Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pewarisan Karakter
Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus adalah
benar hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Desember 2007
Zahratul Millah
NIM A351030111
ABSTRACT
ZAHRATUL MILLAH. Inheritance Study of Resistance to Chilli Veinal
Mottle Virus on chillipepper. Supervised by SRIANI SUJIPRIHATI and SRI
HENDRASTUTI HIDAYAT
One of the major problem in chillipepper production was virus infection,
with Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) as one of the most important viruses in
Asia. Strategy to manage virus infection is not easy. The use of resistant varieties
was considered as the best strategy to control viral disease. Important steps in
plant breeding for development of resistance varieties involved obtaining of
resistance source and understanding genetic control of the trait.
The research was conducted in three stages: 1) Resistance evaluation of
chillipepper to ChiVMV infection (2) development of genetic material for the
inheritance study and (3) inheritance study and estimation the genetic control of
chillipepper resistance to ChiVMV infection.
Evaluation for resistance was undergone to find resistant and susceptible
parents for further inheritance study. This evaluation involve 14 genotypes from
the collection of Genetic and Plant Breeding laboratory, Department of Agronomy
and Horticultura. ChiVMV isolat Cikabayan was used for the source of inoculum.
From this evaluation three genotypes were identified as resistant parents i.e.
PBC495, VC211a-3-1-1-1 and CCA321, and only one genotype was identified as
susceptible parent.
Basic population for genetic materials in inheritance study was developed.
This population consisted of: P1 (resistant parent), P2 (susceptible parent), F1
(filial of cross between resistant and susceptible parent), F1R (filial of reciprocal
cross), BC1P1 (filial of backcross with resistant parent), BC1P2 (filial of backcross
with susceptible parent) and F2 (second filial of the cross) populations.
Following the 1st and 2nd experiments above, inheritance study for
chillipepper resistance to ChiVMV infection was conducted. On this study, 6
generations population from the cross between PBC495 and ICPN12#4 was used.
Disease incidence (DI) and score of absorbance value at λ 405 nm were used as
variables for resistance response.
Based on the experiment, it was concluded that there was no maternal
effect on the inheritance of chillipepper resistance trait to ChiVMV infection.
Resistance to ChiVMV infection was controlled by a pair of dominant major gene
with full dominant gene action. Biometrical analysis to viral titer showed that
resistance to ChiVMV infection was also controlled by at least a group of minor
gene with gene action type followed the m[d][h][i] genetic model. Heritability
values of the trait were medium to high.
Key words : chillipepper, inheritance, resistance, chilli veinal mottle virus.
ABSTRAK
ZAHRATUL MILLAH. Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman Cabai
terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus. Dibimbing oleh SRIANI
SUJIPRIHATI dan SRI HENDRASTUTI HIDAYAT
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) merupakan salah satu kendala utama
dalam produksi cabai. Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV
seringkali tidak efisien. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat
diharapkan keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan. Tahapan
yang penting dalam program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas
yang tahan terhadap penyakit adalah mendapatkan sumber ketahanan dan
mengetahui kendali genetik dari karakter ketahanan tersebut.
Penelitian terdiri atas 3 tahapan, yaitu: (1) Evaluasi respons ketahanan
tanaman terhadap infeksi ChiVMV (2) pembentukan materi kegenetikaan, (3)
studi pola pewarisan dan pendugaan komponen genetik ketahanan cabai terhadap
infeksi ChiVMV.
Penelitian tahap pertama bertujuan mendapatkan tetua tahan dan tetua
rentan untuk studi pola pewarisan. Pada percobaan ini telah dievaluasi 14 genotipe
cabai, koleksi bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman IPB, dengan ChiVMV
isolat Cikabayan. Berdasarkan respon dari dua kali evaluasi pada genotipe terpilih
didapatkan tetua tahan yaitu genotipe PBC495, VC211a-1-1-1 dan CCA321 serta
tetua rentan yaitu ICPN12#4 .
Kegiatan penelitian tahap kedua bertujuan untuk pembentukan populasi
dasar sebagai bahan untuk studi pola pewarisan, yaitu populasi P1 (tetua tahan),
P2 (tetua rentan), F1 (hasil persilangan antara tetua tahan dan tetua rentan), F1R
(hasil persilangan resiprok), BC1P1 (silang balik dengan tetua tahan), BC1P2
(silang balik dengan tetua rentan) dan F2 (keturunan kedua hasil persilangan).
Tahapan ketiga penelitian bertujuan untuk mempelajari pola pewarisan
karakter ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV. Pada tahapan ini digunakan
populasi enam generasi hasil persilangan PBC495 dengan ICPN12#4, dengan
peubah ketahanan indeks gejala dan nilai absorban.
Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa tidak terdapat efek maternal
dalam pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi ChiVMV.
Ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen mayor dominan
dengan aksi gen dominan sempurna. Analisis biometrik terhadap peubah titer
virus menunjukkan ketahanan terhadap ChiVMV juga dikendalikan oleh paling
sedikit satu kelompok gen minor dengan tipe aksi gen mengikuti model genetik
m[d][h][i]. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan tanaman cabai terhadap
infeksi ChiVMV tergolong kategori sedang sampai tinggi
Kata kunci : cabai, pewarisan, ketahanan, chilli veinal mottle virus.
© Hak Cipta Milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan
sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. M. Syukur SP.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul
Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle
Virus.
Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir.
Sriani Sujiprihati, MS selaku ketua komisi pembimbing, dan Dr. Ir. Sri
Hendrastuti Hidayat, MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah dengan
sabar memberikan arahan, kritik, saran dan dukungan moril hingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Rektor, Dekan
dan Ketua Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng
Tirtayasa yang telah memberikan izin untuk melanjutkan program master,
Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan dana melalui
BPPS Dikti, Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat selaku ketua Tim Program Kerjasama
Faperta IPB- AVRDC atas dukungan dana penelitiannya serta selaku Kepala
Laboratorium Virologi Dept. Proteksi Tanaman IPB atas fasilitas penelitian yang
diberikan, Kepala Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Dept. AGH IPB atas
bantuan bahan genetik dan fasilitas di Labdik. Pemuliaan Tanaman, dan kepada
Pemprov Banten atas bantuan dana melalui program bantuan biaya penelitian
Dispenda Prov. Banten.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada asisten laboratorium,
asisten kebun, rekan-rekan penulis dan adik-adik mahasiswa baik di Laboratorium
Virologi Tumbuhan maupun di Labdik. Pemuliaan Tanaman yang telah berbagi
ilmu, materi penelitian, pengalaman dan bantuan selama penulis melaksanakan
penelitian dan menyusun tesis ini.
Kepada kedua orang tua, kakanda dan adik-adik tercinta, serta kepada
ayah dan ibu mertua beserta segenap keluarga besar atas segala doa, dorongan
semangat dan kasih sayangnya penulis haturkan ucapan terimakasih.
Untuk anak-anak tersayang, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia Khairunnisa,
bunda mohon maaf atas waktu dan perhatian bunda untuk kalian yang banyak
tersita demi menyelesaikan studi bunda. Kepada suami tersayang, Ir. Khairul M.
Lubis MM., adek ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas segala doa, kasih
sayang, dukungan baik moril maupun materiil serta segenap pengorbanan yang
diberikan selama ini.
Terakhir penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada teman-teman di
komplek IPB II, atas jalinan persaudaraan yang diberikan, semoga jalinan ini tak
akan lekang oleh jarak dan waktu, serta kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan doa, bantuan, dorongan,
kritik dan sarannya selama penulis kuliah dan menyelesaikan penelitian.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaaat dan
memberikan tambahan informasi, khususnya dalam usaha pemuliaan tanaman
cabai.
Bogor, Desember 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 19 Desember 1977 sebagai anak
kedua dari lima bersaudara dari ayah H. Zahruddin Zen BA dan ibu Hj. Ifah
Hanifah BA. Penulis menikah dengan Ir. Khairul M Lubis, MM. pada tanggal 18
Januari 2004 dan telah dikaruniai dua orang putri, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia
Khairunnisa.
Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan penulis di Jakarta pada tahun
1996. Kemudian pada tahun yang sama penulis diterima di program studi
Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Padjadjaran melalui jalur SPMB dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
penulis diterima di Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB.
Selama mengikuti pendidikan program magister penulis berkesempatan
menjadi dosen luar biasa pada Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Banten. Terhitung mulai Desember 2003
penulis diterima sebagai staf pengajar tetap pada instansi yang sama.
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pewarisan Karakter
Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus adalah
benar hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Desember 2007
Zahratul Millah
NIM A351030111
ABSTRACT
ZAHRATUL MILLAH. Inheritance Study of Resistance to Chilli Veinal
Mottle Virus on chillipepper. Supervised by SRIANI SUJIPRIHATI and SRI
HENDRASTUTI HIDAYAT
One of the major problem in chillipepper production was virus infection,
with Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) as one of the most important viruses in
Asia. Strategy to manage virus infection is not easy. The use of resistant varieties
was considered as the best strategy to control viral disease. Important steps in
plant breeding for development of resistance varieties involved obtaining of
resistance source and understanding genetic control of the trait.
The research was conducted in three stages: 1) Resistance evaluation of
chillipepper to ChiVMV infection (2) development of genetic material for the
inheritance study and (3) inheritance study and estimation the genetic control of
chillipepper resistance to ChiVMV infection.
Evaluation for resistance was undergone to find resistant and susceptible
parents for further inheritance study. This evaluation involve 14 genotypes from
the collection of Genetic and Plant Breeding laboratory, Department of Agronomy
and Horticultura. ChiVMV isolat Cikabayan was used for the source of inoculum.
From this evaluation three genotypes were identified as resistant parents i.e.
PBC495, VC211a-3-1-1-1 and CCA321, and only one genotype was identified as
susceptible parent.
Basic population for genetic materials in inheritance study was developed.
This population consisted of: P1 (resistant parent), P2 (susceptible parent), F1
(filial of cross between resistant and susceptible parent), F1R (filial of reciprocal
cross), BC1P1 (filial of backcross with resistant parent), BC1P2 (filial of backcross
with susceptible parent) and F2 (second filial of the cross) populations.
Following the 1st and 2nd experiments above, inheritance study for
chillipepper resistance to ChiVMV infection was conducted. On this study, 6
generations population from the cross between PBC495 and ICPN12#4 was used.
Disease incidence (DI) and score of absorbance value at λ 405 nm were used as
variables for resistance response.
Based on the experiment, it was concluded that there was no maternal
effect on the inheritance of chillipepper resistance trait to ChiVMV infection.
Resistance to ChiVMV infection was controlled by a pair of dominant major gene
with full dominant gene action. Biometrical analysis to viral titer showed that
resistance to ChiVMV infection was also controlled by at least a group of minor
gene with gene action type followed the m[d][h][i] genetic model. Heritability
values of the trait were medium to high.
Key words : chillipepper, inheritance, resistance, chilli veinal mottle virus.
ABSTRAK
ZAHRATUL MILLAH. Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman Cabai
terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus. Dibimbing oleh SRIANI
SUJIPRIHATI dan SRI HENDRASTUTI HIDAYAT
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) merupakan salah satu kendala utama
dalam produksi cabai. Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV
seringkali tidak efisien. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat
diharapkan keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan. Tahapan
yang penting dalam program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas
yang tahan terhadap penyakit adalah mendapatkan sumber ketahanan dan
mengetahui kendali genetik dari karakter ketahanan tersebut.
Penelitian terdiri atas 3 tahapan, yaitu: (1) Evaluasi respons ketahanan
tanaman terhadap infeksi ChiVMV (2) pembentukan materi kegenetikaan, (3)
studi pola pewarisan dan pendugaan komponen genetik ketahanan cabai terhadap
infeksi ChiVMV.
Penelitian tahap pertama bertujuan mendapatkan tetua tahan dan tetua
rentan untuk studi pola pewarisan. Pada percobaan ini telah dievaluasi 14 genotipe
cabai, koleksi bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman IPB, dengan ChiVMV
isolat Cikabayan. Berdasarkan respon dari dua kali evaluasi pada genotipe terpilih
didapatkan tetua tahan yaitu genotipe PBC495, VC211a-1-1-1 dan CCA321 serta
tetua rentan yaitu ICPN12#4 .
Kegiatan penelitian tahap kedua bertujuan untuk pembentukan populasi
dasar sebagai bahan untuk studi pola pewarisan, yaitu populasi P1 (tetua tahan),
P2 (tetua rentan), F1 (hasil persilangan antara tetua tahan dan tetua rentan), F1R
(hasil persilangan resiprok), BC1P1 (silang balik dengan tetua tahan), BC1P2
(silang balik dengan tetua rentan) dan F2 (keturunan kedua hasil persilangan).
Tahapan ketiga penelitian bertujuan untuk mempelajari pola pewarisan
karakter ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV. Pada tahapan ini digunakan
populasi enam generasi hasil persilangan PBC495 dengan ICPN12#4, dengan
peubah ketahanan indeks gejala dan nilai absorban.
Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa tidak terdapat efek maternal
dalam pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi ChiVMV.
Ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen mayor dominan
dengan aksi gen dominan sempurna. Analisis biometrik terhadap peubah titer
virus menunjukkan ketahanan terhadap ChiVMV juga dikendalikan oleh paling
sedikit satu kelompok gen minor dengan tipe aksi gen mengikuti model genetik
m[d][h][i]. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan tanaman cabai terhadap
infeksi ChiVMV tergolong kategori sedang sampai tinggi
Kata kunci : cabai, pewarisan, ketahanan, chilli veinal mottle virus.
© Hak Cipta Milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan
sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. M. Syukur SP.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul
Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle
Virus.
Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir.
Sriani Sujiprihati, MS selaku ketua komisi pembimbing, dan Dr. Ir. Sri
Hendrastuti Hidayat, MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah dengan
sabar memberikan arahan, kritik, saran dan dukungan moril hingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Rektor, Dekan
dan Ketua Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng
Tirtayasa yang telah memberikan izin untuk melanjutkan program master,
Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan dana melalui
BPPS Dikti, Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat selaku ketua Tim Program Kerjasama
Faperta IPB- AVRDC atas dukungan dana penelitiannya serta selaku Kepala
Laboratorium Virologi Dept. Proteksi Tanaman IPB atas fasilitas penelitian yang
diberikan, Kepala Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Dept. AGH IPB atas
bantuan bahan genetik dan fasilitas di Labdik. Pemuliaan Tanaman, dan kepada
Pemprov Banten atas bantuan dana melalui program bantuan biaya penelitian
Dispenda Prov. Banten.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada asisten laboratorium,
asisten kebun, rekan-rekan penulis dan adik-adik mahasiswa baik di Laboratorium
Virologi Tumbuhan maupun di Labdik. Pemuliaan Tanaman yang telah berbagi
ilmu, materi penelitian, pengalaman dan bantuan selama penulis melaksanakan
penelitian dan menyusun tesis ini.
Kepada kedua orang tua, kakanda dan adik-adik tercinta, serta kepada
ayah dan ibu mertua beserta segenap keluarga besar atas segala doa, dorongan
semangat dan kasih sayangnya penulis haturkan ucapan terimakasih.
Untuk anak-anak tersayang, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia Khairunnisa,
bunda mohon maaf atas waktu dan perhatian bunda untuk kalian yang banyak
tersita demi menyelesaikan studi bunda. Kepada suami tersayang, Ir. Khairul M.
Lubis MM., adek ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas segala doa, kasih
sayang, dukungan baik moril maupun materiil serta segenap pengorbanan yang
diberikan selama ini.
Terakhir penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada teman-teman di
komplek IPB II, atas jalinan persaudaraan yang diberikan, semoga jalinan ini tak
akan lekang oleh jarak dan waktu, serta kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan doa, bantuan, dorongan,
kritik dan sarannya selama penulis kuliah dan menyelesaikan penelitian.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaaat dan
memberikan tambahan informasi, khususnya dalam usaha pemuliaan tanaman
cabai.
Bogor, Desember 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 19 Desember 1977 sebagai anak
kedua dari lima bersaudara dari ayah H. Zahruddin Zen BA dan ibu Hj. Ifah
Hanifah BA. Penulis menikah dengan Ir. Khairul M Lubis, MM. pada tanggal 18
Januari 2004 dan telah dikaruniai dua orang putri, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia
Khairunnisa.
Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan penulis di Jakarta pada tahun
1996. Kemudian pada tahun yang sama penulis diterima di program studi
Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Padjadjaran melalui jalur SPMB dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
penulis diterima di Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB.
Selama mengikuti pendidikan program magister penulis berkesempatan
menjadi dosen luar biasa pada Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Banten. Terhitung mulai Desember 2003
penulis diterima sebagai staf pengajar tetap pada instansi yang sama.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ……………………………………………….
xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………….....
xiii
PENDAHULUAN ………………………………………........
Latar Belakang ………………………………………………..
Tujuan Penelitian
...…...………………………………….....
Hipotesis ………...……………………………………………
Manfaat Penelitian …………………………………………….
1
1
4
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ………………………………….….
Syarat Tumbuh Tanaman Cabai …………………………......
Biologi Tanaman Cabai ……………………………………...
Hama dan Penyakit Tanaman Cabai ………………………....
Virus Sebagai Patogen Tanaman ………………………….....
Chilli Veinal Mottle Potyvirus (ChiVMV) ….…………….....
Pemuliaan untuk Ketahanan Tanaman terhadap Virus ……..…
6
6
7
8
9
10
11
BAHAN DAN METODE PENELITIAN .………………......
Tempat dan Waktu Penelitian ……...…………………………
Bahan dan Alat ..…………………………………………….
Metode Penelitian ……..…………………………………......
Pelaksanaan Percobaan ……..………………………………...
Analisis Data ………………………………………………….
21
21
21
21
26
31
HASIL DAN PEMBAHASAN ……………..
Respon Ketahanan Beberapa Genotipe Cabai koleksi terhadap
infeksi ChiVMV
………………………………………......
Pembentukan Materi Kegenetikaan ..........................................
Pola Pewarisan Karakter Ketahanan terhadap ChiVMV ……...
39
39
42
42
SIMPULAN DAN SARAN ………………………………....
Simpulan ....................................................................................
Saran ........................................................................................
51
51
51
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………….........
53
LAMPIRAN …...…………………………………………………
58
DAFTAR TABEL
1.
2.
Halaman
Interaksi antara gen tanaman inang dan gen virus ………………
13
Penentuan indeks gejala pada tanaman cabai yang terinfeksi
ChiVMV
……………………………………………………..
29
3..
Penentuan peringkat ketahanan tanaman cabai terhadap ChiVMV..
29
4.
Penentuan skor titer virus berdasarkan nisbah nilai absorban dari
sampel tanaman cabai yang diinokulasi oleh ChiVMV ................
30
5.
Klasifikasi derajat dominansi berdasarkan nilai potensi rasio (hp)
..
32
6.
Koefisien komponen genetik dalam Joint Scaling Test ..................
36
7.
Hasil evaluasi respon ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV
tahap I ..............................................................................................
39
Hasil evaluasi respon ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV
tahap II .............................................................................................
41
Koefisien korelasi antara peubah kejadian penyakit, intensitas
gejala dan titer virus ................................................
41
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Nilai rata-rata, galat baku, hasil uji beda nilai tengah (Uji T) dan
hasil uji kehomogenan ragam (Uji F) dari peubah indeks gejala
dan peubah titer virus populasi F1 dan F1 resiprok .......................
Nilai rata-rata dan galat baku peubah indeks gejala dan titer virus
dari populasi P1, P2 dan F1, serta nilai potensi rasio dari kedua
peubah ..................................................................................
Hasil uji kesesuaian sebaran frekuensi ketahanan terhadap
ChiVMV berdasarkan indeks gejala pada populasi F2 dan BC1P2
dengan hipotesis histogram berpuncak dua terhadap beberapa
model nisbah Mendel ......................................................................
42
43
46
Hasil uji kesesuaian sebaran frekuensi ketahanan terhadap
ChiVMV berdasarkan skor titer virus pada populasi F2 dengan
hipotesis histogram berpuncak dua terhadap beberapa model
nisbah Mendel .................................................................................
48
Uji skala individu dan skala gabungan kesesuaian model aditif
dominan untuk peubah titer virus ..................................................
49
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
2.
Bagan Alir Penelitian Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman
Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus .........................
Teknik Persilangan Buatan pada Cabai .…………………………
22
24
3.
Teknik inokulasi virus secara mekanik ………………………….
27
4.
Tipe Gejala Infeksi ChiVMV ………………………………..
28
5.
Skema posisi relatif nilai rata-rata F1 terhadap nilai rata-rata tetua
tahan (P1) dan tetua rentan (P2) serta nilai tengah kedua tetua
(MP) ……………………………………………………………...
43
Histogram sebaran frekuensi tanaman berdasarkan indeks gejala
pada populasi P1, P2, F1, BC1P1, BC1P2 dan F2 …………………..
45
Sebaran frekuensi tanaman berdasarkan titer virus pada populasi
P1, P2, F1, BC1P1, BC1P2 dan F2 ………………………………….
47
Sebaran frekuensi tanaman berdasarkan titer virus pada populasi
F2 ……………………………………………………………..…..
47
6.
7.
8.
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Daftar galur cabai merah yang digunakan ……………………...
2.
Penampilan buah dari delapan genotipe cabai yang dievaluasi
pada tahap II ...................................................................................
Genotipe cabai yang tahan terhadap ChiVMV berdasarkan hasil
evaluasi respon ketahanan: A. PBC495; B. VC211a-3-1-1-1; C.
CCA321 ………………………………………………………….
60
Genotipe ICPN12#4 yang rentan terhadap ChiVMV berdasarkan
hasil evaluasi respon ketahanan .....................................................
60
3.
4.
5.
6.
Buah dari masing-masing generasi keturunan persilangan
genotype PBC495 dengan ICPN12#4 ...........................................
Uji normalitas sebaran frekuensi populasi F2 untuk peubah titer
virus ……………………………………………………………...
xiii
58
59
61
61
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cabai (Capsicum annuum L.) adalah salah satu tanaman ekonomis penting
di dunia dan telah dibudidayakan secara meluas (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Kegunaannya yang beragam menjadikan cabai sebagai salah satu komoditas
andalan yang bernilai ekonomis tinggi. Selain dimanfaatkan sebagai bumbu
masak pada skala rumah tangga, cabai juga digunakan sebagai bahan campuran
dalam berbagai industri pengolahan makanan dan minuman, serta untuk
pembuatan obat-obatan dan kosmetik (Duriat 1996a; Suwandi et al. 2002).
Kandungan vitamin A dan C pada buah cabai yang cukup tinggi merupakan
nilai tambah dari komoditas ini (Kalloo 1988; Rubatzky dan Yamaguchi 1997;
Kusandriani 1996). Rata-rata setiap 100 g buah cabai mengandung 58 kilo kalori,
2.8 g protein, 2.3 g lemak dan 6.6 g karbohidrat, 3 mg kalsium, 18 mg fosfor, 1.3
mg zat besi, 10 000 IU vitamin A dan 16 mg vitamin C (Thai Horticulture 2006).
Sejalan
dengan
kebutuhan
manusia dan teknologi yang semakin
berkembang, permintaan akan ketersediaan cabai semakin meningkat. Sayangnya
peningkatan ini belum diikuti oleh produktivitas nasional cabai yang
masih
tergolong rendah. Produktivitas nasional cabai pada tahun 2004 hanya sebesar
6.49 ton/ha dan bahkan mengalami penurunan menjadi 6.39 ton/ha pada tahun
2005 (Deptan 2006). Nilai ini masih sangat kecil dibandingkan dengan potensi
produksi nasional yang dapat mencapai 18 ton/ha (Kusandriani 1996).
Salah satu kendala utama dalam produksi cabai adalah penyakit yang
disebabkan oleh virus. Diketahui terdapat sekitar 45 jenis virus yang dapat
menyerang tanaman cabai (Duriat 1996b). Salah satu virus yang cukup penting
secara ekonomi, yang mengganggu budidaya tanaman cabai adalah chilli veinal
mottle virus (ChiVMV).
ChiVMV merupakan satu dari lima virus yang paling sering menyerang
cabai di Asia (Yoon 1987, diacu dalam Duriat et al. 1995b). Laporan tahunan
AVRDC (2003) menyatakan bahwa ChiVMV adalah virus paling penting yang
menyerang cabai di Asia subtropis dan tropis, dimana virus ini terdapat di 10 dari
11 negara yang disurvei.
2
Di Indonesia, keberadaan ChiVMV telah dilaporkan oleh Duriat et al. pada
tahun 1989 (Sulyo et al. 1995). Berdasarkan hasil survei lapangan yang dilakukan
Taufik et al. (2005) pada 11 lokasi survei yang menyebar di Jawa dan Sulawesi
Selatan dibuktikan bahwa penyebaran ChiVMV di Indonesia cukup luas. Virus ini
selalu ditemukan pada setiap pertanaman cabai yang diamati.
Infeksi ChiVMV pada fase pertumbuhan awal mengurangi ukuran daun
yang diikuti dengan distorsi, serta produksi buahnya lebih sedikit dan lebih kecil
(Shah dan Khalid 2001). Selain itu, akibat infeksi virus ini telah dilaporkan dapat
menyebabkan kehilangan hasil hingga 100% (AVRDC 2003). Ong et al. (1980),
diacu dalam Ang (1995) melaporkan bahwa ChiVMV tidak hanya mengurangi
keseluruhan hasil, tetapi juga kualitas dari buah cabai.
ChiVMV dapat menimbulkan gejala yang bervariasi pada daun tanaman
cabai yang terinfeksi. Gejala pada daun cabai dapat berupa bercak berwarna hijau
tua yang tidak beraturan (belang) dan penebalan tulang daun, permukaan daun
tidak rata, daun menjadi lebih kecil dan kadang diikuti dengan malformasi daun
serta tanaman menjadi kerdil (Siriwong et al. 1995). Keparahan penyakit pada
tanaman tergantung pada kultivar dan waktu infeksi (Chiemsombat dan
Kittipakorn 1996; CABI 2000).
Penyakit yang disebabkan oleh virus pada umumnya sulit dikendalikan.
Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya : (1) tanaman yang terinfeksi
tidak dapat disembuhkan dan dapat menjadi sumber inokulum untuk tanaman
disekitarnya; (2) kebanyakan penularan virus di alam terjadi melalui kutu daun
dan bersifat non persisten (Palukaitis et al. 1992); (3) virus umumnya memiliki
kisaran inang yang luas (Matthews 1991) sehingga target pengendalian menjadi
lebih sulit karena penyebaran virus ke seluruh areal pertanaman dapat berlangsung
dalam waktu singkat; dan (4) virus umumnya memiliki keragaman genetik yang
tinggi yang ditunjukkan oleh banyaknya strain virus tersebut yang dapat
menimbulkan gejala atau keparahan penyakit yang berbeda-beda (Palukaitis et al.
1992).
Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV seringkali tidak
efisien, karena penyebarannya yang sangat cepat secara non-persisten melalui
kutu daun. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat diharapkan
3
keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan (Green dan Kim
1994). Strategi pengendalian penyakit menggunakan kultivar tahan cukup
menjanjikan karena murah, aman dan tidak mencemari lingkungan, tidak
memerlukan keterampilan khusus bagi petani dan dapat mengendalikan virus
kapanpun (Fraser 1992; Duriat 1996b).
Diantara tujuan pemuliaan tanaman cabai di Indonesia adalah perbaikan
daya ketahanan cabai terhadap penyakit. Evaluasi ketahanan beberapa kultivar
cabai terhadap ChiVMV telah beberapa kali dilakukan, namun informasi tentang
pewarisan karakter ketahanan terhadap ChiVMV pada cabai masih sangat sedikit.
Chew dan Ong (1990), diacu dalam Shah dan Khalid (2001) melaporkan
bahwa sepasang gen resesif memberikan ketahanan kepada genotipe-genotipe
terhadap infeksi ChiVMV. Menurut Chew (1993), diacu dalam Green dan Kim
(1994) ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen resesif
(kemungkinan sejumlah gen resisten independen terlibat). Sementara Caranta dan
Palloix (1995) melaporkan bahwa ketahanan terhadap ChiVMV berdasarkan
pengujian terhadap keturunan F1 double haploid hasil persilangan cabai perennial
India dengan “Yolo wonder” dikendalikan oleh dua gen independen, dengan efek
dominan yang jelas.
Informasi tentang pewarisan suatu karakter yang meliputi ada tidaknya efek
maternal, jumlah gen pengendali, aksi gen dan heritabilitas adalah sangat penting
dalam menentukan strategi pemuliaan tanaman selanjutnya agar perbaikan
karakter tersebut menjadi lebih efektif. Dengan mengetahui pola pewarisan suatu
karakter pada tanaman akan memungkinkan bagi kita untuk mengendalikan
pewarisan tanaman dan membentuk tipe baru (Hermiati 2000).
Pada tanaman cabai, ketahanan terhadap ChiVMV dilaporkan telah
ditemukan pada galur tertentu spesies C. annuum, C. frustecens dan C. chinensis
(Green dan Kim 1994). Berdasarkan berbagai penelitian diketahui bahwa tingkat
ketahanan terhadap ChiVMV antar genotipe cabai tidak sama. Hal ini
menunjukkan adanya variabilitas genetik ketahanan terhadap ChiVMV pada
cabai.
4
Melalui
ketahanannya
pesilangan
diharapkan
antara
genotipe
mampu
cabai
yang
memperlihatkan
berbeda
model
karakter
pewarisannya
berdasarkan sebaran fenotipe pada keturunan F2-nya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk
1. Mengevaluasi respon ketahanan beberapa genotipe cabai terhadap infeksi
ChiVMV
2. Mengetahui ada tidaknya efek maternal dalam pewarisan karakter ketahanan
terhadap ChiVMV
3. Menduga jumlah dan aksi gen yang mengendalikan karakter ketahanan
terhadap ChiVMV
4. Menduga nilai heritabilitas dari karakter ketahanan terhadap ChiVMV
Hipotesis
1. Terdapat respon ketahanan yang berbeda dari genotipe cabai terhadap infeksi
ChiVMV
2. Tidak terdapat efek maternal pada pewarisan karakter ketahanan terhadap
ChiVMV
3. Pewarisan
karakter ketahanan terhadap ChiVMV pada tanaman cabai
dikendalikan oleh sedikit gen dengan aksi gen sederhana (simple genic)
4. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan terhadap ChiVMV ini adalah
tinggi.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi
mengenai:
1. Derajat ketahanan beberapa genotipe cabai koleksi yang diuji terhadap infeksi
ChiVMV.
2. Peubah yang efektif untuk seleksi ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi
ChiVMV
3. Kendali genetik pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi
ChiVMV
5
Informasi tersebut diharapkan dapat menjadi bahan masukan dalam menentukan
strategi pemuliaan yang efektif dan efisien untuk menghasilkan kultivar cabai
yang tahan terhadap ChiVMV.
TINJAUAN PUSTAKA
Syarat Tumbuh Tanaman Cabai
Tanaman cabai dapat ditanam mulai dari ketinggian permukaan laut hingga
13.000 m. Tanaman ini memerlukan cuaca yang panas untuk pertumbuhannya.
Suhu siang yang ideal untuk pertumbuhan tanaman cabai rata-rata adalah 20oC
hingga 25oC. Pertumbuhan tanaman meningkat ketika suhu malam tidak melebihi
20oC. Bunga tidak terbuahi pada suhu udara di bawah 16°C atau di atas 32°C
karena produksi tepung sari yang tidak baik. Pembungaan dan pembuahan akan
optimum pada suhu antara 20oC dan 25oC (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Cabai tidak menghendaki curah hujan yang tinggi atau iklim yang basah,
karena pada keadaan tersebut tanaman akan mudah terserang penyakit, terutama
yang disebabkan oleh cendawan. Curah hujan yang baik untuk pertumbuhan
tanaman cabai adalah sekitar 600-1250 mm per tahun (Sumarni 1996).
Tanaman cabai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah, asal drainase dan
aerasi tanah cukup baik. Bila diharapkan panen yang lebih cepat, cabai sebaiknya
ditanam pada tanah lempung berpasir. Bila diharapkan panen lebih lambat cabai
lebih cocok ditanam pada tanah yang lebih berat atau tanah liat. Tanah juga harus
mengandung cukup bahan organik, unsur hara, dan air, serta bebas dari gulma,
nematoda dan bakteri layu. Tingkat kemasaman (pH) tanah: 5.5-6,8 merupakan
keadaan yang baik untuk tanaman cabai (Knott dan Deanon 1970; Knott 1962,
diacu dalam Sumarni 1996). Keadaan pH tanah sangat penting karena erat
kaitannya dengan ketersediaan unsur hara dalam tanah. Apabila ditanam pada
tanah yang mempunyai pH lebih dari 7, tanaman cabai akan menunjukkan gejala
klorosis, yakni tanaman kerdil dan daun menguning yang disebabkan oleh
kekurangan unsur hara besi (Fe). Sebaliknya, pada tanah yang ber-pH kurang dari
5, tanaman cabai juga akan tumbuh kerdil, karena kekurangan unsur hara kalsium
(Ca) dan magnesium (Mg) atau keracunan alumunium (Al) dan mangan (Mn)
(Knott 1962, diacu dalam Sumarni 1996).
Tanah yang paling ideal untuk tanaman cabai adalah yang mengandung
bahan organik sekurang-kurangnya 1.5% dan mempunyai pH 6.0-6.5. Suhu tanah
juga merupakan faktor penting karena sangat erat hubungannya dengan
penyerapan unsur hara oleh tanaman. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
7
peningkatan suhu tanah dari 13.3oC menjadi 14.4°C dapat meningkatkan produksi
buah cabai (Knott dan Deanon 1970, diacu dalam Sumarni, 1996).
Biologi Tanaman Cabai
Cabai termasuk tanaman dikotil berbentuk semak, batangnya berkayu, tipe
percabangannya tegak atau menyebar dengan karakter yang berbeda-beda
tergantung spesiesnya. Struktur perakarannya diawali dari akar tunggang yang
sangat kuat, yang bercabang-cabang ke samping dengan akar rambut. Pola
pertumbuhannya vegetatif berupa percabangan-percabangan dikotomi dari batang
utama dan tunas-tunas lateralnya. Daun cabai merupakan daun tunggal dengan
helai daun berbentuk bulat telur lebar atau lanset. Daun berwarna hijau atau hijau
tua, tumbuh pada tunas-tunas samping berurutan, pada batang utama dan tunggal
tersusun secara spiral (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Bunga tanaman cabai umumnya bersifat tunggal dan tumbuh pada ujung
ruas, serta merupakan bunga sempurna (hermaprodit). Mahkota bunga berwarna
putih atau ungu tergantung kultivarnya, helaian mahkota bunga berjumlah lima
atau enam helai. Diameter mahkota bunga antara 8 – 15 mm, tergantung pada
spesiesnya. Pada dasar bunga terdapat daun buah berjumlah lima helai, kadangkadang bergerigi. Setiap bunga memiliki satu putik (stigma), dengan kepala putik
berbentuk bulat. Terdapat lima sampai delapan helai benang sari dengan kepala
sari berbentuk lonjong, berwarna biru keunguan (Greenleaf 1986; Kusandriani
1996).
Pada saat bunga mekar, kotak sari masak dan dalam waktu relatif singkat
tepung sari keluar mencapai kepala putik dengan perantaraan serangga atau angin.
Tepung sari berbentuk lonjong, terdiri dari tiga segmen, berwarna kuning
mengkilat. Dalam satu kotak sari berkembang sekitar 11.000 sampai 18.000 butir
tepung sari. Tepung sari umumnya mempunyai ukuran hampir sama antar kultivar
(Kusandriani 1996).
Ukuran buah cabai beragam dari pendek sampai panjang, sedangkan
ujungnya runcing atau tumpul. Bentuk buah umumnya memanjang. Kedudukan
buah adalah buah tunggal pada masing-masing ruas (ketiak daun) atau kadangkadang fasciculate. Permukaan kulit dan warna buah bervariasi dari halus sampai
bergelombang, warna mengkilat sampai kusam, hijau, kuning, coklat atau kadang-
8
kadang ungu pada waktu muda dan menjadi merah waktu matang (Greenleaf
1986; Kusandriani 1996).
Buah cabai berongga dengan jumlah rongga bergantung pada kultivarnya. Di
dalam rongga buah terdapat plasenta tempat melekatnya biji. Ukuran rongga buah
berbeda-beda tergantung ukuran buah. Daging buah renyah, tetapi kadang-kadang
lunak tergantung pada kultivarnya. Buah mengandung banyak biji yang terletak di
dalam buah, melekat pada plasenta. Umumnya biji cabai berwarna putih
kekuningan berbentuk ginjal dan keras, kecuali biji C. pubescens yang berwarna
hitam (Kusandriani 1996).
Cabai termasuk tanaman yang menyerbuk sendiri, meskipun demikian
penyerbukan silang dapat terjadi di lapangan, terutama oleh serangga dan angin.
Di antara kultivar-kultivar cabai terdapat perbedaan dalam hal letak kepala putik
terhadap kotak sari yang disebut heterostyly. Persilangan sering terjadi pada bunga
yang memiliki tangkai putik (stylus) yang panjang dan kepala putik (stigma) yang
lebih tinggi daripada kotak sari. Penyerbukan sendiri terjadi pada bunga yang
memiliki tangkai putik yang pendek, sehingga letak kepala putik lebih rendah
daripada kotak sari (Greenleaf 1986; Kusandriani 1996).
Protogyny, yaitu fase dimana putik mencapai masa siap dibuahi (receptive)
sebelum tepung sari (pollen) masak, terjadi pada beberapa spesies cabai. Hal ini
penting dalam mencegah terjadinya penyerbukan silang untuk menjaga kemurnian
varietas cabai (Kusandriani 1996).
Kemampuan bersilang antar spesies (species crossability) bervariasi,
walaupun semua populasi alami adalah diploid dengan jumlah kromosom 2n = 2x
= 24. Namun demikian, pada persilangan antar spesies tertentu terdapat halangan
(barrier) (Greenleaf 1986; Kusandriani 1996).
Hama dan Penyakit Tanaman Cabai
Hama dan penyakit adalah kendala biologis yang sering dihadapi dalam
usahatani cabai. Hama yang paling sering merugikan meliputi trip (Thrips
parvispinus Karny), tungau (Polyphagotarsonemus latus Banks.) dan kutu daun
(Myzus parsicae Sulz. dan Aphis gossypii) (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Penyakit yang sangat merugikan dan merupakan kendala biologis terpenting
adalah antraknosa yang disebabkan oleh cendawan Colletotrichum capsici dan C
9
gloeosporioides. Patogen ini mulai menyerang saat buah menjelang matang dan
seringkali menjadi penyakit pascapanen (Black et al. 1991).
Selain cendawan, patogen lain yang seringkali sangat merugikan usahatani
cabai adalah virus (Black et al. 1991). Diketahui terdapat sekitar 45 jenis virus
yang dapat menyerang tanaman cabai (Duriat 1996b). Berbeda dengan antraknosa
yang serangan awalnya terjadi pada buah, virus terutama menyerang bagian
vegetatif tanaman. Oleh karena itu serangan virus pada perkembangan awal
tanaman dapat menyebabkan kerugian hingga 100% (Green dan Kim 1991).
Virus sebagai Patogen Tanaman
Virus adalah satu unit molekul asam nukleat yang biasanya terbungkus
dalam protein atau lipoprotein pembungkus, berukuran sangat kecil, dapat
berreplikasi hanya di dalam sel inang yang sesuai, dan berkemampuan
menyebabkan penyakit (Matthews 1991). Dari 2000 virus yang telah diketahui,
seperempatnya dapat menyerang dan menyebabkan penyakit pada tumbuhan.
Virus menyebabkan penyakit tidak dengan cara mengkonsumsi sel atau
membunuhnya dengan toksin, tetapi dengan menggunakan substansi sel inang,
mengisi ruangan dalam sel dan mengganggu proses dan komponen seluler, yang
selanjutnya mengacaukan metabolisme sel dan menyebabkan kondisi dan
substansi sel abnormal yang mengganggu fungsi dan kehidupan sel atau
organisme (Agrios 1997).
Virus masuk ke dalam jaringan tumbuhan antara lain melalui luka yang
dibuat secara mekanik atau oleh vektor atau masuk ke dalam ovule bersama
tepung sari yang terinfeksi. Infektivitas virus sangat ditentukan oleh bagian asam
nukleatnya, yang pada sebagian besar virus tumbuhan berupa RNA. Beberapa
jenis
virus
tumbuhan
membutuhkan
enzim
RNA
transkriptase
untuk
memperbanyak diri dan menginfeksi. Kemampuan RNA virus memproduksi baik
RNAnya sendiri maupun protein tertentu, menunjukkan bahwa RNA membawa
faktor genetik tertentu (Matthews 1991; Bos 1994).
lnfeksi tanaman oleh virus terjadi jika virus mampu memperbanyak diri di
dalam sel awal yang terinfeksi dan mampu pindah dari sel yang satu ke sel yang
lain sehingga menyebar secara sistemik di dalam jaringan tanaman (Mathews
1991). Perpindahan virus di dalam sel tanaman melalui plasmodesmata yang
10
merupakan penghubung antar sel. Perpindahan melalui plasmodesmata tersebut
terjadi antara lain dengan bantuan movement proteins (MPs) yang berfungsi
meningkatkan ukuran plasmodesmata dan mengikat RNA virus untuk melewati
plasmodesmata. Adanya MPs tersebut menyebabkan virus dapat melewati
plasmodesmata walaupun diameter virus lebih besar daripada diameter
plasmodesmata. Sebagian besar virus dapat dengan cepat terangkut dalam jarak
jauh melalui floem. Apabila virus telah masuk ke dalam floem, maka selanjutnya
virus tersebut dengan cepat menuju titik tumbuh atau menuju daerah pemanfaatan
bahan makanan seperti umbi dan rhizome (Agrios 1997; Mathews 1991).
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV)
Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) adalah virus paling penting yang
menyerang cabai di Asia subtropis dan tropis, dimana virus ini terdapat di 10 dari
11 negara yang disurvei (AVRDC 2002). Hasil survei lapangan yang dilakukan
Taufik et al. (2005a) pada 11 lokasi yang menyebar di Jawa dan Sulawesi Selatan
membuktikan bahwa penyebaran ChiVMV di Indonesia cukup luas. Virus ini
selalu ditemukan pada setiap pertanaman cabai yang diamati.
ChiVMV tergolong ke dalam genus Potyvirus, famili Potyviridae. Potyvirus
merupakan kelompok terbesar diantara virus-virus yang menyerang tanaman
(Agrios 1997). Partikel virus berbentuk filamen, tidak beramplop dan lentur.
Panjang partikel 750 sampai 765 nm dan diameter 12 sampai 13 nm (Siriwong et
al. 1995, diacu dalam CABI 2000). Genom ChiVMV merupakan utas tunggal
RNA dan genom diekspresikan sebagai poliprotein, dengan berat molekul sekitar
9.7 kb (Hull 2002). ChiVMV membentuk badan inklusi yang berbentuk cakra
(pinwheel) (Hull 2002; Samad 1986, diacu dalam Lee et al. 1994).
ChiVMV dapat ditularkan secara mekanik, melalui penyambungan dan
serangga vektor. Serangga yang menjadi vektor bagi ChiVMV adalah A.
craccivora, A. gossypii, A. spiraecola, M. persicae, Toxoptera citricidus,
Hysteroneura setariae, dan Rhopalosiphum maydis. ChiVMV bersifat non
persisten dan tidak dapat ditularkan melalui benih (Ong et al. 1978, diacu dalam
Ang 1995; Ong et al. 1979, diacu dalam Murayama et al. 1998).
ChiVMV memiliki kisaran inang yang cukup luas, meliputi gulma dan
tanaman dari famili Solanaceae, seperti C annuum, C. frutescens, C. chinensis, N.
11
tabaccum, N. glutinosa, N. megalosiphon, N. benthamiana, N. sylvestris, Physalis
floridana, P. minima, Datura stramonium, D. metel, L. esculentum, Nicandra
physalodes, Petunia hybrida, dan S. melongena (CABI 2000). Infeksi ChiVMV
pada fase pertumbuhan awal mengurangi ukuran daun yang diikuti dengan
distorsi, serta produksi buahnya lebih sedikit dan lebih kecil (Shah dan Khalid,
2001). Selain itu, akibat infeksi virus ini telah dilaporkan dapat menyebabkan
kehilangan hasil lebih dari 50 % di Malaysia (Ong et al.1979, 1980, diacu dalam
Shah dan Khalid 2001). AVRDC (2003) bahkan melaporkan bahwa kehilangan
hasil akibat infeksi ChiVMV bisa mencapai 100%. Ong et al. (1980), diacu
dalam Ang (1995) melaporkan bahwa ChiVMV tidak hanya mengurangi
keseluruhan hasil, tetapi juga kualitas dari buah cabai.
ChiVMV dapat menimbulkan gejala yang bervariasi pada daun tanaman
cabai yang terinfeksi. Gejala pada daun cabai dapat berupa bercak berwarna hijau
tua yang tidak beraturan (belang) dan penebalan tulang daun, permukaan daun
tidak rata, daun menjadi lebih kecil dan kadang diikuti dengan malformasi daun
serta tanaman menjadi kerdil (Siriwong et al 1995, diacu dalam Taufik et al.
2005b). Keparahan penyakit pada tanaman tergantung pada kultivar dan waktu
infeksi (Chiemsombat dan Kittipakorn 1996; CABI 2000).
Pemuliaan untuk Ketahanan Tanaman terhadap Virus
Secara umum ada tiga metode yang biasa digunakan untuk mengendalikan
virus. Pertama, menghilangkan sumber inokulum di lapangan diantaranya dengan
cara melakukan eradikasi tanaman yang telah terinfeksi virus, dan membersihkan
gulma yang menjadi inang virus. Kedua, mencegah atau menghambat penyebaran
virus dari satu pertanaman ke pertanaman lain. Karena virus sebagian besar
ditularkan oleh serangga, maka pencegahan penyebaran virus dapat dilakukan
dengan mengendalikan serangga vektor, baik secara kimiawi maupun biologis.
Ketiga adalah dengan menggunakan kultivar tahan (Harrison 1987).
Diantara berbagai metode pengendalian virus tersebut, penggunaan kultivar
tahan adalah yang paling baik. Di samping memberikan kepastian pengendalian
virus yang lebih baik, metode ini merupakan yang paling murah, aman, tidak
mencemari lingkungan, tidak memerlukan ketrampilan khusus bagi petani dan
dapat mengendalikan virus kapanpun mulai menyerang (Hooker 1983; Frasser
12
1992). Namun demikian, oleh karena virus umumnya memiliki kisaran inang yang
sangat luas, penggunaan kultivar tahan harus dibarengi dengan metode
pengendalian lain, seperti pembersihan gulma inang virus dan pengendalian
serangga vektor (Palukaitis et al.).
Tanaman yang tahan terhadap virus adalah tanaman yang mampu
menghambat replikasi dan penyebaran virus di dalam tanaman atau perkembangan
gejala (Russell 1981). Tahan adalah karakter tanaman yang berkebalikan dari
rentan, dan dapat dikelompokkan menjadi sangat tahan, tahan, dan rentan.
Ketahanan ini dapat diwujudkan sebagai kemampuan tanaman untuk membatasi
perkem
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pewarisan Karakter
Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus adalah
benar hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Desember 2007
Zahratul Millah
NIM A351030111
ABSTRACT
ZAHRATUL MILLAH. Inheritance Study of Resistance to Chilli Veinal
Mottle Virus on chillipepper. Supervised by SRIANI SUJIPRIHATI and SRI
HENDRASTUTI HIDAYAT
One of the major problem in chillipepper production was virus infection,
with Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) as one of the most important viruses in
Asia. Strategy to manage virus infection is not easy. The use of resistant varieties
was considered as the best strategy to control viral disease. Important steps in
plant breeding for development of resistance varieties involved obtaining of
resistance source and understanding genetic control of the trait.
The research was conducted in three stages: 1) Resistance evaluation of
chillipepper to ChiVMV infection (2) development of genetic material for the
inheritance study and (3) inheritance study and estimation the genetic control of
chillipepper resistance to ChiVMV infection.
Evaluation for resistance was undergone to find resistant and susceptible
parents for further inheritance study. This evaluation involve 14 genotypes from
the collection of Genetic and Plant Breeding laboratory, Department of Agronomy
and Horticultura. ChiVMV isolat Cikabayan was used for the source of inoculum.
From this evaluation three genotypes were identified as resistant parents i.e.
PBC495, VC211a-3-1-1-1 and CCA321, and only one genotype was identified as
susceptible parent.
Basic population for genetic materials in inheritance study was developed.
This population consisted of: P1 (resistant parent), P2 (susceptible parent), F1
(filial of cross between resistant and susceptible parent), F1R (filial of reciprocal
cross), BC1P1 (filial of backcross with resistant parent), BC1P2 (filial of backcross
with susceptible parent) and F2 (second filial of the cross) populations.
Following the 1st and 2nd experiments above, inheritance study for
chillipepper resistance to ChiVMV infection was conducted. On this study, 6
generations population from the cross between PBC495 and ICPN12#4 was used.
Disease incidence (DI) and score of absorbance value at λ 405 nm were used as
variables for resistance response.
Based on the experiment, it was concluded that there was no maternal
effect on the inheritance of chillipepper resistance trait to ChiVMV infection.
Resistance to ChiVMV infection was controlled by a pair of dominant major gene
with full dominant gene action. Biometrical analysis to viral titer showed that
resistance to ChiVMV infection was also controlled by at least a group of minor
gene with gene action type followed the m[d][h][i] genetic model. Heritability
values of the trait were medium to high.
Key words : chillipepper, inheritance, resistance, chilli veinal mottle virus.
ABSTRAK
ZAHRATUL MILLAH. Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman Cabai
terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus. Dibimbing oleh SRIANI
SUJIPRIHATI dan SRI HENDRASTUTI HIDAYAT
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) merupakan salah satu kendala utama
dalam produksi cabai. Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV
seringkali tidak efisien. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat
diharapkan keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan. Tahapan
yang penting dalam program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas
yang tahan terhadap penyakit adalah mendapatkan sumber ketahanan dan
mengetahui kendali genetik dari karakter ketahanan tersebut.
Penelitian terdiri atas 3 tahapan, yaitu: (1) Evaluasi respons ketahanan
tanaman terhadap infeksi ChiVMV (2) pembentukan materi kegenetikaan, (3)
studi pola pewarisan dan pendugaan komponen genetik ketahanan cabai terhadap
infeksi ChiVMV.
Penelitian tahap pertama bertujuan mendapatkan tetua tahan dan tetua
rentan untuk studi pola pewarisan. Pada percobaan ini telah dievaluasi 14 genotipe
cabai, koleksi bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman IPB, dengan ChiVMV
isolat Cikabayan. Berdasarkan respon dari dua kali evaluasi pada genotipe terpilih
didapatkan tetua tahan yaitu genotipe PBC495, VC211a-1-1-1 dan CCA321 serta
tetua rentan yaitu ICPN12#4 .
Kegiatan penelitian tahap kedua bertujuan untuk pembentukan populasi
dasar sebagai bahan untuk studi pola pewarisan, yaitu populasi P1 (tetua tahan),
P2 (tetua rentan), F1 (hasil persilangan antara tetua tahan dan tetua rentan), F1R
(hasil persilangan resiprok), BC1P1 (silang balik dengan tetua tahan), BC1P2
(silang balik dengan tetua rentan) dan F2 (keturunan kedua hasil persilangan).
Tahapan ketiga penelitian bertujuan untuk mempelajari pola pewarisan
karakter ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV. Pada tahapan ini digunakan
populasi enam generasi hasil persilangan PBC495 dengan ICPN12#4, dengan
peubah ketahanan indeks gejala dan nilai absorban.
Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa tidak terdapat efek maternal
dalam pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi ChiVMV.
Ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen mayor dominan
dengan aksi gen dominan sempurna. Analisis biometrik terhadap peubah titer
virus menunjukkan ketahanan terhadap ChiVMV juga dikendalikan oleh paling
sedikit satu kelompok gen minor dengan tipe aksi gen mengikuti model genetik
m[d][h][i]. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan tanaman cabai terhadap
infeksi ChiVMV tergolong kategori sedang sampai tinggi
Kata kunci : cabai, pewarisan, ketahanan, chilli veinal mottle virus.
© Hak Cipta Milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan
sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. M. Syukur SP.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul
Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle
Virus.
Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir.
Sriani Sujiprihati, MS selaku ketua komisi pembimbing, dan Dr. Ir. Sri
Hendrastuti Hidayat, MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah dengan
sabar memberikan arahan, kritik, saran dan dukungan moril hingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Rektor, Dekan
dan Ketua Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng
Tirtayasa yang telah memberikan izin untuk melanjutkan program master,
Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan dana melalui
BPPS Dikti, Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat selaku ketua Tim Program Kerjasama
Faperta IPB- AVRDC atas dukungan dana penelitiannya serta selaku Kepala
Laboratorium Virologi Dept. Proteksi Tanaman IPB atas fasilitas penelitian yang
diberikan, Kepala Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Dept. AGH IPB atas
bantuan bahan genetik dan fasilitas di Labdik. Pemuliaan Tanaman, dan kepada
Pemprov Banten atas bantuan dana melalui program bantuan biaya penelitian
Dispenda Prov. Banten.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada asisten laboratorium,
asisten kebun, rekan-rekan penulis dan adik-adik mahasiswa baik di Laboratorium
Virologi Tumbuhan maupun di Labdik. Pemuliaan Tanaman yang telah berbagi
ilmu, materi penelitian, pengalaman dan bantuan selama penulis melaksanakan
penelitian dan menyusun tesis ini.
Kepada kedua orang tua, kakanda dan adik-adik tercinta, serta kepada
ayah dan ibu mertua beserta segenap keluarga besar atas segala doa, dorongan
semangat dan kasih sayangnya penulis haturkan ucapan terimakasih.
Untuk anak-anak tersayang, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia Khairunnisa,
bunda mohon maaf atas waktu dan perhatian bunda untuk kalian yang banyak
tersita demi menyelesaikan studi bunda. Kepada suami tersayang, Ir. Khairul M.
Lubis MM., adek ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas segala doa, kasih
sayang, dukungan baik moril maupun materiil serta segenap pengorbanan yang
diberikan selama ini.
Terakhir penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada teman-teman di
komplek IPB II, atas jalinan persaudaraan yang diberikan, semoga jalinan ini tak
akan lekang oleh jarak dan waktu, serta kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan doa, bantuan, dorongan,
kritik dan sarannya selama penulis kuliah dan menyelesaikan penelitian.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaaat dan
memberikan tambahan informasi, khususnya dalam usaha pemuliaan tanaman
cabai.
Bogor, Desember 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 19 Desember 1977 sebagai anak
kedua dari lima bersaudara dari ayah H. Zahruddin Zen BA dan ibu Hj. Ifah
Hanifah BA. Penulis menikah dengan Ir. Khairul M Lubis, MM. pada tanggal 18
Januari 2004 dan telah dikaruniai dua orang putri, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia
Khairunnisa.
Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan penulis di Jakarta pada tahun
1996. Kemudian pada tahun yang sama penulis diterima di program studi
Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Padjadjaran melalui jalur SPMB dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
penulis diterima di Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB.
Selama mengikuti pendidikan program magister penulis berkesempatan
menjadi dosen luar biasa pada Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Banten. Terhitung mulai Desember 2003
penulis diterima sebagai staf pengajar tetap pada instansi yang sama.
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pewarisan Karakter
Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus adalah
benar hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Desember 2007
Zahratul Millah
NIM A351030111
ABSTRACT
ZAHRATUL MILLAH. Inheritance Study of Resistance to Chilli Veinal
Mottle Virus on chillipepper. Supervised by SRIANI SUJIPRIHATI and SRI
HENDRASTUTI HIDAYAT
One of the major problem in chillipepper production was virus infection,
with Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) as one of the most important viruses in
Asia. Strategy to manage virus infection is not easy. The use of resistant varieties
was considered as the best strategy to control viral disease. Important steps in
plant breeding for development of resistance varieties involved obtaining of
resistance source and understanding genetic control of the trait.
The research was conducted in three stages: 1) Resistance evaluation of
chillipepper to ChiVMV infection (2) development of genetic material for the
inheritance study and (3) inheritance study and estimation the genetic control of
chillipepper resistance to ChiVMV infection.
Evaluation for resistance was undergone to find resistant and susceptible
parents for further inheritance study. This evaluation involve 14 genotypes from
the collection of Genetic and Plant Breeding laboratory, Department of Agronomy
and Horticultura. ChiVMV isolat Cikabayan was used for the source of inoculum.
From this evaluation three genotypes were identified as resistant parents i.e.
PBC495, VC211a-3-1-1-1 and CCA321, and only one genotype was identified as
susceptible parent.
Basic population for genetic materials in inheritance study was developed.
This population consisted of: P1 (resistant parent), P2 (susceptible parent), F1
(filial of cross between resistant and susceptible parent), F1R (filial of reciprocal
cross), BC1P1 (filial of backcross with resistant parent), BC1P2 (filial of backcross
with susceptible parent) and F2 (second filial of the cross) populations.
Following the 1st and 2nd experiments above, inheritance study for
chillipepper resistance to ChiVMV infection was conducted. On this study, 6
generations population from the cross between PBC495 and ICPN12#4 was used.
Disease incidence (DI) and score of absorbance value at λ 405 nm were used as
variables for resistance response.
Based on the experiment, it was concluded that there was no maternal
effect on the inheritance of chillipepper resistance trait to ChiVMV infection.
Resistance to ChiVMV infection was controlled by a pair of dominant major gene
with full dominant gene action. Biometrical analysis to viral titer showed that
resistance to ChiVMV infection was also controlled by at least a group of minor
gene with gene action type followed the m[d][h][i] genetic model. Heritability
values of the trait were medium to high.
Key words : chillipepper, inheritance, resistance, chilli veinal mottle virus.
ABSTRAK
ZAHRATUL MILLAH. Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman Cabai
terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus. Dibimbing oleh SRIANI
SUJIPRIHATI dan SRI HENDRASTUTI HIDAYAT
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV) merupakan salah satu kendala utama
dalam produksi cabai. Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV
seringkali tidak efisien. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat
diharapkan keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan. Tahapan
yang penting dalam program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas
yang tahan terhadap penyakit adalah mendapatkan sumber ketahanan dan
mengetahui kendali genetik dari karakter ketahanan tersebut.
Penelitian terdiri atas 3 tahapan, yaitu: (1) Evaluasi respons ketahanan
tanaman terhadap infeksi ChiVMV (2) pembentukan materi kegenetikaan, (3)
studi pola pewarisan dan pendugaan komponen genetik ketahanan cabai terhadap
infeksi ChiVMV.
Penelitian tahap pertama bertujuan mendapatkan tetua tahan dan tetua
rentan untuk studi pola pewarisan. Pada percobaan ini telah dievaluasi 14 genotipe
cabai, koleksi bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman IPB, dengan ChiVMV
isolat Cikabayan. Berdasarkan respon dari dua kali evaluasi pada genotipe terpilih
didapatkan tetua tahan yaitu genotipe PBC495, VC211a-1-1-1 dan CCA321 serta
tetua rentan yaitu ICPN12#4 .
Kegiatan penelitian tahap kedua bertujuan untuk pembentukan populasi
dasar sebagai bahan untuk studi pola pewarisan, yaitu populasi P1 (tetua tahan),
P2 (tetua rentan), F1 (hasil persilangan antara tetua tahan dan tetua rentan), F1R
(hasil persilangan resiprok), BC1P1 (silang balik dengan tetua tahan), BC1P2
(silang balik dengan tetua rentan) dan F2 (keturunan kedua hasil persilangan).
Tahapan ketiga penelitian bertujuan untuk mempelajari pola pewarisan
karakter ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV. Pada tahapan ini digunakan
populasi enam generasi hasil persilangan PBC495 dengan ICPN12#4, dengan
peubah ketahanan indeks gejala dan nilai absorban.
Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa tidak terdapat efek maternal
dalam pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi ChiVMV.
Ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen mayor dominan
dengan aksi gen dominan sempurna. Analisis biometrik terhadap peubah titer
virus menunjukkan ketahanan terhadap ChiVMV juga dikendalikan oleh paling
sedikit satu kelompok gen minor dengan tipe aksi gen mengikuti model genetik
m[d][h][i]. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan tanaman cabai terhadap
infeksi ChiVMV tergolong kategori sedang sampai tinggi
Kata kunci : cabai, pewarisan, ketahanan, chilli veinal mottle virus.
© Hak Cipta Milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan
sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
PEWARISAN KARAKTER KETAHANAN TANAMAN CABAI
TERHADAP INFEKSI CHILLI VEINAL MOTTLE VIRUS
ZAHRATUL MILLAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. M. Syukur SP.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul
Pewarisan Karakter Ketahanan Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle
Virus.
Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir.
Sriani Sujiprihati, MS selaku ketua komisi pembimbing, dan Dr. Ir. Sri
Hendrastuti Hidayat, MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah dengan
sabar memberikan arahan, kritik, saran dan dukungan moril hingga penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tesis ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Rektor, Dekan
dan Ketua Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng
Tirtayasa yang telah memberikan izin untuk melanjutkan program master,
Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan dana melalui
BPPS Dikti, Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat selaku ketua Tim Program Kerjasama
Faperta IPB- AVRDC atas dukungan dana penelitiannya serta selaku Kepala
Laboratorium Virologi Dept. Proteksi Tanaman IPB atas fasilitas penelitian yang
diberikan, Kepala Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman Dept. AGH IPB atas
bantuan bahan genetik dan fasilitas di Labdik. Pemuliaan Tanaman, dan kepada
Pemprov Banten atas bantuan dana melalui program bantuan biaya penelitian
Dispenda Prov. Banten.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada asisten laboratorium,
asisten kebun, rekan-rekan penulis dan adik-adik mahasiswa baik di Laboratorium
Virologi Tumbuhan maupun di Labdik. Pemuliaan Tanaman yang telah berbagi
ilmu, materi penelitian, pengalaman dan bantuan selama penulis melaksanakan
penelitian dan menyusun tesis ini.
Kepada kedua orang tua, kakanda dan adik-adik tercinta, serta kepada
ayah dan ibu mertua beserta segenap keluarga besar atas segala doa, dorongan
semangat dan kasih sayangnya penulis haturkan ucapan terimakasih.
Untuk anak-anak tersayang, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia Khairunnisa,
bunda mohon maaf atas waktu dan perhatian bunda untuk kalian yang banyak
tersita demi menyelesaikan studi bunda. Kepada suami tersayang, Ir. Khairul M.
Lubis MM., adek ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas segala doa, kasih
sayang, dukungan baik moril maupun materiil serta segenap pengorbanan yang
diberikan selama ini.
Terakhir penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada teman-teman di
komplek IPB II, atas jalinan persaudaraan yang diberikan, semoga jalinan ini tak
akan lekang oleh jarak dan waktu, serta kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan doa, bantuan, dorongan,
kritik dan sarannya selama penulis kuliah dan menyelesaikan penelitian.
Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaaat dan
memberikan tambahan informasi, khususnya dalam usaha pemuliaan tanaman
cabai.
Bogor, Desember 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 19 Desember 1977 sebagai anak
kedua dari lima bersaudara dari ayah H. Zahruddin Zen BA dan ibu Hj. Ifah
Hanifah BA. Penulis menikah dengan Ir. Khairul M Lubis, MM. pada tanggal 18
Januari 2004 dan telah dikaruniai dua orang putri, Arifa Khairunnisa dan Batrisyia
Khairunnisa.
Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan penulis di Jakarta pada tahun
1996. Kemudian pada tahun yang sama penulis diterima di program studi
Pemuliaan Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Padjadjaran melalui jalur SPMB dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
penulis diterima di Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB.
Selama mengikuti pendidikan program magister penulis berkesempatan
menjadi dosen luar biasa pada Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Banten. Terhitung mulai Desember 2003
penulis diterima sebagai staf pengajar tetap pada instansi yang sama.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ……………………………………………….
xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………….....
xiii
PENDAHULUAN ………………………………………........
Latar Belakang ………………………………………………..
Tujuan Penelitian
...…...………………………………….....
Hipotesis ………...……………………………………………
Manfaat Penelitian …………………………………………….
1
1
4
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ………………………………….….
Syarat Tumbuh Tanaman Cabai …………………………......
Biologi Tanaman Cabai ……………………………………...
Hama dan Penyakit Tanaman Cabai ………………………....
Virus Sebagai Patogen Tanaman ………………………….....
Chilli Veinal Mottle Potyvirus (ChiVMV) ….…………….....
Pemuliaan untuk Ketahanan Tanaman terhadap Virus ……..…
6
6
7
8
9
10
11
BAHAN DAN METODE PENELITIAN .………………......
Tempat dan Waktu Penelitian ……...…………………………
Bahan dan Alat ..…………………………………………….
Metode Penelitian ……..…………………………………......
Pelaksanaan Percobaan ……..………………………………...
Analisis Data ………………………………………………….
21
21
21
21
26
31
HASIL DAN PEMBAHASAN ……………..
Respon Ketahanan Beberapa Genotipe Cabai koleksi terhadap
infeksi ChiVMV
………………………………………......
Pembentukan Materi Kegenetikaan ..........................................
Pola Pewarisan Karakter Ketahanan terhadap ChiVMV ……...
39
39
42
42
SIMPULAN DAN SARAN ………………………………....
Simpulan ....................................................................................
Saran ........................................................................................
51
51
51
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………….........
53
LAMPIRAN …...…………………………………………………
58
DAFTAR TABEL
1.
2.
Halaman
Interaksi antara gen tanaman inang dan gen virus ………………
13
Penentuan indeks gejala pada tanaman cabai yang terinfeksi
ChiVMV
……………………………………………………..
29
3..
Penentuan peringkat ketahanan tanaman cabai terhadap ChiVMV..
29
4.
Penentuan skor titer virus berdasarkan nisbah nilai absorban dari
sampel tanaman cabai yang diinokulasi oleh ChiVMV ................
30
5.
Klasifikasi derajat dominansi berdasarkan nilai potensi rasio (hp)
..
32
6.
Koefisien komponen genetik dalam Joint Scaling Test ..................
36
7.
Hasil evaluasi respon ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV
tahap I ..............................................................................................
39
Hasil evaluasi respon ketahanan cabai terhadap infeksi ChiVMV
tahap II .............................................................................................
41
Koefisien korelasi antara peubah kejadian penyakit, intensitas
gejala dan titer virus ................................................
41
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Nilai rata-rata, galat baku, hasil uji beda nilai tengah (Uji T) dan
hasil uji kehomogenan ragam (Uji F) dari peubah indeks gejala
dan peubah titer virus populasi F1 dan F1 resiprok .......................
Nilai rata-rata dan galat baku peubah indeks gejala dan titer virus
dari populasi P1, P2 dan F1, serta nilai potensi rasio dari kedua
peubah ..................................................................................
Hasil uji kesesuaian sebaran frekuensi ketahanan terhadap
ChiVMV berdasarkan indeks gejala pada populasi F2 dan BC1P2
dengan hipotesis histogram berpuncak dua terhadap beberapa
model nisbah Mendel ......................................................................
42
43
46
Hasil uji kesesuaian sebaran frekuensi ketahanan terhadap
ChiVMV berdasarkan skor titer virus pada populasi F2 dengan
hipotesis histogram berpuncak dua terhadap beberapa model
nisbah Mendel .................................................................................
48
Uji skala individu dan skala gabungan kesesuaian model aditif
dominan untuk peubah titer virus ..................................................
49
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
2.
Bagan Alir Penelitian Pewarisan Karakter Ketahanan Tanaman
Cabai terhadap Infeksi Chilli Veinal Mottle Virus .........................
Teknik Persilangan Buatan pada Cabai .…………………………
22
24
3.
Teknik inokulasi virus secara mekanik ………………………….
27
4.
Tipe Gejala Infeksi ChiVMV ………………………………..
28
5.
Skema posisi relatif nilai rata-rata F1 terhadap nilai rata-rata tetua
tahan (P1) dan tetua rentan (P2) serta nilai tengah kedua tetua
(MP) ……………………………………………………………...
43
Histogram sebaran frekuensi tanaman berdasarkan indeks gejala
pada populasi P1, P2, F1, BC1P1, BC1P2 dan F2 …………………..
45
Sebaran frekuensi tanaman berdasarkan titer virus pada populasi
P1, P2, F1, BC1P1, BC1P2 dan F2 ………………………………….
47
Sebaran frekuensi tanaman berdasarkan titer virus pada populasi
F2 ……………………………………………………………..…..
47
6.
7.
8.
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Daftar galur cabai merah yang digunakan ……………………...
2.
Penampilan buah dari delapan genotipe cabai yang dievaluasi
pada tahap II ...................................................................................
Genotipe cabai yang tahan terhadap ChiVMV berdasarkan hasil
evaluasi respon ketahanan: A. PBC495; B. VC211a-3-1-1-1; C.
CCA321 ………………………………………………………….
60
Genotipe ICPN12#4 yang rentan terhadap ChiVMV berdasarkan
hasil evaluasi respon ketahanan .....................................................
60
3.
4.
5.
6.
Buah dari masing-masing generasi keturunan persilangan
genotype PBC495 dengan ICPN12#4 ...........................................
Uji normalitas sebaran frekuensi populasi F2 untuk peubah titer
virus ……………………………………………………………...
xiii
58
59
61
61
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cabai (Capsicum annuum L.) adalah salah satu tanaman ekonomis penting
di dunia dan telah dibudidayakan secara meluas (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Kegunaannya yang beragam menjadikan cabai sebagai salah satu komoditas
andalan yang bernilai ekonomis tinggi. Selain dimanfaatkan sebagai bumbu
masak pada skala rumah tangga, cabai juga digunakan sebagai bahan campuran
dalam berbagai industri pengolahan makanan dan minuman, serta untuk
pembuatan obat-obatan dan kosmetik (Duriat 1996a; Suwandi et al. 2002).
Kandungan vitamin A dan C pada buah cabai yang cukup tinggi merupakan
nilai tambah dari komoditas ini (Kalloo 1988; Rubatzky dan Yamaguchi 1997;
Kusandriani 1996). Rata-rata setiap 100 g buah cabai mengandung 58 kilo kalori,
2.8 g protein, 2.3 g lemak dan 6.6 g karbohidrat, 3 mg kalsium, 18 mg fosfor, 1.3
mg zat besi, 10 000 IU vitamin A dan 16 mg vitamin C (Thai Horticulture 2006).
Sejalan
dengan
kebutuhan
manusia dan teknologi yang semakin
berkembang, permintaan akan ketersediaan cabai semakin meningkat. Sayangnya
peningkatan ini belum diikuti oleh produktivitas nasional cabai yang
masih
tergolong rendah. Produktivitas nasional cabai pada tahun 2004 hanya sebesar
6.49 ton/ha dan bahkan mengalami penurunan menjadi 6.39 ton/ha pada tahun
2005 (Deptan 2006). Nilai ini masih sangat kecil dibandingkan dengan potensi
produksi nasional yang dapat mencapai 18 ton/ha (Kusandriani 1996).
Salah satu kendala utama dalam produksi cabai adalah penyakit yang
disebabkan oleh virus. Diketahui terdapat sekitar 45 jenis virus yang dapat
menyerang tanaman cabai (Duriat 1996b). Salah satu virus yang cukup penting
secara ekonomi, yang mengganggu budidaya tanaman cabai adalah chilli veinal
mottle virus (ChiVMV).
ChiVMV merupakan satu dari lima virus yang paling sering menyerang
cabai di Asia (Yoon 1987, diacu dalam Duriat et al. 1995b). Laporan tahunan
AVRDC (2003) menyatakan bahwa ChiVMV adalah virus paling penting yang
menyerang cabai di Asia subtropis dan tropis, dimana virus ini terdapat di 10 dari
11 negara yang disurvei.
2
Di Indonesia, keberadaan ChiVMV telah dilaporkan oleh Duriat et al. pada
tahun 1989 (Sulyo et al. 1995). Berdasarkan hasil survei lapangan yang dilakukan
Taufik et al. (2005) pada 11 lokasi survei yang menyebar di Jawa dan Sulawesi
Selatan dibuktikan bahwa penyebaran ChiVMV di Indonesia cukup luas. Virus ini
selalu ditemukan pada setiap pertanaman cabai yang diamati.
Infeksi ChiVMV pada fase pertumbuhan awal mengurangi ukuran daun
yang diikuti dengan distorsi, serta produksi buahnya lebih sedikit dan lebih kecil
(Shah dan Khalid 2001). Selain itu, akibat infeksi virus ini telah dilaporkan dapat
menyebabkan kehilangan hasil hingga 100% (AVRDC 2003). Ong et al. (1980),
diacu dalam Ang (1995) melaporkan bahwa ChiVMV tidak hanya mengurangi
keseluruhan hasil, tetapi juga kualitas dari buah cabai.
ChiVMV dapat menimbulkan gejala yang bervariasi pada daun tanaman
cabai yang terinfeksi. Gejala pada daun cabai dapat berupa bercak berwarna hijau
tua yang tidak beraturan (belang) dan penebalan tulang daun, permukaan daun
tidak rata, daun menjadi lebih kecil dan kadang diikuti dengan malformasi daun
serta tanaman menjadi kerdil (Siriwong et al. 1995). Keparahan penyakit pada
tanaman tergantung pada kultivar dan waktu infeksi (Chiemsombat dan
Kittipakorn 1996; CABI 2000).
Penyakit yang disebabkan oleh virus pada umumnya sulit dikendalikan.
Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya : (1) tanaman yang terinfeksi
tidak dapat disembuhkan dan dapat menjadi sumber inokulum untuk tanaman
disekitarnya; (2) kebanyakan penularan virus di alam terjadi melalui kutu daun
dan bersifat non persisten (Palukaitis et al. 1992); (3) virus umumnya memiliki
kisaran inang yang luas (Matthews 1991) sehingga target pengendalian menjadi
lebih sulit karena penyebaran virus ke seluruh areal pertanaman dapat berlangsung
dalam waktu singkat; dan (4) virus umumnya memiliki keragaman genetik yang
tinggi yang ditunjukkan oleh banyaknya strain virus tersebut yang dapat
menimbulkan gejala atau keparahan penyakit yang berbeda-beda (Palukaitis et al.
1992).
Pengendalian secara konvensional terhadap ChiVMV seringkali tidak
efisien, karena penyebarannya yang sangat cepat secara non-persisten melalui
kutu daun. Metode pengendalian yang paling praktis dan dapat diharapkan
3
keberhasilannya adalah dengan menggunakan kultivar tahan (Green dan Kim
1994). Strategi pengendalian penyakit menggunakan kultivar tahan cukup
menjanjikan karena murah, aman dan tidak mencemari lingkungan, tidak
memerlukan keterampilan khusus bagi petani dan dapat mengendalikan virus
kapanpun (Fraser 1992; Duriat 1996b).
Diantara tujuan pemuliaan tanaman cabai di Indonesia adalah perbaikan
daya ketahanan cabai terhadap penyakit. Evaluasi ketahanan beberapa kultivar
cabai terhadap ChiVMV telah beberapa kali dilakukan, namun informasi tentang
pewarisan karakter ketahanan terhadap ChiVMV pada cabai masih sangat sedikit.
Chew dan Ong (1990), diacu dalam Shah dan Khalid (2001) melaporkan
bahwa sepasang gen resesif memberikan ketahanan kepada genotipe-genotipe
terhadap infeksi ChiVMV. Menurut Chew (1993), diacu dalam Green dan Kim
(1994) ketahanan terhadap ChiVMV dikendalikan oleh sepasang gen resesif
(kemungkinan sejumlah gen resisten independen terlibat). Sementara Caranta dan
Palloix (1995) melaporkan bahwa ketahanan terhadap ChiVMV berdasarkan
pengujian terhadap keturunan F1 double haploid hasil persilangan cabai perennial
India dengan “Yolo wonder” dikendalikan oleh dua gen independen, dengan efek
dominan yang jelas.
Informasi tentang pewarisan suatu karakter yang meliputi ada tidaknya efek
maternal, jumlah gen pengendali, aksi gen dan heritabilitas adalah sangat penting
dalam menentukan strategi pemuliaan tanaman selanjutnya agar perbaikan
karakter tersebut menjadi lebih efektif. Dengan mengetahui pola pewarisan suatu
karakter pada tanaman akan memungkinkan bagi kita untuk mengendalikan
pewarisan tanaman dan membentuk tipe baru (Hermiati 2000).
Pada tanaman cabai, ketahanan terhadap ChiVMV dilaporkan telah
ditemukan pada galur tertentu spesies C. annuum, C. frustecens dan C. chinensis
(Green dan Kim 1994). Berdasarkan berbagai penelitian diketahui bahwa tingkat
ketahanan terhadap ChiVMV antar genotipe cabai tidak sama. Hal ini
menunjukkan adanya variabilitas genetik ketahanan terhadap ChiVMV pada
cabai.
4
Melalui
ketahanannya
pesilangan
diharapkan
antara
genotipe
mampu
cabai
yang
memperlihatkan
berbeda
model
karakter
pewarisannya
berdasarkan sebaran fenotipe pada keturunan F2-nya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk
1. Mengevaluasi respon ketahanan beberapa genotipe cabai terhadap infeksi
ChiVMV
2. Mengetahui ada tidaknya efek maternal dalam pewarisan karakter ketahanan
terhadap ChiVMV
3. Menduga jumlah dan aksi gen yang mengendalikan karakter ketahanan
terhadap ChiVMV
4. Menduga nilai heritabilitas dari karakter ketahanan terhadap ChiVMV
Hipotesis
1. Terdapat respon ketahanan yang berbeda dari genotipe cabai terhadap infeksi
ChiVMV
2. Tidak terdapat efek maternal pada pewarisan karakter ketahanan terhadap
ChiVMV
3. Pewarisan
karakter ketahanan terhadap ChiVMV pada tanaman cabai
dikendalikan oleh sedikit gen dengan aksi gen sederhana (simple genic)
4. Nilai duga heritabilitas karakter ketahanan terhadap ChiVMV ini adalah
tinggi.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi
mengenai:
1. Derajat ketahanan beberapa genotipe cabai koleksi yang diuji terhadap infeksi
ChiVMV.
2. Peubah yang efektif untuk seleksi ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi
ChiVMV
3. Kendali genetik pewarisan karakter ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi
ChiVMV
5
Informasi tersebut diharapkan dapat menjadi bahan masukan dalam menentukan
strategi pemuliaan yang efektif dan efisien untuk menghasilkan kultivar cabai
yang tahan terhadap ChiVMV.
TINJAUAN PUSTAKA
Syarat Tumbuh Tanaman Cabai
Tanaman cabai dapat ditanam mulai dari ketinggian permukaan laut hingga
13.000 m. Tanaman ini memerlukan cuaca yang panas untuk pertumbuhannya.
Suhu siang yang ideal untuk pertumbuhan tanaman cabai rata-rata adalah 20oC
hingga 25oC. Pertumbuhan tanaman meningkat ketika suhu malam tidak melebihi
20oC. Bunga tidak terbuahi pada suhu udara di bawah 16°C atau di atas 32°C
karena produksi tepung sari yang tidak baik. Pembungaan dan pembuahan akan
optimum pada suhu antara 20oC dan 25oC (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Cabai tidak menghendaki curah hujan yang tinggi atau iklim yang basah,
karena pada keadaan tersebut tanaman akan mudah terserang penyakit, terutama
yang disebabkan oleh cendawan. Curah hujan yang baik untuk pertumbuhan
tanaman cabai adalah sekitar 600-1250 mm per tahun (Sumarni 1996).
Tanaman cabai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah, asal drainase dan
aerasi tanah cukup baik. Bila diharapkan panen yang lebih cepat, cabai sebaiknya
ditanam pada tanah lempung berpasir. Bila diharapkan panen lebih lambat cabai
lebih cocok ditanam pada tanah yang lebih berat atau tanah liat. Tanah juga harus
mengandung cukup bahan organik, unsur hara, dan air, serta bebas dari gulma,
nematoda dan bakteri layu. Tingkat kemasaman (pH) tanah: 5.5-6,8 merupakan
keadaan yang baik untuk tanaman cabai (Knott dan Deanon 1970; Knott 1962,
diacu dalam Sumarni 1996). Keadaan pH tanah sangat penting karena erat
kaitannya dengan ketersediaan unsur hara dalam tanah. Apabila ditanam pada
tanah yang mempunyai pH lebih dari 7, tanaman cabai akan menunjukkan gejala
klorosis, yakni tanaman kerdil dan daun menguning yang disebabkan oleh
kekurangan unsur hara besi (Fe). Sebaliknya, pada tanah yang ber-pH kurang dari
5, tanaman cabai juga akan tumbuh kerdil, karena kekurangan unsur hara kalsium
(Ca) dan magnesium (Mg) atau keracunan alumunium (Al) dan mangan (Mn)
(Knott 1962, diacu dalam Sumarni 1996).
Tanah yang paling ideal untuk tanaman cabai adalah yang mengandung
bahan organik sekurang-kurangnya 1.5% dan mempunyai pH 6.0-6.5. Suhu tanah
juga merupakan faktor penting karena sangat erat hubungannya dengan
penyerapan unsur hara oleh tanaman. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
7
peningkatan suhu tanah dari 13.3oC menjadi 14.4°C dapat meningkatkan produksi
buah cabai (Knott dan Deanon 1970, diacu dalam Sumarni, 1996).
Biologi Tanaman Cabai
Cabai termasuk tanaman dikotil berbentuk semak, batangnya berkayu, tipe
percabangannya tegak atau menyebar dengan karakter yang berbeda-beda
tergantung spesiesnya. Struktur perakarannya diawali dari akar tunggang yang
sangat kuat, yang bercabang-cabang ke samping dengan akar rambut. Pola
pertumbuhannya vegetatif berupa percabangan-percabangan dikotomi dari batang
utama dan tunas-tunas lateralnya. Daun cabai merupakan daun tunggal dengan
helai daun berbentuk bulat telur lebar atau lanset. Daun berwarna hijau atau hijau
tua, tumbuh pada tunas-tunas samping berurutan, pada batang utama dan tunggal
tersusun secara spiral (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Bunga tanaman cabai umumnya bersifat tunggal dan tumbuh pada ujung
ruas, serta merupakan bunga sempurna (hermaprodit). Mahkota bunga berwarna
putih atau ungu tergantung kultivarnya, helaian mahkota bunga berjumlah lima
atau enam helai. Diameter mahkota bunga antara 8 – 15 mm, tergantung pada
spesiesnya. Pada dasar bunga terdapat daun buah berjumlah lima helai, kadangkadang bergerigi. Setiap bunga memiliki satu putik (stigma), dengan kepala putik
berbentuk bulat. Terdapat lima sampai delapan helai benang sari dengan kepala
sari berbentuk lonjong, berwarna biru keunguan (Greenleaf 1986; Kusandriani
1996).
Pada saat bunga mekar, kotak sari masak dan dalam waktu relatif singkat
tepung sari keluar mencapai kepala putik dengan perantaraan serangga atau angin.
Tepung sari berbentuk lonjong, terdiri dari tiga segmen, berwarna kuning
mengkilat. Dalam satu kotak sari berkembang sekitar 11.000 sampai 18.000 butir
tepung sari. Tepung sari umumnya mempunyai ukuran hampir sama antar kultivar
(Kusandriani 1996).
Ukuran buah cabai beragam dari pendek sampai panjang, sedangkan
ujungnya runcing atau tumpul. Bentuk buah umumnya memanjang. Kedudukan
buah adalah buah tunggal pada masing-masing ruas (ketiak daun) atau kadangkadang fasciculate. Permukaan kulit dan warna buah bervariasi dari halus sampai
bergelombang, warna mengkilat sampai kusam, hijau, kuning, coklat atau kadang-
8
kadang ungu pada waktu muda dan menjadi merah waktu matang (Greenleaf
1986; Kusandriani 1996).
Buah cabai berongga dengan jumlah rongga bergantung pada kultivarnya. Di
dalam rongga buah terdapat plasenta tempat melekatnya biji. Ukuran rongga buah
berbeda-beda tergantung ukuran buah. Daging buah renyah, tetapi kadang-kadang
lunak tergantung pada kultivarnya. Buah mengandung banyak biji yang terletak di
dalam buah, melekat pada plasenta. Umumnya biji cabai berwarna putih
kekuningan berbentuk ginjal dan keras, kecuali biji C. pubescens yang berwarna
hitam (Kusandriani 1996).
Cabai termasuk tanaman yang menyerbuk sendiri, meskipun demikian
penyerbukan silang dapat terjadi di lapangan, terutama oleh serangga dan angin.
Di antara kultivar-kultivar cabai terdapat perbedaan dalam hal letak kepala putik
terhadap kotak sari yang disebut heterostyly. Persilangan sering terjadi pada bunga
yang memiliki tangkai putik (stylus) yang panjang dan kepala putik (stigma) yang
lebih tinggi daripada kotak sari. Penyerbukan sendiri terjadi pada bunga yang
memiliki tangkai putik yang pendek, sehingga letak kepala putik lebih rendah
daripada kotak sari (Greenleaf 1986; Kusandriani 1996).
Protogyny, yaitu fase dimana putik mencapai masa siap dibuahi (receptive)
sebelum tepung sari (pollen) masak, terjadi pada beberapa spesies cabai. Hal ini
penting dalam mencegah terjadinya penyerbukan silang untuk menjaga kemurnian
varietas cabai (Kusandriani 1996).
Kemampuan bersilang antar spesies (species crossability) bervariasi,
walaupun semua populasi alami adalah diploid dengan jumlah kromosom 2n = 2x
= 24. Namun demikian, pada persilangan antar spesies tertentu terdapat halangan
(barrier) (Greenleaf 1986; Kusandriani 1996).
Hama dan Penyakit Tanaman Cabai
Hama dan penyakit adalah kendala biologis yang sering dihadapi dalam
usahatani cabai. Hama yang paling sering merugikan meliputi trip (Thrips
parvispinus Karny), tungau (Polyphagotarsonemus latus Banks.) dan kutu daun
(Myzus parsicae Sulz. dan Aphis gossypii) (Rubatzky dan Yamaguchi 1997).
Penyakit yang sangat merugikan dan merupakan kendala biologis terpenting
adalah antraknosa yang disebabkan oleh cendawan Colletotrichum capsici dan C
9
gloeosporioides. Patogen ini mulai menyerang saat buah menjelang matang dan
seringkali menjadi penyakit pascapanen (Black et al. 1991).
Selain cendawan, patogen lain yang seringkali sangat merugikan usahatani
cabai adalah virus (Black et al. 1991). Diketahui terdapat sekitar 45 jenis virus
yang dapat menyerang tanaman cabai (Duriat 1996b). Berbeda dengan antraknosa
yang serangan awalnya terjadi pada buah, virus terutama menyerang bagian
vegetatif tanaman. Oleh karena itu serangan virus pada perkembangan awal
tanaman dapat menyebabkan kerugian hingga 100% (Green dan Kim 1991).
Virus sebagai Patogen Tanaman
Virus adalah satu unit molekul asam nukleat yang biasanya terbungkus
dalam protein atau lipoprotein pembungkus, berukuran sangat kecil, dapat
berreplikasi hanya di dalam sel inang yang sesuai, dan berkemampuan
menyebabkan penyakit (Matthews 1991). Dari 2000 virus yang telah diketahui,
seperempatnya dapat menyerang dan menyebabkan penyakit pada tumbuhan.
Virus menyebabkan penyakit tidak dengan cara mengkonsumsi sel atau
membunuhnya dengan toksin, tetapi dengan menggunakan substansi sel inang,
mengisi ruangan dalam sel dan mengganggu proses dan komponen seluler, yang
selanjutnya mengacaukan metabolisme sel dan menyebabkan kondisi dan
substansi sel abnormal yang mengganggu fungsi dan kehidupan sel atau
organisme (Agrios 1997).
Virus masuk ke dalam jaringan tumbuhan antara lain melalui luka yang
dibuat secara mekanik atau oleh vektor atau masuk ke dalam ovule bersama
tepung sari yang terinfeksi. Infektivitas virus sangat ditentukan oleh bagian asam
nukleatnya, yang pada sebagian besar virus tumbuhan berupa RNA. Beberapa
jenis
virus
tumbuhan
membutuhkan
enzim
RNA
transkriptase
untuk
memperbanyak diri dan menginfeksi. Kemampuan RNA virus memproduksi baik
RNAnya sendiri maupun protein tertentu, menunjukkan bahwa RNA membawa
faktor genetik tertentu (Matthews 1991; Bos 1994).
lnfeksi tanaman oleh virus terjadi jika virus mampu memperbanyak diri di
dalam sel awal yang terinfeksi dan mampu pindah dari sel yang satu ke sel yang
lain sehingga menyebar secara sistemik di dalam jaringan tanaman (Mathews
1991). Perpindahan virus di dalam sel tanaman melalui plasmodesmata yang
10
merupakan penghubung antar sel. Perpindahan melalui plasmodesmata tersebut
terjadi antara lain dengan bantuan movement proteins (MPs) yang berfungsi
meningkatkan ukuran plasmodesmata dan mengikat RNA virus untuk melewati
plasmodesmata. Adanya MPs tersebut menyebabkan virus dapat melewati
plasmodesmata walaupun diameter virus lebih besar daripada diameter
plasmodesmata. Sebagian besar virus dapat dengan cepat terangkut dalam jarak
jauh melalui floem. Apabila virus telah masuk ke dalam floem, maka selanjutnya
virus tersebut dengan cepat menuju titik tumbuh atau menuju daerah pemanfaatan
bahan makanan seperti umbi dan rhizome (Agrios 1997; Mathews 1991).
Chilli Veinal Mottle Virus (ChiVMV)
Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) adalah virus paling penting yang
menyerang cabai di Asia subtropis dan tropis, dimana virus ini terdapat di 10 dari
11 negara yang disurvei (AVRDC 2002). Hasil survei lapangan yang dilakukan
Taufik et al. (2005a) pada 11 lokasi yang menyebar di Jawa dan Sulawesi Selatan
membuktikan bahwa penyebaran ChiVMV di Indonesia cukup luas. Virus ini
selalu ditemukan pada setiap pertanaman cabai yang diamati.
ChiVMV tergolong ke dalam genus Potyvirus, famili Potyviridae. Potyvirus
merupakan kelompok terbesar diantara virus-virus yang menyerang tanaman
(Agrios 1997). Partikel virus berbentuk filamen, tidak beramplop dan lentur.
Panjang partikel 750 sampai 765 nm dan diameter 12 sampai 13 nm (Siriwong et
al. 1995, diacu dalam CABI 2000). Genom ChiVMV merupakan utas tunggal
RNA dan genom diekspresikan sebagai poliprotein, dengan berat molekul sekitar
9.7 kb (Hull 2002). ChiVMV membentuk badan inklusi yang berbentuk cakra
(pinwheel) (Hull 2002; Samad 1986, diacu dalam Lee et al. 1994).
ChiVMV dapat ditularkan secara mekanik, melalui penyambungan dan
serangga vektor. Serangga yang menjadi vektor bagi ChiVMV adalah A.
craccivora, A. gossypii, A. spiraecola, M. persicae, Toxoptera citricidus,
Hysteroneura setariae, dan Rhopalosiphum maydis. ChiVMV bersifat non
persisten dan tidak dapat ditularkan melalui benih (Ong et al. 1978, diacu dalam
Ang 1995; Ong et al. 1979, diacu dalam Murayama et al. 1998).
ChiVMV memiliki kisaran inang yang cukup luas, meliputi gulma dan
tanaman dari famili Solanaceae, seperti C annuum, C. frutescens, C. chinensis, N.
11
tabaccum, N. glutinosa, N. megalosiphon, N. benthamiana, N. sylvestris, Physalis
floridana, P. minima, Datura stramonium, D. metel, L. esculentum, Nicandra
physalodes, Petunia hybrida, dan S. melongena (CABI 2000). Infeksi ChiVMV
pada fase pertumbuhan awal mengurangi ukuran daun yang diikuti dengan
distorsi, serta produksi buahnya lebih sedikit dan lebih kecil (Shah dan Khalid,
2001). Selain itu, akibat infeksi virus ini telah dilaporkan dapat menyebabkan
kehilangan hasil lebih dari 50 % di Malaysia (Ong et al.1979, 1980, diacu dalam
Shah dan Khalid 2001). AVRDC (2003) bahkan melaporkan bahwa kehilangan
hasil akibat infeksi ChiVMV bisa mencapai 100%. Ong et al. (1980), diacu
dalam Ang (1995) melaporkan bahwa ChiVMV tidak hanya mengurangi
keseluruhan hasil, tetapi juga kualitas dari buah cabai.
ChiVMV dapat menimbulkan gejala yang bervariasi pada daun tanaman
cabai yang terinfeksi. Gejala pada daun cabai dapat berupa bercak berwarna hijau
tua yang tidak beraturan (belang) dan penebalan tulang daun, permukaan daun
tidak rata, daun menjadi lebih kecil dan kadang diikuti dengan malformasi daun
serta tanaman menjadi kerdil (Siriwong et al 1995, diacu dalam Taufik et al.
2005b). Keparahan penyakit pada tanaman tergantung pada kultivar dan waktu
infeksi (Chiemsombat dan Kittipakorn 1996; CABI 2000).
Pemuliaan untuk Ketahanan Tanaman terhadap Virus
Secara umum ada tiga metode yang biasa digunakan untuk mengendalikan
virus. Pertama, menghilangkan sumber inokulum di lapangan diantaranya dengan
cara melakukan eradikasi tanaman yang telah terinfeksi virus, dan membersihkan
gulma yang menjadi inang virus. Kedua, mencegah atau menghambat penyebaran
virus dari satu pertanaman ke pertanaman lain. Karena virus sebagian besar
ditularkan oleh serangga, maka pencegahan penyebaran virus dapat dilakukan
dengan mengendalikan serangga vektor, baik secara kimiawi maupun biologis.
Ketiga adalah dengan menggunakan kultivar tahan (Harrison 1987).
Diantara berbagai metode pengendalian virus tersebut, penggunaan kultivar
tahan adalah yang paling baik. Di samping memberikan kepastian pengendalian
virus yang lebih baik, metode ini merupakan yang paling murah, aman, tidak
mencemari lingkungan, tidak memerlukan ketrampilan khusus bagi petani dan
dapat mengendalikan virus kapanpun mulai menyerang (Hooker 1983; Frasser
12
1992). Namun demikian, oleh karena virus umumnya memiliki kisaran inang yang
sangat luas, penggunaan kultivar tahan harus dibarengi dengan metode
pengendalian lain, seperti pembersihan gulma inang virus dan pengendalian
serangga vektor (Palukaitis et al.).
Tanaman yang tahan terhadap virus adalah tanaman yang mampu
menghambat replikasi dan penyebaran virus di dalam tanaman atau perkembangan
gejala (Russell 1981). Tahan adalah karakter tanaman yang berkebalikan dari
rentan, dan dapat dikelompokkan menjadi sangat tahan, tahan, dan rentan.
Ketahanan ini dapat diwujudkan sebagai kemampuan tanaman untuk membatasi
perkem