METARHIZIUM ANISOPLIAE: KARAKTERISTIK, TAKSONOMI, MORFOLOGI - BIOLOGI - 2025

Metarhizium anisopliae adalah jamur mitosporik atau anamorphic dari reproduksi aseksual, banyak digunakan sebagai entomopatogen untuk pengendalian biologis. Ia memiliki kemampuan untuk menjadi parasit dan membasmi berbagai macam serangga hama dari berbagai tanaman penting pertanian.

Jamur ini memiliki sifat adaptif khusus untuk bertahan hidup secara saprofit pada bahan organik dan sebagai parasit pada serangga. Sebagian besar serangga hama tanaman komersial mudah diserang oleh jamur entomopatogen ini.

Muscardina hijau yang disebabkan oleh Metarhizium anisopliae. Sumber: Chengshu Wang dan Yuxian Xia, melalui Wikimedia Commons

Sebagai organisme hidup saprofit ia beradaptasi dengan lingkungan yang berbeda di mana ia mengembangkan miselium, konidiofor dan konidia. Kemampuan ini memfasilitasi reproduksinya di tingkat laboratorium melalui teknik perbanyakan sederhana untuk digunakan sebagai biokontrol.

Memang jamur entomopatogen ini merupakan musuh alami sejumlah besar spesies serangga di berbagai agroekosistem. Host seluruhnya ditutupi oleh miselium hijau, mengacu pada penyakit yang disebut muskardina hijau.

Siklus hidup entomopatogen Metarhizium anisopliae dilakukan dalam dua fase, fase infektif seluler dan fase saprofitik. Infektif di dalam serangga yang diparasit dan di saprofit memanfaatkan nutrisi dari bangkai untuk berkembang biak.

Tidak seperti patogen seperti virus dan bakteri yang perlu dicerna oleh patogen untuk bertindak, jamur Metarhizium bekerja saat kontak. Dalam hal ini, spora dapat berkecambah dan menembus bagian dalam, menginfeksi membran kutikula inang.

karakteristik

Metarhizium anisopliae adalah jamur patogen spektrum luas, terletak di dalam tanah dan sisa-sisa serangga parasit. Karena potensinya sebagai alternatif ekologis, ini adalah pengganti ideal untuk bahan kimia pertanian yang digunakan dalam pengelolaan terpadu hama yang memiliki kepentingan ekonomi.

Infeksi M. anisopliae dimulai dengan menempelnya konidia jamur ke kutikula serangga inang. Kemudian, melalui aktivitas enzimatis antara kedua struktur dan aksi mekanis, perkecambahan dan penetrasi terjadi.

Enzim yang terlibat dalam pengenalan, adhesi, dan patogenesis dari kutikula inang terletak di dinding sel jamur. Protein ini termasuk fosfolipase, protease, dismutase dan adhesin, yang juga bekerja dalam proses adhesi, osmosis dan morfogenesis jamur.

Umumnya, jamur ini bekerja lambat ketika kondisi lingkungan tidak mendukung. Suhu rata-rata antara 24 dan 28 ºC, dan kelembaban relatif yang tinggi ideal untuk pengembangan yang efektif dan tindakan entomopatogen.

Penyakit muskardina hijau yang disebabkan oleh M. anisopliae ditandai dengan warna hijau pada spora inang yang terjajah. Setelah serangga diserang, miselium menutupi permukaan, di mana struktur berbuah dan bersporulasi, menutupi permukaan inang.

Dalam hal ini, infeksi berlangsung sekitar satu minggu hingga serangga berhenti makan dan mati. Di antara berbagai hama yang dikendalikannya, ini sangat efektif pada serangga dari ordo coleoptera, lepidoptera, dan homoptera, terutama larva.

Jamur M. anisopliae sebagai biokontrol dipasarkan dalam formulasi spora yang dicampur dengan bahan inert untuk menjaga kelangsungan hidupnya. Cara yang sesuai untuk aplikasinya adalah melalui fumigasi, manipulasi lingkungan dan inokulasi.

Morfologi

Di tingkat laboratorium, koloni M. anisopliae menunjukkan perkembangan yang efektif pada media kultur PDA (Papa-dextrorse-agar). Koloni melingkar menyajikan pertumbuhan misel putih pada awalnya, menunjukkan variasi warna saat jamur bersporulasi.

Metarhizium anisopliae phialide. Sumber: naro.affrc.go.jp

Ketika proses perkalian konidia dimulai, permukaan misel tampak berwarna kehijauan zaitun. Di bagian bawah kapsul, perubahan warna kuning pucat diamati dengan pigmen kuning menyebar di tengah.

Konidiofor tumbuh dari miselium dalam bentuk tidak beraturan dengan dua hingga tiga cabang pada setiap septum. Konidiofor ini memiliki panjang 4 hingga 14 mikron, dan diameter 1,5 hingga 2,5 mikron.

Phialides adalah struktur yang dihasilkan di miselium, menjadi tempat konidia terlepas. Pada M. anisopliae mereka tipis di puncak, panjang 6 sampai 15 mikron dan diameter 2 sampai 5 mikron.

Adapun konidia, berstruktur uniseluler, silindris dan terpotong, dengan rantai panjang, hialin hingga kehijauan. Konidia memiliki panjang 4 hingga 10 mikron dan diameter 2 hingga 4 mikron.

Taksonomi

Genus Metarhizium awalnya dijelaskan oleh Sorokin (1883) menginfeksi larva Anisoplia austriaca, menyebabkan penyakit yang dikenal sebagai muskardina hijau. Nama Entomophthora anisopliae awalnya diusulkan oleh Metschnikoff untuk isolat jamur, kemudian disebut Isaria destruktor.

Studi yang lebih rinci tentang taksonomi genus, menyimpulkan dengan mengklasifikasikannya sebagai Metarhizium sorokin. Saat ini, spesies M. anisopliae, dinamai oleh Metschnikoff, dianggap sebagai organisme perwakilan dari genus Metarhizium.

Beberapa isolat jamur Metarhizium bersifat spesifik, itulah sebabnya mereka ditetapkan sebagai varietas baru. Namun, mereka saat ini diklasifikasikan sebagai spesies Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus dan Metarhizium acridum.

Demikian pula, beberapa spesies telah diganti namanya, Metarhizium taii memiliki karakteristik yang mirip dengan Metarhizium guizhouense. Strain komersial M. anisopliae, M. anisopliae (43) yang merupakan musuh spesifik coleopterans sekarang disebut Metarhizium brunneum.

Spesies Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), merupakan bagian dari genus Metarhizium yang dijelaskan oleh Sorokin (1883). Taksonomi itu termasuk keluarga Clavicipitaceae, ordo Hypocreales, kelas Sordariomycetes, divisi Ascomycota, dari kerajaan Fungi.

Lingkaran kehidupan

Jamur Metarhizium anisopliae memulai patogenesis melalui proses adhesi konidia pada membran kutikula inang. Kemudian terjadi fase perkecambahan, pertumbuhan appressoria atau penyisipan, kolonisasi dan struktur reproduksi.

Spora atau konidia dari tanah atau sisa-sisa serangga yang terkontaminasi menyerang kutikula inang baru. Dengan intervensi proses mekanis dan kimiawi, appressorium dan tabung kuman yang menembus bagian dalam serangga berkembang.

Umumnya, dalam kondisi yang menguntungkan, perkecambahan terjadi dalam 12 jam setelah inokulasi. Demikian juga, pembentukan appressoria dan penetrasi tabung kuman atau haustoria terjadi antara 12 hingga 18 jam.

Mekanisme fisik yang memungkinkan penetrasi adalah tekanan yang diberikan oleh appressoria, yang memecah membran kutikula. Mekanisme kimianya adalah aksi enzim protease, kinase, dan lipase yang memecah membran di tempat penyisipan.

Setelah serangga menembus, hifa bercabang di dalam, menyerang mangsanya sepenuhnya setelah 3-4 hari. Kemudian struktur reproduksi, konidiofor dan konidia terbentuk, yang melengkapi patogenesis inang setelah 4-5 hari.

Kematian serangga terjadi melalui kontaminasi racun yang dihasilkan oleh jamur entomopatogen. Biokontroler mensintesis toksin dekstruksin, protodekstruksin, dan demetilidekstruksin dengan tingkat toksisitas tinggi untuk artropoda dan nematoda.

Invasi inang dikondisikan pada suhu dan kelembaban relatif lingkungan. Demikian pula ketersediaan unsur hara pada membran kutikula serangga dan kemampuan mendeteksi inang yang rentan dijajah.

Muscardina hijau

Penyakit muskardina hijau yang disebabkan oleh Metarhizium anisopliae menghadirkan berbagai gejala pada larva, nimfa atau dewasa yang terinfeksi. Bentuk yang belum matang mengurangi pembentukan lendir, cenderung menjauh dari lokasi serangan atau melumpuhkan gerakannya.

Burung dewasa mengurangi pergerakan dan area terbangnya, berhenti makan, dan betina tidak bertelur. Serangga yang terkontaminasi cenderung mati di tempat yang jauh dari lokasi infeksi, yang mendorong penyebaran penyakit.

Siklus penyakit dapat berlangsung antara 8 dan 10 hari tergantung pada kondisi lingkungan, terutama kelembaban dan suhu. Setelah kematian inang, itu benar-benar ditutupi oleh miselium putih dan sporulasi hijau berturut-turut, karakteristik muskardina hijau.

Pengendalian biologis

Jamur Metarhizium anisopliae adalah salah satu entomopatogen yang paling banyak dipelajari dan digunakan dalam pengendalian biologis hama. Faktor kunci keberhasilan kolonisasi inang adalah penetrasi jamur dan perkalian selanjutnya.

Setelah jamur terbentuk di dalam serangga, perkembangbiakan hifa berfilamen terjadi dan pembentukan mikotoksin yang menonaktifkan inang. Kematian inang juga terjadi oleh perubahan patologis dan efek mekanis pada organ dan jaringan internal.

Pengendalian biologis dilakukan dengan mengaplikasikan produk yang diformulasikan berdasarkan konsentrasi spora atau konidia jamur pada produk komersial. Konidia dicampur dengan bahan lembam, seperti pelarut, lempung, bedak, pengemulsi, dan bahan tambahan alami lainnya.

Bahan-bahan ini tidak boleh mempengaruhi kelangsungan hidup jamur dan harus tidak berbahaya bagi lingkungan dan tanaman. Selain itu, mereka harus menghadirkan kondisi fisik optimal yang memfasilitasi pencampuran, penerapan produk, dan berbiaya rendah.

Keberhasilan pengendalian biologis melalui entomopatogen bergantung pada formulasi efektif produk komersial. Termasuk viabilitas mikroorganisme, bahan yang digunakan dalam formulasi, kondisi penyimpanan dan cara aplikasinya.

Mode aksi

Inokulum dari aplikasi formulasi dengan jamur M. anisopliae berfungsi untuk mencemari larva, hifa atau dewasa. Inang yang terkontaminasi bermigrasi ke tempat lain di mana mereka mati dan menyebarkan penyakit karena sporulasi jamur.

Aksi angin, hujan dan embun memfasilitasi penyebaran konidia ke bagian lain tanaman. Serangga dalam aktivitas mencari makan terkena adhesi spora.

Kondisi lingkungan mendukung perkembangan dan penyebaran konidia, tahap serangga yang belum dewasa menjadi yang paling rentan. Dari infeksi baru, fokus sekunder tercipta, mengembangkan epizootik yang mampu mengendalikan wabah sepenuhnya.

Pengendalian biologis kumbang penggerek pisang

Kumbang (Cosmopolites sordidus Germar) merupakan hama penting dalam budidaya musaceae (pisang raja dan pisang) terutama di daerah tropis. Penyebarannya terutama disebabkan oleh pengelolaan yang dilakukan manusia dalam proses penaburan dan panen.

Kumbang Pisang Hitam. Sumber: mezfer.com.mx

Larva adalah agen penyebab kerusakan yang terjadi di dalam rimpang. Kumbang dalam tahap larva sangat aktif dan rakus, menyebabkan perforasi yang mempengaruhi sistem akar tanaman.

Galeri yang terbentuk di rimpang memfasilitasi kontaminasi dengan mikroorganisme yang membusuk jaringan vaskular tanaman. Selain itu, tanaman melemah dan cenderung terguling karena angin kencang.

Pengendalian yang biasa dilakukan berdasarkan penggunaan insektisida kimiawi, namun efek negatifnya terhadap lingkungan menyebabkan pencarian alternatif baru. Saat ini penggunaan jamur entomopatogen seperti Metarhizium anisopliae telah melaporkan hasil yang baik dalam uji coba lapangan.

Hasil yang sangat baik telah diperoleh di Brazil dan Ekuador (mortalitas 85-95%) menggunakan M. anisopliae pada beras sebagai bahan inokulasi. Strateginya dengan meletakkan padi yang terinfeksi pada potongan batang di sekitar tanaman, serangga tertarik dan terkontaminasi patogen.

Pengendalian larva secara biologis

Jatuh Armyworm

Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda) merupakan salah satu hama tanaman serealia yang paling merusak seperti sorgum, jagung dan hijauan. Pada jagung sangat merusak bila menyerang tanaman sebelum 30 da, dengan tinggi antara 40 dan 60 cm.

Jatuh Armyworm. Sumber: Lihat halaman untuk penulis, melalui Wikimedia Commons

Dalam hal ini, pengendalian kimiawi telah memungkinkan serangga mencapai daya tahan yang lebih besar, memusnahkan musuh alami, dan merusak lingkungan. Penggunaan M. anisopliae sebagai alternatif pengendalian hayati telah memberikan hasil yang baik, karena S. frugiperda rentan.

Hasil terbaik diperoleh saat menggunakan beras steril sebagai alat pendispersi inokulum dalam kultur. Pembuatan aplikasi pada 10 hari dan kemudian pada 8 hari, menyesuaikan formulasi pada 1 × 10 ¹² konidia per hektar.

Larva cacing putih

Larva kumbang ditemukan memakan bahan organik dan akar tanaman yang penting secara ekonomi. Spesies Hylamorpha elegans (Burmeister) disebut ayam hijau, dalam tahap larva merupakan hama gandum (Triticum aestivum L.).

Larva Cacing Putih. Sumber: invasif.org

Kerusakan yang disebabkan oleh larva terjadi di tingkat sistem perakaran sehingga menyebabkan tanaman menjadi lemah, layu dan kehilangan daunnya. Siklus hidup kumbang berlangsung selama satu tahun, dan pada saat kejadian terbesar, kawasan budidaya yang hancur total diamati.

Pengendalian kimiawi tidak efektif karena migrasi larva di tanah yang diolah. Terkait dengan peningkatan ketahanan, peningkatan biaya produksi dan pencemaran lingkungan.

Penggunaan Metarhizium anisopliae sebagai antagonis dan agen biokontrol telah mencapai kematian hingga 50% pada populasi larva. Meskipun telah diperoleh hasil di tingkat laboratorium, namun analisis lapangan diharapkan memberikan hasil yang serupa.

Referensi

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., & Saínz Hernández, JC (2015). Formulasi Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin dengan polimer biodegradable dan virulensinya terhadap Heliothis virescens (Fabricius). Jurnal Internasional Pencemaran Lingkungan, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Khasiat jamur entomopatogen "Metharrizium anisopliae" dalam pengendalian "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae). Agronomi Kosta Rika: Jurnal Ilmu Pertanian, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Pilihan untuk pengelolaan bonggol pisang. Pengelolaan hama terpadu (Kosta Rika) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Penggunaan Metarhizium anisopliae untuk pengendalian biologis spittlebug (Aeneolamia spp. Dan Prosapia spp.) Di padang rumput Brachiaria decumbens di El Petén, Guatemala (Tesis Master) Diperoleh dari: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., & Butt, TM (2014). Konidia jamur patogen serangga Metarhizium anisopliae gagal melekat pada kutikula larva nyamuk. Royal Society ilmu terbuka, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, & Rodríguez-Herrera, R. (2012). Pengendalian serangga-hama di pertanian menggunakan jamur entomopatogen: tantangan dan perspektif. Pdt. Ilmiah Universitas Otonomi Coahuila, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, & Michel, AC (2005). Pengaruh jamur entomopatogen Metarhizium anisopliae terhadap pengendalian jatuhnya ulat grayak jagung di lapang. Kemajuan dalam Penelitian Pertanian, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Prancis, A., & Gerding, M. (2004). Evaluasi dua strain jamur Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Untuk pengendalian larva cacing putih Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Pertanian Teknis, 64 (1), 17-24.