5/11/2018 Virus Gemini

1/6

BuletinHama dan P en ya ltit T umbuh an 1 1( 1) :2 6- 31 (1 99 9)B ulle tin o f P la nt P es ts a nd D is ea se s, I SSN 0854 -3836 Ju ru san H PT IP B, B og or, In do nes ia

VIRUS GEMINI PADA CABAl:VARlASIGEJALADANSTUDICARAPENULARAN

Eliza S. RusH!), Sri H. Hidayat" 3), Rusmilah Suseno" d an Budi Tjahjono2)"Pusat Karant ina Pertanian, Departemen Pertanian, Jakarta

2) Jurusan Hama d an Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor"Penulis untuk: korespondensi

ABSTRACTGeminivirus infecting pepper: symptom variation and transmission study

Infection of geminiviruses has been reported to cause significant yield loss on various crops. Polymerase chainreaction was able to detect geminivirus infection on pepper samples around Bogor and Cipanas, West Java.Symptom variation and transmission of the geminivirus infecting pepper was studied using five solanaceae plantswith three different. transmission manner, i.e. mechanical inoculation. side grafting. and insect vector. Thetransmission study showed that mechanical inoculation was not able to transmit the geminivirus, while sidegrafting and insect vector, Bemisia tabaci, caused infection with symptoms varies from yellow mosaic. leaf curlleaf distortion, to stunting of the plant. Higher infection was observed on pepper var. Hot Chilli through B. tabaci

(800/6)and side grafting (71.4%) than those on chilli pepper and tomato. DNA fragment of - 1.7 kb was amplifiedusing PCR from those plants showing symptoms. but no DNA fragment was observed from symptomless egg plantand tobacco var. White Burley. Thus it can be concluded that the last two kinds of plants were resistant to thegeminivirus infectingpepper.Key words: Bemisia tabaci, geminivirus, grafting, mechanical inoculation, pepper, Solanaceae.

RINGKASAN

Virus gemini pada cabai: variasi gejala dan studi cara penularanVirus gemini telah banyak dilaporkan menyebabkan kehilangan hasil pada berbagai jenis tanaman. Deteksidengan teknik polymerase chain reaction (PCR) terhadap contoh tanaman cabai yang diperoleh dari beberapalokasi pertanaman di daerah sekitar Bogor dan Cipanas, Jawa Barat membuktikan adanya infeksi virus gemini.Penelitian dilakukan untuk mempelajari variasi gejala virus gemini asal cabai pada lima jenis tanaman dalam

famili Solanaceae melalui tiga cara penularan, yaitu dengan inokulasi mekanis, penyambungan, dan seranggavektor. Hasil penularan menunjukkan bahwa virus gemini asal cabai tidak dapat ditularkan secara mekanismelalui cairan perasan daun sakit, tetapi penularan melalui penyambungan samping dan serangga vektorBemisia tabaci dapat menghasilkan infeksi dengan variasi gejala dari mosaik kuning, tepi daun melengkung keatas, ukuran daun mengecil, sampai gejala kerdil. Persentase infeksi pada tanaman cabai besar var. Hot Chillimelalui B. tabaci (800/6)dan penyambungan (71.4%) lebih tinggi dibandingkan hasil infeksi pada tanaman cabairawit dan tomat. Pengujian dengan teknik PCR berhasil memperoleh fragmen DNA berukuran - 1.7 kb daritanaman cabai besar, cabai rawit dan tomat yang bergejala, semen tara dari tanaman terung dan tembakau var.White Burley yang tidak menunjukkan gejala tidak diperoleh fragmen DNA. Hal in i membuktikan bahwa keduatanaman tersebut resisten terhadap infeksi virus gemini asal cabai.Kata kunci: Bemisia tabaci, cabai, inokulasi mekanis, penyambungan, Solanaceae, virus gemini.

PENDAHULUAN rupa utas tunggal DNA yang melingkar, da n ter-selubung dalam virion ikosahedra kembar (gemi-nate) (Harrison 1985; Lazarowitz 1987). Replikasivirus terjadi dalam bagian nukleus tanaman melaluiVirus gemini termasuk dalam kelompok virustanaman dengan genom berukuran 2,6-2,8 kb be-

5/11/2018 Virus Gemini

2/6

BULETIN HPT. VOL. 11,No.1, JUNI 1999.pembentukan utas ganda DNA (double strandedDNA replicative form). Kelompok virus geminidibedakan dalam tiga subgrup, subgrup pertamamemiliki genom yang monopartit, menginfeksi ta-naman-tanaman monokotiledon dan ditularkan olehvektor wereng daun (leafhopper); subgrup keduajuga ditularkan oleh vektor wereng daun, dan me-miliki genom monopartit, tetapi menginfeksi tanam-an-tanaman dikotiledon; subgrup ketiga memilikianggota yang paling banyak dan beragam, dengangenom bipartit, menginfeksi tanaman-tanaman di-kotiledon dan ditularkan oleh serangga vektor kutukebul (Bemicia tabaci Genn.) (Gilbertson et al.1991).Virus kelompok gemini yang memiliki vektor B.

tabaci memiliki daerah persebaran yang luasterutama di daerah-daerah tropik dan subtropik tem-pat B.' tabaci dapat berkembang dengan baik. Pe-nyakit-penyakit yang ditimbulkan oleh virus kelom-pok gemini ini menjadi kendala yang penting bagiproduksi tanaman (Bock 1982). Pada beberapakasus, infeksi oleh virus-virus gemini dapat sangatberat sehingga tanaman tidak dapat tumbuh, con-tohnya adalah African cassava mosaic geminivirus(ACMV) dan tomato. yellow leaf curl geminivirus(TYLCY) di belahan dunia timur dan bean goldenmosaic geminivirus (BGMV) di belahan duniabarat. Di Indonesia, penyakit krupuk pada temba-kau menjadi sangat penting sejak 1984 karena se-rangan virus krupuk dapat menyebabkan daun-dauntembakau tidakdapat lagi digunakan sebagai pem-bungkus cerutu (Trisusilowati 1989).Akhir-akhir ini perhatian terhadap virus kelom-pok gemini setnakin meningkat terbukti dengan se-makin banyaknya penelitian yang berfokus padamasalah ini. Sayangnya di Indonesia baru dua pe-nyakit yang telah terbukti disebabkan oleh virus ge-mini, yaitu penyakit kerupuk pada tembakau danpenyakit kuning pada babadotan (Ageratum cony-zoides).Dari pengamatan lapangan di daerah Bogor an-

tara bulan April sampai dengan Agustus 1998 ter-lihat gejala infeksi virus gemini pada beberapa ta-naman cabai yang berupa kekuningan pada daundan daun mengecil, Keberadaan virus gemini padacabai tersebut baru dapat dilaporkan pada taft.un1999 (Hidayat et al. 1999).Penelitian dilakukan untuk mempelajari karak-ter biologi virus tersebut yang mencakup studi ki-saran inang dan cara penularan. Studi kisaran inangvirus dapat menunjukkan tanaman-tanaman yangdapat terinfeksi oleh virus dan gejala yang timbul,

VIRUS GEMINI PADACABAl 27sedangkan studi cara penularan virus dapat menun-jukkan apakah virus dapat ditularkan oleh satu ataubeberapa cara penularan.

BAHAN DAN METODEDeteksi Isolat VIrUSGeminiPengumpulan tanaman cabai yang diduga ter-

infeksi virus gemini dilakukan melalui kegiatansurvei ke beberapa pertanaman cabai di daerah seki-tar Bogor dan Cipanas, Jawa Barat. Tanaman darilapang tersebut dipindahkan ke dalam pot-pot dandipelihara di rumah kaca. Deteksi virus gemini di-lakukan melalui tahapan ekstraksi DNA mengikutiprosedur Dellaporta et al. (1983). dan amplifikasiDNA dengan proseder Rojas et al. (1993) meng-gunakan primer universal virus gemini yaituPALIV 1978 danPARIC 715.Pemasangan primer univ~sal yang digunakan

akan mengamplifikasi DNA virus yang mencakupbagian dari gen selubung protein, gen replikasi dandaerah common region.Identifikasi, Pemellharaan dan Perbanyakan B.tabaciIdentifikasi dilakukan dengan pembuatan pre-

parat mikroskop kantung pupa kutu kebul menurutmetode Martin (1987).

Serangga vektor B. tabaci yang telah diidenti-fikasi dipelihara pada tanaman brokoli Brassicaleraceae var. italica sehat yang berumur 4-6 ming-guo Tanaman yang telah mengandung sejumlahtelur serangga dipindahkan dari kunmgan lama kekunmgan baru tanpa mengikutsertakan seranggadewasa yang ada. Dari telur serangga tersebut akanmuncul nimfa dan imago baru yang merupakanimago bebas virus yang akan digunakan sebagaivektor dalam uji penularan.Persiapan Tanaman Uji dan Perbanyakan Sum-ber InokulumTanaman-tanaman uji yang digunakan meliputi:

cabai besar (Capsicum annuum) var. Hot Chilli, cabairawit (C. frutescens) var. Cakra Putih, tomat apel(Lycopersicon esculentum) var. Roma, terung ungupanjang (Solanum melongena) dan tembakau(Nicotiana tabacum) var. White Burley. Sumberinokulum virus diperbanyak pada tanaman cabairawit.

5/11/2018 Virus Gemini

3/6

28 VIRUS GEMINI PADACABAl

Penyemaian benih-benih tanaman yang diguna-kan dalam penelitian ini dilakukan dalam nampanplastik berlubang yang diisi tanah steril. Benihyang telah berkecambah dan memiliki setidaknyatiga helai daun dipindahkan ke kantung plastikhitam (20 em x 20 em) yang berisi campuran tanahdan pupuk kandang (2: 1)steriI.Perbanyakan inokulum dilakukan dengan me-

tode penularan secara penyambungan. Tanaman-tanaman uji dan sumber inokulum dipelihara dalamrumah kaca yang kedap serangga.Penularan dengan Penyambungan

Penyambungan dilakukan pada saat tanaman ujiberumur 4-6 minggu setelah tanam. Penyambungandilakukan dengan membuat irisan tipis pada bagianujung tangkai dari daun tanaman sakit (scion), yangkemudian disisipkan ke dalam sayatan yang dibuatagak serong ke dalam pada sisi batang tanaman uji(stock). Bagian sambungan kemudian dibalut para-film. Sebagai kontrol negatif dengan cara yangsarna dilakukan penyambungan menggunakan scionyang berasal dari tanaman cabai rawit sehat.

Penularan dengan B. tabaciUmur tanaman uji pada saat penularan dilaku-kan adalah 3 minggu setelah tanam. Serangga ima-go diberi periode makan akuisisi pada tanamansakit selama 24 jam. Setelah itu serangga tersebutdipindahkan ke tanaman uji sebanyak sepuluh ekorserangga per tanaman untuk diberikan periode ma-kan inokulasi selarna 24 jam. Setelah melalui pe-riode makan inokulasi serangga dimusnahkan satuper satu. Sebagai kontrol negatif serangga diberi-kan peri ode makan akuisisi pada tanaman cabaisehat sebelum diberi periode makan inokulasi padatanaman uji.Penularan dengan Inokulasi MekanisDaun muda tanaman cabai rawit yang terinfeksi

virus gemini dihancurkan dalam mortar, kemudianditambahkan larutan penyangga potasium fosfat(O,IM pH 8) yang mengandung 0,1% ~merkapto-etanol dengan perbandingan daun dan larutan pe-nyangga 1:5 (b/v). Setelah melalui penyaringan de-ngan menggunakan kain kasa, cairan perasan ta -naman sakit tersebut dioleskan pada permukaan dauntanaman uji yang telah ditaburi serbuk Carbo-rundum (600 mesh). Umur tanaman uji pada saatinokulasi adalah 2-3 minggu setelah tanam. Seba-

RUSLI et. al.gai kontrol negatif daun tanaman uji diolesi denganlarutan penyangga kalium fosfat.

BASIL DAN PEMBAHASANGejala pada Tanaman Cabai diLapangHasil pengamatan lapangan pada beberapa 10 -

kasi di daerah Segunung, Cugenang, dan Baranang-siang menunjukkan serangan virus gemini dapatmencapai 100% terutama pada tanaman cabai besardan cabai rawit. Gejala yang umum terlihat padapertanaman cabai di Segunung adalah daun menjadilebih kecil dibandingkan ukuran daun normal, war-na daun menjadi kekuningan, dan tanaman meng-alami pengerdilan. Tanaman cabai yang berada didaerah Baranangsiang dan Cugenang menunjukangejala yang sedikit berbeda, yaitu berupa gejala mo-saik kuning yang dimulai pada bagian pangkal daunkemudian menyebar ke seluruh luasan daun disertaiterjadinya pelekukan tepi daun ke atas.Polston & Anderson (1997) menyatakan bah-

wa infeksi virus gemini dapat menghasilkan gejalayang sangat bervariasi tergantung pada strain virus,kultivar dan umur tanaman pada saat terinfeksi, ser-ta kondisi lingkungan. Gejala yang berbeda antaratanaman cabai di Segunung dengan tanaman cabaidi Baranangsiang dan Cugenang kemungkinan dise-babkan oleh strain virus yang berbeda. Hidayat etal. (1999) melaporkan bahwa hasil pemotongan de-ngan menggunakan enzim restriksi terhadap DNAhasil amplifikasi dengan teknik PCR menunjukkanadanya perbedaan pola enzim restriksi antara virusasal cabai di Segunung dengan virus asal cabai diBaranangsiang dan Cugenang.Penularan VIrUSTanaman yang diinokulasi secara mekanis de-

ngan cairan perasan daun sakit tidak menunjukkangejala sampai waktu 2 bulan setelah inokulasi. Haltersebut kemungkinan disebabkan oleh beberapahal, antara lain afinitas virus gemini pada jaringanfloem tanaman inang dan stabilitas virus yang ren-dab bila berada dalam cairan perasan tanaman. deUzcaregui & Lastra (1978) melaporkan bahwa ke-mampuan virus bertahan di dalam cairan perasan(longevity in vitro) sangat pendek. Tomato yellowmosaic geminivirus yang menginfeksi tomat hanyadapat bertahan tidak lebih dari 15 menit dalam cair-an perasan. Adanya zat penghambat pada cairanperasan tanaman yang umumnya berupa senyawa

5/11/2018 Virus Gemini

4/6

BULETINHPT, VOL.lI, No.1, JUNI 1999.polifenol juga dilaporkan dapat mempengaruhikeberhasilan penularan .dengan cairan perasan(Couch & Fritz 1990). Pengujian penularan virusgemini dengan inokulasi mekanis sering dilakukan,tetapi penularan dengan metode ini hanya dapatmenularkan beberapa jenis virus gemini saja, misal-nya bean dwarf mosaic virus (Hidayat et al. 1993)d an chlorosis striate mosaic virus (Francki &Hatta1980).Penularan virus gemini asal cabai ini dapat ter-

jadi secara efektif melalui penyambungan dan se-rangga vektomya, B. tabaci (Tabel 1 d an 2). Ke-berhasilan penularan baik melalui penyambunganmaupun serangga vektor bervariasi tergantung padajenis tanaman uji. Melalui penyambungan diper-oleh persen infeksi tertinggi pada tanaman cabaibesar (71,4 %) dengan masa inkubasi berkisar 20-29 hari (Tabel I). Keberhasilan penularan melaluipenyambungan sangat bergantung pada kompatibi-litas antara jenis tanaman yang digunakan sebagaisumber inokulum (scion) dengan jenis tanaman uji(stock). Kompatibilitas antara tanaman dalam satuspesies akan lebih besar dibandingkan dengan antarspesies yang berbeda atau jenis yang berbeda.Umurnnya virus gemini dapat ditularkan melaluipenyambungan dengan cara melukai atau memo-tong sebagian batang tanaman sehat sampai ke ba-gian floem batang, sehingga bagian tanaman sakityang disisipkan pada batang tersebut dengan mudahberhubungan dengan sel-sel pada sel floem (Bock1982; Agrios 1997). Beberapa virus gemini sepertimungbeanyellow mosaic virus (Honda et al. 1983),tomato leaf curl virus (Behjatnia et al. 1996) da nsweet potato leaf curl virus (Lotrakul et al. 1998)juga dilaporkan dapat ditularkan melalui penyam-bungan.Penularan melalui serangga vektor dapat de-ngan mudah dilakukan pada tanaman uji yang rela-tif muda (3 minggu setelah tanam) menggunakan 10Tabell. Hasil inolrulasi virus gemini isolat Segunungdari tanaman cabai rawit lee beberapa tanaman

famili Solanaceae melalui penularan denganpenyambungan

Tanaman uji Persen-taseinfeksi

Masainknbasi(hari)

Cabairawit var. Cakra PutihCabai besar var. Hot ChilliTomat apel var. RomaTerung ungu panjangTembakau var. White Burley

57,171,457,10,00,0

16-3020-2919-32

VIRUS GEMINI PADACABAl 29Tabel2. Hasil inolrulasi virus gemini isolat Segunung

dari tanaman cabai rawit ke beberapa tanamanfamili Solanaceae melalui penularan denganserangga vector B . t ab a ci

TanamanujiPersen-taseinfeksi

Masainkubasi(hari)

Cabai rawitvar. Cakra PutihCabaibesarvar. Hot ChilliTomatapel var. RomaTerungungu panjangTembakau var. White Burley

70,080,050,00,00,0

10-1510-1411-15

ekor B. tabaci per tanaman. Persentase infeksi yangtertinggi, yaitu 80%, diperoleh dari tanaman cabaibesar sementara pada tanaman cabai rawit dan to-mat, infeksi mencapai berturut-turut 70% dan 50%(Tabel 2). Masa inkubasi yang diperlukan virusuntuk menimbulkan gejala relatif lebih singkat, ya-itu sekitar 10-15 hari, apabila dibandingkan masainkubasi pada penularan dengan penyambungan.Lotrakul et al. (1998) juga melaporkan bahwa masainkubasi virus gemini dari hasil penularan oleh B.tabaci adalah 10-16 hari, lebih cepat dibandingkanhasil penularan dengan penyambungan. Keberha-silan penularan virus gemini melalui serangga vek-tor sangat ditentukan oleh jumlah serangga yangdigunakan untuk inokulasi pada tanaman sehat.Menurut Trisusilowati (1989), virus kerupuk temba-kau dapat ditularkan hanya dengan satu ekor kutukebul per tanaman uji. Penularan dengan seranggayang lebih banyak, yaitu 20-50 ekor per tanaman,dapat meningkatkan jumlah tanaman yang ter-infeksi dan mempersingkat masa inkubasi virus.Selain jumlah serangga, Idris & Brown (1998) danMehta et al. (1994) melaporkan bahwa jumlah ta-naman yang terinfeksi berkorelasi positif denganlamanya periode makan akuisisi dan periode makaninokulasi serangga.Gejala pada Tanaman UjiHasil penularan virus gemini pada beberapa

jenis tanaman dalam famili Solanaceae seperti yangdiuraikan di atas menunjukkan bahwa cabai besar,cabai rawit, dan tomat dapat menjadi inang virusgemini, tetapi tidak demikian untuk tanaman te-rung da n tembakau. Melalui teknik PCR berhasildibuktikan bahwa gejala yang tampak berasosiasidengan infeksi virus gemini, yaitu dengan terampli-fikasinya fragmen DNA berukuran -1,7 kb daritanaman cabai besar, cabai rawit dan tomat (Gam-bar I).

5/11/2018 Virus Gemini

5/6

30 VIRUS GEMINI PADA CABAl

,

5/11/2018 Virus Gemini

6/6

BULETINHPT. VOL. 11. No.1, JUNI1999.Hidayat SH, Rusli ES, Nooraidawati. 1999. Pengguna-

an primer universal dalam polymerase chain reac-tion untuk mendeteksi virus gemini pada cabai. Pro-siding Kongres Nasional XV dan Seminar IlmiahPFI, Purwokerto, hal 355-359.Honda MI, Saito Y, Hongmeearkom PT, Kittisak K,Deema N. 1983. Mechanical transmission, purifica-tion .and some properties of whitefly-borne mung-bean yellow mosaic virus in Thailand. Plant Dis 67:801-804.Idris AM, Brown JK. 1998. Sinaloa tomato leaf curlgeminivirus: biological and molecular evidence for anew subgroup mvirus. Phytopathology 88:648-657.

Lazarowitz SG. 1987. The molecular characterization ofgeminiviruses. Plant Molec BioI Reportr 4(4):177-192.

Lotrakul P, Valverde RA, Clark CA, Sim J, De La TorreR. 1998. Detection of geminivirus infecting sweetpotato in the United States. Plant Dis 82: 1253-1257.Martin JR. 1987. An identification guide to commonwhitefly pest species of the world (Homoptera:Aleyrodidae). TropPestManag33:298-322.

Mehta P, Wyman JA, Nakhla MA, Maxwell DP. 1994.Polymerase chain reaction detection of viruliferousBemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae) with twotomato-infecting geminiviruses. J Econ Entomol87:1285-1290.

VIRUS GEMINI PADACABAl 31Morales F, Niessen A, Ramirez B, Castano M. 1990.Isolation and partial characterization of a gemini-

virus causing bean dwarf mosaic. Phytopathology80:96-101.

Polston JE, Anderson PK. 1997. The Emergence ofwhitefly-transmitted geminiviruses in tomato inwestemhemisphere. Plant Dis 81(12): 1358-1369.Rojas MR, Gilbertson RL, Russel DR, Maxwell DP.1993. Use of degenerate primers in the polymerasechain reaction to detect whitefly transmitted gemini-viruses. Plant Dis 77:340-347.Trisusilowati EB. 1989. Studi sifat virus penyebab pe-nyakit kerupuk pada tanaman tembakau (Nicotianatabacum L.) Fakultas Pascasarjana Institut PertanianBogor.

Trisusilowati EB, Suseno R, Sosromarsono S, Barizi,Soedarmadi, Nur MA. 1990. Transmission, serolo-gical aspects and morphology of the tobacco krupukvirus. Indon JTropAgric 1(2):75-79.de Uzcategui RC, Lastra R. 1978. Transmission andphysical properties of the causal agent of mosaicoamarillo del tomae (tomato yellow mosaic). Phyto-pathology 68:985-988.Wang HL, Gilbertson RL, Lucas WJ. 1996. Spatial andtemporal distribution of bean dwarf mozaic gemini-virus in phaseolus vulgaris and nicotiana bentha-miana. Phytopathology 86: 1204-1214.