Peanut Stripe Virus Strain Inonesia : Variasi Biologi, Deteksi Molekuler, Pengklonan, dan Determinasi Urutan Nukleotida 3' Genom RNA PStV, serta Analisis Keragaman dan Filogenetika Berdasarkan Gen CP dan 3'UTR

ALLAH

g m

Menganjurk mmusia unfuk memperha

fikan

alam

r a k

langif, bumi, bbinfang-bintang, &af, lauf, tumbuhan,

bina-,

dsn

manusia ifu sendin'. Me1almUIperhafifian

tersebut manusia

ak;ul

menakpaf manfast h2ganak,

p ' f u

menyadazi kebesman

dan

keagungan

lkhan

dsn

P

PEANUT STRIPE VIRUS STRAiN INDONESIA:

VARlASl BIOLOGI, DETEKSI MOLEKULER, PENGKLONAN,

DAN DETERMINASI URUTAN NUKLEOTIDA 3'GENOM RNA

PStV, SERTA ANALISIS KERAGAMAN DAN FlLOGENETlKA

BERDASARKAN GEN

CP

DAN 3'UTR

Oleh

HASRI'ADI MAT

AKIN

.

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

RINGKASAN

HASRIADI MAT

AKIN.

Peanut Strip

Virus

Strain Indonesia: Variasi Biologi,

Deteksi Molekuler, Pengklonan, dan Determinasi Urutan Nukleotida

3'

Getlorn

RNA

PStV, serta Analisis Keragaman dan ' ~ i l o ~ e n e t i k a

Berdasarkan Cen

CP

dan

3'UTR

pi

bawah bimbingan Prof. Dr. Tr. Edi Guhardja, MSc sebrgai

ketua, Dr.

Ir.

Sudarsono,

MSe,

Prof. Dr.

Ir.

Rusmlah Suseao

MSc,

Dr?

Ir.

Hajrial Aswidineoor, MSc, Dr. 1r. Suharsono sebagai anggota]

Hasil kacang tanah di Indonesia tahun 1996 adalah 746.600 ton dengan luas

panen 696.600 Ha (1.07 tonha) (BPS, 1996). Di negara-negara penghasil kacang

tanah lain, seperti Korea Selatan, Jepang, dan RRC hasil rata-rata perhektar berturut-

turut adalah 1.77 ton, 1.72 ton, dan 1.92 ton (Xu, 1992). Rendahnya produktivitas

kacang tanah di Indonesia antara lain disebabkan serangan virus. Di Indonesia, PStV

p'aliig dominan menyerang kacang tanah dibandingkan dengan virus-virus yang lain.

Penelitian ini bertujuan: (1) mengisolasi PStV dari 12 propinsi di Indonesia, (2)

mengetahui variasi biologi isolat-isolat PStV berdasarkan simptomatologi

dan

patogenisitas beberapa kultivar kacang tanah, (5) mengembangkan metode. deteksi

molekuler, (4) melakukan pengklonan dan determinasi urutan nukleotida isolat-isolat

PStV dari berbagai daerah di Indonesia, dan (5) menganalisis keragaman dan

filogenetika berdasarkan urutan nukleotida gen CP, ?'UTR, serta urutan asam amino

CP PStV

Has2 isolasi virus menunjukkan dari contoh daun kacang tanah yang bergejala

belang yang dikumpulkan dari 12 propinsi di Indonesia semuanya terinfeksi oleh

virus. Semua isolat virus yang didapat menimbukan gejala lesio lokal pada inokulasi

mekanik pada

C.

amaranficoIor

dan

C.

quinoa.

Dan contoh daun tanaman kacang

tanah tersebut diperoleh 15 isolat virus yang merupakan satu isolat untuk rnasing-

masing propinsi kecuali untuk Propinsi Jawa Barat empat isolat.

HasiI penelitian ini menunjukkan isolat-isolat PStV mempunyai variasi biologi

tanah. Berdasarkan tipe gejala penyakit pada daun kadang tanah yang terinfeksi, 15

isolat PStV dikelompokkan nierijadi

5

kelompok, yaitu:

mild

mottle, hlotch, severe

bk>/ch slripe, chkcrolic ring mollle, dan

slrip.

Berdasarkan patogenisitasnya, isolat-isolat PStV dikelompokkan menjadi isolat

kuat, sedang, dan kuat. Hasil studi

ini

menunjuklcan tiga faktor yang mempengdruhi

patogenisitas PStV, yaitu: faktor genetika PStV (asal isolat) dan genotipe kacang

tanah (kultivar), serta lingkungan (musim tanam).

Pengamh asal isolat & t ~

ditunjukkan oleh adanya keragaman respoti kacang tanah yang diinokulasi dengan

berbagai isolat PStV. Sedangkan pengamh kultivar terhadap patogenisitas isolat PStV

diamati dengan adanya perbedaan respon kedua kultivar Landak dan Gajah terhadap

infeksi isolat PStV. Patogenisitas isolat-isolat PStV juga dipengaruhi oleh kondisi

Iingkungan berdasarkan perbedaan patogenisitas isolat-isolat PStV pada musim hujan

dan musim kernarau.

PStV-TPSl yang termasuk kelompok mild mottle mempunyai tingkat

patogenisitas sedang pada kultivar

Landak

dan Gajah. Isolat-isolat yang termas.uk

kelompok blotch, blotch stripe, severe hlotch stripe, chlorotic ring-mode, dan stripe

umurnnya merupakan isolat kuat pada kultivar Landak dan Gajah, kecuali IPS12

merupakan isolat sedang pada kultivar Landak; sebaliknya TPS6, TPS7, dan TPS13

menjadi isolat sedang pada kultivar

Gajah.

Analisis keragaman pada tingkat urutan nukleotida gen CP, asam amino CP,

dan

3'UTR

menunjulckan isolat-isolat PStV yang berasal dari 12 propinsi di Indonesia

mempunyai keragaman yang rendah walaupun isolat-isolat tersebut mempunyai

karakter gejala

dan

patogenisitas yang berbeda. Hal

ini

kernungkman disebabkan gen

CP tidak b h n g s i sebagai pengendaii karakter gejala pada PStV.

Analisis flogenetika gen CP PStV yang berasal dari Indonesia, Thailand

,

dan

USA mengindikasikan PStV di wilayah tersebut berasal dari nenek moyang yang sama.

Pemisahan strain-strain menjadi tiga kelompok mc~rtc~phyIelic

menunjukkan PStV

sudah ada pada wilayah tersebut sejak wale yang sangat lama. Karalrter tetua PStV

hubungan antara PStV dengan subkelompok BCMV mhs;ldiiasikan salah satu dari

virus tersebut dapat menjadi caloti tetua.

Strain-strain PStV yang berasal dari Indonesia merupakan rekombinasi antara

PStV dengan BlCMV yang tejadi pada daerah CP13'UTR. Rekombinasi antara PStV

dan BlCMV dapat terjadi pada tanaman inang yang mengalami infeksi campuran. Hasil

pengamatan pada urutan nukleotida isolat-isolat PStV dari Indonesia menunjukkan

kejadian rekombiiasi

RNA

PStV dengan BlCMV pada posisi basa ke 9764

*(38

nukleotida bagian hulu kodon stop).

Berdasarkan jarak genetika dari masing-masing isolat PStV Indonesia diduga

Bogor dan Malang merupakan daerah asal penyebaran PStV di Indonesia. Isolat

Kalimantan Tengah (PStV-PS14) m e ~ p d c a n

satu-satunya PStV yang berasal dari

Malang, sedangkan isolat-isolat yang lain berasal dari Bogor. Variasi morfologi gejala

penyakit yang besar dari isolat-isolat PStV yang berasal dari Bogor (IPS2,3,4,15) juga

genunjang dugaan tesebut yang menetapkan Bogor sebagai salah saki daerah asal

penyebaran PStV di Indonesia.

Sedangkan

penetapan Malang yang juga merupakan

daerah asal PStV didukung oleh hasil analisis tilogenetika yang menunjukkan bahwa

isolat

Milan6

(PStV-lb) dan isolat Kalimantan

Tengah

(PStV-IPS14) membentuk

garis evolusi yang berbeda dengan isolat-isolat PStV indonesia yang lain.

Deteksi menggunakan teknologi RT-PCR dapat

digunakan

untuk mendeteksi

PStV dalam daun kacang tanah dan vektor

A.

craccipra.

Hibridisasi dot blot dengaff

pelacak cDNA gen CP PStV yang dilabel dengan

digoxigenin

(Ihg-cDNA) juga dapaf

PEANUT STRIPE VIRUS

STRAIN INDONESIA:

VARlASl BIOLOGI, DETEKSI MOLEKULER, PENGKLONAN,

DAN DETERMINASI URUTAN NUKLEOTIDA 3'GENOM RNA

PStV, SERTA ANALISIS KERAGAMAN DAN FILOGENETIKA

BERDASARKAN GEN

CP

DAN 3'UTR

*

oleh

HASRIADI

MAT

AKIN

Disertasi sebagai salah satu syarat untuk mernperoleh gelar

Doktor

pada

Program Pascasa jana, lnstitut Pertanian Bogor

Program Studi Biologi

PROGRAM

PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

J U ~ U I

:

PEANUT

STRIPE

VIRUS

STRAJN

INDONESIA:

VARWI BIOLOGI,

DETEKSI

MOLEKULER,

PENGKLONAN,

DAN

DETERMINASI

URUTAN

NUKLEOTIDA

3' GENOM

RNA PStV,

SERTA

ANALISIS

KERAGAMAN

DAN

FILOGENETIKA BERDASARKAN

GEN CP

DAN

3'UTR

Nama Promovendus

:

Hasriadi Mat

Akin

IP

N R P

:

94526

Program Studi

:

Biologi

Menyetujui

1. Komisi Pembimbing

Prof.Dr.lr. Edi Guhardia,

MSC

Ketua

--

Dr.lr.Sudarsono. MSc

Prof. Dr. Ir. Rusmilah Suseno. MSc

Anggota

Anggota

Dr.lr. Hairiat Aswidinnoor. MSc

RIWAYAT HIDUP

Penulis adalah anak ke empat dari empat bersaudara yang dilahirkan pada tanggal 29

Juni 1957 di Kemantan Kebalai, Kabupaten Kerinci. Orang tuanya adalah H. Datuk Mat

Akin (almarhurn) dan Hj. Timatun Sawiyah. Pada tahun 1982 menikah dengan Urip Mulyati

dan dikaruniai empat orang putrali, Yulia Rahma Fitriana (15 th), Chandra Prasetyo Hadi (I I

th), Muhammad Yogie Fadly (5 th), dan HasriI Mulya Budiman (1 th).

Pendidian dasar dan menengah diselesaikan di Kabupaten Kerinci. Pada tahun 197 1

PenuBs menyelesaikan S D Negeri Kemantan Kebalai; pada tahun 1974 menyelesaikan SMP

Negeri Semurup; dan pada tahun 1977 menyelesaikan SMA Negeri Sungai Penuh Kerinci.

Pada tahun 1978 Penulis diterima sebagai mahasiswa IPB rnelalui Proyek Perintis 11 clan

tahun 1982 Penulis memeperoleh gelah Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian IPB. Tahun

1994 Penulis mernperoleh gelar Magister Sains dalam bidang Fitopatologi dari P r o s a m

Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta dengan yudisium Cum Laude. Pada tahun 1994 panulis mernperoleh beasiswa dari Proyek Beasiswa Unggulan Pascasarjana

Dalam Negeri Proyek URGE (University Research for Garaduate Educarion) untuk mengikuti Program Doktor (53) di Program Pascasarjana IPB, Program Studi Biologi dengan

kekhususan Biologi Molekuler dan Bioteknologi. Tahun 1998 Penulis mengikuti program

San&vich untuk penelitian disertasi di Queensland Agi-iculrural Biotechnology Centre

(QABC) the University of Queensland, St. Lucia, Brisbane, Australia. _

Tchun 1982- 1983 Penulis beke j a sebagai Kepala Proyek Managemen Unit Proyek

Pembinaan dan Pengembangan Wilayah Transmiaasi (PMU-P3W Transterpadu) Teluk

Dalam Kalimantan Timur. Tahun 1983- 1984 bekerjz pada Direktorat Perlindungan Tanaman

Pangan Departemen Pertanian Jakarta. Tahun 1994-1986 Penulis pekerja sebagai Asisten

Kebun pada PT. Perkebunan X (sekarang PTPN VII). Bandar Lampung yang di tempatkan di

Perkebunan Kelapa Sawit Bekri. Sejak tahun 1956 Penulis rnenjadi staf edukatif pada

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur dipanjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya

Penulis dapat menyelesaikan penelitian clan penulisan disertasi ini.

Disertasi berjudul

Peanul

SZriipe

Vuus

Strain Indonesia: Variasi

Biologi, Deteksi molekuler, Pengklonan dan Determinasi Urutan

Nukleotida

3'Genom

RNA

PStV, serta Analisis Keragaman dan

Filogenetika Berdasarkaa Gen CP dan 3'UTR

disusun berdasarkan

perrelitian yang dilaksrrnakaa di Laboratorium Biologi Motelder, Laboratorium Pusat Studi Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian, Rumah Kaca Jurusan Tanah

Fakultas Pertanian IPB, dan QueensZand AgricuIturaI Biotechnology Centre (QABC),

Department Primery Industry and Energy, Australia

Sebagian dari hasil penelitian

ini

telah d i p u bpada ~ ~Indonesian Journal o f Tropical Agriculture dan dipresentasikan pa& Indonesian Biotechnology Conference di Jakarta, 17-19 Juni 1997, dan Kongres Nasional Biologi di Bandar

Lampung, 24-26 Juli 1997. Saat imi sedang dipmiapkan tiga tulisan dari has3

penelitii ini dan akan d i p u b b i k a n pada jumal yang telah bedaidiiasi

Selama penelitian dan penulisan disertasi ini Pen& mendapatkm pengarahan dan bhbhgau dari Tim Komisi P e m b i i . Oleh sebab ity Penulis mengucapkan terkna kasih kepada Prof. Dr. Ir. Edi Guhardja sebagai ketua komki,

Dr.Ir. Sudarsrzno, MSc, Prof. Dr. Ir. RusmiIah Suseno, Dr.Ir. HajriaI Aswidhumor,

MSc, d m Dr-Ir. Suharsono masing-masing sebagai anggota komisi atas bimbingan

dan

pengarahannya, dan kepada Dr. RG. Dietzgen sebagai pimpinan QABC

dan

Dr.

Collen M. Hi* sebagai Biotechnologist yang telah memberi kesempatan dan

b i i i a n selama melakukan penelitii di Australia.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Rektor dan Direktur Program

Pascasarjana IPB atas kesempatan mengikuti program doktor di IPB; kepada Rektor

Universitas Lampung dan Dekan Fakdtas Pertanian yang telah memberi izin untuk menghtti program doktor di IPB. Ucapan terima kasih yang sama disampaikan

kepada Pemimpin Proyek URGE (University Reseach for Graduate Education)

melafui Beasiswa Unggulan Pascasarjana Dalam Negeri, Program Sanmvich untuk melakukan penelitii di Australia, dan Hibah

Ti

di bawah PI Dr.Ir. Sudarsono, MSc,

Proyek AClAR (AustraZian Centre for Infernational Agricultural Research), dan P T .

Rasa terima h i h juga disampaikan kepada rekan-rekan mahsiswa dim teman- ternan di Laboratorium Biologi Molekuler Jurusan Budidaya Pertanian IPB yaitu: Ir.

Edy Irwansyah atas bantuan untuk menata slide proyektor dalam ujian terbuka, Ir.

Edy Batara Mulya Siregar, MSi Ir. Gustian, MS, Ir. Saloon Sinaga, MSi, Ir.

Ramadiayana, MSi, Ir. Elok Dwi Sulichantini, MSi,

Ir.

A k q Edi, MSi, Ir.

Di

Dinarti, Ir. Yudha Hartanto, MSi, Ir. Kikin Hamzah Mutaqin, Ir. Rustikawati, MSi, Ir.

Catur Horizon, MSc, Ir. WaM Dinarto, MSi,

Ir.

Selvi Turnbelaka, MSi, Ir. Karskh, Ir. Sudirman Numba, MS,

Ir.

Semuel Runtunuwu, MS, Yudiasyah, dan Didik atas

bantuan clan kerja samanya s e b Penulis melakukan penelitian. Rasa terima kasih

juga disampaikan kepada rekan-rekan selama penelitian di QABC Austrdh yaitu:

Ir.

Dwi Hapsoro, MSc,

Ir.

Sholeh Avivi, MSi, Rhormda, Philp, Margaret, Sadeep, dan Ir.

Emy Sulktiowati, MAgr atas bantuan

dan

kerja m y a

Rasa kagum

dan

hormat khusus dkampakm kepada kedua orang tua Penulis Hj. T i i t u n Sawiyah dan H. Mat Akin (almarhum) yang telah mencurahkan kasih

sayang, mernbhbiing, mendo'akan

dan

mengantarkan anak-anaknya sampai mampu

hidup mandiri. Penulis myadari tanpa dedikasi dan kerja keras beliau Penulis tidak mungkin dapat myelesaikan pedidikan sethggi

ini

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada ketiga kakak UrusLani, Djuf?i Mat Akin, SH, dan Zubaidah yang telah memberi dorongan moril dan materil selama Penulis memmtut ilmu.

Kepada isteri

dan

aaak-anak

k&

(Ana, Can, Ogi, clan Acil) yang se& mendampingi Penulis selama mengkuti tugas belajar di S2

dan

53 juga diucapkan banyak terima kasih atas kesabaran dan k-a Semoga keberhashn ini menjadi kebanggaan

dan

pemicu untuk &pat berbuat yang lebih baik lagi di masa- masa yang akan datang.

Akhirnya, diiringi do'a semoga seluruh keg* stud ini dapat bernilai ibadah dihadapan

AUah

SWT, baik bagi Penulis ~naupun semua phdc yang telah raembantu moril maupun materil selama penelitian dan penulisan dkxtasi Semoga hasid

penelitian ini dapat didayagudcan untuk kemajuan umat manusia

dan

h u pengetah-

DAFTAR IS1

KINGKASAN ... ii

...

UCAPAN TERIMA KASM vii

DAFTARISI ... x . . .

DAFTAR TABEL xi

... ...

DAFTAR GAMB AR XIII

. . .

Latar Bdakang 2

. . .

Tujuan Penelitian 5

TINJAUAN PUSTAKA ... 7

. . .

Kacang Tanah

.

7

A

Patogemsitas PStV ... 8 ...

Biologi Molekuler PStV 10

...

Variasi Molekuler Potyvirus 12

ISOLASI PStV DARI DAUN KACANG TANAH

YANG BERASAL DART 12 PROPINS1 DI INDONESIA ... 15

Pendahutuan ... 16

Bahan clan Metode ... 16

Hasil ... 21 Pembahasan ... 24

METODE DETEKSI DAN IDENTIFKASI ISOLAT-ISOLAT PStV

DENGAN TEKNIK RT-PCR DAN H I B m I S A S I DOT BLOT ... 26

... ...

Pendahuluan 27

...

Bahan dan Metode ... 28

Hasil . . . . . . 36

Pembahasan ... . . . 44

PATOGENISITAS BERBAGAT ISOLAT PStV PADA

...

B E B E W A KULTNAR KACANG TANAH 47

...

Pendahuiuan

...

Bahan dan Metode

...

Hasil

...

Pembahasan

...

..

KERAGAMAN ISOLAT-ISOLAT PStV BERDASARKAN

...

SIMPTOMATOLOGI PENYAKIT

...

Pendahuluan

...

Bahan dan Metode

...

Hasil

...

..

...

Pembabasan

PENGKLONAN DAN DETERMINASI URUTAN I*TUKLEOTIDA 3'GENOM RNA PStV SERTA ANALISIS K E R A G M DAN

FLOGENETIKA PStV DALAM SUBGROUP BCMV

...

Pendahuluan

...

Bahan

dan

Metode

...

Hasil

...

Pembahasan

...

..

...

.

.

.

...

KESTMPULAN DAN SARAN

...

DAFTARTABEL

1 . Protein-protein yang disintesis oleh genom PStV dan potyvirus lainnya

dalam sel tanaman inang..

.

. . .

.

. . .

.

. . . 1 3

2 Gejala infeksi beberapa

. .

virus yang menyerang kacang tanah pada

tanaman mdkator

.

.

. . .

. . .

. . .

. . . .

.

. . . . .

. .

. . .

. .

. . .

. . .

.

. . .

.

.

. 17

3. Gejaia pada tanaman indikator yang digunakan untuk isolasi PStV.. . .

.

. . . . 22

4. primer oligonukleatida yang digunakan untuk deteksi PStV . . . 28

5. Kehilangan hasil kacang tanah kultivar Gajah akibat infeksi PStV

di berbagai lokasi di Indonesia.. . .

. . .

. . .

.

.

.

. . .

.

- . . . 49

6 . Patogenisitas isolat-isolat PStV pada dua kutivar Gajah dan Landak.. . . . 57

7. Patogenisitas isolat-isolat PStV pada kacang tanah kultivar Gajah

yang ditanam pada musim hujan dan kemarau.. . . 5 8

8. Pengaruh infeksi PStV terhadap pertumbuhan vegetatif kacang tanah

kutivar Gajah dan Landak..

.

. . . 59

9. Patogenisitas PStV pada m u s h hujan dan kemarau berdasarkan bobot

..

*

biji kermg.. . . 61

10. Pengelompokan isolat-isolat PStV berdasarkan gejala penyakit pada

kacang tanah kultivar Lamndak . . . 68

11. Gejala infeksi isolat-isolat PStV pada beberapa tanaman inang.. . . 7 0

12. Primer yang digunakan untuk determinasi -tan nukleotida cDNA 3'

Genom RNA PStV

. .

.

. . .

.

. . .

.

. . .

.

. .

.

.

.

.

. . .

.

. . .

. . .

. . . 7 8

13. Beberapa spesies subkelompok B C W yang digunakan dalam analisis

keragarnan dan filogenetika . .

.

. . .

.

. . . S O

14. Hasil seielisi klon rekombinan dengan teknik PCR.. . . . . . . . . 84

16. Variasi perbedaan antara PStV yang berasal dari Indonesia dengan

strain-strain dari BCMV.. ... 93

17. Persentase kesamaan urutan nukleotida gen CP dan asam amino CP

diantara isolat-isolat PStV yang berasai dari berbagai daerah di Indonesia.. . . 100

18. Persentase kesamaan urutan nukleotida 3'UTR diantra isolat-isolat PStV

yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia.. . . 10 1

19. Persentase kesamaan urutan nukleotida gen CP dan asam amino CP antara

. . .

PStV strain Indonesia dan subkelornpok BCMV 102

19. 20. Persentase kesamaan urutan nukleotida 3'UTR antara

PStV strain Indonesia dan subkelompok BCMV ... 103

21. Korelasi antara gejda dan patogenisitas isolat-isolat PStV pada kuitivar

DAFTAR

GAMBAR

1 Skema tahapan penelitian yang dilalcukan . . . 6

2 Partikel PStV berbentuk tuk batang Ientur (f7rxirnrs rod) dan

(B) badan inklusi berbentuk cakra (pimuheel). . . .

3 Peta genom PStV dan protein-protein yang disintesis dari genom

RNA PStV ... 12

4 Peta asal isolat-isolat PStV dari 12 propinsi di Indonesia.. ... 19

. . .

5 Tahap-tahap isolasi PStV dari contoh d mkacang tanah dari lapang 23

6 Posisi primer pada genom RNA PStV dan cDNA berukuran 234 bp

dan 1,2 Kb hirsil amplifikasi RT-PCR . . . 29

7 Posisi hibridisasi pelacak PStV pada genom RNA PStV untuk deteksi PStV dengan hibridisasi dot blot.. ... 3 3 8 Spesifisitas deteksi RT-PCR mengynakan pasangan primer

PSTl& PST2, dan pasangan PSTI&PST4.. ...

9 Sensitifitas deteksi PStV dengan teknik RT-PCR menggunakan primer

PSTl d m PST2.. ... 3 7

1 0 Kondisi sampel sebelum dideteksi RT-PC dengan primer PSTl dan PST4 3 9

1 1 Deteksi PStV dari vektor (Aphis craccivora) dengan RT-PCR primer

PSTldanPST2 ... 39

12 Hasil amplifikasi cDNA 234 bp isolat-isolat PStV dari beberapa daerah di Indonesia dengm teknik RT-PCR menggunakan pasangan

primer PSTl dan PST2 dengan cetakan total RNA daun kacang tanah

yang terkSeksi PStV ... 30

13 Has3 deteksi isolat-isolat PStV pada daun kacang tanah dengan

teknik hibridisasi pelacak PStV.. . . . 42

15 A. Deteksi PStV pada benih yang didapatkan dari tanaman induk yang terinfeksi PStV dari lapang; B. Deteksi PStV pada benih yang didapatkan

dari tanaman induk yang terinfeksi PStV di laboratonurn.. . .

15 Persentase kandungan klorofil total dan bobot biji kering per tanaman kacang tanah kultivar Biawak dan Macan yang terinfeksi

isolat-isolat PStV dibandingkan dengan kontrol tanaman sehat ...

17 Persentase bobot biji, polong, dan berangkasan kering, serta jumlah polong pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Gajah yang terinfeksi isoiat-isolat PStV yang &tanam pada musim hujan dibandingkan dengan kontrol tanaman sehat ...

1 8 Persentase bobot biji, polong, dan berangkasan kering, serta jumlah polong pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Gajah yang terinfeksi isolat-isolat PStV yang ditanam pada musim kemarau dibandingkan dengan kontrot tanaman sehat.. ...

19 Persentase bobot biji polong, dan beritngkasan kering, serta jumlah polong pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Landak yang terinfeksi isolat-isolat PStV yang ditanam pada musim kemarau diband'igkan dengan kontrol tamanan sehat.. ...

20 Tipe gejala penyakit pada kacang tanah kulivar Landak akibat infeksi isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia ...

21 Dendogam keragaman isolat-isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia berdasarkan karakter simtomatologi penyakit. . .

22 Amplifikasi RT-PCR cDNA 1,2 Kb dari genom RNA PStV dengan primer PSTI dan PST4.. ...

23 Plasmid vektor @GEM-T Easy) yang di@an untuk rnengldon cDNA 1.2 Kb dari 3' genom RNA-PStV. . .

24 Hasil amplifikasi RT-PCR dengan primer PSTl dan PST2 dan hasil pemurnian cDNA 1,2Kb.. ...

2 5 Proses kIoning dan seleksi klon rekombinan pada media seleksi yang dapat menimbulkan wama putih untuk klon rekombinan dan biru untuk klon yang

. . .

26 Hasil amplifikasi cDNA 1.4 Kb dari klon E. cnli DH5a yang membawa plasmid rekombinan (pGEM-T::CP-PStV) dengan teknik PCR

menggunakan primer T7 dan SP6.. . . .. . . . . . .. . . ..

27 Hasil pernotongan plasmid rekombinan dengan E w R 1 . . . . . . . . . . . . .

28 Urutan nukleotida 3' genom RNA-PStV isolat PStV-TPS2 dan prediksi urutan asam amino protein NIb dan protein selubung PStV.. . .

.

. . .

29 Pohon filogenetika PStV (Neigbmzr .Joining Tree) berdasarkan urutan nukleotida sen CP . . . . . . . . . . . . . . . . .

30 Pohon filogenetika PStV (Neighmrr Joining Tree) berdasarkan urutan

asam amino CP.. . .

.

. . .

. .

.

. . . .

. .

. .

. . .. . .

.

. . .

. . .

. . . . ..

. .

. . . .. . ..

. .

. .

.

. . .. ..

3 1 Parsimnni Wee subkempok B C W berdasarkan urutan nukleotida gen CP.

32 Pohon filogenetika ( N e i g h r Joining Tree) subkelompok BCMV

berdasarkan urutan nukleotida gen CP.. . .

33 Pohon filogenetika (Neighmr Joining Tree) subkelompok BCMV

berdasarkan urutan asam amino C P . . . . . .. .

.

. . .

34 Pohon filogenetika subkelompok (Neighmr Joining Tree) subkelompok

BCMV berdasarkan urutan nukleotida CP/3'UTR.. . . .

.

..

35 Model pindah silang antara R N A BlCMV dengan R N A PStV rnembentuk PStV rekombinan.. . .

.

. . . ... .

36 Analisis multipasangan urutan nukleotida gen CP subkelompok B C W

37 AnaIisis multipasangan urutan asam amino CP CP subkelompok B C W .

3 8 Analisis multipasangan urutan nukleotida CP/3 'WTR subkeIompok BCMY

3 9 Urutan nukleotida RNA ribosorn kacang tanah hasil amplifikasi RT-PCR yang tidak spesifik dengan primer PSTl dan PST4

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kacang tanah (Amachis w g a e a L.) merupakan salah satu dari enarn

komoditas terpenting di dunia. Sebagai tanaman kacang-kacangan sumber protein dan

lernak nabati, kacang tanah menempati posisi kedua setelah kedelai. Biji kacang tanah

dietahui mengandung protein (25-35%), lemak (43-55%), nikotimin, thiamin, dan

vitamin E (Ashley, 1984; Cooper-Bland et al., 1992). SeIain dapat dionsumsi

Iangsung, kacang tanah juga digunakan sebagai bahan baku industri makanan.

I n t e d k a s i dan ekstensifikasi pertaoian merupakan usaha-usaha yang dapat

ditempuh untuk peningkatan produksi kacang tanah. Di Indonesia us&-usaha

intensijjlcasi penanaman kacang tanah &pat menyebabkan timbulnya cekarnan biologi

dan meningkatnya laju epiderni penyakit sehingga menurunkan hasil panen. Sebaliknya

ekstens- pada lahan-lahn marjinal menghadapi kendala cekaman lingkungan.

Untuk itu diperlukan dukungan yang berupa penemuan varietas u n g y l berdaya hasil

tinggi tahan terhadap hama dan penyakit, atau toleran terhadap cekaman -an.

Perrnintaan kacang

tanah

di Indonesia dalam dasawarsa terakhir ini terus

meningkat dim diperkirakan pada tahun 2000 akan mencapai 1,9 juta ton (Kasno,

1993). Hasil k a a g tanah di Indonesia pada tahun 1996 adalah 746.600 ton, luas

p m 696.600 ha, dan harif rata-rata 1,07 ton/ha (BPS, 1996). Hasil rata-rata ini

mas* tergolong rendah b i dibandigkan dengan hasil rata-rata di negara-negara

penghasil kacang tanah lainnya, seperti Korea Selatan (1,77 tonha), Jepang (1,78

Rendahnya produktivitas kacang tanah di Indonesia antara lain disebabkan

oleh pengynaan benih yang kurang bennutu, pemupukan dan teknik budidaya yang

belum tepat, serta serangan hama dan patogen yang belum dapat diatasi dengan efektif.

Epidemi penyakit virus dapat merupakan kendala biologi utama budidaya h a g tanah

&I Indonesia. Tujuh jenis virus yang secara alamiah dapat menginfeksi kacang tanah

adalah p e a t mottle virus (PeMoV), pemnrf stripe virus (PStV), p e a t mosaic virus

(PMV),peanut crinkle 171rus (PCV), rugrose leaf curl virus, cowpea mild mottle virus

(CMMV), dan tomato sported wilt virus (TSWV) (Roechan et al., 1978; L k k a ,

1986).

Di Indonesia, PStV paling dorninan menyerang kacang tanah dibandingkan

dengan virus-virus yang lain. PStV diietahui terdapat hampir di seluruh pertanaman

kacang tanah dan merupakan salah satu penyebab rendahnya daya hasi kacang tanah

(Saleh ei al., 1989). Salah satu faktor penyebab PStV menjadi e n d e d di lokasi-

lokasi budidaya kacang tanah di Indonesia adalah kemampuan virus ini untuk menular

melalui benih (seedborne). Penularan melalui benih dapat tejadi sejalan dengan

penyebaran benih dari satu daerah ke daerah lain. Selain i t y PStV dapat bertahan dan

mas& infektii selama penyimpanan benih. Sampai saat ini belum dikembangkan

metode yang efektif untuk deteksi PStV dalarn benih kacang tanah terinfeksi karena

secara visual antara benih yang sehat d m terinfeksi PStV tidak dapat dibedakan.

Deteksi molekuler yang cepat, tepat, dan spesifik terhadap PStV sangat diperlukan

metode deteksi molekuler PStV juga diperlukan untuk melacak keberadaan transgen

dalam tanaman transgenik yang dihasilkan.

Berbeda dengan patogen dari golongan bakteri dan jamur yang dapat diatasi

dengan aplikasi pestisida, sampai saat ini belum ditemukan pestisida yang dapat

menekan laju replikasi virus. Beberapa tindakan yang direkomendasikan untuk

pengendalian virus tumbuhan adalah (1) penanaman benih bebas virus, (2) pergiliran

tanaman dan eradikasi tanaman sumber penularan, (3) sanitasi y l m a inang virus, dan

(4) aplikasi insektisida untuk mengendalikan vektor (Direktorat Perlindungan Tanaman

Pangan, 1989). Namun demikian hasil penelitian Saleh et al., (1 99 1 ) menunjukkan

aplikasi insektisida, penyiangan g u h a dan eradikasi tanaman sakit kurang efektif

untuk mengatasi PStV. Sebaliknya, pen- benih kacang tanah bebas PStV

dapat menurunkan laju epidemi penyakit belang di lapang.

Untuk mengatasi epidemi penyakit belang secara komprehensif perlu

dikembangkan metode pengendalian hama terpadu (PHT) pa& budidaya kacang

tanah. Beberapa komponen pengendalian dapat dikembangkan untuk mencegah

terjadinya epidemi penyakit tersebut adalah ( 1 ) pengynaan be& bebas PStV, (2)

monitoring insiden penyakit secara dini (emly warning system), ( 3 ) pengynaan varietas resisten, dan (4) pengendalian vektor.

Tanaman yang resisten terhadap suatu strain patogen dapat menjadi rentan

terhadap strain yang lain. Oleh sebab itu pengetahuan tentang variasi biologi PStV

yang ada di bdagai daerah diIndonesia sangat diperlukan untuk mendukung program

Pengynaan teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika untuk

perbaikan ketahanan kacang tanah terhadap PStV perlu dikaji karena sampai saat mi

belum ditemukan kultivar kacang tanah komersial yang tahan Rekayasa genetika

memerlukan pengetahuan dasar tentang gen CP-PStV (gen pen~andi coat protezn

PStV) Gen CP-PStV dapat dikonstruksi sebagai gen anti PStV dan diintroduksikan ke dalam genom kacang tanah Ketahanan tanaman transgenik dipergamhi oleh tingkat

kesamam urutan nukleotida gen tersebut dengan strain virus yang menyerang Oleh

sebab itu, pengklonan dan analisis umtan nukleotida gen CP isolat-isolat PStV dari

berbagai daerah di Indonesia perlu dilakukan untuk menentukan klon yang terbaik

untuk gen anti PStV di Indonesia.

Dari sudut pengembangan ilmu, studi biologi moIekuler PStV diperlukan

sebagai model dalam pengembangan bioteknologi untuk tujuan yang lebih luas

Beberapa aspek lain dari studi biologi ~ 0 l e k ~ l e r virus tumbuhan adalah penggunaan

virus tumbuhan mtuk memproduksi vaksii untuk marmsia dan hewan (Featherstone,

1996). Yusibov el al.. (1 9973 fnkmhzat vaksin melalui fisi protein dengan menyisipkan

gen yang mengbihpresikan antigen rabies dan m - 1 pada gen p&yandi C P - A H V

(alfalfa mode wrus].

Teknik biologi molekuier telah menyediakan cara baru untuk klasifikasi,

identifikasi, clan studi kekerabatan antar virus

&uhan

Karakterisasi molekuler gen

CP dan 3'- (untrmlaied region) banyak digunakan untuk mengetahui hubungan

antara speues-spesies potyvirus (Atreya, 1992) Taksonomi Potywrus, sebagm

besamya variasi diantara anggota kelornpok potyvhs (Ward & Shukla, 1990). Shukla

dan Ward (1988) m ~ b a n d i n & a n susunan asam amino CP 17 strain dari 8 spesies

potyvirus. Hasid studi tersebut menunjukkan kesamaan asarn amino 38-71% untuk

spesies yang berbeda; 90-99% untuk strain-strain dalam spesies virus yang sama; dan

73-83% untuk virus-virus yang berbeda tetapi masih dalarn satu subkelompok. Siudi

variasi molekuler isolat-isolat PStV dalarn penelitian ini bertujuan untuk rnengetahui

keragaman dan evolusi isolat-isolat PStV yang berasal dari berbagai daerah di

Indonesia dengan penekanan subgmp

B C M V

(bean common mosaic v i m ) .

Tujuan

Penelitian

Secara urnurn tujuan penelitian ini adalah (1) mengisolasi PStV dari 12 propinsi

di Indonesia, (2) m e n g w v m biologi PStV berdasarkan simptomatoIogi d m

patogenisitas isolat-isoht PStV pack beberapa Mtivar kacang tanah, (3) rnengem-

banp;kan metode deteksi moIekuler PStV dengan teknik RT-PCR dan DNA hibridisasi

dot blot, (4) mengklon

d m

rnendeterrninasi urutan nukleotida isolat-isolat PStV dari

berbagai daerah di Indonesia, (5) menganalisis keragaman dan mogenetika PStV

berdasarkan urutan nukleotida gen CP, 3'UTR, dan urutan asam amino CP-PStV.

Tahap-tahap perwbaan yang dilakukan untuk mencapai sasaran penelitian ini

Koleksi Contoh daun kacang tanah terinfeksi v i m dari

PLPq : Lsolasi PStV dari

virus-virus lain

I

PtSk Metode PLBS: d o n j n g ,

molekuler d

-an-

1. Variasi bidogi berdasarkan simptomatologi penyakit

2. Variasi biologi berdasarkan patogenisitas isobt-

PStV pada bebrapa kultivar kacang tanah 3. Metode d-i mdekuler PStV dengan RT-PCR

dan hibridiii dot Mot

4. Variasi biologi Masarkan unrtan nukleoiida gen CP, dan asam amino CP, serta analisis keragaman dan

filogenetika PStV dalam subkdompok BCMV

Garnbar 1. Skema tahapan penelitian yang dilakukan.

TINJAUAN PUSTAKA

Kacang Tanah

Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah tanarnan polong-polongan yang

termasuk subfamif Legurninoceae, famili Papilionaceae. Morfologi kacang tanah yang

dibudidayakan bervariasi untuk sifat-sifat ~ertumbuhan dan sifat-sifat khas lainnya,

tetapi semuanya mempunyai karakter pemasakan buah yang tejadi di bawah

permukaan tanah (geokarpi). Pola percabangan di atas tanah pada dasarnya terdiri atas

satu batang pokok (monopodial) (Ashley, 1984)

Arachjs spp. berasal dari daerah tropika dan subtropik Amerika Selatan dari

Argentina sampai Amazon. A. hypogaea yang dibudidayakan dan A. monicola yang

turnbuh liar keduanya adalah dotetraploid (2n=4x-40) sehingga persilangan kedua

spesies hi menghasillcan turunan yang fertil. Diperkirakan perubahan A. menticola

(nenek moyang kacang tanah bar) menjadi A. W g m a terjadi melalui proses seleksi

yang sengaja d i h h k a n menjelang tahun 1500 M sudah tersebar di Arnerika Selatan,

Meksiio, dan Karibia Kacang tanah dibawa oleh bangsa Portugis ke Aiiika dan India

pa& abad ke-16 dan pada waktu yang sama bangsa Spanyol mengintroduksii

kacang tanah ke negara-negara Pasifik Selatan seperti: RRC, Indonesia, dan

Mdagaskar (Ashley, 1984; Van der Maesen & Sornaatmadja, 1992).

Penyebaran kacang tanah sekarang meliputi daerah-daerah tropika dan

subtropika yang terletak diantara 40" LU sampai 40" LS (Ashley, 1984). Budidaya

kacang tanah dilakukan pada tanah ringan, netral atau basa, dengan curah hujan atau

curah hujan di bawah 600 mrn lebih cocok untuk kultivar-kultivar kacang tanah yang

berumur pendek. Sedangkan di daerah-daerah yang agak kering sampai agak basah

dengan curah hujan 600-900 mrn lebih sesuai untuk kultivar-kultivar yang berumur

panjang. Kacang tanah biasa ditanam pada ketinggian 1500 m di atas permukaan laut

dengan kisaran suhu 25-35" C (Ashley, 1984).

Patogenisitas PStV

PStV addah salah satu spesies genus Potyvirus, dan fam* Potyviridae (Francki

et al.. 1991). Potyvirus paling banyak menimbulkan kerugian hasil pertanian

dibandiigkan dengan virus-virus dari genus yang lainnya. Hal ini disebabkan oleh

jumlah spesies Potyvirus yang banyak, penyebaran yang mudah melalui kutu daun

secara nonpersisten yang sulit dikendalikan, infeksinya pada tanaman h a n g

menimbulkan gejala nekrosis, klorosis, dan kerdil (Lmdbo er al., 1992; Tomaru,

1994).

..,

V i s addah parasit pada tingkat molekuler karena secara alarniah virus tidak

mempunyai perangkat sistem metabolisme untuk memperoleh energi. Oleh sebab itu,

virus memerlukan tanaman inang sebagai sumber energi untuk perkembangannya.

Dengan bantuan sel tanaman inang, vims mensintesis protein stmkturd d m fhngsional

yang diperlukan untuk r e p W s i dan transmisi virus dalam jaringan tanaman

(Matthews, 1992). Infeks'~ PStV menginduksi terbentuknya badan inklusi berbentuk

cakra @imvheel) pada jaringan daun tanaman kacang tanah (Gambar 2B). Hajimorad

et al. , (1 996) melaporkan protein Nla (~nrclear incltrsion b e ) dan Nlb terdapat dalam

Sampai saat ini behm ditemukan varietas kacang tanah yang resisten terhadap

PStV. Hasil seleksi 1 1.000 galur kacang tanah koleksi ICRISAT (International

Crops Reseach Institute for Semi-Arid Tropics) yang dilakukan di Indonesia menunjukkan semua galur tersebut rentan terhadap PStV (Saleh & Baliadi, 1988).

Pengujian yang dilakukan diiuar negeri, seperti di USA 244 galur, RRC 663 galur, dan

India 59 galur, juga tidak diternukan satupun galur kacang tanah yang resisten

terhadap PStV @emski & Reddy, 1988; Ebo et al., 1989; Xu, 1988).

Epidemi penyakit belang dimulai dari benih yang terinfeksi PStV sebagai

sumber inokulum pada awaI pertumbuhan kacang tanah, kemudian disebarkan melalui

serangga vektor secara nonpersisten ke tanaman-tanaman sekitarnya. Beberapa spesies

kutu daun yang &pat menularkan PStV adalah Aphis craccivora, A. glycines, A. ~im~cola, Myzus percisae, dan Schzzaphzs rohrndwentris (Natural et al., 1989). Di

Indonesia PStV ditularkan oleh A. craccivora, A. glycznes, A. citricola, RhopaIosiphwn nqidis.

R

pedi, Hysteroneura senfaria. A. gosspii, A. pomi, S.

r o t u n d i ~ e ~ s , dan M. persicae (Saleh & Horn, 1989; Suprapto, 1991).

S e h kacang tanah, PStV juga mensinfeksi secara sistematik Glycine mm,

Nicoriana benthami-, Tnyoiium incantaturn, T visiculosum. T subterraneum. Vigna unguzculata, V. r d a t a , Desmonium tr$!orium, Inakgoofera amoena, Peuralza phaseoides. StyIosenthes capitata, S. acraba (Demski et al.. 1984; Natural et al.,

1989; Wonhkaew & DoUet, 1990). Di Indonesia PStV secara alami menyerang

Wongkaew dan Dollet ( 1 990) mengelompokkan 24 isolat PStV, dari berbagai

negara, menjadi delapan kelompok, yaitu: mild moftle, blotch, stripe, blotch-stripe.

blotch-CP-N, chlorotic ring-mottle, chIorotic rzng-paffem, dan neffoticQ"e.

Pengelompokkan tersebut berdasarkan gejala yang timbul pa& &un kacang tanah dan

tanaman indikator lainnya.

Biologi Molekuler PStV

PStV berbentuk batang lentur (.~?'exiars rod} dan bemkuran 12x752 n m

(Gambar 2A). Virion terdiri atas satu utas RNA (ssRNA) dengan bobot molekul (BM)

3100 kDa dan protein selubung yang terdiri atas subunit-subunit protein dengan BM

3 1 kDa (Demski e f aL, 1984). PStV secara in dtro menjadi inaktif pada suhu 65"

selama 10 menit, tit& batas pengenceran dalarn cairan perasan daun kacang tanah

selama 3 hari @PI, 1990).

Genom PStV berukuran 10059 nt tidak t e m u k ekor polidenilat @oli-A).

Sebagai mana genom Potyvirus lainoya, pada ujung b e a n 5' genom RNA terdapat

protein (VPg) yang terikat secara kovalen pada RNA dan bagian ujung 3' terdapat

poli-A (Gunashingheet et al.. 1994; Shaw et al.. 1990). Genom RNA tersebut terdiri

atas satu kerangka baca (open reacfing3gframe) yang meliputi 95% total RNA. Kodon

awal terletak 134-136 d m kodon stop 9768-9770 nukleotida dari bagian ujung bagan

[image:191.534.71.373.74.507.2]

Gambar 2. (A) Partikel PStV berbetuk batang lentur (fi'exious rad) dan (B) badan

Ekspresi genom RNA-PStV akan membentuk satu molekul poliprotein yang

selanjutnya diproses oleh ensim protease menjadi molekui-molekul protein yang

diperlukan untuk replikasi dan patogenesis tumbuhan (Gambar 3). Beberapa jenis

protein yang diekspresikan oleh genom PStV dan fingsi biologinya dalam patogenesis

tanarnan dapat dilihat pada Tabel I .

5' Genom ssRNA PStV (70059

nO

_3'

P I H C A o P3 6K CI

e

I

pdipotein

I

Eel

1 7 1

*,

p,

,

T

i

[image:192.537.41.462.21.567.2]

I-.[

E l

lnrl

1

7

Gambar 3 . Peta genom PStV dan protein-protein yang disintesis dari genom RNA PStV (Gunasinghe et al., 1994).

Secara umum proses replikasi virus yang genomnya RNA berutas tunggal

(+ssFtNA) terjadi melalui beberapa tahap, yaitu: (1) virion mas& ke dalam sitoplasma

sel tanaman inang, (2) pelepasan CP dari RNA virus, (3) RNA berasosiasi dengan

ribosom tanarnan inang dan sintesis polimerase untuk replikasi RNA, (4) sintesis utas

negatif RNq (5) sintesis utas positif RNA d m mRNA CP menggunakan utas negatif

virion yang te jadi melalui penggabungan antara utas positif RNA dengan CP, dan (8)

penyebaran virion ke sel-sel sekelilingnya melalui plasmodesmata (%=hews, 1992).

Tabel 1. Protein-protein yang disintesis oleh genorn PStV dan potyvirus lainnya dalam sel tanaman inang (Gunashinghe et al., 1994; Shaw et al., 1990).

Coat protein {CP) mtein pembuqkus, trannnisi melalui

Variasi Moleknler Potyvirus

Gen CP dan 3'UTR banyak digunakan sebagai dasar untuk ident.5ka-4, studi

kerag- dan analisis filogenetika potyvirus. Bagian tengah urutan asam amino CP

potyvirus hampir sama untuk virus-virus dalam kelompok potyvirus; sebaliknya pada

ujung amino (N-) dan karboksil (C-) bervariasi dari satu kelompok virus ke kelompok

yang lain (Liidbo ef al., 1992).

Shukla dan Ward (1988) men- urutan asam amino CP unruk

mengetahui hubungan kekerabatan 17 strain dari delapan spesies potyvirus. Hasil

kajian tersebut menunjukkan spesies-spesies yang berbeda mempunyai kesamaan 38-

71% sebaliknya untuk strain-strain dalam spesies virus yang sama homologinya 90-

9%. Frenkel et al.. (1 989) melaporkan hasil studi homologi 3'UTR antar strain dari

[image:193.534.45.461.20.576.2]

tersebut menunjukkan homologi urutan nukleotida 39-53% untuk spesies virus yang

berbeda, dan 83-99% untuk strain dalam spesies virus yang sama.

Hasil penelitian Teycheney dan Dietzgen (1994) menunjukkan antara isolat

PStV-Ib (berasal dari Indonesia) dengan isolat PStV-USa dan PStV-USb @eras& dari USA) mempunyai kesamaan 98% pada urutan nukleotida 3'UTR. Kesamaan umtan

asam amino CP dan nukleotida 3'UTR antara PStV dengan PeMoV @ e m t mottle

virus) adalah 66,7% dan 34,6%. Berdasarkan kriteria penggolongan yang diajukan

oleh Shukla dan Ward (1988) dan Frankel et al.. (1989) kedua virus diklasifikasikan

ke dalam spesies virus yang berbeda. Kesamaan antara PStV dengan B C W - N U

pada urutan nukleotida 3'UTR adalah 96,6% sehingga kedua virus tersebut

diklas-kan sebagai strain dalam spesies virus yang sarna (Collmer e f al., 1996).

Berdasarkan reaksi serologi BCMV dibagi menjadi dua subkelompok yaitu

serotipe A clan B (Vetten et d., 1992). Mink e f ad., ( 1 994) menysulkan pemisahkan

subkelompok B C W serotipe A menjadi B C W dm serotipe B menjadi BCMNV.

Studi molekuler virus-virus yang temasuk ke dalam subkelompok BCMV

menggunakan urutan nukleutida 3 ' m genom RNA membuktikan BCMV

mempakan virus yang berbeda dengan BCMNV ( b e m common mosaic necrosis

virus) (Berger et aL, 1997). Analisis filogenetika menempatkan PStV ke dalam

subkelompok BCMV (Murphy et al.. 1995; Berger et al.. 1997). Analisis urutan asarn

amino CP menunjukkan PStV, B I C W (hlackeye cowpea mosaic virus), dan A M

ISOLASI PStV DARI DAUN

KACANG TANAH YANG

PENDAHULUAN

PStV diketahui telah tersebar di Asia Tenggara, Cina, India, dan USA (Demski

et al., 1984; Reddy, 1985; Natural el al., 1989). Di Indonesia PStV merupakan virus yang paling dominan yang menyerang kacang tanah (Saleh el al., 1989). Salah satu

penyebab PStV menjadi endernik di lokasi-lokasi penanaman kacang tanah di

Indonesia adalah sifat penularannya yang dapat tejadi melalui benih sehingga

memungkinkan PStV tersebar dari satu daerah ke daerah yang lain sejalan dengan

penyebaran b e d .

Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi PStV dari kacang tanah yang berasal

dari 12 propinsi di Indonesia. Isolasi dilakukan dengan tanaman indikator spesifik

untuk PStV. Isolat-isolat yang didapat akan diynakan untuk percobaan selanjutnya.

BAHAN

DAN

METODE

Tempat

dan

Waktu Penelitian

Penelitian ini ddakukan di Laboratorium Biologi MoleMer, Jumsan Budidaya

Pertanian, Fakultas Pertanian, IPB. Percobaan dilakukan dari bulan Oktober 1995

sampai Pebruari 1996.

Contoh Tanaman Sakit dari Lapang

Contoh daun kacang tanah sakit yang diduga terinfeksi PStV dikurnpulkan

kuning (stripe). Contoh daun dipotong-potong dan dikering anginkan selama 3 hari

dan disimpan dalamfreezer.

Contoh daun tersebut digerus dalam bufer inokulasi (0,OlM kalium fosfat, pH

7,O; 0,OlM Na-DIECA), kemudian disaring dengan dua lapis kain kasa. Cairan

perasan yang didapat digunakan sebagai inokulum untuk uji inokulasi mekanik pada

tanaman indikator (Chenopodium mnmanficolor Coste & Reyn).

Isolasi PStV dari Virus Lain

Isolasi virus bertujuan untuk memisahkan PStV dari virus-virus lain yang

menyerang kacang tanah di lapang. Isolsi virus tersebut ddakukan menggunakan

tanaman indikator yang menunjukkan g e j a spesifik untuk infeksi PStV. Seberapa

virus yang dapat menimbufkan gejala belang pada kacang tanah di lapang antara lain

PStV, PeMoV, atau CMh4V (Tabel 2).

Tabel 2. Gejala infeksi beberapa virus yang menyerang kacang tanah pada tanaman indikator

Virus

PStV

I I I I I I I

Keterangan: Ca: C. amaranticolor; Cq;

C.

guinoa;

PV:

P.

~wlgaris cv. Topcrop;

Nb:

N.

benfhmniaraa; LL : lesio lokal;

-

: tidak terjadi infeksi; MR: mosaik

ringan, TT: data tidak tersedia; SyNKS: bercak nekrosis dan klorosis sisternik

PeMoV

CMMY

TSWV

Pustaka

Dernski e f al., 1984

Gejala pada kacang

tanah

biotch-mild mottle

w i n clearing-mild motile

chlorotic fan-qmt

Gejala infeksi PStV

Ca

Cq h.

Nb

blotch

-

stripe

1

tL

I

LL

-

1

M R

-

LL

-

-

LL LL 1T

S Y ~

Demski et al., 1984; Fukumoto ef al., 1986

Iwaki et al., 1986

[image:197.537.42.465.17.563.2]

1 . Isolasi

PStV

d a r i P e M o V

Pemisahan antara PStV dengan PeMoV dilakukan dengan menginokulasikan

cairan perasan daun kacang tanah yang menunjukkan gejala belang pada C.

amarmticolor. Inokulasi PStV pada daun C. maranticolor akan menimbuIkan gejala lesio lokal. Untuk memperoleh isolat virus yang murni dilakukan isolasi bercak tunggal

pada daun C. amarmticolor. h s i o lokal yang timbul pada daun C. mnaranticoIor

diisolasi dengan dua kali isolasi lesio lokal tunggal. Satu lesio lokal yang timbul pada

daun C. maranticolor diisolasi dan d i p a k a n sebagai inomurn untuk inokulasi

d a m C. amaranticolor yang kedua. Daun C. amarmticolor yang diinokulasi dengan inokulum yang berasal dari lesio lokal kedua digunakan untuk identifikasi PStV

menggunakan tanaman indikator.

2. Isofasi PStV d a r i CMMV

Pemisahan antara PStV dengan C M M V diiakukan pada tanaman indikator C.

quinoa yang hanya dapat diinfeksi oleh PStV. Inokulasi PStV pada C. guinoa akan

menimbulkan gejala lesio l o w , sebabknya C. quirwa tidak dapat dinfiehi oleh

Gambar 4 Peta asal isolat-isolat PStV dari 12 propinsi di Indonesia

Asal Isolat PStV: P S I - Bengkulu, IPS2 Jawa Barat-1, P S 3 . Jawa

Barat-2, IPS4 Jawa Barat-3, IPSS. Lampung, IPS6 Sdawesi Selatan,

IPS7. Irian Jaya; IPS8. Jawa tengah; P S 9 . Yogyakarta, IPS10 Sulawesi

Utara, IPS1 1 Kalimantan Timur, IPS12 Sumatra Barat, IPS 13 Jawa

[image:199.534.42.461.24.553.2]

3. Isolasi PStV dari TSWV

T S W d m PStV tidak dapat di