TESIS DETEKSI SIMULTAN CMV DAN ChiVMV PENYEBAB

advertisement
TESIS
DETEKSI SIMULTAN CMV DAN ChiVMV
PENYEBAB PENYAKIT MOSAIK PADA TANAMAN
CABAI RAWIT (CAPSICUM FRUTESCENS L.)
DENGAN DUPLEX RT-PCR
diawasi dandidukung dengan
I GEDE AGUS ADI CHANDRA
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2014
TESIS
DETEKSI SIMULTAN CMV DAN ChiVMV
PENYEBAB PENYAKIT MOSAIK PADA TANAMAN
CABAI RAWIT (CAPSICUM FRUTESCENS L.)
DENGAN DUPLEX RT-PCR
diawasi dandidukung dengan
I GEDE AGUS ADI CHANDRA
NIM 1290861010
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI BIOTEKNOLOGI PERTANIAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2014
i
DETEKSI SIMULTAN CMV DAN ChiVMV
PENYEBAB PENYAKIT MOSAIK PADA TANAMAN
CABAI RAWIT (CAPSICUM FRUTESCENS L.)
DENGAN DUPLEX RT-PCR
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada Program Magister, Program Studi Bioteknologi Pertanian,
Program Pascasarjana Universitas Udayana
I GEDE AGUS ADI CHANDRA
NIM 1290861010
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI BIOTEKNOLOGI PERTANIAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2014
ii
Lembar Persetujuan
TESIS INI TELAH DISETUJUI
PADA TANGGAL : 30 Juni 2014
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. I Dewa Nyoman Nyana, M.Si.
NIP. 19540220 198503 1 001
Dr. G.N Alit Susanta Wirya, S.P., M.Agr
NIP. 19860115 199403 1 001
Mengetahui
Ketua
Program Studi Bioteknologi Pertanian
Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Direktur
Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Prof. Dr. Ir. I Gede Rai Maya Temaja, M.P Prof. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp. S(K)
NIP. 19621009 198803 1 002
NIP. 19590215 198510 2 001
iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI
Tesis ini Telah Diuji
Pada Tanggal 30 Juni 2014
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana, No.1993 /UN14.4/ HK/2014, Tanggal 30 Juni 2014
Ketua
: Dr. Ir. I Dewa Nyoman Nyana, M.Si.
Anggota
:
1. Dr. G.N Alit Susanta Wirya, S.P., M.Agr
2. Prof. Dr. Ir. I Made Sudana, M.S.
3. Prof. Dr. Ir. I Gede Rai Maya Temaja, M.P.
4. I Putu Sudiarta, S.P., M.Si., Ph.D.
iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: I Gede Agus Adi Chandra
NIM
: 1290861010
Program Studi : Bioteknologi Pertanian
Judul Tesis
: Deteksi Simultan CMV dan ChiVMV Penyebab Penyakit
Mosaik pada Tanaman Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.)
dengan Duplex RT-PCR.
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila
dikemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia
menerima sangsi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan
Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar, 30 Juni 2014
Yang membuat pernyataan
(I Gede Agus Adi Chandra)
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke
hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena hanya atas asung wara nugrahaNya, tesis ini dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada Dr. Ir. I Dewa Nyoman Nyana, M.Si selaku
Pembimbing I, pembimbing akademik yang dengan penuh perhatian dan
kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis; Dr. G.N Alit
Susanta Wirya, S.P., M.Agr selaku Pembimbing II yang dengan penuh perhatian
dan kesabaran memberikan dorongan, semangat, bimbingan, saran dan
pengarahan kepada penulis selama penyusunan tesis ini.
Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD., KEMD, Ibu Direktur Pascasarjana
Universitas Udayana Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp. S(K) dan Ketua
Program Studi Bioteknologi Pertanian Program Pascasarjana Universitas Udayana
Prof. Dr. Ir. I Gede Rai Maya Temaja, M.P atas kesempatan yang diberikan
kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program
Pascasarjana Universitas Udayana serta seluruh staf dosen dan staf administrasi
yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan. Pada
kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada Prof. Dr. Ir. I Made Sudana, M.S selaku ketua Laboratorium Penyakit
Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Udayana atas kesempatan untuk belajar
dan kemudahan dalam penggunaan fasilitas Laboratorium Penyakit Tumbuhan
vi
Fakultas Pertanian Universitas Udayana, selama penulis melakukan penelitian,
serta penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarmya kepada Dr.
Ir. Gede Suastika, M.Sc selaku Dosen Institut Pertanian Bogor atas kerjasama dan
kesempatan untuk belajar dan kemudahan dalam penggunaan fasilitas
laboratorium di Laboratorium Virologi Tumbuhan, Institut Pertanian Bogor,
selama penulis melakukan penelitian. Ucapan terima kasih penulis sampaikan
pula kepada para penguji tesis Prof. Dr. Ir. I Made Sudana, M.S. Prof. Dr. Ir. I
Gede Rai Maya Temaja, M.P. I Putu Sudiarta, S.P., M.Si., Ph.D yang telah
dengan sabar memberikan masukan, saran dan koreksi sehingga tesis ini dapat
terwujud menjadi lebih baik.
Ucapan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada kedua orang tua
tercinta I Nyoman Suastika dan Ni Nyoman Sarini, adikku Ni Made Ayu Serli
Mahardika, bersama seluruh keluarga yang tidak dapat penulis sebutkan satu per
satu atas dukungan, semangat dan do’a selama penulis menyelesaikan pendidikan
terutama penyusunan tesis ini. Akhirnya ucapan terima kasih penulis sampaikan
juga kepada Ni Made Fitri Trisna Dewi atas perhatian dan motivasinya, temanteman Agronomi ’08 (NH): Agus Gin, Rian, Dewa, Wira, Bojes, Haris, Benita,
Kayan Juna, Baron; teman-teman Biotek ’12: Ocha, Nita, Mika, Dika; temanteman virologi di Fakultas Pertanian Universitas Udayana: Raga, Tude, Gusde,
Anom, Veni, Awa, Sukada, serta semua teman-teman yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu atas do’a, kerjasama dan loyalitasnya selama ini.
Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa selalu melimpahkan rahmat-Nya
kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.
vii
Semoga tesis ini dapat memberikan sumbangan bagi pengembangan ilmu
pengetahuan dan bermanfaat bagi semua.
Denpasar, 30 Juni 2014
Penulis
viii
ABSTRAK
DETEKSI SIMULTAN CMV DAN ChiVMV PENYEBAB PENYAKIT
MOSAIK PADA TANAMAN CABAI RAWIT (CAPSICUM FRUTESCENS
L.) DENGAN DUPLEX RT-PCR
Mendeteksi keberadaan virus penyebab gejala mosaik oleh CMV dan
ChiVMV yang menginfeksi tanaman cabai rawit secara bersamaan sulit
dilakukan. Perlu dilakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk dapat menteteksi
keberadaan asosiasi dari kedua virus yang menyebabkan gejala mosaik oleh
infeksi single atau double dan mempermudah proses deteksi yang selama ini perlu
proses yang panjang dan mahal. Metode yang digunakan adalah metode Duplex
RT-PCR dengan harapan dapat mendeteksi dua virus sekaligus yang
menyebabkan penyakit mosaik
Berdasarkan dari hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Duplex RTPCR dapat mendeteksi infeksi ganda dari CMV dan ChiVMV pada tanaman cabai
dan merupakan metode yang lebih efektif untuk mendeteksi dua virus sekaligus
dalam sekali reaksi PCR.
Kata kunci: Cabai rawit, CMV, ChiVMV, Duplex RT-PCR
.
ix
ABSTRACT
SIMULTANT DETECTION CMV AND ChiVMV CAUSES MOSAIC
DISEASE IN CHILI PEPPER (CAPSICUM FRUTESCENS L.) WITH
DUPLEX RT-PCR
Detect the presence virus causes mosaic symptoms by CMV and ChiVMV
infecting chili pepper plants at the same time was conducted. There needs a study
that aims to detect the associations of both viruses causes mosaic symptoms by
single or double infection and simplify the detection process which is necessary
for a long and expensive process. The used method is a duplex RT-PCR in hopes
of simultaneously detecting two viruses causes mosaic disease.
Based on the results of the study showed that the duplex RT-PCR method
can detect double infection of CMV and ChiVMV on chili plants and this method
more effective to detect two viruses simultaneously in a single PCR reaction.
Keywords: Chili pepper, CMV, ChiVMV, Duplex RT-PCR
x
RINGKASAN
Kebutuhan cabai meningkat terus-menerus pada setiap tahun sejalan
dengan meningkatnya jumlah penduduk dan berkembangnya industri yang
membutuhkan bahan baku cabai. Rataan produksi cabai nasional baru mencapai
4,35 ton/ha, sementara potensi produksi cabai dapat mencapai lebih 10 ton/ha
(DBPH, 2010). Kendala biologis yang diakibatkan oleh serangan patogen virus
pada cabai masih merupakan penyebab utama kegagalan panen, maka usaha untuk
mengatasi penyakit cabai akibat virus sangat perlu mendapat perhatian
(Suryaningsih et al.,1996). Infeksi CMV sering menimbulkan gejala mosaik yang
umumnya muncul pada pucuk tanaman dimana daun muda memperlihatkan
perubahan warna belang hijau muda kekuningan diantara warna hijau normal atau
hijau tua. Sedangkan tanaman cabai yang terinfeksi ChiVMV pada daunnya akan
memperlihatkan gejala belang-belang hijau gelap, bercak-bercak hijau gelap, dan
kadang-kadang pola-pola tersebut menyatu ke tulang daun didekatnya, leaf
cupping, epinasti dan nekrosis (Ong, 1995; Sulyo et al., 1995). Untuk mendeteksi
keberadaan CMV dan ChiVMV penyebab gejala mosik yang menginfeksi
tanaman secara bersamaan sangat susah dan belum banyak penelitian yang
mengungkap keberadaan asosiasi dari kedua virus ini. Tujuan dari penelitian ini
adalah: Untuk dapat mendeteksi infeksi ganda dari CMV dan ChiVMV pada
tanaman cabai dengan metode Duplex RT-PCR.
Penelitian ini dimulai dengan survei yang dilakukan di kebun petani Desa
Kerta, Payangan Gianyar, Bali untuk mengumpulkan sampel tanaman yang
bergejala khas infeksi ganda CMV dan ChiVMV. Untuk verifikasi jenis virus
maka dilakukan pengambilan sampel daun-daun pucuk dari tanaman-tanaman
cabai yang menunjukkan gejala infeksi virus dan untuk dapat mendeteksi infeksi
ganda oleh CMV dan ChiVMV yang menginfeksi tanaman cabai, dilakukan
deteksi virus dengan metode Duplex RT-PCR, menggunakan primer khusus yang
dapat mengamplifikasi virus secara terpisah dengan beberapa tahap yaitu,
ekstraksi
RNA
total.
sintesis
cDNA. amplifikasi
dan elektroforesis.
xi
DNA
dengan
PCR
Hasil pengamatan di Desa Kerta, Payangan, Gianyar, Bali, tanaman cabai
yang terinfeksi ChiVMV pada daun memperlihatkan gejala mosaik dan bentuk
daun membulat pada ujungnya serta melengkung ke atas. Gejala yang terinfeksi
CMV terlihat belang hijau tua dan hijau muda pada daun-daunnya, gejala ini
disertai dengan perubahan bentuk daun (cekung, keriting atau memanjang). Gejala
yang diamati dengan adanya infeksi ganda CMV dan ChiVMV.
Hasil dari elektroferesis menunjukkan bahwa sampel yang diuji positif
ditemukan adanya
infeksi
ganda
ChiVMV
dan CMV. Marker
DNA
(Promega,USA) yang digunakan dalam tahap RT-PCR ini berukuran 100 bp. Hal
ini berdasarkan hasil elektroforesis dari hasil RT-PCR yang terlihat pada Gambar
5.2 dimana pita DNA ChiVMV dengan ukuran sekitar 900 bp sesuai dengan
primer yang digunakan (Jan et al., 2000), dan CMV juga berhasil diamplifikasi
dengan didapat pita DNA berukuran 657 bp sesuai dengan primer yang
digunakan. Hasil pengamatan gejala di lapangan menunjukkan bahwa tanaman
cabai yang terinfeksi ganda menunjukkan gejala yang lebih parah dibandingkan
dengan tanaman cabai yang terinfeksi tunggal.
Berdasarkan dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa metode
Duplex RT-PCR dapat mendeteksi infeksi ganda dari CMV dan ChiVMV pada
tanaman cabai dan merupakan metode yang tepat dan efektif untuk mendeteksi
dua virus sekaligus dalam sekali reaksi PCR. Sehingga dapat disarankan dengan
metode Duplex RT-PCR dapat diaplikasikan oleh lembaga karantina untuk
mendeteksi infeksi dua virus yang menginfeksi tanaman dalam waktu yang cepat,
dan mempermudah pengecekan bahan tanaman yang masuk maupun akan dikirim
ke luar wilayah.
xii
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM .....................................................................................
PERSYARATAN GELAR .........................................................................
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................
PENETAPAN PANITIA PENGUJI .........................................................
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT...........................................
UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................
ABSTRAK ...................................................................................................
ABSTRACT.................................................................................................
RINGKASAN ..............................................................................................
DAFTAR ISI ...............................................................................................
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
DAFTAR TABEL ......................................................................................
i
ii
iii
iv
v
vi
ix
x
xi
xiii
xv
xvi
BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 4
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... 4
1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 5
2.1 Karakteristik Tanaman Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.)....... 5
2.2 Penyakit Virus pada Tanaman Cabai............................................... 7
2.3 CMV (Cucumber mosaik virus) ...................................................... 9
2.4 ChiVMV (Chilli Veinal Mottle Virus)............................................. 10
BAB III. KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS
PENELITIAN ............................................................................. 14
3.1 Kerangka Berpikir............................................................................ 14
3.2 Konsep Penelitian ............................................................................ 16
3.3 Hipotesis .......................................................................................... 16
BAB IV METODE PENELITIAN ............................................................ 17
4.1 Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................... 17
4.2 Bahan dan Alat................................................................................. 17
4.3 Pelaksanaan Penelitian..................................................................... 17
4.3.1 Survei pengambilan sampel di lapangan.......... ...................... 17
4.3.2 Deteksi Duplek CMV dan ChiVMV dengan RT-PCR........... 18
4.3.2.1 Ekstrasi RNA Total.............................................. 18
4.3.2.2 Sintesis cDNA...................................................... 20
4.3.3.3 Amplifikasi DNA dengan PCR............................ 20
4.3.4.4 Elektroforesis ....................................................... 22
xiii
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 23
5.1 Gejala Infeksi Ganda CMV dan ChiVMV pada Tanaman Cabai
Rawit ................................................................................................. 23
5.2 Deteksi dengan RT-PCR................................................................... 26
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 31
6.1 Simpulan........................................................................................... 31
6.1 Saran ................................................................................................. 31
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 32
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
3.1 Kerangka konsep penelitian ................................................................... 16
5.1 Tanaman cabai yang terinfeksi CMV dan ChiVMV ............................. 23
5.2 Hasil elektroforesis sampel tanaman cabai yang terinfeksi ganda
CMV dan ChiVMV dengan menggunakan metode RT-PCR dan
Duplex RT-PCR..................................................................................... 27
5.3 Gejala tanaman cabai yang terinfeksi virus ........................................... 28
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1
Nama primer yang mengamplifikasi gen coat protein
masing-masing virus........................................................................... 21
xvi
Download