DETEKSI ASOSIASI VIRUS MOSAIK KETIMUN-SATELIT RNA-5 PADA TANAMAN KETIMUN. Dr. Ir. EDI BATARA MULYA SIREGAR, MS

DETEKSI ASOSIASI VIRUS MOSAIK KETIMUN-SATELIT RNA-5 PADA TANAMAN KETIMUN Dr. Ir. EDI BATARA MULYA SIREGAR, MS Program Ilmu Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN Latar Belakang Virus mosaik ketimun mempunyai kisaran inang yang sangat luas dan terdapat di hampir semua negara. Strain yang berbeda dalam sifat biologisnya telah dilaporkan, begitu pula gejala yang ditimbulkannya beragam. Dengan demikian virus mosaik ketimun mempunyai banyak strain. Virus mosaik ketimun mempunyai tiga genom RNA, disebut RNA-1, RNA-2, RNA-3 dan RNA-4 yang merupakan subgenom RNA-3. Selain itu dilaporkan pula komponen yang lain, diantaranya adalah RNA-5 dan telah banyak dipelajari lebih lanjut dalam asosiasinya dengan virus mosaik ketimun. RNA-5 merupakan satelit RNA virus mosaik ketimun, karena multiplikasinya tergantung pada virus penolong, yaitu virus mosaik ketimun (Murant dan Mayo, 1982). Adanya asosiasi antara satelit dan virus penolongnya ternyata dapat menekan gejala penyakit, bahkan dapat menekannya secara sempurna. Dengan demikian satelit dapat digunakan untuk pengendalian virus tanaman. Pada inang tertentu, asosiasi virus-satelit RNA-5 dapat dijadikan sumber ketahanan terhadap infeksi strain yang ganas. Walaupun telah ada laporan tentang asosiasi hubungan virus-satelit pada kelompok virus, realisasi bahwa kemungkinannya untuk pengendalian virus tanaman adalah relatif masih baru. Hal ini disebabkan karena asosiasi virus-satelit juga dapat menimbulkan penyakit baru seperti nekrosis letal pada tomat. Metode isolasi dan analisis RNA untai ganda (doubles-tranded RNA/ds-RNA) telah dikembangkan oleh Morris dan Dodds untuk mendeteksi dan mendiagnosis virus tanaman (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Berbagai metode untuk mendeteksi dan menganalisis RNA untai ganda juga telah dikembangkan. Metode yang sering digunakan adalah pemisahan secara elektroforesis di dalam gel poliakrilamid. Identifikasi virus satelit yang berasosiasi dengan virus tanaman akan dimudahkan oleh metode ini. Tuiuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat virus mosaik ketimun yang mempunyai satelit RNA-5 disekitar Bogor. Satelit RNA-5 yang berasosiasi dengan virus mosaik ketimun dideteksi dengan metode pemurnian RNA untai ganda virus dan elekroforesis gel poliakrilamid. Hipotesis Beberapa hipotesis yang diajukan melalui penelitian ini adalah: 1. Isolat virus mosaik ketimun yang berasal dari berbagai tanaman inang akan mempunyai profit yang sarna pada elektroforesis gel poliakrilamid. 2. Satelit RNA-5 yang berasosiasi dengan virus mosaik ketimun akan terdeteksi pada gel.

©2003 Digitized by USU digital library

1

TINJAUAN PUSTAKA Virus Mosaik Ketimun dan Virus Satelitnya Virus mosaik ketimun adalah virus tanaman yang berbentuk polihedral dengan diameter 28 nm, menginteksi lebih dari 775 spesies tumbuhan dalam 67 famili dan dapat ditularkan oleh 75 spesies afid secara non-persistent (Murant dan Mayo, 1982). Virus mosaik ketimun mempunyai kisaran inang yang sangat luas, terdapat pada tanaman sayuran, tanaman hias dan tanaman buah-buahan. Selain menyerang tanaman ketimun, virus mosaik ketimun juga dapat menyerang melon, labu, cabai, bayam, tomat, seledri, bit, tanaman polong-polongan, pisang, tanaman famili Crucitereae, delphinium. gladiol, lili, petunia. zinia dan beberapa jenis gulma (Agrios, 1988). Dibeberapa negara, virus mosaik ketimun telah menyebabkan penyakit yang berat pada tanaman tertentu. Virus mosaik ketimun terdapat hampir di semua negara dan strain yang berbeda sifat biologinya telah dilaporkan dari berbagai tempat. Virus mosaik ketimun mempunyai banyak strain, oleh karena itu mempunyai jumlah inang yang banyak serta gejala yang ditimbulkan beragam. Istilah virus satelit pertama kali digunakan oleh Kassanis tahun 1962 untuk menerangkan suatu virus kecil yang tergantung pada tobacco necrosis virus (TNV) untuk multiplikasinya dalam tanaman. Beberapa jenis satelit lain telah diketahui dan istilah tersebut sekarang sering digunakan untuk menyatakan suatu virus atau asam nukleat yang tidak dapat bermultiplikasi dalam sel tanpa bantuan dari virus penolong yang khusus (Murant dan Mayo, 1982). Virus satelit dapat mengurangi kemampuan multiplikasi dan menimbulkan penyakit dari virus penolongnya, seperti bersifat parasif (Agrios, 1988). Virus mosaik ketimun mempunyai tiga genom RNA untai tunggal yang disebut RNA-1, RNA-2 dan RNA-3, serta RNA-4 yang merupakan sub genom dari RNA-3. bobot molekulnya (X 106) masing-masing adalah 2.7,1.13,0.82 dan 0.36 (Takanami, Kubo dan Imaizumi, 1977). RNA-1 dan RNA-2 adalah bagian yang terpisah, tetapi RNA-3 dan RNA-4 terbungkus bersama (Lot dan Kaper, 1976). Selain komponen RNA tersebut, juga dilaporkan komponen lain dengan bobot molekul (X 106) adalah 0.26 (RNA-4a) , 0.11 (RNA-5),0.01-0.05 (RNA-6) dan 0.5 (RNA-X) (Peden dan Symons, 1973). Hanya RNA-5 yang telah banyak dipelajari lebih lanjut (Murant dan Mayo, 1982). RNA-5 adalah salah satu satelit RNA dari virus mosaik ketimun, karena multiplikasinya bergantung pada virus mosaik ketlmun serta tidak esensial untuk replikasi virus mosaik ketimun (Murant dan Mayo, 1982). Untuk membedakan dengan RNA lain, maka satelit RNA-5 yang terdapat pada virus mosaik ketimun disebut CARNA (=RNA-5 yang berasosiasi dengan CMV) (Kaper dan Tousignant, 1977). Jumlah satelit RNA-5 yang terdapat pada virus mosaik ketimun sangat beragam, bergantung pada strain virus mosaik ketimun sebagai virus penolong dan spesies tanaman inang. Pada kebanyakan isolat virus mosaik ketimun jumlah satelitnya sedikit dan sering tidak terdeteksi bila diperbanyak pada Cucurbita papo, tetapi meningkat jumlahnya setelah ditularkan ulang pada Nicotiana tabacum (Kaper dan Tousignant, 1977). Dengan meningkatnya jumlah satelit, jumlah virus penolong dan infektifitasnya menurun. Hal ini disebabkan adanya persaingan RNA satelit dengan RNA virus mosaik ketimun dalam replikasinya (Murant dan Mayo, 1982). Pada tahun 1977 isolat CMV (S) yang mengandung RNA satelit ditemukan merangsang penyakit nekrotik fetal pada tomat (Lycopersicon esculentum) menggantikan gejala klorosis dan daun pakis (fern-leaf) yang secara normal merupakan gejala yang disebabkan oleh CMV (S) sendiri (Murant dan Mayo, 1982).


2

Pada dua strain virus mosaik ketimun lain, penambahan RNA satelit ke inokulum virus mosaik ketimun menyebabkan gejala nekrotik berat yang sama pada tomat, tetapi menyebabkan pelemahan gejala pada cabai (Capsicum frutescens), jagung manis (Zea mays), tembakau dan beberapa inang lain. Strain CMV (JY) yang mengandung satelit RNA menyebabkan nekrotik letalI pada tomat, tetapi juga menyebabkan mosaik kuning yang jelas pada tembakau dan beberapa spesies Nicotiana yang lain. Sedangkan gejalanya tanpa satelit adalah mosaik kuning (Takanami,1981). Observasi telah dilakukan pada beberapa spesies inang tanaman, adanya CARNA 5 juga menyebabkan pelemahan penyakit dan kadang menekan gejala secara sempurna. Pada infeksi virus mosaik ketimun dan CARNA 5, RNA untai tunggal dan ganda CARNA5 disintesis lebih cepat daripada RNA virus mosaik ketimun sehingga jumlahnya kecil sekali. Observasi ini membuktikan konsep dasar mekanisme biokimia yang menerangkan kemampuan CARNA 5 mengendalikan virus tanaman (Kaper, 1982). Ketergantungan CARNA 5 pada virus penolongnya, virus mosaik ketimun dan ketergantungan pada suatu inang yang menyediakan komponen dan proses enzimatik yang diperlukan untuk replikasinya, merupakan suatu contoh yang baik dari parasitisme tingkat molekuler. CARNA 5 memparasit inangnya, yaitu virus yang memparasit tanaman inang. Akibat hubungan parasit ini, efek yang ditimbulkannya beragam. Penyakit akan ditekan bila virus terparasit secara efektif oleh CARNA 5. Dilain pihak, CARNA 5 juga mampu memperlihatkan bentuk penyakit baru, seperti nekrosis letal pada tomat (Kaper, 1983). Asosiasi virus-satelit RNA dapat menimbulkan strain yang lemah dan dapat melindungi tanaman dari infeksi strain yang ganas. Namun harus hati-hati memilih asosiasi virus-satelit untuk menghindari terjadinya penyakit baru yang kadang lebih berat. Ada dua kemungkinan mekanisme proteksi oleh satelit RNA-5 terhadap strain virus mosaik ketimun yang ganas. Pertama adalah efek langsung darisatelit RNA-5, yaitu dengan menggangu atau berkompetisi terhadap replikasi RNA virus dan mengakibatkan penurunan kandungan virus dan modifikasi gejala (Tekanan, 1981). Kemungkinan kedua adalah efek tidak langsung dari satelit RNA-5, yaitu satelit RNA5 dapat memperlemah gejala dan dapat mengadakan proteksi silang terhadap strain yang ganas (Tien, Zhang, Qiu, Qin dan Wu, 1987). Berdasarkan informasi di atas ternyata satelit RNA mempunyai pengaruh yang berbeda-beda terhadap strain virus mosaik ketimun. Akhir-akhir ini isolat virus mosaik ketimun yang mengandung satelit RNA terus diteliti dan dibandingkan terutama untuk menemukan satelit RNA yang mampu menekan gejala virus mosaik ketimun. Beberapa diantaranya kemungkinan besar dapat digunakan untuk pengendalian biologis virus tanaman (Murant dan Mayo, 1982). RNA Untai Ganda Virus dalam Tanaman Virus dengan RNA untai tunggal (ss-RNA) terdapat hampir 90% pada semua virus tanaman yang diketahui. Selama replikasi virus didalam sel RNA untai ganda tersebut disebut sebagai bentuk replikatif (RF) dan secara konsisten terdapat bila suatu tanaman terinfeksi dengan suatu virus bertipe RNA untai tunggal tanpa menghiraukan inamgnya (Valverde, Nameth dan Jordan, 1990). Umumnya telah diterima bahwa selama replikasi virus RNA untai tunggal melibatkan proses sintesis atau pembentukan komplimenter, templet untai RNA dalam bentuk replikatif intermediet (RI) yang beruntai ganda (Dodds, Morrisdan Jordan, 1984). Apabila bentuk replikatif asam nukleat diisolasi dari sel terinfeksi, maka molekul RNA untai ganda yang disebut bentuk replikatif (RF) dapat diidentifikasi.


3

Dalam sistem virus yang dipelajari, penjelasan kemungkinan peranan fungsional RF selama replikasi belumlah jelas. Namun diduga bahwa RF mungkin hanyalah sebagai bentuk hasil antara atau hasil akhir (Garnier, Mamon dan Bove, 1980). Bentuk replikatif RNA untai ganda satelit yang berasosiasi dengan RNA virus tanaman juga teridentifikasi (Dodds, Morris dan Jordan, 1984) seperti pada tanaman yang terinfeksi oleh cucumber mosaik virus (CMV), tobacco ringspot virus (TRSV) dan tobacco necrosis virus (TNV) (Schneider dan Thompson, 1977). Identifikasi satelit RNA yang berasosiasi dengan virus tanaman akan dimudahkan oleh analisis RNA untai ganda ini. Akan tetapi, harus hati-hati dalam memilih konsentrasi gel elektroforesis agar molekul kecil ini tertahan di dalam gel (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Struktur molekul RF virus tanaman belum ekstensif dipelajari dan masih diperlukan analisis yang lebih mendetail agar lebih dimengerti peranan fungsionalnya di dalam replikasi virus RNA. Ekstraksi dan Pemurnian RNA Untai Ganda Bentuk RF dari SS-RNA virus tanaman adalah tipe paling umum ditemui. Adanya RNA untai ganda yang diekstrak dari tanaman terinfeksi virus SS-RNA adalah konsisten. Hal ini membuat deteksi ds-RNA menjadi metode praktis untuk diagnosis virus (Valverde, Nameth dan Jordan, 1990). Prosedur ekstraksi ds-RNA (Gambar 2) telah dikemukakan oleh Morris dan Dodds(1979); Jordan, Dodds dan Ohr (1983). Seperti terlihat pada gambar, dua siklus kromatografi selulose digunakan untuk menghilangkan sisa RNA untai tunggal yang dapat mengacaukan interpretasi. Prosedur ini juga dapat digunakan untuk mengekstraksi RNA untai ganda dari fungi dah serangga (Valverde, Nameth dan Jordan, 1990). Isolasi RNA untai ganda dari jaringan tanaman dimulai dengan menghancurkan jaringan dan isolasi dilakukan terhadap semua asam nukleatseluler di bawah kondisi yang mencegah terjadinya degradasi. RNA untai ganda adalah stabil dan biasanya dapat diisolasi dengan mudah daripada isolasi asam nukleat lainnya. Jaringan dihomogenisasi dengan tujuan merusak protein dan melepaskan asam nukleat yang tidak rusak. Beberapa prosedur menggunakan komponen bufer cair pada pH tinggi dan kandungan garam sedang (0.1 M) sampai tinggi (1.0M) untuk mengurangi aktivitas ribonuklease (Diaz-Ruiz dan Kaper, 1978). Bahan tambahan seperti bentonit, dietilpirokarbonat dan ion metal pencelat juga digunakan untuk mengurangi aktivitas nuklease. Natrium dodesil sulfat (SDS) atau asam paminosalisilik yang merupakan detergent ditambahkan untuk meningkatkan denaturasi protein dan melepaskan asam nukleat (Bar-Joseph, Rosner, Moskovitz dan hull, 1983). Bahan tambahan lain, seperti sulfit, polivinilpirrolidin (PVP), merkaptoetanol dan natrium dietil ditiokar bamat, (DIECA) juga dapat digunakan untuk mencegah oksidasi dan pencoklatan ekstrak jaringan tanaman (Dodds, Morris dan Jordan. 1984). Semua prosedur mengikutkan fenol cair sebagai komponen untuk merusak protein organik. Penggunaan fenol dan kloroform/pentanol akan meningkatkan pemisahan fase yang baik setelah sentrifugasi dan menghasilkan pemindahan protein yang lebih sempurna dari fase cair (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Banyak prosedur yang telah dipelajari untuk memurnikan RNA untai ganda, seperti halnya studi terhadap pemurnian asam nukleat (Ralph, 1969). Metode yang sederhana dan cepat adalah yang dipilih. terutama untuk analisis sampel banyak selama diagnosa. Dari banyak percobaan yang telah dilakukan, prosedur kolumn selulose Franklin adalah pendekatan yang lebih praktis (Morris dan Dodds, 1979).


4

Fraksinasi asam nukleat cara Franklin ini didasarkan pada perbedaan pengikatan dari RNA untai tunggal dan ganda terhadap selulose dalam etanoldengan konsentrasi yang berbeda. Adsorpsi kebanyakan asam nukleat terhadap pada konsentrasi etanol diatas 35%. Fraksi DNA dan RNA untai tunggal dilepaskan dalam buffer yang mengandung 15-18% etanol, sedangkan RNA dengan struktur sekunder yang tinggi seperti RNA untai ganda tetap terikat. RNA untai ganda kemudian dilepaskan dalam bufer yang tidak mengandung etanol (Morris dan Dodds, 1979). Pengikatan RNA untai ganda dapat dikerjakan langsung dari supernatant cair yang mengandung fenol dan 15% etanol dan dialirkan melalui kolom kecil selulosa atau langsung menambahkan tepung selulosa ke supernatant kemudian dikumpulkan dengan sentrifugasi. Selulosa yang berikatan dengan RNA untai ganda kemudian dicuci dengan beberapa volume bufer etanol 15% untuk melepaskan kotoran dan kemudian RNA untai ganda dilepaskan ke dalam sebuah volume kecil bufer yang tidak beretanol (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Deteksi dan Analisis RNA Untai Ganda Berbagai metode untuk mendeteksi dan menganalisis RNA untai ganda telah dikembangkan. Beberapa diantaranya adalah menggunakan elektroforesis, serologi, penghancuran oleh enzim, metode biologis, metode hibridisasi dan metode Kloning (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Metode yang sering digunakan untuk mendeteksi dan menganalisis RNA untai ganda murni dari tanaman terinfeksi virus adalah pemisahan secara elektroforesis di dalam gel akrilamide (Morris dan Dodds, 1979). Pendekatannya didasarkan pada pemikiran bahwa tanaman yang tidak terinfeksi dengan virus RNA tidak mengandung sejumlah segmen homogenus RNA untai ganda dengan berat molekul tinggi (>0.1 X 106) yang terdeteksi didalam gel (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Identifikasi RNA untai ganda yang mempunyai ciri-ciri tersendiri pada gel diinterpretasikan sebagai bukti infeksi virus dan mobilitas relatif adalah fungsiberat molekulnya. Hal ini telah dibuktikan pad a beberapa kelompok virus yang dianalisis (Dodds, Morris dan Jordan, 1984). Satu masalah yang tampak oleh pemakai awal teknik ini adalah interpretasi pola tanda RNA untai ganda yang terbentuk. Virus tanaman dari kelompok berbeda mempunyai ciri pola RNA untai ganda yang berbeda (disebut sebagai profit) (Dodds, Morris dan Jordan, 1984; Valverde, Dodds dan Heick, 1986). Anggota didalam satu kelompok mempunyai profit RNA untai ganda yang sama. Keunikan dari satu profit adalah didasarkan pada jumlah dan berat molekul segment RNA untai ganda. Satu virus dengan genom yang mengandung satu RNA untai tunggal akan menghasilkan satu RNA untai ganda utama kira-kira dua kali berat molekul RNA untai tunggal (Valverde, Nameth dan Jordan, 1990). BAHAN DAN METODE Bahan-bahan 1. Isolat Virus Mosaik Ketimun Isolat Virus mosaik ketimun yang digunakan dalam percobaan ini diperoleh dari lapang di sekitar Bogor, diantaranya berasal dari tanaman tomat, cabai, melon dan ketimun. Isolat Virus mosaik ketimun-2 (CMV-2) yang mengandung satelit dan tanpa satelit asal Sub Balai Penelitian Tanaman Hortikultura Segunung digunakan sebagai pembanding. 2. Tanaman Indikator Tanaman indikator yang digunakan adalah Chenopodium amaranticolor, Nicotiana tabacum, Datura stramonium, Cucumis sativus, Lycopersicon esculentum, Capsicum annuum dan Cucurbita pepo.


5

3. Bahan Kimia Bahan-bahan kimia yang diperlukan untuk ekstraksi dan deteksi RNA untai ganda adalah bufer ekstraksi, bufer elektroforesis, bufer ekstraksi-etanol 16%. poliakrilamid (akrilamid dan bisakrilamid) dan bufer elektroforesis gel. Jumlah dan jenis bahan kimia yang diperlukan tersebut, selengkapnya terdapat pada Tabel Lampiran 1. Sedangkan bahan-bahan kimia lainnya adalah etidium bromid, bentonit, bufer fosfat, seluJosa dan akuades. Alat-alat Alat-alat yang diperlukan antara lain adalah alat untuk inokulasi secara mekanis, timbangan, alat-alat gelas, sentrifus, elektroforesis, jarum suntik, kamera, mikropipet, spatula dan lain-lain. Metode Tahanan percobaan pertama yang dilakukan adalah (A) koleksi isolat lapang, (8) pembuatan inokulum, (C) perbanyakan isolat virus, (0) ekstraksi RNA untai ganda dari tanaman, (E) pemurnian RNA untai ganda dari ekstrak, (F) penentuan profit RNA untai ganda dengan eJektroforesis gel poliakrilamid. A. Koleksi Isolat Lapang Isolat Virus mosaik ketimun diperoleh dari lapang sekitar Bogor. Daun tanaman yang terifeksi diambil dan diinokulasi ke tanaman N.glutinosa. lsolat yang diperoleh diberi nomor dan dikoleksi. B. Pembuatan Inokulum Inokulum yang digunakan dibuat dengan menghancurkan daun tanaman terinfeksi pada bufer fosfat pH 7.0 dengan perbandingan 1 : 10 (berat (g)/volume (ml)). Cairan peranan tersebut diinokulasikan secara mekanis ke daun tanaman dengan mengoleskan cairan tersebut dan sebelumnya ditaburi dengan Carborundum 320 mesh. C. Perbanyakan Isolat Virus Semua isolat diinokulasikan secara seri dengan lesio tunggal ke tanaman C.amaranticolor. Selanjutnya isolat diperbanyak pada tanaman N.tabacum. Daun tanaman N.tabacum yang terinfeksi digunakan sebagai sumber virus untuk mempelajari gejala pada tanaman indikator dan material untuk analisa RNA untai ganda dan satelitnya. D. Ekstraksi RNA Untai Ganda Tanaman yang telah diinokulasi 10 hari diambil untuk diekstrak RNA untai gandanya. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Sebanyak 0.5-1.0 9 jaringan tanaman dihancurkan dengan mortar dan pestel. 2. Cairan tersebut dituang ke dalam gelas piala 5 ml yang berisi 1.3 ml penyangga ekstraksi yang mengandung 3% natrium dodesil sulfat, 0.5% merkaptoetanol dan 0.7 ml fenol. Lalu dikocok dengan vorteks kurang lebih 1 menit. 3. Isi tabung tersebut dipindah ke tabung reaksi yang mengandung 0.7 ml (24:1) kloroform : Isoamil Alkohol, dikocok sampai rata dan diinkubasikan 20 menit pada 20°C. 4. Selanjutnya disentrifus (5000 rpm, selama 15 menit), supernatan diambil sebanyak 1.1 ml.


6

E. Pemurnian RNA Untai Ganda Ekstrak RNA untai ganda yang diperoleh, selanjutnya dimurnikan dengan metode menambahkao selulosa ke supernatan. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Sebanyak 2.5 g selulosa (Whatman CF-11) dilarutkan dengan 50 ml STE-etanol (16.5%). Kemudian 1 ml campuran tersebut diambil dan disentrifus selama 5 menit, supernatannya dibuang. 2. Kedalam selulosa tersebut dimasukkan supernatan No.4 dan ditambahkan ethanol 95% sebanyak 210 ml. Diaduk rata atau digoyang selama 15-20 menit. Kemudian disentrifus (5000 rpm, selama 5 menit) untuk mengendapkan selulosanya, supernatan dibuang. 3. Selulosa dicuci 3 kali masing-masing dengan 1 ml STE-etanol (16.5%). Sebagai pencuci akhir ditambahkan larutan STE sebanyak 100 ml. Kemudian disentrifus (5000 rpm, 5 menit), supernatannya dibuang. 4. Selulosa disuspensikan dengan larutan STE sebanyak 500 ml, kemudian disentrifusi selama 10 menit. Kemudian supernatan dipindahkan ke tabung yang lain. 5. Kedalam larutan tersebut ditambahkan 25 ml 3M natrium asetat dan 1.1 ml etanol 95%, kemudian diinkubasikan pada suhu -20°C selama 24 jam. 6. RNA untai ganda diendapkan dengan sentrifus (5000 rpm, 10 menit), kemudian ditambahkan larutan penyangga elektroforesis sebanyak 20 ml. F. Penentuan Profil RNA Untai Ganda . Elektroforesis dilakukan dengan menggunakan poliakrilamid gel elektroforesis selama 150 menit pada 1 OOV. Setelah sampai di dalam gel diwarnai dengan etidium bromid, kemudian diekspos dibawah sinar ultraviolet. Setelah adanya fluoresensi dari gel, kemudian difoto. Pola yang terbentuk pada gel dicatat, termasuk adanya virus satelit. Langkah-langkah penelitian ini secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut: Koleksi Isolat dari Lapang Uji Hayati Gejala pada Tanaman Indikator Deteksi Asosiasi Virus-Satelit RNA-5 HASIL DAN PEMBAHASAN Koleksi Isolat Lapangan Isolat yang berasal dari lapangan sebanyak 10 isolat, berasal dari tanaman ketimun, cabai, tomat dan buncis. Setelah diuji secara hayati untuk seleksi isolat virus mosaik ketimun, tersisa lima buah isolat. Metode uji hayati yang dilakukan adalah sebagai berikut : Sam pel dari lapang pertama kali diuji ketanaman Nicotiana glutinosa. Selanjutnya diinokulasikan ketanaman Cucumis sativus, kemudian ke tanaman Chenopodium amaranticolor (diulang sebanyak tiga kali). Terakhir kali


7

diinokulasikan kembali ke tanaman N.glutinosa dan C.sativus. Prosedur diuji hayati selengkapnya terdapat pada Tabel Lampiran 1. Dari kelima isolat yang diperoleh, setelah diinokulasikan ke tanaman N.glutinosa menimbulkan gejala mosaik sistemik, bercak yang berwarna hijau tua dan cembung (Gambar 3). Pada tanaman C.sativus semua isolat menimbulkan gejala mosaik (Gambar 3). Lesio Lokal adalah gejala yang timbul setelah diinokulasikan ke tanaman C.sativus dan N.glutinosa gejala yang timbul adalah mosaik sistemik, maka dapat disimpulkan bahwa isolat tersebut adalah virus mosaik ketimun. Kesimpulan ini dikuatkan pula oleh analisis yang dilakukan terhadap profit yang berbentuk pada poliakrilamid gel elektroforesis (lihat bahasan sub bab berikut). Deteksi Virus Mosaik Ketimun dan Satelitnya Berdasarkan deteksi dan analisis Virus mosaik ketimun serta satelitnya dengan poliakrilamid gel elektroforesis diperoleh hasil seperti gambar dibawah ini. Dari gambar diatas terlihat bahwa tidak terbentuk profil pada gel dari tanaman sehat (kolom C), sedangkan profil terbentuk pada kolom dari tanaman sakit yang sebelumnya diinokulasi dengan virus mosaik ketimun (kolom A, B, C, D, E, F, G. dan H).

Gambar 3. Gejala yang timbul pad a uji hayati; A. Sampel dari lapang, B & E. Gejala rnosaik pada tanarnan N. GJutinosa; C & F. Gejala pada tanaman C. Sativus; D. Gejala lesio lokal pada tanarnan C. amaranticolor RNA untai ganda yang diekstrak dari tanarnan terinfeksi adalah konsisten, hal ini terlihat dari terbentuknya profit yang sama dari semua tanaman yang terinfeksi. Hal ini membuat deteksi RNA untai ganda menjadi metode yang praktis untuk diagnosis virus.


8

Gambar 4. Poliakrilamid gel elektroforesis RNA untai ganda virus mosaik ketimun yang diekstrak dari tanaman ketimun : A. Isolat Cx1 B. Isolat C1, C. Tanaman sehat, D. Isolat C2, E. Isolat virus mosaik ketimun berat, F. Isolat C4, G. Isolat C3, H. Isolat C5. Gel diperlakukan pada 100 V selama 150 menit. Profit pada gel tidak terbentuk dari tanaman sehat dengan demikian prosedur ekstraksi dan pemurnian RNA untai ganda telah dilaksanakan dengan baik. Prosedur ekstraksi dan pemurnian yang dilakukan dapat memisahkan RNA tanaman, sehingga tidak terbentuk profit pada gel dari tanaman sehat. Virus mosaik ketimun mempunyai RNA-1, RNA-2, RNA-3 dan RNA-4. Selain itu terdapat pula RNA-4a, RNA-5. RNA-6 dan RNA-X (Peden dan Symons. 1973). Ternyata isolat yang mengandung RNA-5 (satelit RNA) ialah isolat C1, C2, dan C4 (kolom B, D, dan F). Isolat C3 dan C5 tidak mengandung satelit RNA (kolom G dan H), begitu pula isolat yang menyebabkan gejala berat pada tanaman cabai dan tomat juga tidak mengandung satelit RNA (kolom E). Isolat Cx (kolom A) adalah isolat pembanding yang mengandung satelit RNA-5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Lima isolat virus mosaik ketimun mempunyai pola tanda atau profil yang sarna (RNA-1. RNA-2, dan RNA-3) pada gel setelah dideteksi dengan poliakrilamid gei elektroforesis. Isolat C1, C2 dan C2 mempunyai virus satelit RNA-5. Tidak semua isolat yang mempunyai satelit RNA-5 efektif menekan virus penolongnya dan ditunjukkan oleh gejala yang timbul pada tanaman. Saran

Koleksi isolat virus mosaik ketimun perlu diperbanyak dan kemudian saling dipertukarkan satelit RNA-5 untuk mendapatkan asosiasi yang lebih efektif dalam menekan serangan virus mosaik ketimun yang patogenik.


9

DAFTAR PUSTAKA Agrios, G.N. 1988. Plant Pathology. Academic Press. New York. 803 p. Bar-Joseph, M.A.Rosner, M.Moskovitz dan R.Hull. 1983. A. simple procedure for the extraction of double stranded RNA from viral infected plants, J.Virology Method. 6:1-8. Bozarth, R.F. dan E.H.Harley. 1976. The electrophoretic mobiUty of double-stranded RNA in polyacrylamids gels as a function of molecular weight. Biochim. Biophys. Acta. 432 : 329-335. Condit,C. Dan H.Fraenkel-Conrat. 1979. Isolation of replicative form of 3, terminal subgenomic RNAs of tobacco necrosis Virus. Virology. 97 : 122-130. Diaz-Ruiz,J.R.dan J.M.Kaper. 1978. Isoiation of viral double-stranded RNAs using LiCL fractination procedure. Biochem. 8 : 1 -17. Dodds,J.A., T.J.Morris dan R.L.Jordan. 1984. Plant viral doublls-stranded RNA.A.nnu.Rev.Phytopathologi 22 : 151 -168. Doolittle, S.P. 1953. Diseases of peppers. Yearbook of Agricultural USDA. Washington DC The United States Government Printing Office. 940 p. Edwardson, J.R. dan R.G. Christie. 1978. Use of virus induced inclusion in classification and diagnosis. Annu.Rev.Phytopatologi. 16: 31 -55. Garnier, M.R.Momoun dan J.M.Bove. 1980. TYMV RNA replacation in vivo: Replicative intermediet is mainly single stranded. Virology. 104 : 357 - 374. Henriques, M.C. dan T.J. Morris. 1979. Evidence for different replicative strategies in the plant tombusvirus. Virology. 99: 66-74. Jordan, R.L., J.A. Dodds dan H.D.Ohr. 1983. Evidence for viruslike agents in avocado. Phytopathologi. 73 : 1130 -1135. Kaper, J.M. 1982. Rapid synthosis of double-stranded cucumber mosaic virusassociated RNA 5 : Mechanism Controlling Viral Pathogenesis. Biochem. Biophys. Res. Comm. 105 : 1014 -1022. Kaper, J.M. 1983. Perspective on CARNA 5, cucumber mosaic virus-dependent replicating RNA 5 capable of modifying disease expression. Plant Mol. BioI. Rep. 1 : 45-54. Kaper, J.M. dan M.E. Tousignant. 1977. Cuccumber mosaic virus-associated RNA 5. I.Role of host plant and helper strain in determining amount of associated RNA 5 with virions. Virology. 80 : 186 -195. Lot, H.dan J.M. Kaper. 1976. Further studies on the RNA component distribution among the nucleoproteins of cucumber mosaic virus. Virology. 74 : 223 -226. Matthews, R.E.F. 1973. Induction of diseases by viruses with spesific reference to turnip yellow mosaic virus.Annu. Rev. Phytopathologi. 11 : 147 -170. Morris, T.J. dan J.A. Dodds. 1979. Isolation and analysis of double-stranded RNA from virus-infected plant and fugal tis~ue. Phytopathologi. 69 : 854-858. Murant, A.F.dan A.M. Mayo. 1982. Satellites of plant viruses. Ann. Rev.Phytophatologi. 20 : 47-70. Peden, K.W.C. dan R.H. Symons. 1973. Cucumber mosaic viru contains a uncionally divided genome. Virology. 53: 487-492. Ralph, R.K. 1969. Double-stranded viral RNA. Adv.Virus Res. 15: 61-158. Schneider, I.R dan S.M. Thompson. 1977. Double-stranded nucleic acids found in tissue infected with the satellite of tobacco ringspot virus. Virology. 78 : 453462. Takanami, Y. 1981. A striking change in symtomps on cucumber mosaic virusinfected tobacco plants induced by a stellite RNA. Virology. 109 :120-126. Takanami, Y., S.Kubo dan S. Imaizumi. 1977. Synthesis of single and doublestranded cucumber mosaic virus RNAs in tobacco mesophyll protoplast. Virology. 80: 376-389.


10

Tien, B.P., X.Zhang, B.Qiu, B.Oin dan G.Wu. 1987. Satellite RNA for control of plant diseases caused by cucumber mosaic virus. Ann. Appl.Biol. 111.1-10. Valverde, R.A., J.A. Dodds dan J.A. Heick. 1986. Double-stranded ribonucleic acid from plants infected with viruses having elongated particle and-undivided genomes. Phytopathologi. 76 : 459 -465. Valverde, R.A., S.T.Nameth dan R.L.Jordan. 1990. Analysis of double-stranded RNA for plant virus diagnosis. Plant Diseases. 74 : 255 -258.


11

DETEKSI ASOSIASI VIRUS MOSAIK KETIMUN-SATELIT RNA-5 PADA TANAMAN KETIMUN. Dr. Ir. EDI BATARA MULYA SIREGAR, MS

Recommend Documents