PENGARUH CENDAWAN ENTOMOPATOGEN Verticillium lecanii DAN Beauveria bassiana TERHADAP KEMAMPUAN Nephotettix virescens Distant (HEMIPTERA: CICADELLIDAE) DALAM MENULARKAN VIRUS TUNGRO
FAUSIAH T. LADJA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam tesis saya yang berjudul: “Pengaruh Cendawan Entomopatogen Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana terhadap Kemampuan Nephotetix virescens Distant (Hemiptera: Cicadellidae) dalam Menularkan Virus Tungro” Adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di dagian akhir tesis ini.
Bogor,
Januari 2009
Fausiah T. Ladja
ABSTRACT
FAUSIAH T. LADJA. The Effect of Entomopathogenic Fungi Verticillium lecanii and Beauveria bassiana to the Ability of Nephotettix virescens Distant (Hemiptera: Cicadellidae) in Transmitting Rice Tungro Virus. Directed TEGUH SANTOSO and ENDANG NURHAYATI. The main problem in stabilizing and further increasing rice production in Indonesia is the continuous threat of pests dan diseases. One of the most important diseases is the rice tungro virus (RTV) transmitted by the green leafhopper (GLH) Nephotettix virescens (Distant), that causes yield losses until 90%. The objectives of the research were to investigate the effectiveness of entomopathogenic fungi Verticillium lecanii and Beauveria bassiana to control N. virescens as RTV vector. The trial was set according to randomized complete design with two factors. The first factor is the conidial density and the second is the acquisition feeding period. Variables observed were mortality and ability of the adult N. virescens to fly at 3, 7, 10, and 14 days after aplication (DAA), symptoms of RTV, incubation period, disease incidence, plant height, and a number of the tillers. The results of the research showed that the fungi V. lecanii and B. bassiana significantly caused mortality at 3-14 DAA. Dispersal of N. virescens adult was not observed at 10 DAA after treatment of B. bassiana at 107 conidia/ml and V. lecanii at 108 conidia/ml. LT90 was calculated at 9.7 days (B. bassiana) and 10.8 days (V. lecanii) during which the transmission of viral disease still occured. Using PCR technique, the presence of virus pathogen was noted and confirmed the visual observation of disease incidence. Key words : conidia, effectivity, lethal time (LT), acquisition feeding, inoculation feeding
RINGKASAN FAUSIAH T. LADJA. Pengaruh Cendawan Entomopatogen Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana terhadap Kemampuan Nephotettix virescens Distant (Hemiptera: Cicadellidae) dalam Menularkan Virus Tungro. Dibimbing oleh TEGUH SANTOSO dan ENDANG NURHAYATI. Upaya peningkatan produksi padi masih menghadapi kendala biotik dan abiotik. Salah satunya adalah masalah penyakit tungro yang disebabkan oleh infeksi ganda dua jenis virus yaitu rice tungro bacilliform badnavirus (RTBV) dan rice tungro spherical waikavirus (RTSV). Virus ini ditularkan oleh beberapa jenis wereng daun dengan efisiensi penularan yang bervariasi. Wereng hijau N. virescens merupakan vektor yang paling efisien menularkan virus tungro dibanding vektor yang lainnya. Soetarto et al. (2001) melaporkan pada tahun 1991-2000, luas serangan virus tungro mencapai 17.054 ha/tahun, dengan estimasi nilai kehilangan hasil mencapai 14,1 milyar rupiah/tahun. Salah satu alternatif pengendalian yang ramah lingkungan, yang akhir-akhir ini banyak dikembangkan yaitu cendawan entomopatogen. Beberapa genus cendawan entomopatogen telah diuji efektivitasnya untuk mengendalikan wereng hijau. Widiarta & Kusdiaman (2007) melaporkan bahwa B. bassiana dan Metharizium anisopliae yang diisolasi dari wereng hijau efektif mematikan wereng hijau dengan kerapatan konidia masing-masing 1,4 x 107 dan 2,0 x 107. Sementara itu, cendawan entomopatogen Verticillium lecanii yang diisolasi dari Leptocoriza acuta telah diketahui potensinya untuk mengendalikan hama tanaman pangan Riptortus linearis dengan tingkat mortalitas sekitar 80%. Di Indonesia, pemanfaatan cendawan entomopatogen V. lecanii untuk mengendalikan hama pada tanaman pangan, khususnya wereng hijau N. virescens sebagai vektor virus tungro belum pernah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keefektifan cendawan entomopatogen Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana untuk mengendalikan N. virescens sebagai vektor penyakit tungro. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Patologi Serangga, Laboratorium Virologi Tumbuhan, dan Rumah Kaca Cikabayan Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian IPB, Bogor, dimulai Februari sampai Desember 2008. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Lengkap RAK faktorial 2 faktor yaitu kerapatan konidia dan periode makan akuisisi. Setiap perlakuan diulang 10 kali. Variabel yang diamati adalah mortalitas N. virescens, kemampuan terbang imago N. virescens pada 3, 7, 10, dan 14 HSA, tipe gejala penyakit tungro, masa inkubasi, kejadian penyakit, tinggi tanaman, dan jumlah anakan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cendawan V. lecanii dan B. bassiana menyebabkan mortalitas pada 3-14 HSA. Hasil pengamatan juga memperlihatkan adanya kecenderungan mortalitas N. virescens meningkat seiring dengan meningkatnya kerapatan konidia. Aplikasi cendawan B. bassiana menyebabkan tingkat mortalitas yang lebih tinggi dibandingkan aplikasi dengan cendawan V. lecanii. LT50 untuk perlakuan B. bassiana dicapai 6,66 hari sedangkan perlakuan V. lecanii dicapai 8,02 hari. Aplikasi B. bassiana 107 konidia/ml dan V. lecanii 108 konidia/ml menyebabkan imago N. virescens tidak aktif bergerak setelah 7 HSA.
Kematian N. virescens akibat aplikasi cendawan entomopatogen membutuhkan waktu 10 hari sehingga selama periode waktu tersebut N. virescens masih berpotensi sebagai vektor penyakit tungro. Imago N. virescens yang mati akibat infeksi B. bassiana ditandai dengan adanya miselia atau konidia yang berwarna putih pada permukaan tubuh serangga, miselia yang berwarna putih mulai menembus kutikula keluar tubuh serangga, kemudian berkembang terus dan akhirnya menutupi seluruh tubuh serangga. Sedangkan imago yang diinfeksikan dengan V. lecanii tidak menunjukkan adanya tanda pertumbuhan cendawan di permukaan tubuhnya (kolonisasi cendawan). Aplikasi cendawan entomopatogen B. bassiana dan V. lecanii tidak mempengaruhi kemampuan N. virescens dalam menularkan virus tungro. Hal ini dapat dilihat dari parameter pengamatan berupa gejala yang ditimbulkan, masa inkubasi, kejadian penyakit, tinggi tanaman maupun jumlah anakan pada tiga varietas uji (TN1, Tukad Petanu, dan Ciliwung). Gejala tersebut berupa perubahan warna daun menjadi kuning-orange, daun muda tampak belang (gejala stripe interveinal oranye), sedangkan daun tua mempunyai bercak-bercak coklat, daun muda melintir, tanaman kerdil, penurunan tinggi tanaman, dan jumlah anakan berkurang. Pengamatan terhadap masa inkubasi menunjukkan bahwa aplikasi B. bassiana dan V. lecanii tidak berpengaruh terhadap masa inkubasi pada ke tiga varietas yang diuji, baik pada serangga yang melakukan acquisition feeding pada 1, 3, 5, maupun 7 Hari Setelah Aplikasi (HSA). Hasil pengujian menunjukkan adanya perbedaan respon masing-masing varietas. Pada varietas TN1 dan Ciliwung munculnya gejala dimulai pada 7 hari setelah inokulasi (HSI). Sedangkan varietas Tukad Petanu tidak memperlihatkan adanya gejala sampai akhir pengamatan. Selain perubahan warna daun, respon tanaman terhadap infeksi virus tungro juga ditunjukkan oleh penurunan tinggi tanaman dan jumlah anakan. Hasil pengamatan memperlihatkan bahwa varietas yang terserang virus tungro mengakibatkan tinggi tanaman berkurang. Selain itu, jumlah anakan yang dihasilkan cenderung berkurang. Tingkat kerentanan varietas juga berpengaruh terhadap tingkat kekerdilan dan pengurangan jumlah anakan. Uji PCR ini membuktikan bahwa apabila hasil pengamatan gejala secara visual di rumah kaca menunjukkan tanaman kerdil dan daun kuning-orange, maka hasil PCR juga positif terserang virus tungro dengan adanya pita DNA dengan ukuran ± 1500 bp. Demikian sebaliknya, seperti pada Tukad Petanu yang merupakan varietas tahan virus, berdasarkan pengamatan gejala di rumah kaca dimana tidak tampak ada serangan tungro sehingga hasil PCR juga negatif. Aplikasi cendawan entomopatogen pada N. virescens sebagai vektor virus tungro tidak mempengaruhi kemampuan N. virescens dalam menularkan virus tungro. Namun, dalam jangka panjang dapat menurunkan populasi N. virescens dengan cara mempengaruhi aspek fisiologis serangga vektor yaitu dengan mengurangi keperidiannya. Dengan demikian, secara tidak langsung mengurangi penularan/transmisi virus tungro. Cendawan entomopatogen membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mematikan serangga targetnya. Efek penggunaan cendawan entomopatogen dalam menekan populasi N. virescens baru dapat terlihat pada generasi berikutnya. Kata kunci :
konidia, keefektifan, lethal time (LT), makan akuisisi, makan inokulasi
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau 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
PENGARUH CENDAWAN ENTOMOPATOGEN Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana TERHADAP KEMAMPUAN Nephotettix virescens Distant (HEMIPTERA: CICADELLIDAE) DALAM MENULARKAN VIRUS TUNGRO
FAUSIAH T. LADJA
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Entomologi-Fitopatologi
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Judul Tesis
: Pengaruh Cendawan Entomopatogen Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana terhadap Kemampuan Nephotettix virescens Distant (Hemiptera: Cicadellidae) dalam Menularkan Virus Tungro
Nama Mahasiswa
: FAUSIAH T. LADJA
Nomor Pokok
: A451060181
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Teguh Santoso, DEA.
Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS.
Ketua
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Entomologi – Fitopatologi
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, MSc. MS.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro,
Tanggal Ujian : 29 Januari 2009
Tanggal Lulus :
PRAKATA Bismillahirahmaniirahiim. Alhamdulillaahirabbil’alamin. Puji syukur kepada Allah Subhaanahuwataala atas segala rahmat dan nikmatNya yang dicurahkan kepada penulis sehingga Tesis dengan judul” Pengaruh Cendawan Entomopatogen Verticillium lecanii dan Beauveria bassiana terhadap Kemampuan Nephotettix virescens Distant (Hemiptera: Cicadellidae) dalam Menularkan Virus Tungro” ini dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan mulai Februari sampai Desember 2008. Terima kasih banyak diucapkan kepada Dr. Ir. Teguh Santoso, DEA dan Dr. Ir. Endang Nurhayati, MS selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, motivasi, kritik dan saran sejak penyusunan proposal hingga selesainya penelitian ini. Terima kasih juga disampaikan kepada pimpinan Laboratorium Patologi Serangga dan Virologi Tumbuhan, serta Rumah Kaca Departemen Proteksi Tanaman, IPB atas bantuan fasilitas sarana maupun prasarana selama pelaksanaan. Semoga Bapak dan Ibu senantiasa dilimpahkan rahmat dan karunia Allah Subhaanahuwataala. Penulis juga mengucapkan terima kasih kapada Kepala Loka Penelitian Penyakit Tungro atas izin yang diberikan kepada penulis untuk melanjutkan studi di Sekolah Pascasarjana IPB. Terima kasih juga disampaikan kepada Badan Litbang Pertanian yang telah memberi sponsor dana sehingga penulis dapat melanjutkan studi hingga selesai. Tak lupa pula, terima kasih kepada bapak Dr. Ir. I Nyoman Widiarta atas bimbingan dan sarannya dalam penyusunan proposal penelitian. Terima kasih yang tak terhingga diucapkan kepada Bapak, Mama, Mami selaku orangtuaku atas doa, nasehat, pengorbanan dan kasih sayang yang amat tulus. Terima kasih juga disampaikan kepada kakak, adik, ipar dan keponakan atas kasih sayang, dukungan dan doa yang tiada hentinya. Kepada suami tersayang Andi Faisal, putra putriku tercinta A. Muh. Fauzan Faiz (1,8 tahun) dan A. Insyirah Meutia Faiz (5 bulan) diucapkan terima kasih atas kesetiaan, kesabaran, doa dan pengorbanan selama penulis melaksanakan studi di IPB. Kepada temantemanku angkatan 2006 di program studi Entomologi, teman-teman di Laboratorium Patologi Serangga pak Yusmani, pak Rosfiansyah, Yunimar dan Sempurna, serta teman-teman di Lab. Virologi Tumbuhan, terima kasih diucapkan atas bantuan dan kebersamaannya selama penulis mengikuti studi di Sekolah Pascasarjana IPB. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang terdapat dalam penyusunan dan penulisan tesis ini. Oleh karena itu, kritik dan sarannya sangat penulis harapkan. Semoga penelitian ini bermanfaat.
Bogor,
Januari 2009
Fausiah T. Ladja
RIWAYAT HIDUP
Fausiah T. Ladja dilahirkan di Sengkang, Wajo, Sulawesi Selatan pada tanggal 20 Juni 1979 sebagai anak ketiga dari lima bersaudara, dari pasangan Ir. H. Thamrin Ladja dan Hj. I. Tuing, menikah 17 November 2005 dengan Andi Faisal, SP. Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 21 Barandasi Maros, Sulawesi Selatan tahun 1991, Sekolah Menengah Pertama Negeri 2 Maros tahun 1994, Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Maros tahun 1997. Pendidikan sarjana penulis ditempuh di Jurusan Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian dan Kehutanan, Universitas Hasanuddin (1997-2002). Pada September 2006 penulis diterima pada program magister di Program Studi Entomologi-Fitopatologi pada Program Pascasarjana IPB (2006-2008) dengan bantuan beasiswa dari Badan Litbang Pertanian. Sejak Juli 2002, penulis bekerja sebagai tenaga honorer pada Loka Penelitian Penyakit Tungro (LOLIT TUNGRO) Lanrang, Sidrap, Sulawesi Selatan. Terhitung Desember 2002, penulis diangkat menjadi pegawai negeri sipil pada instansi yang sama.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ………………………………………………………… xii DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………..
xiii
PENDAHULUAN Latar Belakang ……………………………………………………... Tujuan Penelitian ………………………………………………….... Manfaat Penelitian ……………………………………………….....
1 3 3
TINJAUAN PUSTAKA Rice Tungro Virus (RTV) Partikel Rice Tungro Virus (RTV) ……..………………........... Gejala Penyakit Tungro …………………………..................... Daerah Sebaran Geografi ……………………………………... Tanaman Inang Alternatif ……………………………………. Nephotettix virescens (Hemiptera: Cicadellidae) N. virescens Sebagai Vektor RTV …………………................ Interaksi Virus Tungro dan Vektor N. virescens Biologi N. virescens Cendawan Entomopatogen ………………………………………...... Verticillium lecanii ……………………………………………. Beauveria bassiana .................................................................... Polymerase Chain Reaction (PCR) ………………………………..... BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu ………………………………………………….. Persiapan Penelitian Perbanyakan Isolat Cendawan V. lecanii dan B. bassiana ……. Persiapan Media Tanam ............................................................. Pembiakan Massal (rearing) N. virescens ……………………... Perbanyakan Inokulum Virus Tungro …………………………. Pembibitan Varietas Uji ……………………………………….. Penyiapan Suspensi Cendawan Untuk Aplikasi ………...…….. Metode Penelitian Uji Mortalitas N. virescens ……………………………………. Uji Waktu Kematian N. virescens.………………….................. Uji Kemampuan Terbang N. virescens ...................................... Efikasi Kemampuan N. virescens dalam Menularkan Virus Tungro .......................................................... Uji Polymerase Chain Reaction (PCR) ……………………….. Ekstraksi DNA Total ……………………………………... Amplifikasi Gen Protein Selubung RTBV ………………..
4 7 8 9 9 10 11 13 15 16 17 20 20 20 20 21 21 21 22 22 22 23 23 24 25
Elektroforesis ……………………………………………..
25
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji Mortalitas N. virescens …………………………………… Uji Waktu Kematian N. virescens ……………………. Uji Kemampuan Terbang Imago N. virescens ................……. Efikasi Kemampuan N. virescens dalam Menularkan Virus Tungro.............................................................................. Gejala Penyakit Tungro ……………….……………......... Masa Inkubasi Virus Tungro …………………………...... Kejadian Penyakit Tungro………………………………… Tinggi Tanaman ………………………………………….. Jumlah Anakan …………………………………………… Deteksi Keberadaan Virus Tungro pada Tanaman Uji dengan Metode Polymerase Chain Reaction (PCR) ................ Pembahasan ........................................................................................
36 37
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ........................................................................................ Saran ..................................................................................................
46 46
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….
47
LAMPIRAN ................................................................................................
52
27 29 30 30 31 32 33 34 35
DAFTAR TABEL
Tabel
1.
Halaman
Waktu kematian (LT50 dan LT90) imago N. virescens pada perlakuan cendawan B. bassiana dan V. lecanii .....................
29
2.
Uji Kemampuan Terbang Imago N. virescens ................................
30
3.
Masa inkubasi virus tungro yang ditularkan oleh N. virescens yang telah diaplikasikan B. bassiana dan V. lecanii ........................
32
Kejadian penyakit tungro akibat penularan oleh N. virescens yang telah diaplikasikan B. bassiana dan V. lecanii pada 4 MST ...
33
Pengaruh virus tungro terhadap tinggi tanaman varietas uji yang ditularkan oleh N. virescens setelah aplikasi B. bassiana dan V. lecanii pada 4 MST ................................................................
34
Pengaruh virus tungro terhadap jumlah anakan varietas uji yang ditularkan oleh N. virescens setelah aplikasi B. bassiana dan V. lecanii pada 4 MST................................................................
35
4.
5.
6.
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Partikel RTBV dan RTSV (100 nm) dengan mikrograf elektron ............................................................................................
4
2
Dua partikel penyebab penyakit tungro. ..........................................
5
3
Gejala penyakit tungro di lapangan (A); rumpun tanaman padi yang terinfeksi virus tungro (B); daun padi yang terinfeksi tungro (C) .......................................................................................
8
4
Siklus hidup N. virescens ....................………………….………..
13
5
Cendawan Verticillium lecanii (Zimmermann) Viegas ...................
16
6
Cendawan Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin ....................
16
7
Pengaruh B. Bassiana dan V. Lecanii terhadap mortalitas N. virescens ......................................................................................
27
8
Imago N. virescens sehat (A) dan terkolonisasi B. Bassiana (B) .....
28
9
Mortalitas imago N. virescens pada perlakuan V. lecanii dan B. bassiana ......................................................................................
29
Daun varietas TN1 yang terserang virus tungro berwarna orange disertai bercak-bercak coklat (a), gejala stripe interveinal orange pada daun padi varietas TN1 (b) ..........................................
31
Pertumbuhan tanaman padi varietas Tukad Petanu (a), daun varietas Tukad Petanu yang tidak terserang virus tungro (b) ..........
31
Pertumbuhan tanaman padi varietas Ciliwung (a), daun varietas Ciliwung yang terserang virus tungro berwarna kuning, nampak belang (mottle) dan bercak-bercak coklat karat (b) .........................
31
Hasil amplifikasi gen selubung protein RTBV dengan PCR menggunakan primer RTBV-2R dan RTBV-2L pada varietas TN1 ............................................................................
36
Hasil amplifikasi gen selubung protein RTBV dengan PCR menggunakan primer RTBV-2R dan RTBV-2L pada varietas Tukad Petanu .............................................................
36
1
10
11
12
13
14
15
Hasil amplifikasi gen selubung protein RTBV dengan PCR menggunakan primer RTBV-2R dan RTBV-2L pada varietas Ciliwung ....................................................................
37
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Ruly Anwar, MSi.
