Xylella Fastidiosa: Ancaman Besar bagi Pertanian

Xylella fastidiosa adalah bakteri gram-negatif dalam keluarga Xanthomonadaceae. Keberadaannya merupakan salah satu ancaman besar bagi tanaman di pertanian, lanskap ekologis, dan tanaman hias karena dapat menyebabkan kerusakan pada jaringan xylem. Bakteri ini memiliki lingkup tanaman inang yang sangat luas, mencakup lebih dari 600 spesies tanaman yang berasal dari 63 famili  (Roper et al.,2021).

Xylella fastidiosa dibagi menjadi beberapa subspesies, termasuk subspesies fastidiosa, multiplex, dan pauca. Penunjukan subspesies ini berkaitan dengan kisaran tanaman inangnya yang spesifik meskipun beberapa strain bisa menginfeksi beberapa jenis tanaman. Secara umum, karena bakteri ini menghambat pergerakan air dan mineral terlarut di dalam pembuluh xilem, tanaman yang terinfeksi akan menunjukkan gejala nekrosis atau kematian jaringan pada tepi daun, disertai dengan proses pengeringan pada daun, ranting, dan cabang. Selain itu, pertumbuhan tanaman juga akan terhambat dan sering kali berujung pada kematian tanaman. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan bakteri ini berdampak negatif pada sektor ekonomi agrikultur karena kerusakan yang disebabkannya dapat menyebabkan kehilangan tanaman yang memiliki nilai komersial (Roper et al.,2021).

Gambar 1 Gejala yang disebabkan oleh Xylella fastidiosa pada buah zaitun di Apulia-Italia Selatan: (a) Hambatan pertumbuhan, (b) Kematian pohon zaitun (Milovanovic et al., 2022).

Xylella fastidiosa sebelumnya hanya ditemukan di Amerika, namun pada tahun 2013, pohon zaitun di wilayah Apulia, Italia Selatan menunjukkan gejala layu yang kemudian dikonfirmasi disebabkan oleh Xylella fastidiosa. Penyakit tersebut dikenal dengan nama olive quick decline syndrome (OQDS). Sejak saat itu, Xylella fastidiosa juga mulai terdeteksi pada berbagai spesies tanaman di Prancis, Spanyol, dan Portugal. Bakteri ini juga telah terbukti menyebabkan kerugian ekonomi yang signifikan di beberapa wilayah seperti Amerika Serikat, Italia, dan Brasil. Sebagai contoh, penyakit Pierce’s disease (PD) akibar infestasi bakteri tersebut pada tanaman anggur menyebabkan kerugian panen sekitar US$104 juta per tahun dan menghabiskan biaya sekitar US$50 juta per tahun untuk strategi pencegahan di industri vitikultur California. Selain itu, infeksi Xylella fastidiosa pada kebun zaitun di wilayah Apulia juga diprediksi akan menyebabkan kerugian hingga €5.2 miliar dalam 50 tahun ke depan apabila tidak diatasi. Selain PD dan OQDS, beberapa jenis penyakit terkenal yang disebabkan oleh Xylella fastidiosa diantaranya adalah bacterial leaf scorch, oleander leaf scorch, coffee leaf scorch (CLS), alfalfa dwarf, phony peach disease, dan citrus variegated chlorosis (CVC). Penanganan dan kerugian yang disebabkan oleh CVC di Brazil diperkirakan mencapai US$120 pertahun juta (Godefroid et al.,2022). 

Gambar 2 Penyebaran dan penularan bakteri Xylella fastidiosa pada tanaman (Roper et al.,2021)

Penyebaran dan penularan bakteri Xylella fastidiosa pada tanaman dapat terjadi karena aktivitas serangga yang memakan Xylem, terutama serangga di dalam keluarga Cicadellidae, Cercopidae, dan Aphrophoridae. Serangga di dalam famili tersebut bersifat polifagus dan tersebar di daerah-daerah hangat di seluruh dunia. Ketika Xylella fastidiosa termakan oleh serangga vektor yang memakan cairan xilem, bakteri ini akan menetap di bagian mulut (foregut) serangga dan membentuk lapisan biofilm yang berfungsi untuk pelekatan pada lingkungan tertentu sekaligus memfasilitasi transmisi bakteri ke tanaman (Gambar 2). Transmisi bakteri dari foregut ke dalam pembuluh dapat terjadi karena tekanan yang timbul pada pembuluh xylem ketika serangga makan. Di dalam tanaman inangnya, bakteri ini juga akan membentuk lapisan biofilm di dalam sel-sel xilem dan elemen trakea. Keberadaan biofilm ini yang akan menganggu transportasi air dalam pembuluh xilem (Roper et al.,2021 ; Milovanovic et al., 2022).

(A)                                              (B)                                                  (C)

 Gambar 3 Vektor serangga Xylella fastidiosa : (A) Philaenus spumarius, (B) Blue green sharpshooter, (C) Glassy winged sharpshooter

Spesies serangga yang terkenal sebagai vektor Xylella fastidiosa adalah Philaenus spumarius atau dikenal sebagai meadow spittlebug yang diketahui secara spesifik menyebabkan OQDS di wilayah Eropa. Serangga tersebut juga dapat ditemukan dan menyebabkan kerudsakan pada tanaman ceri dan almond. Graphocephala atropunctata atau blue green sharpshooter dan Homalodisca vitripennis atau glassy winged sharpshooter juga merupakan vektor utama yang terkenal menyebabkan Pierces disease pada tanaman anggur (Gambar 3) (Roper et al.,2021).

Telah dilakukan banyak penelitian dan pembentukan strategi untuk mengatasi permasalahan infestasi bakteri Xylella fastidiosa pada tanaman, diantaranya melalui pendekatan dari segi regulasi, penggunaan pestisida dan senyawa kimia, praktik budidaya, pemilihan varietas tahan, pengelolaan vektor serangga, dan pemanfaatan model matematika untuk pemodelan penyebaran dan pengendalian (Milovanovic et al., 2022).

Langkah-langkah regulasi yang dilakukan adalah pengujian dan pemantauan tanaman yang masuk atau keluar dari daerah tertentu untuk memastikan keberadaan bakteri pada tanaman inang, serta penetapan zona terinfeksi yang dilarang untuk penanaman tanaman inang yang rentan. Pengendalian kimia dapat dilakukan melalui penggunaan biopestisida mikroba dan antibiotik seperti oksitetrasiklin dalam batas yang diizinkan untuk mengendalikan keberadaan Xylella fastidiosa. Beberapa senyawa seperti N-acetylcysteine, tembaga, menadione, benzethonium chloride, dan abscisic acid telah menunjukkan kontrol yang efektif di bawah kondisi laboratorium. Selain itu, Acetamiprid atau deltametrina merupakan salah satu senyawa aktif insektisida yang digunakan untuk mengatasi keberadaan serangga vektor seperti Philaenus spumarius. Beberapa praktek budidaya seperti kontrol gulma, pembajakan tanah, dan pengelolaan vegetasi tanah, juga dapat membantu mengurangi aktivitas dan populasi vektor serangga. Pencarian dan modifikasi varietas tanaman yang lebih resisten dari serangan bakteri tersebut masih dilakukan dalam skala laboratorium. Salah satu varietas yang berhasil dikembangkan adalah zaitun Leccino dan FS17 (Milovanovic et al., 2022 ; Burdeau, 2018).

Pemodelan matematika juga merupakan dapat digunakan untuk memprediksi dan mengidentifikasi penyebaran Xylella fastidiosa serta menganaslisis skenario pengendalian yang lebih optimal. Beberapa studi, seperti yang dilakukan oleh White et al. (2017), mengembangkan model simulasi spasial yang mendetail untuk memprediksi penyebaran X. fastidiosa pada tahap awal invasi. Beberapa penelitian lainnya, seperti yang dilakukan oleh Fierro et al. (2019) dan Liccardo et al. (2020), telah mengembangkan model kontrol, seperti model lattice dan model kontrol biologis, yang melibatkan tiga langkah pengendalian untuk mengurangi populasi vektor dan jumlah serangga yang menginfeksi tanaman yang bebas dari Xylella fastidiosa. Penelitian yang dilakukan oleh Godefroid et al. (2022), memanfaatkan model distribusi spesies bioklimatik untuk menggambarkan preferensi makro-klimatik dari serangga Philaenus spumarius sebagai vektor utama dalam penyebaran X. fastidiosa di Eropa. Selain pendekatan model, langkah-langkah kontrol X. fastidiosa juga bergantung pada pengurangan sumber stres lain pada tanaman inangnya, seperti kekeringan, produksi berlebih, dan penyakit lainnya (Milovanovic et al., 2022)..

Penting untuk diketahui bahwa strategi pengendalian bisa bervariasi tergantung pada lingkungan, jenis tanaman, dan karakteristik lokal lainnya. Setiap tahapan mungkin memerlukan pendekatan yang berbeda-beda untuk mengurangi penyebaran X. fastidiosa di antara tanamanyang berbeda. Strategi pengendalian X. fastidiosa juga seringkali melibatkan pendekatan yang komprehensif dan beragam, termasuk gabungan dari pengelolaan vektor, praktik budidaya yang tepat, serta penggunaan varietas tanaman yang resisten. Hal ini menyoroti pentingnya pendekatan holistik dalam upaya pengendaliannya. Sementara beberapa strategi telah berhasil diuji di bawah kondisi laboratorium atau dalam penelitian tertentu, penelitian lebih lanjut dan implementasi di lapangan masih diperlukan untuk memastikan keberhasilan strategi pengendalian secara luas dan efektif dalam memerangi Xylella fastidiosa.

REFERENSI

Burdeau,C.2018. Puglia Mandated Pesticides in Fights Againts Xylella, Sparking Protest. https://www.oliveoiltimes.com/world/puglia-mandates-pesticides-in-fight-against-xylella-sparking-protests/63470. Diakses 23 Desember 2023.

Fierro A. 2019. A lattice model to manage the vector and the infection of the Xylella fastidiosa on olive trees. Sci. Rep. 9 : 8723.

Godefroid, M., et al. 2021.Climate Tolerances of Philaenus spumarius Should be Considered in Risk Assesment of Disease Outbreaks Related to Xylella fastidiosa. Journal of Pest Science, 95 : 855-868. 

Liccardo A., et al. 2020. A biological control model to manage the vector and the infection of Xylella fastidiosa on olive trees. PLoS ONE. 15.

Milovanovic, T.P., et al. 2022.Xylella fastidiosa in Europe : From the Introduction to the Current Status. Plant Pathology, 38 (6) : 551-571.

Ropper, M.C., et al. 2021. Xylella fastidiosa : A Reemerging Plant Pathogen That Threatens Crops Globally. PLOS Pathogen, 17 (9).

White S.M., et al.2017. Modelling the spread and control of Xylella fastidiosa in the early stages of invasion in Apulia, Italy. Biol. Invasions.1 9 :1825–1837