Peanut Stripe Virus Strain Inonesia : Variasi Biologi, Deteksi Molekuler, Pengklonan, dan Determinasi Urutan Nukleotida 3' Genom RNA PStV, serta Analisis Keragaman dan Filogenetika Berdasarkan Gen CP dan 3'UTR

ALLAH g m Menganjurk mmusia unfuk memperhafikan alam r a k
langif,bumi, bbinfang-bintang,&af, lauf, tumbuhan,
bina-,
dsn manusia ifu sendin'. Me1almUIperhafifian
tersebut manusia ak;ul menakpaf manfast h2ganak, p ' f u
menyadazi kebesman dan keagungan lkhan dsn
memanfaatkin segala sesuafu untukmembangun dan
memakmurksn bumi dimana msnmia hidup.

P

PEANUT STRIPE VIRUS STRAiN INDONESIA:

VARlASl BIOLOGI, DETEKSI MOLEKULER, PENGKLONAN,
DAN DETERMINASI URUTAN NUKLEOTIDA 3'GENOM RNA
PStV, SERTA ANALISIS KERAGAMAN DAN FlLOGENETlKA
BERDASARKAN GEN CP DAN 3'UTR

Oleh
HASRI'ADI MAT AKIN

.

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

RINGKASAN
HASRIADI MAT AKIN. Peanut Strip Virus Strain Indonesia: Variasi Biologi,
Deteksi Molekuler, Pengklonan, dan Determinasi Urutan Nukleotida 3' Getlorn

RNA PStV, serta Analisis Keragaman dan ' ~ i l o ~ e n e t i kBerdasarkan
a
Cen CP
dan 3'UTR pi bawah bimbingan Prof. Dr. Tr. Edi Guhardja, MSc sebrgai
ketua, Dr. Ir. Sudarsono, MSe, Prof. Dr. Ir. Rusmlah Suseao MSc, Dr? Ir.
Hajrial Aswidineoor, MSc, Dr. 1r. Suharsono sebagai anggota]
Hasil kacang tanah di Indonesia tahun 1996 adalah 746.600 ton dengan luas
panen 696.600 Ha (1.07 tonha) (BPS, 1996). Di negara-negara penghasil kacang
tanah lain, seperti Korea Selatan, Jepang, dan RRC hasil rata-rata perhektar berturutturut adalah 1.77ton, 1.72 ton, dan 1.92 ton (Xu, 1992). Rendahnya produktivitas
kacang tanah di Indonesia antara lain disebabkan serangan virus. Di Indonesia, PStV

p'aliig dominan menyerang kacang tanah dibandingkan dengan virus-virus yang lain.
Penelitian ini bertujuan: (1) mengisolasi PStV dari 12 propinsi di Indonesia, (2)
mengetahui variasi biologi isolat-isolat PStV berdasarkan simptomatologi

dan

patogenisitas beberapa kultivar kacang tanah, (5) mengembangkan metode. deteksi
molekuler, (4) melakukan pengklonan dan determinasi urutan nukleotida isolat-isolat
PStV dari berbagai daerah di Indonesia, dan (5) menganalisis keragaman dan
filogenetika berdasarkan urutan nukleotida gen CP, ?'UTR, serta urutan asam amino
CP PStV
Has2 isolasi virus menunjukkan dari contoh daun kacang tanah yang bergejala
belang yang dikumpulkan dari 12 propinsi di Indonesia semuanya terinfeksi oleh
virus. Semua isolat virus yang didapat menimbukan gejala lesio lokal pada inokulasi
mekanik pada C. amaranficoIor dan C. quinoa. Dan contoh daun tanaman kacang
tanah tersebut diperoleh 15 isolat virus yang merupakan satu isolat untuk rnasingmasing propinsi kecuali untuk Propinsi Jawa Barat empat isolat.
HasiI penelitian ini menunjukkan isolat-isolat PStV mempunyai variasi biologi
yang tinggi yang diamati dari variasi gejala penyakit pada bellerapa kultivar kacang

tanah. Berdasarkan tipe gejala penyakit pada daun kadang tanah yang terinfeksi, 15

isolat PStV dikelompokkan nierijadi 5 kelompok, yaitu: mild mottle, hlotch, severe
bk>/chslripe, chkcrolic ring mollle, dan slrip.
Berdasarkan patogenisitasnya, isolat-isolat PStV dikelompokkan menjadi isolat
kuat, sedang, dan kuat. Hasil studi ini menunjuklcan tiga faktor yang mempengdruhi
patogenisitas PStV, yaitu: faktor genetika PStV (asal isolat) dan genotipe kacang
tanah (kultivar), serta lingkungan (musim tanam).

Pengamh asal isolat & t ~

ditunjukkan oleh adanya keragaman respoti kacang tanah yang diinokulasi dengan
berbagai isolat PStV. Sedangkan pengamh kultivar terhadap patogenisitas isolat PStV
diamati dengan adanya perbedaan respon kedua kultivar Landak dan Gajah terhadap
infeksi isolat PStV. Patogenisitas isolat-isolat PStV juga dipengaruhi oleh kondisi
Iingkungan berdasarkan perbedaan patogenisitas isolat-isolat PStV pada musim hujan
dan musim kernarau.
PStV-TPSl

yang termasuk kelompok mild mottle mempunyai tingkat

patogenisitas sedang pada kultivar Landak dan Gajah. Isolat-isolat yang termas.uk

kelompok blotch, blotch stripe, severe hlotch stripe, chlorotic ring-mode, dan stripe
umurnnya merupakan isolat kuat pada kultivar Landak dan Gajah, kecuali IPS12
merupakan isolat sedang pada kultivar Landak; sebaliknya TPS6, TPS7, dan TPS13
menjadi isolat sedang pada kultivar Gajah.
Analisis keragaman pada tingkat urutan nukleotida gen CP, asam amino CP,
dan 3'UTR menunjulckan isolat-isolat PStV yang berasal dari 12 propinsi di Indonesia
mempunyai keragaman yang rendah walaupun isolat-isolat tersebut mempunyai
karakter gejala dan patogenisitas yang berbeda. Hal ini kernungkman disebabkan gen
CP tidak b h n g s i sebagai pengendaii karakter gejala pada PStV.
Analisis flogenetika gen CP PStV yang berasal dari Indonesia, Thailand , dan
USA mengindikasikan PStV di wilayah tersebut berasal dari nenek moyang yang sama.
Pemisahan strain-strain menjadi tiga kelompok mc~rtc~phyIelicmenunjukkan PStV
sudah ada pada wilayah tersebut sejak wale yang sangat lama. Karalrter tetua PStV
yang berada pada ketiga wilawah geogafi tersebut bulum diketahui.

Kedekatan

hubungan antara PStV dengan subkelompok BCMV mhs;ldiiasikan salah satu dari
virus tersebut dapat menjadi caloti tetua.
Strain-strain PStV yang berasal dari Indonesia merupakan rekombinasi antara

PStV dengan BlCMV yang tejadi pada daerah CP13'UTR. Rekombinasi antara PStV
dan BlCMV dapat terjadi pada tanaman inang yang mengalami infeksi campuran. Hasil
pengamatan pada urutan nukleotida isolat-isolat PStV dari Indonesia menunjukkan
kejadian rekombiiasi RNA PStV dengan BlCMV pada posisi basa ke 9764 *(38
nukleotida bagian hulu kodon stop).
Berdasarkan jarak genetika dari masing-masing isolat PStV Indonesia diduga
Bogor dan Malang merupakan daerah asal penyebaran PStV di Indonesia. Isolat
Kalimantan Tengah (PStV-PS14) m e ~ p d c a nsatu-satunya PStV yang berasal dari
Malang, sedangkan isolat-isolat yang lain berasal dari Bogor. Variasi morfologi gejala
penyakit yang besar dari isolat-isolat PStV yang berasal dari Bogor (IPS2,3,4,15) juga
genunjang dugaan tesebut yang menetapkan Bogor sebagai salah saki daerah asal
penyebaran PStV di Indonesia. Sedangkan penetapan Malang yang juga merupakan
daerah asal PStV didukung oleh hasil analisis tilogenetika yang menunjukkan bahwa
isolat Milan6 (PStV-lb) dan isolat Kalimantan Tengah (PStV-IPS14) membentuk
garis evolusi yang berbeda dengan isolat-isolat PStV indonesia yang lain.
Deteksi menggunakan teknologi RT-PCR dapat digunakan untuk mendeteksi
PStV dalam daun kacang tanah dan vektor A. craccipra. Hibridisasi dot blot dengaff
pelacak cDNA gen CP PStV yang dilabel dengan digoxigenin (Ihg-cDNA) juga dapaf
digunakan untuk deteksi PStV dalam daun dan benih kacang tanah.

PEANUT STRIPE VIRUS STRAIN INDONESIA:
VARlASl BIOLOGI, DETEKSI MOLEKULER, PENGKLONAN,
DAN DETERMINASI URUTAN NUKLEOTIDA 3'GENOM RNA
PStV, SERTA ANALISIS KERAGAMAN DAN FILOGENETIKA
*
BERDASARKAN GEN CP DAN 3'UTR

oleh
HASRIADI
MATAKIN

Disertasi sebagai salah satu syarat untuk mernperoleh gelar

Doktor
pada

Program Pascasajana, lnstitut Pertanian Bogor
Program Studi Biologi

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
1998

JU~UI

:

PEANUT
STRIPEVIRUSSTRAJN
INDONESIA:
VARWIBIOLOGI,DETEKSIMOLEKULER, PENGKLONAN,
DAN DETERMINASI
URUTAN
NUKLEOTIDA
3' GENOM
RNA PStV, SERTA ANALISISKERAGAMAN
DAN
FILOGENETIKA BERDASARKAN GENCP DAN 3'UTR

Nama Promovendus : Hasriadi Mat Akin
IP

NRP

: 94526

Program Studi

: Biologi
Menyetujui

1. Komisi Pembimbing

Prof.Dr.lr. Edi Guhardia, MSC
Ketua

--

Dr.lr.Sudarsono. MSc
Anggota

Dr.lr. Hairiat Aswidinnoor. MSc
Anggota

Prof. Dr. Ir. Rusmilah Suseno. MSc
Anggota

RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak ke empat dari empat bersaudara yang dilahirkan pada tanggal 29
Juni 1957 di Kemantan Kebalai, Kabupaten Kerinci. Orang tuanya adalah H. Datuk Mat
Akin (almarhurn) dan Hj.Timatun Sawiyah. Pada tahun 1982 menikah dengan Urip Mulyati

dan dikaruniai empat orang putrali, Yulia Rahma Fitriana (15 th), Chandra Prasetyo Hadi (I I

th), Muhammad Yogie Fadly (5 th), dan HasriI Mulya Budiman (1 th).
Pendidian dasar dan menengah diselesaikan di Kabupaten Kerinci. Pada tahun 197 1
PenuBs menyelesaikan S D Negeri Kemantan Kebalai; pada tahun 1974 menyelesaikan SMP
Negeri Semurup; dan pada tahun 1977 menyelesaikan SMA Negeri Sungai Penuh Kerinci.

Pada tahun 1978 Penulis diterima sebagai mahasiswa IPB rnelalui Proyek Perintis 11 clan
tahun 1982 Penulis memeperoleh gelah Sarjana Pertanian dari Fakultas Pertanian IPB. Tahun
1994 Penulis mernperoleh gelar Magister Sains dalam bidang Fitopatologi dari P r o s a m

Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta dengan yudisium

Cum Laude. Pada

tahun 1994 panulis mernperoleh beasiswa dari Proyek Beasiswa Unggulan Pascasarjana
Dalam Negeri Proyek URGE (University Research for

Garaduate Educarion) untuk

mengikuti Program Doktor (53) di Program Pascasarjana IPB, Program Studi Biologi dengan
kekhususan Biologi Molekuler dan Bioteknologi. Tahun 1998 Penulis mengikuti program
San&vich untuk penelitian disertasi di Queensland Agi-iculrural Biotechnology Centre

(QABC) the University of Queensland, St. Lucia, Brisbane, Australia. _
Tchun 1982- 1983 Penulis beke j a sebagai Kepala Proyek Managemen Unit Proyek
Pembinaan dan Pengembangan Wilayah Transmiaasi (PMU-P3W Transterpadu) Teluk

Dalam Kalimantan Timur. Tahun 1983- 1984 bekerjz pada Direktorat Perlindungan Tanaman
Pangan Departemen Pertanian Jakarta. Tahun 1994-1986 Penulis pekerja sebagai Asisten
Kebun pada PT. Perkebunan X (sekarang PTPN VII). Bandar Lampung yang di tempatkan di
Perkebunan Kelapa Sawit Bekri. Sejak tahun 1956 Penulis rnenjadi staf edukatif pada
Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur dipanjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya
Penulis dapat menyelesaikan penelitian clan penulisan disertasi ini.
Disertasi berjudul Peanul SZriipe Vuus Strain Indonesia: Variasi

Biologi, Deteksi molekuler, Pengklonan dan Determinasi Urutan
Nukleotida 3'Genom RNA PStV, serta Analisis Keragaman dan
Filogenetika Berdasarkaa Gen CP dan 3'UTR disusun berdasarkan
perrelitian yang dilaksrrnakaa di Laboratorium Biologi Motelder, Laboratorium Pusat
Studi Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian, Rumah Kaca Jurusan Tanah
Fakultas Pertanian IPB, dan QueensZand AgricuIturaI Biotechnology Centre (QABC),
Department Primery Industry and Energy, Australia
Sebagian dari hasil penelitian ini telah d i p u b pada
~ ~
Indonesian Journal
of Tropical Agriculture dan dipresentasikan pa&
Indonesian Biotechnology
Conference di Jakarta, 17-19Juni 1997,dan Kongres Nasional Biologi di Bandar
Lampung, 24-26 Juli 1997. Saat imi sedang dipmiapkan tiga tulisan dari has3
penelitii ini dan akan d i p u b b i k a n pada jumalyang telah bedaidiiasi
mendapatkm
Selama penelitian dan penulisan disertasi ini Pen&
pengarahan dan bhbhgau dari Tim Komisi P e m b i i . Oleh sebab ity Penulis
mengucapkan terkna kasih kepada Prof. Dr. Ir. Edi Guhardja sebagai ketua komki,
Dr.Ir. Sudarsrzno, MSc, Prof. Dr. Ir. RusmiIah Suseno, Dr.Ir. HajriaI Aswidhumor,
MSc, d m Dr-Ir. Suharsono masing-masing sebagai anggota komisi atas bimbingan
dan pengarahannya, dan kepada Dr. RG. Dietzgen sebagai pimpinan QABC dan Dr.
Collen M. Hi*
sebagai Biotechnologist yang telah memberi kesempatan dan
b i i i a n selama melakukan penelitii di Australia.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Rektor dan Direktur Program
Pascasarjana IPB atas kesempatan mengikuti program doktor di IPB; kepada Rektor
Universitas Lampung dan Dekan Fakdtas Pertanian yang telah memberi izin untuk
menghtti program doktor di IPB. Ucapan terima kasih yang sama disampaikan
kepada Pemimpin Proyek URGE (University Reseach for Graduate Education)
melafui Beasiswa Unggulan Pascasarjana Dalam Negeri, Program Sanmvich untuk
melakukan penelitii di Australia, dan Hibah Ti di bawah PI Dr.Ir. Sudarsono, MSc,
Proyek AClAR (AustraZian Centre for Infernational Agricultural Research), dan P T .
Indocement Tuggal Prakarsa atas bantuan dana penelitian.

Rasa terima h i h juga disampaikan kepada rekan-rekan mahsiswa dim temanternan di Laboratorium Biologi Molekuler Jurusan Budidaya Pertanian IPB yaitu: Ir.
Edy Irwansyah atas bantuan untuk menata slide proyektor dalam ujian terbuka, Ir.
Edy Batara Mulya Siregar, MSi Ir. Gustian, MS, Ir. Saloon Sinaga, MSi, Ir.
Ramadiayana, MSi, Ir. Elok Dwi Sulichantini, MSi, Ir. A k q Edi, MSi, Ir. Di
Dinarti, Ir. Yudha Hartanto, MSi, Ir. Kikin Hamzah Mutaqin, Ir. Rustikawati, MSi, Ir.
Catur Horizon, MSc, Ir. WaM Dinarto, MSi, Ir. Selvi Turnbelaka, MSi, Ir. Karskh,
Ir. Sudirman Numba, MS, Ir. Semuel Runtunuwu, MS, Yudiasyah, dan Didik atas
bantuan clan kerja samanya s e b Penulis melakukan penelitian. Rasa terima kasih
juga disampaikan kepada rekan-rekan selama penelitian di QABC Austrdh yaitu: Ir.
Dwi Hapsoro, MSc, Ir. Sholeh Avivi, MSi, Rhormda, Philp, Margaret, Sadeep, dan Ir.
Emy Sulktiowati, MAgr atas bantuan dan kerja m y a
Rasa kagum dan hormat khusus dkampakm kepada kedua orang tua Penulis
Hj. T i i t u n Sawiyah dan H. Mat Akin (almarhum) yang telah mencurahkan kasih
sayang, mernbhbiing, mendo'akan dan mengantarkan anak-anaknya sampai mampu
hidup mandiri. Penulis myadari tanpa dedikasi dan kerja keras beliau Penulis tidak
mungkin dapat myelesaikan pedidikan sethggi ini Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada ketiga kakak UrusLani, Djuf?i Mat Akin, SH, dan Zubaidah yang
telah memberi dorongan moril dan materil selama Penulis memmtut ilmu.
Kepada isteri dan aaak-anak k&
(Ana, Can, Ogi, clan Acil) yang se&
mendampingi Penulis selama mengkuti tugas belajar di S2 dan 53 juga diucapkan
banyak terima kasih atas kesabaran dan k-a
Semoga keberhashn ini
menjadi kebanggaan dan pemicu untuk &pat berbuat yang lebih baik lagi di masamasa yang akan datang.
Akhirnya, diiringi do'a semoga seluruh keg*
stud ini dapat bernilai ibadah
dihadapan AUah SWT, baik bagi Penulis ~naupunsemua phdc yang telah raembantu
moril maupun materil selama penelitian dan penulisan dkxtasi Semoga hasid
penelitian ini dapat didayagudcan untuk kemajuan umat manusia dan h u
pengetahBogor, Oktober, 1998
Penulis

DAFTAR IS1

KINGKASAN ..............................................................................

ii

UCAPAN TERIMA KASM .............................................................

vii

DAFTARISI ................................................................................
DAFTAR TABEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTAR GAMBAR ......................................................................

Latar Bdakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tujuan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
Kacang Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
Patogemsitas PStV ................................................................
Biologi Molekuler PStV ........................................................
Variasi Molekuler Potyvirus....................................................
A

ISOLASI PStV DARI DAUN KACANG TANAH
YANG BERASAL DART 12 PROPINS1 DI INDONESIA.......................

x
xi
...
XIII

2
5
7

7
8
10

12

15

Pendahutuan......................................................................
Bahan clan Metode ...............................................................
Hasil .............................................................................
Pembahasan.......................................................................

16
21
24

METODE DETEKSI DAN IDENTIFKASI ISOLAT-ISOLAT PStV
DENGAN TEKNIK RT-PCR DAN H I B m I S A S I DOT BLOT ..................

26

Pendahuluan......................
Bahan dan Metode ..............
Hasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pembahasan......................

.................
.................

27
28

.................

36
44

.................

....

16

PATOGENISITAS BERBAGAT ISOLAT PStV PADA
B E B E W A KULTNAR KACANG TANAH......................................
Pendahuiuan......................................................................
Bahan dan Metode...............................................................
Hasil ..............................................................................
Pembahasan .......................... .
...........................................
KERAGAMAN ISOLAT-ISOLAT PStV BERDASARKAN
SIMPTOMATOLOGI PENYAKIT ....................................................
Pendahuluan.......................................................................
Bahan dan Metode ...............................................................
Hasil ...................... .
........................................................
Pembabasan........................................................
PENGKLONAN DAN DETERMINASI URUTAN I*TUKLEOTIDA
3'GENOM RNA PStV SERTA ANALISIS K E R A G M DAN
FLOGENETIKA PStV DALAM SUBGROUP BCMV .............................
Pendahuluan.....................................................................
Bahan dan Metode .............................................................
Hasil.............................................................................

Pembahasan ........................ .
.....
.
....................................

KESTMPULAN DAN SARAN............................................................
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................

47

DAFTARTABEL

1 . Protein-protein yang disintesis oleh genom PStV dan potyvirus lainnya

dalam sel tanaman inang.. . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . .

13

Gejala infeksi beberapa virus yang menyerang kacang tanah pada
. .
tanaman mdkator . .. . .. ... ... ... .. . ... ... . . . .. . .. . ....... . . .. . . . ... . . . .. . ... .. .. .

17

3. Gejaia pada tanaman indikator yang digunakan untuk isolasi PStV... . . . . . .

22

2

4.

primer oligonukleatida yang digunakan untuk deteksi PStV

.. . .. . . .

. .. . . . ..

28

5. Kehilangan hasil kacang tanah kultivar Gajah akibat infeksi PStV
di berbagai lokasi di Indonesia.. .. . . .. . . .. . .. . .. . .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . .. .- . .. . . . . .

49

6 . Patogenisitas isolat-isolat PStV pada dua kutivar Gajah dan Landak... .. . . .

57

7. Patogenisitas isolat-isolat PStV pada kacang tanah kultivar Gajah
yang ditanam pada musim hujan dan kemarau.. . . .. . .. .. . .. . . .. .. . .. . . . . . . . . . . .

58

8. Pengaruh infeksi PStV terhadap pertumbuhan vegetatif kacang tanah
kutivar Gajah dan Landak.. . .. . . ..... . . . ... . . . . .. .. . ... . .. .. . ... .. . . . . . .. . . . . . . . ...

59

9. Patogenisitas PStV pada m u s h hujan dan kemarau berdasarkan bobot
.. *
biji kermg.. .. . . ... . .. . .. .. . . . . . . . .. . ... . .. .. . . .. ... . . . . . . . . . ... .. . . . . . . . .. . . .. .. . . . . . .

61

10. Pengelompokan isolat-isolat PStV berdasarkan gejala penyakit pada
kacang tanah kultivar Lamndak ... . .. . . . . . . . .. . .. . . . .. . . .. . . . . . .... .. . .. .. . . .. . . . .

68

11. Gejala infeksi isolat-isolat PStV pada beberapa tanaman inang.. . . . . . . . . . . . . .

70

12. Primer yang digunakan untuk determinasi -tan

nukleotida cDNA 3'
Genom RNA PStV ...... ...... ... .. . ...... . .. ... . . .... . .. .. . .. . . .. . . . .. . . .. .. . . . . .. . .

78

13. Beberapa spesies subkelompok B C W yang digunakan dalam analisis
keragarnan dan filogenetika .. . . .. . . . ... .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .

SO

14. Hasil seielisi klon rekombinan dengan teknik PCR.. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

15. Variasi perbedaan diantara PStV strain Indonesia, Thailand, dan USA.. . . . .

SF

16. Variasi perbedaan antara PStV yang berasal dari Indonesia dengan
strain-strain dari BCMV..............................................................

93

17. Persentase kesamaan urutan nukleotida gen CP dan asam amino CP
diantara isolat-isolat PStV yang berasai dari berbagai daerah di Indonesia.. . . 100
18. Persentase kesamaan urutan nukleotida 3'UTR diantra isolat-isolat PStV
yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10 1

19. Persentase kesamaan urutan nukleotida gen CP dan asam amino CP antara

PStV strain Indonesia dan subkelornpok BCMV

...............................

102

19. 20. Persentase kesamaan urutan nukleotida 3'UTR antara
PStV strain Indonesia dan subkelompok BCMV ...............................

103

21. Korelasi antara gejda dan patogenisitas isolat-isolat PStV pada kuitivar
Landak dan Gajah. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12 1

DAFTAR GAMBAR

1

Skema tahapan penelitian yang dilalcukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Partikel PStV berbentuk tuk batang Ientur (f7rxirnrs rod) dan
(B) badan inklusi berbentuk cakra (pimuheel). . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

Peta genom PStV dan protein-protein yang disintesis dari genom
RNA PStV .............................................................................

12

4

Peta asal isolat-isolat PStV dari 12 propinsi di Indonesia....................

19

5

Tahap-tahap isolasi PStV dari contoh d

6

Posisi primer pada genom RNA PStV dan cDNA berukuran 234 bp
dan 1,2 Kb hirsil amplifikasi RT-PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

Posisi hibridisasi pelacak PStV pada genom RNA PStV untuk deteksi PStV
dengan hibridisasi dot blot.. .......................................................

33

3

7
8

m kacang tanah dari lapang . . . . . .

23

Spesifisitas deteksi RT-PCR mengynakan pasangan primer
PSTl& PST2, dan pasangan PSTI&PST4.....................
Sensitifitas deteksi PStV dengan teknik RT-PCR menggunakan primer
PSTl d m PST2.. .................................................................

37

10

Kondisi sampel sebelum dideteksi RT-PC dengan primer PSTl dan PST4

39

11

Deteksi PStV dari vektor (Aphis craccivora) dengan RT-PCR primer
PSTldanPST2 ....................................................................

39

Hasil amplifikasi cDNA 234 bp isolat-isolat PStV dari beberapa daerah
di Indonesia dengm teknik RT-PCR menggunakan pasangan
primer PSTl dan PST2 dengan cetakan total RNA daun kacang tanah
yang terkSeksi PStV ..............................................................

30

9

12

13

14

Has3 deteksi isolat-isolat PStV pada daun kacang tanah dengan
teknik hibridisasi pelacak PStV.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

Hasil deteksi PStV dengan hibridisasi dot blot.

42

.........................

15

A. Deteksi PStV pada benih yang didapatkan dari tanaman induk yang
terinfeksi PStV dari lapang; B. Deteksi PStV pada benih yang didapatkan
dari tanaman induk yang terinfeksi PStV di laboratonurn.. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Persentase kandungan klorofil total dan bobot biji kering per tanaman
kacang tanah kultivar Biawak dan Macan yang terinfeksi
isolat-isolat PStV dibandingkan dengan kontrol tanaman sehat ............

17 Persentase bobot biji, polong, dan berangkasan kering, serta jumlah polong

pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Gajah yang terinfeksi
isoiat-isolat PStV yang &tanam pada musim hujan dibandingkan dengan
kontrol tanaman sehat..............................................................
1 8 Persentase bobot biji, polong, dan berangkasan kering, serta jumlah polong

pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Gajah yang terinfeksi
isolat-isolat PStV yang ditanam pada musim kemarau dibandingkan dengan
kontrot tanaman sehat..............................................................
19 Persentase bobot biji polong, dan beritngkasan kering, serta jumlah polong

pertanaman dibandingkan dengan kontrol kultivar Landak yang terinfeksi
isolat-isolat PStV yang ditanam pada musim kemarau diband'igkan dengan
kontrol tamanan sehat.. ............................................................
20 Tipe gejala penyakit pada kacang tanah kulivar Landak akibat infeksi
isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia ..........................

21

Dendogam keragaman isolat-isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia
berdasarkan karakter simtomatologi penyakit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

Amplifikasi RT-PCR cDNA 1,2 Kb dari genom RNA PStV dengan primer
PSTI dan PST4.. ...................................................................

23

Plasmid vektor @GEM-TEasy) yang di@an
untuk rnengldon cDNA
1.2 Kb dari 3' genom RNA-PStV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

Hasil amplifikasi RT-PCR dengan primer PSTl dan PST2 dan hasil
pemurnian cDNA 1,2Kb.. ......................................................

25

Proses kIoning dan seleksi klon rekombinan pada media seleksi yang dapat
menimbulkan wama putih untuk klon rekombinan dan biru untuk klon yang
bukan rekornbinan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Hasil amplifikasi cDNA 1.4 Kb dari klon E. cnli DH5a yang membawa
plasmid rekombinan (pGEM-T::CP-PStV)dengan teknik PCR
menggunakan primer T7 dan SP6... . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

27

Hasil pernotongan plasmid rekombinan dengan E w R 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

Urutan nukleotida 3' genom RNA-PStV isolat PStV-TPS2 dan prediksi
urutan asam amino protein NIb dan protein selubung PStV.. . . . . .. . .. . . . .

29 Pohon filogenetika PStV (Neigbmzr .Joining Tree) berdasarkan urutan

nukleotida sen CP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30 Pohon filogenetika PStV (Neighmrr Joining Tree) berdasarkan urutan

asam amino CP.. . . .. . .. ... ... .. . ... .. .... ... . . . . . . . .. . .. .. . .. . .. . . ... .. . . . .. . . ....
3 1 Parsimnni Wee subkempok B C W berdasarkan urutan nukleotida gen CP.

32 Pohon filogenetika ( N e i g h r Joining Tree) subkelompok BCMV
berdasarkan urutan nukleotida gen CP.. . . .. . . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . .
33 Pohon filogenetika (Neighmr Joining Tree) subkelompok BCMV
berdasarkan urutan asam amino C P . .. . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. .

34 Pohon filogenetika subkelompok (Neighmr Joining Tree) subkelompok
BCMV berdasarkan urutan nukleotida CP/3'UTR.. . ... ...... .. .. .. .. ... .. ..
35

Model pindah silang antara R N A BlCMV dengan R N A PStV rnembentuk
PStV rekombinan.. . . . . .. . ... .. ... . . . ... . . . . .. . . . . . .. . .. . . . . . . ... .. . . . . . . . . . . . .. ....

36 Analisis multipasangan urutan nukleotida gen CP subkelompok B C W
37

AnaIisis multipasangan urutan asam amino CP CP subkelompok B C W .

38

Analisis multipasangan urutan nukleotida CP/3'WTR subkeIompok BCMY

39

Urutan nukleotida RNA ribosorn kacang tanah hasil amplifikasi RT-PCR
yang tidak spesifik dengan primer PSTl dan PST4

40

Peta penyebaran PStV di Indonesia.. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . ..

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kacang tanah

(Amachis w g a e a L.) merupakan salah satu dari enarn

komoditas terpenting di dunia. Sebagai tanaman kacang-kacangan sumber protein dan
lernak nabati, kacang tanah menempati posisi kedua setelah kedelai. Biji kacang tanah
dietahui mengandung protein (25-35%), lemak (43-55%), nikotimin, thiamin, dan
vitamin E (Ashley, 1984; Cooper-Bland et al., 1992). SeIain dapat dionsumsi
Iangsung, kacang tanah juga digunakan sebagai bahan baku industri makanan.
I n t e d k a s i dan ekstensifikasi pertaoian merupakan usaha-usaha yang dapat
ditempuh untuk peningkatan produksi kacang tanah. Di Indonesia us&-usaha
intensijjlcasi penanaman kacang tanah &pat menyebabkan timbulnya cekarnan biologi
dan meningkatnya laju epiderni penyakit sehingga menurunkan hasil panen. Sebaliknya
ekstens-

pada lahan-lahn marjinal menghadapi kendala cekaman lingkungan.

Untuk itu diperlukan dukungan yang berupa penemuan varietas u n g y l berdaya hasil
tinggi tahan terhadap hama dan penyakit, atau toleran terhadap cekaman -an.
Perrnintaan kacang tanah di Indonesia dalam dasawarsa terakhir ini terus

meningkat dim diperkirakan pada tahun 2000 akan mencapai 1,9 juta ton (Kasno,
1993). Hasil k a a g tanah di Indonesia pada tahun 1996 adalah 746.600 ton, luas

p

m 696.600 ha, dan harif rata-rata 1,07 ton/ha (BPS, 1996). Hasil rata-rata ini

mas* tergolong rendah b i dibandigkan dengan hasil rata-rata di negara-negara
penghasil kacang tanah lainnya, seperti Korea Selatan (1,77 tonha), Jepang (1,78
tonha), dan RRC (1,92 t o m b ) (Xu, 1992).

Rendahnya produktivitas

kacang tanah di Indonesia antara lain disebabkan

oleh pengynaan benih yang kurang bennutu, pemupukan dan teknik budidaya yang
belum tepat, serta serangan hama dan patogen yang belum dapat diatasi dengan efektif.
Epidemi penyakit virus dapat merupakan kendala biologi utama budidaya h a g tanah
&I

Indonesia. Tujuh jenis virus yang secara alamiah dapat menginfeksi kacang tanah

adalah p e a t mottle virus (PeMoV), pemnrf stripe virus (PStV), p e a t mosaic virus
(PMV),peanut crinkle 171rus (PCV), rugrose leaf curl virus, cowpea mild mottle virus
(CMMV), dan tomato sported wilt virus (TSWV) (Roechan et al., 1978; L k k a ,
1986).

Di Indonesia, PStV paling dorninan menyerang kacang tanah dibandingkan
dengan virus-virus yang lain. PStV diietahui terdapat hampir di seluruh pertanaman
kacang tanah dan merupakan salah satu penyebab rendahnya daya hasi kacang tanah
(Saleh ei al., 1989). Salah satu faktor penyebab PStV menjadi e n d e d di lokasilokasi budidaya kacang tanah di Indonesia adalah kemampuan virus ini untuk menular
melalui benih (seedborne).

Penularan melalui benih dapat tejadi sejalan dengan

penyebaran benih dari satu daerah ke daerah lain. Selain i t y PStV dapat bertahan dan
mas& infektii

selama penyimpanan benih. Sampai saat ini belum dikembangkan

metode yang efektif untuk deteksi PStV dalarn benih kacang tanah terinfeksi karena
secara visual

antara benih yang sehat d m terinfeksi PStV tidak dapat dibedakan.

Deteksi molekuler yang cepat, tepat, dan spesifik terhadap PStV sangat diperlukan
untuk kajian epidemiologi penyakit dan sertifikasi benih bebas virus.

Selain itu

metode deteksi molekuler PStV juga diperlukan untuk melacak keberadaan transgen
dalam tanaman transgenik yang dihasilkan.
Berbeda dengan patogen dari golongan bakteri dan jamur yang dapat diatasi
dengan aplikasi pestisida, sampai saat ini belum ditemukan pestisida yang dapat
menekan laju replikasi virus. Beberapa tindakan yang direkomendasikan untuk
pengendalian virus tumbuhan adalah (1) penanaman benih bebas virus, (2) pergiliran
tanaman dan eradikasi tanaman sumber penularan, (3) sanitasi y l m a inang virus, dan
(4) aplikasi insektisida untuk mengendalikan vektor (Direktorat Perlindungan Tanaman

Pangan, 1989). Namun demikian hasil penelitian Saleh et al., (199 1 ) menunjukkan
aplikasi insektisida, penyiangan g u h a dan eradikasi tanaman sakit kurang efektif
untuk mengatasi PStV.

Sebaliknya, pen-

benih kacang tanah bebas PStV

dapat menurunkan laju epidemi penyakit belang di lapang.
Untuk mengatasi epidemi penyakit belang

secara komprehensif perlu

dikembangkan metode pengendalian hama terpadu (PHT) pa& budidaya kacang

tanah.

Beberapa komponen pengendalian dapat dikembangkan untuk mencegah

terjadinya epidemi penyakit tersebut adalah (1) pengynaan be&

bebas PStV, (2)

monitoring insiden penyakit secara dini (emly warning system), ( 3 ) pengynaan
varietas resisten, dan (4) pengendalian vektor.

Tanaman yang resisten terhadap suatu strain patogen dapat menjadi rentan
terhadap strain yang lain. Oleh sebab itu pengetahuan tentang variasi biologi PStV

yang ada di bdagai daerah d
i Indonesia sangat diperlukan untuk mendukung program
perbaikan gene.tika ketahanan kacang tanah terhadap PStV.

Pengynaan teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika untuk
perbaikan ketahanan kacang tanah terhadap PStV perlu dikaji karena sampai saat m
i
belum ditemukan kultivar kacang tanah komersial yang tahan Rekayasa genetika
memerlukan pengetahuan dasar tentang gen CP-PStV (gen pen~andicoat protezn
PStV) Gen CP-PStV dapat dikonstruksi sebagai gen anti PStV dan diintroduksikan ke
dalam genom kacang tanah Ketahanan tanaman transgenik dipergamhi oleh tingkat
kesamam urutan nukleotida gen tersebut dengan strain virus yang menyerang

Oleh

sebab itu, pengklonan dan analisis umtan nukleotida gen CP isolat-isolat PStV dari
berbagai daerah di Indonesia perlu dilakukan untuk menentukan klon yang terbaik
untuk gen anti PStV di Indonesia.

Dari sudut pengembangan ilmu, studi biologi moIekuler PStV diperlukan
sebagai model dalam pengembangan bioteknologi untuk tujuan yang lebih luas
Beberapa aspek lain dari studi biologi ~ 0 l e k ~ l virus
e r tumbuhan adalah penggunaan
virus tumbuhan mtuk memproduksi vaksii untuk marmsia dan hewan (Featherstone,
1996). Yusibov el al.. (1 9973 fnkmhzat vaksin melalui fisi protein dengan menyisipkan

gen yang mengbihpresikan antigen rabies dan m - 1 pada gen p&yandi C P - A H V

(alfalfamode wrus].
Teknik biologi molekuier telah menyediakan cara baru untuk klasifikasi,
identifikasi, clan studi kekerabatan antar virus &uhan

CP dan 3'-

Karakterisasi molekuler gen

(untrmlaied region) banyak digunakan untuk mengetahui hubungan

antara speues-spesies potyvirus (Atreya, 1992)

Taksonomi Potywrus, sebagm

kelornpok virus terbesar, sampai saat ini masih sulit dilakukan dengan baik karena

besamya variasi diantara anggota kelornpok potyvhs (Ward & Shukla, 1990). Shukla

dan Ward (1988) m ~ b a n d i n & a nsusunan asam amino CP 17 strain dari 8 spesies
potyvirus. Hasid studi tersebut menunjukkan kesamaan asarn amino 38-71% untuk
spesies yang berbeda; 90-99% untuk strain-strain dalam spesies virus yang sama; dan
73-83% untuk virus-virus yang berbeda tetapi masih dalarn satu subkelompok. Siudi

variasi molekuler isolat-isolat PStV dalarn penelitian ini bertujuan untuk rnengetahui
keragaman dan evolusi isolat-isolat PStV yang berasal dari berbagai daerah di
Indonesia dengan penekanan subgmp BCMV (beancommon mosaic v i m ) .

Tujuan Penelitian
Secara urnurn tujuan penelitian ini adalah (1) mengisolasi PStV dari 12 propinsi

di Indonesia, (2) m e n g w v m

biologi PStV berdasarkan simptomatoIogi d m

patogenisitas isolat-isoht PStV pack beberapa Mtivar kacang tanah, (3) rnengembanp;kan metode deteksi moIekuler PStV dengan teknik RT-PCR dan DNA hibridisasi
dot blot, (4) mengklon d m rnendeterrninasi urutan nukleotida isolat-isolat PStV dari
berbagai daerah di Indonesia, (5) menganalisis keragaman dan mogenetika PStV

berdasarkan urutan nukleotida gen CP, 3'UTR, dan urutan asam amino CP-PStV.
Tahap-tahap perwbaan yang dilakukan untuk mencapai sasaran penelitian ini
dicantumkan pada Garnbar 1 .

Koleksi Contoh daun kacang
tanah terinfeksi v i m dari

PLPq: Lsolasi PStV dari

virus-virus lain

I

PtSk Metode
molekuler

PLBS: d o n j n g ,

d
-

an-

1. Variasi bidogi berdasarkan simptomatologi penyakit
2. Variasi biologi berdasarkan patogenisitas isobt-

PStV pada bebrapa kultivar kacang tanah
3. Metode d-i
mdekuler PStV dengan RT-PCR
dan hibridiii dot Mot
4. Variasi biologi Masarkan unrtan nukleoiida gen CP,
dan asam amino CP, serta analisis keragaman dan
filogenetika PStV dalam subkdompok BCMV

Garnbar 1. Skema tahapan penelitian yang dilakukan.
PLB: penelilitan laboratorium; PLP: penelitian lapang atau rumah kaca;
PLB 5: dilakukan di Queenslrmd AgricuZturaZ B i o f e ~ h n o l o ~ cCentre
al
Australia

TINJAUAN PUSTAKA
Kacang Tanah
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah tanarnan polong-polongan yang
termasuk subfamif Legurninoceae, famili Papilionaceae. Morfologi kacang tanah yang
dibudidayakan bervariasi untuk sifat-sifat ~ertumbuhandan sifat-sifat khas lainnya,
tetapi semuanya mempunyai karakter pemasakan buah yang tejadi di bawah
permukaan tanah (geokarpi). Pola percabangan di atas tanah pada dasarnya terdiri atas
satu batang pokok (monopodial) (Ashley, 1984)
Arachjs spp. berasal dari daerah tropika dan subtropik Amerika Selatan dari
Argentina sampai Amazon. A. hypogaea yang dibudidayakan dan A. monicola yang
turnbuh liar keduanya adalah dotetraploid (2n=4x-40) sehingga persilangan kedua
spesies hi menghasillcan turunan yang fertil. Diperkirakan perubahan A. menticola
(nenek moyang kacang tanah bar) menjadi A. W g m a terjadi melalui proses seleksi
yang sengaja d i h h k a n menjelang tahun 1500 M sudah tersebar di Arnerika Selatan,
Meksiio, dan Karibia Kacang tanah dibawa oleh bangsa Portugis ke Aiiika dan India

pa& abad ke-16 dan pada waktu yang sama bangsa Spanyol mengintroduksii
kacang tanah ke negara-negara Pasifik Selatan seperti: RRC, Indonesia, dan

Mdagaskar (Ashley, 1984; Van der Maesen & Sornaatmadja, 1992).
Penyebaran kacang tanah sekarang meliputi daerah-daerah tropika dan
subtropika yang terletak diantara 40" LU sampai 40" LS (Ashley, 1984). Budidaya
kacang tanah dilakukan pada tanah ringan, netral atau basa, dengan curah hujan atau
pengairan yang manyediakan air 450 mm permusim. Daerah-daerah kering dengan

curah hujan di bawah 600 mrn lebih cocok untuk kultivar-kultivar kacang tanah yang
berumur pendek. Sedangkan di daerah-daerah yang agak kering sampai agak basah
dengan curah hujan 600-900 mrn lebih sesuai untuk kultivar-kultivar yang berumur
panjang. Kacang tanah biasa ditanam pada ketinggian 1500 m di atas permukaan laut
dengan kisaran suhu 25-35" C (Ashley, 1984).

Patogenisitas PStV
PStV addah salah satu spesies genus Potyvirus, dan fam* Potyviridae (Francki

et al.. 1991). Potyvirus

paling banyak menimbulkan kerugian hasil pertanian

dibandiigkan dengan virus-virus dari genus yang lainnya. Hal ini disebabkan oleh
jumlah spesies Potyvirus yang banyak, penyebaran yang mudah melalui kutu daun
secara nonpersisten yang

sulit

dikendalikan, infeksinya pada

tanaman

hang

menimbulkan gejala nekrosis, klorosis, dan kerdil (Lmdbo er al., 1992; Tomaru,

.,

1994).

V i s addah parasit pada tingkat molekuler karena secara alarniah virus tidak
mempunyai perangkat sistem metabolisme untuk memperoleh energi. Oleh sebab itu,
virus memerlukan tanaman inang sebagai sumber energi untuk perkembangannya.
Dengan bantuan sel tanaman inang, vims mensintesis protein stmkturd d m fhngsional
yang diperlukan untuk repWsi dan transmisi virus dalam jaringan tanaman
(Matthews, 1992). Infeks'~PStV menginduksi terbentuknya badan inklusi berbentuk
cakra @imvheel) pada jaringan daun tanaman kacang tanah (Gambar 2B). Hajimorad

et al., (1 996) melaporkan protein Nla (~nrclearincltrsion b e ) dan Nlb terdapat dalam
intisel Nicotiana benthamima yang terinfeksi oleh PStV.

Sampai saat ini behm ditemukan varietas kacang tanah yang resisten terhadap
PStV.

Hasil seleksi 11.000 galur kacang tanah koleksi ICRISAT

Crops Reseach Institute for

(International

Semi-Arid Tropics) yang dilakukan di Indonesia

menunjukkan semua galur tersebut rentan terhadap PStV (Saleh & Baliadi, 1988).
Pengujian yang dilakukan diiuar negeri, seperti di USA 244 galur, RRC 663 galur, dan
India 59 galur, juga tidak diternukan satupun galur kacang tanah yang resisten
terhadap PStV @emski & Reddy, 1988; Ebo et al., 1989; Xu, 1988).
Epidemi penyakit belang dimulai dari

benih yang terinfeksi PStV sebagai

sumber inokulum pada awaI pertumbuhan kacang tanah, kemudian disebarkan melalui
serangga vektor secara nonpersisten ke tanaman-tanaman sekitarnya. Beberapa spesies
kutu daun yang &pat menularkan PStV adalah Aphis craccivora, A. glycines, A.
~im~cola,
Myzus percisae, dan Schzzaphzs rohrndwentris (Natural et al., 1989). Di
Indonesia

PStV

ditularkan oleh A.

craccivora, A.

glycznes, A.

citricola,

RhopaIosiphwn nqidis. R pedi, Hysteroneura senfaria. A. gosspii, A. pomi, S.
r o t u n d i ~ e ~dan
s , M. persicae (Saleh & Horn, 1989; Suprapto, 1991).
S e h kacang tanah, PStV juga mensinfeksi secara sistematik Glycine mm,
Nicoriana benthami-,

Tnyoiium incantaturn, T visiculosum. T subterraneum.

Vigna unguzculata, V. r d a t a , Desmonium tr$!orium, Inakgoofera amoena, Peuralza
phaseoides. StyIosenthes capitata, S. acraba (Demski et al.. 1984; Natural et al.,
1989; Wonhkaew & DoUet, 1990). Di Indonesia PStV secara alami menyerang
Glycine max (kedelai), Phaseolus vulgaris (buncis), Desmonium sp., Aeschynomene
indica L., dan Cassia accidenialis L. (Baliadi et al.. 1988).

Wongkaew dan Dollet ( 1 990) mengelompokkan 24 isolat PStV, dari berbagai
negara, menjadi delapan kelompok, yaitu: mild moftle, blotch, stripe, blotch-stripe.
blotch-CP-N, chlorotic ring-mottle, chIorotic rzng-paffem, dan

neffoticQ"e.

Pengelompokkan tersebut berdasarkan gejala yang timbul pa& &un kacang tanah dan
tanaman indikator lainnya.

Biologi Molekuler PStV
PStV berbentuk batang lentur (.~?'exiars rod}

dan bemkuran 12x752 n m

(Gambar 2A). Virion terdiri atas satu utas RNA (ssRNA) dengan bobot molekul (BM)
3100 kDa dan protein selubung yang terdiri atas subunit-subunit protein dengan BM

3 1 kDa (Demski e f aL, 1984). PStV secara in dtro menjadi inaktif pada suhu 65"
selama 10 menit, tit& batas pengenceran dalarn cairan perasan daun kacang tanah
selama 3 hari @PI, 1990).

Genom PStV berukuran 10059 nt tidak t e m u k ekor polidenilat @oli-A).
Sebagai mana genom Potyvirus lainoya, pada ujung b e a n 5' genom RNA terdapat
protein (VPg) yang terikat secara kovalen pada RNA dan bagian ujung 3' terdapat
poli-A (Gunashingheet et al.. 1994; Shaw et al.. 1990). Genom RNA tersebut terdiri
atas satu kerangka baca (open reacfing3gframe)yang meliputi 95% total RNA. Kodon
awal terletak 134-136 d m kodon stop 9768-9770 nukleotida dari bagian ujung bagan
5' RNA (Gunashinghe et al..1994).

Gambar 2. (A) Partikel PStV berbetuk batang lentur (fi'exious rad) dan (B) badan
Wusi berbentuk &a

(pinwheel)(Sdeh dan Baliadi, 1992).

Ekspresi genom RNA-PStV akan membentuk satu molekul poliprotein yang
selanjutnya diproses oleh ensim protease menjadi molekui-molekul protein yang
diperlukan untuk replikasi dan patogenesis tumbuhan (Gambar 3).

Beberapa jenis

protein yang diekspresikan oleh genom PStV dan fingsi biologinya dalam patogenesis
tanarnan dapat dilihat pada Tabel I .

Genom ssRNA PStV (70059 nO

5'

PI

I

HCAo

P3

6K

*,

3'

CI

e

I

pdipotein

Eel
[.-I

1 7 1
El

p, ,

lnrl

T

i1

7

Gambar 3. Peta genom PStV dan protein-protein yang disintesis dari genom RNA
PStV (Gunasinghe et al., 1994).
Secara umum proses replikasi virus yang genomnya RNA berutas tunggal
(+ssFtNA) terjadi melalui beberapa tahap, yaitu: (1) virion mas& ke dalam sitoplasma

sel tanaman inang, (2) pelepasan CP dari RNA virus, (3) RNA berasosiasi dengan
ribosom tanarnan inang dan sintesis polimerase untuk replikasi RNA, (4) sintesis utas
negatif RNq (5) sintesis utas positif RNA d m mRNA CP menggunakan utas negatif

RNA,(6) sisntesis CP dalarn jumlah besar rnenggunakan mRNA CP, (7) pembentukan

virion yang tejadi melalui penggabungan antara utas positif RNA dengan CP, dan (8)
penyebaran virion ke sel-sel sekelilingnya melalui plasmodesmata (%=hews,

1992).

Tabel 1. Protein-protein yang disintesis oleh genorn PStV dan potyvirus lainnya dalam
sel tanaman inang (Gunashinghe et al., 1994; Shaw et al., 1990).

Coat protein {CP)

mtein pembuqkus, trannnisi melalui

Variasi Moleknler Potyvirus
Gen CP dan 3'UTR banyak digunakan sebagai dasar untuk ident.5ka-4, studi
dan analisis filogenetika potyvirus. Bagian tengah urutan asam amino CP

kerag-

potyvirus hampir sama untuk virus-virus dalam kelompok potyvirus; sebaliknya pada
ujung amino (N-) dan karboksil (C-) bervariasi dari satu kelompok virus ke kelompok
yang lain (Liidbo ef al., 1992).
Shukla dan Ward (1988) menmengetahui

urutan asam amino CP

unruk

hubungan kekerabatan 17 strain dari delapan spesies potyvirus. Hasil

kajian tersebut menunjukkan spesies-spesies yang berbeda mempunyai kesamaan 3871% sebaliknya untuk strain-strain dalam spesies virus yang sama homologinya 90-

9%.

Frenkel et al.. (1 989) melaporkan hasil studi homologi 3'UTR antar strain dari

watermelon mosaic virus (WMV) dan soybean mosaic virus (SMY). Hasil studi

tersebut menunjukkan homologi urutan nukleotida 39-53% untuk spesies virus yang
berbeda, dan 83-99% untuk strain dalam spesies virus yang sama.
Hasil penelitian Teycheney dan Dietzgen (1994) menunjukkan antara isolat
PStV-Ib (berasal dari Indonesia) dengan isolat PStV-USa dan PStV-USb @eras&
USA) mempunyai kesamaan 98% pada urutan nukleotida 3'UTR.

dari

Kesamaan umtan

asam amino CP dan nukleotida 3'UTR antara PStV dengan PeMoV @ e m t mottle
virus) adalah 66,7% dan 34,6%.

Berdasarkan kriteria penggolongan yang diajukan

oleh Shukla dan Ward (1988) dan Frankel et al.. (1989) kedua virus diklasifikasikan
ke dalam spesies virus yang berbeda. Kesamaan antara PStV dengan B C W - N U
pada urutan nukleotida
diklas-kan

3'UTR

adalah 96,6% sehingga kedua virus tersebut

sebagai strain dalam spesies virus yang sarna (Collmer e f al., 1996).

Berdasarkan reaksi serologi BCMV dibagi menjadi dua subkelompok yaitu
serotipe A clan B (Vetten et d.,
1992). Mink e f ad., ( 1 994) menysulkan pemisahkan
subkelompok B C W serotipe A menjadi B C W dm serotipe B menjadi BCMNV.
Studi molekuler virus-virus

yang

temasuk

menggunakan urutan nukleutida 3 ' m

ke

dalam

subkelompok BCMV

genom RNA membuktikan BCMV

mempakan virus yang berbeda dengan BCMNV ( b e m common mosaic necrosis
virus) (Berger et aL, 1997). Analisis filogenetika menempatkan PStV ke dalam

subkelompok BCMV (Murphy et al.. 1995; Berger et al.. 1997). Analisis urutan asarn
amino CP menunjukkan PStV, B I C W (hlackeye cowpea mosaic virus), dan A

(aruki bean mosaic virus) adalah strain dari BCMV (Huquenot ef al., 1994).

M

ISOLASI PStV DARI DAUN KACANG TANAH YANG
BERASAL DARl12 PROPINSI Dl INDONESLA

PENDAHULUAN
PStV diketahui telah tersebar di Asia Tenggara, Cina, India, dan USA (Demski
et al., 1984; Reddy, 1985; Natural el al., 1989). Di Indonesia PStV merupakan virus

yang paling dominan yang menyerang kacang tanah (Saleh el al., 1989). Salah satu
penyebab PStV menjadi endernik di lokasi-lokasi penanaman kacang tanah di
Indonesia adalah sifat penularannya yang dapat tejadi melalui benih sehingga
memungkinkan PStV tersebar dari satu daerah ke daerah yang lain sejalan dengan
penyebaran b e d .
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi PStV dari kacang tanah yang berasal
dari

12 propinsi di Indonesia. Isolasi dilakukan dengan tanaman indikator spesifik

untuk PStV. Isolat-isolat yang didapat akan diynakan untuk percobaan selanjutnya.

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini ddakukan di Laboratorium Biologi MoleMer, Jumsan Budidaya
Pertanian, Fakultas Pertanian, IPB. Percobaan dilakukan dari bulan Oktober 1995
sampai Pebruari 1996.

Contoh Tanaman Sakit dari Lapang
Contoh daun kacang tanah sakit yang diduga terinfeksi PStV dikurnpulkan
dari 12 propinsi di Indonesia (Gambar 4). Contoh daun yang terinfeksi vims tersebut
diarnbil dari tanaman kacang tanah di lapang yang bergejala belang (blotch) atau garis

kuning (stripe). Contoh daun dipotong-potong dan dikering anginkan selama 3 hari
dan disimpan dalamfreezer.
Contoh daun tersebut digerus dalam bufer inokulasi (0,OlM kalium fosfat, pH
7,O;

0,OlM Na-DIECA), kemudian disaring dengan dua lapis kain kasa.

Cairan

perasan yang didapat digunakan sebagai inokulum untuk uji inokulasi mekanik pada
tanaman indikator (Chenopodium mnmanficolorCoste & Reyn).

Isolasi PStV dari Virus Lain
Isolasi virus bertujuan untuk memisahkan PStV dari virus-virus lain yang
menyerang kacang tanah di lapang. Isolsi virus tersebut ddakukan menggunakan
tanaman indikator yang menunjukkan g e j a spesifik untuk infeksi PStV. Seberapa
virus yang dapat menimbufkan gejala belang pada kacang tanah di lapang antara lain
PStV, PeMoV, atau CMh4V (Tabel 2).
Tabel 2. Gejala infeksi beberapa virus yang menyerang kacang tanah pada tanaman
indikator

Gejala infeksi PStV
Ca Cq h.
Nb

Gejala pada kacang

Virus

tanah

blotch - stripe

PStV

1

I

- 1

LL

-

-

biotch-mild mottle

PeMoV

tL

Pustaka

MR

Dernski ef al., 1984

LL

Demski et al.,1984;
Fukumoto efal., 1986

TSWV
I

-

LL

win clearing-mild
motile
chloroticfan-qmt

CMMY

1T

Iwaki et al., 1986

LL
I

I

S
I

I

Jenser
~
et aI.. 1996

Y
I

Keterangan: Ca: C. amaranticolor; Cq; C.guinoa; PV:P. ~wlgariscv. Topcrop; Nb:
N. benfhmniaraa;LL : lesio lokal; - : tidak terjadi infeksi; MR: mosaik
ringan, TT: data tidak tersedia; SyNKS: bercak nekrosis dan klorosis
sisternik

I

1 . Isolasi PStV dari P e M o V

Pemisahan antara PStV dengan PeMoV dilakukan dengan menginokulasikan
cairan perasan daun kacang tanah yang menunjukkan gejala belang pada C.
amarmticolor. Inokulasi PStV pada daun C. maranticolor akan menimbuIkan gejala

lesio lokal. Untuk memperoleh isolat virus yang murni dilakukan isolasi bercak tunggal
pada daun C. amarmticolor. h s i o lokal yang timbul pada daun C. mnaranticoIor
diisolasi dengan dua kali isolasi lesio lokal tunggal. Satu lesio lokal yang timbul pada
daun C. maranticolor

diisolasi dan d i p a k a n sebagai inomurn untuk inokulasi

d a m C. amaranticolor yang kedua. Daun C. amarmticolor yang diinokulasi dengan
inokulum yang berasal dari lesio lokal kedua digunakan