Identifikasi gen penyandi sifat resisten terhadap penyakit antraknose (colletotrichum spp.) dengan penanda molekuler pada Capsicum spp.
3
IDENTIFIKASI GEN PENYANDX SZFAT RESISTEN
TERHADAP PENYAKIT ANTIRPLKNOSE
(CollefutrichrcrnSPP.) DENGAN PENANDA
MOLEKULER PADA Capsicum SPP.
OLER :
LlA SANJAYrl
PROGRAM PASCASARXANA
~NSTXTUT
PERTANIAN BUGOR
2002
ABSTRACT
LIA SANjAYA, Identt$~rion of gems&r mimnce & arPfraclEQsein Uapcicum accessio~ps
using mole~wlmmarhzrs. Under the supervision of GUSTM ADOLF WATTMNA, ED1 GUWWA,
MUHAMAD YUSUF,HAJRZAL, A S W M N O O R , and PET STAM.
Hot pepper (Capsicum annuurn L),tha main vegetable crop in h b i k &s
from s e v d
serious pWs md diseases, lading to high crop losses and frequent spmyifig of pesticides. Antracnose,
caused by Coiletmichwn spp., is the most important fungal disease ofhot -I.
Most pests and dtseases
can succesfu1Iy be controlled by integra&d mop mmganent OW). However, rurbamose cm not
wisfactoriiy be mntroIled by ICM mhwIogy does not substantkily reduce the use of funlr;lcidw.
Some local c u l t i m of hot pepper are partidly wiseant to antramme. Bredkg progrmmncs
aimad at the introduction of this resistance have not bean succesfui, p d y h s e of the compliakd
inhlreritanw of mistance and also because &e level of resistance is too low. h tnm1 mhkd Co~sicum
s p i e s resistant.accessions can be found. To introduce these traits imo Capsium a m u r n tfie &i&ics
have to be elucidated and breeding programmes optimimi.
For pepper, a genetic molstxriar marker rnap is available enabling the mapping ofgwtes invoived
in the resistance. The introduction of mistancefrom dre dated Capsicum specm is g r d y h i l i t a t 4 by
indirect se1Bction for moiecuh h e r s linked to the mistance. Ttre scop afthis P W d y is to design
an e6cient p r d u r e ofs c m i n g for resistanceta antracnose, to identify anmmose mistance genes in
related Capsicum species, to determine the map position of these genes on the pepper
An,PtmicrosateUit~-map,
to study the effect of ertch r e s i s w gene irmdividwlty. The results obtained
h r n the all experiments are specified as follow.
Pin prick inoculation as a method to ass= resistance h e 1 of peppex d e s to orrrthmnose
disease in laboratory was easier to be done and its m u t was mare ~ccuwtethan
obtained h m drop
inmuhition. D i m e incidence md severity resulted in pin prick inoculation bad close camfation with
that recorded from the field. Therefore the method was ussd for mistance Wt of Fz population to the
disease.
Based on the RAPD &a, it was salenad susoeptibte and mistant pareas for the development
of segregation popuktiw. The s u m p t i b l parent wers W8ah (C.annuum),manwhile h e rsismnt one
was PI 315023 (C. chineme), O W I 1 marker at 1350 bp was strongly linked to mistlince to 8nduacnose:
(C. capsicg. RAPD &a was being reliable to be used for genetic variability study of ppper, but was
not for identifiation ~f @I.
Of the 96 primer cornhnations of h - I
used in the identifiation of@&only one primer
combination s h o d DNA polimorfEsme of buXk of the resistant & susceptible. 13assd an the d y s i s of
AFLP and microsateIlite maskers with 30-p
3.0 &em is a. gmetic map ofCopsimm crossed between
ktrhbet and PI 315023 consisted of238 molecufar d m which were spread & h e 23 Ii-e
groups.
Total length of the map was 982 cM wit& average deosity among the markam was 4 c N M&ez
saturation dong the gaom was still required to reduce linkage group 6N m e chromosom number of the
haploid one. Analysis of Ma@
4.0 bown that 6 @Is was wnfrafling m h t mit to mthracnose.
Titree of hem placed on the m e locus (myor gene) and link4 to the marker ofE37MS1I S M D an the N
linkage p u p . The othw three Qtls (minor gene) could be deWkd by Pl1&1 39CD, PI~M.&~
4Cd,and
PI1 W 1 7 C dmarkers that was located on thc? 1inhge group E,K,and L resp&vely.
This finding enabied to give motivation to
mawhers ta study the same subject with
mother disease, such as Piryophtliora capsici, RaIstonia sohmcwnim, d virus complex+.Qtla that
were linked to economic traits were also needed to be identified in order to support breeding program af
hat pepper.
Keywords: An,P (Amplified Fragment Langih Polymorphism), AntFacnose resistance (CoIIetorrickum
spp.), Bulk Segregant Amlysis (BSA), Capsicmrrn spp, inoculation M o d s , mic~os~itelIite,QQEf
(Quantitative Trait Lioci), RAPD (Randomized Polymwpbic DNA).
LEA SAIYJAYA, Idmtifiltstsi &n Penyandi Siht Reisten terhadap Pe~yaktt.Antmknose
(CoIleiatt+chumspp.) dengan Pemda MDIekubr pda C a p s i m spp. X)rbimbmg aleh W T A F ADOLF
WATTI'MENA, ED1 G U W U A , MUHAMAD YUSUF, IWEUAL A S W D ~ O O R dm
, PET STAM.
Cabai (Capsiam anntim L.)rnmpakorn satah satu sayumn penti% di Indonesia ditinjau dan
wpek areal p&mmm mupun a i l i produkai. Kendala utmm ddam sistim pxmaman d di
Indonesia adalh hama dan penyakit. Penyakit utma stdalafi ansaknose yang d & & h oleh fungi
Colletorrichur~o
spp. UntrJr m e n e b insidmi h a dm penyakit dikmpba sistim pengeloh tanaman
smra m p d u (PTT), m u n demikk FTT
ti& mmgabsi mastilah p y a k i t amakrmse sacara
menyelunrh, tehh m i h intensifnya pmggunaan fungisida sintdk.
f3f?kmpa kultivar cabni lokal d i l a p a h resisten parsid ttxhadap penyakit anmahose.
Inb*c#fuksi gm reism meldui program pemulim tidak pemah khasil dihmmkm pewaxisan sit3
resisten yang mit darx dmjat resistens%ymg tmkdu rendah. SBmentata itu h
i yang resistm &pat
ditemukan pada spesies Capsictiffsidn. Unark rnenginboduksh siht resisten tersebut ke &lam
Capsicum annuurn perlu pengetahuan s e a m geneti.k dast sAt resiswnsi dan program pemuljaan periu
dioptimalkan.
Suatu p a genet& mark& moIeku1e.r abai
media sehingjp sangat dimufigkhkm wtuk
memesen-gen y m g menymdi resistensi. Jntraduksi sikt resisten derri spesies C a p s i m bin
difasiiimi den* ma sefeksi ti&
h g s w g menggunakan mark& rnotekubr yang terpaut den* srfat.
resisten. Liagkup disertasi i i dalrth meranwg smtu pradur skrining untuk: resistaflsi texhdap
antmknose yang efisien, mengidentifikasi gen misten t e r l dap penyakit antrakrtose pada C a p s i m spp.,
rnenentdan I& gem-gen r e s h antmhose prtda pea &U/micrmeIli#, mmplajari pengaruh
masing-masing gea swam individu. bil-hasif peneiitian y a g diwjikan d a h diwmsi hi yaitu.
lnokrrlasi dengan ~ a r atusuk s e w metode skrining wh*
penyakit mmknose di
Iabmtoiium bbib mudah d i l a k u b dm h i l n y a lei>ih midah d b i . Diameter lesk h i 1 inoh&
dengan cam hrsuk di labamtoriurn memiliki kordtasi yang lebih e m d m p insidensi peayakit di
lapangan. Sefiingga untuk kegiatan shining terhadap penyakit m t d n ~ s epada populasi I?;? dilak.&m
d e n p inokulasi a m wsuk
Berpmda RAPD wilh Jdlaba (C. annuurn) sebagai Wua rentan dan PI 3 15023
(C. chifiense)se-i
tetua misten untuk p e m h t u h populasi wgregasi. Didup markah OPG 11 pada
1350 bp terpaut dengan sifat tdun antmbase (C, capski), Mad& RAPD dapat dh&n
untuk smdi
kemgamn genet&, m u n untuk identifibi Qtldirasa kumg wliabel.
Derrgan m m g g d a n 96 kornbinssi primex EcoWMd hanya diperoleh f madah ymg
mmghilkan polimo&sme pa& bulk DNA tahan dan pka serta bulk DNA A dan B, yaitu
E~TM~II~WE
Elks11
) . analisis JoinMq 3.0 t e h d a p data genetilr. dari u i M & h
AFLP &
microsatellitedsperaleh peta genetrk. Capsicum (Jatilah XPI 3 15523) sepmjang982- jrltng terbagi atas
23 kelompk p u m dengan 238 markah mo1ek:libr yang bersegmgasi. Fenjmuhm r m h h sepnjmg
genom m i b dipalukan guna m d & s i k e 1 m p k putan menjadi sama h g m jumlah homosam
haploid @hi.Hasii pengujh kosegregasi miam dara fenotipe penyakit dengan d m genet& dari
Imaskah-mmw molekukr AFLP dan rnic~os8kilite
yang thampar sepanjang p t a dengm rnenggunakan
pimti lunak hdapQtl 4.0, dipwobh 6 @
ywg
I ter11bat dabm siht kataharrmrn W a p penyakit
mmknose. Tiga Qtl teridentiki aleh markah E3,MS118hmda pada l o b yang sama (gen
m
a
w pads kelompok putan N. T i p Qtl &en minor) yang kridentifiki oleh marfcah P,,%I 3KD,
PI1-2 X Kd,clan PI-1
17Cd masing-masing hletak psda biampok putan G, K, dm L.
T e m w ini dihpkan clapat m e m b d m motiwi untuk. mefakukan peneiitisn lanjutan, &
identifikasi Qtl yang mengendatih sifst toJlan terhdap penyakit penting hmya seperti hwr
(Phyfopkfhorampsici), V i m komplelrs, bus& Wri (RrrIsfoniasolanacearrrm),dan lain-lain. Qtlyang
W u t dengan sifat-si& &onomi penjujp per111diidentifilasi, agar s m i pemuliaan lebih bridal
&n reliakl.
Saya men-an
dengm sebmar-knatnya bahwa q a l a p a y a t m a dalam
disemsi saya yang krjudul ~dentifibsiGen Peayandi SifaE Reisten terbadsp
fenyakit Antmimow ( C u I W ~ k u mspp) dengan Pensmda Mulekuler pada
Capsicum spp. merupakan gagman atau hmii penelitian disertasi saya m d i denl;an
pembimbingan para Komisi Pembimbing, kscuati yang dmgan jelas ditunjuldran
rujukamya. Disertasi hi belum panah diajukm unmk mmperoleh gdar pads program
sejenis di pergwuan tinggi lain.
Sea=
data dan infamtasi ymg d i g m h tehh d i n y a t h m a . j e h dan
dap& diperiksa k e b e m n y a .
1TDENTIFIK;ASE EEN PENYANDI SIFAT RESISTEN
TEMADAP PENYAKIT ANTRAKNQSE
(Co1Ietotrichum SPP.) DENGAN PENANDA
MOLEKULER PADA Capsicum SPR
OLE11 :
LjIA
SANJAYA
Disertasi
Sebagai saiab satu syarat: untuk mentperoleh gelar Baktor pada
Program Studi Agrorrami
PROGRAM PASCASAWANA
XNSTITUT PERTANXAN BOGOR
2002
RXWAYAT HIDUP
Lia Sanjaya, diZakirkan di fak& pada tanggal XO September 1958 yang
merupaican an& ketiga d a i pasangan Lu3cman Sanjaya clan Yani. Promovenda memiliki
seomg suami Dr. Ir. Budi ~anvbto, MS. APU dengaa searang putri Adeline
Puspibsiwi. Pmdidikm yang d h t i mlai dari sekolah dasar
~~:kalrth
maengah
atas rfi kah kelafiiran sampai. tabn 1977. Sarjana S-1 bidang pmufiaan bnamafl
diseleslfikan di Jrrntsan Agonomi F a k u h Pertmian P B hhun 1982, kemudian pa&
tahw 1985 metanjutkan pendidikan program S-2 di IPB program saKfi Agrmomi dan
menmatkannya pada tahun 1988. Selmjuinya pada bulm September 3997 mmghti
program S-3 di IPB pa& j m a n yang sama bidang studi Pernu3.WTanamztn. basiswa
pendidikan pascasarjana diperoteh h i Proyek ARM II B a h t Litbang Pertmim,
Depwtemm Pertaruan Republik Indonesia.
Pengalaman hkerja sebagai Pmeliti dimulrti pada hhw 1982 pa& Bahi
Penehtian Ho&Ihua h b a n g . Sejak tahun 1989 bekaja di Sub BaXai Penetitian
H e m a Cipanas yang merupakan bagian dari B a k Pwehtian b-m
ternbang. Pada tahuxl 1994 status Sub EldZti Penelitim NOCipanas berubah
menjadi InstaIasi Penelitkt Tanaman Hias Cipipanas di bawafr kwdinasi Bdai Penelitian
T m m Hias. K h i prornovenda menduduki jabatan hgsional sebagai Atrfi Pen&
Mwb pa& Bafai Penelitian Tanaman Hias, Cihemg-Pacet, Cianjur 43253. Bidang
penelitian ymg rnenjadi tanggungjawabnya idah PCSumberdaya &net&
a
lw
sayww dm titflaman bias.
S e h a mextgtkuti program S-3, promoven& telah mengdwh h u s "How to
work safely using radioactive substances" di Onse of
Plant Breeding and
Reproduction Research (CPRO-DID) WageGgen, the Netherlands pada 3
5
bsember 1997 dan "Training course an molecular marker and cumputex application far
genetics" pa& 5 - 16 November 2001 &i PAU Biutelmalagi, PB,Bogor. P& t&ua
1998 &lah berpartisipasi aktif d a b "Temu Ikaiah BioteknoIogi Pertank '98" dan
s e m h r "Pemtmn K e m m m byati (Brosafety)Tamman Transgmik di Indonesia"
ymg diseIenggarakan pa& 26 b
t dm 15 September. Pa& tahun 2002 m e w
"Seminar Nasional P&aatm
dan Peisstatkn Plnsma NutEah'' (3 - 4 September) dm
''Seminar Biakh01agi Paan T a n m Tramgenik di Masa IXpan*' (30 31 Oictober)
masing-mztsing diselmggaralcan di Kampus LPB Darmaga dim Balai Pmelitim
Biotekxlologi daxl sumberdaya Crcnetk Patanian, Bogor. h y a - k a y a iImiatr yang
krkaitan d e n p i h p e m d k n baaman dm m e r i p d m b@
dari p r a m 5-3
anma lain (I) Anaxisis fenotipe sifat ketabnan terhadap penyakit zudrzhw path
pwbmnm cabai populasi FZ h s i l persiXmgan hterspesifik" teIah digubbikan pada
Prosiding Kongres IV dm Simposiwn Nasional PEMPl di YogyrtktttMt pada 23-24
O k o k 2001. (2) Keragamaxl ketakmm &esi Capsicum spp. terfiadap a m h o s e d m
(3) Pernetam QtI mtuk resistmsi terbadap penyaht antdmose pada Capsicum spp.
sedang &am proses p e r b i t a n pada J d Biotehufogi Pertmian.
-
-
D e n p mmgucapkm puji syukur kehadirat ALI& SWT akhirnya penulis dapat
menyelesaikan disertasi yang brjudul Identifi-i
Gen Penyandi Sifrmt R ~ i s t e n
terfrrrdap Penyolkit Anhahose (Catktotrickacm spp.) dengan Penan& Mulekuler
pada Capskuno spp, sebagai salah, satu syarat datam menyelesaifran pendidbn S-3 di
program S l d i Agranomi, Program Pascasarjm PB. Pa& kesapatan ini penulis
menympaiIcan terimakasih yang sebesar-bsamya dan pgharpan yang sebggi-
tinma atas segalabimbingan, B ; r i h dorongm, hilitas, dan doa restu kepi& :
2.
Bapak Prof. Dr. Xr. G, k W & m
seMu Ketua Kmisi Pmbimbing;
Bapak Prof. Dr. Ir. Edi Guharja, Bapak Dr.If. Mubanad Yusuf, Bapak Dr, fr.
MajriaI Aswidinnoor, dm Bapak Prof. Dr.Ir. Piet Stam sebagai Anggota.
2.
Ketm Program Studi Agronumi sexta S&f, Ketua Junrsan Agronomi serta
3.
Staf, dan Direlaur PascWana P B wrta Stztf.
Kqala Puslitbang H u f i t u r a
St&, Pimpinan Balitsa, Balithi, dan
Bditbia serta SW, Peaxiinpin Prayek ARM-XI s m Staf, dm KWnjsi PembxnCn
Tense B&
4.
Litbang Pertmian,
Pimpinan Pfant Research Memation& Netherlands;
Pemixnpin Proyek
KNAW, Netherlands wrta stat Ketua Labaratarium P h t B
x Plant ~
Research Tntemdonal, Netherlands sexta staf dan para teknhi.
5.
Suami dm Putri t a c h , Ibu dm Ibu Mertua, Ayah dan Ayah Mema,
S a u h &dung
d m Ipar.
Mudah-mudahan maIan yang teM d r h d a n kepada penulis mernjadi brkah
ymg bak dan b e d a a t bagi k&as m w , Amim
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
Ill
PENGUXAN RESISTENS1 AKSESI. CAPSICUM
TERHADAP P E W Y A m AMTRAKMOSE
(COLLETOTRICHUMSPP,) DX LABORATORXUM DAN
LAPANGAN
1. AbsWAbsdracA
2. Pendahuluan
3. Bafxan Dan M.etade
Bahmtmamztn
Patagen
r
Pengujian b m t o r i w n
= PengujXan Litpangan
4. Hmil Dan Pernbnhasan
Pengujian hboratorium I: fnakulasi cara tusuk
&sesi Capsicum
Pengujian Di Lapangan
#
Korelasi P e r c o b Labumbrim Dan
hpanlw
5 . Kesimpulan
6. Dafm Pustaka
viii
PV
DRAGAMAN GENETTK AKSESI CAPSICUM
HERDASARKAN PENANDA RAPD
I. AbstraMABj.crack
2. Pendahuluan
3. B&an Dan Metode
B&an tanamm
IsahsiDNA
Amplifikasi DNA
4. Hmil Dan Pembahasan
Kmfisien kesamaan genetik
Ketetpautan antara pnanda M P D den*
resisten C. mpslci
Pemhntukan papulasi segrebmi
5. Kesimpulan
6. DafhrPustaka
ff
V
sifat
IDENTIFXIKASi PENANDA AFLP Y A W TERPAUT
DENGAP3 SXFAT IUBISTEIV TERHADAP PENYAKIT
AlWItBKNQSE PADA CAPSICUM DENGAN METODE
BSA
I. A b s W A bstrock
2. Pendahuluan
3, Bahan Dan Metode
* Bahantanttman
.
I
XsofasiLlNA
halisis AFLP
4. Haif Dan Pembahasan
Fenotipe resistertsi antraknose pada tetua, F
dan Fz
IdentiAkasi markah AFLP yang terpaut sifat
t&an mtraknose
5. KesimpuXan
6. DahPustalra
VT
PEMETAAEYQTLS UN'TVK SWAT RESISTEN
TERHADAP PENYAKff AMXAKNUSE PADA
CAPSICUM SPF,DENGAN PENANDA MOLEKULER
I. AbstmWAbs~rack
2. Pm&ulm
3. Bahan Dan Metode
Bahantanamm
IsotasiDNA
Andisis AFLP
Analisis SSWSSLP
Analisis keterpautan genetik
Analisis Qtl (Quantitative Trait Loci)
4. k s i ! Dm Pembahasan
Peta keterkaitan genetik p d a Capsicum spp.
Identifikasi Qtl untuk sifat resisten antraknose
5 . Kesimpulan
6 . Daftar Pustaka
VIX
VIl1
M
PEWAHASAN UMUM
1. Pengujian resist& @a buah cabai
2. Skrining matmi Capsicum spg.
3. Pmanfwtan p n a h RAPD, microsateflite, dan AFLP
4. Penanda molekuler untuk sifat resisten
5 . Ambang batas nibi LOD
6. Teknik penanda AFLP d m metode BSA
7. Peta genetik Capsicum spp, dan deteksi Qtf s
8. Akumufasi Qtls padit satu individu
9. Tehik penanda miekuler lain
KESIIMPtTLAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Klasi fikasi cabai sejati yang telah dibudidayakm dm t i p
Iiarnya (Greenleaf, 2986)
Keserasiaxl persilangm spesies Capsicum dm fertifitas
hibrida (Greenleaf, 1986)
Persen- sponrlasi pada berbagai aksesi abai yang di
inokutasi dengan C cupici
Diameter tesia, jumlah aservu1ilIesia & sporufasi pada buah
cabai yang diinfebi C. apsici
Persentase bush yang terinfeksi antmhose. padit 3 X o h i
p g u j i a n di lapangan
J uml& pita polimorfik mtara pasangan aksesi resisten d m
pelra C capsici
D a k adapter dm primer ExTCVMseXi yang digmatcan
daIm analisis AFLP
Fenotipe p y a k i t antraknuse pada Jatifaba cfan PI 3 15023
pada pengujian di t abamtoricium dan lapangan
Daftar adapter dan primer EcoRI/MseI & P s W s d yang
cfigmakan dsJam analisis AFLP
Kuntribusi ktua dan variasi gmetik ymg dite:m&n oleh
Qtl berdasarkan dimeter lesio dan presentase infeksi
KantAbusi tetua dm variasi genetik yang d i m g k a n oleh
Qtl berdasarican keparatxan penyakit pada buah yang
terinfeksi C gkreusporiuides.
DAFTAR GAMBAR
Keterangan
2
K ~ o t i p berbagai
e
s p i e s Capsicum (Ohta &lam
Greenleaf, 1986)
3
Komptibilitas prsifangnn spesies Capsicum (Ziijlstra el
al,, 1991)
4
Skema tanaman cabai dan fitafagmya
5
Colleco~iehumcupsdci (Syd.) Butler & Bisby
(ChmmonwenXth Agriculturd bureaux, 1971)
6
C'olletoricharmg~ososporr'~ides
(Penz.) Sacc. (status
konidia); Glumerella clpo&uIaia (Stonem.) Spaulding &
Scbenk (Commanwmfth Agricultural bureaux, 197 1)
7
Buah cabai terserang C. capsici kiri) d m C:
glneosporiaidcs (kanan)
9
Pohon filogenetik berdasarHran polimofisme DNA ( W D )
10
Pola pita yang teramplifikasi oleh primer Offi I pada 8
aksesi Capsicum
12
Sinyal palirnorfisme dari markah E3?M5184cCD pad&
kedua tetua, bulk DNA tahadrentan, &n bulk DNA A/3
13
Gen mayor terdeteksi oleh markah E37MSI3 84CCD pada
kelarnpok pmn N
14
Tiga gen minor terdeteksi oleh markah PI1PVf4~139CD,
PI m82f 4CD dan P 1 &I482 Z 7CD pa& kelompk putan G,
K,danL
2
Bush-bmh a b a j ymg terinfeksi okh Playfophlaor~1
capsici
dart CoIIetotrichmspp
4
Data genetik h a i l ampiifibi DNA dengan markah
CAMSt 2
5
Pea genetik Capsicum dengm 238 markah AFLP &
microsatellite
E.,atar Belakang
Cabai (C,'up.sicunz spp,) banyak ditanan~di sebagian besar negara di dunia.
Produsen cab& txchcsar di dunia adalatr Asla. Sejak 1994, pcnggunaan cabal dan
rernpah rnmingkat lebk &ri 21% (FAO, 2CK)U). Produksi cabai pedas didahdui oleh
New Mexico dengan penanaman cab& seluas 10 000 ha yang dilakukan pada tahun
Di
1998.
due
lebih
dnri
3.5
juta
ha
cabai
ditanam
di
dunia
(hap:wwwllchitippmnstitute.ora.
Pa& taZlun 2#0 luas pertanaman catrai di Indonesia menapai 174.708 ha,
dengm total produksi sebesar 727.747 tan. Di a n m xmua jenis sayuran, area produksi
cabai krtinggi (20%). P e r m a m a crtbai menyebar di Miap prapinsi di Indonesia
dengan rats-rats hsil 4.166 tonlha f DBPH, 200 1 ), C&i
krmasuk maman rakyat
kacena sebagian besar diuwbihn ofeh petmi k-ecil. Sekitar 79% dasl' total m a
pertanaman cabai berada di d a m n rendah (dibawah 450 rn di atas pmukaan hut).
Swvei yang diXakulcan oleh Tim Peneliti Proyek ATA 395 menunjukkan bahwa
hama dan penyakit mempakan kendala utama &lam sistim prdubi abai di Indonesia.
Penerapan ko~nponen kultur teknis yang tercakup &lam program penge:a&lkm
hamdpenyakit secara te'pitdu telah m m p u rnenekan insidens1 karndprryakit di Irawah
ambang kehdnli. Namun dernikian teknik tersebut belum marnpu rnengatasi rnasalah
mtmknase secant menyefuruh. I3asil pmelitim yang dilahkan a'teh Suhardi (1988),
M a t et ul. (1 988) dan Asem Vegerable Nemork/AF/NET (AVRUC, 1992; f 993)
menunjukb t>ahwa serangm pnyakit antraknose psada cabai &pat r n e n m h hasif
s c h r 60 persen. Pada kondisi l i n g h g a n yang optimum bagi prkmbmgan
patagen, ~ n y a k i ini
t &pat menghancwkan seluruh areal prtammm d a i ( P a j m t a ,
1999).
Untuk rnengexldalikan penyakit antraknose pami rnenggundwn f w s i d a secara
intensif, p d M penggmm f w s i d a yang berlebihmuz mengakibatkan peningIcatan
biaya produksi, resiko kesehatan petmi &n bnsumen, serta rnefusak lirrgkungm.
Dengan ditempbnnya sistim IS0 14 UUO, maka pnggwmn pestisidsz ham ditekan
sf:rend& murigkin sebagai jaminan mutu proses produksi ramah Xr rrgkungan (Priel,
1999)>
Penggunaan varietas yang resisten merupakan satu-satunya cam yang potensiaf
untuk mengatas£ masatah penyakit antraknose. Beberap varietas mbai yang ditanam
petmi
sat
ini rentan tcrhadap penyakit tersebut. Behempa pnelitian menunjukkan
bahwa varietm yang sama &pat menampakkan demjat ketaham ymg bertreda
(Cheema et ul. 2984; Choi & Pae t 986; Choi ef rrl, 1990; Madeira & Rei fschneider,
1986; Park et al. 1990).
Ekspresi ysurg setalu berubah dan tingkat resistensi parsial yang tidak stabit pa&
kebanyakan varietas abai ymg dhudidayakan disebabb oieh hyaknya gen yang
mengendalikan sifat tersebut. Gen-gen resisten terhadap mtritknose tef ah dit aparkan
bersifat resesif, dominan, atau aditif sem sating berintemksi (Chmrna ef a/. 1984; Park
eb a[., 1990; Raw1et ul., f 983). Variasi genetik ymg lebih besar, termasuk tlngkat
resistensi yang febih tinggi dapat d i t e m h n dari spesies lain &lam genus Cupsicurn
(Pick,ersE;i11, 1989). Beberap laporan mengindikasikan bahwa sifat resisten terhadap
antrakmse dijumpai pada C. frutescem dan 6 puhescem yang dibudidayakan di
Indonesia, pa&
C chinense (Cheng, 19891, dan p d a C lameolaluna (Nank:ui &
Bodand, 1997). Keberhasilm persilangm antar spesies dalam genus Capsicum telah
dilaporkan oieh Zijlstra e# a/.f 1991 ); Pickexsgitl(1989) &n Greenleaf f 1986).
Di Brazil program hibridisasi antam C annuurn dm C. chinem &tah di h k u h
sejak 15 t&un terakhir. Di kawasan Asia Tenggm dm Indonesia pnggabwgm g n
resisten untuk m e n i n g k a h ketahanan terhadap penyakit mtrahose pada C. annuurn
banx dimulai dalam 5 tahun termir. Namun demikian hingga w i t ini vltrietas-vaxietas
kumersial yang resisten terhadap antmhose mash M u m banyak. Kenchla dalam
pernutiam resisknsi addah ppulasi yang dibentuk harus ksar dan diperlukan beberapa
kafi program silang tralik.
Selain iEu pmuliaan secma konvensioml &pat
menyebabla gen resisten hilang seXama proses pelaksanaarl seleksi. Masatah-rnasalah
yang muncut &tam p r o m pernulimn klasik dapt diatmi dengan p n g g m
penanda molekuler. Pengembangan penancia malekder dan peta keterkaitan genetik
pada yang diduga t e p u t dengin sifat tahan antraknose (i:
W.
~ S I C C duetaskan
)
&£am
Bab XV
Kcragaman Genetik Aksesi Capsicrcnz Berdaaarhn Peaanda RAPD
(Rarocbombzed Amplified Polywrpkic DNA); Pa& ppulasi scgregasi (Fz) hasif
persilangan Jatilaba f C. annesllm) dan PI 3 15023 (C: chmanse), ditakukm analisis
fenotipe sifat resisten terhahp antrahose (L: cupsic'ci dan C. gIoeosprrroides) dan
andisis genetik dengan penan& AFLP dan microsatellite. Anatisis fenotipe menwkup
insidensi dan keparaban penyakit yang diukw txrdasarkan diameter lesio dari buafibwh yang diinokulasi dengan dua spesies Col~esolrichum. Qtls ymg t e p u t dengan
si fat resisten terhsdap penyrikit antrahose dildentifikasi melalui dua pendekatan, yaitu
mengkornbinasikan metode skrhing yang cepat dari BSA (Bulk Segreguat A~urlyszs)
dengan rnenggm&an 96 kombinasi primer EcoHhMsel daxl AFLP dan rnelakukan
analisis genetik sturuh individu &lam populasi Fz dengan 15 primer AFLP (14
kombimsi primer P~tIiMseldm 1 kornbinasi primer .EcclHX/Mser) dan 12 penanda
microsatellite, Pendekatan pertama diucailcan dafam Bib V
Jdentifibsi Peaaada
AFLP yang terpizut dengitn Sifat Resisten Terhadilp PenyaWt A~traknosefada
CqsZcum Dengstn Metode BSA.
fdentifikasi Qtl @a pendebtan yang ke dm
menggunakan pimti tunak J u i M p 3.0 dan MapVtl 4.0 yang w r a rinci tertutis
cialam Bab VI fernetaan Q& Untuk
Reslisten 'Ferhadap Penyakit Antrahose
Pada Capsicum
1.- Terhgat
satu metode
inohlasi d m pitmeter fenotipe yang efisien untuk
pengujian skrining terhadap antraknose pada Capsicum spp. serta terdapat
perkdam derajat resistensi di antma aksesi-aksesi Capicum spp. yang diuji di
faborat~riwnmupun di lapangan
2. Terdapat paling kurang
wtu
pita RAPD pmbeda yang dirniliki oleh aksesi-
aksesi tahan dan tidak dirniliki ateh aksesi-akssi rentan terhadap penyakit
antrhose serta terdapat perbedtian jumlah pita W D & antam pasangan a h s i
hhm dan rentan texhadap pnyakit antdmose
3. Terdapat paling kurwng satu pita AFLP pembeda yang dimiliki oleh kelompk
individu yang Man dan tidak nimiliki aleh keIompk individu ymg m t a n
tcrhadstp pcnyakit aniraknose &dam p~pu
iasi F2 serta dxx~llb ki oleh kelompok
indlvidu yarig mcngandung markah doin~i~an
CAMSl2 dan tidak dilnrliki oleh
kelornpok individu yang mengandung markah resesif CAMSl2 dalarn populasi
F.
4. Terhpat: Iebih dari satu gen yang rerkait dengan sifat resisten t e h d a p penyakit
antrahase dengan paia pwarim aditif, daminan, attau resesif, serta masing-
masing gen mernitiki pnganrh ymg beh&
1 . Mmdapatkan metode skrining yang efisien untuk penenturn dmjat ketahanm
terhadap penyakit aritmknose pa& aksesi-aksesi Capsicum spp. maupun
individu-individu &lam pupulasi Fz
3. Magidenti5 kasi pita RAPD dm AFLP p e m M &es$individu-individu
(3aticzn
pogulasi Fz yang tahan d m rentan terhadap penyakit mtmknose
4. Memhngm jxta keterkaitan genetik disi populasi segregasi ber-kan
pnanda microsatellite dan AFLP
5. Mengidentifrkasi gen-gen yang ierpaxit dengan sifat resisten t e r w penyakit
antrabse dengan m e m n f a t h penmda moIekuler (ldentifiki Qtls)
I . Dikehhuinya dcmjat ketiihatlan berb~gaiaksesi Capsrcm terhetdap pexlyalut
mtraknuse yang dia4tibaW aleh infeksi C, gloeusporioides ataupun C.
capsici. Apabila sumkr gen resisten pads masing-masing aksesi tersebut:
be-
maka gen-gen pngendali sifat resisten tersebut dapat digabwgbn
ke &lam swtu individu sehingga diproleh tingkat kelnhma~yang iebik
tins&
IDENTIFIKASI GEN PENYANDX SZFAT RESISTEN
TERHADAP PENYAKIT ANTIRPLKNOSE
(CollefutrichrcrnSPP.) DENGAN PENANDA
MOLEKULER PADA Capsicum SPP.
OLER :
LlA SANJAYrl
PROGRAM PASCASARXANA
~NSTXTUT
PERTANIAN BUGOR
2002
ABSTRACT
LIA SANjAYA, Identt$~rion of gems&r mimnce & arPfraclEQsein Uapcicum accessio~ps
using mole~wlmmarhzrs. Under the supervision of GUSTM ADOLF WATTMNA, ED1 GUWWA,
MUHAMAD YUSUF,HAJRZAL, A S W M N O O R , and PET STAM.
Hot pepper (Capsicum annuurn L),tha main vegetable crop in h b i k &s
from s e v d
serious pWs md diseases, lading to high crop losses and frequent spmyifig of pesticides. Antracnose,
caused by Coiletmichwn spp., is the most important fungal disease ofhot -I.
Most pests and dtseases
can succesfu1Iy be controlled by integra&d mop mmganent OW). However, rurbamose cm not
wisfactoriiy be mntroIled by ICM mhwIogy does not substantkily reduce the use of funlr;lcidw.
Some local c u l t i m of hot pepper are partidly wiseant to antramme. Bredkg progrmmncs
aimad at the introduction of this resistance have not bean succesfui, p d y h s e of the compliakd
inhlreritanw of mistance and also because &e level of resistance is too low. h tnm1 mhkd Co~sicum
s p i e s resistant.accessions can be found. To introduce these traits imo Capsium a m u r n tfie &i&ics
have to be elucidated and breeding programmes optimimi.
For pepper, a genetic molstxriar marker rnap is available enabling the mapping ofgwtes invoived
in the resistance. The introduction of mistancefrom dre dated Capsicum specm is g r d y h i l i t a t 4 by
indirect se1Bction for moiecuh h e r s linked to the mistance. Ttre scop afthis P W d y is to design
an e6cient p r d u r e ofs c m i n g for resistanceta antracnose, to identify anmmose mistance genes in
related Capsicum species, to determine the map position of these genes on the pepper
An,PtmicrosateUit~-map,
to study the effect of ertch r e s i s w gene irmdividwlty. The results obtained
h r n the all experiments are specified as follow.
Pin prick inoculation as a method to ass= resistance h e 1 of peppex d e s to orrrthmnose
disease in laboratory was easier to be done and its m u t was mare ~ccuwtethan
obtained h m drop
inmuhition. D i m e incidence md severity resulted in pin prick inoculation bad close camfation with
that recorded from the field. Therefore the method was ussd for mistance Wt of Fz population to the
disease.
Based on the RAPD &a, it was salenad susoeptibte and mistant pareas for the development
of segregation popuktiw. The s u m p t i b l parent wers W8ah (C.annuum),manwhile h e rsismnt one
was PI 315023 (C. chineme), O W I 1 marker at 1350 bp was strongly linked to mistlince to 8nduacnose:
(C. capsicg. RAPD &a was being reliable to be used for genetic variability study of ppper, but was
not for identifiation ~f @I.
Of the 96 primer cornhnations of h - I
used in the identifiation of@&only one primer
combination s h o d DNA polimorfEsme of buXk of the resistant & susceptible. 13assd an the d y s i s of
AFLP and microsateIlite maskers with 30-p
3.0 &em is a. gmetic map ofCopsimm crossed between
ktrhbet and PI 315023 consisted of238 molecufar d m which were spread & h e 23 Ii-e
groups.
Total length of the map was 982 cM wit& average deosity among the markam was 4 c N M&ez
saturation dong the gaom was still required to reduce linkage group 6N m e chromosom number of the
haploid one. Analysis of Ma@
4.0 bown that 6 @Is was wnfrafling m h t mit to mthracnose.
Titree of hem placed on the m e locus (myor gene) and link4 to the marker ofE37MS1I S M D an the N
linkage p u p . The othw three Qtls (minor gene) could be deWkd by Pl1&1 39CD, PI~M.&~
4Cd,and
PI1 W 1 7 C dmarkers that was located on thc? 1inhge group E,K,and L resp&vely.
This finding enabied to give motivation to
mawhers ta study the same subject with
mother disease, such as Piryophtliora capsici, RaIstonia sohmcwnim, d virus complex+.Qtla that
were linked to economic traits were also needed to be identified in order to support breeding program af
hat pepper.
Keywords: An,P (Amplified Fragment Langih Polymorphism), AntFacnose resistance (CoIIetorrickum
spp.), Bulk Segregant Amlysis (BSA), Capsicmrrn spp, inoculation M o d s , mic~os~itelIite,QQEf
(Quantitative Trait Lioci), RAPD (Randomized Polymwpbic DNA).
LEA SAIYJAYA, Idmtifiltstsi &n Penyandi Siht Reisten terhadap Pe~yaktt.Antmknose
(CoIleiatt+chumspp.) dengan Pemda MDIekubr pda C a p s i m spp. X)rbimbmg aleh W T A F ADOLF
WATTI'MENA, ED1 G U W U A , MUHAMAD YUSUF, IWEUAL A S W D ~ O O R dm
, PET STAM.
Cabai (Capsiam anntim L.)rnmpakorn satah satu sayumn penti% di Indonesia ditinjau dan
wpek areal p&mmm mupun a i l i produkai. Kendala utmm ddam sistim pxmaman d di
Indonesia adalh hama dan penyakit. Penyakit utma stdalafi ansaknose yang d & & h oleh fungi
Colletorrichur~o
spp. UntrJr m e n e b insidmi h a dm penyakit dikmpba sistim pengeloh tanaman
smra m p d u (PTT), m u n demikk FTT
ti& mmgabsi mastilah p y a k i t amakrmse sacara
menyelunrh, tehh m i h intensifnya pmggunaan fungisida sintdk.
f3f?kmpa kultivar cabni lokal d i l a p a h resisten parsid ttxhadap penyakit anmahose.
Inb*c#fuksi gm reism meldui program pemulim tidak pemah khasil dihmmkm pewaxisan sit3
resisten yang mit darx dmjat resistens%ymg tmkdu rendah. SBmentata itu h
i yang resistm &pat
ditemukan pada spesies Capsictiffsidn. Unark rnenginboduksh siht resisten tersebut ke &lam
Capsicum annuurn perlu pengetahuan s e a m geneti.k dast sAt resiswnsi dan program pemuljaan periu
dioptimalkan.
Suatu p a genet& mark& moIeku1e.r abai
media sehingjp sangat dimufigkhkm wtuk
memesen-gen y m g menymdi resistensi. Jntraduksi sikt resisten derri spesies C a p s i m bin
difasiiimi den* ma sefeksi ti&
h g s w g menggunakan mark& rnotekubr yang terpaut den* srfat.
resisten. Liagkup disertasi i i dalrth meranwg smtu pradur skrining untuk: resistaflsi texhdap
antmknose yang efisien, mengidentifikasi gen misten t e r l dap penyakit antrakrtose pada C a p s i m spp.,
rnenentdan I& gem-gen r e s h antmhose prtda pea &U/micrmeIli#, mmplajari pengaruh
masing-masing gea swam individu. bil-hasif peneiitian y a g diwjikan d a h diwmsi hi yaitu.
lnokrrlasi dengan ~ a r atusuk s e w metode skrining wh*
penyakit mmknose di
Iabmtoiium bbib mudah d i l a k u b dm h i l n y a lei>ih midah d b i . Diameter lesk h i 1 inoh&
dengan cam hrsuk di labamtoriurn memiliki kordtasi yang lebih e m d m p insidensi peayakit di
lapangan. Sefiingga untuk kegiatan shining terhadap penyakit m t d n ~ s epada populasi I?;? dilak.&m
d e n p inokulasi a m wsuk
Berpmda RAPD wilh Jdlaba (C. annuurn) sebagai Wua rentan dan PI 3 15023
(C. chifiense)se-i
tetua misten untuk p e m h t u h populasi wgregasi. Didup markah OPG 11 pada
1350 bp terpaut dengan sifat tdun antmbase (C, capski), Mad& RAPD dapat dh&n
untuk smdi
kemgamn genet&, m u n untuk identifibi Qtldirasa kumg wliabel.
Derrgan m m g g d a n 96 kornbinssi primex EcoWMd hanya diperoleh f madah ymg
mmghilkan polimo&sme pa& bulk DNA tahan dan pka serta bulk DNA A dan B, yaitu
E~TM~II~WE
Elks11
) . analisis JoinMq 3.0 t e h d a p data genetilr. dari u i M & h
AFLP &
microsatellitedsperaleh peta genetrk. Capsicum (Jatilah XPI 3 15523) sepmjang982- jrltng terbagi atas
23 kelompk p u m dengan 238 markah mo1ek:libr yang bersegmgasi. Fenjmuhm r m h h sepnjmg
genom m i b dipalukan guna m d & s i k e 1 m p k putan menjadi sama h g m jumlah homosam
haploid @hi.Hasii pengujh kosegregasi miam dara fenotipe penyakit dengan d m genet& dari
Imaskah-mmw molekukr AFLP dan rnic~os8kilite
yang thampar sepanjang p t a dengm rnenggunakan
pimti lunak hdapQtl 4.0, dipwobh 6 @
ywg
I ter11bat dabm siht kataharrmrn W a p penyakit
mmknose. Tiga Qtl teridentiki aleh markah E3,MS118hmda pada l o b yang sama (gen
m
a
w pads kelompok putan N. T i p Qtl &en minor) yang kridentifiki oleh marfcah P,,%I 3KD,
PI1-2 X Kd,clan PI-1
17Cd masing-masing hletak psda biampok putan G, K, dm L.
T e m w ini dihpkan clapat m e m b d m motiwi untuk. mefakukan peneiitisn lanjutan, &
identifikasi Qtl yang mengendatih sifst toJlan terhdap penyakit penting hmya seperti hwr
(Phyfopkfhorampsici), V i m komplelrs, bus& Wri (RrrIsfoniasolanacearrrm),dan lain-lain. Qtlyang
W u t dengan sifat-si& &onomi penjujp per111diidentifilasi, agar s m i pemuliaan lebih bridal
&n reliakl.
Saya men-an
dengm sebmar-knatnya bahwa q a l a p a y a t m a dalam
disemsi saya yang krjudul ~dentifibsiGen Peayandi SifaE Reisten terbadsp
fenyakit Antmimow ( C u I W ~ k u mspp) dengan Pensmda Mulekuler pada
Capsicum spp. merupakan gagman atau hmii penelitian disertasi saya m d i denl;an
pembimbingan para Komisi Pembimbing, kscuati yang dmgan jelas ditunjuldran
rujukamya. Disertasi hi belum panah diajukm unmk mmperoleh gdar pads program
sejenis di pergwuan tinggi lain.
Sea=
data dan infamtasi ymg d i g m h tehh d i n y a t h m a . j e h dan
dap& diperiksa k e b e m n y a .
1TDENTIFIK;ASE EEN PENYANDI SIFAT RESISTEN
TEMADAP PENYAKIT ANTRAKNQSE
(Co1Ietotrichum SPP.) DENGAN PENANDA
MOLEKULER PADA Capsicum SPR
OLE11 :
LjIA
SANJAYA
Disertasi
Sebagai saiab satu syarat: untuk mentperoleh gelar Baktor pada
Program Studi Agrorrami
PROGRAM PASCASAWANA
XNSTITUT PERTANXAN BOGOR
2002
RXWAYAT HIDUP
Lia Sanjaya, diZakirkan di fak& pada tanggal XO September 1958 yang
merupaican an& ketiga d a i pasangan Lu3cman Sanjaya clan Yani. Promovenda memiliki
seomg suami Dr. Ir. Budi ~anvbto, MS. APU dengaa searang putri Adeline
Puspibsiwi. Pmdidikm yang d h t i mlai dari sekolah dasar
~~:kalrth
maengah
atas rfi kah kelafiiran sampai. tabn 1977. Sarjana S-1 bidang pmufiaan bnamafl
diseleslfikan di Jrrntsan Agonomi F a k u h Pertmian P B hhun 1982, kemudian pa&
tahw 1985 metanjutkan pendidikan program S-2 di IPB program saKfi Agrmomi dan
menmatkannya pada tahun 1988. Selmjuinya pada bulm September 3997 mmghti
program S-3 di IPB pa& j m a n yang sama bidang studi Pernu3.WTanamztn. basiswa
pendidikan pascasarjana diperoteh h i Proyek ARM II B a h t Litbang Pertmim,
Depwtemm Pertaruan Republik Indonesia.
Pengalaman hkerja sebagai Pmeliti dimulrti pada hhw 1982 pa& Bahi
Penehtian Ho&Ihua h b a n g . Sejak tahun 1989 bekaja di Sub BaXai Penetitian
H e m a Cipanas yang merupakan bagian dari B a k Pwehtian b-m
ternbang. Pada tahuxl 1994 status Sub EldZti Penelitim NOCipanas berubah
menjadi InstaIasi Penelitkt Tanaman Hias Cipipanas di bawafr kwdinasi Bdai Penelitian
T m m Hias. K h i prornovenda menduduki jabatan hgsional sebagai Atrfi Pen&
Mwb pa& Bafai Penelitian Tanaman Hias, Cihemg-Pacet, Cianjur 43253. Bidang
penelitian ymg rnenjadi tanggungjawabnya idah PCSumberdaya &net&
a
lw
sayww dm titflaman bias.
S e h a mextgtkuti program S-3, promoven& telah mengdwh h u s "How to
work safely using radioactive substances" di Onse of
Plant Breeding and
Reproduction Research (CPRO-DID) WageGgen, the Netherlands pada 3
5
bsember 1997 dan "Training course an molecular marker and cumputex application far
genetics" pa& 5 - 16 November 2001 &i PAU Biutelmalagi, PB,Bogor. P& t&ua
1998 &lah berpartisipasi aktif d a b "Temu Ikaiah BioteknoIogi Pertank '98" dan
s e m h r "Pemtmn K e m m m byati (Brosafety)Tamman Transgmik di Indonesia"
ymg diseIenggarakan pa& 26 b
t dm 15 September. Pa& tahun 2002 m e w
"Seminar Nasional P&aatm
dan Peisstatkn Plnsma NutEah'' (3 - 4 September) dm
''Seminar Biakh01agi Paan T a n m Tramgenik di Masa IXpan*' (30 31 Oictober)
masing-mztsing diselmggaralcan di Kampus LPB Darmaga dim Balai Pmelitim
Biotekxlologi daxl sumberdaya Crcnetk Patanian, Bogor. h y a - k a y a iImiatr yang
krkaitan d e n p i h p e m d k n baaman dm m e r i p d m b@
dari p r a m 5-3
anma lain (I) Anaxisis fenotipe sifat ketabnan terhadap penyakit zudrzhw path
pwbmnm cabai populasi FZ h s i l persiXmgan hterspesifik" teIah digubbikan pada
Prosiding Kongres IV dm Simposiwn Nasional PEMPl di YogyrtktttMt pada 23-24
O k o k 2001. (2) Keragamaxl ketakmm &esi Capsicum spp. terfiadap a m h o s e d m
(3) Pernetam QtI mtuk resistmsi terbadap penyaht antdmose pada Capsicum spp.
sedang &am proses p e r b i t a n pada J d Biotehufogi Pertmian.
-
-
D e n p mmgucapkm puji syukur kehadirat ALI& SWT akhirnya penulis dapat
menyelesaikan disertasi yang brjudul Identifi-i
Gen Penyandi Sifrmt R ~ i s t e n
terfrrrdap Penyolkit Anhahose (Catktotrickacm spp.) dengan Penan& Mulekuler
pada Capskuno spp, sebagai salah, satu syarat datam menyelesaifran pendidbn S-3 di
program S l d i Agranomi, Program Pascasarjm PB. Pa& kesapatan ini penulis
menympaiIcan terimakasih yang sebesar-bsamya dan pgharpan yang sebggi-
tinma atas segalabimbingan, B ; r i h dorongm, hilitas, dan doa restu kepi& :
2.
Bapak Prof. Dr. Xr. G, k W & m
seMu Ketua Kmisi Pmbimbing;
Bapak Prof. Dr. Ir. Edi Guharja, Bapak Dr.If. Mubanad Yusuf, Bapak Dr, fr.
MajriaI Aswidinnoor, dm Bapak Prof. Dr.Ir. Piet Stam sebagai Anggota.
2.
Ketm Program Studi Agronumi sexta S&f, Ketua Junrsan Agronomi serta
3.
Staf, dan Direlaur PascWana P B wrta Stztf.
Kqala Puslitbang H u f i t u r a
St&, Pimpinan Balitsa, Balithi, dan
Bditbia serta SW, Peaxiinpin Prayek ARM-XI s m Staf, dm KWnjsi PembxnCn
Tense B&
4.
Litbang Pertmian,
Pimpinan Pfant Research Memation& Netherlands;
Pemixnpin Proyek
KNAW, Netherlands wrta stat Ketua Labaratarium P h t B
x Plant ~
Research Tntemdonal, Netherlands sexta staf dan para teknhi.
5.
Suami dm Putri t a c h , Ibu dm Ibu Mertua, Ayah dan Ayah Mema,
S a u h &dung
d m Ipar.
Mudah-mudahan maIan yang teM d r h d a n kepada penulis mernjadi brkah
ymg bak dan b e d a a t bagi k&as m w , Amim
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
Ill
PENGUXAN RESISTENS1 AKSESI. CAPSICUM
TERHADAP P E W Y A m AMTRAKMOSE
(COLLETOTRICHUMSPP,) DX LABORATORXUM DAN
LAPANGAN
1. AbsWAbsdracA
2. Pendahuluan
3. Bafxan Dan M.etade
Bahmtmamztn
Patagen
r
Pengujian b m t o r i w n
= PengujXan Litpangan
4. Hmil Dan Pernbnhasan
Pengujian hboratorium I: fnakulasi cara tusuk
&sesi Capsicum
Pengujian Di Lapangan
#
Korelasi P e r c o b Labumbrim Dan
hpanlw
5 . Kesimpulan
6. Dafm Pustaka
viii
PV
DRAGAMAN GENETTK AKSESI CAPSICUM
HERDASARKAN PENANDA RAPD
I. AbstraMABj.crack
2. Pendahuluan
3. B&an Dan Metode
B&an tanamm
IsahsiDNA
Amplifikasi DNA
4. Hmil Dan Pembahasan
Kmfisien kesamaan genetik
Ketetpautan antara pnanda M P D den*
resisten C. mpslci
Pemhntukan papulasi segrebmi
5. Kesimpulan
6. DafhrPustaka
ff
V
sifat
IDENTIFXIKASi PENANDA AFLP Y A W TERPAUT
DENGAP3 SXFAT IUBISTEIV TERHADAP PENYAKIT
AlWItBKNQSE PADA CAPSICUM DENGAN METODE
BSA
I. A b s W A bstrock
2. Pendahuluan
3, Bahan Dan Metode
* Bahantanttman
.
I
XsofasiLlNA
halisis AFLP
4. Haif Dan Pembahasan
Fenotipe resistertsi antraknose pada tetua, F
dan Fz
IdentiAkasi markah AFLP yang terpaut sifat
t&an mtraknose
5. KesimpuXan
6. DahPustalra
VT
PEMETAAEYQTLS UN'TVK SWAT RESISTEN
TERHADAP PENYAKff AMXAKNUSE PADA
CAPSICUM SPF,DENGAN PENANDA MOLEKULER
I. AbstmWAbs~rack
2. Pm&ulm
3. Bahan Dan Metode
Bahantanamm
IsotasiDNA
Andisis AFLP
Analisis SSWSSLP
Analisis keterpautan genetik
Analisis Qtl (Quantitative Trait Loci)
4. k s i ! Dm Pembahasan
Peta keterkaitan genetik p d a Capsicum spp.
Identifikasi Qtl untuk sifat resisten antraknose
5 . Kesimpulan
6 . Daftar Pustaka
VIX
VIl1
M
PEWAHASAN UMUM
1. Pengujian resist& @a buah cabai
2. Skrining matmi Capsicum spg.
3. Pmanfwtan p n a h RAPD, microsateflite, dan AFLP
4. Penanda molekuler untuk sifat resisten
5 . Ambang batas nibi LOD
6. Teknik penanda AFLP d m metode BSA
7. Peta genetik Capsicum spp, dan deteksi Qtf s
8. Akumufasi Qtls padit satu individu
9. Tehik penanda miekuler lain
KESIIMPtTLAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Klasi fikasi cabai sejati yang telah dibudidayakm dm t i p
Iiarnya (Greenleaf, 2986)
Keserasiaxl persilangm spesies Capsicum dm fertifitas
hibrida (Greenleaf, 1986)
Persen- sponrlasi pada berbagai aksesi abai yang di
inokutasi dengan C cupici
Diameter tesia, jumlah aservu1ilIesia & sporufasi pada buah
cabai yang diinfebi C. apsici
Persentase bush yang terinfeksi antmhose. padit 3 X o h i
p g u j i a n di lapangan
J uml& pita polimorfik mtara pasangan aksesi resisten d m
pelra C capsici
D a k adapter dm primer ExTCVMseXi yang digmatcan
daIm analisis AFLP
Fenotipe p y a k i t antraknuse pada Jatifaba cfan PI 3 15023
pada pengujian di t abamtoricium dan lapangan
Daftar adapter dan primer EcoRI/MseI & P s W s d yang
cfigmakan dsJam analisis AFLP
Kuntribusi ktua dan variasi gmetik ymg dite:m&n oleh
Qtl berdasarkan dimeter lesio dan presentase infeksi
KantAbusi tetua dm variasi genetik yang d i m g k a n oleh
Qtl berdasarican keparatxan penyakit pada buah yang
terinfeksi C gkreusporiuides.
DAFTAR GAMBAR
Keterangan
2
K ~ o t i p berbagai
e
s p i e s Capsicum (Ohta &lam
Greenleaf, 1986)
3
Komptibilitas prsifangnn spesies Capsicum (Ziijlstra el
al,, 1991)
4
Skema tanaman cabai dan fitafagmya
5
Colleco~iehumcupsdci (Syd.) Butler & Bisby
(ChmmonwenXth Agriculturd bureaux, 1971)
6
C'olletoricharmg~ososporr'~ides
(Penz.) Sacc. (status
konidia); Glumerella clpo&uIaia (Stonem.) Spaulding &
Scbenk (Commanwmfth Agricultural bureaux, 197 1)
7
Buah cabai terserang C. capsici kiri) d m C:
glneosporiaidcs (kanan)
9
Pohon filogenetik berdasarHran polimofisme DNA ( W D )
10
Pola pita yang teramplifikasi oleh primer Offi I pada 8
aksesi Capsicum
12
Sinyal palirnorfisme dari markah E3?M5184cCD pad&
kedua tetua, bulk DNA tahadrentan, &n bulk DNA A/3
13
Gen mayor terdeteksi oleh markah E37MSI3 84CCD pada
kelarnpok pmn N
14
Tiga gen minor terdeteksi oleh markah PI1PVf4~139CD,
PI m82f 4CD dan P 1 &I482 Z 7CD pa& kelompk putan G,
K,danL
2
Bush-bmh a b a j ymg terinfeksi okh Playfophlaor~1
capsici
dart CoIIetotrichmspp
4
Data genetik h a i l ampiifibi DNA dengan markah
CAMSt 2
5
Pea genetik Capsicum dengm 238 markah AFLP &
microsatellite
E.,atar Belakang
Cabai (C,'up.sicunz spp,) banyak ditanan~di sebagian besar negara di dunia.
Produsen cab& txchcsar di dunia adalatr Asla. Sejak 1994, pcnggunaan cabal dan
rernpah rnmingkat lebk &ri 21% (FAO, 2CK)U). Produksi cabai pedas didahdui oleh
New Mexico dengan penanaman cab& seluas 10 000 ha yang dilakukan pada tahun
Di
1998.
due
lebih
dnri
3.5
juta
ha
cabai
ditanam
di
dunia
(hap:wwwllchitippmnstitute.ora.
Pa& taZlun 2#0 luas pertanaman catrai di Indonesia menapai 174.708 ha,
dengm total produksi sebesar 727.747 tan. Di a n m xmua jenis sayuran, area produksi
cabai krtinggi (20%). P e r m a m a crtbai menyebar di Miap prapinsi di Indonesia
dengan rats-rats hsil 4.166 tonlha f DBPH, 200 1 ), C&i
krmasuk maman rakyat
kacena sebagian besar diuwbihn ofeh petmi k-ecil. Sekitar 79% dasl' total m a
pertanaman cabai berada di d a m n rendah (dibawah 450 rn di atas pmukaan hut).
Swvei yang diXakulcan oleh Tim Peneliti Proyek ATA 395 menunjukkan bahwa
hama dan penyakit mempakan kendala utama &lam sistim prdubi abai di Indonesia.
Penerapan ko~nponen kultur teknis yang tercakup &lam program penge:a&lkm
hamdpenyakit secara te'pitdu telah m m p u rnenekan insidens1 karndprryakit di Irawah
ambang kehdnli. Namun dernikian teknik tersebut belum marnpu rnengatasi rnasalah
mtmknase secant menyefuruh. I3asil pmelitim yang dilahkan a'teh Suhardi (1988),
M a t et ul. (1 988) dan Asem Vegerable Nemork/AF/NET (AVRUC, 1992; f 993)
menunjukb t>ahwa serangm pnyakit antraknose psada cabai &pat r n e n m h hasif
s c h r 60 persen. Pada kondisi l i n g h g a n yang optimum bagi prkmbmgan
patagen, ~ n y a k i ini
t &pat menghancwkan seluruh areal prtammm d a i ( P a j m t a ,
1999).
Untuk rnengexldalikan penyakit antraknose pami rnenggundwn f w s i d a secara
intensif, p d M penggmm f w s i d a yang berlebihmuz mengakibatkan peningIcatan
biaya produksi, resiko kesehatan petmi &n bnsumen, serta rnefusak lirrgkungm.
Dengan ditempbnnya sistim IS0 14 UUO, maka pnggwmn pestisidsz ham ditekan
sf:rend& murigkin sebagai jaminan mutu proses produksi ramah Xr rrgkungan (Priel,
1999)>
Penggunaan varietas yang resisten merupakan satu-satunya cam yang potensiaf
untuk mengatas£ masatah penyakit antraknose. Beberap varietas mbai yang ditanam
petmi
sat
ini rentan tcrhadap penyakit tersebut. Behempa pnelitian menunjukkan
bahwa varietm yang sama &pat menampakkan demjat ketaham ymg bertreda
(Cheema et ul. 2984; Choi & Pae t 986; Choi ef rrl, 1990; Madeira & Rei fschneider,
1986; Park et al. 1990).
Ekspresi ysurg setalu berubah dan tingkat resistensi parsial yang tidak stabit pa&
kebanyakan varietas abai ymg dhudidayakan disebabb oieh hyaknya gen yang
mengendalikan sifat tersebut. Gen-gen resisten terhadap mtritknose tef ah dit aparkan
bersifat resesif, dominan, atau aditif sem sating berintemksi (Chmrna ef a/. 1984; Park
eb a[., 1990; Raw1et ul., f 983). Variasi genetik ymg lebih besar, termasuk tlngkat
resistensi yang febih tinggi dapat d i t e m h n dari spesies lain &lam genus Cupsicurn
(Pick,ersE;i11, 1989). Beberap laporan mengindikasikan bahwa sifat resisten terhadap
antrakmse dijumpai pada C. frutescem dan 6 puhescem yang dibudidayakan di
Indonesia, pa&
C chinense (Cheng, 19891, dan p d a C lameolaluna (Nank:ui &
Bodand, 1997). Keberhasilm persilangm antar spesies dalam genus Capsicum telah
dilaporkan oieh Zijlstra e# a/.f 1991 ); Pickexsgitl(1989) &n Greenleaf f 1986).
Di Brazil program hibridisasi antam C annuurn dm C. chinem &tah di h k u h
sejak 15 t&un terakhir. Di kawasan Asia Tenggm dm Indonesia pnggabwgm g n
resisten untuk m e n i n g k a h ketahanan terhadap penyakit mtrahose pada C. annuurn
banx dimulai dalam 5 tahun termir. Namun demikian hingga w i t ini vltrietas-vaxietas
kumersial yang resisten terhadap antmhose mash M u m banyak. Kenchla dalam
pernutiam resisknsi addah ppulasi yang dibentuk harus ksar dan diperlukan beberapa
kafi program silang tralik.
Selain iEu pmuliaan secma konvensioml &pat
menyebabla gen resisten hilang seXama proses pelaksanaarl seleksi. Masatah-rnasalah
yang muncut &tam p r o m pernulimn klasik dapt diatmi dengan p n g g m
penanda molekuler. Pengembangan penancia malekder dan peta keterkaitan genetik
pada yang diduga t e p u t dengin sifat tahan antraknose (i:
W.
~ S I C C duetaskan
)
&£am
Bab XV
Kcragaman Genetik Aksesi Capsicrcnz Berdaaarhn Peaanda RAPD
(Rarocbombzed Amplified Polywrpkic DNA); Pa& ppulasi scgregasi (Fz) hasif
persilangan Jatilaba f C. annesllm) dan PI 3 15023 (C: chmanse), ditakukm analisis
fenotipe sifat resisten terhahp antrahose (L: cupsic'ci dan C. gIoeosprrroides) dan
andisis genetik dengan penan& AFLP dan microsatellite. Anatisis fenotipe menwkup
insidensi dan keparaban penyakit yang diukw txrdasarkan diameter lesio dari buafibwh yang diinokulasi dengan dua spesies Col~esolrichum. Qtls ymg t e p u t dengan
si fat resisten terhsdap penyrikit antrahose dildentifikasi melalui dua pendekatan, yaitu
mengkornbinasikan metode skrhing yang cepat dari BSA (Bulk Segreguat A~urlyszs)
dengan rnenggm&an 96 kombinasi primer EcoHhMsel daxl AFLP dan rnelakukan
analisis genetik sturuh individu &lam populasi Fz dengan 15 primer AFLP (14
kombimsi primer P~tIiMseldm 1 kornbinasi primer .EcclHX/Mser) dan 12 penanda
microsatellite, Pendekatan pertama diucailcan dafam Bib V
Jdentifibsi Peaaada
AFLP yang terpizut dengitn Sifat Resisten Terhadilp PenyaWt A~traknosefada
CqsZcum Dengstn Metode BSA.
fdentifikasi Qtl @a pendebtan yang ke dm
menggunakan pimti tunak J u i M p 3.0 dan MapVtl 4.0 yang w r a rinci tertutis
cialam Bab VI fernetaan Q& Untuk
Reslisten 'Ferhadap Penyakit Antrahose
Pada Capsicum
1.- Terhgat
satu metode
inohlasi d m pitmeter fenotipe yang efisien untuk
pengujian skrining terhadap antraknose pada Capsicum spp. serta terdapat
perkdam derajat resistensi di antma aksesi-aksesi Capicum spp. yang diuji di
faborat~riwnmupun di lapangan
2. Terdapat paling kurang
wtu
pita RAPD pmbeda yang dirniliki oleh aksesi-
aksesi tahan dan tidak dirniliki ateh aksesi-akssi rentan terhadap penyakit
antrhose serta terdapat perbedtian jumlah pita W D & antam pasangan a h s i
hhm dan rentan texhadap pnyakit antdmose
3. Terdapat paling kurwng satu pita AFLP pembeda yang dimiliki oleh kelompk
individu yang Man dan tidak nimiliki aleh keIompk individu ymg m t a n
tcrhadstp pcnyakit aniraknose &dam p~pu
iasi F2 serta dxx~llb ki oleh kelompok
indlvidu yarig mcngandung markah doin~i~an
CAMSl2 dan tidak dilnrliki oleh
kelornpok individu yang mengandung markah resesif CAMSl2 dalarn populasi
F.
4. Terhpat: Iebih dari satu gen yang rerkait dengan sifat resisten t e h d a p penyakit
antrahase dengan paia pwarim aditif, daminan, attau resesif, serta masing-
masing gen mernitiki pnganrh ymg beh&
1 . Mmdapatkan metode skrining yang efisien untuk penenturn dmjat ketahanm
terhadap penyakit aritmknose pa& aksesi-aksesi Capsicum spp. maupun
individu-individu &lam pupulasi Fz
3. Magidenti5 kasi pita RAPD dm AFLP p e m M &es$individu-individu
(3aticzn
pogulasi Fz yang tahan d m rentan terhadap penyakit mtmknose
4. Memhngm jxta keterkaitan genetik disi populasi segregasi ber-kan
pnanda microsatellite dan AFLP
5. Mengidentifrkasi gen-gen yang ierpaxit dengan sifat resisten t e r w penyakit
antrabse dengan m e m n f a t h penmda moIekuler (ldentifiki Qtls)
I . Dikehhuinya dcmjat ketiihatlan berb~gaiaksesi Capsrcm terhetdap pexlyalut
mtraknuse yang dia4tibaW aleh infeksi C, gloeusporioides ataupun C.
capsici. Apabila sumkr gen resisten pads masing-masing aksesi tersebut:
be-
maka gen-gen pngendali sifat resisten tersebut dapat digabwgbn
ke &lam swtu individu sehingga diproleh tingkat kelnhma~yang iebik
tins&