Cucumber Mosaic Virus dan Chilli veinal mottle virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi Pengendaliannya
CUCUMBER MOSAIC VIRUS DAN CHILLI VEINAL MOTTLE
VIRUS: KARAKTERISASI ISOLAT CABAl DAN STRATEGI
PENGENDALIANNYA
MUHAMMAD TAUFIK
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005
SURATPERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi cucumber mosaic virus dan
chilli veinal mottle virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi
Pengeodaliannya adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa
pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telab
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
disertasi ini.
Bogor, Agustus 2005
Muhammad T aufik
A4260100811F1T
ABSTRAK
Muhammad Taufik, Cucumber mosaic virus dan chiUi veinal mottle
virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi PengendalianDya. Dibimbing
oleh SRI HENDRASTUTI HIDA YAT, GEDE SUASTIKA, SIENTIE
MANDANG SUMARAW, dan SRlANI SUJIPRlliATI
Tanaman cabai merupakan komoditi penting hortikultura karena
diperlukan oleh semua lapisan masyarakan sepanjang tahun. Masalah dalam
budidaya cabai diantaranya gangguan biotik yang disebabkan oleh infeksi CMV
danChiVMV.
Tujuan penelitian adalah 1) Mengetahui tingkat serangan CMV dan
ChiVMV di daerah pertanaman cabai, 2) Mengumpulkan dan melakukan isolasi
beberapa isolat lapang CMV dan ChiVMV, 3) Mempelajari karakter isolat CMV
dan ChiVMV berdasarkan inang diferensial dan melalui karakterisasi dengan
reverse transcriptase-poiymerase chain reaction CRT-peR) dan double-strand
RNA (dsRNA), dan purifIkasi, 4) Mempelajari respon berbagai kultivar cabai
terhadap infeksi CMV dan ChiVMV, 5) Mempelajari respon aplikasi PGPR pada
benih kultivar Tit Segitiga yang diinokulasi CMV dan ChiVMV, 6). Mengamati
respon kuItivar cabai toleran terhadap infeksi CMV dan ChiVMV di lapang.
Survei Japang yang dilakukan memperkuat bukti penyebaran CMV dan
ChiVMV yang sangat luas. Kedua virus tersebut ditemukan pada setiap
pertanaman cabai yang diamati dengan proporsi kejadian penyakit berbeda-beda
untuk setiap tempat. Di daerah Jawa Barat infeksi oleh CMV lebih dominan
daripada infeksi oleh ChiVMV, tetapi di daerah Sulawesi Selatan keadaannya
berbeda. Empat isolat CMV dan enam isolat ChiVMV dengan keragaman gejala
berhasil diperoleh. Isolat-isolat ChiVMV dan CMV diperbanyak pada Paprika
(Capsicum annuum var. Grosum) dan Nicotiana tabacum secara berturut-turut.
Isolat CMV asal Cimangkok, kabupaten Cianjur dan ChiVMV asal
Cikabayan, kabupaten Bogor lebih virulen dibandingkan dengan isolat-isolat
lainnya. Kedua isolat tersebut diketahui memberikan respons yang berbeda pada
inang diferensial. Metode RT-PCR berhasil mengamplifikasi genom CMV yang
berukuran 940 bp. Dengan menggunakan metode ekstraksi dsRNA berhasil
dibuktikan bahwa CMV mempunyai genom yang multipartit, sedangkan ChiVMV
bergenom monopartit. Berdasarkan analisis elektroforesis secara SDS-PAGE
diketahui bahwa ukuran protein selubung CMV sekitar 26 kDa dan ChiVMV 36
kDA.
Skrining terhadap sembilan kultivar cabai menunjuk.kan tidak terdapat
kultivar yang tahan terhadap CMV dan ChiVMV. Kedua virus dapat
menyebabkan kejadian penyakit dari 17 sarnpai 86% dan menyebabkan
kehilangan hasil dari 68,0 sampai 99%. Kultivar Cilibangi 5 menunjuk.kan respon
toleran terhadap semua perlakuan virus. Kultivar Jatilaba, Tit Super dan Tampar
IV
toleran terhadap inokulasi CMV. Kultivar Cilibangi 4 toleran terhadap ChiVMV,
sedangkan Tit Super toleran terhadap inokulasi campuran CMV dan ChiVMV.
Aplikasi PGPR secara oyata dapat meningkatkan perkecambahan benih
cabai. Enam hari setelah semai jwnlah benih yang diberi perlakuan PGPR telah
berkecambah sebanyak 50-84%, sedangkan perkecambahan benih yang tidak
diberi PGPR ham mencapai 18%. Seeara umum, hasil pengujian membuktikan
bahwa perlakuan PGPR dapa! menghamba! kejadian penyaki! dan mereduksi
pengaruh infeksi virus terhadap pertumbuhan tanaman. Aplikasi PGPR isolat
BTP2H (Bacillus substilis) dan BTP3G (Bacillus stearothermopillus) pada benih
cabai tidak menyebabkan berkurangnya hobot buah yang nyata ketika tanaman
diinokulasi dengan CMV dan Chi VMV walaupun konsentrasi virus cukup tinggi.
Oleh karena itu, perlakuan PGPR sangat menjanjikan sebagai altematif
pengendalian terhadap penyakit virus pada tanaman cabai.
Perkembangan infeksi CMV cenderung terjadi pada saat tanaman berumur
2 bulan setelah tanam, sementara infeksi ChiVMV cenderung berkembang saat
tanaman umur 3 bulan setelah tanam, Infeksi alami CMV dan ChiVMV
menyebabkan terhambatnya tinggi tanaman, tertundanya waktu berbunga, waktu
buah matang dan berkurangnya bobot buah pada kultivar Cilibangi 5 dan Tit
Super. KuItivar Tampar tetap dapat dikelompokkan ke dalam kultivar yang
toleran, sedangkan Cilibangi 5 dan Tit Super tennasuk kultivar yang rentan.
KuItivar Pelita dan Taro dapat dikelompokkan ke dalam kultivar yang toleran
terhadap ChiVMV.
v
ABSTRACT
Muhammad Taufik. Cucumber mosaic virus and chilli veinal mottle virus:
Characterization of Virus Isolates from Chillipepper and Its Control Strategies.
SupelVised by SRI HENDRASTUTI HIDAYAT, GEDE SUASTIKA, SIENTJE
MANDANG SUMARA W, and SRIANI SUJIPRlliAn.
Chilli peppers (Capsicum spp.) is an important vegetable crops in
Indonesia, providing income especially to smallholders farmers. Infection of the
disease seriously affect crop productivity and reduces supply reliability.
Cucumber mosaic virus (CMV) and chilli veinal mottle virus (ChiVMV) are the
two most serious viral problems in most chilli growing areas in Indonesia.
The aims of this research are: 1) To confirm the disease incidence caused
by CMV and ChiVMV in chilli pepper growing areas; 2) To collect and
characterize some field isolates of CMV dan ChiVMV based on differential host
and moleculer characters; 3) To study the effect of plant growth promoting
rhizobacteria (PGPR) on infection of CMV and ChiVMV; 4) To evaluate chilli
pepper cultivars for CMV and ChiVMV resistance.
It was evidenced from the survey that CMV and ChiVMV were widely
distributed in chilli pepper growing area. Both viruses was always found in
chillipepper growing area although the proportion of each disease incidence was
different from one place to another. Infection of CMV was more prominent in
West Java, whereas in South Sulawesi ChiVMV was more dominant. Different
responses among nine chillipepper cultivars to CMV and ChiVMV were showed
by differences incubation period of virus, symptoms, and percentage of disease
incidences. Four isolates of CMV and six isolates of ChiVMV showing different
symptoms was collected. Maintenance of CMV and ChiVMV isolates was done
using Nicotiana tabacum and Capsicum annum var Groshum, respectively.
CMV isolate from Cimangkok and ChiVMV isolate from Cikabayan was
considered the most virulent isolates among the virus isolates tested based on the
reaction of differential hosts. Using specific primers for CMV a 940 bp DNA
product was successfully amplified using RT-PCR technique. Using the same
technique alSO bp DNA product was amplified from ChiVMV infected plant.
Multipartite genome of CMV, having RNA 1, 2 dan 3, and monopartite genome
of ChiVMV was confirmed by extraction of dsRNA from infected leaf tissues.
Purification of the virus facilitated analysis of virus coat protein and observation
of virus particles using transmission electron microscopy (TEM). Moleculer
weight of virus coat protein was 26 kDa and 36 kDa for CMV and ChiVMV,
respectively. Unique character of cucumovirus and potyvirus particles was
observed using 1EM from CMV and ChiVMV preparation respectively.
None of the nine chilli pepper cultivars evaluated showed resistance to
CMV andlor ChiVMV infection. The two viruses can cause disease incidence
ranging from 17 to 86% and cause yield loss ranging from 68,0 - 99%. Tolerant
VI
response to all virus inoculation treatment was observed on CiIibangi 5. Cultivars
latilaba, Tit Super and Tampar were toleran to CMV, Cilibangi 4 was toleran to
ChiVMV, whereas Tit Super was toleran to mix inoculation of CMV and
ChiVMV.
Seed germination was significantly improved by PGPR. Eight days after
sowing the percentage of seed germination of PGPR - treated seed reached 50-
84%; whereas those of untreated seed only reached 18%. In general, PGPR
treatment was significantly reduced the effect of virus infection on plant growth.
In term of maintaining fruit weight, two isolates of PGPR performed well, i.e
isolate BPT2H and BPT3G. The isolates can maintain fruit weight although virus
is in high concentration. Based on ELISA it was also evidenced that PGPR was
able to inhibit the disease incidence. Therefore, PGPR treatment is very promising
to be applied as alternative strategies to control viral diseases on chillipepper.
Under natural infection it was observed that CMV infection tends to occur
in younger plants (2 month after planting) whereas ChiVMV infection was found
in more developed plants (3 months after painting). Natural infection of CMV and
ChiVMV can cause inhibition of plants height, delay flowering and fruit maturity.
and decrease fruit weight on two cultivars. i.e. Cilibangi 5 and Tit Super.
Evaluated cultivars can be grouped into tolerant (Tampar) and susceptible
(Cilibangi 5 and Tit Super). Two cultivars, Pelita and Taro, that was known
earlier as toleran cultivars to CMV was also confirmed from this study as tolerant
cultivars to ChiVMV.
VII
CUCUMBER MOSAIC VIRUS DAN CHILLI VEINAL MOTTLE
VIRUS: KARAKTERISASI ISOLAT CABAl DAN STRATEGI
PENGENDALIANNYA
MUHAMMAD TAUFIK
Disertasi
Sebagai salah satu syarat uDtuk memperoleh gelar
Doktorpada
Program Studi Entomologi dan Fitopatologi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005
Vlll
Judu] Penelitian
: Cucumber mosaic ...irus dan chilli veinal motile virus:
Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi Pengendaliannya
Nama
: Muhammad Taufik
NomorPokok
: A426010081
f'rogram Studi
: Entomoiogi dan Fitopatologi, Pascasarjana IPB
Menyetujui:
Komisi Pembimbing
Dr. Jr. Sri Hendrastuti Hidayat. M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Gede Suastika. M.Sc.
Prof. Dr. Sientje Mandang Sumaraw
Anggota
Dr. Ir. Sriani Sujiprihati. MS.
Anggota
Anggota
ｾ＠
ｾ［･ｫＨＩｬ｡ｨ＠
Ketua Program Studi
Entomologi dan Fitopatologi
ｾ｡ｦｲｩＧｬ＠
Tanggal Ujian: 13 Juli 2005
Pascasarjana
Manuwoto, M.Sc.
Tanggal Lulus: 1 6 AUG 2lIIi
PRAKATA
Puji ,yukur ke hadapan Allah SWT alas rakhmat dan karunia-Nya ,ebinga
penelitian yang berjudul: "Cucumber mosaic virus dan chilli veinal mol/Ie virus:
Karakterisasi isolat virus dan strategi
pengendaliannya" dapat diselesaikan.
Penulis menyampaikan rasa terimakasih yang talc terhingga kepada Dr. Ir.
Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc., Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc., Prof Dr. Ir. Sientje
Mandang Sumaraw, dan Dr. Jr. 8riani Sujiprihati, MS, atas segala kesabaran,
bimbingan,
pengkayaan wawasan, kritik, saran, serta dukungan moril yang
sangat besar peranannya dalam terselesaikannya penulisan disertasi ini.
Terimakasih pula saya sampaikan pada Dr. Ir. Widodo, M.Sc yang telah
memherikan masukan mulai pada ujian Prelim dan Tertutup. Dr. Surnamo, M.Sc.
(mantan Direktur lenderal Bina Produksi Hortikultura, Departemen Pertanian,
Jakarta) dan Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc. yang telah memberikan koreksi dan
saran sehingga melengkapi penulisan disertasi ini.
Ueapan terimakasih juga disampaikan kepada Rektor dan Direktur
Program Paseasarjana IPB atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk
mengikuti program doktor di IPB; Rektor Universitas Haluoleo dan
ｄｾｫ｡ｮ＠
Fakultas Pertanian Universitas Haluoleo yang telah memberi ijin untuk mengikuti
program doktor di IPB. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada
Departemen Pendidikan Nasional melalui BPPS Dikti yang telah memberikan
dukungan dana untuk mengikuti program doktor.
Kepada teman-teman Laboratorium Virologi mbak Eliza, Ida, Tuti, mas
Supri, pak Irwan dan
pak Edi yang telah banyak memberi bantuan ,elama
penelitian dan penulisan disertasi ini, begitupula kepada sahabat-sahabat saya
Andi Khaeruni, Lisnawita dan Hiasinta J Matulo atas kerjasama selama ini penulis
ueapkan banyak terimakasih.
Rasa honnat yang setinggi-tingginya penulis sampaikan
kepada kedua
orang tua tercinta, ibunda Hj. Suhaenah dan ayahanda Drs. H. Mnhayang Nurdin
yang telah meneurahkan kasih sayang, bimbingan, doa, bantuan selama
menempuh pendidikan dan selalu memberi yang terbaik bagi putra-putrinya dan
berusaha mendorong anak-anak untuk menempuh pendidikan tertinggi. Untuk
x
semua itu penulis ucapkan banyak terimakasih. Semoga Allah SWT selalu
memberi ampunan dan maghfirah-NY A, Amieo.
Kepada yang tercinta ayah dan ibu mertua, Hj. Andi Asiah dan H. Andi
Altin penulis ucapkan terimakasih atas doa dan kasih sayangnya. Kepada kakanda
Sukmawaty SE, serta adik-adik Rahmat SH dan keluarga, Ir. Syamsurijal dan
keluarga, Nurwanita ST dan keiuarga, Muammar ST dan keluarga, Muslihul SE
yang telah banyak membantu doa dan materi selama menempuh pendidikan di
Bogor. Ucapan terimaksih pula kepada kakak ipar Drs. Andi Awaluddin dan adik
ipar Andi Asrial Allin dan Andi Aswin Allin yang telah banyak membantu
memperhatikan anak-anak saya selama ini.
Yang tersayang kedua putriku, Tasyah Karnilah Taufik dan Aulika
Nabilah Taufik atas kesabaran, pengertian dan segenap pengorbanan yang telah
diberikan selama ini. Suara tawa, cerita dan komentar-komentar
ananda
di
telepon memicu semangat ayah untuk bertahan menyelesaikan studi yang berat
ini. Kepada yang tersayang istriku Andi Astuty. SP, saya ucapkan terimakasih
yang tak terhingga atas dca, kasih sayang,
ｫ･ｳｴｩｾ＠
dan dorongan semangat
selama ini. Selama ini adinda dengan seorang diri mengurus, mendidik dan
mengantar anak-anak ke sekolah sementara adinda juga barns bekerja sebagai staf
Bappeda Maros, Sulawesi Selatan.
T erakhir ucapan terimakasih kepada keluarga di Jakarta khususnya
Drs. H. Dahlan Husain yang telah memberikan dorongan mori! dan bantuan
selama ananda di Bogor. Begitu pula kepada H. Nur Mahmud (ahnarhum) yang
telah mendidik ananda selama di Enrekang.
Semoga hasil penelitian ini bennanfaat untuk kepentingan umat manusia
dan ilmu pengetahuan.
Bogor, Agustus 2005
Muhammad Taufik
Xl
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangkajene, Pangkep, Sulawesi Selatan pada tanggal
24 Juli 1968 dari lbu Hj. Suhaenah dan Bapak Drs. H. Muhay_ Nurdin, dan
merupakan anak kedua dari tujuh bersaudara. Penulis menikah dengan
Andi Astuly, SP dan dikaruniai dua orang putri yaitu Tasyah Karnilah Taufik
(5th) dan Aulika Nabilah Taufik (4th).
Pendidikan dasar sampai menengah diselesaikan di Enrekang, Sulawesi
Selatan dan pada tahun 1987 diterima sebagai mahasiswa di Fakultas Pertanian
Universitas Hasanuddin, Makassar. Tabun 1991 penulis memperoleh geiar
Srujana Pertanian (Ir.), sedangkan gelar Magister Sains (M.Si.) diperoleh pada
tabun 2000 di Program Studi Entomologi dan Fitopatologi, pada program
pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Mulai tahun 2001 penulis mengikuti
Program Doktor (S3) di Program Studi Entomologi dan Fitopatologi, Sekolah
Pascasarjana IPB.
Pada tahun 1992 sampai 1995 bekerja sebagai staf teknis (PT Supin Raya,
Makassar) pada Proyek Pengembangan Wilayah Khusus (P2WK), Dinas
Perkebunan Provinsi Sulawesi Se1atan. Sejak tahun 1996 sampai saat ini penulis
bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi limn Hama dan Penyakit
Tumbuhan, Fakultas Pertanian Universitas Haluoleo, Kendari. Sulawesi Tenggara.
XIl
DAFTARISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
Xlii
DAFTARGAMBAR.......................................................................................
XV
I.
n.
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...................................................................................... .
I
Tujuan Penelitian .................................................................................. .
5
Hipotesis Penelitian .............................................................................. .
5
TINJAUAN PUSTAKA
Pentingnya Tanaman Cabai ....................................................................
7
Hama dan Penyakit Tanarnan Cabai.......................................................
9
Biologi, Ekologi dan Gejala CMV .........................................................
10
Biologi, Ekologi dan Gejala ChiVMV ...................................................
II
Deteksi dan Karakterisasi Virus ... ..........................................................
12
Ketahanan Tanaman ...............................................................................
13
!1l SURVEI LAPANG DAN KOLEKSI ISOLAT CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
Pendahuluan...... ....... ...... ........... ..... ..... ..... ...... ........ ............ .....................
17
Tujuan Penelitian....................................................................................
18
Baban dan Metode ............................................................... ...................
19
Hasil........................................................................................................
22
Pembabasan ............................................................................................
28
Simpulan dan Saran ................................................................................
30
Xlll
IV DETEKSI DAN KARAKTERISASI ISOLAT CMV DAN ChiVMV
BERDASARKAN !NANG DIFERENSIAL, RT-PCR, UNTAI GANDA
RNA DAN PURIFIKASI
Abstrak
Abstract
Pendahuluan." .... " .......... """." .... " " .. " .......... """"""."" ................... "....
31
Tujuan Penelitian ....................................................................................
Bahan dan Metode ............... ".................................................................
Hasil........................................................................................................
Pembahasan ............................................................................................
Simpulan dan Saran ................................................................................
33
34
41
48
53
V KAJIAN KETAHANAN BEBERAPA KUL TIV AR CABAl
TERHADAP CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
Pendahuluan ...................................... "....................................................
54
Tujuan Penelitian ....................................................................................
55
Bahan dan Metode .............................. ..................... ... .......... ... ...............
56
Hasil........................................................................................................ . 59
Pembabasan ............................................................................................
70
Simpulan dan Saran ................................................................................
74
VI UJI BEBERAPA ISOLAT PGPR (PLANT GROWTH PROMOTING
RHIZOBACTERIA) UNTUK PROTEKSI TANAMAN CABAl
TERHADAP INFEKSI CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
PendabuJuan ........................................................................................... .
75
Tujuan Penelitian ................................................................................... .
76
Bahan dan Metode ................................................................................. .
77
Hasil... .................................................................................................... .
81
89
93
Pembahasan ........................................................................................... .
Simpulan dan Saran ............................................................................... .
XIV
VII EVALUASI KETAHANAN BEBERAPA KULTIV AR CABAl
TERHADAP CMV DAN ChiVMV Dl LAPANG
Abstrak
Abstract
Pendahuluan............................................................................................
94
Tujuan Penelitian....................................................................................
95
Bahan dan Metode .............................................................................. ....
96
98
Hasil........................................................................................................
Pembahasan ............................................................................................
102
SimpulandanSaran ................................................................................
106
Vlll PEMBAHASAN UMUM ......................................................................
107
SIMPULAN UMUM ..............................................................................
113
DAFTARPUSTAKA .............................................................................
114
LAMPlRAN ...........................................................................................
126
IX
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1. Produksi cabai nasional pada setiap provinsi..........................................
8
3.1. Kejadian penyakit CMV dan ChiVMV dengan uji ELISA
di beberapa lokasi pertanaman cabai........... ............. ........... ............... .....
23
3.2. Sampel tanaman yang terinfeksi oleh CMV,
ChiVMV dan virus lain .........................................................................
24
3.3. Koleksi isolat CMV dan ChiVMV yang akan
digunakan dalaIn penelitian.................. ................ ...... ..... ..... ......... ..........
25
4.1. Respon beberapa inang diferensial terhadap empat isolat CMV ............
41
4.2. Respon beberapa inang diferensial terhadap tiga isolat ChiVMV..........
42
4.3. Masa inkubasi tercepat isolat CMV dan ChiVMV pada beberapa
inang diferensial......................................................................................
43
5.1. Pengelompokkan tipe ketahanan tanaman berdasarkan reaksi
terhadap infeksi CMV dan ChiVMV ......................................................
58
5.2. Kejadian penyakitdan macam gejala akibat inokulasi CMV
pada sembilan kultivar cabai yang diuji .................................................
59
5.3. Kejadian penyakit dan macam gejala akibat inokulasi ChiVMV
pada sembilan kultivar cabai yang diuji ..................................................
60
5.4. Kejadian penyakit dan macam gejala akibat inokulasi CMV dan
ChiVMV pada sembilan kultivar cabai yang diuji..................................
61
5.5. Pengarub inokulasi CMV dan ChiVMV terhadap
persen penghambatan tinggi tanaman ...................................................
64
5.6. Persentase penghambatanjumlah cabang pada sembilan
kultivar cabai yang diinokulasi dengan
CMV dan ChiVMV ................................................................................
66
5.7. Persen pengurangan basil inokulasi CMV dan ChiVMV terhadap total
bobot buah/tanaman ...............................................................................
67
5.8. Tipe ketahanan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi CMV ...................................................................................... '
68
5.9. Tipe ketahenan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi ChiVMV .................................. .......................... ... ..................
69
XVI
5.10. Tipe ketahanan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi campuran CMV dan ChiVMV ...............................................
69
6.1. Koleksi isolat PGPR yang digunakan untuk menginduksi ketahanan
tanaman cabai kultivar Tit Segitiga................................ .........................
77
6.2. Persentase perkecambahan benih cabai kultivar Tit Segitiga
setelab perlakuan PGPR..........................................................................
81
6.3. Rata-rata nilai absorban dan kejadian penyakit tanaman cabai
Tit Segitiga .............................................................................................
87
6.4. Konsentrasi asam salisilat dengan analisis HPLC dan aktivitas enzim
peroksidase. ... ..... ........ ................................... ..........................................
88
7.1. Keragaan kuItivar Tampar, Cilibangi 5, Keriting Taro,
Tit Super dan Pelita di lapang yang terinfeksi
oleh CMV dan ChiVMV ...... .............................. ... ....... ... ... ... ..................
101
XVll
DAFfAR GAMBAR
Halaman
1.1. Alur penelitian: cucumber mosaic virus dan
chilli veinal mottle virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan
Strategi Pengendaliannya ........................................................................
6
3.1. Lokasi pengambilan beberapa sampel tanaman cabai sakit.
Pertanaman cabai di Brebes, Jawa Tengab (A dan B).
Cikabayan, Jawa Barat (C), dan Cipanas, Jawa Barat (D)....................
26
3.2. Gejala CMV dan ChiVMV pada tanaman perbanyakan virus. Isolat
CMV asal Cimangkok (A), isolat CMV asal Segunung (B), isolat
CMV asal Jember (C), isolat CMV asal Malang (D), isolat ChiVMV
asal Sumatera Barat (E), isolat ChiVMV asal Cikabayan (F).................
27
4.1. Hasil amplifikasi RT-PCR isolat CMV asal Cimangkok
menggunakan primer CMV-F dan CMV-R (I dan 2) dan
Marker (M)..............................................................................................
4.2
Hasil amplifikasi RT-PCR isolat ChiVMV asal Cikabayan
menggunakan primer CMV-F dan CMV-R ( 1 dan 4), tanaman
sehat (2), bufer (3) dan marker IOObp (M) .............................................
44
44
4.3. Hasil visualisasi elektroforesis ekstraksi dsRNa dari daun
tembakau terinfeksi CMV asal Cimangkok (1), CMV asal
Segunung (2), ekstraksi dari daun cabai terinfeksi ChiVMV (3) ..........45
4.4. Zona virus murni CMV (kiri) dan ChiVMV (kanan) setelab
ultrasentrifugasi dengan sesium sulfat ....................................................
45
4.5. HasH analisis protein selubung isolat CMV asal Cimangkok
secara SDS-PAGE. Marker (M), tanaman sebat (1), tanarnan
terinfeksi CMV asal Cimangkok (2), basil purifikasi CMV
asal Cimangkok (3 dan 4) .......................................................................
46
4.6. Hasil analisis protein selubung isolat ChiVMV asal Cikabayan
secara SDS-PAGE. Marker (M), tanaman sebat (I), tanaman
terinfeksi ChiVMV asal Cikabayan (2), basil purifikasi ChiVMV
asalCikabayan(3 dan4) .........................................................................
47
4.7. Hasil.pengamatan dengan mikroskop elektron terhadap siapan virus
munn.......................................................................................................
47
5.1. Respon gejala akibat inokulasi CMV (A dan B), inokulasi ChiVMV
(C dan D) dan inokulasi campuran CMV dan
ChiVMV (E dan F) ........ ................ ........................... ...... .... ... ........... ......
62
XVlll
6.1. Respon pertumbuhan tanaman cabai yang diberi PGPR dan tanpa
PGPR. I). Tanpa PGPR dan inokulasi ChiVMV; 2). Tanpa PGPR dan
inokulasi CMV; 3). PGPR dan tanpa inokulasi virus;
4). PGPR dan inokulasi CMV; 5). PGPR dan inokulasi ChiVMV;
6) tanpa PGPR dan inokulasi virus ......... .................. ........... .......... .... ....
82
6.2. Rata-rata tinggi tanaman ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) pada I minggu
setelab inokulasi (MSI) dan 4 MSJ yang diberi perlakuan
beberapa isolat PGPR dan inokulasi CMV. KI: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan
DMRT pada taraf nyata 5 %. ........................................................ ..........
83
6.3. Rata-rata tinggi tanaman ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) pada I minggu
setelab inokulasi (MSJ) dan 4 MSI yang diberi perlakuan
beberapa isolat PGPR dan inokulasi ChiVMV. KI: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan
DMRT pada taraf nyata 5 %. ..................................................................
84
6.4. Pengaruh infeksi CMV dan ChiVMV terhadap jumlab
Std.Dev.) yang telab
cabang tanaman cabai ＨｎｾＵﾱ＠
diberi perlakuan beberapa isolat PGPR. K I: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan heda nyata berdasarkan DMRT pada tarafnyata 5 %.
Data ditransformasi dengan
vx. ..............................................................
85
6.5. Pengarub infeksi CMV dan ChiVMV terhadap hobot buab
cabai ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) yang telab diberi perlakuan PGPR.
K 1: tanpa PGPR tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan DMRT pada tarafnyata 5 %.
Data ditransformasi dengan Vx+O.5. .......................................................
86
7.1. Gejala infeksi ChiVMV pada tanaman cabai kultivar Tit Super (A)
dan kultivar Cilibangi 5 (B), gejala infeksi CMV pada tanaman
cabai kultivar Cilibangi 5 (C) dan kultivar Tit Super (D).
Tanaman cabai kultivar Tampar (E) dan Pelita (F) yang hebas
dari infeksi CMV dan ChiVMV...............................................................
99
7.2. Rata-rata kejadian penyakit berdasarkan uji DAS-ELISA pada
lima kultivar cabai umur dua bulan di kebun percobaan Cikabayan .......
100
7.3. Rata-rata kejadian penyakit berdasarkan uji DAS-ELISA pada lima
kultivar cabai umur tiga bulan setelah tanam di kebun
percobaan Cikabayan ............. ............................... ...................................
100
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman cabai merab (Capsicum spp.) merupakan salah satu komoditas
penting hortikultura di Indonesia. Menurut data Direktorat lenderal Bina Produksi
Hortikultura luas panen cabai merupakan luas panen terbesar diantara tanaman
sayuran lainnya yaitu berturut-turut 150.598 ribu ha untuk tabun 2002 dan
176.264 ribu ha untuk tahun 2003. Tanaman tersebut ditanam di seluruh provinsi
di Indonesia dan memiliki nilai ekonomis yang cukup baik sehingga mendapat
prioritas untuk dikembangkan (Biro Pusat Statistik 1996; DBPH 2004).
Cabai merupakan komponen penting dalam
resep masakan Indonesia
karena membentuk rasa dan aroma masakan dan mengandung sejumlah kalori,
protein, dan vitamin, selain mempunyai rasa pedas yang dapat menambah selera
makan. Rasa dan komposisi kimiawi buah cabai baik yang berwama merah
maupun warna lainnya, beragam menurut varietas tanaman, kondisi pertumbuhan
tanaman, derajat kematangan buah dan cara pengelolaarulY8. Rata-rata setiap
1,80 g buah cabai merah mengandung 23,958 kJ energi, 0,145 g air, 0,216 g
protein, 0,059 g asam lemak dan 1,019 g karbohidrat. Selain itu terkandung pula
sejumlah kaisium (2,664 mg), fosfor (5,274 mg), besi (0,140 mg), serta vitaminvitamin seperri vitamin A (748,980 JU), B6 (0,037 mg) dan C (1,375 mg) (Indian
Institute of Spices Research 2004).
Mengingat kegunaannya dalam menu makanan, stimulan, antiseptik dan
bahan obat-obatan menjadikan cabai sebagai salah satu komoditas perdagangan,
sehingga produktivitasnya harus tetap tetjaga. Produksi cabai di Indonesia masih
sangat rendah apahila dibandingkan dengan potensi produksi yang dapat mencapai
10 tonlha atau sekitar 0,5 - I kg/tanaman (Suwandi et of. 1989). Secara umum
produksi nasional cabai dari tabun 1999 sampai tabun 2002 mengalami penurunan
yaitu 1.007.726 ton (1999),
727.747 ton (2000), 580.464 ton (2001), dan
635.089 ton (2002). Faktor penyebab turunnya produksi cabai secara nasional
diantaranya disebabkan berl
VIRUS: KARAKTERISASI ISOLAT CABAl DAN STRATEGI
PENGENDALIANNYA
MUHAMMAD TAUFIK
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005
SURATPERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi cucumber mosaic virus dan
chilli veinal mottle virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi
Pengeodaliannya adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa
pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telab
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
disertasi ini.
Bogor, Agustus 2005
Muhammad T aufik
A4260100811F1T
ABSTRAK
Muhammad Taufik, Cucumber mosaic virus dan chiUi veinal mottle
virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi PengendalianDya. Dibimbing
oleh SRI HENDRASTUTI HIDA YAT, GEDE SUASTIKA, SIENTIE
MANDANG SUMARAW, dan SRlANI SUJIPRlliATI
Tanaman cabai merupakan komoditi penting hortikultura karena
diperlukan oleh semua lapisan masyarakan sepanjang tahun. Masalah dalam
budidaya cabai diantaranya gangguan biotik yang disebabkan oleh infeksi CMV
danChiVMV.
Tujuan penelitian adalah 1) Mengetahui tingkat serangan CMV dan
ChiVMV di daerah pertanaman cabai, 2) Mengumpulkan dan melakukan isolasi
beberapa isolat lapang CMV dan ChiVMV, 3) Mempelajari karakter isolat CMV
dan ChiVMV berdasarkan inang diferensial dan melalui karakterisasi dengan
reverse transcriptase-poiymerase chain reaction CRT-peR) dan double-strand
RNA (dsRNA), dan purifIkasi, 4) Mempelajari respon berbagai kultivar cabai
terhadap infeksi CMV dan ChiVMV, 5) Mempelajari respon aplikasi PGPR pada
benih kultivar Tit Segitiga yang diinokulasi CMV dan ChiVMV, 6). Mengamati
respon kuItivar cabai toleran terhadap infeksi CMV dan ChiVMV di lapang.
Survei Japang yang dilakukan memperkuat bukti penyebaran CMV dan
ChiVMV yang sangat luas. Kedua virus tersebut ditemukan pada setiap
pertanaman cabai yang diamati dengan proporsi kejadian penyakit berbeda-beda
untuk setiap tempat. Di daerah Jawa Barat infeksi oleh CMV lebih dominan
daripada infeksi oleh ChiVMV, tetapi di daerah Sulawesi Selatan keadaannya
berbeda. Empat isolat CMV dan enam isolat ChiVMV dengan keragaman gejala
berhasil diperoleh. Isolat-isolat ChiVMV dan CMV diperbanyak pada Paprika
(Capsicum annuum var. Grosum) dan Nicotiana tabacum secara berturut-turut.
Isolat CMV asal Cimangkok, kabupaten Cianjur dan ChiVMV asal
Cikabayan, kabupaten Bogor lebih virulen dibandingkan dengan isolat-isolat
lainnya. Kedua isolat tersebut diketahui memberikan respons yang berbeda pada
inang diferensial. Metode RT-PCR berhasil mengamplifikasi genom CMV yang
berukuran 940 bp. Dengan menggunakan metode ekstraksi dsRNA berhasil
dibuktikan bahwa CMV mempunyai genom yang multipartit, sedangkan ChiVMV
bergenom monopartit. Berdasarkan analisis elektroforesis secara SDS-PAGE
diketahui bahwa ukuran protein selubung CMV sekitar 26 kDa dan ChiVMV 36
kDA.
Skrining terhadap sembilan kultivar cabai menunjuk.kan tidak terdapat
kultivar yang tahan terhadap CMV dan ChiVMV. Kedua virus dapat
menyebabkan kejadian penyakit dari 17 sarnpai 86% dan menyebabkan
kehilangan hasil dari 68,0 sampai 99%. Kultivar Cilibangi 5 menunjuk.kan respon
toleran terhadap semua perlakuan virus. Kultivar Jatilaba, Tit Super dan Tampar
IV
toleran terhadap inokulasi CMV. Kultivar Cilibangi 4 toleran terhadap ChiVMV,
sedangkan Tit Super toleran terhadap inokulasi campuran CMV dan ChiVMV.
Aplikasi PGPR secara oyata dapat meningkatkan perkecambahan benih
cabai. Enam hari setelah semai jwnlah benih yang diberi perlakuan PGPR telah
berkecambah sebanyak 50-84%, sedangkan perkecambahan benih yang tidak
diberi PGPR ham mencapai 18%. Seeara umum, hasil pengujian membuktikan
bahwa perlakuan PGPR dapa! menghamba! kejadian penyaki! dan mereduksi
pengaruh infeksi virus terhadap pertumbuhan tanaman. Aplikasi PGPR isolat
BTP2H (Bacillus substilis) dan BTP3G (Bacillus stearothermopillus) pada benih
cabai tidak menyebabkan berkurangnya hobot buah yang nyata ketika tanaman
diinokulasi dengan CMV dan Chi VMV walaupun konsentrasi virus cukup tinggi.
Oleh karena itu, perlakuan PGPR sangat menjanjikan sebagai altematif
pengendalian terhadap penyakit virus pada tanaman cabai.
Perkembangan infeksi CMV cenderung terjadi pada saat tanaman berumur
2 bulan setelah tanam, sementara infeksi ChiVMV cenderung berkembang saat
tanaman umur 3 bulan setelah tanam, Infeksi alami CMV dan ChiVMV
menyebabkan terhambatnya tinggi tanaman, tertundanya waktu berbunga, waktu
buah matang dan berkurangnya bobot buah pada kultivar Cilibangi 5 dan Tit
Super. KuItivar Tampar tetap dapat dikelompokkan ke dalam kultivar yang
toleran, sedangkan Cilibangi 5 dan Tit Super tennasuk kultivar yang rentan.
KuItivar Pelita dan Taro dapat dikelompokkan ke dalam kultivar yang toleran
terhadap ChiVMV.
v
ABSTRACT
Muhammad Taufik. Cucumber mosaic virus and chilli veinal mottle virus:
Characterization of Virus Isolates from Chillipepper and Its Control Strategies.
SupelVised by SRI HENDRASTUTI HIDAYAT, GEDE SUASTIKA, SIENTJE
MANDANG SUMARA W, and SRIANI SUJIPRlliAn.
Chilli peppers (Capsicum spp.) is an important vegetable crops in
Indonesia, providing income especially to smallholders farmers. Infection of the
disease seriously affect crop productivity and reduces supply reliability.
Cucumber mosaic virus (CMV) and chilli veinal mottle virus (ChiVMV) are the
two most serious viral problems in most chilli growing areas in Indonesia.
The aims of this research are: 1) To confirm the disease incidence caused
by CMV and ChiVMV in chilli pepper growing areas; 2) To collect and
characterize some field isolates of CMV dan ChiVMV based on differential host
and moleculer characters; 3) To study the effect of plant growth promoting
rhizobacteria (PGPR) on infection of CMV and ChiVMV; 4) To evaluate chilli
pepper cultivars for CMV and ChiVMV resistance.
It was evidenced from the survey that CMV and ChiVMV were widely
distributed in chilli pepper growing area. Both viruses was always found in
chillipepper growing area although the proportion of each disease incidence was
different from one place to another. Infection of CMV was more prominent in
West Java, whereas in South Sulawesi ChiVMV was more dominant. Different
responses among nine chillipepper cultivars to CMV and ChiVMV were showed
by differences incubation period of virus, symptoms, and percentage of disease
incidences. Four isolates of CMV and six isolates of ChiVMV showing different
symptoms was collected. Maintenance of CMV and ChiVMV isolates was done
using Nicotiana tabacum and Capsicum annum var Groshum, respectively.
CMV isolate from Cimangkok and ChiVMV isolate from Cikabayan was
considered the most virulent isolates among the virus isolates tested based on the
reaction of differential hosts. Using specific primers for CMV a 940 bp DNA
product was successfully amplified using RT-PCR technique. Using the same
technique alSO bp DNA product was amplified from ChiVMV infected plant.
Multipartite genome of CMV, having RNA 1, 2 dan 3, and monopartite genome
of ChiVMV was confirmed by extraction of dsRNA from infected leaf tissues.
Purification of the virus facilitated analysis of virus coat protein and observation
of virus particles using transmission electron microscopy (TEM). Moleculer
weight of virus coat protein was 26 kDa and 36 kDa for CMV and ChiVMV,
respectively. Unique character of cucumovirus and potyvirus particles was
observed using 1EM from CMV and ChiVMV preparation respectively.
None of the nine chilli pepper cultivars evaluated showed resistance to
CMV andlor ChiVMV infection. The two viruses can cause disease incidence
ranging from 17 to 86% and cause yield loss ranging from 68,0 - 99%. Tolerant
VI
response to all virus inoculation treatment was observed on CiIibangi 5. Cultivars
latilaba, Tit Super and Tampar were toleran to CMV, Cilibangi 4 was toleran to
ChiVMV, whereas Tit Super was toleran to mix inoculation of CMV and
ChiVMV.
Seed germination was significantly improved by PGPR. Eight days after
sowing the percentage of seed germination of PGPR - treated seed reached 50-
84%; whereas those of untreated seed only reached 18%. In general, PGPR
treatment was significantly reduced the effect of virus infection on plant growth.
In term of maintaining fruit weight, two isolates of PGPR performed well, i.e
isolate BPT2H and BPT3G. The isolates can maintain fruit weight although virus
is in high concentration. Based on ELISA it was also evidenced that PGPR was
able to inhibit the disease incidence. Therefore, PGPR treatment is very promising
to be applied as alternative strategies to control viral diseases on chillipepper.
Under natural infection it was observed that CMV infection tends to occur
in younger plants (2 month after planting) whereas ChiVMV infection was found
in more developed plants (3 months after painting). Natural infection of CMV and
ChiVMV can cause inhibition of plants height, delay flowering and fruit maturity.
and decrease fruit weight on two cultivars. i.e. Cilibangi 5 and Tit Super.
Evaluated cultivars can be grouped into tolerant (Tampar) and susceptible
(Cilibangi 5 and Tit Super). Two cultivars, Pelita and Taro, that was known
earlier as toleran cultivars to CMV was also confirmed from this study as tolerant
cultivars to ChiVMV.
VII
CUCUMBER MOSAIC VIRUS DAN CHILLI VEINAL MOTTLE
VIRUS: KARAKTERISASI ISOLAT CABAl DAN STRATEGI
PENGENDALIANNYA
MUHAMMAD TAUFIK
Disertasi
Sebagai salah satu syarat uDtuk memperoleh gelar
Doktorpada
Program Studi Entomologi dan Fitopatologi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005
Vlll
Judu] Penelitian
: Cucumber mosaic ...irus dan chilli veinal motile virus:
Karakterisasi Isolat Cabai dan Strategi Pengendaliannya
Nama
: Muhammad Taufik
NomorPokok
: A426010081
f'rogram Studi
: Entomoiogi dan Fitopatologi, Pascasarjana IPB
Menyetujui:
Komisi Pembimbing
Dr. Jr. Sri Hendrastuti Hidayat. M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Gede Suastika. M.Sc.
Prof. Dr. Sientje Mandang Sumaraw
Anggota
Dr. Ir. Sriani Sujiprihati. MS.
Anggota
Anggota
ｾ＠
ｾ［･ｫＨＩｬ｡ｨ＠
Ketua Program Studi
Entomologi dan Fitopatologi
ｾ｡ｦｲｩＧｬ＠
Tanggal Ujian: 13 Juli 2005
Pascasarjana
Manuwoto, M.Sc.
Tanggal Lulus: 1 6 AUG 2lIIi
PRAKATA
Puji ,yukur ke hadapan Allah SWT alas rakhmat dan karunia-Nya ,ebinga
penelitian yang berjudul: "Cucumber mosaic virus dan chilli veinal mol/Ie virus:
Karakterisasi isolat virus dan strategi
pengendaliannya" dapat diselesaikan.
Penulis menyampaikan rasa terimakasih yang talc terhingga kepada Dr. Ir.
Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc., Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc., Prof Dr. Ir. Sientje
Mandang Sumaraw, dan Dr. Jr. 8riani Sujiprihati, MS, atas segala kesabaran,
bimbingan,
pengkayaan wawasan, kritik, saran, serta dukungan moril yang
sangat besar peranannya dalam terselesaikannya penulisan disertasi ini.
Terimakasih pula saya sampaikan pada Dr. Ir. Widodo, M.Sc yang telah
memherikan masukan mulai pada ujian Prelim dan Tertutup. Dr. Surnamo, M.Sc.
(mantan Direktur lenderal Bina Produksi Hortikultura, Departemen Pertanian,
Jakarta) dan Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc. yang telah memberikan koreksi dan
saran sehingga melengkapi penulisan disertasi ini.
Ueapan terimakasih juga disampaikan kepada Rektor dan Direktur
Program Paseasarjana IPB atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk
mengikuti program doktor di IPB; Rektor Universitas Haluoleo dan
ｄｾｫ｡ｮ＠
Fakultas Pertanian Universitas Haluoleo yang telah memberi ijin untuk mengikuti
program doktor di IPB. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada
Departemen Pendidikan Nasional melalui BPPS Dikti yang telah memberikan
dukungan dana untuk mengikuti program doktor.
Kepada teman-teman Laboratorium Virologi mbak Eliza, Ida, Tuti, mas
Supri, pak Irwan dan
pak Edi yang telah banyak memberi bantuan ,elama
penelitian dan penulisan disertasi ini, begitupula kepada sahabat-sahabat saya
Andi Khaeruni, Lisnawita dan Hiasinta J Matulo atas kerjasama selama ini penulis
ueapkan banyak terimakasih.
Rasa honnat yang setinggi-tingginya penulis sampaikan
kepada kedua
orang tua tercinta, ibunda Hj. Suhaenah dan ayahanda Drs. H. Mnhayang Nurdin
yang telah meneurahkan kasih sayang, bimbingan, doa, bantuan selama
menempuh pendidikan dan selalu memberi yang terbaik bagi putra-putrinya dan
berusaha mendorong anak-anak untuk menempuh pendidikan tertinggi. Untuk
x
semua itu penulis ucapkan banyak terimakasih. Semoga Allah SWT selalu
memberi ampunan dan maghfirah-NY A, Amieo.
Kepada yang tercinta ayah dan ibu mertua, Hj. Andi Asiah dan H. Andi
Altin penulis ucapkan terimakasih atas doa dan kasih sayangnya. Kepada kakanda
Sukmawaty SE, serta adik-adik Rahmat SH dan keluarga, Ir. Syamsurijal dan
keluarga, Nurwanita ST dan keiuarga, Muammar ST dan keluarga, Muslihul SE
yang telah banyak membantu doa dan materi selama menempuh pendidikan di
Bogor. Ucapan terimaksih pula kepada kakak ipar Drs. Andi Awaluddin dan adik
ipar Andi Asrial Allin dan Andi Aswin Allin yang telah banyak membantu
memperhatikan anak-anak saya selama ini.
Yang tersayang kedua putriku, Tasyah Karnilah Taufik dan Aulika
Nabilah Taufik atas kesabaran, pengertian dan segenap pengorbanan yang telah
diberikan selama ini. Suara tawa, cerita dan komentar-komentar
ananda
di
telepon memicu semangat ayah untuk bertahan menyelesaikan studi yang berat
ini. Kepada yang tersayang istriku Andi Astuty. SP, saya ucapkan terimakasih
yang tak terhingga atas dca, kasih sayang,
ｫ･ｳｴｩｾ＠
dan dorongan semangat
selama ini. Selama ini adinda dengan seorang diri mengurus, mendidik dan
mengantar anak-anak ke sekolah sementara adinda juga barns bekerja sebagai staf
Bappeda Maros, Sulawesi Selatan.
T erakhir ucapan terimakasih kepada keluarga di Jakarta khususnya
Drs. H. Dahlan Husain yang telah memberikan dorongan mori! dan bantuan
selama ananda di Bogor. Begitu pula kepada H. Nur Mahmud (ahnarhum) yang
telah mendidik ananda selama di Enrekang.
Semoga hasil penelitian ini bennanfaat untuk kepentingan umat manusia
dan ilmu pengetahuan.
Bogor, Agustus 2005
Muhammad Taufik
Xl
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangkajene, Pangkep, Sulawesi Selatan pada tanggal
24 Juli 1968 dari lbu Hj. Suhaenah dan Bapak Drs. H. Muhay_ Nurdin, dan
merupakan anak kedua dari tujuh bersaudara. Penulis menikah dengan
Andi Astuly, SP dan dikaruniai dua orang putri yaitu Tasyah Karnilah Taufik
(5th) dan Aulika Nabilah Taufik (4th).
Pendidikan dasar sampai menengah diselesaikan di Enrekang, Sulawesi
Selatan dan pada tahun 1987 diterima sebagai mahasiswa di Fakultas Pertanian
Universitas Hasanuddin, Makassar. Tabun 1991 penulis memperoleh geiar
Srujana Pertanian (Ir.), sedangkan gelar Magister Sains (M.Si.) diperoleh pada
tabun 2000 di Program Studi Entomologi dan Fitopatologi, pada program
pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Mulai tahun 2001 penulis mengikuti
Program Doktor (S3) di Program Studi Entomologi dan Fitopatologi, Sekolah
Pascasarjana IPB.
Pada tahun 1992 sampai 1995 bekerja sebagai staf teknis (PT Supin Raya,
Makassar) pada Proyek Pengembangan Wilayah Khusus (P2WK), Dinas
Perkebunan Provinsi Sulawesi Se1atan. Sejak tahun 1996 sampai saat ini penulis
bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi limn Hama dan Penyakit
Tumbuhan, Fakultas Pertanian Universitas Haluoleo, Kendari. Sulawesi Tenggara.
XIl
DAFTARISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
Xlii
DAFTARGAMBAR.......................................................................................
XV
I.
n.
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...................................................................................... .
I
Tujuan Penelitian .................................................................................. .
5
Hipotesis Penelitian .............................................................................. .
5
TINJAUAN PUSTAKA
Pentingnya Tanaman Cabai ....................................................................
7
Hama dan Penyakit Tanarnan Cabai.......................................................
9
Biologi, Ekologi dan Gejala CMV .........................................................
10
Biologi, Ekologi dan Gejala ChiVMV ...................................................
II
Deteksi dan Karakterisasi Virus ... ..........................................................
12
Ketahanan Tanaman ...............................................................................
13
!1l SURVEI LAPANG DAN KOLEKSI ISOLAT CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
Pendahuluan...... ....... ...... ........... ..... ..... ..... ...... ........ ............ .....................
17
Tujuan Penelitian....................................................................................
18
Baban dan Metode ............................................................... ...................
19
Hasil........................................................................................................
22
Pembabasan ............................................................................................
28
Simpulan dan Saran ................................................................................
30
Xlll
IV DETEKSI DAN KARAKTERISASI ISOLAT CMV DAN ChiVMV
BERDASARKAN !NANG DIFERENSIAL, RT-PCR, UNTAI GANDA
RNA DAN PURIFIKASI
Abstrak
Abstract
Pendahuluan." .... " .......... """." .... " " .. " .......... """"""."" ................... "....
31
Tujuan Penelitian ....................................................................................
Bahan dan Metode ............... ".................................................................
Hasil........................................................................................................
Pembahasan ............................................................................................
Simpulan dan Saran ................................................................................
33
34
41
48
53
V KAJIAN KETAHANAN BEBERAPA KUL TIV AR CABAl
TERHADAP CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
Pendahuluan ...................................... "....................................................
54
Tujuan Penelitian ....................................................................................
55
Bahan dan Metode .............................. ..................... ... .......... ... ...............
56
Hasil........................................................................................................ . 59
Pembabasan ............................................................................................
70
Simpulan dan Saran ................................................................................
74
VI UJI BEBERAPA ISOLAT PGPR (PLANT GROWTH PROMOTING
RHIZOBACTERIA) UNTUK PROTEKSI TANAMAN CABAl
TERHADAP INFEKSI CMV DAN ChiVMV
Abstrak
Abstract
PendabuJuan ........................................................................................... .
75
Tujuan Penelitian ................................................................................... .
76
Bahan dan Metode ................................................................................. .
77
Hasil... .................................................................................................... .
81
89
93
Pembahasan ........................................................................................... .
Simpulan dan Saran ............................................................................... .
XIV
VII EVALUASI KETAHANAN BEBERAPA KULTIV AR CABAl
TERHADAP CMV DAN ChiVMV Dl LAPANG
Abstrak
Abstract
Pendahuluan............................................................................................
94
Tujuan Penelitian....................................................................................
95
Bahan dan Metode .............................................................................. ....
96
98
Hasil........................................................................................................
Pembahasan ............................................................................................
102
SimpulandanSaran ................................................................................
106
Vlll PEMBAHASAN UMUM ......................................................................
107
SIMPULAN UMUM ..............................................................................
113
DAFTARPUSTAKA .............................................................................
114
LAMPlRAN ...........................................................................................
126
IX
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1. Produksi cabai nasional pada setiap provinsi..........................................
8
3.1. Kejadian penyakit CMV dan ChiVMV dengan uji ELISA
di beberapa lokasi pertanaman cabai........... ............. ........... ............... .....
23
3.2. Sampel tanaman yang terinfeksi oleh CMV,
ChiVMV dan virus lain .........................................................................
24
3.3. Koleksi isolat CMV dan ChiVMV yang akan
digunakan dalaIn penelitian.................. ................ ...... ..... ..... ......... ..........
25
4.1. Respon beberapa inang diferensial terhadap empat isolat CMV ............
41
4.2. Respon beberapa inang diferensial terhadap tiga isolat ChiVMV..........
42
4.3. Masa inkubasi tercepat isolat CMV dan ChiVMV pada beberapa
inang diferensial......................................................................................
43
5.1. Pengelompokkan tipe ketahanan tanaman berdasarkan reaksi
terhadap infeksi CMV dan ChiVMV ......................................................
58
5.2. Kejadian penyakitdan macam gejala akibat inokulasi CMV
pada sembilan kultivar cabai yang diuji .................................................
59
5.3. Kejadian penyakit dan macam gejala akibat inokulasi ChiVMV
pada sembilan kultivar cabai yang diuji ..................................................
60
5.4. Kejadian penyakit dan macam gejala akibat inokulasi CMV dan
ChiVMV pada sembilan kultivar cabai yang diuji..................................
61
5.5. Pengarub inokulasi CMV dan ChiVMV terhadap
persen penghambatan tinggi tanaman ...................................................
64
5.6. Persentase penghambatanjumlah cabang pada sembilan
kultivar cabai yang diinokulasi dengan
CMV dan ChiVMV ................................................................................
66
5.7. Persen pengurangan basil inokulasi CMV dan ChiVMV terhadap total
bobot buah/tanaman ...............................................................................
67
5.8. Tipe ketahanan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi CMV ...................................................................................... '
68
5.9. Tipe ketahenan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi ChiVMV .................................. .......................... ... ..................
69
XVI
5.10. Tipe ketahanan sembilan kultivar cabai merah terhadap
inokulasi campuran CMV dan ChiVMV ...............................................
69
6.1. Koleksi isolat PGPR yang digunakan untuk menginduksi ketahanan
tanaman cabai kultivar Tit Segitiga................................ .........................
77
6.2. Persentase perkecambahan benih cabai kultivar Tit Segitiga
setelab perlakuan PGPR..........................................................................
81
6.3. Rata-rata nilai absorban dan kejadian penyakit tanaman cabai
Tit Segitiga .............................................................................................
87
6.4. Konsentrasi asam salisilat dengan analisis HPLC dan aktivitas enzim
peroksidase. ... ..... ........ ................................... ..........................................
88
7.1. Keragaan kuItivar Tampar, Cilibangi 5, Keriting Taro,
Tit Super dan Pelita di lapang yang terinfeksi
oleh CMV dan ChiVMV ...... .............................. ... ....... ... ... ... ..................
101
XVll
DAFfAR GAMBAR
Halaman
1.1. Alur penelitian: cucumber mosaic virus dan
chilli veinal mottle virus: Karakterisasi Isolat Cabai dan
Strategi Pengendaliannya ........................................................................
6
3.1. Lokasi pengambilan beberapa sampel tanaman cabai sakit.
Pertanaman cabai di Brebes, Jawa Tengab (A dan B).
Cikabayan, Jawa Barat (C), dan Cipanas, Jawa Barat (D)....................
26
3.2. Gejala CMV dan ChiVMV pada tanaman perbanyakan virus. Isolat
CMV asal Cimangkok (A), isolat CMV asal Segunung (B), isolat
CMV asal Jember (C), isolat CMV asal Malang (D), isolat ChiVMV
asal Sumatera Barat (E), isolat ChiVMV asal Cikabayan (F).................
27
4.1. Hasil amplifikasi RT-PCR isolat CMV asal Cimangkok
menggunakan primer CMV-F dan CMV-R (I dan 2) dan
Marker (M)..............................................................................................
4.2
Hasil amplifikasi RT-PCR isolat ChiVMV asal Cikabayan
menggunakan primer CMV-F dan CMV-R ( 1 dan 4), tanaman
sehat (2), bufer (3) dan marker IOObp (M) .............................................
44
44
4.3. Hasil visualisasi elektroforesis ekstraksi dsRNa dari daun
tembakau terinfeksi CMV asal Cimangkok (1), CMV asal
Segunung (2), ekstraksi dari daun cabai terinfeksi ChiVMV (3) ..........45
4.4. Zona virus murni CMV (kiri) dan ChiVMV (kanan) setelab
ultrasentrifugasi dengan sesium sulfat ....................................................
45
4.5. HasH analisis protein selubung isolat CMV asal Cimangkok
secara SDS-PAGE. Marker (M), tanaman sebat (1), tanarnan
terinfeksi CMV asal Cimangkok (2), basil purifikasi CMV
asal Cimangkok (3 dan 4) .......................................................................
46
4.6. Hasil analisis protein selubung isolat ChiVMV asal Cikabayan
secara SDS-PAGE. Marker (M), tanaman sebat (I), tanaman
terinfeksi ChiVMV asal Cikabayan (2), basil purifikasi ChiVMV
asalCikabayan(3 dan4) .........................................................................
47
4.7. Hasil.pengamatan dengan mikroskop elektron terhadap siapan virus
munn.......................................................................................................
47
5.1. Respon gejala akibat inokulasi CMV (A dan B), inokulasi ChiVMV
(C dan D) dan inokulasi campuran CMV dan
ChiVMV (E dan F) ........ ................ ........................... ...... .... ... ........... ......
62
XVlll
6.1. Respon pertumbuhan tanaman cabai yang diberi PGPR dan tanpa
PGPR. I). Tanpa PGPR dan inokulasi ChiVMV; 2). Tanpa PGPR dan
inokulasi CMV; 3). PGPR dan tanpa inokulasi virus;
4). PGPR dan inokulasi CMV; 5). PGPR dan inokulasi ChiVMV;
6) tanpa PGPR dan inokulasi virus ......... .................. ........... .......... .... ....
82
6.2. Rata-rata tinggi tanaman ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) pada I minggu
setelab inokulasi (MSI) dan 4 MSJ yang diberi perlakuan
beberapa isolat PGPR dan inokulasi CMV. KI: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan
DMRT pada taraf nyata 5 %. ........................................................ ..........
83
6.3. Rata-rata tinggi tanaman ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) pada I minggu
setelab inokulasi (MSJ) dan 4 MSI yang diberi perlakuan
beberapa isolat PGPR dan inokulasi ChiVMV. KI: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan
DMRT pada taraf nyata 5 %. ..................................................................
84
6.4. Pengaruh infeksi CMV dan ChiVMV terhadap jumlab
Std.Dev.) yang telab
cabang tanaman cabai ＨｎｾＵﾱ＠
diberi perlakuan beberapa isolat PGPR. K I: tanpa PGPR
tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan heda nyata berdasarkan DMRT pada tarafnyata 5 %.
Data ditransformasi dengan
vx. ..............................................................
85
6.5. Pengarub infeksi CMV dan ChiVMV terhadap hobot buab
cabai ＨｎｾＵﾱ＠
Std.Dev.) yang telab diberi perlakuan PGPR.
K 1: tanpa PGPR tetapi diinokulasi dengan virus. KO: kontrol
(tanpa PGPR dan tanpa inokulasi virus). Perbedaan huruf
menunjukkan beda nyata berdasarkan DMRT pada tarafnyata 5 %.
Data ditransformasi dengan Vx+O.5. .......................................................
86
7.1. Gejala infeksi ChiVMV pada tanaman cabai kultivar Tit Super (A)
dan kultivar Cilibangi 5 (B), gejala infeksi CMV pada tanaman
cabai kultivar Cilibangi 5 (C) dan kultivar Tit Super (D).
Tanaman cabai kultivar Tampar (E) dan Pelita (F) yang hebas
dari infeksi CMV dan ChiVMV...............................................................
99
7.2. Rata-rata kejadian penyakit berdasarkan uji DAS-ELISA pada
lima kultivar cabai umur dua bulan di kebun percobaan Cikabayan .......
100
7.3. Rata-rata kejadian penyakit berdasarkan uji DAS-ELISA pada lima
kultivar cabai umur tiga bulan setelah tanam di kebun
percobaan Cikabayan ............. ............................... ...................................
100
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman cabai merab (Capsicum spp.) merupakan salah satu komoditas
penting hortikultura di Indonesia. Menurut data Direktorat lenderal Bina Produksi
Hortikultura luas panen cabai merupakan luas panen terbesar diantara tanaman
sayuran lainnya yaitu berturut-turut 150.598 ribu ha untuk tabun 2002 dan
176.264 ribu ha untuk tahun 2003. Tanaman tersebut ditanam di seluruh provinsi
di Indonesia dan memiliki nilai ekonomis yang cukup baik sehingga mendapat
prioritas untuk dikembangkan (Biro Pusat Statistik 1996; DBPH 2004).
Cabai merupakan komponen penting dalam
resep masakan Indonesia
karena membentuk rasa dan aroma masakan dan mengandung sejumlah kalori,
protein, dan vitamin, selain mempunyai rasa pedas yang dapat menambah selera
makan. Rasa dan komposisi kimiawi buah cabai baik yang berwama merah
maupun warna lainnya, beragam menurut varietas tanaman, kondisi pertumbuhan
tanaman, derajat kematangan buah dan cara pengelolaarulY8. Rata-rata setiap
1,80 g buah cabai merah mengandung 23,958 kJ energi, 0,145 g air, 0,216 g
protein, 0,059 g asam lemak dan 1,019 g karbohidrat. Selain itu terkandung pula
sejumlah kaisium (2,664 mg), fosfor (5,274 mg), besi (0,140 mg), serta vitaminvitamin seperri vitamin A (748,980 JU), B6 (0,037 mg) dan C (1,375 mg) (Indian
Institute of Spices Research 2004).
Mengingat kegunaannya dalam menu makanan, stimulan, antiseptik dan
bahan obat-obatan menjadikan cabai sebagai salah satu komoditas perdagangan,
sehingga produktivitasnya harus tetap tetjaga. Produksi cabai di Indonesia masih
sangat rendah apahila dibandingkan dengan potensi produksi yang dapat mencapai
10 tonlha atau sekitar 0,5 - I kg/tanaman (Suwandi et of. 1989). Secara umum
produksi nasional cabai dari tabun 1999 sampai tabun 2002 mengalami penurunan
yaitu 1.007.726 ton (1999),
727.747 ton (2000), 580.464 ton (2001), dan
635.089 ton (2002). Faktor penyebab turunnya produksi cabai secara nasional
diantaranya disebabkan berl