## Respon Beberapa Galur  Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Penyakit Karat Daun (Puccinia sorghi Schw.)
Yuspamella Chusnul Novemprirenta 1) , Serafinah Indriyani 1) , Yusmani Prayogo 2)
1) Jurusan Biologi, Universitas Brawijaya Malang
2) Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian, Malang Alamat korespondensi : yuspamellacn@gmail.com

## ABSTRAK
Penyakit  karat  daun  yang  disebabkan  jamur Puccinia  sorghi merupakan  salah  satu  kendala dalam usaha peningkatan produksi sorgum. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari respon beberapa galur sorgum terhadap penyakit karat daun Puccinia sorghi. Penelitian ini dilakukan di rumah kasa Balai Penelitian  Tanaman Kacang-kacangan  dan Umbi-umbian (BALITKABI),  Malang,  mulai  dari  bulan September  hingga  Desember  2012.  Penelitian  disusun  menggunakan  rancangan  acak  kelompok  (RAK), tiap perlakuan diulang 3 kali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa enam dari 13 galur sorgum yang diuji menunjukkan gejala infeksi penyakit karat, enam galur tersebut yaitu G1, G2, G5, G7, G9 dan G11. Masa inkubasi  terpendek  terjadi  pada  galur  G1  dan  G9,  sedangkan intensitas  penyakit penyakit  karat  yang terendah terjadi pada galur G5 dan G11. Penyakit karat berpengaruh langsung terhadap komponen hasil tanaman  sorgum.  Oleh  karena  itu,  dapat  disimpulkan  bahwa  galur  sorgum  yang  direkomendasikan untuk usaha pemuliaan tanaman guna meningkatkan toleransi tanaman terhadap infeksi penyakit karat adalah galur sorgum G3, G4, G6, G8, G10, G12 and G13.
Kata kunci : intensitas penyakit, masa inkubasi, Puccinia sorghi, sorgum

## ABSTRACT
Rust disease that was caused by Puccinia sorghi is one of problem to increased sorghum yield.  The  aim  of  this  research  was  to  learned  the  response  of  sorghum  lines  to  rust  disease Puccinia sorghi. The  research was conducted in BALITKABI’S screenhouse using randomized block design (RBD) with three replication for each treatment. The result showed that six of 13 lines of shorgum produced the symptom of rust infection, there are G1, G2, G5, G7, G9 and G11 . The  shortest  latent  period  occured  at  shorgum  line  G1  and  G9, and the  lowest  intensity  of disease occured at shorgum line G5 and G11. Rust disease influenced to shorgum yield directly, so  it was recomended  to  use  G3,  G4,  G6,  G8,  G10,  G12  and  G13 lines  when  planted  sorghum. Those lines also considered as gene source which is can used for determining shorgum that tolerant to rust disease.
Key words : intensity of disease, latent period, Puccinia sorghi , sorghum

## PENDAHULUAN
Salah  satu  usaha  yang  dapat dilakukan untuk mengatasi krisis pangan adalah swasembada  dan  diversifikasi  pangan. Sebagai bahan pangan alternatif, sorgum dapat membantu memenuhi kebutuhan bahan pangan pokok selain beras. Sorgum  relatif  lebih  dapat  beradaptasi pada kisaran kondisi ekologi yang luas dan dapat berproduksi  pada kondisi lingkungan yang kurang sesuai bila dibandingkan dengan tanaman sereal  yang  lainnya. Sorgum  tahan  terhadap kondisi  yang  panas  dan  kering karena  adanya lapisan  lilin  pada  batang  dan  daun  sorgum  yang dapat  membantu  mengurangi  kehilangan  air melalui  penguapan  (transpirasi  tanaman).  Akan tetapi sorgum juga  dapat  tumbuh  pada  daerah yang  bercurah  hujan  tinggi  atau  tempat-tempat yang tergenang [1], [2].
Pentingnya  tanaman  sorgum  dalam  usaha diversifikasi  pangan  dan  memiliki  banyak manfaat menyebabkan perkembangan pemuliaan tanaman ini berkembang cukup pesat. Pemuliaan tanaman  sorgum  lebih  diarahkan  pada  tinggi tanaman,  hasil,  ketahanan  terhadap  hama penyakit,  kualitas  dan  mutu  biji [3]. Diketahui kualitas  dan  mutu  biji  dapat  menurun  karena penyakit  karat oleh jamur Puccinia sorghi. Galur-galur  sorgum  koleksi  Balitkabi  masih belum diketahui ketahanannya terhadap penyakit karat, sehingga tujuan pada penelitian ini adalah untuk  mempelajari  respon  tanaman  sorgum terhadap  jamur  karat  serta  tingkat  keparahan penyakit  pada  13  galur  sorgum  yang  diuji. Hasilnya diharapkan  akan  diperoleh  galur-galur yang
tahan penyakit karat.

## METODE PENELITIAN
Persiapan  tanaman. Tigabelas  galur  sorgum ditanam pada  polibag  5  kg.  Setiap  galur  terdiri dari  3  ulangan  dan  1  kontrol.  Tanaman  diberi pupuk  urea  seminggu  sekali  sebanyak  2 g/polibag dan dijaga kelembapan tanahnya.
Persiapan  inokulum. Daun  jagung  yang terinfeksi  karat P.  sorghi diinkubasi  2  hari. Kemudian  spora  diluruhkan  dari  daun  dengan kuas.  Spora  hasil  peluruhan  ditampung  di  gelas beaker  dan diencerkan  dengan  aquades  hingga diperoleh kerapatan akhir 10 6 spora/mL, suspensi selanjutnya ditambahkan dengan 2 mL Tween 80 sebagai bahan perekat.
Aplikasi inokulum. Tanaman  berumur  3  mst (minggu  setelah  tanam) diinokulasi  spora Puccinia  sorghi dengan  kerapatan  10 6 /mL sebanyak  3  mL/polibag Penyemprotan  spora dilakukan pada sore hari.
Variabel  pengamatan. Variabel  pengamatan meliputi  tinggi  tanaman pada  saat 12  mst,  masa inkubasi  penyakit, intensitas  penyakit dan komponen  hasil  (meliputi  berat 100  biji  dan bobot biji per tanaman).
Analisis  data. Data  dianalisis  menggunakan program SPSS 16.0.0. dengan uji ANOVA untuk mengetahui  pengaruh inokulasi P.  sorghi terhadap  pertumbuhan  tinggi  tanaman  dan komponen hasil dengan taraf signifikansi sebesar 95 %.  Jika  ada perbedaan  yang  signifikan, dilanjutkan  dengan uji  Duncan  dengan  taraf signifikansi sebesar  5 %. Akan  tetapi,  jika  data tidak  homogen,  dilakukan  uji  Brown-Forsythe, jika  ada  perbedaan  dilakukan  uji  lanjut  Tukey- Bonferroni. Kemudian  untuk  mengetahui  respon tanaman  terhadap  infeksi  penyakit  karat  daun, persentase  daun  yang  terinfeksi  dibagi  ke  dalam 5 skala untuk selanjutnya dikategorikan ke dalam
3  respon, yaitu  rentan, agak  toleran dan toleran
(Tabel  1). Dengan  demikian diperoleh  galur- galur  harapan  sorgum  yang  tahan  terhadap infeksi karat daun.
Tabel 1. Visualisai tingkat keparahan karat Skala Keterangan Skala respon 1 Tidak ada karat Toleran 2 1-10 % daun terinfeksi Toleran 3 11-40 % daun terinfeksi Agak toleran
4 41-65 % daun terinfeksi Rentan 5 66-100 % daun terinfeksi Rentan
Galur dengan skala 1 atau 2 dianggap toleran, galur dengan  skala  3  dianggap  agak  rentan  dan galur dengan  skala  4 hingga  5  dianggap  rentan terhadap  serangan  penyakit [4]. Data intensitas penyakit selanjutnya dianalisis  dengan  uji ANOVA,  jika  data  tidak  terdistribusi  normal, dilakukan  uji  non  parametrik Kruskal-Wallis, jika ada perbedaan dilanjutkan dengan uji Mann- Whitney.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Masa Inkubasi dan Respon Tanaman terhadap Infeksi Karat Resistensi terhadap  jamur  patogen adalah kemampuan inang untuk membatasi
pertumbuhan dan reproduksi jamur  patogen, sehingga memunculkan gejala yang lebih sedikit dan kurang mempengaruhi  hasil produksi [5]. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  6  dari  13 galur  uji  menunjukkan  gejala  infeksi P.  sorghi. Intensitas  penyakit 6  galur  yang  terinfeksi berbeda  satu  sama  lain dan  memiliki  masa inkubasi  yang  berbeda,  sedangkan  7 galur  yang tidak terinfeksi menunjukkan nilai nol. Berdasarkan uji  Kruskal-Wallis, ada  perbedaan intensitas  penyakit yang  signifikan  di  antara  13 galur  yang  diinokulasi P.  sorghi (Sig.  0,002  < 0,05). Masa  inkubasi  terpendek  adalah  galur  G9 dan G1,  masing-masing  tujuh  hari  dan  sembilan hari, sedangkan masa  inkubasi  terpanjang  pada galur  G7  dan  G11,  masing-masing  12,5  dan  14 hari.
Rata-rata intensitas penyakit karat dari yang tertinggi  hingga  terendah  berturut-turut  adalah galur  sorgum  G9,  G1,  G7,  G2,  G5,  dan G11, sedangkan galur yang tidak terinfeksi adalah G3, G4, G6, G8, G10, G12 dan G13. Secara statistik, intensitas  penyakit 7  galur  yang  tidak  terinfeksi tidak  berbeda  dengan  galur  G11,  G2  dan  G7, sedangkan intensitas  penyakit galur  G1  dan  G9 berbeda  secara signifikan  dengan  11  galur  uji yang lain kecuali G7 (Tabel 2).
Pada tujuh galur yang tidak terinfeksi, P. sorghi yang diperkenalkan  ke tanaman nonhost secara buatan, gagal untuk menyebabkan infeksi, meskipun  tidak  ada struktur inang yang  dapat menghambat patogen  untuk  penetrasi. Menurut Agrios  (2004),    contoh ini menunjukkan  bahwa mekanisme pertahanan kimia (preexisting chemical) lebih bertanggungjawab daripada yang bersifat struktural (preexisting structural) untuk
resistensi tanaman terhadap infeksi yang ditunjukkan  oleh tanaman  terhadap patogen tertentu. Pertahanan  struktural  sudah  ada  pada tanaman,  bahkan  sebelum  terjadi  kontak  antara patogen  dengan  tanaman.  struktur  tersebut meliputi lapisan lilin dan kutikula yang menutupi sel epidermis, struktur dari dinding sel epidermis, ukuran,  lokasi,  bentuk  stomata  dan  lentisel  serta keberadaan  jaringan  yang  terususun  dari  sel berdinding  tebal  yang  menghambat  masuknya patogen ke tanaman [6].
Tabel 2. Rata-rata intensitas penyakit karat pada 13 galur sorgum pada 8 msi
No Galur Rata-rata Intensitas penyakit (%) G3 0 a G4 0 a G6 0 a
G8 0 a G10 0 a G12 0 a G13 0 a G11 1,67 ab G5 9,32 ab G2 12,77 ab G7 15,57 abc G1 43,07 c G9 48,33 c Keterangan  :  angka  yang  diikuti  notasi  yang  sama menunjukkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji Mann- Whitney pada α = 0,05
Intensitas  penyakit karat pada  enam  galur yang  terinfeksi  penyakit  karat setelah  2 msi (minggu  setelah  inokulasi) berkisar  antara  0,5 – 3,5 %. Selanjutnya terjadi peningkatan intensitas penyakit setiap minggunya. Peningkatan intensitas  penyakit tidak  terlalu  drastis  pada tanaman G5  dan G11.  Rata-rata  terjadi peningkatan intensitas  penyakit pada  4 msi. Sedangkan  galur  sorgum  yang  rentan  terhadap infeksi  karat,  yaitu tanaman  G1 dan G9, perkembangan  penyakit  terjadi  lebih  cepat dibandingkan 4 galur sorgum yang lain. Bahkan, seiring  dengan  pertambahan  umur  tanaman menuju  dewasa, intensitas  penyakit karat cenderung semakin  meningkat (Gambar  1). Keadaan ini didukung dengan penelitian sebelumnya yang menyebutkan bahwa umumnya penyakit  karat  karena P.  purpurea menginfeksi tanaman dewasa dan intensitas penyakit meningkat  seiring  dengan  fase  pertumbuhan
tanaman [7]. Gejala  penyakit  karat  karena P. sorghi hampir  sama  dengan  gejala  penyakit karena P. purpurea, yaitu terdapat titik-titik noda berwarna  merah  kecoklatan  seperti  karat  serta terdapat  serbuk  berwarna  kuning  kecoklatan. Artinya jamur P. sorghi penyebab penyakit karat juga  memberikan  gejala  serta  sifat  yang  mirip dengan P. purpurea.
Gambar 1. Peningkatan intensitas penyakit karat padagalur-galur sorgum yang terinfeksi
Respon  tanaman  terhadap  infeksi penyakit dilihat dari persentase daun yang terinfeksi, yang selanjutnya diberi skala 1 -5, sehingga diperoleh tanaman yang toleran atau tahan, agak  tahan dan rentan. Intensitas  penyakit  pada  daun  yang terinfeksi  karat  pada  tanaman  G5  dan  G11 berkisar sekitar  2 – 9  % (skala  2),  sehingga tanaman dikatakan toleran. Tanaman G2 dan G7 dikatakan agak toleran dengan intensitas penyakit sekitar 12 – 16 % (skala 3), sedangkan tanaman  G1  dan  G9 tergolong rentan  terhadap infeksi karat karena intensitas penyakit permukaan  daun  yang  terinfeksi  sekitar  43 – 48 % (skala  4),  sedangkan  tujuh  galur  yang  tidak terinfeksi  merupakan  tanaman  yang  toleran terhadap  karat,  karena  tidak  ditemukan  adanya gejala infeksi penyakit karat (skala 1). Kelembapan  yang  tinggi  dan  suhu  yang  rendah sangat  mempengaruhi  perkembangan  penyakit dan  dapat  memperparah intensitas  penyakit sehingga  hasil  produksi  dapat  menurun [8]. Infeksi  karat  karena P.  sorghi berpengaruh terhadap  tinggi  tanaman  dan  komponen  hasil produksi, hal yang sama juga terjadi pada infeksi karat karena P. purpurea [7]. Tingkat keparahan penyakit (disease severity) pada tanaman sorgum yang  mencapai  38,46 %, mengindikasikan lingkungan pertanaman sorgum kurang mendukung  perkembangan  penyakit karat  daun. Penyebaran  penyakit  karat  karena P.sorghi dipengaruhi  oleh  terbentuknya  urediospora [9]. Umumnya,  karat aktif selama cuaca dingin (60 °F – 75 °F) dan kelembapan udara  yang  tinggi.
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 2 msi 4 msi 6 msi 8 msi in te n si ta s in fe k si (% ) waktu pengamatan galur 1 galur 2 galur 5 galur 7 galur 9 galur 11
Kelembapan udara yang tinggi akan meningkatkan  serangan  penyakit  karat. Jamur penyebab  karat menginfeksi daun ketika spora dihasilkan dan  permukaan daun dalam  keadaan basah,  sering  lebih parah  pada penanaman akhir [10].
Tinggi  Tanaman dan  Komponen  Hasil Sorgum  (Sorghum  bicolor) pada  13  Galur Sorgum yang Diinokulasi P. sorghi
Tinggi  tanaman  dan  komponen  hasil  sorgum dari  13  galur  yang  diuji bervariasi. Perbedaan tinggi  tanaman  sangat  dipengaruhi  oleh  faktor genetik  tanaman  itu  sendiri. Galur  sorgum  G7 memiliki tinggi  yang  lebih  unggul  dibandingkan 12  galur  lainnya  (135,7  ±  11,9  cm),  sedangkan sorgum G3 dan G13 memiliki tinggi yang paling rendah  dibandingkan  sorgum  yang  lain,  dengan tinggi masing-masing adalah 81,2 ± 19,3 cm dan 78,8  ±  6,4  cm  (Gambar  2A). Tinggi  tanaman
dapat  digunakan untuk  mengetahui  bagaimana pertumbuhan  tanaman  karena  pertumbuhan  erat kaitannya  dengan  interaksi  antara  faktor  genetik dengan lingkungan [11].
Bobot 100 biji digunakan untuk menggambarkan ukuran biji dan ditentukan oleh genotip  tanaman  itu  sendiri  [12]. Berdasarkan hasil  uji  Brown-Forsythe,  hasil  menunjukkan bahwa  bobot  100  biji  tidak  berbeda  secara signifikan  pada  13  galur  yang  diinokulasi P. sorghi (Sig 0,055 > 0,05).
Bobot  biji  per  tanaman  merupakan bobot seluruh  biji  per tanaman.  Hasil  uji  Brown- Forsythe  menunjukkan  bobot  biji  per  tanaman berbeda  secara  signifikan  pada  13  galur  yang diinokulasi P. sorghi (Sig. 0,021 <  0,05). Bobot biji per tanaman pada sorgum G8 memiliki nilai paling besar dan sorgum G5 bernilai paling kecil dengan bobot biji masing-masing sebesar 40,5 ± 11,7 g dan 3,1 ± 1,4 g (Gambar 2B).
Gambar 2. Rata-rata tinggi tanaman (A) dan bobot biji per tanaman (B) pada sorgum yang diinokulasi P. sorghi. Keterangan: notasi yang sama pada masing-masing  gambar menunjukkan tidak berbeda signifikan pada α = 5 %
Selain, intensitas penyakit, waktu penanaman yang tidak tepat juga mempengaruhi ukuran biji. Hal  ini  diketahui  karena  pada  saat  penelitian, penanaman  dilakukan pada Bulan  September hingga Desember, yang mana pada saat itu sudah memasuki musim hujan, akan tetapi curah hujan masih  sangat  rendah.  Hal  ini  mengakibatkan malai  membusuk  karena  curah  hujan  dan kelembapan udara yang tidak menentu, sehingga kernel  (biji)  harus  cepat  dipanen  sebelum waktunya.  Keadaan  tersebut  mengakibatkan  biji rusak  dan  membusuk  sehingga  mengalami penyusutan  karena  kernel  belum mature secara sempurna.

## KESIMPULAN
Inokulasi  spora P.  sorghi mempengaruhi tinggi  tanaman  dan  komponen  hasil  sorgum. Seiring  dengan  tahap  perkembangan  tanaman
menjadi  dewasa,  infeksi  karat  cenderung meningkat. Tanaman yang toleran adalah G5 dan G11 dengan intensitas penyakit sekitar 2 – 9 %; tanaman  G2  dan  G7 agak  toleran dengan intensitas  penyakit sekitar  12 – 16  %;  serta tanaman G1 dan G9 yang rentan terhadap infeksi karat  dengan intensitas  penyakit sekitar  43 – 48 %. Galur  sorgum G3,  G4,  G6,  G8,  G10,  G12, dan  G13 merupakan  sumber  gen  yang  dapat digunakan  sebagai  tetua  dalam  penetapan varietas sorgum toleran penyakit karat.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada Dra. Nunung Harijati, MS. Ph.D. dan dosen  Working Group atas dukungan, arahan, dan informasi atas penelitian ini.
abcd abc a abcdbcd cd d cd abc abc ab abc a 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 ti n ggi t an am a n ( cm ) jenis galur a a ab ab a a ab b ab ab a a ab 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 b o b o t b ij i p er t an am an ( g ) jenis galur A B

## DAFTAR PUSTAKA
[1] House,  L.  R.  1995.  A  Guide  to sorghum breeding.  International  Crops  Research  Institute for Semi-Arid Tropics. Andhra Pradesh. India.
[2] Setyowati,  Mamik,  Hadiatmi & Sutoro.
2005. Evaluasi pertumbuhan  dan hasil plasma nutfah sorgum  (Sorghum  vulgare (L.)  Moench.) dari tanaman induk  dan ratoon. Balai  Besar Penelitian  dan  Pengembangan  Bioteknologi  dan Sumberdaya  Genetik  Pertanian.  Bogor. Buletin Plasma Nutfah. 2 : 41-49.
[3] Kusuma,  J.,  F. N.  Azis,  A.  Hanif, I. Erifah, M.  Iqbal, A.  Reza & Sarno.  2008.  Tugas terstruktur mata kuliah pemulihan tanaman terapan; Sorgum.
Departemen Pendidikan
Nasional. Universitas Jenderal Soedirman.
Fakultas Pertanian. Purwokerto.
[4] Wang, M. L., R. Dean, J. E. Erpelding & G. A. Pederson. 2006. Molecular genetic evaluation of  sorghum  germplasm  differing  in  response  to fungal  diseases:  Rust  (Puccinia  purpurea)  and anthracnose (Collectotrichum graminicola). Euphytica, 148: 319-33. [6] Agrios,  G.  W.  2004.  Plant  pathology,  5 th
Edition. Academic Press. New York.
[5] Pataky,  J.  2001. Controlling  common  rust  in sweet  corn  (Puccinia  sorghi). Department  of Crop  Sciences,  University  of  Illinois. Urbana. http://www.sweetcorn.illinois.edu. Tanggal akses 24 November 2012 [7] White, J. A. 2007. Pathotypes, epidemiology and economic importance  of sorghum rust (Puccinia  purpurea)  in  Australia. PhD  Thesis. School  of  Land,  Crop  and  Food  Sciences.  Univ. of  Queensland. http://library.uq.edu. Tanggal akses 26 November 2012 [8] Naro. 2012. Disease of Sorghum. http://www.naro.affrc.go.jp/org/nilgs/diseases/co ntents/de5.htm. Tanggal akses 12 Maret 2012.
[9] Sudjono, M. S. & Sukmana. 1995. Pengaruh masa tanam jagung terhadap penyakit  dan hasil di Kecamatan Playen, Kabupaten Gunung Kidul, D.I.  Yogyakarta.  Kongres Nasional  XIII  dan
Seminar  Ilmiah  PFI,  25-27  September  1995. Mataram. [10] Vincelli,  P. & D.  E.  Hershman.  1997. Kentucky plant disease management guide  for corn  and sorghum.  Extension  plant  pathologists. University of Kentucky.
[11] Taiz,  L.  &  E.  Zeiger.  2002. Plant physiology. Third  Edition.  Sinauer  Associates, Publishers. Sunderland. Massachusetts.
[12] Dermawan,  R.  2011.  Respon genotip sorgum  [Sorgum  bicolor (L.)  Moench]  terhadap
pemupukan  P  pada berbagai taraf kejenuhan aluminium  di tanah masam. Thesis. IPB.  Bogor. http://repository.ipb.ac.id.  Tanggal  akses  24 November 2012.