Ketahanan kacang tanah dan tembakau terhadap infeksi Sclerotium rolfsii Sacc. dengan ekspresi enzim kitinase tinggi
( ~ Hak
3 cipta milik IPB (Institut Pertanian Bogor)
Bogor Hgrlcultural Cliilvers~ty
m
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang rnengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa rnencanturnkan dan rnenyebutkansurnber:
a. Pengutipanhanya untuk kepentinganpendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipantidak rnerugikan kepentingan yang wajar IPB.
2 Dilarang rnengurnurnkan dan rnernperbanyak sebagian atau seluruh kaya tulis ini dalarn bentuk apapun tanpa izin IPB.
3
SURAT PERNYATAAN
MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER LNFORMASI
Dengan ini saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala
ltaan daiam disertasi "Ketahanan Kacang Tanah dsn Tembakau terhadap
an~ewsiSclerotiwn rorfsii Sacc dengan Ekspresi Enzirn Kitinase Tinggin adalah
b@r-benar karya saya scndiri dengan srahan komisi pembimbing, bukan hasil
atau tiruan serta belum pemah diajukan dalam bentuk apapun untuk
jiX
mgpperoleh gelar program sejenis di perguruan tinggi manapun. Sumber infomasi
y& be-1
2.
atw dikututip dari k q a yang ditabitkan maupun tidak diterbitkan dari
p q l i s lain telah disebutkan dalam teks clan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
b&
a i r discrtasi ini.
C
ii
Bogor, Mei 2007
Endang Pudjibarfati
NRP. A156010121
OF0
g
ABSTRAK
E o o 9
3 2 2 9
3 9 0 0
* c c
ANG PUDJlHARTATI. Ketahanan Kacang Tanah dan Tembakau terhadap
si Sclerotium rolfsii Sacc. dengan Ekspresi Enzim Kitinase Tinggi. Komisi
r .rJSQ
! % b 4 ~imbing: SUDARSONO (ketua), SATRIYAS ILYAS, RUSMILAH
r % m" Q
$ 3 c g p ENO, dao SISWANTO (anggota).
2 % g2s
Q Q
c c$.5'
gcrr.,,
n
s X g9 5
ern
Penyakit busuk batang pada kacang tanah disebabkan oleh cendawan
ro@ii Sacc. Pada lahan-lahan yang sudah terinfestasi cendawan ini, sulit
g p2
Z
mJ%
s 0I - 2 ; pengendalikannya karena cendawan rnampu membentuk sklerotia, mampu
5 - 0 c Q'
h& hidup pada jaringan mati (nekrotropik), dan bersifat omnipathogenic.
a?
' ~ 9 2 9k@nan
~
tentang mekanisme ketahanan tanaman terhadap infeksi patogen
r%0-0zs r%-.cZ 2Q3 I&an untuk
pengendalian. Dinding sel rniselia cendawan ini mengandung kitin
i
sehingga
membuka
peluang upaya peningkatan ketahanan tanman kacang
.Q 8.-9 3.
I &hadap infeksi S. rolfsii dengan meningkatkan aktivitas kitinase.
3 9 2 g
atakteristik aktivitas kitinase pada tanaman kacang tanah dipelajari untuk
9 P Ca a,
peran enzim ini pada mekanisme ketahanan terhadap S. rolfsii. Aktivitas
c5 n.2 8s ;e@hui
-k&inase dan ekso-kitinase diamati pada semua genotipe yang diuji, genotipe
r 5z
I henunjukkan aktivitas endo-kitinase yang lebih tinggi. Pada pembakuan
"Q9
8
d$ penggunaan substrat dimer paling cocok untuk menganalisis aktivitas
rr
aQ
9 5
13pada tanaman kacang tanah. Aktivitas kitinase dan respons jaringan batang
x % a
-.
2
2
d@ infeksi S. rorfsii lebih mirip dengan jaringan leher akar (sebagai tempat
a i.
2
ideksi S. rolfsii) dibandingkan dengan jaringm daun Oleh karena itu, jaringan
.J<
0dapat digunakan untuk mengevaluasi respons dan aldivitas enzim yang
Ih
ii(8n dengan infeksi cendawan h i , untuk rnenghindari evaluasi yang bersifat
g 5 =XI
&if. Penggunaan jaringan Ieher akar untuk evaluasi dapat menyebabkan
Q
Z E
3
itian pada individu y b g rentan sehingga menghilangkan kesempatan untuk
Q h0ievaluasi
zuriat dari tanaman rentan yang seringkali diperlukan dalam bidang
f
3
Q
?
~liaantanaman.
n
Q
P
.5 3
Selanjutnya, metoda yang sudah dibakukan digunakan untuk mengevaluasi
itas
kitinase pada 24 genotipe plasma nutfah kacang tanah yang tersebar di
iT
B
3
m
uh Indonesia, yang terdiri dari 1 1 kultivar dan 13 galur lokal. Bebexapa karakter
g
logis
lain sebagai respons ketahanan kacang tanah terhadap serangan patogen
F
m
a
h S. rolfssii juga diamati pada 24 genotipe. Aktivitas peroksidase juga
8
s
@
: dalarn rnekanisme ketahanan. kacang tanah. Reaksi pernbentukan secara
-.Q?
teksigen aktif (oxidative-burst) tidak diinduksi saat infeksi S. rolfsii.
r
lmgan lignin jaringan meningkat tapi tidak berkorelasi dengan intensitas
9
E
mengindikasikan bahwa S. rolfsii mampu mendegradasi lignin seperti
!t
@ebagian cendawan Basidiomycetes yang lain.
3
8
Betode seleksi in vitro dapat digunakan untuk meningkatkan
lg?,an/toleransi terhadap faktor biotik d m abiotik. Keberhasilan penerapan
7
@ somaklonal untuk memperbaiki karakter tunggal, mendorong para peneliti
wndapatkan perbaikan lebih dari satu karakter tanaman sekaligus. Regenerasi
1
1
m varian somaklonal melalui penerapan induksi somaklonal seleksi in vitro
,Gnakan filtrat kultur (toksin metabolit) yang dikeluarkan cendawan S. rolfsii
l&s menggunakan poli etilen glikol (PEG) sebagai simulasi kondisi cekaman
t e l d ~dilskukan. Dalan ha1 ini, peningkatan ketahman ditentukan oleh
ahan yang terkandung dalam filtrat kultur cendawan, berupa toksin dan
337JQra.
"
'
=
3
-
=
a,
s
cn
dawan. Perm aktivitas kitinase dalam mekanisme ketahanan
rhadap S. rolfsii juga dipelajari pada tanaman kacang tanah
ran aktivitas enzim kitinase dalam mekanisme ketahaan yang ditunjukkan
dan hasil seleksi in vitro, serta ketersediaan gen chi
ngernbangan galur tahan terhadap S. rolfsii metalui
mendapatkan kacang tanah transgenik yang
inase ymg tinggi. Transformasi gen yang dikehendaki
model (tembakau) dan rneregenerasikan tembakau transgenik serta
akan cam yang mudah dan -cepat untuk mengevaluasi
forrnasi gen tanaman tembakau cv. Gornbel Si:i
n chi-padi sebesar 0.1%. Aktivitas enzim kitinase yang terinduksi oleh
rolfsii pada transforman chi (To)
meningkat sebesar 4- 14 kali dibandingkan
non-transforman. Gen chi yang tersisip tidak.
u transgenik chi generasi Tt menunjukkal~
tegrasi transgen chi pada genom kacang tanah dapat meningkatkm aktivitas
tanarnan ternbakau transgenik. Peningkatan aktivitas kitinase ini
infeksi S. roEfsii, baik SKc
ketahanan terhadap infeksi
nan ternbakau transgenik chi generasi Ti
it ahan an-IP~ maupun indeks sensitivitas
dinding sel rniselia P. capsici adalah
dungan kitinnya rendah, tidak seperti
cv. Singa menunjukkan tingkat
dengan menggunakan cv. Kelinci.
transformasi gen yang dilakukan menghasilkan 3 tanaman calon
cv. Kelinci dan 13 tanaman calon transgenik cv. Singa. Tanaman kacang
presikan aktivitas kitinase, respons
inasi persamaan regresi keduanya
tanah calon transgenik cv.
~
U
n
Q
ABSTRACT
Fxxg
Q S S 3
3 I
n cn 0
'Qss
2 u"":3
u a QI
3 g ga T
'*2
&
-9
5
35 s
5
a
3
-.
5
3.
=
Q
5s
a
=s
3. 3
Q
$
g Eg
a
P
3 cipta milik IPB (Institut Pertanian Bogor)
Bogor Hgrlcultural Cliilvers~ty
m
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang rnengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa rnencanturnkan dan rnenyebutkansurnber:
a. Pengutipanhanya untuk kepentinganpendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipantidak rnerugikan kepentingan yang wajar IPB.
2 Dilarang rnengurnurnkan dan rnernperbanyak sebagian atau seluruh kaya tulis ini dalarn bentuk apapun tanpa izin IPB.
3
SURAT PERNYATAAN
MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER LNFORMASI
Dengan ini saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala
ltaan daiam disertasi "Ketahanan Kacang Tanah dsn Tembakau terhadap
an~ewsiSclerotiwn rorfsii Sacc dengan Ekspresi Enzirn Kitinase Tinggin adalah
b@r-benar karya saya scndiri dengan srahan komisi pembimbing, bukan hasil
atau tiruan serta belum pemah diajukan dalam bentuk apapun untuk
jiX
mgpperoleh gelar program sejenis di perguruan tinggi manapun. Sumber infomasi
y& be-1
2.
atw dikututip dari k q a yang ditabitkan maupun tidak diterbitkan dari
p q l i s lain telah disebutkan dalam teks clan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
b&
a i r discrtasi ini.
C
ii
Bogor, Mei 2007
Endang Pudjibarfati
NRP. A156010121
OF0
g
ABSTRAK
E o o 9
3 2 2 9
3 9 0 0
* c c
ANG PUDJlHARTATI. Ketahanan Kacang Tanah dan Tembakau terhadap
si Sclerotium rolfsii Sacc. dengan Ekspresi Enzim Kitinase Tinggi. Komisi
r .rJSQ
! % b 4 ~imbing: SUDARSONO (ketua), SATRIYAS ILYAS, RUSMILAH
r % m" Q
$ 3 c g p ENO, dao SISWANTO (anggota).
2 % g2s
Q Q
c c$.5'
gcrr.,,
n
s X g9 5
ern
Penyakit busuk batang pada kacang tanah disebabkan oleh cendawan
ro@ii Sacc. Pada lahan-lahan yang sudah terinfestasi cendawan ini, sulit
g p2
Z
mJ%
s 0I - 2 ; pengendalikannya karena cendawan rnampu membentuk sklerotia, mampu
5 - 0 c Q'
h& hidup pada jaringan mati (nekrotropik), dan bersifat omnipathogenic.
a?
' ~ 9 2 9k@nan
~
tentang mekanisme ketahanan tanaman terhadap infeksi patogen
r%0-0zs r%-.cZ 2Q3 I&an untuk
pengendalian. Dinding sel rniselia cendawan ini mengandung kitin
i
sehingga
membuka
peluang upaya peningkatan ketahanan tanman kacang
.Q 8.-9 3.
I &hadap infeksi S. rolfsii dengan meningkatkan aktivitas kitinase.
3 9 2 g
atakteristik aktivitas kitinase pada tanaman kacang tanah dipelajari untuk
9 P Ca a,
peran enzim ini pada mekanisme ketahanan terhadap S. rolfsii. Aktivitas
c5 n.2 8s ;e@hui
-k&inase dan ekso-kitinase diamati pada semua genotipe yang diuji, genotipe
r 5z
I henunjukkan aktivitas endo-kitinase yang lebih tinggi. Pada pembakuan
"Q9
8
d$ penggunaan substrat dimer paling cocok untuk menganalisis aktivitas
rr
aQ
9 5
13pada tanaman kacang tanah. Aktivitas kitinase dan respons jaringan batang
x % a
-.
2
2
d@ infeksi S. rorfsii lebih mirip dengan jaringan leher akar (sebagai tempat
a i.
2
ideksi S. rolfsii) dibandingkan dengan jaringm daun Oleh karena itu, jaringan
.J<
0dapat digunakan untuk mengevaluasi respons dan aldivitas enzim yang
Ih
ii(8n dengan infeksi cendawan h i , untuk rnenghindari evaluasi yang bersifat
g 5 =XI
&if. Penggunaan jaringan Ieher akar untuk evaluasi dapat menyebabkan
Q
Z E
3
itian pada individu y b g rentan sehingga menghilangkan kesempatan untuk
Q h0ievaluasi
zuriat dari tanaman rentan yang seringkali diperlukan dalam bidang
f
3
Q
?
~liaantanaman.
n
Q
P
.5 3
Selanjutnya, metoda yang sudah dibakukan digunakan untuk mengevaluasi
itas
kitinase pada 24 genotipe plasma nutfah kacang tanah yang tersebar di
iT
B
3
m
uh Indonesia, yang terdiri dari 1 1 kultivar dan 13 galur lokal. Bebexapa karakter
g
logis
lain sebagai respons ketahanan kacang tanah terhadap serangan patogen
F
m
a
h S. rolfssii juga diamati pada 24 genotipe. Aktivitas peroksidase juga
8
s
@
: dalarn rnekanisme ketahanan. kacang tanah. Reaksi pernbentukan secara
-.Q?
teksigen aktif (oxidative-burst) tidak diinduksi saat infeksi S. rolfsii.
r
lmgan lignin jaringan meningkat tapi tidak berkorelasi dengan intensitas
9
E
mengindikasikan bahwa S. rolfsii mampu mendegradasi lignin seperti
!t
@ebagian cendawan Basidiomycetes yang lain.
3
8
Betode seleksi in vitro dapat digunakan untuk meningkatkan
lg?,an/toleransi terhadap faktor biotik d m abiotik. Keberhasilan penerapan
7
@ somaklonal untuk memperbaiki karakter tunggal, mendorong para peneliti
wndapatkan perbaikan lebih dari satu karakter tanaman sekaligus. Regenerasi
1
1
m varian somaklonal melalui penerapan induksi somaklonal seleksi in vitro
,Gnakan filtrat kultur (toksin metabolit) yang dikeluarkan cendawan S. rolfsii
l&s menggunakan poli etilen glikol (PEG) sebagai simulasi kondisi cekaman
t e l d ~dilskukan. Dalan ha1 ini, peningkatan ketahman ditentukan oleh
ahan yang terkandung dalam filtrat kultur cendawan, berupa toksin dan
337JQra.
"
'
=
3
-
=
a,
s
cn
dawan. Perm aktivitas kitinase dalam mekanisme ketahanan
rhadap S. rolfsii juga dipelajari pada tanaman kacang tanah
ran aktivitas enzim kitinase dalam mekanisme ketahaan yang ditunjukkan
dan hasil seleksi in vitro, serta ketersediaan gen chi
ngernbangan galur tahan terhadap S. rolfsii metalui
mendapatkan kacang tanah transgenik yang
inase ymg tinggi. Transformasi gen yang dikehendaki
model (tembakau) dan rneregenerasikan tembakau transgenik serta
akan cam yang mudah dan -cepat untuk mengevaluasi
forrnasi gen tanaman tembakau cv. Gornbel Si:i
n chi-padi sebesar 0.1%. Aktivitas enzim kitinase yang terinduksi oleh
rolfsii pada transforman chi (To)
meningkat sebesar 4- 14 kali dibandingkan
non-transforman. Gen chi yang tersisip tidak.
u transgenik chi generasi Tt menunjukkal~
tegrasi transgen chi pada genom kacang tanah dapat meningkatkm aktivitas
tanarnan ternbakau transgenik. Peningkatan aktivitas kitinase ini
infeksi S. roEfsii, baik SKc
ketahanan terhadap infeksi
nan ternbakau transgenik chi generasi Ti
it ahan an-IP~ maupun indeks sensitivitas
dinding sel rniselia P. capsici adalah
dungan kitinnya rendah, tidak seperti
cv. Singa menunjukkan tingkat
dengan menggunakan cv. Kelinci.
transformasi gen yang dilakukan menghasilkan 3 tanaman calon
cv. Kelinci dan 13 tanaman calon transgenik cv. Singa. Tanaman kacang
presikan aktivitas kitinase, respons
inasi persamaan regresi keduanya
tanah calon transgenik cv.
~
U
n
Q
ABSTRACT
Fxxg
Q S S 3
3 I
n cn 0
'Qss
2 u"":3
u a QI
3 g ga T
'*2
&
-9
5
35 s
5
a
3
-.
5
3.
=
Q
5s
a
=s
3. 3
Q
$
g Eg
a
P