PADA TANAMAN CABA
8 PEMBAHASAN UMUM
Berbagai upaya pengendalian penyakit yang disebabkan oleh Chili veinal mottle virus (ChiVMV) telah dilakukan, antara lain mengembangkan varietas tahan dan mengendalikan serangga vektor yaitu kutudaun. Upaya tersebut belum berhasil karena sumber gen tahan terhadap ChiVMV masih sangat terbatas, dan vektor dapat menularkan ChiVMV ke tanaman sehat dalam waktu singkat. Salah satu alternatif pengendalian adalah memanfaatkan virus strain lemah melalui teknik pengendalian proteksi silang.
Teknik proteksi silang memiliki beberapa kelebihan antara lain tidak berbahaya terhadap ekosistem seperti tanaman dan hewan, tidak menimbulkan polusi terhadap lingkungan, dan efektif untuk lingkungan pertanian berkelanjutan (Tsuda 2005), aplikasi sederhana dan tidak mahal (Rezende dan Pacheco 1998). Walaupun demikian kelemahan proteksi silang perlu diantisipasi antara lain titer virus strain lemah kadang-kadang sangat rendah sehingga perlindungan menjadi tidak sempurna, dengan kata lain menimbulkan gejala lemah pada tanaman (Yeh dan Gonsalves 1984); selain itu proteksi silang kurang berhasil pada strain heterolog (Gonsalves 1989).
Konsep proteksi silang yang dikemukakan oleh Lecog (1998) terjadi pada virus yang sekerabat, strain virus yang menginduksi proteksi silang disebut sebagai “protecting strain”, dan strain yang digunakan untuk mengevaluasi efisiensi proteksi silang disebut sebagai “challenging strain”. Protecting strain umumnya adalah strain lemah yang menimbulkan gejala lemah dan tidak mempengaruhi produksi. Challenging strain dapat diinokulasikan pada waktu yang berbeda setelah inokulasi dengan protecting strain.
Lecog (1998) menjelaskan lebih lanjut bahwa karakteristik strain lemah untuk dapat digunakan untuk proteksi silang antara lain harus menginduksi gejala lemah, harus menginfeksi secara sistemik dan terdapat pada semua jaringan, menimbulkan gejala lemah untuk semua inang meliputi juga tanaman yang bukan target proteksi silang, tidak menyebabkan kehilangan hasil dan tidak mengurangi kualitas produk, harus stabil secara genetik, dan tidak berevolusi kearah virulen. Selanjutnya Tsuda (2005) menambahkan kriteria virus strain lemah yang aman, disamping yang telah disebutkan di atas adalah kemampuan untuk melindungi tanaman tidak berkurang selama musim tanam, infeksi campuran antara virus strain lemah dengan virus yang lain tidak menyebabkan kerusakan yang lebih berat pada tanaman, metode inokulasi mudah dan efisien. Jika virus strain lemah aman pada semua kondisi tersebut, maka virus strain lemah dapat digunakan untuk skala besar.
Mekanisme proteksi silang adalah kompetisi antara protecting strain dengan
challenging strain terhadap faktor inang dalam hal tempat replikasi di dalam sel (Muller et al. 2004). Virus yang sekerabat menempati tempat yang sama di dalam sel. Sel yang telah diinfeksi oleh satu strain virus tidak dapat disuperinfeksi oleh strain lain (Takashita et al. 2007). Kompetisi terhadap protein atau asam nukleat (Hull 2002), faktor inang yang sama diperlukan untuk perbanyakan virus (Muller
et al. 2004). Mekanisme lain adalah RNA silencing. Protecting strain akan mendegradasi challenging strain (Freitas dan Rezende 2008; Ziebel et al. 2007). RNA silencing merupakan fenomena pertahanan alami (Moore et al. 2001).
Langkah-langkah yang penting dilakukan dalam upaya pencarian isolat lemah yang dapat dikembangkan sebagai agens proteksi silang adalah 1)
eksplorasi isolat lemah di lapangan (Kenganal 2009); 2) pengujian kisaran inang dan respon tanaman inang (Shah et al. 2008); 3) evaluasi interaksi isolat lemah dengan isolat kuat (Roossinck 2005); dan 4) karakterisasi molekular (Tsai et al. 2008) untuk mengetahui potensinya sebagai agens proteksi silang.
Virus strain lemah untuk proteksi telah berhasil diperoleh secara alami misalnya PRSV strain lemah (Yeh dan Gonsalves 1984), GFLV (Komar et al. 2008), virus strain lemah dapat pula diperoleh melalui perlakuan dingin dengan suhu rendah, diantaranya berhasil diperoleh SMV strain lemah (Kosaka dan Fukunishi 1993), ZYMV (Kosaka et al. 2006), CMV (Kobori et al. 2005). Keberhasilan pertama memperoleh PRSV strain lemah melalui induksi mutasi dari PRSV strain kuat telah dilakukan oleh Yeh dan Gonsalves (1984).
Eksplorasi ChiVMV di pertanaman cabai di Provinsi Jambi, Sumatera Barat, dan Jawa Barat telah berhasil mendapatkan isolat-isolat lemah ChiVMV dari setiap daerah. ChiVMV isolat lemah diperoleh dari tanaman cabai yang menimbulkan gejala ringan atau tidak bergejala di sekitar tanaman cabai terinfeksi ChiVMV yang menimbulkan gejala berat.
Sampel daun cabai yang terinfeksi ChiVMV ditularkan secara mekanis ke tanaman cabai merah besar IPB C13 di rumah kaca menunjukkan berbagai variasi gejala antara lain tidak bergejala, belang sedang, belang berat, malformasi, ujung daun meruncing, lamina daun menyempit, dan tanaman kerdil. Tanaman yang tidak menunjukkan gejala diperoleh pada inokulasi dengan ChiVMV isolat lemah (KAR, SPR, EAK, SKT, LGM, SKR, CSR, PGL, KRS, KMT, KRD, STG, KLT, BTL, SLO, dan WTE), sedangkan tanaman yang menunjukkan gejala sedang terdapat pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat ChiVMV (CGN dan NSI), sebaliknya gejala berat terdapat pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat ChiVMV (CKW, CKB, dan BLG).
Dari 16 ChiVMV isolat lemah yang tidak menimbulkan gejala pada tanaman cabai, selanjutnya dipilih isolat lemah yang mampu menginfeksi tanaman cabai dengan persentase penyakit yang tinggi. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh 8 ChiVMV isolat lemah yaitu (KAR, SKT, SPR, CSR, PGL, SLO, STG, dan WTE). Seleksi ChiVMV isolat lemah selanjutnya adalah melalui penularan ChiVMV isolat lemah ke berbagai genotipe cabai dan tanaman dari famili Solanaceae. Isolat-isolat lemah ChiVMV ternyata tidak menunjukkan gejala sehingga tidak mempengaruhi pertumbuhan tanaman pada semua genotipe cabai (IPB C2, IPB C13, IPB C120, Laris, IPB C8, Bara, California Wonder, dan Yolo Wonder) dan tanaman Solanaceae (C. frutescens, D. metel, D. stramonium, L. esculentum, P. floridana, S. melongena, dan S. nigrum).
Dengan telah diperoleh isolat-isolat lemah ChiVMV yang tidak menimbulkan gejala pada semua tanaman uji, maka untuk tahap selanjutnya dilakukan pengujian interaksi antara ChiVMV isolat lemah dengan isolat kuat ChiVMV-CKB (isolat paling kuat dari 3 isolat kuat yang diperoleh). ChiVMV isolat lemah (KAR, SKT, SPR, CSR, PGL, SLO, STG, dan WTE) yang diinokulasikan seminggu sebelum inokulasi isolat kuat ChiVMV-CKB menunjukkan tanaman tidak bergejala atau gejala ringan, waktu munculnya gejala sangat lambat, dan dapat menurunkan keparahan penyakit sebesar 84.73% sampai 97.23%. Dengan demikian inokulasi ChiVMV isolat lemah seminggu sebelum inokulasi isolat kuat ChiVMV-CKB menunjukkan interferensi yang sangat kuat, dan sifat-sifat ini merupakan dasar dari proteksi silang.
Kemampuan mencegah dan memperlambat infeksi, mengurangi ekspresi gejala serta memperlambat masa inkubasi menjadi pertimbangan dalam penentuan
strain lemah yang akan dipilih sebagai agens proteksi silang (Kenganal 2009). Roossinck (2005) menyatakan interferensi ditandai dengan gejala penyakit yang timbul pada tanaman tidak separah bila hanya diinokulasi dengan strain kuat.
Berdasarkan hasil penelitian pada interaksi ChiVMV isolat lemah dengan ChiVMV isolat kuat dipilih 5 ChiVMV isolat lemah untuk digunakan dalam evaluasi proteksi silang yaitu isolat ChiVMV-KAR, SPR, SKT, CSR, dan PGL. Kelima ChiVMV isolat lemah efektif melindungi tanaman cabai dari infeksi isolat kuat ChiVMV-CKB. Keberhasilan ChiVMV isolat lemah sebagai agens proteksi silang dalam penelitian ini ditandai dengan tanaman tidak menunjukkan gejala atau gejala ringan, jumlah tanaman bergejala lebih sedikit, memperlambat munculnya gejala, menekan ekspresi gejala, dan tidak mempengaruhi produksi. ChiVMV isolat lemah potensial sebagai agens proteksi silang dengan mengurangi patogenisitas dan meningkatnya kompetisi dengan isolat kuat ChiVMV-CKB.
Karakterisasi molekuler kelima isolat lemah tersebut selanjutnya dilakukan dengan teknik RT-PCR menggunakan pasangan primer ChiVMV F Ind dan ChiVMV R Ind yang mengamplifikasi gen CP. Berdasarkan sikuen gen CP diketahui bahwa kelima ChiVMV isolat lemah memiliki hubungan kekerabatan dengan isolat-isolat ChiVMV di GeneBank yang digunakan sebagai pembanding antara lain isolat dari Indonesia, India, Korea, China, Vietnam, Thailand.
Analisis homologi menunjukkan bahwa ChiVMV isolat lemah memiliki hubungan kekerabatan sangat erat dengan isolat kuat ChiVMV-CKB. Kesamaan sikuen nukleotida dan asam amino antara ChiVMV isolat lemah dengan isolat kuat ChiVMV-CKB masing-masing berturut-turut 92.6% sampai 98.1% dan 92.3 sampai 97.5%. Tingginya kesamaan sikuen nukleotida dan asam amino sangat menentukan keberhasilan proteksi silang.
Proteksi silang terjadi pada virus yang sekerabat yang memiliki kesamaan sikuen nukleotida yang diperlukan untuk kompetisi. PTGS akan aktif apabila kesamaan sikuen nukleotida tinggi antara protecting strain dengan challenging strain diharapkan efisien dalam mendegradasi RNA. Komar et al. (2008) melaporkan proteksi silang pada spesies yang sama lebih efektif daripada virus dalam genus yang sama, dalam hal ini GFLV-Ghu lebih efektif dari pada strain lemah ArMV-Ta untuk melindungi tanaman anggur dari infeksi GFLV strain kuat, sementara ArMV-Ta efektif melindungi tanaman anggur dari infeksi ArMV strain kuat selama 11 tahun terakhir melalui proteksi silang. Lin et al. (2007) menyatakan proteksi silang merupakan pendekatan penting untuk pengendalian penyakit yang disebabkan oleh virus.
Strain lemah yang telah diperoleh dari penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk melindungi berbagai jenis cabai dari infeksi ChiVMV strain kuat, terutama cabai paprika yang bernilai ekonomi tinggi tetapi sangat rentan terhadap ChiVMV. Semenjak diperoleh ChiVMV isolat lemah dari pertanaman cabai di berbagai daerah pada bulan Februari 2011 sampai berakhirnya semua penelitian ini bulan Juli 2012, ChiVMV isolat lemah yang digunakan tetap stabil artinya tidak berubah ke arah virulen dan tetap dapat melindungi tanaman cabai dari infeksi isolat kuat. Tahapan penelitian selanjutnya adalah mencari strategi pemanfaatan strain lemah pada skala yang lebih luas.