Cavendish Banana Cultivars Resistantto FusariumWilt Acquired throughSomaclonal Variation in Taiwan

Shin‐Chuan Hwang*) and Wen‐Hsiung Ko**)*)Taiwan Banana Research Institute, Pingtung, Taiwan

**)University of Hawaii at Manoa, Hilo, HI

PENYAKIT LAYU FUSARIUM PADA TANAMAN PISANG

• Penyakit layu fusarium pada tan. Pisang (Musa spp.) disebabkan oleh Fusarium oxysporum f. sp. cubense(FOC)(FOC)

• Dilaporkan pertama kali muncul di Panama pada thn. 1890  “Penyakit Panama”

• Penyakit FOC telah menyebar ke seluruh wilayah pertanaman pisang di dunia (Asia, Afrika,  Australia, Amerika)

Distribusi Geografis Penyebaran Penyakit Panama(Image from Plant Health Progress article: Panama Disease: A Classic and Destructive Disease of Banana)

• Ras 1: Menyerang kultivar pisang komersial(“Gros Michel”)  Masalah serius di Amerika Tengah selama >60 thn  digantikan oleh kultivar yg tahan (“Cavendish”) pd 1960R 2

Sblm 1967, dikenal 3 Ras FOC pd Musaceae:

• Ras 2:Hanya menyerang pd hibrida triploid Bluggoe (ABB)

• Ras 3:Menyerang pd Heliconia spp.  non‐patogenik pd Musa spp.

PRODUKSI PISANG DI TAIWAN• Taiwan merupakan negara produsen pisang dengan perdagangan pisang Internasional tertua di Asia (1900) Ekspor ke Jepang

• Thn 1960  mencapai puncaknya dgn total pertanaman 50.000 Ha  negara pengekspor pisang terbesar di dunia

l hi k• Awal 1970  menurun hingga 5.000 Ha karena:• Tingginya upah buruh• Persaingan dari negara produsen lain

• Kultivar “Cavendish” merupakan yang paling banyak dibudidayakan di Taiwan (90%)

• Sistim penanaman  Replanting

SERANGAN FOC RAS BARU

• Serangan FOC ras baru mulai diketahui  1967 di wilayah selatan Taiwan  FOC ras 4

• FOC ras 4 menyebar sangat cepat, dlm 3 tahun dari 1 tan. 5.536 tan.1 tan.  5.536 tan.

• Thn 1976 : 1.200 Ha (500.000 tan) terserang 

SERANGAN FOC RAS 4 DI DUNIA

• Kepulauan Canary  sejak 1920 sdh menyerang pisang Cavendish

• Australia  awal thn 1980‐an menjadi penyakit yang sangat serius

• Afrika Selatan  mulai diketahui 1940, menjadi penyakit yg paling mengancam produksi pisang thn 1970‐an

• Malaysia  Thn 1990 perusahaan swasta menanam 349 Ha Cavendish cv. Grande Naine asal Kuljar di lokasi non‐endemik FOC. Umur 6 bln terdeteksi FOC  stlh 4 thn 32.2% terserang

• Indonesia  Sumatera, Jawa dan Halmahera• Awal thn 1990‐an, di daerah Sumsel ditanam 2000 Ha Cavendish cv. Valery  untuk ekspor ke Jepang dan Timteng.

• FOC muncul bbrp bulan stlh tanam, menyebar secara cepat.• Thn 1996  pertanaman dimusnahkan, thn 1998 ditanam klon GCTCV‐119 yg tahan thd FOC.

• China Pd 2003 di daerah Guangdong sebanyak 50 HaChina  Pd 2003 di daerah Guangdong sebanyak 50 Ha terserang 10‐60%

GEJALA DAN SIKLUS PENYAKIT FOC

• Gejala awal adalah menguningnya daun paling bawah

• Biasanya dimulai pada umur 5 bulan stlh tanam• Penguningan daun dimulai pd bagian pinggir daun, kemudian menjalar ke bag pelepah daun

• Daun kemudian mencoklat dan tangkai terkulai, dari daun tertua ke muda  tan. Mati

• Dari potongan batang tanaman, jaringan vaskular berwarna kemerahan atau kecoklatan

• Aliran air dan bahan tanaman  cara paling utama penyebaran FOC

• Patogen dpt menginfeksi akar gulma tertentu tanpa terlihat gelaja  menginisiasi infeksi baru pd tan pisang

SELEKSI KETAHANAN THD FOC BERDASARKAN VARIASI SOMAKLONAL

LATAR BELAKANG

• Untuk menanggulangi serangan FOC mencari/menseleksi varietas2 yg tahan FOC merupakan cara yg terbaik

• Akan tetapi semua varietas2 komersial rentan thd FOC ras 4rentan thd FOC ras 4

• Pemuliaan secara konvensional memerlukan waktu yang lama dan umumnya tanaman pisang adalah Triploid dan tidak/jarang menghasilkan biji

VARIASI SOMAKLONAL

SELEKSI KETAHANAN THD FOC BERDASARKAN VARIASI SOMAKLONAL

Sejak 1984, TBRI memproduksi > 1 jt plantlet pisang/thn untuk pertanaman komersial 

3% terjadi variasi

Dasar Pemikiran

3% terjadi variasi

(ukuran tan., warna batang dan daun, bentuk daun dan buah)

Dimungkinkan ada klon‐klon yang tahan thd penyakit

SELEKSI KETAHANAN THD FOC BERDASARKAN VARIASI SOMAKLONAL

20.000 plantlet

(1984)

1 Ha Pesemaian yg sdh terinfeksi 

FOC (60%)

Umur 3 bln, Gejala penyakit muncul

Pelaksanaan Percobaan

Umur 4 bln.

45 tan. sehat

Umur 1 thn,

18 tan. bertahanBonggol (G1) 

ditanam kembali

Stlh umur 1 thn,

6 klon sehat

Anakan (G2 & G3)

ditanam kembali

Jumlah tanaman yang tahan bertambah

6 klon G2 yg tahan diperbanyak via Kultur Jaringan

Ditanam di 5 lokasi endemik FOC

Tanaman tetap tahan

Pengujian ketahan thd FOC di Screenhouse

• Klon yang diuji :  Plantlet dari GCTCV‐53, GCTCV‐119, dan kontrol (tetua)

• Penanaman dilakukan dlm bak plastik yg diisi tanah mengandung 0, 100, 300, g g , , ,500 atau 1000 patogen chlamidospore per gram tanah selama 3 bulan.

• Hasil: Tetap konsisten spt di pesemaian dan di lap.

Karakter dari somaklon‐somaklon yg tahan FOC 

• Morfologi dan karakter hortikultur yang dihasilkan mempunyai perbedaan dgn induknya

• Meskipun telah diperoleh klon‐klon yang tahan FOC, tetapi secara komersial dibandingkan dengan tan. Induknya belum sepenuhnya dapat diterima oleh pasar

Lahirnya kultivar yg dpt diterima pasar

Produksi plantlet dgn sumber eksplan dari berbagai lokasi 

pengujian

+ 6 klon

yg tahan FOC

(Tabel 3)

Stlh seleksi, GCTCV‐

251‐1 sbg kandidat komersial

• Karakter horikultur dan kualitas GCTCV‐251‐1 sama baiknya dgn Giant Cavendish

• Thn 1990  di perbanyak 80.000 plantlet  GCTCV‐251‐1 dan ditanam pd lahan d ik dib b i l k i b b d (40 H )endemik diberbagai lokasi yg berbeda (40 Ha)

• Banyaknya permintaan GCTCV‐251‐1  produksi plantlet 1,4 juta yg ditanam pd 700 Ha lahan terinfeksi FOC.

• GCTCV‐251‐1  secara formal diregistrasi untuk ditanam secara komersial thn 1992, dan diberi nama cv. Tai Chiao No.1.

• 1992 s/d 2001  1,6 – 3 juta plantlet ditanam pd lahan 800‐1500 Ha

Parental Tai Chiao No.1

USAHA PERBAIKAN KULTIVAR TAHAN FOC

• Thai Chiao No.1 mempunyai kekurangan, yaitu mudah roboh, umur lebih panjang dan berat tandan lbh ringan dibandingkan dgn Giant Cavendish

• Dilakukan pencarian varian‐varian lain yg lbh baik:

VARIAN (+) (‐)

GCTCV‐105 • Tan. lbh pendek Tidak diterima pasar krn • Lbh tahan FOC• Umur lbh pendek• Prod. Buah baik

umur penyimpanan yg pendek

GCTCV‐217 • Lbh tahan FOC• Berat tandan 7%  > Tai Chiao

Tidak diterima pasar krn buah lambat masak

GCTCV‐215‐2 • Lbh pendek dari Giant Cav. shg mdh panen

• Tahan rebah• Ketahanan, umur dan produksi  = Tai Chiao

Sangat sensitif thd stres lingkungan

GENERASI BARU KULTIVAR TAHAN FOC

1990, Mr. Chung Hwang  menanam anakan pisang  dari plantlet Giant Cav. 

Pd thn. Ke‐2 terserang FOC

1993, ditemukan bbrp tan.  Sehat 

dan sangat tahan FOC

Anakan dari klon yg sama digunakan 

untuk menyulam tan terserang FOC. 

Tan. Tumbuh baik tanpa ada gejala penykt dan tandan buah yg dihasilkan > 

Giant Cav.

1997, dilaporkan pd Dir. TBRI

GENERASI BARU KULTIVAR TAHAN FOC .......................

Hasil pengamatan, klon tsb adalah GCTCV‐

218

GCTCV‐218:‐ Tingkat serangan 4,1%‐ Batang kokoh, petiol lbh kuat, daun lbh tebal,‐ Bentuk sisir buah lbh baikdan uk.nya seragam‐ Umur tan = Tai Chiao‐ Berat tandan 50% > Giant Cav.

Th. 2000, TBRI memperbanyak GCTCV‐218 via KJ untuk 40 Ha

GCTCV-218 Giant Cavendish

GCTCV‐218 terdaftar dgn nama 

“Formosana”

th. 2002

Th. 2002 kultivar Formosana 

diproduksi 2,6 juta plantlet

Formosana menggantikan Tai Chiao No.1

GENERASI BARU KULTIVAR TAHAN FOC .......................

FormosanaGiant Cavendish

KESIMPULAN• Hwang dan Ko telah menunjukkan bahwa penggunaan kultur jaringan dapat meningkatkan variasi dan menyeleksi kultivar‐kultivar tan. Pisang “Giant Cavendish” yang tahan FOC yang dpt diterima pasar.

• Waktu penelitian yg diperlukan untuk mendapatkan kultivar pisang yg dpt diterima pasar 6 thn.

• Kultivar Tai Chiao No. 1 selama 10 tahun tdk berubah tingkat ketahanannya dibawah kondisi lingkungan yg bervariasi.

• Formosana belum merupakan kultivar yang sempurna, masih rentan thd hama “thrips”.

Kesimpulan........

• Cekaman lingkungan masih berpengaruh thd tingkat serangan FOC. Pd lingkungan yg kurang baik (buruknya irigasi dan tanah berpasir) tingkat seranga FOC pd klon‐klon yg tahan bisa mencapai 30%.

• Perbanyakan  in vitro pd pisang Giant Cavendish selain dpt menghasilkan tan. yang tahan thd FOC, juga menghasilkan tan. yg tahan rebah, meningkatkan bobot tandan dan rasa buah lbh manis. Oleh karena itu metode ini dpt dijadikan prosedur dalam menyeleksi tan. Pisang dgn rasa yg berbeda dan tan. yg tahan thd cekaman biotik lainnya.

• Variasi yg terjadi pd perbanyak tan. Cavendish via kultur jaringan sebanyak 3%. Penggunaan ZPT dlm media untuk memacu perkembangan sel dan multiplikasi secara cepat diduga sebagai pemicu terjadinya variasi

• Mekanisme terjadinya somaklon Giant Cavendish yg tahan FOC masih belum diketahui Yang pasti tetuanya sangat

Kesimpulan........

FOC masih belum diketahui. Yang pasti tetuanya sangat rentan, sehingga munculnya somaklon yg tahan diduga sbg aktivasi “silent resistant genes”

• Teknologi DNA  dpt membantu.

Terima kasih