Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Peranan Gulma sebagai Inang Alternatif Geminivirus di Pertanaman Cabai di Jawa adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Rika Meliansyah NIM A352070011
RIKA MELIANSYAH. The Role of Weeds as Alternative Host for Geminivirus Infecting Chili Pepper in Java. Supervised by SRI HENDRASTUTI HIDAYAT and KIKIN HAMZAH MUTAQIN.
Geminivirus infection is one of the limiting factors in the production of chili pepper. The virus has a wide host range including cultivated plants and weeds. Infected weeds may play an important role in disease epidemic. Unfortunately, little is known about weeds species that may serve as alternative host for geminivirus. This research was conducted to determine weed species that may serve as alternative host for geminivirus and to identify geminivirus on weeds around chili pepper field. This study includes four activities; (1) weed collection and identification, conducted through field survey to chili pepper growing areas in West Java (Bandung, Cianjur, Sukabumi, Bogor, Garut), Central Java (Brebes and Magelang), Yogyakarta (Sleman) and East Java (Malang and Kediri), (2) detection of geminivirus from weed species showing symptom using PCR technique, (3) analysis of genetic diversity of geminivirus infecting weeds, (4) host range evaluation of geminivirus involving several weed species. Field surveys conducted in early 2009 reveals that the diversity and distribution of weed species in chili pepper field were determined among others by altitude, crop management and planting pattern. Weed in the family of Compositae and Euphorbiaceae are the most dominant weeds and has potential as an alternative host. Artificial inoculation of geminivirus (Begomovirus ‘Segunung’) using insect vector, Bemisia tabaci, was succesfully transmitted the virus and caused two types of symptoms i.e. netting (Ageratum conyzoides, Porophillum ruderale and Spilanthes iabadicensis) and leaf malformation (Synedrella nodiflora and Galinsoga parviflora). Geminivirus infection was detected using PCR technique from AgrBgr, AgrSkm, AgrMgl, AgrJgy, SplMgl, CtpMgl and PrlBgr.Virus isolates further genetic analysis showed that those geminivirus can be differentiated into two clusters, showing the possible genetic differences among them. They neither have a close relationship with other geminiviruses published earlier in the GenBank.
Keywords: Chili, Weeds, Geminivirus, alternative host, genetic diversity
RINGKASAN
RIKA MELIANSYAH. Peranan Gulma sebagai Inang Alternatif Geminivirus di Pertanaman Cabai di Jawa. Dibimbing oleh SRI HENDRASTUTI HIDAYAT dan KIKIN HAMZAH MUTAQIN.
Geminivirus merupakan salah satu faktor pembatas budidaya cabai. Virus tersebut memiliki kisaran inang yang luas pada tanaman budidaya maupun gulma. Peranan gulma di sekitar pertanaman cabai dalam perkembangan penyakit yang disebabkan geminivirus belum banyak diketahui, sehingga perlu dilakukan deteksi geminivirus dari gulma dengan tujuan untuk mengidentifikasi kelompok atau jenis gulma yang dapat menjadi inang geminivirus serta mengidentifikasi geminivirus pada gulma di pertanaman cabai. Selanjutnya peran gulma dalam penyebaran penyakit yang disebabkan oleh geminivirus dapat dievaluasi.
Kegiatan yang dilakukan untuk mengkaji peranan gulma sebagai inang alternatif geminivirus di pertanaman cabai di Jawa terdiri dari: 1) identifikasi jenis-jenis gulma yang berasal dari pertanaman cabai di Jawa Barat yang meliputi Bandung, Bogor, Cianjur, Sukabumi, dan Garut, di Jawa Tengah yang meliputi Brebes dan Magelang, di Daerah Istimewa Yogyakarta adalah Sleman, di Jawa Timur meliputi Malang dan Kediri; 2) deteksi geminivirus pada gulma menggunakan teknik polymerase chain reaction (PCR); 3) analisis keragaman genetik geminivirus asal gulma bergejala; 4) pengujian kisaran inang geminivirus pada kelompok gulma.
Berdasarkan hasil survei di pertanaman cabai di Jawa terdapat 27 spesies gulma dari 15 famili tumbuhan. Spesies gulma yang ditemukan pada setiap lokasi survei memiliki perbedaan baik jumlah maupun keragamannya. Famili gulma yang spesiesnya paling banyak ditemukan adalah Compositae dan Euphorbiaceae. Beberapa hal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan penyebaran gulma adalah faktor lingkungan seperti jenis dan tingkat kesuburan tanah, ketinggian tempat, serta keadaan air tanah dan praktek budidaya seperti pengolahan tanah dan pengendalian gulma. Ditemukan enam spesies gulma yang diduga terinfeksi geminivirus di lapangan dengan gejala penguningan tulang daun sehingga menyerupai jala(netting).
Gulma yang diduga terinfeksi geminivirus dari lapangan berdasarkan gejala yang diamati kemudian dideteksi virusnya dengan teknik PCR. Fragmen DNA sasaran berukuran 760 bp berhasil teramplifikasi dari sembilan spesies gulma yang bergejala yaitu Ageratum conyzoides Bogor (AgrBgr), A. conyzoides Sukabumi (AgrSkm), A. conyzoides Magelang (AgrMgl), A. conyzoides Yogyakarta (AgrJgy), A. conyzoides Garut (AgrGrt),Centipeda minima Magelang (CtpMgl), Acalypha boehmeroides Yogyakarta (AclJgy), Porophyllum ruderale Bogor (PrlBgr), Spilanthes iabadicensis (SplMgl). Empat gulma bergejala lainnya (Galinsoga parviflora Garut, Eclipta prostrata Brebes, Ipomoea triloba Garut, dan Ludwigia peruviana Cianjur) memberikan hasil negatif dalam deteksi virus.
Hasil perunutan asam nukleat geminivirus asal gulma telah diperoleh untuk tujuh contoh DNA hasil amplifikasi dengan PCR. Hasil perunutan tersebut selanjutnya digunakan dalam analisis kekerabatan yang melibatkan sekuen
menunjukkan bahwa tujuh sampel geminivirus asal gulma dapat dibedakan dalam dua kelompok. Isolat geminivirus pada gulma yang berasal dari daerah yang sama atau berdekatan tergolong ke dalam kelompok yang sama. Kekerabatannya tidak terlalu dekat dengan geminivirus lain yang telah dipublikasikan di GenBank.
Infeksi alami geminivirus pada gulma umumnya menyebabkan gejala netting, sedang infeksi buatan melalui penularan dengan kutukebul Bemisia tabaci dapat menyebabkan gejala netting pada A. conyzoides, P. ruderale, S. iabadicensis atau malformasi daun dan keriting pada Synedrella nodiflora dan G. parviflora. Hasil pengujian kisaran inang pada gulma dideteksi kembali dengan PCR. Fragmen DNA hasil amplifikasi berhasil diperoleh dari tanaman yang menunjukkan gejala maupun yang tidak menunjukkan gejala. Sebaliknya, tanaman yang menunjukkan gejala tidak selalu menghasilkan fragmen DNA dalam teknik PCR. Keadaan tersebut menunjukkan bahwa gulma yang tidak menunjukkan gejala tidak selalu terinfeksi virus.