PENDAHULUAN Latar Belakang Kacang tanah
(Amachis w g a e a L.) merupakan salah satu dari enarn
komoditas terpenting di dunia. Sebagai tanaman kacang-kacangan sumber protein dan lernak nabati, kacang tanah menempati posisi kedua setelah kedelai. Biji kacang tanah dietahui mengandung protein (25-35%), lemak (43-55%), nikotimin, thiamin, dan vitamin E (Ashley, 1984; Cooper-Bland et al., 1992). SeIain dapat dionsumsi Iangsung, kacang tanah juga digunakan sebagai bahan baku industri makanan. I n t e d k a s i dan ekstensifikasi pertaoian merupakan usaha-usaha yang dapat ditempuh untuk peningkatan produksi kacang tanah. Di Indonesia us&-usaha intensijjlcasi penanaman kacang tanah &pat menyebabkan timbulnya cekarnan biologi dan meningkatnya laju epiderni penyakit sehingga menurunkan hasil panen. Sebaliknya ekstens-
pada lahan-lahn marjinal menghadapi kendala cekaman lingkungan.
Untuk itu diperlukan dukungan yang berupa penemuan varietas u n g y l berdaya hasil tinggi tahan terhadap hama dan penyakit, atau toleran terhadap cekaman -an. Perrnintaan kacang tanah di Indonesia dalam dasawarsa terakhir ini terus
meningkat dim diperkirakan pada tahun 2000 akan mencapai 1,9 juta ton (Kasno, 1993). Hasil k a a g tanah di Indonesia pada tahun 1996 adalah 746.600 ton, luas
p
m 696.600 ha, dan harif rata-rata 1,07 ton/ha (BPS, 1996). Hasil rata-rata ini
mas* tergolong rendah b i dibandigkan dengan hasil rata-rata di negara-negara penghasil kacang tanah lainnya, seperti Korea Selatan (1,77 tonha), Jepang (1,78 tonha), dan RRC (1,92 t o m b ) (Xu, 1992).
Rendahnya produktivitas
kacang tanah di Indonesia antara lain disebabkan
oleh pengynaan benih yang kurang bennutu, pemupukan dan teknik budidaya yang belum tepat, serta serangan hama dan patogen yang belum dapat diatasi dengan efektif. Epidemi penyakit virus dapat merupakan kendala biologi utama budidaya h a g tanah &I
Indonesia. Tujuh jenis virus yang secara alamiah dapat menginfeksi kacang tanah
adalah p e a t mottle virus (PeMoV), pemnrf stripe virus (PStV), p e a t mosaic virus (PMV),peanut crinkle 171rus (PCV), rugrose leaf curl virus, cowpea mild mottle virus (CMMV), dan tomato sported wilt virus (TSWV) (Roechan et al., 1978; L k k a , 1986).
Di Indonesia, PStV paling dorninan menyerang kacang tanah dibandingkan dengan virus-virus yang lain. PStV diietahui terdapat hampir di seluruh pertanaman kacang tanah dan merupakan salah satu penyebab rendahnya daya hasi kacang tanah (Saleh ei al., 1989). Salah satu faktor penyebab PStV menjadi e n d e d di lokasilokasi budidaya kacang tanah di Indonesia adalah kemampuan virus ini untuk menular melalui benih (seedborne).
Penularan melalui benih dapat tejadi sejalan dengan
penyebaran benih dari satu daerah ke daerah lain. Selain i t y PStV dapat bertahan dan mas& infektii
selama penyimpanan benih. Sampai saat ini belum dikembangkan
metode yang efektif untuk deteksi PStV dalarn benih kacang tanah terinfeksi karena secara visual
antara benih yang sehat d m terinfeksi PStV tidak dapat dibedakan.
Deteksi molekuler yang cepat, tepat, dan spesifik terhadap PStV sangat diperlukan untuk kajian epidemiologi penyakit dan sertifikasi benih bebas virus.
Selain itu
metode deteksi molekuler PStV juga diperlukan untuk melacak keberadaan transgen dalam tanaman transgenik yang dihasilkan. Berbeda dengan patogen dari golongan bakteri dan jamur yang dapat diatasi dengan aplikasi pestisida, sampai saat ini belum ditemukan pestisida yang dapat menekan laju replikasi virus. Beberapa tindakan yang direkomendasikan untuk pengendalian virus tumbuhan adalah (1) penanaman benih bebas virus, (2) pergiliran tanaman dan eradikasi tanaman sumber penularan, (3) sanitasi y l m a inang virus, dan (4) aplikasi insektisida untuk mengendalikan vektor (Direktorat Perlindungan Tanaman
Pangan, 1989). Namun demikian hasil penelitian Saleh et al., (199 1 ) menunjukkan aplikasi insektisida, penyiangan g u h a dan eradikasi tanaman sakit kurang efektif untuk mengatasi PStV.
Sebaliknya, pen-
benih kacang tanah bebas PStV
dapat menurunkan laju epidemi penyakit belang di lapang. Untuk mengatasi epidemi penyakit belang
secara komprehensif perlu
dikembangkan metode pengendalian hama terpadu (PHT) pa& budidaya kacang
tanah.
Beberapa komponen pengendalian dapat dikembangkan untuk mencegah
terjadinya epidemi penyakit tersebut adalah (1) pengynaan be&
bebas PStV, (2)
monitoring insiden penyakit secara dini (emly warning system), ( 3 ) pengynaan varietas resisten, dan (4) pengendalian vektor.
Tanaman yang resisten terhadap suatu strain patogen dapat menjadi rentan terhadap strain yang lain. Oleh sebab itu pengetahuan tentang variasi biologi PStV
yang ada di bdagai daerah d i Indonesia sangat diperlukan untuk mendukung program perbaikan gene.tika ketahanan kacang tanah terhadap PStV.
Pengynaan teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika untuk perbaikan ketahanan kacang tanah terhadap PStV perlu dikaji karena sampai saat m i belum ditemukan kultivar kacang tanah komersial yang tahan Rekayasa genetika memerlukan pengetahuan dasar tentang gen CP-PStV (gen pen~andicoat protezn PStV) Gen CP-PStV dapat dikonstruksi sebagai gen anti PStV dan diintroduksikan ke dalam genom kacang tanah Ketahanan tanaman transgenik dipergamhi oleh tingkat kesamam urutan nukleotida gen tersebut dengan strain virus yang menyerang
Oleh
sebab itu, pengklonan dan analisis umtan nukleotida gen CP isolat-isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia perlu dilakukan untuk menentukan klon yang terbaik untuk gen anti PStV di Indonesia.
Dari sudut pengembangan ilmu, studi biologi moIekuler PStV diperlukan sebagai model dalam pengembangan bioteknologi untuk tujuan yang lebih luas Beberapa aspek lain dari studi biologi ~ 0 l e k ~ l virus e r tumbuhan adalah penggunaan virus tumbuhan mtuk memproduksi vaksii untuk marmsia dan hewan (Featherstone, 1996). Yusibov el al.. (1 9973 fnkmhzat vaksin melalui fisi protein dengan menyisipkan
gen yang mengbihpresikan antigen rabies dan m - 1 pada gen p&yandi C P - A H V
(alfalfamode wrus]. Teknik biologi molekuier telah menyediakan cara baru untuk klasifikasi, identifikasi, clan studi kekerabatan antar virus &uhan
CP dan 3'-
Karakterisasi molekuler gen
(untrmlaied region) banyak digunakan untuk mengetahui hubungan
antara speues-spesies potyvirus (Atreya, 1992)
Taksonomi Potywrus, sebagm
kelornpok virus terbesar, sampai saat ini masih sulit dilakukan dengan baik karena
besamya variasi diantara anggota kelornpok potyvhs (Ward & Shukla, 1990). Shukla
dan Ward (1988) m ~ b a n d i n & a nsusunan asam amino CP 17 strain dari 8 spesies potyvirus. Hasid studi tersebut menunjukkan kesamaan asarn amino 38-71% untuk spesies yang berbeda; 90-99% untuk strain-strain dalam spesies virus yang sama; dan 73-83% untuk virus-virus yang berbeda tetapi masih dalarn satu subkelompok. Siudi
variasi molekuler isolat-isolat PStV dalarn penelitian ini bertujuan untuk rnengetahui keragaman dan evolusi isolat-isolat PStV yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia dengan penekanan subgmp BCMV (beancommon mosaic v i m ) .
Tujuan Penelitian Secara urnurn tujuan penelitian ini adalah (1) mengisolasi PStV dari 12 propinsi
di Indonesia, (2) m e n g w v m
biologi PStV berdasarkan simptomatoIogi d m
patogenisitas isolat-isoht PStV pack beberapa Mtivar kacang tanah, (3) rnengembanp;kan metode deteksi moIekuler PStV dengan teknik RT-PCR dan DNA hibridisasi dot blot, (4) mengklon d m rnendeterrninasi urutan nukleotida isolat-isolat PStV dari berbagai daerah di Indonesia, (5) menganalisis keragaman dan mogenetika PStV
berdasarkan urutan nukleotida gen CP, 3'UTR, dan urutan asam amino CP-PStV. Tahap-tahap perwbaan yang dilakukan untuk mencapai sasaran penelitian ini dicantumkan pada Garnbar 1 .
Koleksi Contoh daun kacang tanah terinfeksi v i m dari
PLPq: Lsolasi PStV dari
virus-virus lain
I
PtSk Metode molekuler
PLBS: d o n j n g ,
d -
an-
1. Variasi bidogi berdasarkan simptomatologi penyakit 2. Variasi biologi berdasarkan patogenisitas isobt-
PStV pada bebrapa kultivar kacang tanah 3. Metode d-i mdekuler PStV dengan RT-PCR dan hibridiii dot Mot 4. Variasi biologi Masarkan unrtan nukleoiida gen CP, dan asam amino CP, serta analisis keragaman dan filogenetika PStV dalam subkdompok BCMV
Garnbar 1. Skema tahapan penelitian yang dilakukan. PLB: penelilitan laboratorium; PLP: penelitian lapang atau rumah kaca; PLB 5: dilakukan di Queenslrmd AgricuZturaZ B i o f e ~ h n o l o ~ cCentre al Australia
