Cat1 Regulate ROS Metabolism and Microsclerotia Formation in the Dimorphic Fungus Nomuraea Rileyi

Catalases are the most important enzymes in the metabolism of reactive oxygen species (ROS), as they convert hydrogen peroxide (H2O2) into water and molecular oxygen. They are also involved in virulence, and in oxidative, heat, hyperosmotic stress and UV-B radiation responses in some entomopathogenic fungi. In this study, the Cat1 gene from Nomuraea rileyi was cloned and its function was studied by gene deletion. The NrCat1 deletion mutant (ΔNrCat1) was generated using the split-marker method. No significant differences in colony growth or dimorphic switching of ΔNrCat1 were observed under regular culture conditions, whereas oxidative stress inhibited colony growth and the yeast-hyphal transition. In contrast, there was no significant difference in tolerance to hyperosmotic stress between ΔNrCat1 and wild type (WT) strains. In the ΔNrCat1 strain, microsclerotia (MS) formation time of the ΔNrCat1 was delayed, and MS size was less uniform than in the WT. MS yield was decreased by 76% in the ΔNrCat1 strain compared to the WT strain. Furthermore, virulence was attenuated in the ΔNrCat1 strain. Gene expression analysis showed that NrCat2, NrCat4, and NrAox are up-regulated to compensate for NrCat1 deletion. Thus, the NrCat1 gene in N. rileyi appears to be involved in essential functions, including H2O2 metabolism, MS formation, and virulence.

Pengendalian Ramah Lingkungan Hama Ulat Grayak (Spodoptera litura Fabricius) pada Tanaman Kedelai

Spodoptera litura Fabricius (Lepidoptera: Noctuidae) atau dikenal dengan ulat grayak merupakan hama penting pada tanaman kedelai dan beberapa jenis tanaman penting di Indonesia. Serangan S. litura dapat mengakibatkan kerusakan, bahkan kehilangan hasil pada tanaman kedelai. Gejala serangan berupa daun berlubang karena larva memakan jaringan daun hingga menyisakan epidermis dan tulang daun. Hama ini dilaporkan menyerang tanaman kedelai di sentra-sentra produksi di Indonesia yaitu Aceh, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi Selatan dan dan Sulawesi Tengah. Upaya pengendalian hama ulat grayak yang dilakukan petani adalah menggunakan pestisida sintetik, namun karena dampak negatif penggunaannya terhadap kesehatan manusia dan keseimbangan ekosistem alam, maka perlu adanya alternatif pengendalian yang dampak negatifnya rendah terhadap lingkungan. Beberapa teknologi pengendalian yang telah diteliti dan diketahui efektifitasnya antara lain; penggunaan Spodoptera litura nuclear polyhedrosis virus (SlNPV) (50-100%), cendawan entomopatogen Beauvaria bassiana (51-93%), Metarhizium anisopliae (93-100%), Nomuraea rileyi dan Lecanicillium lecanii (80-85%), Parasitoid (13-56%), predator Forficula auricularia (96%), nematoda entomopatogen Steinernematidae (30-51%), pestisida nabati (>30%), tanaman perangkap dan varietas tahan Aplikasi yang tepat akan mendukung perkembangbiakan spesies tersebut di alam sehingga akan terjadi siklus rantai makanan yang seimbang dan berkelanjutan. Komponen pengendalian ini dapat dimasukkan dalam pengendalian terpadu, sehingga serangan S. litura dapat ditekan, tanaman berproduksi optimal, keseimbangan ekosistem dapat dipertahankan, residu pestisida dapat diturunkan dan sistem pertanian berkelanjutan tercapai.

UJI PERTUMBUHAN KOLONI JAMUR ENTOMOPATOGEN DARI PERTANAMAN KACANG PANJANG (Vigna sinensis L.) PADA SERANGGA UMPAN

Kacang panjang sangat disukai hama. Hama yang sering menyerang adalah ulat penggerek polong (Maruca testulalis), tungau merah (Tetranychus bimaculatus), dan kutu daun (Aphis spp.). Upaya menekan intensitas kerusakan akibat serangan hama pada pertanaman adalah dilakukannya pengendalian populasi hama. Penggunaan insektisida sintetik (pestisida) dalam pengendalian hama perlu dikurangi dengan cara beralih pada insektisida yang berbahan aktif jamur entomopatogen. Jamur Entompatogen merupakan jamur yang menginfeksi serangga dengan cara masuk ketubuh inang melalui kulit, saluran pencernaan, spirakel, dan lubang lainnya. Jamur Entomopatogen yang efektif mengendalikan hama penting tanaman adalah; Leucanicillium lecanii, Beuveria sp, Metarhizium anisoplae, Nomuraea rileyi, Paecilomyces fumosoroseus, Aspergilus parasiticus dan Vericillium lecanii. Penelitian ini bertujuan untuk meneliti adanya pertumbuhan koloni jamur entomopatogen pada serangga umpan dari pertanaman kacang panjang (Vigna sinensis L.) di Desa Bukit Batu Jalur 30 Kabupaten Ogan Komering Ilir. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Hama dan Penyakit Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Palembang. Penelitiaan ini dilakukan selama 3 bulan yaitu pada bulan Februari 2019 sampai dengan April 2019. Penelitian ini menggunakan metode purposive sampling dan pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menentukan lokasi dan lima titik sampel secara diagonal. Hasil penelitian menunjukan bahwa di lahan pertanaman kacang panjang (Vigna sinensis L.) desa Bukit Baru Jalur 30 Kabupaten Ogan Komering Ilir terdapat jamur Entomopatogen dan terdapat tiga gejala yang terdapat pada serangga umpan yang terinfeksi jamur Entomopatogen. Mortalitas serangga umpan maksimum adalah 4 ekor (40%) dan minimum 1 ekor (10%) untuk masing-masing sampel.

NATURAL INCIDENCE OF ENTOMOPATHOGENIC FUNGUS Nomuraea rileyi ON Spodoptera frugiperda INFESTING CORN IN BENGKULU

Natural incidence of entomopathogenic fungus Nomuraea rileyi on Spodoptera frugiperda infesting corn in Bengkulu. Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) is a new invasive pest in corn. The intensive use of synthetic insecticides for pest control causing various problems such as resistance, pest resurgence, and environmental damage. To solve these problems, entomopathogenic fungi could be used as an alternative in pest management. Therefore, this study was aimed to determine the natural incidence of Nomuraea rileyi (Farlow) Samson (Hypocreales: Clavicipitaceae) entomopathogenic fungus on S. frugiperda in Bengkulu. The research was carried out by exploring the corn producing areas in Bengkulu for N. rileyi incidence. The results showed that the N. rileyi was occurred naturally infected S. frugiperda larvae reached 79.0%. Meanwhile, the percentage of crops damage due to S. frugiperda was ranged from 40.0 to 96.0%. The highest natural incidence of N. rileyi were found in the Village of Bukit Barisan and Tugu Rejo (79.0%), followed by Pulo Geto Baru (25.0%), and Taba Mulan (5.3%) while the lowest incidence was in Sidomulyo (1.0%). The infected larvae were not found in the Napal, Beringin Raya 1, and Beringin Raya 2, despite the percentage of S. frugiperda attacks was reached 50.0; 50.0 and 74.0%, respectively.

PENGARUH KOMPOSISI MEDIA TERHADAP PERTUMBUHAN JAMUR Nomuraea rileyi (FARLOW) SAMSON DAN PATOGENISITASNYA PADA Helicoverpa armigera HUBNER DAN Spodoptera litura F.

<p>ABSTRAK</p><p>Nomuraea rileyi adalah salah satu jamur entomopatogen yangpotensial mengendalikan hama Helicoverpa armigera dan Spodopteralitura pada tanaman kapas, tembakau, dan jarak kepyar. Di lapanganpernah ditemukan larva hama H. armigera dan S. litura yang terinfeksisecara alami oleh N. rileyi yang mengindikasikan bahwa N. rileyiberpotensi sebagai agens hayati. Sebelum N. rileyi dikembangkan sebagaiagens hayati, maka perlu diketahui metode perbanyakannya pada mediabuatan. Penelitian bertujuan untuk mengetahui komposisi media tumbuhyang sesuai untuk perbanyakan N. rileyi dan pengujian patogenisitasnyaterhadap H. armigera dan S. litura. Penelitian dilakukan di LaboratoriumFitopatologi dan Laboratorium Patogen Serangga Balai PenelitianTanaman Tembakau dan Serat Malang mulai bulan Mei sampai denganNovember 2009. Penelitian ini terdiri atas 2 pengujian, yaitu pengujiankarakter biologi N. rileyi dan patogenisitas pada ulat H. armigera dan S.litura. Dalam pengujian karakter biologi jamur diuji 4 macam mediaperbanyakan, yaitu: (1) Sabouraud maltose agar + ekstrak yeast (SMAY),(2) Sabouraud maltose agar + ekstrak yeast + ekstrak beras (SMAYB), (3)Sabouraud maltose agar + ekstrak yeast + ekstrak kentang (SMAYK), dan(4) Media lengkap untuk N. rileyi (MLNr), serta 2 tingkat suhu inkubasi,yaitu 23±1 dan 27±1ºC. Perlakuan disusun dalam rancangan acak lengkap(RAL) dengan lima kali ulangan. Setiap media disiapkan di dalam 10cawan petri per perlakuan dan masing-masing diinokulasi dengan 10 5konidia/ml. Parameter yang diamati adalah laju pertumbuhan jamur danproduksi konidia. Sedangkan dalam pengujian patogenisitas konidia N.rileyi terhadap larva H. armigera dan S. litura dilakukan dengan metodepelumuran (painting), yaitu ulat diletakkan di atas konidia di dalam cawanpetri selama ± 10 detik kemudian dipindahkan ke vial-vial plastikberdiameter 2,5 cm berisi pakan daun kapas muda (± 1 cm 2 ) untuk H.armigera dan daun jarak kepyar untuk S. litura. Apabila pakan daun telahhabis, serangga diberi pakan buatan berbahan dasar tepung kedelai. Pakanbuatan diganti setiap 2 hari sampai ulat menjadi pupa. Selanjutnya ulatyang telah diperlakukan dengan jamur diinkubasi-kan pada suhu ruang(27°-29°C) selama ± 14 hari dan diamati perkembangan ulat maupunjamurnya setiap hari. Parameter yang diamati adalah mortalitas ulat H.armigera dan S. litura serta gejala mikosis pada ulat terinfeksi. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa suhu inkubasi berpengaruh terhadap lajupertumbuhan N. rileyi. Pada suhu 23±1ºC N. rileyi tumbuh lebih cepat(7,42-8,23 mm/hari) pada semua komposisi media yang diuji (SMAY,SMAYK, SMAYB, dan MLNr) dibanding pada suhu 27±1ºC (0,99-1,26mm/hari). Produksi konidia N. rileyi lebih banyak pada suhu 27±1ºCdibanding pada 23 ± 1ºC, yaitu berturut-turut 24,7 x 10 8 konidia/ml dan17,9 x 10 8 konidia/ml masing-masing pada media SMAYK dan MLNr.Perbedaan komposisi media tumbuh tidak menyebabkan penurunanpatogenisitas pada konidia N. rileyi sebab mortalitas ulat H. armigeramaupun S. litura masing-masing mencapai 100%. Hasil penelitianmengindikasikan bahwa N. rileyi mudah diperbanyak secara massal padamedium agar dan virulensinya baik pada H. armigera dan S. litura.</p><p>Kata kunci : Nomuraea rileyi, epizootik, Helicoverpa armigera,Spodoptera litura, konidia, patogenisitas, mortalitas</p><p>ABSTRACT</p><p>Effect of medium composition on growth of entomo-pathogenic fungi Nomuraea rileyi (Farlow) Samson andits pathogenicity against Helicoverpa armigera andSpodoptera litura</p><p>N. rileyi is one of potential entomopathogenic fungi to controlcotton bollworm, Helicoverpa armigera, tobacco and Rhicinus caterpilar,Spodoptera litura. These fungi naturally infect those insect pests indicatingtheir potential to be used as natural control agent. Techniques of in vitroproduction of these fungi need to be developed to find out their potentialagainst the insect target. Study on effect of medium composition ongrowth of entomopathogenic fungi N. rileyi and its pathogenicity againstH. armigera and S. litura was carried out at Phytopathology and InsectPathology Laboratories of Indonesian Tobacco and Fiber Crops ResearchInstitute (IToFCRI) from May to November 2009. The objective of thestudy was to find out the suitable composition of medium for N. rileyi andits pathogenicity against H. armigera and S. litura. The study consisted oftwo tests. The first test was testing for biological characters, namely invitro growth rate and conidia production of N. rileyi on four differentcompositions of medium as followed: (1) Sabouraud maltose agar + yeastextract (SMAY), (2) Sabouraud maltose agar + yeast extract + rice extract(SMAYR), (3) Sabouraud maltose agar + yeast extract + potato extract(SMAYP), and (4) Completed medium for N. rileyi (MLNr). Alltreatments were designed in randomized complete design (RCD) with fivereplicates. Parameters observed were the growth rate of N. rileyi andconidia production. The second was testing on pathogenicity of N. rileyiproduced from all medium tested against H. armigera and S. litura larvae.Result showed that incubation temperature influenced the growth rate offungi. N. rileyi grew faster at 23±1ºC (7.42-8.23 mm/day) than that at27±1ºC (0.99-1.26 mm/day) on all media tested. Conidia production washigher at 27±1ºC than at 23±1ºC. Both SMAYP and MLNr were the bestmedia for producing N. rileyi conidia, which were 24.7 and 17.9 x 10 8conidia/ml, respectively. Pathogenicity of N. rileyi against H. armigeraand S. litura was not affected by composition of medium tested becausethe larval mortality of both insect pests was 100%. This study indicatedthat N. rileyi can be easily produced massively on agar media and it isvirulent against H. armigera and S. litura.</p><p>Key words : Nomuraea rileyi, Helicoverpa armigera, Spodoptera litura,conidia, in vitro, pathogenicity, mortality, epizootic</p>

PATOGENISITAS DUA ISOLAT LOKAL JAMUR Nomuraea rileyi (FARLOW) SAMSON TERHADAP Helicoverpa armigera HUBNER (LEPIDOPTERA: NOCTUIDAE)

<p>ABSTRAK<br />Epizootik Nomuraea rileyi telah berkembang secara alami dalam<br />populasi lebih dari 30 spesies serangga inang, termasuk H. armigera.<br />Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Patologi Serangga Balai<br />Penelitian Tanaman Pemanis dan Serat Malang mulai Januari hingga<br />Desember 2011, tujuannya untuk mengetahui patogenisitas dua isolat lokal<br />jamur entomopatogen N. rileyi terhadap larva H. armigera. Penelitian<br />terdiri atas dua faktor perlakuan, faktor 1 adalah dua isolat lokal N. rileyi,<br />yaitu ML 01 dan LG 02, dan faktor 2 adalah konsentrasi konidia, yaitu: 2,2<br />x 10 5 ; 4,5 x 10 5 ; 2,2 x 10 6 ; 4,5 x 10 6 ; 2,2 x 10 7 ; 4,5 x 10 7 ; 2,2 x 10 8 ; 4,5 x<br />10 8 konidia/ml, dan kontrol. Setiap perlakuan disusun dalam Rancangan<br />Acak Kelompok Faktorial dengan tiga kali ulangan. Aplikasi jamur pada<br />larva H. armigera dilakukan dengan metode kontaminasi permukaan<br />media yang berupa daun kapas muda (1cm 2 ) di dalam ruangan bersuhu<br />25±1⁰C dan kelembapan 75-80%. Parameter yang diamati adalah<br />mortalitas larva, LC 50 dan LT 50 , serta bobot larva. Hasil penelitian<br />menunjukkan bahwa tingkat patogenisitas isolat ML 01 terhadap larva H.<br />armigera lebih tinggi dibandingkan dengan isolat LG 02. Isolat ML 01<br />menyebabkan mortalitas larva H. armigera antara 51,13-85,56% (LC 50 =<br />2,5 x 10 2 Konidia/ml) dan isolat LG 02 antara 43,36-78,90%, (LC 50 =<br />5x10 6 Konidia/ml). LT 50 isolat ML 01 antara 5,2-5,5 hari, sedangkan isolat<br />LG 02 antara 6,8-7,0 hari, terutama pada konsentrasi 2,2-4,5 x 10 8<br />konidia/ml. Terdapat korelasi positif yang erat antara konsentrasi konidia<br />dan mortalitas larva baik pada isolat ML 01 (r=0,975) maupun LG 02<br />(r=0,980), demikian pula antara konsentrasi konidia dan kehilangan bobot<br />larva pada isolat ML 01 (r=0,982) dan LG 02 (r=0,972).<br />Kata kunci: Helicoverpa armigera, Nomuraea rileyi, patogenisitas, isolat,<br />mortalitas</p><p>ABSTRACT<br />The epizootic of the fungi Nomuraea rileyi has naturally developed<br />in more than 30 species of insect host population, including cotton<br />bollworm, H. armigera. A study on pathogenicity of two local isolates of<br />Nomuraea rileyi (Farlow) Samson fungi against Helicoverpa armigera<br />(Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) was conducted at Insect Pathology<br />Laboratory of Indonesian Sweeteners and Fibers Crops Research Institute<br />(ISFCRI) in Malang from January to December 2011 in order to find out<br />the pathogenicity of the isolates against H. armigera larvae. This study<br />consists of two factors as treatment. The first factor was N. rileyi isolates,<br />e.g. ML 01 and LG 02, and the second factor were eight conidia<br />concentrations, viz. 2.2 x 10 5 ; 4.5 x 10 5 ; 2.2 x 10 6 ; 4.5 x 10 6 ; 2.2 x 10 7 ; 4.5<br />x 10 7 ; 2.2 x 10 8 ; 4.5 x 10 8 conidia/ml, and one untreated control.<br />Treatments were arranged in Factorial Randomized Block Design with<br />three replications. Suspense of conidia was applied by surface<br />contamination method of cotton leaf as medium at 25±1⁰C of temperature<br />and 75-80% of humidity. Parameter observed were larval mortality, LC 50 ,<br />LT 50 , and larval weight. Result showed that ML 01 isolate was more<br />pathogenic against H. armigera larvae than LG 02 isolate based on larval<br />mortality, LC 50 , and LT 50 . Percentage of mortality of H. armigera larvae<br />due to ML 01 and LG 02 infection were 51.1- 85.56% and 43.36-78.90%,<br />respectively. The LC 50 of ML 01 and LG 02 isolates was 5.2-5.5 days and<br />6.8-7.0 days, respectively.There are closest positive correlation between<br />conidia concentration and percentage of mortality on ML 01 (r = 0.975)<br />and LG 02 (r = 0.980) isolates as well as between conidia concentration<br />and larval weight loss on ML 01 (r = 0.982) and LG 02 (r = 0.972)<br />isolates.<br />Key words: Helicoverpa armigera, Nomuraea rileyi, pathogenicity,<br />isolate, mortality</p>