Diferensiasi Empat Isolat Rice Tungro Bacilliform Badnavirus dengan PCR-RFLP
DIFERENSIASI EMPAT ISOLAT RICE TUNGRO
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Oleh:
ARFIANIS
A44101008
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
ABSTRAK
ARFIANIS. Diferensiasi empat isolat rice tungro bacilliform badnavirus dengan
PCR-RFLP . Dibimbing oleh ENDANG NURHAYATI.
Kehadiran rice tungro bacilliform badnavirus (RTBV) yang dibantu oleh
rice tungro spherical waikavirus (RTSV) pada tanaman padi menyebabkan gejala
penyakit tungro yang berat. Beberapa isolat RTBV dilaporkan mempunyai
keragaman genetik yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk membedakan
empat isolat RTBV dari beberapa daerah endemik tungro di Jawa Barat dengan
teknik PCR-RFLP .
Penelitian ini dila kukan di Rumah Kaca Cikabayan dan Laboratorium
Virologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor,
pada November 2005 sampai Januari 2006.
Empat isolat virus tungro diambil dari daerah endemik tungro di Jawa
Barat yaitu: Cianjur, Kuningan, Purwakarta, dan Bogor. Perbanyakan virus tungro
dilakukan pada tanaman padi varietas IR64 dengan inokulasi menggunakan vektor
Nephotettix virescens Distant (Homoptera: Cicadellidae). Tanaman yang
menunjukkan gejala penyakit tungro umur 10-15 hari setelah inokulasi dipanen.
DNA total tanaman terinfeksi virus tungro diekstraksi dan gen protein selubung
RTBV diamplifikasi menggunakan sepasang primer spesifik RTBV-2L dan
RTBV-2R. Hasil amplifikasi dipotong dengan 3 enzim restriksi yaitu EcoRV,
PstI, dan BclI.
Tanaman padi dengan gejala daun kuning sampai orange yang diambil dari
pertanaman padi milik petani di Cianjur, Kuningan, Purwakarta dan Bogor ini
terinfeksi RTBV. Dengan teknik PCR-RFLP empat isolat RTBV di Jawa Barat
tersebut menunjukkan keragaman pada gen protein selubungnya.
Kata kunci: rice tungro bacilliform badnavirus, differensiasi, PCR-RFLP
DIFERENSIASI EMPAT ISOLAT RICE TUNGRO
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
Arfianis
A44101008
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
Judul
: DIFERENSIASI EMPAT ISOLAT RICE TUNGRO
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Nama
: ARFIANIS
NRP
: A44101008
Menyetujui,
Pembimbing
Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS.
NIP: 131 642 502
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr.
NIP: 130 422 698
Tanggal Lulus : 1 Februari 2006
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lintau Buo, Sumatera Barat pada tanggal 10 Oktober
1982. Penulis adalah putri tunggal dari pasangan Bapak Kamarudin dan Ibu
Nurhayati.
Tahun 2001 penulis menamatkan Sekolah Menengah Umum Negeri I
Lintau Buo dan pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor
melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB). Penulis memilih Program Studi
Hama dan Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Selama kuliah penulis memiliki pengalaman organisasi sebagai anggota
Korp Sukarela PMI Unit I IPB tahun 2001, pengurus Lingkar Studi Muslim HPT
IPB 2002, pengurus Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman (HIMASITA) 2003,
pengurus Ikatan Pelajar dan Mahasiswa Minangkabau (IPMM) Bogor dan Ikatan
Mahasiswa Lintau Buo (IMLB) Bogor 2002. Penulis juga menjadi tim pengajar
TPA Almalikussaleh Cimahpar -Bogor 2001, asisten matakuliah Dasar-dasar
Perlindungan Tanaman 2003; Dasar-dasar Perlindungan Tanaman 2004; Virologi
Tumbuhan 2004; Pengendalian Hayati dan Pengelolaan Habitat 2004. Penulis
juga menjadi Senior Resident di Asrama TPB IPB 2004-2006.
PRAKATA
Puji syukur
Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah
Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan nikmat dan karunia -Nya sehingga
laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Laporan tugas akhir ini merupakan
persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada Departemen Proteksi Tanaman,
Fakultas Pertanian, Ins titut Pertanian Bogor. Penelitian dilakukan pada November
2005 sampai Januari 2006, dengan judul Diferensiasi empat isolat rice tungro
bacilliform badnavirus dengan PCR-RFLP.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir.
Endang Nur hayati, MS. sebagai dosen pembimbing utama tugas akhir atas
bantuan, waktu, masukan dan saran yang diberikan, serta Dr. Ir. Hermanu
Triwidodo MSc. sebagai dosen penguji tamu atas kritik dan sarannya demi
perbaikan laporan ini. Terima kasih juga ditujukan kepada Ir. Djoko Prijono,
MAgrSc. yang telah memberikan bimbingan untuk penulisan laporan tugas akhir
pada mata kuliah Teknik Penyajian Ilmiah. Terima kasih juga disampaikan kepada
Dr. Ir. Kikin H Mutaqin MSc. atas saran dan bantuannya mendokumentasikan
hasil penelitian ini. Kepada seluruh staf pengajar pada Departemen Proteksi
Tanaman penulis ucapkan terima kasih atas ilmu dan bimbingan yang diberikan
selama menuntut ilmu di Departemen Proteksi Tanaman. Ucapan terimakasih juga
disampaikan kepada Ayah dan Bundaku tercinta yang selalu mendoakan dan
memberikan dukungan selama melaksanakan pendidikan. Terima kasih juga
kepada teman-teman di Departemen Proteksi Tanaman dan teman-teman Senior
Recident Asrama TPB IPB yang selalu setia memberikan bantuan, semangat, dan
nasehat selama pelaksanaan tugas akhir. Terima kasih juga disampaikan kepada
anggota laboratorium Virologi Tumbuhan (Mbak Tuti, Bapak Edi, Mas Supri)
yang selalu membantu dalam pelaksanaan penelitian.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangannya, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan laporan
tugas akhir ini. Akhirnya semoga karya kecil ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan bagi siapa pun yang membutuhkan.
Bogor, Februari 2006
Arfianis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ......................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
ii
PENDAHULUAN ......................................................................................
1
Latar Belakang ...............................................................................
1
Tujuan Penelitian ............................................................................
3
Manfaat Penelitian ..........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
4
Tanaman Padi .................................................................................
4
Botani dan Morfologi Padi .................................................
Taksonomi Padi ..................................................................
Varietas Padi ....................................................................
4
5
5
Penyakit Tungro .............................................................................
7
Sejarah Penyakit Tungro ....................................................
Gejala Penyakit Tungro ......................................................
Virus Tungro ......................................................................
Penularan Virus Tungro .....................................................
Keragaman RTBV ..............................................................
7
8
9
10
12
Polymerase Chain Reaction Restriction Fragment Length Poly
morphism (PCR-RFLP) ..................................................................
15
BAHAN DAN METODE ..........................................................................
17
Te mpat dan Waktu Penelitian ........................................................
17
Persiapan Tanaman Padi ................................................................
17
Perbanyakan Massal Wereng Hijau ...............................................
17
Isolat Virus Tungro ........................................................................
18
Perbanyakan Virus Tungro .............................................................
18
Deteksi RTBV Menggunakan Teknik PCR ...................................
18
Ekstraksi DNA Total RTBV ..............................................
Amplifikasi Gen Protein Selubung RTBV .........................
18
19
Pemotongan DNA RTBV dengan Enzim Restriksi .......................
19
Elektroforesis dan Visualisasi ........................................................
20
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................
21
Isolat Virus Tungro ........................................................................
21
Deteksi RTBV dengan Teknik PCR ...............................................
21
Diferensiasi RTBV dengan Teknik PCR-RFLP .............................
21
KESIMPULAN dan SARAN .....................................................................
27
DAFTA R PUSTAKA ................................................................................
28
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1. Kerusakan lahan pertanaman padi akibat penyakit tungro di Indonesia
pada tahun 1967-1995 .......................................................................
2. Ukuran fragmen DNA yang terbentuk pada pemotongan gen protein
selubung RTBV dengan enzim EcoRV, PstI dan BclI ......................
7
24
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1. Gejala penyakit tungro pada daun tanaman padi ...............................
9
2. Gambaran skematik genom RTBV, polyprotein P3 dan coat protein .
11
3. Serangga vektor virus tungro N. Virescens ........................................
12
4. Ukuran fragmen yang terbentuk pada pemotongan gen protein selubung
empat strain RTBV dari Philipina menggunakan enzim EcoRV, PstI,
BclI (analisis restriksi dengan Program Primer Premier 5 (Premier
Biosoft International 2004) ................................................................. 14
5. Visualisasi amplifikasi gen protein selubung empat isolat RTBV
di Jawa Barat dengan PCR menggunakan primer RTBV-2R dan
RTBV-2L ...........................................................................................
22
6. Visualisasi PCR-RFLP gen protein selubung empat isoalt RTBV
di Jawa Barat dengan enzim EcoRV, Pst1 dan BclI ...........................
23
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Oleh:
ARFIANIS
A44101008
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
ABSTRAK
ARFIANIS. Diferensiasi empat isolat rice tungro bacilliform badnavirus dengan
PCR-RFLP . Dibimbing oleh ENDANG NURHAYATI.
Kehadiran rice tungro bacilliform badnavirus (RTBV) yang dibantu oleh
rice tungro spherical waikavirus (RTSV) pada tanaman padi menyebabkan gejala
penyakit tungro yang berat. Beberapa isolat RTBV dilaporkan mempunyai
keragaman genetik yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk membedakan
empat isolat RTBV dari beberapa daerah endemik tungro di Jawa Barat dengan
teknik PCR-RFLP .
Penelitian ini dila kukan di Rumah Kaca Cikabayan dan Laboratorium
Virologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor,
pada November 2005 sampai Januari 2006.
Empat isolat virus tungro diambil dari daerah endemik tungro di Jawa
Barat yaitu: Cianjur, Kuningan, Purwakarta, dan Bogor. Perbanyakan virus tungro
dilakukan pada tanaman padi varietas IR64 dengan inokulasi menggunakan vektor
Nephotettix virescens Distant (Homoptera: Cicadellidae). Tanaman yang
menunjukkan gejala penyakit tungro umur 10-15 hari setelah inokulasi dipanen.
DNA total tanaman terinfeksi virus tungro diekstraksi dan gen protein selubung
RTBV diamplifikasi menggunakan sepasang primer spesifik RTBV-2L dan
RTBV-2R. Hasil amplifikasi dipotong dengan 3 enzim restriksi yaitu EcoRV,
PstI, dan BclI.
Tanaman padi dengan gejala daun kuning sampai orange yang diambil dari
pertanaman padi milik petani di Cianjur, Kuningan, Purwakarta dan Bogor ini
terinfeksi RTBV. Dengan teknik PCR-RFLP empat isolat RTBV di Jawa Barat
tersebut menunjukkan keragaman pada gen protein selubungnya.
Kata kunci: rice tungro bacilliform badnavirus, differensiasi, PCR-RFLP
DIFERENSIASI EMPAT ISOLAT RICE TUNGRO
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
Arfianis
A44101008
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
Judul
: DIFERENSIASI EMPAT ISOLAT RICE TUNGRO
BACILLIFORM BADNAVIRUS DENGAN PCR-RFLP
Nama
: ARFIANIS
NRP
: A44101008
Menyetujui,
Pembimbing
Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS.
NIP: 131 642 502
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr.
NIP: 130 422 698
Tanggal Lulus : 1 Februari 2006
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lintau Buo, Sumatera Barat pada tanggal 10 Oktober
1982. Penulis adalah putri tunggal dari pasangan Bapak Kamarudin dan Ibu
Nurhayati.
Tahun 2001 penulis menamatkan Sekolah Menengah Umum Negeri I
Lintau Buo dan pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor
melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB). Penulis memilih Program Studi
Hama dan Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Selama kuliah penulis memiliki pengalaman organisasi sebagai anggota
Korp Sukarela PMI Unit I IPB tahun 2001, pengurus Lingkar Studi Muslim HPT
IPB 2002, pengurus Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman (HIMASITA) 2003,
pengurus Ikatan Pelajar dan Mahasiswa Minangkabau (IPMM) Bogor dan Ikatan
Mahasiswa Lintau Buo (IMLB) Bogor 2002. Penulis juga menjadi tim pengajar
TPA Almalikussaleh Cimahpar -Bogor 2001, asisten matakuliah Dasar-dasar
Perlindungan Tanaman 2003; Dasar-dasar Perlindungan Tanaman 2004; Virologi
Tumbuhan 2004; Pengendalian Hayati dan Pengelolaan Habitat 2004. Penulis
juga menjadi Senior Resident di Asrama TPB IPB 2004-2006.
PRAKATA
Puji syukur
Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah
Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan nikmat dan karunia -Nya sehingga
laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Laporan tugas akhir ini merupakan
persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada Departemen Proteksi Tanaman,
Fakultas Pertanian, Ins titut Pertanian Bogor. Penelitian dilakukan pada November
2005 sampai Januari 2006, dengan judul Diferensiasi empat isolat rice tungro
bacilliform badnavirus dengan PCR-RFLP.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir.
Endang Nur hayati, MS. sebagai dosen pembimbing utama tugas akhir atas
bantuan, waktu, masukan dan saran yang diberikan, serta Dr. Ir. Hermanu
Triwidodo MSc. sebagai dosen penguji tamu atas kritik dan sarannya demi
perbaikan laporan ini. Terima kasih juga ditujukan kepada Ir. Djoko Prijono,
MAgrSc. yang telah memberikan bimbingan untuk penulisan laporan tugas akhir
pada mata kuliah Teknik Penyajian Ilmiah. Terima kasih juga disampaikan kepada
Dr. Ir. Kikin H Mutaqin MSc. atas saran dan bantuannya mendokumentasikan
hasil penelitian ini. Kepada seluruh staf pengajar pada Departemen Proteksi
Tanaman penulis ucapkan terima kasih atas ilmu dan bimbingan yang diberikan
selama menuntut ilmu di Departemen Proteksi Tanaman. Ucapan terimakasih juga
disampaikan kepada Ayah dan Bundaku tercinta yang selalu mendoakan dan
memberikan dukungan selama melaksanakan pendidikan. Terima kasih juga
kepada teman-teman di Departemen Proteksi Tanaman dan teman-teman Senior
Recident Asrama TPB IPB yang selalu setia memberikan bantuan, semangat, dan
nasehat selama pelaksanaan tugas akhir. Terima kasih juga disampaikan kepada
anggota laboratorium Virologi Tumbuhan (Mbak Tuti, Bapak Edi, Mas Supri)
yang selalu membantu dalam pelaksanaan penelitian.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangannya, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan laporan
tugas akhir ini. Akhirnya semoga karya kecil ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan bagi siapa pun yang membutuhkan.
Bogor, Februari 2006
Arfianis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ......................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
ii
PENDAHULUAN ......................................................................................
1
Latar Belakang ...............................................................................
1
Tujuan Penelitian ............................................................................
3
Manfaat Penelitian ..........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
4
Tanaman Padi .................................................................................
4
Botani dan Morfologi Padi .................................................
Taksonomi Padi ..................................................................
Varietas Padi ....................................................................
4
5
5
Penyakit Tungro .............................................................................
7
Sejarah Penyakit Tungro ....................................................
Gejala Penyakit Tungro ......................................................
Virus Tungro ......................................................................
Penularan Virus Tungro .....................................................
Keragaman RTBV ..............................................................
7
8
9
10
12
Polymerase Chain Reaction Restriction Fragment Length Poly
morphism (PCR-RFLP) ..................................................................
15
BAHAN DAN METODE ..........................................................................
17
Te mpat dan Waktu Penelitian ........................................................
17
Persiapan Tanaman Padi ................................................................
17
Perbanyakan Massal Wereng Hijau ...............................................
17
Isolat Virus Tungro ........................................................................
18
Perbanyakan Virus Tungro .............................................................
18
Deteksi RTBV Menggunakan Teknik PCR ...................................
18
Ekstraksi DNA Total RTBV ..............................................
Amplifikasi Gen Protein Selubung RTBV .........................
18
19
Pemotongan DNA RTBV dengan Enzim Restriksi .......................
19
Elektroforesis dan Visualisasi ........................................................
20
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................
21
Isolat Virus Tungro ........................................................................
21
Deteksi RTBV dengan Teknik PCR ...............................................
21
Diferensiasi RTBV dengan Teknik PCR-RFLP .............................
21
KESIMPULAN dan SARAN .....................................................................
27
DAFTA R PUSTAKA ................................................................................
28
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1. Kerusakan lahan pertanaman padi akibat penyakit tungro di Indonesia
pada tahun 1967-1995 .......................................................................
2. Ukuran fragmen DNA yang terbentuk pada pemotongan gen protein
selubung RTBV dengan enzim EcoRV, PstI dan BclI ......................
7
24
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1. Gejala penyakit tungro pada daun tanaman padi ...............................
9
2. Gambaran skematik genom RTBV, polyprotein P3 dan coat protein .
11
3. Serangga vektor virus tungro N. Virescens ........................................
12
4. Ukuran fragmen yang terbentuk pada pemotongan gen protein selubung
empat strain RTBV dari Philipina menggunakan enzim EcoRV, PstI,
BclI (analisis restriksi dengan Program Primer Premier 5 (Premier
Biosoft International 2004) ................................................................. 14
5. Visualisasi amplifikasi gen protein selubung empat isolat RTBV
di Jawa Barat dengan PCR menggunakan primer RTBV-2R dan
RTBV-2L ...........................................................................................
22
6. Visualisasi PCR-RFLP gen protein selubung empat isoalt RTBV
di Jawa Barat dengan enzim EcoRV, Pst1 dan BclI ...........................
23