POTENSI RHIZOBAKTERIA INDIGENUS DALAM MENINGKATKAN KETAHANAN

GALUR CABAI TERHADAP KERAGAMAN STRAIN GEMINIVIRUS DAN BIOTIPE

SERANGGA VEKTORNYA Bemisia tabaci (Hemiptera:Aleyrodidae)

Jumsu Trisno, SP., M.Si

Dr.Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc

Dr. Ishak Manti, MS

LATAR BELAKANG

- 100%

VIRUS-VIRUS: CABAI

• CMV, TMV, PVY, TEV

• TRSV, PVX, ChiVMV

GEMINIVIRUS; PepYLCV

VEKTOR

TUJUAN PENELITIAN1. Mendapatkan karakterisasi keragaman virus

penyebab penyakit kuning keriting cabai dari lokasi geografis berbeda di Sumatera Barat (Tahun I)

2. Mendapatkan karakteristik keragaman vektor virus kuning keriting cabai yang berasal dari geografis yang berbeda di Sumatera Barat (Tahun I)

3. Mempelajari hubungan strain virus dan biotipe vektornya, melalui efisiensi penularannya (Tahun II)

4. Mengevaluasi respon dan tingkat ketahanan galur cabai terhadap strain dan biotipe serangga vektor yang berbeda (Tahun II)

5. Mempelajari respon ketahanan galur cabai yang diimunisasi dengan agen hayati rhizobakteria indigenus (Tahun II)

Gbr 1. Bagan Alur Rencana Penelitian

TAHUN I : Kajian Keragaman geminivirus dan serangga vektornya dari lokasi geografis berbeda di Sumatera Barat

Tahap 1. Kajian Keragaman Geminivirus

a. Pengumpulan sampel; dari lokasi dengan altitute beda Sumatera Barat (Rendah: Pesisir Selatan & Pasaman Barat; Sedang: 50 Kota & T.Datar; Tinggi: Solok & Agam)

b. Perbanyakan inokulum; vektor dan penyambungan

c. Deteksi geminivirus dengan teknik PCR; isolasi DNA dg Metode Dellaporta et al (1983), amplifikasi PCR primer PAL1v1978 & PAR1c715 (Produk ± 1.600 bp)

d. Sekuensing

e. Analisis kekerabatan: ClustalW

METODE PENELITIAN

Dirancang 2 thn (Alur penelitian);

Tahap 2. Kajian Keragaman Serangga Vektor B. tabaci

a. Pengumpulan B. tabaci; dari lokasi dengan altitute beda Sumatera Barat (Rendah: Pesisir Selatan & Pasaman Barat; Sedang: 50 Kota & T.Datar; Tinggi: Solok & Agam): Pupa dan Imago dari cabai dan inang lainnya

b. Perbanyakan B. tabaci; dipelihara dalam kurungan serangga, brokoli-tanaman cabai sehat

c. Identifikasi B. tabaci; Metode Martin (1987), membuat preparat puparium.

d. Isolasi DNA; Metode Goodwin et al. (1994) : CTAB

e. Amplifikasi dan sekuensing gen COI; Metode Frohlich et al (1999) Primer C1-J-2-2195 MTD-10 & 12-N-3014 MTD-12, sekuensing menggunakan mesin ABI-Prisma 3100-Avant genetic Analyzer

f. Analisis filogenetik: ClustalW version 1.82 dengan membandingkannya dengan sekuen geminivirus yang ada di GeneBank. Analisis filogenetik dan jarak genetik dilakukan menggunakan program PAUP version 4.0b

TAHUN II : KAJIAN HUBUNGAN STRAIN GEMINIVIRUS dgn BIOTIPE VEKTOR, RESPON KETAHANAN GALUR CABAI, dan POTENSI RHIZOBAKTERIA DALAM MENINGKATKAN KETAHANAN TANAMAN CABAI

Percobaan I: Hubungan strain geminivirus dgn biotipe B. tabaci

Dari Hasil TAHUN I; Strain-strain Geminivirus & Biotipe B. tabaci

• Beberapa percobaan: periode akuisisi, periode inokulasi, dan jumlah serangga yg dpt menimbulkan gejala kuning keriting cabai

• Setiap unit terdiri atas 10 tanaman uji dan lima kontrol dg serangga 10 ekor/tanaman, kecuali untuk jumlah serangga

a. Periode akuisisi; biotipe B. tabaci diberi makan selama ¼, ½, 1, 3, dan 6 jam, dan periode inokulasi 48 jam pd tan. Uji; PENGAMATAN:

b. Periode inokulasi; B. tabaci diberi makan akuisisi 24 jam, seterusnya periode inokulasi selama ¼, ½, 1, 3, 6, dan 12 jam pd tanaman uji. PENGAMATAN:

c. Jumlah serangga; Jumlah minimum yg mampu menularkan geminivirus; jumlah serangga: 1, 3, 5, 10, 15, 20 ekor, dg periode akuisisi 24 jam dan inokulasi 48 jam. PENGAMATAN

Percobaan II : Seleksi Ketahanan Galur Cabai (Komersial)

• Strain geminivirus (Hasil tahun I)

• RAL : 6 Galur; 10 Ulangan

• Periode makan akuisisi dan makan inokulasi dan jumlah serangga vektor (Hasil Tahun II tahap 1)

• Pengamatan: masa inkubasi, variasi gejala dan kejadian penyakit

• Penentuan respon ketahanan tanaman : Tabel 1.

Kejadian penyakit (%) Kriteria ketahanan

0 Imun

X<10 Tahan

10<X<30 Agak tahan

30<X<50 Rentan

X<50 Sangat rentan

Metode penelitian

• Rancangan RAL 15 Perlakuan; 10 ulangan dengan perlakuan isolat-isolat rhizobakteria indigenus

• Galur cabai rentan (TM 888)

a. Perbanyakan geminivirus dan B. tabaci (Tahun I)

b. Penyiapan rhizobakteria; Koleksi lab. Mikrobiologi jur. HPT Faperta Unand (Jumsu Trisno), diremajakan preculture-mainculture, populasi 108 Sel/ml

c. Introduksi rhizobakteri; Saat Benih dan Pindah ke polybag

d. Inokulasi geminivirus; bibit cabai umur 4 hari setelah introduksi Rhizobakteria ke 2

Percobaan III : KAJIAN RESPON KETAHANAN GALUR CABAI YANG DIIMUNISASI DENGAN ISOLAT RHIZOBAKTERIA INDIGENUS

HASILPercobaan I : Kajian Hubungan Strain Geminivirus dan Biotipe B. tabaci

dalam Menimbulkan Penyakit Kuning Keriting Cabai

A).10 hari setelah inokulasi,

B). 15 hari setelah inokulasi,

C). 20-30 hari setelah inokulasi,

D). Tanaman sehat (kontrol).

A B

C D

Kesimpulan1. Serangga vektor B. tabaci biotipe non B asal Bogor, dan Pesisir

Selatan sudah mampu menularkan virus setelah 15 menit melakukan akuisisi, dan inokulasi. Periode akuisisi dan inokulasi yang optimal untuk menularkan virus adalah 6-12 jam.

2. Serangga vektor B. tabaci merupakan vektor yang sangat efektif, karena hanya dengan satu ekor vektor yang viruliferus telah dapat menularkan virus penyebab penyakit kuning keriting cabai.

3. Efektifitas penularan virus oleh serangga vektor ditentukan oleh strain geminivirus. B. tabaci dari lokasi yang sama dengan strain geminivirus akan lebih efektif menularkan geminivirus di bandingkan dengan strain geminivirus asal lokasi geografis yang berbeda.

4. Efektifitas penularan akan meningkat dengan bertambahnya waktu akuisisi, inokulasi dan jumlah serangga vektor.

Percobaan II : Seleksi Ketahanan Beberapa Kultivar Cabai

Asal Isolat Geminivirus Kode Isolat Masa Inkubasi (hsi) Gejala Pada Tanaman Perbanyakan Virusx)

Padang PDG-1 13,0y) (12-14) ktr, cp, kn

PDG-2 14,5 (14-15) ktr, cps, kecil-kecil

PDG-3 7,8 (7-9) kt, cp, pdk, vc

Pesisir Selatan PSS1-1 10,33 (8-14) kt, kcc

PSS1-2 14,5 (14-15) ktr

PSS1-3 14,0 (12-15) kt, cp, kcc, pdk

PSS1-4 8,0 (8) kt, mr

PSS1-5 12,67 (8-15) ktr

PSS1-6 10,6 (8-15) kt, cp, kcc, kd

PSS1-7 9,2 (8-10) kts, cp, tk

PSS1-8 11,5 (10-15) kt, mr, pdk

Solok So-3 14,0 (14) ktr, kn

So-4 15,2 (14-16) kt, cpr, kcc

So-5 13,0 (11-15) ktr, pdk, vc

So-7 10,0 (10) ktr, vc

So-8 15,0 (15) kt, cp, pdk

A. Patogenesitas Strain Geminivirus

Limapuluh Kota PYK2-1 19,5 (19-20) ktr

PYK1-1 19,33 (16-21) kts, cps

PYK1-2 16,4 (12-20) kt, cp, kcc

PYK1-4 16,6 (12-21) ktr, pdk

PYK1-6 19,0 (17-21) ktr,cpr

Tanah Datar TD1-1 23,25 (19-28) ktr, cp, kcc

TD1-2 20,5 (19-21) ktr, kcc, pdk

TD1-4 20,0 (20) kn, cpr

TD-2 21,67 (19-22) kn, cp, kcc

TD-5 21,8 (19-25) kn, cpr, kcc

Agam Ag1-3 17,75 (16-19) kt, kcc, pdk

Ag1-4 18,33 (17-19) kn, cp, kcc, pdk

Ag1-5 20,0 (19-21) vb, kt, cp

Ag-2 20,0 (17-23) kn, kt, kcc

Ag2-1 19,5 (18-12) cp, kcc

Asal Isolat Geminivirus Kode Isolat Masa Inkubasi (hsi) Gejala Pada Tanaman Perbanyakan Virusx)

Kultivar CabaiMasa

Inkubasi (hari)

Kejadian Penyakita)

Variasi gejalab)

Tingkat Keparahanc)

Respond)

Jatilaba 18 – 30 100 s, vc, m, kr 3 R

Keriting TM 888 15 – 28 100 s, vc, kr 3 R

Keriting TM 999 14 – 20 100 s, vc, m, kr 4 S R

Tit Super 18 – 28 100 s, vc, mr 2 A T

Tornado 15 – 30 100 s, vc, m, cp 3 R

Cayenne 18 – 24 100 s, vc, m 4 S R

B. Respon Ketahanan Kultivar Cabai

Kesimpulan1. Kultivar cabai yang berbeda memberikan

respon yang berbeda. 2. Dari 6 kultivar komersial yang diuji 1 kultivar (Tit

Super) memberikan respon agak tahan, 3 kultivar (Jatilaba, TM-888, dan Tornado) memberikan respon rentan (R) dan 2 kultivar (TM-999 dan Cayenne) sangat rentan (SR).

Percobaan III : Respon Tanaman Cabai yang diimunisasi dengan Rhizobakteria Indigenus Terhadap Infeksi Geminivirus

A. Analisis Berdasarkan Gejala dan Kejadian Penyakit

Introduksi Rhizobakteria

Masa Inkubasi(hari)

Kejadian Penyakit (%) Tingkat Keparahan (%)

Xkpa) Eb) Xtk

c) E

Tanpa RB (K+) 6 – 10 100 0,0 3,9 0,0

Isolat Ag2-6 12 – 16 100 0,0 4,0 -2,56

Isolat Ag3-7 10 – 16 100 0,0 4,0 -2,56

Isolat TD1-3 6 – 21 50,0 50,0 1,2 69,23Isolat TD1-8 15 10,0 90,0 0,2 94,87Isolat ST-13 11 – 15 100 0,0 4,0 -2,56

Isolat GN-3 12 – 21 50,0 50,0 1,2 69,23Isolat Ag1-5 21 – 22 30,0 70,0 0,6 84,61Isolat LPK1-9 9 – 21 40,0 60,0 0,9 76,92Isolat TD2-13 8 – 16 80,0 20,0 2,2 43,58

Isolat SLK2-16 10 – 16 100 0,0 4,0 -2,56

Isolat PSS1-4 7 – 15 90,0 10,0 3,2 17,94

Isolat SLK2-11 9 – 12 100 0,0 3,3 15,38

Isolat SKT-6 7 – 15 100 0,0 2,7 30,76

Isolat LPK1-4 4 – 8 70,0 30,0 2,3 41,02

A B C D E

F G H I J

K L M N O

A). Tanpa Rhizobakteria, B). Ag2-6, C). Ag3-7, D). TD1-3, E). TD1-8, F). ST-13, G). GN-3, H). Ag1-5, I). LPK1-9, J). TD2-13,

K). SLK3-16, L). PSS1-4, M). LPK1-4,

N). SLK2-11, O). SKT-6

0

1

2

3

4

5

13 20 27 35

Hari Setelah Inokulasi

Skal

a Se

rang

an

K+ Ag2-6 Ag3-7 TD1-3 TD1-8ST-13 GN-3 Ag1-5 LPK1-9 TD2-13SLK2-16 PSS1-4 SLK2-11 SKT-6 LPK1-4

Grafik perkembangan intensitas serangan penyakit kuning keriting cabai pada bibit cabai yang diintroduksi beberapa

isolat rhizobakteria.

Introduksi Rhizobakteria

Tinggi Tanaman Berat Basah Berat Kering

X E (%) X E (%) X E (%)

Tanpa RB (K+) 21,5 ab 0 2,56 b 0 0,29 b 0

Isolat Ag2-6 10,4 c -106,53 0,73 b -250,59 0,09 b -238,64

Isolat Ag3-7 12,6 c -70,09 0,98 b -159,31 0,12 b -156,89

Isolat TD1-3 25,1 ab 14,03 8,59 a 70,16 1,31 a 77,29

Isolat TD1-8 24,5 ab 12,13 8,57 a 68,62 1,20 a 75,17

Isolat ST-13 12,9 c -67,05 0,61 b -321,38 0,07 b -351,51

Isolat GN-3 28,2 a 23,65 9,22 a 72,24 1,21 a 75,41

Isolat Ag1-5 17,9 bc -20,38 9,20 a 72,14 1,20 a 77,51

Isolat LPK1-9 25,7 ab 16,28 9,54 a 73,13 1,32 a 77,49

Isolat TD2-13 15,2 c -41,26 0,72 b -254,85 0,07 b -292,11

Isolat SLK2-16 8,2 c -160,92 0,53 b -379,77 0,05 b -520,83

Isolat PSS1-4 13,4 bc -59,97 0,79 b -224,48 0,08 b -254,76

Isolat SLK2-11 15,8 bc -36,16 0,86 b -199,30 0,10 b -198,00

Isolat SKT-6 16,6 bc -29,21 1,17 b -119,73 0,15 b -104,11

Isolat LPK1-4 20,4 ab -5,54 3,46 b 25,95 0,42 b 29,05

B. Analisis Berdasarkan Gejala dan Kejadian Penyakit

KESIMPULAN1. Didapatkan 5 isolat rhizobakteria (TD1-3, TD1-8, GN-3, Ag1-5, dan LPK1-9)

indigenus cabai yang potensial dalam menginduksi ketahanan kultivar cabai terhadap penyakit kuning kering cabai dengan efektifitas penurunan kejadian penyakit 50 – 90 % dan tingkat keparahan penyakit 69,23 – 94,87 %

2. Introduksi rhizobateria dapat juga meningkatkan pertumbuhan tanaman cabai dengan efektifitas peningkatan 12,13 – 23,65 % terhadap tinggi tanaman, 68,62 – 73,13 % berat basah tanaman, dan 75,17 – 77,51 % berat kering tanaman.

HASIL YANG DITARGETKAN Publikasi:1. Jurnal Microbiologi Indonesia, Vol. 3 No.2 August 2009

Detection and sequence diversity of begomovirus associated with yellow leaf curl disease of pepper (Capsicum annum L.) in West Sumatra, Indonesia

2. Jurnal Natur Indonesia : Identifikasi molekuler begomovirus penyebab penyakit kuning keriting pada tanaman cabai (Capsicum annum L.) di Sumatera Barat (Reviewer)

3. Jurnal HPT Tropika: Virus-virus yang berasosiasi dengan penyakit virus kuning keriting pada tanaman cabai (Capsicum annum L.) di Sumatera Barat. (Reviewer)

Seminar :• Poster, pada seminar internasional Bioteknologi di Padang,

17 Maret 2009. Judul: Characterization Intergenic Sequences and Phylogenetic Begomovirus Associated With Yellow Leaf Curl Disease of Pepper in West Sumatra, Indoensia

2. Seminar SEMIRATA BKS-PTN Wilayah Barat, di Universitas

Sultan Ageng Tirtayasa taggal : 13 - 16 April 2009. Judul : INTERAKSI INFEKSI CAMPURAN Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) DAN GEMINIVIRUS PENYEBAB PENYAKIT KUNING KERITING CABAI (Capsicum annum L.)

3. Seminar internasional, workshop dan kongres PFI di Makasar 4-7 Agustus 2009. Judul: Sequence Diversity and Phylogeny of Begomovirus Associated with Yellow Leaf Curl Disease of Pepper (Capsicum annum L.) in West Sumatra Indonesia Based on Fragment Intergenic Sequence