Karakterisasi chili veinal mottle virus strain lemah dan potensinya sebagai agens proteksi silang

KARAKTERISASI Chili veinal mottle virus
STRAIN LEMAH DAN POTENSINYA
SEBAGAI AGENS PROTEKSI SILANG

ASNIWITA

SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Karakterisasi Chili veinal
mottle virus Strain Lemah dan Potensinya sebagai Agens Proteksi Silang
adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Januari 2013

Asniwita
NIM A362080011

RINGKASAN

ASNIWITA. Karakterisasi Chili veinal mottle virus Strain Lemah dan Potensinya
sebagai Agens Proteksi Silang. Dibimbing oleh
SRI HENDRASTUTI
HIDAYAT, GEDE SUASTIKA, SLAMET SUSANTO, dan SRIANI
SUJIPRIHATI.
Chili veinal mottle virus (ChiVMV) merupakan salah satu penyebab
penyakit yang penting pada tanaman cabai. Infeksi ChiVMV menyebabkan
tanaman mengalami perubahan antara lain daun menjadi belang hijau tua,
malformasi, ujung daun meruncing, lamina menyempit, dan tanaman kerdil.
Hingga saat ini belum ada teknik pengendalian yang efektif, sehingga perlu
dilakukan evaluasi pengendalian penyakit melalui proteksi silang. Proteksi silang
merupakan teknik pengendalian secara biologi dengan menggunakan virus strain
lemah yang sekerabat dengan virus penyebab penyakit (strain kuat).

Penelitian ini bertujuan untuk (i) mendapatkan ChiVMV strain lemah dari
pertanaman cabai, (ii) mempelajari kisaran inang ChiVMV strain lemah, (iii)
mempelajari interaksi antara ChiVMV strain lemah dengan strain kuat, (iv)
menguji kemampuan ChiVMV strain lemah dalam melindungi tanaman cabai dari
infeksi ChiVMV strain kuat melalui teknik proteksi silang, dan (v)
mengkarakterisasi secara molekuler ChiVMV strain lemah.
Chili veinal mottle virus isolat lemah diperoleh dari pertanaman cabai pada
beberapa daerah di Provinsi Jambi, Sumatera Barat, dan Jawa Barat. Isolat
ChiVMV yang diperoleh dari lapangan diseleksi melalui uji biologi secara
bertahap. Pertama-tama, isolat-isolat ChiVMV tersebut ditularkan secara mekanis
ke tanaman cabai IPB C13. Isolat-isolat yang mampu menginfeksi tetapi tidak
menimbulkan gejala digunakan untuk pengujian kisaran inang yang mencakup 8
genotipe cabai dan 11 spesies tanaman Solanaceae. Isolat-isolat yang mampu
menginfeksi tetapi tidak menimbulkan gejala digunakan untuk pengujian
selanjutnya yaitu evaluasi interaksi ChiVMV isolat lemah dengan isolat kuat.
Berdasarkan hasil evaluasi tersebut diseleksi beberapa isolat yang digunakan pada
tahap evaluasi proteksi silang. Konfirmasi infeksi ChiVMV pada tahapan-tahapan
seleksi isolat ChiVMV dilakukan dengan uji serologi DAS-ELISA, DIBA, atau
TBIA. Tahap akhir penelitian adalah melakukan karakterisasi isolat-isolat lemah
ChiVMV yang potensial, yaitu menggunakan metode RT-PCR dan analisis

keragaman genetik (sikuensing).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 223 sampel daun cabai diperoleh
30 sampel yang terinfeksi tunggal ChiVMV. Setelah inokulasi ke tanaman cabai
merah IPB C13 diperoleh 16 isolat lemah, 2 isolat sedang, dan 3 isolat kuat.
Berdasarkan hasil inokulasi ChiVMV isolat lemah ke berbagai jenis tanaman
cabai dan tanaman Solanaceae diperoleh 8 isolat yang mampu menginfeksi dan
tidak menimbulkan gejala pada tanaman cabai Capsicum annuum (IPB C2, IPB
C13, IPB C120, Laris, IPB C8, Bara, California Wonder, dan Yolo Wonder) dan
tanaman C. frutescens, Datura metel, D. stramonium, Lycopersicon esculentum,
Physalis floridana, Solanum melongena, dan S. nigrum. Pada pengujian kisaran
inang ini semua ChiVMV isolat lemah tidak dapat menginfeksi Nicotiana
benthamiana, N. tabacum cv. Samsun, N. tabacum cv. White Burley, dan N.

tabacum cv. Xanthi. Pengujian interaksi antara isolat lemah dengan isolat kuat
mendapatkan 5 ChiVMV isolat lemah yang menunjukkan interaksi interferensi
kuat dengan isolat kuat ChiVMV-CKB. Inokulasi ChiVMV isolat lemah
seminggu sebelum inokulasi isolat kuat ChiVMV-CKB menunjukkan penekanan
keparahan penyakit hingga 97.23%. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa
ChiVMV isolat lemah dapat menekan ekspresi gejala yang disebabkan oleh isolat
kuat ChiVMV-CKB.

Pada pengujian proteksi silang ternyata 5 ChiVMV isolat lemah (KAR,
SPR, SKT, CSR, dan PGL) efektif melindungi tanaman cabai dari infeksi isolat
kuat ChiVMV-CKB. Tanaman cabai yang diinokulasi isolat lemah sebelum
inokulasi isolat kuat tidak menunjukkan gejala atau belang ringan, gejala muncul
lebih lambat sampai 110 hari, ekspresi gejala lebih ringan, dan tidak
mempengaruhi produksi. Tanaman yang tidak diberi perlakuan isolat lemah
menunjukkan gejala yang berat, tidak menghasilkan buah atau buah sangat sedikit
(rata-rata jumlah buah pada berbagai waktu inokulasi adalah 0.33 sampai 7.33),
ukuran buah kecil, dan bobot buah sangat rendah (rata-rata bobot buah pada
berbagai waktu inokulasi adalah 0.53g sampai 13.01g). Tanaman yang tidak
diberi perlakuan isolat lemah menunjukkan keparahan penyakit 0% sampai
98.61% pada 28 hari, meningkat 55.55% sampai 100% pada 112 hari; sebaliknya
tanaman yang diinokulasi isolat lemah sebelum inokulasi isolat kuat menunjukkan
keparahan penyakit 0% pada 28 hari, meningkat 1.38% sampai 8.33% pada 112
hari. Inokulasi ChiVMV isolat lemah 7 hari sebelum inokulasi isolat kuat
ChiVMV-CKB sudah dapat melindungi tanaman cabai dari infeksi isolat kuat
yang menunjukkan produksi berbeda nyata dengan tanaman yang tidak diproteksi
(inokulasi dengan isolat kuat ChiVMV-CKB saja). Inokulasi ChiVMV isolat
lemah 14 hari sebelum inokulasi dengan isolat kuat ChiVMV-CKB menunjukkan
produksi tidak berbeda nyata dengan tanaman yang diinokulasi hanya dengan

isolat lemah saja, kecuali pada isolat lemah ChiVMV-KAR.
Amplifikasi DNA ChiVMV isolat lemah dengan RT-PCR menggunakan
pasangan primer ChiVMV F Ind dan ChiVMV R Ind diperoleh fragmen DNA gen
CP berukuran 900 bp. Analisis kesamaan sikuen membuktikan bahwa kelima
ChiVMV isolat lemah mempunyai kekerabatan yang sangat erat satu sama lain
dengan tingkat kesamaan sikuen nukleotida dan asam amino masing-masing
berturut-turut 92.8% sampai 99.6% dan 90.5% sampai 99.6%. Isolat-isolat lemah
tersebut mempunyai tingkat kesamaan sikuen nukleotida dan asam amino
terhadap isolat kuat ChiVMV-CKB masing-masing berturut-turut 92.6% sampai
98.1% dan 90.8% sampai 97.5%. Analisis filogenetik menunjukkan bahwa kelima
ChiVMV isolat lemah dan isolat kuat ChiVMV-CKB berada dalam satu
kelompok.
Berdasarkan evaluasi yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa ChiVMV
isolat lemah (KAR, SPR, SKT, CSR, dan PGL) mempunyai potensi sebagai agens
proteksi silang karena dapat menekan infeksi isolat kuat ChiVMV-CKB dan
mempertahankan produksi tanaman. Selain itu, isolat-isolat lemah ChiVMV
tersebut tidak menyebabkan penyakit pada tanaman lain dan memiliki kekerabatan
yang dekat dengan isolat kuat ChiVMV-CKB sehingga sangat efisien sebagai
agens proteksi silang.
Kata kunci : cabai, Chili veinal mottle virus, isolat kuat, isolat lemah, proteksi

silang

SUMMARY
ASNIWITA. Characterization of Weak Isolates of Chili veinal mottle virus and Its
Potency as Agents for Cross Protection. Supervised by SRI HENDRASTUTI
HIDAYAT, GEDE SUASTIKA, SLAMET SUSANTO, and SRIANI
SUJIPRIHATI.
Chili veinal mottle virus (ChiVMV) is considered as an important factors for
production of chili pepper in Indonesia. Disease control strategies have been
evaluated previously involving resistant cultivars, insecticide application, and
several cultural practices. Cross protection approach has been implemented for
many plant viruses, therefore it is interesting to evaluate its effectiveness for
controlling ChiVMV. Cross protection in plant viral disease is known as the
phenomenon where the plants systematically infected with one strain of a virus
are protected from infection by a second related strain of the same virus.
The objectives of this research are: (i) to obtain weak isolates of ChiVMV;
(ii) to study host range of weak isolates of ChiVMV; (iii) to study interaction
between weak isolates and severe isolate of ChiVMV; (iv) to study ability of
weak isolates in cross protection; (v) to determine molecular character of potential
weak isolates of ChiVMV.

Weak isolates of ChiVMV was obtained from chili pepper fields in West
Sumatera, Jambi, and West Java. Field isolates were selected using biological
assays : (1) Isolates of ChiVMV were transmitted mechanically to chili pepper
genotipe IPB C13 to screen isolates that could infect the plants without showing
any symptoms. (2) The selected isolates were used in next experiment, i.e. to
evaluate their host range involving 8 chili pepper genotipes and 11 plant species
in the family Solanaceae. (3) Based on the second experiment the selected isolates
were used in further experiments, i.e. to evaluate the interaction between weak
isolates and severe isolate of ChiVMV. The presence of ChiVMV was confirmed
through DAS-ELISA, DIBA, or TBIA. Finally, molecular characterization of
weak isolates was done by sequencing the coat protein gene .
Out of 223 field samples, 30 samples were positively reacted in DASELISA with only ChiVMV antibody. Based on the response on chili pepper
genotype IPB C13, ChiVMV isolates can be differentiated into weak isolates (16
samples), mild isolates (2 samples), and severe isolates (3 samples). Based on
host range study, 8 isolates out of 16 weak isolates were selected for further
evaluation. These isolates were able to cause systemic infection without showing
visible symptom in Capsicum annuum (IPB C2, IPB C13, IPB C120, Laris, IPB
C8, Bara, California Wonder, and Yolo Wonder), C. frutescens, Datura metel, D.
stramonium, Lycopersicon esculentum, Physalis floridana, Solanum melongena,
and S. nigrum.

Strong interference interaction was obtained between severe isolate
ChiVMV-CKB and 5 weak isolates. Inoculation of weak isolates one week prior
inoculation of severe isolate were able to reduce disease severity up to 97.23%,
weak isolates could delay symptoms development and reduce symptom intensity
of severe isolate.

Five weak isolates of ChiVMV (KAR, SPR, SKT, CSR, dan PGL) were
effectively protected chili pepper from severe isolate ChiVMV-CKB. Plants
inoculated with weak isolates before inoculated with severe isolates, showed no
symptoms up to 110 days after inoculation with severe isolate and had no
detrimental effects on yield and quality of chili pepper On the other hand, all
plants inoculated with only severe isolate ChiVMV-CKB showed severe
symptoms, i.e. dark green mottle, malformation, shoestring, stunting, and low
yield (average fruit 0.32 to 7.33 per plant with average weight of 0.53 to 13.01 g
per fruit). Inoculation only with severe isolate ChiVMV-CKB caused disease
severity 0% to 98.61% at 28 days and increased to 55.55% to 100% at 112 days.
Inoculation with weak isolate prior severe isolate was able to protect the plants
from severe isolate, showed by no infection at 28 days and disease severity
reached only 1.38% to 8.33% at 112 days. Inoculation with weak isolates 14 days
prior inoculation with severe isolate showed no significant effect on yield, except

weak isolate ChiVMV-KAR.
Molecular characterization of ChiVMV isolates was conducted based on
analysis of their coat protein gene. Fragment of coat protein gene (900 bp) was
successfully amplified using universal primers ChiVMV F Ind and ChiVMV R
Ind. Sequence analysis of the coat protein gene showed high homology between 5
weak isolates with nucleotide and amino acid identity varied from 92.8% to
99.6% and 90.5% to 99.6% respectively. Similarly, the weak isolates have high
percent similarity of their nucleotide and amino acid with severe isolate
ChiVMV-CKB i.e. 92.6% to 98.1% and 90.8% to 97.5%, respectively. Further
more phylogenetic tree analysis showed that the weak isolates were in the same
group with severe isolate ChiVMV-CKB.
As conclusion, 5 weak isolates of ChiVMV (KAR, SPR, SKT, CSR, and
PGL) were identified as potential agents for cross protection due to their ability to
protect the plant from infection of severe isolate ChiVMV-CKB. The selected
weak isolates were also capable to maintain yield, showed no evidence to cause
diseases on other plants and showed a close genetic relationship with severe
isolate.
Key words:

Chili veinal mottle virus, chili pepper, cross protection, severe

isolate, weak isolate

© Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1.Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a.Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b.Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2.Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

KARAKTERISASI Chili veinal mottle virus
STRAIN LEMAH DAN POTENSINYA
SEBAGAI AGENS PROTEKSI SILANG

ASNIWITA

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Penguji pada Ujian Tertutup: Dr Ir Suryo Wiyono, MSc. Agr
Dr Ir Sandra Arifin Aziz, MS

Penguji pada Ujian Terbuka: Dr Ir Abdul Muin Adnan, MS
Dr Ir Sri Sulandari, MS

 
 

 

Judul Disertasi
Nama
NIM
Program Studi

: Karakterisasi Chili veinal mottle virus Strain Lemah dan
Potensinya sebagai Agens Proteksi Silang
: Asniwita
: A362080011
: Fitopatologi

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc
Ketua

Dr Ir Gede Suastika, MSc
Anggota

Prof Dr Ir Slamet Susanto, MSc
Anggota

Mengetahui
Ketua Program Studi Fitopatologi

Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc
Tanggal Ujian :

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Lulus:

83

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 15 November 1966 dari
Bapak Basir (Alm) dan Ibu Khasmidar. Tahun 1992, penulis menikah dengan Ir
Zainem Efendi dan dikaruniai dua orang putera (Andika Perbawa Wiguna dan
Andreas Aulia Rachman), dan satu orang puteri (Andini Vermita Bestari).
Pendidikan Sarjana ditempuh di Jurusan Hama dan Penyakit, Fakultas
Pertanian Universitas Andalas lulus pada tahun 1989. Pada tahun 1996, penulis
melanjutkan strata 2 di Program Studi Fitopatologi, Sekolah Pascasarjana IPB,
lulus pada tahun 1998. Kesempatan melanjutkan ke program doktor pada
program studi dan perguruan tinggi yang sama diperoleh tahun 2008. Sejak tahun
1990 sampai sekarang penulis diangkat sebagai staf pengajar tetap pada Fakultas
Pertanian, Universitas Jambi.
Salah satu bagian disertasi ini telah diterbitkan pada Jurnal Hortikultura
22(2): 180-185 dengan judul “ Eksplorasi isolat lemah Chili veinal mottle virus
pada pertanaman cabai di Sumatera dan Jawa”. Bagian penelitian ini juga telah
diseminarkan pada dua seminar internasional yaitu : The Interna tional Society for
Southeast Asia Agricultural Sciences (ISSAAS) dengan judul “ Exploration of
mild isolates of Chili veinal mottle virus (ChiVMV) from chilli pepper in Java
Indonesia” tahun 2011 di Bogor,
dan Seminar Internasional dan Kongres
Perhimpunan Fitopatologi Indonesia di Solo dengan judul “ Response of chilli
pepper genotypes to infection of Chili veinal mottle virus” tahun 2011 di
Yogyakarta.

PRAKATA
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan segala rahmat dan Karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat
diselesaikan dengan baik. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah proteksi
silang, dengan judul Karakterisasi Chili veinal mottle virus Strain Lemah dan
Potensinya sebagai Agens Proteksi Silang.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih
kepada Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc selaku ketua komisi pembimbing,
Dr Ir Gede Suastika, MSc, Prof Dr Ir Slamet Susanto, MSc, dan Prof Dr Ir Sriani
Sujiprihati, MS (Alm) selaku anggota komisi pembimbing atas arahan dan
bimbingan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan disertasi ini.
Terima kasih disampaikan kepada Rektor Universitas Jambi, Dekan
Fakultas Pertanian Universitas Jambi, atas izin yang diberikan kepada penulis
untuk mengikuti program doktor (S3) di program studi Fitopatologi, Sekolah
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Terima kasih disampaikan kepada Rektor
Institut Pertanian Bogor, Dekan Sekolah Pascasarjana, seluruh staf pengajar dan
administrasi Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian IPB. Ucapan
terima kasih disampaikan kepada tim manajemen Beasiswa Program Pascasarjana
(BPPS) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan, Tim Hibah Bersaing Direktorat Penelitian dan Pengabdian Kepada
Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan, Pemda Provinsi Jambi yang telah memberikan dana dan bantuan
dalam mengikuti program doktor.
Terima kasih kepada Mba Tuti Susanti Legiastuti, Pak Edi, seluruh staf
rumah kaca, para petani cabai yang bersedia untuk diambil contoh tanaman
cabainya untuk keperluan penelitian ini, seluruh teman-teman seperjuangan S3
dan S2, adik-adik mahasiswa S1, dan semua pihak yang telah membantu dalam
penelitian dan penyelesaian karya ilmiah ini.
Ucapan terima kasih kepada Ibunda Khasmidar, Ayahanda Basir (Alm),
Tante Masdiar, Suami Ir Zainem Efendi dan Anak-anakku tersayang Andika
Perbawa Wiguna, Andini Vermita Bestari dan Andreas Aulia Rachman atas
dukungan dan kesabaran yang selalu diberikan.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini memberikan manfaat
bagi kita semua.
Bogor, Januari 2013
Asniwita

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
2

1
1
3
4
4

TINJAUAN PUSTAKA
Asal Usul dan Arti Penting Tanaman Cabai
Virus Penting pada Tanaman Cabai
Kisaran Inang Chili veinal mottle virus
Penularan Chili veinal mottle virus
Karakter Molekuler Chili veinal mottle virus
Interaksi antara Chili veinal mottle virus Isolat Lemah dengan
Isolat Kuat
Pengendalian Chili veinal mottle virus

10
11

EKSPLORASI Chili veinal mottle virus ISOLAT LEMAH
DARI PERTANAMAN CABAI
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

13
13
13
14
15
16
21

4

KISARAN INANG Chili veinal mottle virus ISOLAT LEMAH
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

22
22
22
23
23
25
30

5

INTERAKSI ANTARA Chili veinal mottle virus ISOLAT
LEMAH DENGAN ISOLAT KUAT
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

31
31
31
32
33
35
40

3

6
6
7
7
8
9

EVALUASI KEMAMPUAN Chili veinal mottle virus ISOLAT
LEMAH SEBAGAI AGENS PROTEKSI SILANG PADA
TANAMAN CABAI
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

41
41
41
42
43
44
54

KARAKTER MOLEKULER Chili veinal mottle virus
ISOLAT LEMAH
Abstrak
Abstract
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

55
55
55
56
57
59
68

8

PEMBAHASAN UMUM

69

9

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

72
72
72

DAFTAR PUSTAKA
Lampiran

73
82

RIWAYAT HIDUP

83

6

7

DAFTAR TABEL
2.1 Fungsi protein pada organisasi genom Potyvirus

9

3.1 Deteksi Chili veinal mottle virus pada sampel tanaman cabai
tidak bergejala atau bergejala belang ringan yang dikumpulkan
dari berbagai daerah pertanaman cabai

17

3.2 Pengelompokan isolat Chili veinal mottle virus berdasarkan
respon tanaman cabai IPB C13

19

3.3 Akumulasi virus direpresentasikan dengan nilai OD 405 nm hasil
DAS-ELISA dari daun tanaman cabai IPB C13 pada 28 hari
setelah inokulasi dengan berbagai isolat Chili veinal mottle virus

20

4.1 Karakteristik genotipe cabai yang digunakan dalam pengujian
kisaran inang isolat-isolat Chili veinal mottle virus

24

4.2 Respon genotipe cabai terhadap isolat Chili veinal mottle
virus-CKB (isolat kuat)

25

4.3 Kejadian penyakit pada berbagai genotipe cabai yang terinfeksi
isolat- isolat Chili veinal mottle virus

27

4.4 Kejadian penyakit yang disebabkan oleh isolat-isolat Chili veinal
mottle virus pada tanaman Solanaceae

29

5.1 Skor (indeks) penyakit berdasarkan gejala yang muncul pada
tanaman cabai setelah inokulasi Chili veinal mottle virus

34

5.2 Jenis interaksi Chili veinal mottle virus antara isolat lemah
dengan isolat kuat berdasarkan nilai keparahan penyakit

35

5.3 Respon tanaman cabai IPB C13 terhadap inokulasi Chili veinal
mottle virus isolat lemah dengan isolat kuat

37

5.4 Jenis interaksi antara Chili veinal mottle virus isolat lemah dengan
isolat kuat berdasarkan respon tanaman cabai IPB C13

38

6.1

Masa inkubasi penyakit yang disebabkan Chili veinal mottle
virus pada tanaman cabai IPB C13 pada berbagai interval waktu
inokulasi antara isolat lemah dengan isolat kuat

45

6.2 Tipe gejala penyakit yang disebabkan Chili veinal mottle virus
pada tanaman cabai IPB C13 pada berbagai interval waktu
inokulasi antara isolat lemah dengan isolat kuat

46

6.3 Tingkat keparahan penyakit yang disebabkan Chili veinal mottle
virus pada tanaman cabai IPB C13 yang diinokulasi dengan
isolat-isolat ChiVMV pada berbagai interval waktu inokulasi
antara isolat lemah dengan isolat kuat

48

6.4 Rata-rata bobot buah pertanaman pada berbagai perlakuan
interval waktu inokulasi antara isolat-isolat lemah Chili veinal
mottle virus dengan isolat kuat ChiVMV-CKB

52

6.5 Rata-rata jumlah buah pertanaman pada berbagai perlakuan
interval waktu inokulasi antara isolat-isolat lemah Chili veinal
mottle virus dengan isolat kuat ChiVMV-CKB

53

Sikuen nukleotida Chili veinal mottle virus yang berasal dari
GeneBank yang digunakan sebagai pembanding pada analisis
keragaman isolat-isolat lemah ChiVMV

59

Homologi Chili veinal mottle virus isolat lemah dan isolat
ChiVMV dari beberapa negara berdasarkan sikuen nukleotida
gen CP

63

Homologi Chili veinal mottle virus isolat lemah dan isolat
ChiVMV dari beberapa negara berdasarkan sikuen asam amino
gen CP

65

7.1

7.2

7.3

DAFTAR GAMBAR
1.1

Bagan Alur Penelitian.

5

2.1

Skema organisasi genom Potyvirus (Revers et al. 1999).

9

3.1

Gejala infeksi Chili veinal mottle virus pada tanaman cabai
genotipe IPB C13. A) tidak menunjukkan gejala, B) belang
sedang, malformasi, C) belang berat, malformasi, D) ujung daun
meruncing dan lamina menyempit.

18

Kejadian penyakit pada tanaman cabai genotipe IPB C13 yang
diinokulasi dengan berbagai isolat Chili veinal mottle virus.

21

3.2

4.1 Genotipe cabai yang diinokulasi dengan Chili veinal mottle virus.
A) IPB C13, B) IPB C2, C) IPB C120, D) Laris, E) IPB C8, F)
Bara, G) Yolo Wonder, dan H) California Wonder

26

4.2 Tanaman Solanaceae yang diinokulasi dengan isolat Chili veinal
mottle virus: A) Capsicum frutescens, B) Datura metel, C)
Datura stramonium, D) Lycopersicon esculentum, E) Nicotiana
benthamiana, F) Nicotiana tabacum cv. Samsun, G) Nicotiana
tabacum cv. White Burley, H) Nicotiana tabacum cv. Xanthi, I)
Physalis floridana, J) Solanum melongena, dan K) Solanum
nigrum. Semua tanaman yang diinokulasi dengan ChiVMV tidak
menunjukkan gejala sampai selesai pengamatan.

29

5.1 Gejala infeksi Chili veinal mottle virus pada enam jenis
inokulasi. A) inokulasi dengan bufer, tidak menunjukkan gejala,
B) inokulasi dengan isolat lemah, tidak menunjukkan gejala, C)
inokulasi dengan isolat kuat, gejala kerdil (tanaman sebelah
kanan), D) inokulasi isolat lemah seminggu kemudian inokulasi
isolat kuat, gejala belang ringan, E) inokulasi isolat kuat
seminggu kemudian inokulasi isolat lemah, gejala ujung daun
meruncing, dan F) inokulasi campuran isolat lemah dengan
isolat kuat pada waktu bersamaan, belang berat dan malformasi.

36

Tanaman cabai yang diinokulasi dengan Chili veinal mottle
virus. A) isolat lemah saja, B) isolat kuat saja, C) isolat kuat
setelah isolat lemah.

47

Perkembangan jumlah tanaman tidak bergejala pada perlakuan
berbagai isolat lemah (KAR, SPR, SKT, CSR, dan PGL), isolat
kuat (CKB) dan interval waktu inokulasi antara isolat lemah
dengan isolat kuat ChiVMV-CKB. Pada CSR garis
dan
,
PGL garis
dan
, CKB garis
dan
masing-masing
berada pada posisi yang sama.

49

6.1

6.2

6.3

Bentuk buah cabai pada perlakuan interval waktu inokulasi Chili
veinal mottle virus isolat lemah dengan isolat kuat. A) interval
28 hari, B) interval 21 hari, C) interval 14 hari, D) interval 7
hari, E) tanpa lemah saja, F) tanaman sehat, dan G) isolat kuat
ChiVMV-CKB saja.

7.1 Visualisasi pita DNA hasil amplifikasi dengan primer ChiVMV
F Ind dan ChiVMV R Ind pada gel agarosa TBE; M) marker (1
kb ladder), 1) tanaman sehat, 2) KAR, 3) SKT, 4) SPR, 5) CKB,
6) CSR, dan 7) PGL.
7.2 Perbandingan hasil sikuen nukleotida 5 isolat lemah ChiVMV
dan isolat kuat CKB-2 (GeneBank aksesi DQ854960). Huruf
dengan latar belakang hitam menunjukkan kesamaan sikuen,
sedangkan huruf dengan latar belakang putih menunjukkan
ketidaksamaan sikuen dengan isolat lainnya. Allignment
menggunakan software Bioedit versi 7.0.0 (Isis
Pharmaceuticals, Inc).
7.3

7.4

7.5

Pohon filogenetika berdasarkan sikuen nukleotida Chili veinal
mottle virus, dibuat dengan software Geenbee yang tersedia
pada http://www.genebee.msu.su.
Perbandingan hasil sikuen asam amino 5 isolat lemah ChiVMV
dan isolat kuat CKB-2 (GeneBank aksesi DQ854960). Huruf
dengan latar belakang hitam menunjukkan kesamaan sikuen,
sedangkan huruf dengan latar belakang putih menunjukkan
ketidaksamaan sikuen dengan isolat lainnya. Allignment
menggunakan software Bioedit versi 7.0.0 (Isis
Pharmaceuticals, Inc).
Pohon filogenetika berdasarkan sikuen asam amino Chili veinal
mottle virus, dibuat dengan software Geenbee yang tersedia
pada http://www.genebee.msu.su.

52

59

60

63

65

66

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cabai (Capsicum annuum L) merupakan sayuran yang penting. Di
Indonesia cabai merah merupakan salah satu komoditas unggulan hortikultura.
Tanaman cabai ditanam di seluruh provinsi di Indonesia dan memiliki nilai yang
baik sehingga mendapat prioritas untuk dikembangkan (Direktorat Jenderal
Hortikultura 2008). Cabai merupakan komponen penting dalam resep masakan
karena membentuk rasa dan aroma serta mengandung kalori. Kandungan gizi
buah cabai merah (100 g) antara lain protein (12 g), asam lemak (2.78 g),
karbohidrat (56.11 g), kalsium (148 mg), fosfor (293 mg), besi (7.78 mg), vitamin
A (41610 IU), vitamin B (2.05 mg), dan vitamin C (76.39 mg). Cabai
mengandung alkaloid seperti capsaicin (C18H27O3N) yang mencirikan cabai
manis, pedas, atau sedang (Indian Institute of Spices Research 2004).
Luas pertanaman cabai di Indonesia pada tahun 2011 mencapai 121 063 ha,
dengan produksi sebesar 888 852 ribu ton, dan produktivitas 7.34 ton/ha (Badan
Pusat Statistik 2012), sedangkan potensi produksi cabai dapat mencapai sekitar 12
ton/ha (Purwati et al. 2000). Salah satu penyebab rendahnya produktivitas cabai
adalah infeksi virus. Virus mengakibatkan kerusakan paling tinggi pada tanaman
cabai melalui penurunan kuantitas dan kualitas buah. Sekitar 65 jenis virus dapat
menginfeksi cabai di dunia (Asian Vegetable Research and Development Center
(AVRDC) 2001). Virus yang banyak menginfeksi cabai antara lain Chili veinal
mottle virus (ChiVMV), Cucumber mosaic virus (CMV), Pepper mild mottle virus
(PMMV), dan Pepper yellow leaf curl virus (PYLCV) (AVRDC 2001; Rashid et
al. 2007). Hasil survei South Asian Vegetable Research Network (SAVERNET)
diketahui bahwa CMV dan ChiVMV paling banyak terdapat pada pertanaman
cabai diikuti oleh PYLCV (AVRDC 1996; Weerraratne dan Yapa 2002).
Chili veinal mottle virus termasuk anggota genus Potyvirus yang
merupakan salah satu virus penting yang menginfeksi tanaman cabai di Asia
(Lee et al. 2005; Moury et al. 2005; Rashid et al. 2007), di daerah tropik dan
subtropik (AVRDC 2000). Survei di 16 negara Asia menunjukkan 30% tanaman
cabai terinfeksi oleh ChiVMV, menyebabkan kehilangan hasil sekitar 50% di
Pakistan (Shah et al. 2011), dan di Malaysia (Ong et al. 1980). Anggota
Potyvirus lain yang menginfeksi tanaman cabai antara lain: Potato virus Y (PVY),
Tobacco etch virus (TEV), Pepper mottle virus (PepMoV), dan Pepper veinal
mottle virus (PVMV) (Moury et al. 2005).
Chili veinal mottle virus sinonim dengan Pepper vein-banding mosaic virus
(PVbMV), Pepper vein-banding virus (PVBV) atau Chili vein-banding mottle
virus (CVbMV) yang merupakan virus paling penting yang menginfeksi cabai di
Asia Timur seperti Taiwan, China, India, Jepang, dan Thailand (Moury et al.
2005), Korea, Malaysia, Filipina, Srilanka, Tanzania (CABI 2006), Vietnam
(Ha 2008). Ledakan penyakit yang disebabkan oleh ChiVMV pada pertanaman
cabai terjadi di China selama tahun 2003-2004 (Wang et al. 2006). Chili veinal
mottle virus juga dapat menginfeksi berbagai spesies tanaman dari famili
Solanaceae seperti cabai (C. annuum dan C. frutescens), tomat (Lycopersicon
esculentum), tembakau (Nicotiana tabacum), N. glutinosa, N. benthamiana, N.

2

occidentalis, Solanum nigrum. Datura metel, Physalis floridana (Shah et al.
2008), akan tetapi kisaran inang ChiVMV strain lemah belum pernah dilaporkan.
Penularan ChiVMV di lapangan terjadi melalui serangga vektor yaitu Myzus
persicae dan Aphis gossypii (Shah et al. 2008). Serangga vektor yang paling
efektif pada pertanaman cabai di dataran tinggi adalah M. persicae, sedangkan di
dataran rendah atau di wilayah iklim panas adalah A. gossypii. Pencegahan infeksi
virus ini melalui pengendalian serangga vektornya sulit dilakukan karena
ChiVMV tergolong non persisten (keberadaan virus hanya terbatas pada stilet)
sehingga virus dapat diakuisisi dan ditularkan dalam waktu singkat yaitu hanya
beberapa detik (Matthews 2002).
Gejala pada tanaman cabai yang terinfeksi ChiVMV strain kuat berupa
belang, perubahan bentuk (malformasi), dan pengurangan ukuran daun (daun
mengecil) (Ong 1995; Shah et al. 2009). Berbagai isolat ChiVMV yang
diinokulasikan ke C. annuum var. grossum dapat menimbulkan gejala yang
berbeda-beda mulai dari gejala ringan (belang ringan, tidak terjadi malformasi
daun atau malformasi daun ringan) sampai gejala berat (belang berat, malformasi
daun, tanaman kerdil) (Opriana 2009).
Sampai saat ini belum ada strategi pengendalian ChiVMV yang efektif.
Usaha yang telah dilakukan adalah mengurangi sumber inokulum dengan
mencabut tanaman yang menunjukkan gejala ChiVMV, namun cara ini tentu tidak
efektif mengingat proses penularan virus terjadi dengan cepat. Penggunaan
kultivar resisten merupakan cara yang paling ekonomis, tetapi pada cabai sedikit
sumber ketahanan terhadap ChiVMV (AVRDC 2000). Mengingat belum
berhasilnya usaha pengendalian ChiVMV maka perlu dicari alternatif
pengendalian yang lain. Salah satu upaya yang mungkin dilakukan adalah melalui
proteksi silang dengan menggunakan ChiVMV strain lemah.
Virus strain lemah dapat dimanfaatkan untuk mencegah infeksi virus kedua
(strain kuat) pada virus yang sekerabat. Proteksi silang ditemukan oleh McKinney
pada tahun 1929 ketika meneliti tanaman tembakau yang terinfeksi oleh “green”
strain Tobacco mosaic virus (TMV) yang dapat melindungi dari infeksi oleh strain
kuat TMV (Thresh 2006).  Proteksi silang merupakan metode biologi (Komar et
al. 2008), tidak menyebabkan polusi, tidak beresiko terhadap petani dan
konsumen, tidak mengganggu teknik pengendalian yang lain dalam pengelolaan
penyakit, aplikasi simpel dan tidak mahal (Rezende dan Pacheco 1998), tidak
berbahaya terhadap ekosistem. Proteksi silang dapat digunakan sebagai salah satu
komponen pengendalian penyakit terpadu dan dikombinasikan dengan teknik
pengendalian yang lain seperti kultur teknis dan sanitasi (Tsuda 2005).
Kemampuan strain lemah untuk melindungi tanaman dari kerusakan yang
ditimbulkan oleh strain kuat pada virus yang sekerabat telah diteliti dengan
mempelajari hubungan antara virus dan antara strain virus (Thresh 2006). Proteksi
silang sama dengan vaksinasi atau immunisasi yang telah digunakan untuk
mencegah penyakit pada manusia dan hewan (Tsuda 2005).
Dua jenis virus sering terdapat dalam satu tanaman cabai secara alami di
lapangan dan sering menginfeksi bersama-sama (Shah et al. 2009), bahkan tiga
atau empat jenis virus dapat bersama-sama berada dalam satu tanaman. Pada virus
yang tidak sekerabat umumnya terjadi interaksi sinergis, virus menginfeksi secara
bersama-sama dalam infeksi campuran dan menyebabkan gejala lebih parah
dibanding infeksi tunggal. Sebaliknya pada virus yang sekerabat terjadi interaksi

3

interferensi atau kompetisi, virus yang satu akan mendominasi (Roossinck 2005).
Menurut Kosaka et al. (2006) interaksi interferensi sesama virus dapat
menguntungkan tanaman, karena gejala yang ditimbulkan lebih ringan daripada
infeksi tunggal yang disebabkan virus strain kuat, dengan kata lain virus pertama
dapat melindungi tanaman dari infeksi kedua (strain kuat) pada virus yang
sekerabat. Lecog (1998) menyatakan umumnya virus pertama adalah virus strain
lemah yang tidak menimbulkan gejala atau gejala lemah pada tanaman, hal ini
mengindikasikan terjadinya proteksi silang pada virus yang menginfeksi tanaman.
Beberapa contoh proteksi silang telah dilaporkan diantaranya Citrus tristeza
virus pada jeruk (Lin et al. 2002), TMV pada tomat (Lu et al. 1998), PRSV pada
pepaya dan Cucurbitaceae (Rezende dan Pacheco 1998; Wang et al. 1991; You et
al. 2005), Cacao swollen shoot virus di Ghana (Ollennu dan Owusu 2003),
Pepino mosaic virus (PepMV) pada tomat (Hanssen et al. 2010), dan Grapevine
fanleaf virus (GFLV) pada anggur (Komar et al. 2008), ZYMV pada
Cucurbitaceae (Kosaka et al. 2006; Lecog et al. 1991; Rezende dan Pacheco,
1998; Walkey et al. 1992). ZYMV strain lemah efektif untuk mengendalikan
penyakit yang disebabkan oleh ZYMV pada Cucurbitaceae dan telah dilakukan
lebih dari 10 tahun di Brazil (Bonilha et al. 2009) dan menjadi salah satu alternatif
pengendalian ZYMV (Gal-on 2007; Wang et al. 1991). Akan tetapi proteksi
silang belum pernah dilaporkan pada ChiVMV.
Sebelum menerapkan proteksi silang untuk mengendalikan ChiVMV perlu
dilakukan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut: eksplorasi ChiVMV
isolat lemah dari pertanaman cabai, karakterisasi ChiVMV baik karakterisasi
biologi maupun molekuler, mempelajari interaksi ChiVMV strain lemah dengan
strain kuat, dan evaluasi efisiensi proteksi silang untuk menekan kehilangan hasil
akibat infeksi strain kuat (Gambar 1).

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mendapatkan isolat- isolat lemah ChiVMV dari pertanaman cabai.
2. Mempelajari kisaran inang isolat-isolat ChiVMV pada berbagai genotipe cabai
dan tanaman Solanaceae.
3. Mempelajari interaksi antara ChiVMV isolat lemah dengan isolat kuat.
4. Mengevaluasi proteksi silang menggunakan ChiVMV isolat lemah yang
terpilih.
5. Melakukan karakterisasi molekuler ChiVMV melalui deteksi dengan teknik
RT-PCR dan sikuensing.

4

Hipotesis
1. ChiVMV isolat lemah telah ada dan menyebar di beberapa pertanaman cabai
dan tidak menimbulkan gejala atau menimbulkan gejala lemah pada tanaman
cabai.
2. ChiVMV mempunyai kisaran inang pada beberapa tanaman Solanaceae.
3. ChiVMV isolat lemah memiliki interaksi interferensi dengan ChiVMV isolat
kuat.
4. ChiVMV isolat lemah dapat melindungi tanaman cabai dari infeksi ChiVMV
isolat kuat.
5. Terdapat perbedaan sikuen nukleotida dan asam amino antara sesama isolat
ChiVMV.

Manfaat Penelitian
Dengan mendapatkan ChiVMV isolat lemah dan mempelajari
karakteristiknya diharapkan ChiVMV isolat lemah dapat dikembangkan sebagai
agens proteksi silang dalam pengendalian ChiVMV isolat kuat pada tanaman
cabai.

5

Eksplorasi isolat lemah dari
pertanaman cabai yang terinfeksi
ChiVMV (Penelitian I)

Diperoleh Isolatisolat ChiVMV

Karakterisasi biologi:
Kisaran inang pada berbagai jenis
cabai dan tanaman Solanaceae
(Penelitian II)

Diperoleh
ChiVMV isolat
lemah

Evaluasi interaksi ChiVMV isolat
lemah dengan isolat kuat
(Penelitian III)

Diperoleh
ChiVMV isolat
lemah yang
memiliki interaksi
interferensi dengan
isolat kuat

Evaluasi aplikasi proteksi silang
(Penelitian IV)

Diperoleh ChiVMV
isolat lemah yang
potensial sebagai
agens proteksi silang

Karakterisasi
Molekuler :
PCR dan Sekuensing
(Penelitian V)

Gambar 1.1. Bagan Alur Penelitian.

Diperoleh sikuen
ChiVMV isolat
lemah

6

2 TINJAUAN PUSTAKA

Asal Usul dan Arti Penting Tanaman Cabai
Cabai termasuk dalam genus Capsicum, famili Solanaceae, ordo Solanales,
klas Magnolipsida dan divisi Magnoliophyta (Bosland dan Votaya 2000).
Tanaman cabai berasal dari Meksiko Amerika Tengah dan Pegunungan Andes di
Amerika Selatan. Pada tahun 1493 Colombus membawa dan memperkenalkan
benih cabai ke Spanyol dan menyebar dengan cepat di Eropa. Pada abad ke 16
tanaman cabai dibawa ke Asia termasuk Indonesia oleh bangsa Portugis dan
Spanyol dari Amerika Selatan, kemudian tersebar luas di daerah tropik dan sub
tropik (Rubatsky dan Yamaguchi 1997).
Beberapa spesies cabai yang penting adalah C. annuum, C. frutescens, C.
pubescens, C. baccatum, C. chinensis. Spesies cabai liar antara lain C.
praetermisum, C. chacoense, C. galapogoense, C. cardenassi, C. eximium, C.
tovarii (Bosland dan Votaya 2000). Di Indonesia terdapat dua jenis cabai yang
banyak ditanam yaitu cabai besar (C. annuum) dan cabai rawit (C. frutescens).
Cabai besar yang sering ditanam adalah cabai merah besar dan cabai merah
keriting.
Cabai merupakan salah satu komoditas hortikultura yang penting. Cabai
sudah menjadi kebutuhan pokok masyarakat sehari-hari, disamping itu cabai
memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Cabai mengandung vitamin A dan C,
serta antioksidan yang berfungsi untuk menjaga tubuh dari serangan radikal
bebas, lasparaginase dan capsaicin yang berperan sebagai zat anti kanker,
mencegah flu dan demam, meredakan batuk, meringankan penyakit asma dan
bronkitis. Cabai berperan penting dalam masakan dan tidak bisa disubstitusi
dengan komoditas lain, serta dimanfaatkan sebagai bahan campuran berbagai
industri pengolahan makanan dan pembuatan obat-obatan (Macrae et al. 1993).
Luas pertanaman cabai di Indonesia menempati urutan pertama terluas
dibanding dengan tanaman sayuran lain (Direktorat Jenderal Hortikultura 2009).
Pada tahun 2011 luas pertanaman cabai mencapai 121 063 ha, dengan produksi
sebesar 888 852 ribu ton, dan produktivitas cabai nasional 7.34 ton/ha (Badan
Pusat Statistik 2012), masih rendah bila dibandingkan dengan rata-rata
produktivitas negara China yang mencapai 19.13 ton/ha (Ali 2006). Produksi
cabai Indonesia belum dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, konsumsi cabai
per kapita per orang di Indonesia adalah 0.5 kg/tahun, sehingga pada tahun 2011
pemerintah mengimpor cabai sebanyak 17 455 ton (Badan Pusat Statistik 2012).
Salah satu penyebab rendahnya produksi cabai adalah gangguan hama dan
penyakit. Penyakit yang banyak terdapat pada tanaman cabai disebabkan oleh
cendawan, bakteri, dan virus (AVRDC 2001). Di antara patogen tersebut yang
sering ditemukan pada pertanaman cabai adalah virus, dan dilaporkan virus sering
menimbulkan kerugian secara ekonomi (Weeraratne dan Yapa 2002).

7

Virus Penting pada Tanaman Cabai
Virus yang menginfeksi tanaman cabai adalah ChiVMV, CMV, PVMV,
TEV, TSWV, TLCV, TMV, ToMV (Shah et al. 2008). ChiVMV pertama kali
dilaporkan di Malaysia oleh Barneet 1947. ChiVMV tersebar luas dan
mengurangi hasil pada pertanaman cabai di Peninsula Malaysia (Ong et al. 1979).
ChiVMV terdapat di Indonesia (Taufik et al 2005), Papua New Guinea, Australia,
Korea, Filipina, Taiwan, Thailand. Distribusi geografi ChiVMV tidak absolut
seperti terdapat secara sporadik di negara lain di dunia seperti Afrika Timur
(Nono-Wondin et al. 2001).
Sama halnya seperti kelompok Potyvirus lain, ChiVMV memiliki struktur
khusus (badan inklusi) berbentuk cakra yang banyak ditemukan dalam sitoplasma
dan inti. Lipid tidak dilaporkan pada ChiVMV. Titik pengenceran (dilution end
point DEP) adalah 10 -5, thermal inactivation point (TIP) adalah 60 oC, longevity
in vitro (LIV) adalah 7 hari pada suhu kamar. Pengamatan dengan mikroskop
elektron menunjukkan ChiVMV mempunyai panjang 750 nm, lebar 12 nm
(Ong et al. 1979). Berat molekul coat protein (CP) ChiVMV adalah 28 kDa
berdasarkan analisis polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) (Shah 2006).
Tanaman cabai yang terinfeksi ChiVMV menunjukkan gejala belang hijau
tua, pada gejala lanjut menyebabkan berkurangnya ukuran daun, distorsi daun
dan buah kecil (Weerraratne dan Yapa 2002), belang, distorsi, dan mosaik pada
buah, bercak hijau tua tidak beraturan, penebalan tulang daun, malformasi daun,
daun menjadi kecil (Siriwong et al. 1995), hijau tua, kemudian distorsi dengan
mosaik, tanaman terinfeksi menyebabkan berkurang jumlah bunga dan buah,
sehingga menyebabkan kehilangan hasil (Wang et al. 2006).
Satu tanaman cabai dapat terinfeksi oleh beberapa jenis virus. Tanaman
cabai sering ditemui terinfeksi ChiVMV bersama-sama dengan CMV (Taufik et
al. 2005). Sampel tanaman cabai yang dikumpulkan dari lapangan menunjukkan
terinfeksi ganda ChiVMV dan CMV sekitar 10% (Shah et al 2001), 37%
(Weeraratne dan Yapa 2002). Infeksi ganda ini menyebabkan penghambatan
pertumbuhan tanaman dan penurunan produksi lebih berat dari pada infeksi
tunggal ChiVMV atau CMV (Subekti et al 2006).
Pada beberapa kombinasi inang-virus, penyakit yang disebabkan oleh virus
strain kuat dapat dihindari jika tumbuhan tersebut pertama di inokulasi dengan
strain lemah dari virus yang sama (sekerabat) melalui teknik proteksi silang yang
dapat melindungi tumbuhan terhadap infeksi virus strain kuat (Agrios 2005),
namun proteksi silang pada ChiVMV belum pernah dilaporkan.

Kisaran Inang Chili veinal mottle virus
Chili veinal mottle virus dapat menginfeksi C. annuum, C. frutescens, D.
metel, D. stramonium, L. esculentum, N. glutinosa, N. tabacum, N. megalosiphon,
Petunia hybrida, P. floridana, P. minima, Nicandra physalodes, S. melongena, S.
nigrum, Chenopodium amaranticolor (Siriwong et al. 1995), N. benthamiana
(Moury et al. 2005), N. occidentalis (Shah et al. 2008). Di Afrika ChiVMV
dapat menginfeksi S. melongena dan S. aethiopicum (Nono-Wondim et al.
2001). ChiVMV menimbulkan gejala belang hijau tua pada N. tabacum, N.

8

glutinosa, N. occidentalis, C. quinosa, S. nigrum, D. metel, P. floridana pada 7
sampai 14 hari setelah inokulasi (Shah et al. 2008).
Sejumlah gulma banyak terdapat di sekitar pertanaman cabai, kemungkinan
gulma ini dapat menjadi sumber infeksi ChiVMV (Shah et al. 2009). D. metel
dilaporkan dapat terinfeksi ChiVMV baik di lapangan dan di rumah kaca. Gulma
ini merupakan inang alternatif atau sumber inokulum untuk infeksi sekunder pada
musim tanam berikutnya (Shah et al. 2008).

Penularan Chili veinal mottle virus
Penularan virus yang paling umum dan sangat penting di lapangan adalah
melalui serangga vektor. Kutudaun merupakan golongan serangga yang paling
banyak berperan sebagai vektor virus tumbuhan.
Kutudaun umumnya
mendapatkan virus setelah makan pada tumbuhan sakit hanya selama beberapa
detik (30 detik atau kurang) dan dapat menularkan virus tersebut setelah pindah
dan makan pada tumbuhan sehat dalam waktu yang singkat. Panjang waktu
kutudaun tetap bersifat viruliferous setelah mendapat virus bervariasi dari
beberapa menit sampai beberapa jam (Agrios 2005; Matthews 2002).
Hasil survei hama dan penyakit oleh AVRDC pada pertanaman cabai di
beberapa negara di Asia menyimpulkan bahwa hama yang banyak pada
pertanaman cabai adalah kutudaun (A. gossypii, M. persicae), dan penyakit yang
sering ditemui adalah penyakit yang disebabkan oleh ChiVMV dan CMV (Berke
2002). Oleh karena itu peran kutudaun sangatlah penting yaitu sebagai hama dan
sebagai vektor virus.
Chili veinal mottle virus ditularkan oleh kutudaun (Wang et al. 2006), dan
secara mekanis (Nono-Womdim et al. 2001). ChiVMV ditularkan secara non
persisten oleh A. gossipii, A. craccivora, A. spiraecola, M. persicae, Toxoptera
citricidus, Hysteroneura setarieae, Rhopalosiphum maidis, secara non persisten
(Ong 1979; Shah et al. 2009). Virus dapat diperoleh dan kemudian ditularkan oleh
kutudaun dalam waktu 2 detik sampai beberapa menit melalui makan pada
tanaman sehat (Matthews 2002).
Chili veinal mottle virus dapat ditularkan secara mekanis ke tanaman C.
annuum, C. frutescens, D. metel, D. stramonium, L. esculentum, N. glutinosa, N.
tabacum, P. floridana, dan P. hybrida, (Siriwong et al. 1995). ChiVMV dapat
ditularkan secara mekanis ke N. tabacum, N. glutinosa, N. occidentalis, D. metel,
P. floridana, S. nigrum (Shah et al. 2008). Di Afrika, ChiVMV dapat ditularkan
secara mekanis dari terung ke tembakau (N. tabacco cv. Xanthi), cabai (C.
annuum cv Yolo Wonder), tomat (L. esculentum cv Tengeru 97), dan S.
aethiopicum cv. Tengeru White, penularan secara mekanis ini tidak terjadi pada
melon (Cucumis melo), ketimun (C. sativus) dan Vigna unguiculata yang bukan
inang ChiVMV (Nono-Wondim et al. 2001).
Secara alami penularan virus tumbuhan secara mekanis melalui perpindahan
langsung sap melalui kontak antara satu tumbuhan dengan tumbuhan lain jarang
terjadi. Penularan tersebut mungkin terjadi antara tumbuhan yang berdekatan
setelah hembusan angin yang kuat yang dapat menyebabkan dedaunan tumbuhan
yang berdekatan saling bergesekan, dan jika terjadi luka, saling terjadi
perpindahan sap dan selanjutnya menularkan virus yang terdapat di dalam sap

9

tersebut (Agrios 2005). Penularan secara mekanis melalui inokulasi cairan
tanaman sakit biasanya dilakukan untuk menguji kisaran inang dan sifat
ketahanan tanaman terhadap virus. Dari hasil penelitian Wang et al. (1991)
terhadap infeksi ZYMV strain kuat pada Cucurbitaceae, inokulasi pada fase bibit
memberikan hasil yang lebih baik dibanding fase pertumbuhan lanjut. Pada
tanaman yang diperbanyak dengan biji, metode yang efisien untuk inokulasi
adalah pada fase bibit (Rezende dan Pacheco 1998). ChiVMV tidak terbawa
benih, tidak terdeteksi pada organ reproduksi tanaman (androecium dan
gynaecium). ChiVMV terdeteksi hanya pada sepal. Jadi ChiVMV tidak
ditularkan melalui benih dan tidak berada pada bagian reproduksi (Shah et al
2008).

Karakter Molekuler Chili veinal mottle virus
Chili veinal mottle virus termasuk genus Potyvirus, berbentuk benang
dengan panjang 680 sampai 900 nm dan lebar 11 sampai 13 nm, memiliki genom
berupa untai tunggal RNA, positive sense (Nono-Wondim et al. 2001), dengan
ukuran 9.7 kb (Shukla et al 1994). Viral protein genome-linked (VPg) terdapat
pada ujung 5’ dan poly (A) pada ujung 3’ (Gambar 2.1). Protein di kode oleh 10
genom yang memiliki berbagai fungsi (Tabel 2.1). Coat protein (CP) mengkode
858 sampai 864 nukleotida dan 3” untranlated regions (3’ UTR) mengkode 275289 nukleotida. (Tsai et al. 2008).
5´NTR

3´NTR

Gambar 2.1 Skema organisasi genom Potyvirus (Revers et al. 1999)
Tabel 2.1 Fungsi protein pada organisasi genom Potyvirus
Protein
P1
HC-Pro
P3
6 K1
CI
6 K2
NIaVPg
NIaPro
NIb
CP

Fungsi
Proteinase, pergerakan dari sel ke sel
Penularan oleh vektor, proteinase, patogenisitas, penekan RNA
silencing, pergerakan dari sel ke sel
Belum diketahui, kemungkinan replikasi
Belum diketahui, kemungkinan replikasi
Replikasi genom (RNA helicase), stimulasi asam nukleat aktivitas
ATP ase, pergerakan dari sel ke sel
Belum diketahui, kemungkinan replikasi, mengatur penghambatan
translokasi NIa nuclear
Replikasi genom (primer untuk memulai sintesa RNA)
Proteinase
Replikasi genom (RNA-dependent RNA-polimerase [RdRp])
Penularan oleh vektor, patogenisitas, encapsidase RNA, pergerakan
dari sel ke sel

(Sumber: Gonsalves et al. 2008).

10

Genom Potyvirus memiliki satu open reading frame (ORF) yang mengkode
polyprotein 340 kDa. Translasi RNA dimulai pada start codon AUG pada 145
sampai 205 dari ujung 5’ dan stop codon terdapat pada 186 sampai 250 dari ujung
3’ yang ditandai dengan poly (A) seperti AAUAAA. Protein virus dihasilkan
dengan mengkode poliprotein yang diproses oleh 3 proteinase virus yaitu nuclear
inclusion protein a (NIa), helper component-Proteinase (HC-Pro), dan P1
proteinase (P1) (Verchot et al. 1991).
Sikuen nukleotida dan asam amino ChiVMV gen CP sesama 24 isolat dari
China, India, Indonesia, Taiwan, dan Thailand menunjukkan kesamaan masingmasing lebih dari 89.5% dan 94.4%, sedangkan kesamaan Potyvirus lain adalah
kurang dari 83.6% untuk sikuen nukleotida dan kurang dari 79.4% untuk sikuen
asam amino (Tsai et al. 2008). Kesamaan sikuen nukleotida sesama 3 isolat
ChiVMV (Beijing, Taiwan, dan Thailand) sekitar 90.3 sampai 92.8%, dengan
isolat PVMV dari 77.7 sampai 82.2%, sedangkan kesamaan sikuen nukleotida
dengan Potyvirus lain adalah kurang dari 70%. Group yang sama dideterminasi
berdasarkan gen CP dan 51 nukleotida pada 5’-proximal region. Berdasarkan
kesamaan sikuen nukleotida paling rendah 85% dalam genus Potyvirus berarti
dengan kesamaan sikuen nukleotida kurang dari 85% maka dikelompokkan pada
spesies yang berbeda. Hal ini valid menempatkan PVMV dan ChiVMV sebagai 2
spesies yang berbeda. Tingginya kesamaan asam amino antara PVMV dengan
ChiVMV dapat dijelaskan melalui uji serologi (Moury et al. 2005). Kesamaan
sikuen asam amino gen CP CVbMV-CM1 (ChiVMV-CM1) dengan 18 Potyvirus
lain berkisar antara 54% sampai 65% (Ikegami et al. 1999).
Pemilihan primer untuk ChiVMV dapat dilakukan pada daerah coat protein
(CP), 3 untranslated region (3 UTR), nuclear inclusion protein (NIb). Primer D
[GGIAA(A/G)GC(G/A/T/C)CC(G/A/T/C)TA(C/T)AT] merupakan primer yang
berhubungan dengan ‘GKAPYL’ motif asam amino pada protein NIb dari 8421
sampai 8438 nukleotida ChiVMV. Primer E (CGCGCTAATGACATATCGGT)
berhubungan dengan ‘TDMSLAR’ asam amino motif konversi dalam CP dari
9138 sampai 9157 nukleotida ChiVMV. RT-PCR dengan primer D dan E dapat
mendeteksi ChiVMV pada fragmen DNA berukuran 788 bp, PVMV pada 737 bp.
Penambahan 51 nukleotida yang berhubungan dengan 17 kodon terdapat pada
region ini dari 3 macam isolat ChiVMV bila dibandingkan dengan sikuen
PVMV. 708 nukleotida pada 3’ dari gen CP digunakan untuk mengkalkulasikan
adanya kesamaan ChiVMV, PVMV dan Potyvirus lain. Untuk mengetahui
keragaman suatu viru