STUDI MORFOLOGI DAN POLA PITA ISOZIM PADA Oryza sativa L. TERINFEKSI VIRUS TUNGRO DI TIGA KABUPATEN EKS-KARESIDENAN SURAKARTA

commit to user

1

STUDI MORFOLOGI DAN POLA PITA ISOZIM PADA Oryza sativa L.

TERINFEKSI VIRUS TUNGRO DI TIGA KABUPATEN

EKS-KARESIDENAN SURAKARTA

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh Gelar Sarjana Sains

Oleh :

Arif Ardwiantoro

NIM. M 0409009

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

commit to user

commit to user

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya

sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah di tulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka

gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan /atau dicabut.

Surakarta, September 2013

Arif Ardwiantoro

NIM. M0409009

commit to user

4

Studi Morfologi dan Pola Pita Isozim Pada Oryza sativa L. Terinfeksi Virus

Tungro di Tiga Kabupaten Eks-KaresidenanSurakarta

ARIF ARDWIANTORO

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

ABSTRAK

Virus tungro merupakan salah satu penyakit penting tanaman padi yang di

sebabkan oleh infeksi ganda RTBV (rice tungro bacilliform virus) and RTSV (rice

tungro spherical virus), yang disebarkan oleh wereng hijau (Nephotettix virescens

Distant.). Interaksi antara inang dan vektor virus masih sulit untuk dipahami.

Penelitian ini bertujuan untuk: (i) mengetahui perbedaan karakter morfologi tanaman

padi yang terinfeksi virus tungro dengan tanaman padi sehat. (ii) mengetahui karakter

pola pita isozim tanaman padi yang terinfeksi virus tungro dengan tanaman padi

sehat. Tanaman padi terinfeksi virus tungro dibuktikan dengan uji iodine. Pola pita

isozim tanaman padi di identifikasi menggunakan metode elektroforesis dengan

PAGE. Sampel daun di ekstraks menggunakan buffer ekstraksi pH 8,4 dan

pewarnaan pita isozim menggunakan tiga (3) enzim, yaitu : Peroksidase, esterase dan

acid phosphatase. Data di analisis secara deskriptif berdasarkan nilai migrasi pita

(Rf). Hasil penelitian menunjukan persentase pengerdilan habitus rumpun dan jumlah

anakan di dalam satu rumpun tanaman padi terinfeksi virus tungro 31,89% dan

42,3%. Persentase penyusutan panjang dan lebar daun tanaman padi terinfeksi virus

tungro 26,88% dan 43,88%. Persentase penyusutan panjang , lebar dan berat biji

tanaman padi yang terinfeksi virus tungro sebesar 13%, 35,3% dan 49,32%.

Perbedaan pola pita isozim secara jelas ditemukan di antara tanaman padi sehat dan

terinfeksi virus tungro. Umumnya, pola pita isozim pada tanaman padi yang

terinfeksi tungro lebih tebal dari pada tanaman padi sehat. Pita isozim dengan

kuantitas lebih tinggi yang terekspresikan kemungkinan dipengaruhi oleh aktivitas

protein dari kelompok

β

-galaktosidase dan

bovine serum albumin. Kedua protein

tersebut di duga mampu menginisiasi peningkatan produksi enzim sebagai respon

adanya infeksi virus tungro pada inang tanaman padi. Secara kualitatif, terdapat

perbedaan yang sangat signifikan ekspresi isozim pada daun tanaman padi yang

terinfeksi virus tungro teramati lebih tebal.

Kata Kunci : Oryza sativa L., Nephotettix virescens Distant., tungro, Isozim, Esterase,

Peroksidase, Acid Phosphatase.

commit to user

Studies on Morphology and Isozyme Banding Pattern of Tungro Diseased Rice

at Three Regencies in Surakarta

Arif Ardwiantoro

Departement of Biology, Faculty of Matematics and Natural Sciences,

Sebelas Maret University, Surakarta.

ABSTRACT

Tungro is one of the most important desease of rice plants caused by double

infection of RTBV (rice tungro bacilliform virus) and RTSV (rice tungro spherical

virus). Those viruses were transmitted by green leafhopper (Nephotettix virescens

Distant.), While interaction among host, virus and vector was still quite difficult to

understand. The aims of the study were: to examine the differences characters

between the infected and healthy plants of morphologycal rice plants infected tungro

virus and the healthy and to look at the characters of isozyme banding patterns of rice

plants infected tungro virus as well as the healthy one. Rice infected plants were

confirmed by iodine test, followed by PAGE in order to look at the Isozyme band

pattern. For extracting the leaf, extraction buffer pH 8.4 was used, and for staining the

isozyme three enzymes, namely peroxidase, esterase and acid phosphatase was used

and the resulfed data were analyzed descriptively based on the score of the migration

of the bands (Rf). The results showed that the percentage of stunting plants and the

number of seedlings in clumps of rice plant infected with tungro virus were 31,89%

and 42,3%. The percentages length and width of leaves from rice plants infected with

tungro virus were 26,88% and 43,88%. The percentages length, width and weight of

seed from rice plant infected with tungro virus were 13%; 35,3% and 49,32%. Clear

differences of the isozyme banding pattern was found in the healthy plant and the

infected one. In General, the entire band in the infected plant was much thicker

compare to infected leaves. Higher quantity espression of isozyme bands was

suggested influenced by the protein activity from the group of

β

-galactosidase and

bovine serum albumin. Both of the proteins is thought to be able to initiate an

increase in the production of enzymes in response to virus infection on host plants of

rice tungro. Qualitatively, there was a very significant difference of the isozyme

expression in the leaves of rice plants infected with tungro virus which observed

thicker.

Keywords: Oryza sativa L., Nephotettix virescens Distant., tungro, Isozyme, Esterase,

Peroxidase, Acid Phosphatase.

commit to user

6

MOTTO

Kerjakanlah segala sesuatu dengan sabar, ikhlas dan senantiasa tawakal pada-Nya,

Insya Allah segala kesulitan akan teratasi dan menghasilkan suatu pencapaian yang

memuaskan.

Kegagalan sejatinya merupakan sebuah tantangan yang tidak untuk dihindari yang

senantiasa menghampiri ketika mencapai puncak kesuksesan

“Be yourself, do the best.”

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan

(Q.S. Al-Insyirah: 6).”

“Belajar adalah sama dengan mendayung melawan arus: Ketika anda berhenti

mendayung, anda mulai bergerak mundur”

(Anonymous).

“If you fail to prepare, you prepare to fail”

(Benjamin Franklin).

commit to user

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

Kedua orang tua ku tercinta, karena berkat didikan

tangan-tanganmulah ananda bisa jadi seperti ini.

Kakak dan adik ku tersayang,

terimakasih atas segala dukungan selama ini.

Rekan-rekan seperjuangan di Biologi,

khususnya Angkatan 2009.

Almamater-ku tercinta,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

commit to user

8

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

rahmat-Nya berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

penyusunan skripsi dengan judul “Studi Morfologi dan Pola Pita Isozim pada Oryza

sativa L. Terinfeksi Virus Tungro di Tiga Kabupaten Eks-Karesidenan Surakarta”.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

kesarjanaan Strata 1 (S1) di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Penelitian dan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari masukan dan dukungan

berbagai pihak yang sangat membantu dan bermanfaat kepada penulis. Oleh karena

itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada:

Dr. Agung Budiharjo, M.Si., Selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah

memberikan izin dan dukungan moral selama penelitian saya berlangsung.

Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan dana untuk penyelesaian penelitian saya yang merupakan bagian proyek

penelitian payung beliau, serta saran, bimbingan dan kesabarannya dari pengambilan

sampel, penelitian di laboratorium, hingga terselesaikan penyusunan skripsi ini.

Ir. Supyani, M.P., M.Agr., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan saran, bimbingan dan petunjuknya dalam pengambilan sampel,

penelitian dilaboratorium, hingga terselesaikan penyusunan skripsi ini.

Ari Pitoyo, S.Si., M.Sc., selaku Dosen Penelaah I yang telah memberikan saran

dan bimbingannya hingga terselesaikan penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan.

Tjahjadi Purwoko, M.Si., selaku Dosen Penelaah II yang telah memberikan saran

dan bimbingannya hingga terselesaikan penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan.

Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si., selaku Kepala Laboratorium Jurusan Biologi

FMIPA, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah memberikan izin penelitian

beserta sarana dan prasarana selama penelitian.

commit to user

Dosen-Dosen Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah mendidik dan memberikan

dorongan moral sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Staf administrasi Jurusan Biologi serta Laboran (Atik Dwiningsih, Adenan

Suryani, Nina Astreani) yang telah membantu kelancaran penelitian ini.

Fahrida Putri S.Pd, Liss Dyah Dewi Arini S.Si dan Intan S.B. yang dengan setia

membantu dan memberikan dukungan kepada penulis baik dari pengambilan sampel,

penelitian dilaboratorium selama lebih dari 3 bulan, hingga terselesainya penulisan

skripsi ini.

Teman-teman Biologi khususnya angkatan 2009 yang telah memberikan

motivasi dan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa melakukan penelitian hingga penyusunan

skripsi masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan

adanya masukan yang bersifat membangun, semogga skripsi ini dapat bermanfaat.

Surakarta, September 2013

commit to user

10

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...

i

HALAMAN PERSETUJUAN ...

ii

HALAMAN PERNYATAAN ...

iii

ABSTRAK ...

iv

MOTTO...

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ...

vii

KATA PENGANTAR...

viii

DAFTAR ISI ...

x

DAFTAR TABEL ...

xi

DAFTAR GAMBAR ...

xiii

DAFTAR LAMPIRAN ...

xv

DAFTAR SINGKATAN ...

xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ...

1

B. Rumusan Masalah ...

3

C. Tujuan Penelitian ...

4

D. Manfaat Penelitian...

4

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Umum Tentang Tanaman Padi ...

5

1. Sinonim dan Taksonomi ...

5

2

Morfologi Tanaman Padi ...

5

3. Jenis-Jenis Tanaman Padi ...

8

4. Habitat Tanaman Padi...

9

5. Syarat TumbuhTanaman Padi ...

10

B. Penyakit Virus pada Tanaman Padi ...

11

1. Infeksi Virus pada Tanaman Padi ...

11

2. Virus Tungro Padi ...

11

C. Elektroforesis ...

14

D. Isozim ...

15

1. Esterase (EST) ...

15

2. Peroksidase (PER)...

16

3. Acid Phosphatase (ACP) ...

17

D. Kerangka Pemikiran ...

18

E. Hipotesis Penelitian ...

19

BAB III METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ...

20

B. Alat dan Bahan ...

21

1. Bahan dan Alat untuk Analisa Morofologi ...

21

2. Bahan dan Alat untuk Analisa Pola Pita Isozim ...

21

C. Cara Kerja ...

22

commit to user

1. Pengambilan Sampel ...

22

2. Pengamatan Morofologi ...

22

3. Pengujian Iodine...

23

3. Analisis Pola Pita Isozim ...

23

D. Analisis Data ...

26

1. Data Morofologi ...

26

2. Data Pola Pita Isozim ...

26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A.

Perbandingan Hasil Pengukuran Morfologi Tanaman Oryza

sativa L Sehat dan Terinfeksi Virus Tungro. ...

28

B.

Pengujian Iodine Sebagai Deteksi Tanaman Padi Terinfeksi Virus

Tungro. ...

39

C. Profil Pola Pita Isozim Oryza sativa L. Sehat dan Terinfeksi Virus

Tungro ...

40

1. Isozim Peroksidase Tanaman padi Terinfeksi Tungro

Dibandingkan Dengan Sehat ...

42

2. Isozim Esterase Tanaman Padi Terinfeksi Tungro

Dibandingkan Dengan Sehat ...

46

3. Isozim Acide Phosphatase Tanaman Padi Terinfeksi Tungro

Dibandingan Dengan Sehat ...

50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ...

56

B. Saran ...

57

DAFTAR PUSTAKA

commit to user

12

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Rangkuman umur dan tinggi eberapa varietas padi yang di tanam di

Eks-Karesidenan Surakarta ...

9

Tabel 2 Beberapa varietas tanaman padi (Oryza sativa L.) dan Ekspresi

gen yang dapat bertahan terhadap infeksi virus Tungro ...

14

Tabel 3 Perbandingan morfologi rumpun tanaman padi yang sehat dengan

tanaman padi yang terinfeksi virus tungo ...

30

Tabel 4 Perbandingan morfologi daun tanaman padi sehat dan terinfeksi

tungro di kabupaten Sragen, Sukoharjo dan Klaten. ...

33

Tabel 5 Perbandingan hasil pengukuran morfologi biji tanaman padi sehat

dan terinfeksi virus tungro populasi di tiga kabupaten (Sragen,

Sukoharjo dan Klaten). ...

35

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Morfologi tanaman padi (Oryza sativa L.)...

6

Gambar 2.a . Struktur luar morfologi biji tanaman padi (Oryza sativa L.) ...

7

Gambar 2.b. Struktur dalam morfologi biji tanaman padi (Oryza sativa L.) ...

7

Gambar 3.a. Lahan pertanian padi terinfeksi RTSV dan RTBV ...

12

Gambar 3.b. Lahan pertanian endemik rice tungro spherical virus (RTSV)

dan rice tungro bacilliform virus (RTBV) ...

13

Gambar 4 Skema Kerangka Pemikiran ...

16

Gambar 5 Peta lokasi pengambilan sampel tanaman padi terinfeksi virus

tungro ...

18

Gambar 6 Lahan yang terinfeksi virus tungo di kabupaten Sragen

,Sukoharjo, Klaten secara berurutan ...

29

Gambar 7 Perbandingan rumpun tanaman sehat dan tanaman terinfeksi virus

tungo di Masaran, Sragen; Karang Dowo, Kabupaten Sukoharjo dan

Delanggu, Klaten. ...

29

Gambar 8 Perbandingan panjang dan diameter daun tanaman padi a) sehat;

b) terinfeksi tungro...

33

Gambar 9.Daun tanaman yang padi sehat dan daun tanaman padi terinfeksi

virus tungro sebelum (a) dan setelah (b) uji iodium ...

40

Gambar 10.Zimogram Peroksidase Oryza sativa L. sehat dan terinfeksi

tungro populasi a) Sragen, b) Sukoharjo dan c) Klaten...

43

Gambar 11.Zimogram Esterase Oryza sativa L. sehat dan terinfeksi

tungro populasi a) Sragen, b) Sukoharjo dan c) Klaten...

48

Gambar 12.Zimogram Acide Phosphatase Oryza sativa L. sehat dan

terinfeksi tungro populasi a) Sragen, b) Sukoharjo dan c) Klaten ...

51

Gambar 13.a.Gambar Peroksidase Oryza sativa L. sehat dan terinfeksi

tungro populasi Sragen, sukoharjo dan Klaten. ...

55

commit to user

14

Gambar 13.b. Gambar Esterase Oryza sativa L. sehat dan terinfeksi

tungro populasi Sragen, sukoharjo dan Klaten. ...

55

Gambar 13.c. Gambar Acide Phosphatase Oryza sativa L. sehat dan

terinfeksi tungro populasi Sragen, sukoharjo dan Klaten...

55

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.Daun tanaman padi yang sehat dan yang terinfeksi virus

direndam dengan menggunakan alkhohol 96% selama 24 jam. ...

63

Lampiran 2. Daun tanaman padi yang sehat dan yang terinfeksi virus

di rendam dengan menggunakan iodine 0,01 N selama 10 menit. ..

63

Lampiran 3. Hasil perendaman daun sehat dan sakit dengan menggunakan

Iodine 0,01 N selama 10 menit. ...

63

Lampiran 4. Perbandingan morfologi biji tanaman padi kabupaten 1) Sragen, 2)

Sukoharjo dan Klaten. ...

64

Lampiran 5. Pengukuran morfologi biji tanaman padi dengan menggunakan ..

jangka sorong.. ...

64

Lampiran 6. Penimbangan dengan menggunakan timbangan analitik untuk

Mengukur berat basah biji padi sehat dan sakit. ...

65

Lampiran 7. Penimbangan dengan menggunakan timbangan analitik untuk

memperoleh data berat kering biji terinfeksi tungro dan sehat ...

65

Lampiran 8. Penimbangan dengan menggunakan timbangan analitik untuk

memperoleh berat basah brangkasan antara tanaman tungro dan

sehat ...

66

Lampiran 9. Penimbangan dengan menggunakan timbangan analitik untuk

memperoleh data berat kering brangasan terinfeksi tungro dan

sehat ...

66

Lampiran Riwayat hidup penulis...

67

commit to user

16

DAFTAR SINGKATAN

Singkatan

Kepanjangan

AAG

Asam Asetat Glacial

APS

Ammonium Persulfat

BM

Berat Molekul

BBrMD

Banana Bract Mosaic Disease

BBrMV

Banana Bract Mosaic Virus

Dkk

Dan kawan-kawan

DNA

Deoxyribonucleic Acid

H

2

SO

4

Asam Klorida

kDa

Kilo Dalton

NaH

2

PO

4

Natrium dihidrogen-fosfat

Na

2

HPO

4

Dinatrium hydrogen-fosfat

m dpl

Meter di atas permukaan laut

MST

Minggu Setelah Tanam

pH

power of Hydrogen

Rf

Relatif ferguson

Rm

Relative mobility

rpm

Revolutions per Minutes

RTSV

Rice Tungro Spherical Virus

RTBV

Rice Tungro Bacilliform Virus