang Bronx

Tahun 1906, tersebar luas.

Tahun 1908, diluar kontrol

Hope for the American chestnut

A low virulence isolate of C. parasitica found in Italy by Biraghi in European chestnut in 1850

Also found and described as hypovirulent by Grente around 1965 and ascribed it to a transmissible determinant

Van Elfen, James and Day, 1975 Environment influences canker sizes with both

hypovirulent and virulent strains Demonstrated transmission with auxotrophic mutants

Usaha penduduk Amerika keluar dari kesulitan

Rendahnya isolasi virulensi C. parasitica yang ditemukan di Italia oleh Biraghi dalam usaha keluar dari kesulitan oleh penduduk Eropa pada tahun 1850.

Serta ditemukan dan digambarkan sebagai hipovirulensi oleh Grente sekitar tahun 1965 dan dianggap berasal pada sebuah determinasi pengiriman.

Van Elfen, James dan Day, 1975Pengaruh lingkungan pada besarnya ukuran dari kedua hipovirulen dan strain virulen Petunjuk pengiriman dengan mutasi autotrof

1978-1983, Dodds, Van Alfen, Day

Hypovirulent strains of C. parasitica have dsRNA while virulent strains do not

Three classes based on fragment banding patterns Type III American Type I and II European

Inoculation with hypovirulent strains successful in Europe but not US

Van Alfen, transmissible hypovirulence that may be determined by one or more dsRNA pieces

1978-1983, Dodds, Van Alfen, Day

Strain hipovirulen C. parasitica memiliki dsRNA sementara strain tidak memilki.

Tiga kelas berdasarkan pada pemisahan pita paternalTipe III AmerikaTipe I dan II Eropa

Inokulasi dengan strain hipovirulensi yang telah sukses dilakukan di Eropa tetapi tidak di USA

Van Alfen, mengirimkan hipovirulensi yang mungkin bisa di determinasikan oleh 1 atau lebih dari bagian dsRNA

Genetics to the Rescue Vegetative compatibility

Anastomosis required for transfer of the virus

However, anastomosis requires compatible mating type

Choi and Nuss, 1992 Full length infection cDNA clone Transgenic strains 100% efficiency of transfer

Penyelamatan secara genetika

Kesesuaian vegetatif Anastomosis diperlukan untuk mentransfer virus Bagaimanapun juga, anastomosis memerlukan

kecocokan tipe perkawinan

Choi dan Nuss, 1992 Infeksi kloning cDNA Turunan transgenik 100% transfer efisien