DETEKSI DAN IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT BELANG (MOTTLE) PADA TANAMAN LADA (Piper nigrum L.) DI INDONESIA
IRWAN LAKANI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
ii
ABSTRAK IRWAN LAKANI. Deteksi dan Identifikasi Penyebab Penyakit Belang pada Tanaman Lada (Piper nigrum L). Dibimbing oleh GEDE SUASTIKA dan TRI ASMIRA DAMAYANTI. Penyakit belang pada tanaman lada pada awalnya diduga disebabkan oleh mikoplasma, namun hasil penelitian di beberapa negara menunjukka n bahwa penyakit ini disebabkan oleh dua jenis virus yaitu Cucumber Mosaic Virus (CMV) dan Piper Yellow Mottle Virus (PYMV). Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi dan mengidentifikasi virus penyebab penyakit belang pada tanaman lada yang terdapa t di pulau Bangka, Lampung, Sukabumi, dan Bogor, serta untuk mengetahui efisiensi tiga jenis serangga vektor dalam penularan virus CMV dan PYMV. Hasil pengamatan yang dilakukan di sembilan kebun petani dibeberapa desa di Pulau Bangka menunjukkan serangan sebesar 95% dengan gejala umum belang dan keriting. Gejala serangan yang sama ditemukan pula di beberapa kebun petani di Lampung dan Bogor, sedangkan pada lokasi di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat Sukamulya didominasi gejala be lang. Deteksi daun sakit bergejala keriting dan belang dengan uji ELISA menunjukkan sampel positif bereaksi dengan antiserum CMV dan Banana Streak Virus (BSV). Penularan virus dengan perlakuan jumlah serangga vektor, kontrol, 1, 3, 7, dan 10 ekor menunjukkan bahwa kutu daun Aphis gossypii tidak dapat menularkan kedua jenis virus tersebut. Penularan menggunakan serangga vektor Planococcus minor dan Ferrisia virgata pada perlakuan satu ekor serangga vektor diperoleh hasil bahwa hanya PYMV yang dapat ditula rkan dengan efisiensi 40-100%. Amplifikasi genom virus dengan PCR menggunakan 5’-Badna T dan 3’-SCBVR1 diperoleh amplikon berukuran ± 650 bp. Perunutan nukleutida amplikon hasil PCR menunjukkan adanya homologi sekuen sebesar 85% dengan sekuen PYMV ORF1 yang dilaporkan oleh de Silva et al.
iii
DETEKSI DAN IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT BELANG (MOTTLE) PADA TANAMAN LADA (Piper nigrum L.) DI INDONESIA
IRWAN LAKANI
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Proteksi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
iv Judul Tesis Nama NIM
: Deteksi dan Identifikasi Penyebab Penyakit Belang (Mottle) pada Tanaman Lada (Piper nigrum L) di Indonesia : Irwan Lakani : A451030051
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc. Ketua
Dr. Ir. Tri Asmira Damayanti, M.Agr. Anggota
Diketahui Ketua Program Studi Entomologi- Fitopatologi
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc.
Tanggal Ujian : 27 Januari 2006
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc.
Tanggal Lulus : 03 Februari 2006
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Luwuk, Sulawesi Tengah pada tanggal 15 Oktober 1970 sebagai anak keenam dari tujuh bersaudara dari pasangan Hamzah Lakani (alm) dan Sun Lasori (alm). Penulis menikah dengan Dian Astuti, SP pada tahun 2004 dan telah dikaruniai seorang putri Afiqah Syazana pada tanggal 15 Desember 2005. Pendidikan Sekolah dasar diselesaikan di SDN Pembina Kecamatan Pagimana tahun 1983,
Sekolah Menengah Pertama di SMPN Kecamatan
Pagimana tahun 1986 dan Sekolah Menengah Atas diselesaikan di SMAN 2 Palu tahun 1989.
Pendidikan sarjana di tempuh di Jurusan Budidaya Pertanian,
Fakultas Pertanian Universitas Tadulako di Palu dan lulus pada tahun 1996. Pada tahun 2003 penulis memperoleh kesempatan melanjutkan studi S2 di Program Studi Entomologi-Fitopatologi Institut Pertanian Bogor, dengan biaya Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPS) dari Departemen Pendidikan Nasional. Sejak tahun 2000 hingga sekarang, penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Tadulako Palu.
vi
PRAKATA Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun tesis dengan judul “Deteksi dan Identifikasi Penyebab Penyakit Belang pada Tanaman Lada (Piper nigrum L) di Indonesia”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Entomologi-Fitopatologi Departeman Proteksi Tanaman Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada komisi pembimbing, Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc. dan Dr. Ir. Tri Asmira Damayanti, M.Agr. atas segala arahan, bimbingan, dan masukan saran-saran serta bantuan moril dan materil sejak penyusunan rencana penelitian sampai penyusunan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ir. Rodiah Balfas,M.Sc dan Dr.Ir. Sukamto, M.Sc. yang telah membantu untuk menyediakan sebagian biaya sebagai bentuk kerjasama penelitian dan juga atas saran dan masukan untuk penyusunan tesis ini. Ucapan terima kasih pula disampaikan kepada Dra. Dewi Sartiami, M.Si. atas bantuannya dalam identifikasi serangga vektor. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dekan Fakultas Pertanian dan Rektor Universitas Tadulako Palu, atas dorongan dan izin yang diberikan untuk mengikuti pendidikan S2 di IPB. Ucapan terima kasih juga kepada Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, Ketua Departemen Proteksi Tanaman, dan Ketua PS Entomologi-Fitopatologi atas kesediaan menerima penulis untuk studi di IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Kepala Laboratorium Virologi Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman atas izin penggunaan bahan dan peralatn laboratorium. Kepada laboran, Pak Edi, Ibu Aisyah terima kasih atas bantuan teknis dan pengetahuan teknis yang diberikan selama penelitian dilaksanakan. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada sahabat dan senior di Laboratorium Virologi Tumbuhan, Tuty Leg iastuty yang tidak bosan menjawab pertanyaan-pertanyaan bila penulis mengalami kesulitan, Ir. Noor Aidawati, M.Si, Ir. Elisa S. Rusli, M.Si, Dr. Ir. Muhamma d Taufik, M.Si., Ir. Ummu S.R, M.Si, Firdaus, SP,M.Si., Supriyanto, SP,M.Si. atas bantuan dan saran-saran selama penelitian. Juga kepada teman-teman seangkatan, Pak Rustam, Pak Andre, Pak Jekvy, Ibu Yayuk, Ibu Rita, penulis ucapkan terima kasih atas kebersamaan selama menempuh pendidikan S2. Kepada rekan-rekan di Himpunan Mahasiswa Pascasarjana Sulawesi Tengah (Himpast) dan teman-teman serumah Bang Suhaedi, Pak Nur Sangadji, Pak Iskandar, Pak Wahid serta Fajar, penulis haturkan terima kasih atas dukungan semangatnya. Kepada Ayahanda (Alm) dan Ibunda (Alm), penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga atas asuhan dan didikkan sehingga penulis dapat bertahan dan melanjutkan hidup tanpa sempat didampingi sejak SD hingga sekarang, kepada paman dan bibi serta kakak dan adiku terima kasih atas dukungan moril dan materil yang tiada hentinya. Rasa terima kasih yang tulus penulis ucapkan kepada istri tercinta Dian Astuti, yang begitu sabar ditinggal selama menempuh pendidikan S2 hingga hadirnya buah hati tercinta “Afiqah Syazana”. Terima kasih pula sedalam-dalamnya kepada mertua, Bapak Soebandjar S dan Ibu Dra. Farida S. Amu, M.Si atas bantuan yang amat tulus dan dorongan semangat. Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat dalam tulisan ini, namun demikian penulis harapkan semoga tesis ini dapat memberikan informasi dan banyak manfaat kepada pembaca. Bogor, Januari 2006 Irwan Lakani
vii
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ...........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ........................................................................................ Tujuan Penelitian .................................................................................... Hipotesis .................................................................................................
1 4 4
TINJAUAN PUSTAKA Gejala Infeksi Virus Pada Tanaman Lada.............................................. Karakter Molekuler Virus Penyebab Penyakit Belang........................ Penularan Virus Penyebab Penyakit Belang........................................ Deteksi dan Identifikasi Virus Penyebab Penyakit Belang.................
5 6 8 9
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... Survei Lokasi dan Pengambilan Sampel................................................ Persiapan Vektor dan Tanaman Lada..................................................... Penularan Virus...................................................................................... Deteksi CMV dan PYMV dengan Teknik Serologi............................... Deteksi Molekuler PYMV dengan PCR................................................ Purifikasi Virus....................................................................................... Perunutan Susunan Nukleutida...............................................................
11 11 11 13 14 16 18 18
HASIL DAN PEMBAHASAN Kejadian Penyakit Virus di Pertanaman Lada........................................ 20 Penularan Virus Belang................................................................................ 23 Purifikasi Virus...................................................................................... 29 Perunutan Nukleutida PYMV................................................................. 30 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ........................................................................................... Saran......................................................................................................
33 33
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................
34
LAMPIRAN ...................................................................................................
38
viii
DAFTAR TABEL Nomor
Halaman
1
Luas areal, produksi, produktivitas dan ekspor komoditi lada Indonesia tahun 1990 – 2003
2
Gejala infeksi penyakit belang dan keriting serta hasil uji ELISA terhadap sampel tanaman yang positif terinfeksi CMV dan PYMV....................................................................
22
Periode inkubasi dan persentase kejadian penyakit serta gejala penyakit belang pada tanaman lada uji setelah diinokulasi melalui vektor P.minor dan F.virgata..................
28
3
2
ix
DAFTAR GAMBAR Nomor 1
Halaman Gejala tanaman yang terinfeksi virus di lapangan, (a) malformasi daun, (b) bercak klorotik/mottle, (c) keriting, (d) dompolan buah yang tidak terbentuk sempurna ....................
21
Hasil visualisasi pita DNA PYMV pada agarose gel 1,5% TBE; (M) marker 100 bp (1) sampel lada dari Sukabumi (2) Bangka (3) Lampung (4-5) Bogor (6) Tanaman lada sehat sebagai kontrol negatif...............................................................................
23
3
Preparat serangga kutu putih P.minor..............................................
24
4
Serangga vektor kutu putih F.virgata...........................................
24
5
Preparat serangga kutu daun A. gossypii, ...................................
26
6
Gejala yang muncul pada tanaman lada hasil penularan (a) belang, (b) malformasi, (c) bercak klorotik, setelah diinokulasi virus dengan vektor P.minor dan F.virgata..............
27
Hasil purifikasi virus setelah dilakukan sentrifugasi gradien CsCl-sukrosa.................................................................................
29
Hasil PCR PYMV asal Bogor pada agarose gel 1,5% TBE yang dianalisa lebih lanjut dengan sequencing; (M) Marker 100 bp (P) PYMV asal Bogor.....................................................
30
Alignment antara sekuen parsial PYMV-ORF I asal Bogor (PYMV_Bgr) dengan PYMV yang dilaporkan oleh de Silva et al. (PYMV_DS), ( | ) basa antara kedua sekuen sama, ( ) basa antara ke dua sekuen tidak sama, ( - ) delesi/tidak ada basa............................................................
31
. 2
7
8
9
PENDAHULUAN Latar Belakang Tanaman lada (Piper nigrum L.) merupakan salah satu komoditas ekspor tradisional andalan yang sudah cukup dikenal di dunia. Tanaman lada bukan tanaman asli Indonesia, namun sejak dibudidayakan di beberapa daerah keberadaannya sangat penting dalam menunjang perdagangan luar negeri. Lada sangat dibutuhkan terutama sebagai produk rempah-rempah, maupun bahan baku industri produk lain. Ekspor lada Indonesia tertinggi dicapai pada tahun 2000 yaitu sebanyak 65.011 ton dengan nilai $ 221 juta. Hal ini telah membuktikan kontribusi lada Indonesia dalam pemenuhan kebutuhan lada dunia yaitu 38% kebutuhan lada dunia (172.000 ton) (Deptan, 2003). Produksi lada Indonesia selama 10 tahun terakhir cukup berfluktuasi, produksi terendah terjadi pada tahun 1997 sedang tertinggi pada tahun 2003. Lada yang dihasilkan adalah lada hitam dan lada putih. Lada hitam dihasilkan di Lampung dan dikenal dengan sebutan lampung black pepper, sedangkan lada putih di Bangka dan daerah lainnya dikenal dengan sebutan muntok white pepper. Sekitar 80% dari produksi lada Indonesia merupakan komoditas ekspor , sehingga tingkat harga lada internasional akan sangat dipengaruhi kondisi perladaan Indonesia (Fery et al. 2004). Berdasarkan data Departemen Pertanian (2004) (Tabel 1), produksi lada Indonesia sejak tahun 2000 sampai 2002 meningkat namun volume ekspor al da Indonesia terus mengalami penurunan. Produktivitas lada pada selang waktu yang sama mengalami penurunan. Tahun 2000 produktivitas lada mencapai 0,46 ton/ha sedangkan tahun 2003 produktivitasnya turun menjadi 0,44 ton/ha. Penurunan produktivitas ini merupakan akibat dari beberapa faktor, diantaranya teknik budidaya yang belum intensif dan terdapatnya gangguan beberapa organisme pengganggu tanaman, diantaranya adalah infeksi virus. Kehilangan hasil akibat serangan hama dan penyakit pada tanaman lada tahun 1999 diperkirakan menyebabkan kerugian sebesar 6 juta US$ (Manohara dan Rizal 2002).
