Loncat ke daftar isi utama

Bacillus thuringiensis: Cara kerjanya dan hama yang menjadi sasarannya

tema: Agen biokontrol

Ringkasan:

Meskipun banyak orang hanya menganggap bakteri sebagai mikroba yang menyebabkan penyakit berbahaya, bakteri juga dapat bermanfaat, misalnya, bakteri memainkan peran penting dalam beberapa penyakit. biopestisida mikroba untuk mencegah hama menyerang tanaman. Bacillus thuringiensis (kadang disingkat Bt) merupakan salah satu jenis bakteri yang hidup di air dan tanah. Ini adalah agen pengendali biologis yang penting karena dapat membunuh banyak hama umum yang merusak tanaman, namun relatif tidak berbahaya bagi manusia, hewan, dan serangga non-hama. ada banyak Bacillus thuringiensis varietas, juga dikenal sebagai Bacillus thuringiensis subspesies. Misalnya, insektisida biologis 'Btk' menggunakan subspesies yang disebut “kurstaki”.

Bacillus thuringiensis telah digunakan selama lebih dari enam puluh tahun untuk membasmi hama dan melindungi tanaman dari kerusakan. Hal ini sangat penting karena tidak menyebabkan kerusakan lingkungan seperti yang dilakukan oleh banyak pestisida kimia. Artinya dapat menggantikan pestisida kimia dalam menangani hama tertentu, dan mengurangi dampak buruk pestisida terhadap lingkungan. Hari ini, Bacillus thuringiensis digunakan di seluruh dunia dan tersedia di formulasi yang berbeda (seperti semprotan Btk) yang artinya dapat digunakan dalam berbagai konteks seperti pertanian, kehutanan, dan bahkan di perkotaan.

Pada artikel ini kami akan memberikan gambaran umum tentangnya Bacillus thuringiensis termasuk hama apa yang dibunuhnya dan bagaimana cara membunuh hama tersebut.

Apa itu Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis adalah bakteri, yang merupakan sejenis mikroba. Jika dilihat melalui mikroskop, ia tampak kecil dan berbentuk batang. Ini pertama kali ditemukan di Jepang, namun pencatatan ilmiah pertama terjadi di bagian Jerman yang disebut Thuringia. Di sinilah namanya Bacillus thuringiensis datang dari. Ini mulai digunakan di AS pada tahun 1950an dan di Kanada pada tahun 1970an untuk melindungi hutan dari serangga berbahaya seperti cacing cemara.

Bacillus thuringiensis merupakan bagian penting dari perlindungan tanaman sehingga teknik yang digunakan untuk menanamnya telah dioptimalkan secara signifikan selama beberapa dekade terakhir. Tanaman ini ditanam dalam tangki yang disterilkan dan faktor penting untuk pertumbuhannya meliputi suhu, kadar oksigen, dan jenis nutrisi. Untuk formulasi penyemprotan, Bacillus thuringiensis dikombinasikan dengan air atau minyak mineral dan bahan tambahan lainnya (seperti stiker) yang membantu membunuh hama.

Pandangan mikroskopis menunjukkan bakteri berbentuk batang bacillus thurigiensis
Gambar mikroskopis bernoda, berbentuk batang Bacillus thuringiensis spora. Kredit: Ansel Oommen melalui Bugwood.org

Bagaimana Bacillus thuringiensis membunuh hama?

Selama fase pembentukan spora dalam siklus hidupnya, Bacillus thuringiensis mengaktifkan gen penting yang disebut menangis gen yang memungkinkannya membuat struktur tiga dimensi yang disebut kristal yang beracun bagi larva hama. Ini disebut racun cry dan terbuat dari bagian yang lebih kecil yang disebut protein cry.

Saat hama makan Bacillus thuringiensis, ia memasuki usus dan melepaskan racun menangis. Racun ini mengikat dinding usus dan menimbulkan lubang sehingga menyebabkan kematian hama. Di bawah ini adalah penjelasan yang lebih teknis tentang bagaimana hal ini terjadi.

Bagian dari toksin cry yang disebut 'cry domain III' penting untuk memungkinkan racun tersebut mengikat sel larva hama. Pertukaran cry domain III dapat terjadi antara racun yang berbeda. Ini seperti menukar potongan Lego untuk menciptakan bentuk dan fungsi yang berbeda. Pengikatan toksin menangis terjadi di usus hama di lokasi yang disebut vesikel membran batas sikat, yang terlihat seperti gelembung kecil di permukaan beberapa sel. Racun secara khusus mengikat bagian sel yang disebut reseptor cadherin. Urutan asam amino toksin menentukan kemampuannya untuk berikatan dengan reseptor. Hal ini karena urutan asam amino menentukan bentuk protein seperti racun dan reseptor cadherin, sehingga memungkinkan mereka untuk menyatu seperti potongan puzzle.

Apa saja hama yang berbeda Bacillus thuringiensis dapat mengendalikan?

Bacillus thuringiensis penting untuk mengendalikan berbagai macam hama dan bertindak secara spesifik selama fase larva hama. Hama berikut ini sangat baik Bacillus thuringiensis target: 

Cacing pucuk pohon cemara (Choristoneura fumiferana)

Hama ini adalah sejenis ngengat yang sangat bermasalah di hutan Kanada karena menyebabkan kerusakan signifikan pada daun cemara dan balsam. Larva ulat pucuk pohon cemara inilah yang menyebabkan kerusakan pada tanaman.

Larva cacing pucuk pohon cemara di dahan
Cacing pucuk pohon cemara (Choristoneura fumiferana). Kredit: Jerald E. Dewey, Dinas Kehutanan USDA, Bugwood.org 

Ngengat gipsi (Perbedaan Lymantria)

Larva ngengat gipsi (juga disebut ngengat Spongy) bertanggung jawab atas kerusakan besar pada hutan di Amerika Utara dan tempat lain. Dalam jumlah besar, mereka dapat menyebabkan penggundulan hutan (hilangnya daun) secara signifikan pada berbagai jenis pohon, sehingga berdampak signifikan terhadap hutan dan lanskap perkotaan.

Seekor ngengat gipsi jantan dewasa tertempel di papan
Ngengat Gipsi jantan (atau Ngengat spons) (Perbedaan Lymantria). Kredit: Petr Kapitola, Institut Pusat Pengawasan dan Pengujian Pertanian, Bugwood.org 

penggerek jagung Eropa (Ostrinia nubilalis)

Spesies ngengat ini menyebabkan kerusakan parah pada tanaman jagung. Serangga dewasa bertelur di bagian bawah daun dan ketika larva menetas, mereka menyerang tanaman dan menyebabkan kerusakan. Penggerek jagung Eropa dapat melalui beberapa siklus hidup dalam satu tahun.

Larva penggerek jagung Eropa sedang mencari makan di kompor jagung
penggerek jagung Eropa (Ostrinia nubilalis). Kredit: Mariusz Sobieski melalui Bugwood.org

Penggulung kubis (Trichoplusia ni)

Larva ngengat ini menyerang kubis dan tanaman sejenisnya, dan disebut “looper” karena gerakan melingkar tertentu yang mereka lakukan saat merangkak. Seperti penggerek jagung Eropa, penggerek jagung dewasa bertelur di bagian bawah daun yang kemudian menjadi makanan larva sehingga mengakibatkan kerusakan parah.

Tampilan jarak dekat dari larva looper kubis pada daun
Penggulung kubis (Trichoplusia ni). Kredit: Alton N. Sparks, Jr., Universitas Georgia melalui Bugwood.org

Apa pro dan kontra menggunakan Bacillus thuringiensis?

Pro

Pengendalian hama yang ditargetkan:

Manfaat Bacillus thuringiensis berarti bahwa pestisida ini telah menjadi salah satu (jika bukan yang paling banyak) digunakan sebagai biopestisida secara global. Menurut Badan Perlindungan Lingkungan, Bacillus thuringiensis menawarkan pengendalian hama yang ditargetkan dari berbagai spesies berbahaya sekaligus relatif tidak berbahaya bagi manusia, hewan, dan serangga non-hama. Aktivitas spesifik ini dimungkinkan oleh cara kerjanya melalui produksi toksin menangis.

Ramah lingkungan:

Bacillus thuringiensis adalah mikroba alami di tanah dan air. Artinya benar-benar dapat terurai secara hayati dan tidak menyebabkan kerusakan lingkungan seperti pestisida kimia. Pendekatan yang ditargetkan berarti bahwa hal ini tidak menyebabkan hilangnya keanekaragaman hayati, yang merupakan dampak buruk umum dari pestisida kimia. Selain itu, efisiensinya dalam menangani hama berarti bahwa ia telah menggantikan pestisida kimia dalam banyak hal. Hal ini semakin meningkatkan efek positifnya Bacillus thuringiensis miliki terhadap lingkungan.

Berbagai strain:

Bacillus thuringiensis tersedia dalam strain berbeda yang memperluas kemampuannya untuk menargetkan hama yang berbeda.

Kekurangan

Biaya:

Produk yang digunakan Bacillus thuringiensis dalam beberapa kasus bisa lebih mahal dibandingkan pestisida kimia. Artinya, pengobatan ini mungkin bukan pilihan yang tepat sebagai pengobatan mandiri. Namun, menggunakannya dalam sistem pengelolaan hama terpadu terbukti lebih hemat biaya.

Resistance:

Penggunaan jangka panjang Bacillus thuringiensis terhadap hama tertentu telah menyebabkan hama tersebut mengembangkan resistensi terhadap racun menangis. Hal ini dapat mengakibatkan hilangnya hasil panen lagi atau penggundulan hutan. Solusi terhadap resistensi hama termasuk menukar dengan yang lain Bacillus thuringiensis jenis yang menggunakan racun cry berbeda, atau biopestisida lain dengan cara kerja berbeda.

Kesimpulan dan arah masa depan

Bacillus thuringiensis memainkan peran penting dalam pengendalian hama modern. Ini memberikan alat yang efektif dan ramah lingkungan terhadap banyak hama yang merusak di bidang pertanian dan kehutanan. Cara kerjanya yang ditargetkan berarti bahwa ia dapat menyerang hama seperti ulat pucuk pohon cemara, ngengat gipsi, penggerek jagung Eropa, dan penggerek kubis, tanpa merugikan serangga bermanfaat, satwa liar, dan manusia. Fitur-fitur ini membuat Bacillus thuringiensis alat yang ampuh dengan keunggulan signifikan dibandingkan pestisida kimia non-spesifik yang berbahaya. Terlepas dari manfaatnya, tantangan seperti ketahanan dan persyaratan biaya dapat menjadi masalah saat menggunakannya Bacillus thuringiensis, meskipun banyak jenisnya Bacillus thuringiensis memberikan keserbagunaan sebagai solusi terhadap resistensi. Pada akhirnya, bakteri ini tetap penting untuk membantu petani dan melindungi tanaman mereka serta memaksimalkan hasil panen sekaligus meminimalkan dampak terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang solusi ramah lingkungan terhadap hama, Anda dapat berkonsultasi dengan Sumber daya Portal BioProtection CABI. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang berbagai jenis pengendalian biologis, termasuk nematoda, kunjungi halaman khusus kami di jenis pengendalian biologis.

Bagikan halaman ini

Terkait artikel

Apakah halaman ini membantu?

Kami mohon maaf halaman tidak memenuhi Anda
harapan. Tolong beri tahu kami caranya
kita bisa memperbaikinya.