KEEFEKTIFAN KUTUKEBUL DALAM MENULARKAN
VIRUS PENYEBAB PENYAKIT KUNING
PADA TANAMAN TOMAT
EVA DWI FITRIASARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Keefektifan Kutukebul dalam Menularkan Virus Penyebab Penyakit Kuning pada Tanaman Tomat” adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan mau pun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Eva Dwi Fitriasari A352070061
ABSTRACT
EVA DWI FITRIASARI. Effectiveness of Whiteflies in Transmitting Viruses causing Yellowing Disease in Tomato Plants. Under direction of GEDE SUASTIKA, ALI NURMANSYAH, and DEWI SARTIAMI.
Yellowing disease outbreaks had been occurring in tomato crops in highland of West Java since 2007. The outbreaks were associated with high populations of whiteflies. Symptoms consist mainly of interveinal yellowing that developed initially on lower leaves and then progress to the upper part of the plant. Affected plants are less vigorous and yield less due to reduced fruit growth and delayed ripening. Identifications using Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) revealed that the yellowing diseases on tomato in West Jawa were associated with infection of two different viruses that were tomato chlorosis virus (ToCV) and tomato infectious chlorosis virus (TICV), both of which belong to the members of genus Crinivirus, family Closteroviridae. Whiteflies collected from tomato fields in Bogor and Cianjur were identified, based on morphologies of their puparium, as Bemisia tabaci and Trialeurodes vaporariorum. T. vaporariorum was found efficiently transmitted both ToCV and TICV, but B. tabaci transmitted ToCV only.
Keywords: Bemisia tabaci, tomato infectious chlorosis virus (TICV), tomato chlorosis virus (ToCV), Trialeurodes vaporariorum.
RINGKASAN
EVA DWI FITRIASARI. Keefektifan Kutukebul dalam Menularkan Virus Penyebab Penyakit Kuning pada Tanaman Tomat. Dibimbing oleh GEDE SUASTIKA, ALI NURMANSYAH, dan DEWI SARTIAMI.
Penyakit kuning pada tanaman tomat merupakan salah satu penyakit yang di kategorikan sebagai “new emerging disease” akibat pengaruh pemanasan global. Pada tahun-tahun belakangan ini, penyakit kuning mulai banyak dilaporkan terjadi di berbagai negara penghasil tomat dunia. Gejala penyakit kuning terlihat menguning pada jaringan di antara tulang daun terutama dar i daun-daun tua, mirip dengan gejala yang disebabkan oleh kekurangan unsur hara. Telah dilaporkan bahwa dua spesies virus yang berbeda yaitu ToCV dan TICV dapat terlibat dalam menginduksi penyakit kuning ini. Gejala penyakit yang diinduksi oleh ToCV dilaporkan tidak dapat dibedakan dengan gejala yang diinduksi oleh infeksi TICV. Selain itu, gejala yang muncul juga akan sama bila kedua virus ini bersama-sama menginfeksi tanaman tomat. Menurut beberapa peneliti di belahan lain dunia, terdapat beberapa spesies kutukebul yang mengkolonisasi tanaman tomat. Spesies kutukebul yang ditemukan tersebut adalah T. vaporariorum, T. abutilonea, dan B. tabaci. Data detail mengenai kutukebul pada tanaman tomat dan asosiasinya dengan Crinivirus penyebab penyakit kuning belum tersedia di Indonesia. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi virus penyebab penyakit kuning di Indonesia, mengidentifikasi ulang kutukebul yang mengkolonisasi tanaman tomat di lapangan, dan menetapkan keefektifan spesies kutukebul dalam menularkan virus penyebab penyakit kuning.
Kegiatan yang dilakukan untuk mempelajari keefektifan kutukebul dalam menularkan virus penyebab penyakit kuning pada tanaman tomat terdiri dari: 1) survei penyakit kuning pada pertanaman tomat; 2) identifikasi virus yang berasosiasi dengan penyakit kuning; 3) identifikasi kutukebul yang mengkolonisasi pertanaman tomat; 4) penularan virus penyebab penyakit kuning dengan kutukebul. Survei yang telah dilakukan di daerah Jawa Barat menemukan bahwa penyakit kuning pada tanaman tomat telah banyak terjadi. Gejala penyakit kuning lebih banyak terlihat pada tanaman tomat yang ditanam di daerah dengan ketinggian sedang mulai dari 400 m dpl sampai ketinggian sekitar 1400 m dpl. Secara umum kejadian penyakit kuning tanaman tomat sangat tinggi mencapai 100%. Kutukebul merupakan agens utama penyebar penyakit kuning di lapangan. Hal ini terlihat dari hasil pengamatan di lapangan menemukan dua spesies kutukebul yaitu B. tabaci dan T. vaporariorum pada tanaman tomat yang terserang penyakit kuning. RT-PCR yang dilakukan terhadap jaringan daun yang diambil dari tanaman tomat bergejala kuning di lapangan berhasil dilakukan dengan primer spesifik ToCV maupun TICV dan terbentuk pita yang jelas dengan ukuran sekitar 700 bp. Hasil deteksi ini mengindikasikan dengan jelas bahwa penyakit kuning yang terjadi pada tanaman tomat di daerah Jawa Barat berasosiasi dengan infeksi ToCV dan/atau TICV. Pengamatan di bawah mikroskop terhadap preparat puparium yang telah diberi pewarnaan memperlihatkan dengan jelas perbedaan puparium B. tabaci dan T. vaporariorum. Puparium B. tabaci berbentuk bulat memanjang, mempunyai tujuh pasang rambut dorsal yang
memanjang, lingulanya memanjang berbentuk lidah, submarginnya tidak mempunyai barisan papila, serta vasiform orifice berbentuk segitiga dan memanjang. Puparium T. vaporariorum berbentuk ovoid, lebih tebal dibandingkan dengan B. tabaci. T. vaporariorum mempunyai barisan papila pada submarginnya, lingulanya membulat, dan tidak mempunyai rambut dorsal.
Pada penularan ini digunakan jumlah kutukebul yang berbeda yaitu 1, 3, 5, 7 dan 10 untuk setiap tanaman tomat yang diinokulasi. Dari hasil uji penularan menjelaskan bahwa B. tabaci hanya dapat menularkan ToCV, sedangkan T. vaporariorum dapat menularkan ToCV maupun TICV. Keefektifan penularan ditentukan oleh jumlah kutukebul walaupun dengan tingkat persentase tanaman terinfeksi yang beragam. Semakin sedikit jumlah kutukebul per tanaman, semakin rendah jumlah tanaman terinfeksi. Semakin banyak jumlah kutukebul yang digunakan maka semakin tinggi tingkat penularan yang terjadi. TICV dengan 10 ekor T. vaporariorum penularan dapat dicapai hingga 100%, namun untuk ToCV perlu lebih dari 10 ekor untuk mencapai 100% penularan. ToCV efektif ditularkan baik oleh B. tabaci maupun T. vaporariorum, sedangkan TICV efektif ditularkan hanya oleh T. vaporariorum tetapi tidak dapat ditularkan oleh B. tabaci. Menurut beberapa penelitian di negara lain bahwa kespesifikan virus dan vektornya sangat ditentukan oleh reseptor yang ada pada stilet serangga dengan CP dari virus bersangkutan. Selubung protein minor pada ToCV, yang membentuk bagian ekor/ujung virion memiliki peranan dalam penularan dengan kutukebul.
Kata kunci: Bemisia tabaci, tomato infectious chlorosis virus (TICV), tomato chlorosis virus (ToCV), Trialeurodes vaporariorum.
Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KEEFEKTIFAN KUTUKEBUL DALAM MENULARKAN
VIRUS PENYEBAB PENYAKIT KUNING
PADA TANAMAN TOMAT
EVA DWI FITRIASARI
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Mayor Fitopatologi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
Judul Tesis : Keefektifan Kutukebul dalam Menularkan Virus Penyebab Penyakit Kuning pada Tanaman Tomat
Nama : Eva Dwi Fitriasari
NIM : A352070061
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc. Ketua
Dr. Ir. Ali Nurmansyah, M.Si. Anggota
Dra. Dewi Sartiami, M.Si. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Mayor Fitopatologi
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
PRAKATA
Segala puji bagi Allah SWT semesta alam, atas ramat dan karunia-Nya lah penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis dengan judul Keefektifan Kutukebul dalam Menularkan Virus Penyebab Penyakit Kuning pada Tanaman Tomat. Sebagian dari penelitian ini dibiayai oleh Hibah Kompetitif Penelitian Sesuai Prioritas Nasional [Ditjen Dikti Depdiknas] No.343/SP2H/PP/DP2M/VI/2009 dan dari kerjasama dengan Utsunomiya University, Japan melalui Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc.
Penulis ucapkan terima kasih dengan tulus kepada Bapak Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc. (Ketua Komisi Pembimbing), Bapak Dr. Ir. Ali Nurmansyah, M.Si., dan Ibu Dra. Dewi Sartiami, M.Si. (Anggota Komisi Pembimbing) yang telah memberi saran, petunjuk, koreksi, dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini. Nasehat dan arahan dari para pembimbing tidak akan pernah dilupakan, serta semangat dan kerja keras pembimbing akan selalu saya contoh. Terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Kikin Hamzah Mutaqin, M.Si. selaku Penguji Luar Komisi yang telah memberi masukan dan saran atas penulisan tesis ini.
Penulis juga ucapkan terima kasih kepada teman-teman yang telah membantu penelitian ini dalam pengambilan sampel, pengerjaan laboratorium: Donnarina Simanjuntak, Ibu Rika Meliansyah, Alis Mukhlis. Kepada teknisi dan laboran Lab. Virologi: Mba Tuti Legiastuti dalam membantu mengerjakan deteksi virus, Pak Mpud dalam mambantu menyediakan peralatan penelitian, informasi, masukan dan juga Pak Edi; laboran Lab. Biosistematika: Ibu Aisyah yang bersedia membantu dalam proses identifikasi kutukebul; teknisi lapangan di Darmaga Pak Sodik yang membantu menyediakan peralatan penelitian; di Cianjur Pak Ateng yang telah membantu proses pengerjaan penelitian di lapangan.
Terima kasih atas dukungan dan semangatnya dari teman-teman di lab: Ka Elsa, Mba Lia, Mba Pipiet, Pak Sayuthi, Faishol (Mahasiswa S1 angkatan ‘43), Mba Cici, Mba Devi, Bu Ifa, Bu Rita, dan Pak Irwan. Tak lupa penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya dan kepada merekalah penelitian ini kupersembahkan: orangtuaku Ir. Darwanto dan Dewi Tri Puji Astuti; kakakku Elly; dan adik-adikku Intan, Herlina, Indah, dan Sita yang selalu memberi dukungan, motivasi, dan doanya kepada penulis. Keluarga merupakan segalanya yang terbaik buat hidup saya yang selalu memberi dukungan dan dorongan semangat sehingga penyelesaian studi ini berjalan sesuai harapan. Nasehat dan semangat dari orangtua akan selalu diingat agar ke depannya penulis bisa menjadi orang yang lebih mandiri dan dewasa.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca dan perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, Februari 2010 Eva Dwi Fitriasari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Karawang pada tanggal 20 Juni 1985 dari ayah Ir. Darwanto dan Ibu Dewi Tri Puji Astuti. Penulis merupakan putri kedua dari enam bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Cikampek dan pada tahun yang sama penulis diterima di Program Studi Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian IPB. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten mata kuliah Pestisida dan Teknik Aplikasi tahun ajaran 2006/2007. Pada tahun 2006/2007 penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman (HIMASITA) menjabat Humas. Penulis menamatkan Strata-1 pada tahun 2007. Kesempatan untuk melanjutkan ke program magister pada Program Studi Fitopatologi Pascasarjana IPB diperoleh pada tahun 2007.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Tomato infectious chlorosis virus (TICV) ... 4
Tomato chlorosis virus (ToCV) ... 5
Infeksi Ganda (TICV dan ToCV) ... 6
Kutukebul ... 7
Trialeurodes vaporariorum ... 8
Bemisia tabaci ... 9
Hubungan Virus dengan Serangga Vektornya ... 11
BAHAN DAN METODE ... 13
Tempat dan Waktu ... 13
Survei Penyakit Kuning pada Pertanaman Tomat ... 13
Identifikasi Virus yang Berasosiasi dengan Penyakit Kuning ... 13
Ekstraksi RNA ... 13
Reaksi RT ... 14
PCR ... 14
Identifikasi Kutukebul yang Mengkolonisasi Pertanaman Tomat ... 15
Penularan Virus Penyebab Penyakit Kuning dengan Kutukebul ... 15
Inokulum Virus ... 15
Kutukebul ... 16
Penularan Virus oleh Kutukebul ... 16
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 17
Survei Penyakit Kuning pada Tanaman Tomat di Jawa Barat ... 17
Virus- Virus yang Berasosiasi dengan Gejala Kuning pada Tanaman Tomat ... 19
Kutukebul yang Mengkolonisasi Pertanaman Tomat di Jawa Barat . 20 Penularan Virus Penyebab Penyakit Kuning dengan Kutukebul ... 23
KESIMPULAN DAN SARAN ... 29
Kesimpulan ... 29
Saran ... 29
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kejadian penyakit kuning pada tanaman tomat menurut ketinggian
tempat di daerah Bogor dan Cianjur ... 18 2 Penularan ToCV dan TICV melalui T. vaporariorum dan B. tabaci dari tanaman sumber virus terinfeksi ganda ... 23 3 Keefektifan B. tabaci menularkan ToCV pada tomat dari tanaman sumber virus terinfeksi tunggal ... 25 4 Keefektifan T. vaporariorum menularkan ToCV dan TICV pada tomat
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Gejala kuning pada tanaman tomat mulai terjadi dari daun-daun bawah kemudian berkembang ke arah pucuk (atas). Klorosis terutama terjadi
pada jaringan di antara tulang daun (interveinal chlorosis, bawah) ... 19 2 Hasil amplifikasi DNA genom virus menggunakan pasangan primer
spesifik ToCV (lajur 1 dan 2) dan spesifik TICV (lajur 3 dan 4) terhadap sampel daun yang diambil dari tanaman tomat bergejala kuning dari Cipanas (lajur 1), Pacet (lajur 2 dan 3), dan Cikajang (lajur 4). Lajur M adalah 1 kb DNA leader (Qiagen, Germany) ... 20 3 Imago B. tabaci (kiri) dan T. vaporariorum (kanan) ... 21 4 Preparat puparium T. vaporariorum (kiri) dan B. tabaci (kanan): (a) seta kauda, (b) vasiform orifice, (c) rambut dorsal, (d) pinggiran trakea, (e) basal tungkai tengah dan belakang, (f) ruas abdomen VII, (g) submargin, (h) lingula ... 22 5 Gejala kuning pada tanaman tomat yang telah diinokulasi dengan ToCV (kiri) dan TICV (kanan) ... 24 6 Hasil amplifikasi DNA TICV dan ToCV dengan metode RT-PCR
menggunakan sepasang primer TICV dan ToCV. M (marker 1 kb); lajur 1 (negatif TICV), lajur 2 - 9 (positif TICV); lajur 14, 15, 17
