xiii DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM ... i
PRASYARAT GELAR MAGISTER ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ... v
UCAPAN TERIMA KASIH... vi
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
RINGKASAN ... x
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR TABEL ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Tanaman Jeruk (Citrus spp.) ... 5
xiv
2.3 Penyakit Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) ... 6
2.4 Gejala Serangan Penyakit CVPD ... 7
2.5 Cara Penularan Penyakit CVPD ... 9
2.6 Isolasi DNA Total ... 10
2.7 Teknik Polymerase Chain Reaction ( PCR ) ... 11
2.8 Analisis Defisiensi Unsur Hara ... 12
2.8.1 Analisis Defisiensi Unsur Hara dengan Atomic Absorbtion Spectrophotometer (AAS) ... 14
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP , DAN HIPOTESIS PENELITIAN 17
3.1 Kerangka Berpikir ... 17
3.2 Konsep Penelitian ... 19
3.3 Hipotesis ... 20
BAB IV METODE PENELITIAN ... 21
4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 21
4.2 Bahan dan Alat ... 21
4.3 Pelaksanaan Penelitian ... 22
4.3.1 Pengumpulan Sampel Daun Tanaman Jeruk yang Bergejala Terinfeksi CVPD ... 22
4.3.2 Deteksi Daun Tanaman Jeruk yang Terkena CVPD dengan Teknik PCR ... 22
4.3.2.1 Isolasi Total DNA ... 22
4.3.2.2 Visualisasi Hasil PCR ... 24
xv
4.3.3.1 Analisis Defisiensi Unsur Hara Dengan Atomic
Absorbtion Spectrophotometer (AAS) ... 24
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
5.1 Pengamatan Gejala Visual Tanaman Terkena CVPD di Lapangan ... 28
5.2 Isolasi Total DNA Tanaman ... 30
5.3 Deteksi Bakteri Liberobacter asiaticum dengan PCR (Polymerase Chain Reaction) ... 31
5.4 Analisis Defisiensi Unsur Hara dengan AAS ... 32
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 37
6.1 Simpulan ... 37
6.2 Saran ... 37
DAFTAR PUSTAKA ... 38
xvi ABSTRAK
Penyakit Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) adalah penyakit tanaman jeruk, yang sering dikenal dengan nama huanglongbing. CVPD menyerang hampir semua kultivar jeruk, yang mengakibatkan penurunan hasil produksi. Penyebab CVPD di Asia yaitu Liberobacter asiaticus, yang ditularkan oleh serangga vektor Diaphorina citri. Gejala khas CVPD adalah bercak kekuningan atau klorosis pada lamina daun dan tulang daun tetap berwarna hijau menyerupai defisiensi mineral Mn, Mg, Zn, dan Fe. Deteksi terhadap bakteri L. asiaticus dengan metode PCR menggunakan sepasang primer spesifik dari sekuen 16S rDNA dan analisis konsentrasi kecukupan masing-masing unsur hara yang terdapat pada daun jeruk yang bergejala CVPD.
Hasil amplifikasi PCR dari sampel tanaman jeruk tujuh sampel menunjukkan positif CVPD dengan adanya DNA bakteri L. asiaticum pada 1160 pb, dan satu sampel yang negatif CVPD. Analisis unsur hara dari delapan sampel daun jeruk yang bergejala CVPD, delapan sampel mengalami kekurangan unsur hara Zn, dan tujuh sampel mengalami defisiensi Mn. Defisiensi unsur hara menyebabkan variasi gejala yaitu tujuh sampel yang positif terinfeksi bakteri L. asiaticus dan juga mengalami defisiensi unsur Zn, enam sampel positif terinfeksi bakteri L. asiaticus dan mengalami defisiensi Mn, dan hanya satu sampel yang memiliki gejala sama seperti CVPD tetapi negatif terinfeksi bakteri L. asiaticum dan mengalami defisiensi unsur Zn dan Mn. Defisiensi unsur hara disebabkan oleh bakteri L. asiaticus yang masuk ke dalam sel floem menghasilkan protein virulen yang saling berikatan dengan protein reseptor yang dihasilkan sel tanaman jeruk sehingga saluran yang berfungsi sebagai transport mineral Zn, Mn, Fe, dan Mg ke dalam sel floem tanaman jeruk terhambat maka menyebabkan defisiensi.
xvii ABSTRACT
Diseases of Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) is a disease of citrus plant, who is often known by the name huanglongbing. CVPD attacked almost all of citrus cultivars, lowering the yield of production. Causes of CVPD Liberobacter asiaticus prevailing in Asia, which is transmitted by an insect vector Diaphorina citri. Typical symptoms of CVPD is yellowish blotches or chlorosis in leaves and leaf lamina of bone still resembles a green mineral deficiency of Mn, Mg, Zn, and Fe. Detection against the bacteria L. asiaticus with method of PCR using specific primer pair of 16S rDNA sequence and analysis of the adequacy of the respective concentrations of nutrient in the leaves of CVPD. The result of the PCR amplification of a sample citrus plant, there were seven positive samples show the presence of bacterial DNA CVPD L. asiaticus at 1160bp, and there is one negative symptom of CVPD. Analysis nutrient in citrus leaves have a symptom of CVPD, there are eight sample experienced a shortfall nutrient deficient of Zn, and there are seven sample deficient Mn. Nutrient deficiency cause symptoms technique applies seven positive samples infected with the bacteria L. asiaticus and also named Zn deficient, six positive samples infected with the bacteria L. asiaticus and deficient Mn, and only one sample that has the same symptoms as negative by bacteria L. asiaticus and caused deficient Zn and Mn. Nutrient deficiency is caused by the bacteria L. asiaticus who entered into the cell floem protein yield virulent mutual bind to receptor proteins of plant cells that produced the citrus or which serve as transport minerals Zn, Mn, Fe, and Mg into the cell floem citrus plant pathogenic bacteria then causes stunted deficiency.
xviii BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman jeruk (Citrus spp.) merupakan tanaman hortikultura yang sangat penting dalam perekonomian petani karena nilai ekonominya yang tinggi. Di Indonesia budidaya dan penelitian jeruk sedang berkembang. Perkebunan dan penanaman jeruk tidak hanya terpusat di Jawa, tetapi juga sudah hampir merata di daerah-daerah lain yang kondisi iklim dan tanahnya cocok untuk ditanami jeruk. Daerah penanaman jeruk di Indonesia adalah Garut, Sukabumi, Purworejo, Karang Anyar, Sragen, Banyuwangi, Tulungagung, Jeneponto, Pangkep, Sambas, Pontianak, Sumedang, Bogor, Tasikmalaya, Cilacap, Banyumas, Solo, Madura, Malang, Palembang, Medan, Brastagi, Bali (Bangli), Kalimantan Barat, Kalimantan Timur, dan Sulawesi Selatan (Wajo) (Dirjen Tanaman Pangan, 1992).
Salah satu upaya yang dilakukan untuk memenuhi kebutuhan konsumsi buah jeruk di Indonesia yaitu dengan melakukan peningkatan produksi jeruk, tetapi hal tersebut masih terkendala adanya serangan penyakit Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD). Penyebab CVPD di Asia adalah Liberobacter asiaticus yang ditularkan oleh serangga vektor Diaphorina citri (Wijaya, 2003). Selain melalui vektor, penularan penyakit CVPD juga terjadi pada saat okulasi bibit jeruk dengan menggunakan mata tunas dari tanaman jeruk yang terinfeksi penyakit CVPD (Wirawan dkk. 2003). Gejala khas CVPD adalah bercak-bercak kekuningan tidak teratur atau klorosis pada daun. Bercak pada bagian atas dan bawah daun adalah sama dimulai pada bagian ujung daun pada tanaman dewasa
xix
(yellow shoot), menyerupai gejala defisiensi mineral Mn, Mg, Zn, dan Fe (Bove, 1995), busuk akar atau cekaman lain (Korsten et al., 1993). Infeksi pada tanaman muda mengakibatkan kuncup berkembang lambat, pertumbuhan daun mencuat ke atas, lebih kecil, dan berbercak. Gejala sektoral diiringi pertumbuhan tunas lebih banyak dari tanaman normal di luar musim pertunasan (Dwiastuti, 2001). Pada gejala berat, daun menjadi lebih kaku, kecil, menebal, tulang daun primer dan sekunder mengeras, dan menguning pada keseluruhan kanopi, letaknya tersebar pada daun tanaman jeruk (Planck, 1999). Dapat dilihat pada pohon yang sudah berproduksi, buah menjadi lebih kecil, tidak simetris, banyak yang jatuh secara prematur (gugur sebelum waktu masa panen), berwarna red nose (warna orange pada bagian dekat tangkai) karena perkembangan warna dimulai dari ujung peduncular, sedang pada perkembangan normal dari ujung stilar (Garnier dan Bove, 1993). Su dan Huang (1990) menyatakan bahwa dalam kloroplas, sel-sel parenkim silem dan floem ditemukan akumulasi karbohidrat, sehingga dalam waktu bersamaan kambium menjadi hiperaktif dan membentuk banyak elemen silem dan floem. Sel-sel berkas pengangkut menunjukkan terjadinya penyimpangan, berjejalan, plasmolisis, dan nekrosis. Perubahan tersebut menunjukkan terjadinya gangguan metabolik yang mungkin diakibatkan oleh toksin-toksin dan atau hormon-hormon (da Graca, 1991).
Gejala kekuningan pada daun juga bisa disebabkan karena defisiensi unsur hara. Menurut Römheld (2012) semua unsur hara harus tersedia pada tingkat optimum untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman dengan hasil yang maksimal. Konsentrasi defisiensi kritis unsur hara adalah konsentrasi yang dibutuhkan untuk mencapai suatu tingkat pertumbuhan yang mendekati maksimal. Konsentrasi kritis dipengaruhi oleh umur
xx
dan bagian tanaman, konsentrasi unsur hara lain, dan faktor lingkungan. Berdasarkan hasil pengamatan secara visual di lapang ditemukan adanya variasi gejala klorosis pada masing-masing jenis tanaman jeruk, sehingga perlu dilakukan deteksi terhadap bakteri L. asiaticum dengan menggunakan metode PCR (Polymerase Chain Reaction) dan analisis defisiensi unsur hara dengan teknik AAS (Atomic Absorbtion Spectrophotometer) yang bertujuan untuk mengetahui konsentrasi masing-masing unsur hara yang terdapat pada daun jeruk yang diduga menyebabkan variasi gejala CVPD. Teknik PCR yang sangat sensitif dan dapat diandalkan untuk mendeteksi bakteri CVPD meskipun konsentrasinya sangat rendah di dalam jaringan tanaman (Jagoueix et al., 1996). Beberapa peneliti telah berhasil menggunakan teknik tersebut dengan hasil yang sangat sensitif, akurasi yang tinggi, dan cepat (Triwiratno et al., 1999; Subandiyah et al., 2000; Bove & Garnier, 1997). Teknik PCR menggunakan sepasang primer spesifik dari sekuen DNA bakteri CVPD. Primer tersebut sangat baik digunakan untuk mendeteksi serangan penyakit CVPD pada jeruk, dengan menggunakan primer tersebut maka hanya sekuen sekuen 16S rDNA dari bakteri L. asiaticum yang teramplifikasi, sementara sekuen dari bakteri lain, atau dari mitokondria dan khloroplas tanaman jeruk tidak teramplifikasi, yang terdeteksi hanya CVPD.
xxi 1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah variasi gejala yang timbul disebabkan oleh serangan penyakit CVPD. 2. Apakah defisiensi unsur hara tertentu menyebabkan variasi gejala CVPD
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui variasi gejala yang terjadi apakah disebabkan oleh serangan penyakit CVPD (L. asiaticum).
2. Mengetahui defisiensi unsur hara tertentu menyebabkan variasi seperti gejala CVPD.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh manfaat sebagai berikut:
1. Secara akademisi, hasil penelitian ini akan menambah khasanah ilmu pengetahuan khususnya tentang bakteri patogen tumbuhan dan defisiensi unsur hara.
2. Secara praktis, hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan untuk mengetahui gejala penyakit CVPD dan penyebaran penyakit CVPD yang digunakan untuk usaha budidaya tanaman jeruk sebagai penunjang hasil produksi dan bernilai ekonomi.
