Deteksi Dan Identifikasi Penyebab Penyakit Belang

5
TINJAUAN PUSTAKA
Gejala Infeksi Virus Pada Tanaman Lada
Tanaman lada diketahui dapat diinfeksi oleh berbagai macam patogen.
Beberapa patogen yang menginfeksi tanaman lada menyebabkan stem blight,
penyakit kuning, busuk akar, mosaik, bercak bergaris , busuk akar putih, busuk
pangkal stek, nemotoda root knot, black berry, dan motel kuning. Selain itu
terdapat hama yang menyebabkan kerusakan kecil yaitu kutu daun (aphis ) dan
kutu putih (mealybugs) yang juga merupakan vektor penyakit CMV dan PYMV
(Duarte et al. 2002). Menurut Bhat et al. (2003), virus yang menginfeksi lada
adalah dari genus Badna-, Cucumo-, dan Clostero virus, sedangkan pada
pertanaman lada di Serawak disebabkan oleh dua jenis virus yaitu Badnavirus dan
Cucumovirus yang selalu terdapat bersamaan (Eng 2002).
Bhat et al. (2003) menyatakan bahwa penyakit yang disebabkan oleh CMV
memperlihatkan karakteristik gejala daun mengecil, keriting, rapuh, daun
mengeras dan bercak klo rotik. Pada kasus berbeda, daun menjadi tidak normal,
menyempit, pengurangan panjang ruas, dan gejala utama berupa tanaman menjadi
kerdil. Duarte et al. (2002) melaporkan bahwa gejala mosaik pada tanaman lada
pertama kali diteliti oleh Caner pada tahun 1963, tetapi epidemi mosaik terjadi
pada tahun 1970 di beberapa tempat di Brasil. Tanaman yang terserang CMV
memperlihatkan gejala kerdil dan berbagai bentuk daun yang abnormal seperti
malformasi, daun menebal, menyempit dan memperlihatkan gejala khas mosa ik
kuning menyebar dalam jaringan daun.
Tanaman juga menunjukkan gejala
berupa dompolan buah menjadi pendek dan jumlah buah dalam dompolan tidak
lengkap dan tanaman memperlihatkan pertumbuhan yang lambat. Hu et al (1995)
mengemukakan bahwa CMV pada umumnya menimbulkan infeksi sistemik pada
beberapa tanaman inang.
Jaringan dan organ tanaman yang tua kadang kurang efektif untuk infeksi
virus. Tanaman yang terinfeksi virus akan menyebabkan laju respirasinya
6
meningkat atau bahkan diperlambat. Perubahan tersebut menyebabkan sel
tanaman akan berubah bentuk, ukuran, dan warnanya, seperti tanaman menjadi
kerdil, daun menunjukkan gejala mosaik, klorosis sepanjang tulang daun, dan
daun muda akan lebih ramping serta salah bentuk (Hu et al 1995).
Penyakit yang disebabkan oleh PYMV (Badnavirus) memperlihatkan
karakteristik motel klorotik, klorosis, vein clearing, distorsi daun, pengurangan
vigor tanaman, dan jumlah buah dalam dompolan sedikit (Bhat et al. 2003). Pada
awalnya daun muda tanaman yang memperlihatkan bercak klorotik menyebar
pada jaringan daun yang hijau diduga karena defisiensi unsur hara mikro yang
akan menghilang bila disempotkan pupuk daun. Sejak Oktober 1998, tanaman
lada memperlihatkan gejala penyakit seperti tersebut di atas pada beberapa koleksi
genotip lada di Brazil. Tanaman yang terinfeksi menampakkan daun yang
menguning dan cerah yang jelas dalam helain daun atau bentuk interveinal yang
khas motel.
Pada kasus infeksi berbeda, daun menjadi salah bentuk dengan
bentuk bergelombang. Tanaman lada memperlihatkan daun yang jarang dan
penurunan produksi yang diakibatkan oleh pengurangan ukuran dan jumlah
dompolan buah. Setelah dipotong cabang baru yang terbentuk menjadi klorotik
dan pertumbuhan lambat.
Secara internal, jaringan vaskular memperlihatkan
discolorasi dan bercak nekrotik (Duarte et al. 2002).
Eng (2002) menyatakan bahwa kombinasi infeksi dua jenis virus CMV dan
PYMV dapat menyebabkan pengurangan ukuran daun, klorosis, mosaik kuning
dan gejala motel dan daun berputar atau keriting, ruas batang dan cabang pendek,
bunga dan dompolan buah mengecil, dan jumlah buah sedikit. Pada beberapa
kasus berbeda, keseluruhan tanaman menjadi kerdil dan pembentukan bunga
berkurang cepat.
Jika tanaman hanya diinfeksi oleh Badnavirus gejalanya
tanaman tidak kerdil dan ukuran daun tidak berkurang.
Karakter Molekuler Virus Penyebab Penyakit Belang
Cucumber Mosaic Cucumovirus (CMV)
CMV adalah salah satu anggota famili Bromoviridae, termasuk dalam
kelompok Cucumovirus (Gibbs dan Harrison 1970). Virus ini termasuk dalam
7
golongan tripartite virus, yaitu virus yang memiliki tiga partikel CMV berbentuk
polihedral dengan diameter 30 nm. Berat molekul keseluruhan partikel 5.8 – 6.7 x
106 dalton, tersusun dari asam nukleat dan selubung protein, berukuran 28-30 nm
(Smith 1972). Menurut Agrios (1997), virus ini terdiri atas 180 sub unit protein
dan memiliki RNA utas tunggal. CMV mempunyai titik panas inaktivasi 70 oC
(10 menit), titik batas pengenceran 10-4 , dan ketahanan in vitro pada suhu 20 oC
selama 3 - 6 hari (Gibbs dan Harrison 1970).
CMV terdiri atas 3 RNA fungsional yaitu RNA 1, RNA 2, dan RNA 3 serta
satu subgenom RNA yaitu RNA 4 yang merupakan hasil transkripsi dari RNA 3
pada proses replikasi (Hu et al. 1995). RNA 1, RNA 2, dan RNA 3 memiliki
ukuran berturut-turut sekitar 3,4 kb, 3,0 kb, dan 2,2 kb (Pares et al 1992). Tiga
RNA tersebut terbungkus dalam tiga partikel icosahedral dengan diameter sekitar
28 nm. CMV memilki berat molekul berkisar antara 5,8 – 6,7 x 106 yang terdiri
dari 18% RNA dan 82% protein (Ferraira dan Bolley 1992). Empat jenis RNA
yaitu 1270 kDa (RNA-1), 1130 kDa (RNA-2), 820 kDa (RNA3), dan 350 kDa
(RNA4) terbungkus sebagai RNA-1 dan RNA-2 secara terpisah dan RNA-3 dan
RNA-4 bersama dalam satu partikel.
RNA-1, -2, dan -3 infektif, sebaliknya
RNA-4 mengandung gen untuk coat protein. Beberapa isolat CMV mengandung
small ssRNA (10 kDa) yang dikenal sebagai satelit.
Coat protein satelit
mengandung polypeptida tunggal berukuran 24,5 kDa (Sutic et al. 1999).
CMV mempunyai banyak strain yang berbeda dalam urutan nukleotida
strain -strain tersebut (Kaper dan Waterworth, 1981). Ragam strain CMV yang
paling banyak dikenal menurut Gibbs dan Harrison (1970) adalah: yellow strain
menyebabkan mosaik kuning yang sangat jelas pada Nicotiana sp. dan lesio
nekrotik pada Zinnia elegans; Y strain pada Vigna sinensis menyebabkan gejala
mosaik seperti yellow strain , namun dengan gejala yang lebih ringan; dan spinach
strain pada N. tabacum, menyebabkan lesio lokal, atau mosaik sistemik, atau
bercak cincin diikuti dengan salah bentuk dan nekrosis pada tulang daun.
Piper Yellow Mottle Badnavirus (PYMV)
8
Belum banyak informasi molekuler yang diketahui tentang virus ini. Hasil
pengamatan dengan mikroskop elektron menunjukkan bahwa PYMV berbentuk
bacilliform tidak memiliki pembungkus, berukuran 30 x 125 nm. Partikel
memiliki double-stranded DNA. Virus ini termasuk dalam genus badnavirus
(Lockhart et al. 1997).
Genus Badnavirus memiliki beberapa anggota spesies selain PYMV, yaitu :
Banana streak virus (BSV), Cacao swollen shoot virus (CSSV), Canna yellow
mottle virus (CaYMV), Commelina yellow mottle virus (ComYMV), Dioscorea
bacilliform virus (DBV), Kalanchoe top -spotting virus (KTSV), Rice tungro
bacilliform virus (RTBV), Schefflera ringspot virus (SRV), dan Sugarcane
bacilliform virus (SCBV).
Salah satu anggota Badnavirus yaitu RTBV telah diketahui berukuran 8,0
kbp.
RTBV memiliki open reading frame (ORF) yang panjang, menyandi
poliprotein (P3). Poliprotein tersebut terdiri atas gen penyandi capsid protein
(CP), movement protein (MP), aspartat protease (PR), dan reverse transcriptase
(RT) dengan aktivitas ribonuklease H (Marmey et al. 2005).
Penularan Virus Penyebab Penyakit Belang
Cara penularan virus sangat penting diketahui karena merupakan faktor
yang menentukan penyebaran dan bertahannya virus di lapangan.
CMV dan
PYMV dapat ditularkan oleh kutu daun, bibit tanaman sakit, cara penyambungan
dan mekanik (de Silva et al. 2002).
Penularan virus di lapang yang paling sering terjadi dan paling merugikan
adalah penularan melalui serangga vektor (Suseno 1990). Sebanyak 75 spesies
kutu daun dapat menularkan CMV secara nonpersisten, namun Aphis gossypii dan
Myzus persicae (Hemiptera : Aphididae) yang paling efektif (Fritzsche et al. 1972,
diacu dalam Kaper dan Waterworth 1981). Semua virus dari kelompok
Cucumovirus dapat ditularkan secara nonpersisten atau terbawa stilet kutu daun.
Semua instar kutu daun dapat menularkan virus tersebut dan tidak ada periode
laten. Periode retensi dalam vektor kurang dari empat jam dan virus tidak dapat
9
ditularkan ke keturunan kutudaun tersebut (Gibbs dan Harrison 1970; Kaper dan
Waterworth 1981).
Kisaran tumbuhan inang CMV sangat luas, meliputi berbagai spesies dari
Famili Ranunculaceae, Cruciferae, Violaceae, Polygonaceae, Phytolacaceae,
Chenopodiaceae, Geraniaceae, Tropaeolaceae, Cucurbitaceae, Euphorbiaceae,
Leguminosae,
Apocynaceae,
Solanaceae,
Compositae,
Primulaceae,
dan
Asclepiadaceae (Smith 1972). Menurut Agrios (1997) CMV dapat menyerang
tanaman sayuran, tanaman hias dan jenis tanaman lainnya. Selain menyerang
tanaman ketimun, virus ini juga menyerang tanaman cabai, melon, labu, lada,
bayam, seledri, tomat dan tanaman polong-polongan.
PYMV
tidak dapat ditularkan secara mekanis namun dapat ditularkan
melalui penyambungan, serangga vektor kutu putih dan D. distansi dan melalui
benih dengan efisiensi hanya 5% (de Silva et al. 2002).
Efisiensi penularan
PYMV dengan vektor F.virgata mencapai 70% sedangkan secara mekanis tingkat
keberhasilannnya kecil yaitu sekitar 10% (Bhat et al. 2003)
Deteksi dan Identifikasi Virus Penyebab Penyakit Belang
Untuk dapat mengetahui keberadaan virus dalam tanaman terinfeksi dengan
tepat diperlukan tindakan deteksi dan identifikasi. Langkah ini perlu diambil agar
tindakan pengendalian yang dilakukan tepat sasaran. Teknik dasar yang sejak
lama dilakukan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi virus biasanya dilakukan
melalui pengamatan gejala, uji penularan pada berbagai tanaman inang dan
penularan dengan vektor. Perkembangan metode deteksi virus saat ini sudah
sangat maju seperti teknik serologi, hibridisasi asam nukleat, dan teknik PCR,
sehingga upaya deteksi dan identifikasi berbagai jenis virus menjadi lebih mudah
dan akurat.
Teknik serologi yang digunakan saat ini adalah ELISA (Enzim Linked
Immuno Sorbent Assay), yang dikembangkan pada akhir 1970-an.
Teknik
serologi ini telah digunakan secara luas dan berkembang pesat untuk mendeteksi
dan mempelajari virus tumbuhan. Keuntungan uji ELISA adalah kepekaannya
yang sangat tinggi, dapat menguji sampel dalam jumlah banyak secara cepat,
10
penggunaan antiserum yang sedikit, dan hasilnya dapat diperoleh secara kualitatif
dan kuantitatif, serta prosedur pengujian yang mudah. Karena keuntungankeuntungan tersebut, ELISA denga n cepat menggantikan semua teknik seri
diagnostik yang lain (Agrios 1997).
Identifikasi CMV pada sampel tanaman lada yang berasal dari Sukabumi
telah dilakukan oleh Febrianti (2004) menggunakan antiserum CMV dan
menunjukkan bahwa 92% sampel yang diuji positif terinfeksi CMV. Bhat et al.
(2002) melakukan pengujian pada sampel lada di India untuk mendeteksi
keberadaan PYMV menggunakan metode Direct antigen-coated ELISA (DACELISA) dengan antiserum Commelina yellow mottle badnavirus (CoYMV),
Banana streak badnavirus (BSV), Rice tungro bacilliform badnavirus (RTBV)
and Sugarcane bacilliform badnavirus (ScBV), Potato virus potyvirus Y (PVY),
Tobacco streak virus ilarvirus (TSV), Groundnut bud necrosis tospovirus
(GBNV) , dan CMV, hasilnya menunjukkan hanya 2 antiserum bereaksi positif
dengan PYMV yaitu antiserum BSV dan antiserum ScBV.
Dewasa ini karakterisasi maupun identifikasi virus tumbuhan selain
menggunakan teknik serologi, telah banyak dikembangkan teknik molekuler
melalui analisis sidik jari DNA. Ide ntifikasi virus banyak mengunakan teknik
Polymerase chain reaction (PCR).
Teknik PCR dapat mengatasi masalah
konsentrasi virus yang rendah, walaupun sampel yang digunakan sedikit dan dapat
berupa bahan segar, beku ataupun kering (Rojas et al. 1993; Wyatt dan Brown
1998).
Pengujian dengan teknik PCR memerlukan sepasang primer yang spesifik
yang akan menginduksi pembentukan dan perbanyakan asam nukleat atau untai
DNA dengan bantuan enzim Taq polymerase dalam mesin PCR atau
thermocycler.
Pemilihan primer yang tepat sangat menentukan keberhasilan
identifikasi suatu jenis virus (Rojas et al. 1993). Febrianti (2004) melakukan
teknik PCR untuk mendeteksi CMV pada tanaman lada menggunakan sepasang
primer CMV -R dan CMV-F yang dibuat berdasarkan sekuen CMV-B2 (RNA2)
diperoleh ukuran pita 940 bp. Metode PCR untuk mendeteksi PYMV dengan
menggunakan sepasang primer berhasil mengamplifikasi ukuran pita DNA 450 bp