j. hort. vol. 16 no. 3, 2006 j. hort. 16(3):236-244, 2006...

236

J. Hort. Vol. 16 No. 3, 2006

J. Hort. 16(3):236-244, 2006

Variasi Genetik Isolat-isolat Fusarium oxysporum f. sp. cubense Ber-dasarkan Analisis Volatile Odour Test dan RAPD-PCR

Nasir, N. dan Jumjunidang Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Jl. Raya Solok-Aripan Km 8. Solok, 27301

Naskah diterima tanggal 22 Agustus 2005 dan disetujui untuk diterbitkan tanggal 8 Februari 2006

ABSTRAK. Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) adalah patogen paling berbahaya pada tanaman pisang di dunia. Foc menyerang berbagai jenis pisang dalam semua fase pertumbuhan. Salah satu cara untuk mengendalikan patogen ini adalah dengan mengetahui karakter biologisnya. Penelitian ini bertujuan mengkaji variasi genetik beberapa isolat Foc menggunakan analisis volatile odour test (VOT) dan randomly amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR). Penelitian dilakukan dari tahun 2001 sampai dengan 2003. Uji VOT dilakukan di Laboratorium Penyakit Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika, Solok dan analisis RAPD-PCR dilakukan di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan, Bogor. Patogen diisolasi dari beberapa tanaman pisang yang terserang Foc di lapangan, berasal dari provinsi Riau, Sumatera Barat, dan Jambi. Isolat yang dikarakterisasi berjumlah 18, berasal dari pisang komersil, baik olahan maupun buah meja, dan pisang liar. Berdasarkan VOT, 14 dari isolat tersebut meng-hasilkan aroma aldehid sebagai penciri spesifik Foc ras 4. Sedangkan 4 yang lainnya, tidak beraroma. Berdasarkan analisis DNA dengan teknik RAPD-PCR, isolat Foc yang diuji mempunyai keragaman genetik yang sangat tinggi, dengan tingkat kemiripan 0,25-0,95 dan dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok. Isolat-isolat dalam kelompok VOT yang sama, tidak dapat dikelompokkan berdasarkan analisis pola pita DNA dengan teknik RAPD-PCR. Dengan diketahuinya bahwa Foc di Indonesia mempunyai keragaman genetik yang sangat tinggi, maka usaha pengembangan komoditas pisang keberbagai area baru harus mempertimbangkan sifat biologis patogen ini.

Katakunci: Musa sp.; Foc; VOT dan RAPD-PCR.

ABSTRACT. Nasir, N and Jumjunidang. 2006. Genetic variation among isolates of Fusarium oxysporum f. sp. cubense analyzed by volatile odour test and RAPD-PCR technique. Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) is the most dangerous pathogen on banana in the world. Foc attacks various kinds of bananas at any levels of growth. One of the methods to control this pathogen is to understand its biology characters. The purpose of this study was to characterize genetics variation amongst the Foc isolates and this was the first study which has been carried out in Indonesia. Some of Foc isolates which were found in Indonesia, were characterized using volatile odour test (VOT) and vegetative compatibility group test. In this study, analysis was run by using randomly amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR). The project was conducted from 2001 to 2003. Volatile odour test was carried out at Plant Pathology Laboratory of Indonesian Tropical Fruits Research Institute in Solok-West Sumatera and RAPD-PCR analysis was done in Biotechnology Research Institute for Estate Crops in Bogor-West Java. Pathogens were isolated from fields diseased banana plants caused by Foc in the provinces of Riau, West Sumatera, and Jambi. Total isolates characterized were 18, derived from commercial, either cooking or dessert banana, and wild species. Based on the VOT, 14 of the isolates produced aldehyde volatile odour as it is known as a specific character of Foc race 4. While 4 others did not produced odour. Based on DNA analysed using RAPD-PCR technique, the Foc isolates tested had a high genetic diversity with similarity range of 0.25-0.95 and can be devided in to 4 groups. The isolates from the same VOT could not be grouped on the basic of DNA banding pattern analyzed using RAPD-PCR. With the understanding that Foc in Indonesia has a high genetic variation, therefore the development of bananas have to consider biological characters of the pathogen.

Keywords: Musa sp.; Foc; VOT and RAPD-PCR.

Cendawan Fusarium oxysporum Schlect. f. sp. cubense (E.F. Smith) Snyder and Hansen (Foc) merupakan 1 dari 6 patogen vaskular yang sangat merugikan komoditi pertanian di dunia (Simmonds 1966), dan merupakan patogen paling ganas dan mematikan tanaman yang diserang (Simmonds 1966, Ploetz dan Correll 1988). Foc menyerang berbagai kultivar pisang, baik cooking, dessert

maupun wild species (Su et al. 1986, Moore et al. 1993, Bentley et al. 1998, Nasir et al. 2003a, I. W. Buddenhagen 2004, Komunikasi pribadi). Patogen ini mampu tinggal di dalam tanah dalam bentuk klamidospora selama lebih dari 20 tahun, tanpa inang utamanya (Su et al. 1986). Di samp-ing karakter-karakter tersebut di atas, ber-bagai

data karakter biologis penting lainnya belum banyak diketahui. Penelitian ini membandingkan genetic variation pada berbagai isolat Foc dengan metode RAPD-PCR dan merupakan pe-nelitian yang pertama kali diadakan di Indonesia.

Foc memiliki karakter biologis yang sangat spesifik dibandingkan kelompok F. oxysporum

237

Nasir, N. dan Jumjunidang: Variasi genetik isolat-iso-lat Fusarium oxysporum F. sp. cubense ...

lainnya (Ploetz 1990a, Bentley et al. 1998). Patogen ini mempunyai 4 ras yang sangat ber-beda virulensinya. Setiap ras memiliki pula strain dengan variasi genetik yang sangat spesifik serta menyerang berbagai pisang yang memiliki genom berbeda (Su et al. 1986, Pegg et al. 1996, Ploetz 1990a, Bentley et al. 1995, Bentley et al. 1998, Nasir et al. 1999, Nasir et al. 2003a, Nasir dan Jumjunidang 2003b). Klasifikasi ras didasarkan pada patogenisitasnya terhadap inang/jenis pisang yang diserang. Ras 1 menyerang kelompok Gros Michel, ras 2 menyerang jenis pisang Bluggoe, ras 3 menyerang tanaman hias Heliconia sp. se-dangkan ras 4 menyerang Cavendish dan semua jenis pisang yang diserang oleh ras 1 dan 2 (Sun et al. 1978, Su et al. 1986, Pegg et al. 1996, Pegg dan Langdon 1987, Ploetz 1990). Sampai dengan tahun 1990, laporan keberadaan ras 4 terbatas hanya di Australia, Afrika Selatan, Kepulauan Canary, Filipina, dan Taiwan serta belum dipub-likasikan keberadaannya di Indonesia (Ploetz et al. 1990a). Informasi pertama kali keberadaan Foc ras 4 di Indonesia dilaporkan oleh Pegg dan Langdon (1987).

Di Indonesia, kajian karakter-karakter biologis Foc yang didata masih sangat terbatas, terutama menggunakan metode RAPD-PCR. Padahal data biologis ini merupakan salah satu data penting yang dapat dimanfaatkan dalam usaha mencari cara pengendaliannya (Ploetz 2003 dan Budden-hagen 2004 Komunikasi pribadi). Sebagian dari isolat Foc yang dikoleksi dari berbagai lokasi dan jenis pisang terserang di Indonesia, telah dikarakterisasi melalui uji volatile odour test dan vegetative compatibility group test (Ploetz dan Correll 1988, Pegg et al. 1996, Bentley et al. 1998, Nasir et al.1999, Nasir et al. 2003a, Nasir dan Jumjunidang 2003b). Namun menurut Bentley et al. (1995), bagaimana sesungguhnya kaitan antara ras dengan VCG pada Foc, masih belum diketahui dengan jelas. Bahkan Ploetz (1990a) mendapatkan bahwa beberapa strain VCG ditemukan pada 1 ras tertentu, sebaliknya 1 strain VCG dapat pula mewakili beberapa ras. Kontras dengan hasil di atas, Brake et al. (1990) dan Moore et al. (1993) menemukan korelasi yang sangat baik antara ras dan VCG, di mana hanya 1 ras yang ditemukan pada tiap strain VCG.

Pengelompokan populasi Foc dengan pendeka-

tan ras yang merujuk terhadap patogenisitasnya pada varietas pisang berbeda kurang akurat, karena patogenisitas juga dapat dipengaruhi oleh interaksi antara inang dengan lingkungannya. Kekurangakuratan metode pengelompokan ini juga sudah diangkat di Simposium Internasional Fusarium oxysporum cubense ke II di Brazil pada September 2003. Karakterisasi dengan analisis VCG lebih banyak digunakan karena dapat meni-lai keragaman strain Foc dengan lebih cepat dan akurat dibanding pengelompokan dengan ras/pa-togenisitas. Namun dinyatakan juga di simposium tersebut bahwa spesifikasi VCG saja, ternyata tidak mampu memberikan informasi akurat ten-tang variasi genetik dalam tiap VCG, kesamaan genetik di antara VCG berbeda dan hubungan antara masing-masing VCG itu sendiri.

Dalam usaha pengendalian patogen Foc, sangat diperlukan determinasi variasi genetik dari patogen ini (Bentley et al. 1995 dan 1998, Buddenhagen 1986). Karakterisasi akan mem-berikan informasi pengelompokan patogenisitas Foc berdasarkan VCG, bukan lagi pengelompo-kan berdasarkan ras. Idealnya, kultivar resisten haruslah tahan terhadap variasi virulensi dari Foc. Untuk itu diperlukan kajian lebih dalam terhadap karakter genetiknya. Menurut Ploetz dan Correll (1987), Brake et al. (1990) dan Moore et al. (1993), ditemukan indikasi yang sangat kuat adanya dalam Foc, ketika dilakukan kajian terha-dap VCG. Untuk mengatasi hal tersebut, forum di Brazil sepakat untuk melakukan kajian Foc lebih mendalam menggunakan metode RAPD-PCR.

Menggunakan RAPD-PCR memungkinkan untuk mendeterminasi hubungan genetik di an-tara VCG dan kemiringan genetik di antara isolat dalam tiap VCG. Hipotesis dari penelitian ini adalah bahwa isolat yang sudah dikelompokkan dengan metode VOT, dapat dikarakterisasi dan dikelompokkan berdasarkan kedekatan karakter genetiknya menggunakan analisis RAPD-PCR. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi dan mengelompokkan kedekatan kekerabatan isolat Foc secara genetik menggunakan metode VOT dan RAPD-PCR.

BAHAN DAN METODE

Pengumpulan isolat Foc dilakukan di 3

238

J. Hort. Vol. 16 No. 3, 2006

provinsi, yaitu Sumatera Barat, Riau, dan Jambi pada lokasi yang diprioritaskan untuk pengem-bangan tanaman pisang oleh pemerintah daerah setempat pada tahun 2001 dan 2002. Pada daerah target (wilayah terkecil kecamatan), sampel diam-bil pada beberapa titik yang letaknya menyebar pada lokasi. Pada titik yang telah ditentukan, sampel diambil dari beberapa kebun. Untuk tanaman pisang sakit dari jenis yang sama, sampel diambil dari 3 tanaman (rumpun). Jika jenis pisang beragam, maka sampel diambil dari semua jenis pisang. Bagian tanaman sakit yang dikoleksi adalah batang semu (pseudostem) se-banyak 5x10 cm yang terletak sekitar 15 cm dari permukaan tanah.

Tahapan kerja untuk isolasi patogen adalah sebagai berikut vascular strand dari jaringan pisang sakit diambil dari batang semu, setelah itu dikering-anginkan, disimpan dalam kertas tisu steril kemudian dimasukkan ke dalam am-plop kertas berlabel. Isolasi patogen dilakukan dengan menanam potongan (0,5 cm) vascular strand pada media 1/3 komposisi PDA yang telah diberi 50 ppm streptomycin/l media PDA. Setelah itu ditumbuhkan selama 2 hari dalam inkubator 25-30oC (Moore et al. 1991, Nasir et al. 1999). Pada hari ke 2-3, kultur ini diletakkan di bawah lampu neon 40 watt selama 24 jam. Identifikasi visual dari F. oxysporum dicirikan dengan warna kemerahan atau ungu dari koloni yang tumbuh (Nasir et al. 1999). Selanjutnya dilakukan pemurniaan isolat yang diawali dengan penumbuhan spora tunggal pada media air agar (WAM), kemudian dikulturkan kembali pada PDA dengan sumber inokulum yang berasal dari biakan spora tunggal (Pittaway et al. 1999). Iden-tifikasi Foc ras 4 dengan uji produksi senyawa volatil dilakukan dengan metode Moore et al. (1991) yang dimodifikasi oleh Nasir et al. (1999, 2003a). Isolat Foc yang berasal dari biakan spora tunggal pada PDA dikulturkan pada media nasi steril dan koloni akan muncul dalam waktu 2-3 hari. Deteksi Foc ras 4 ditandai dengan adanya produksi senyawa volatil beraroma aldehid pada kultur yang berumur 7-14 hari.

Karakterisasi isolat Foc dengan RAPD-PCR dilakukan di Laboratorium Penyakit, Balai Pene-litian Tanaman Buah Tropika, Solok dan labora-torium molekuler Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan, Bogor. Primer yang dipakai dalam

penelitian ini adalah 3 jenis random primer (10 mer) dari Operon (Operon Alameda, USA) yang diseleksi dari 10 jenis primer, yaitu OPB-05 (TGCGCCCTTC), OPC-06 (GAACGGACTC) dan OPH-06 (GGGAGACATC). Isolat Foc dari kultur spora tunggal ditumbuhkan pada media potato dextrosa broth selama 7 hari. Ke-mudian dilakukan ekstraksi DNA genomik sesuai metode Nelson et al. (1997). Reaksi amplifikasi terdiri atas 45 siklus, pada suhu 94°C selama 1 menit, 36°C selama 1 menit, dan 72°C selama 2 menit. Extension akhir 72°C selama 5 menit. Visualisasi fragmen DNA hasil amplifikasi dip-isahkan menggunakan elektroforesis gel agarose 0,8% (b/v) dengan buffer TAE 1x. Divisualisasi di atas UV transiluminator dengan kamera pola-roid. Skoring pita berdasarkan pada ada tidaknya pita DNA, nilai 1 jika ada pita DNA dan 0 jika tidak ada pita. Analisis data, pengelompokan data matrik (cluster analysis) dan pembuatan dendogram dilakukan dengan program NTSYSpc version 1.70.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil survei yang dilakukan di Sumatera Barat, Riau, dan Jambi, terkumpul isolat Foc sebanyak 67 nomor yang berasal berbagai je-nis pisang. Ada 2 hal yang di luar kelaziman sifat serangan Foc pada tanaman pisang yang ditemukan pada penelitian ini. Pertama adalah ditemukannya Foc pada jaringan tandan buah dari pisang jenis Serawak pada sampel tersebut ketika tandan dipotong dan dibelah, ditemukan discouloration pada jaringan tandan pisang (Gam-bar 1). Pisang ini terserang Foc dan layu bakteri BDB secara bersamaan. Discolouration ini bukan kondisi lazim pada serangan Foc, tetapi dapat terjadi pada serangan BDB. Dikarenakan ada dua serangan sekaligus, maka jaringan tandan berge-jala discolouration ini dikulturkan pada media PDA sesuai standar pengkulturan Foc. Uji VOT isolat yang berasal dari tandan ini menghasilkan aroma aldehid (Tabel 1). Tidak diketahui dengan pasti, apa penyebab Foc ditemukan pada tandan pisang Serawak ini. Kondisi ini tidak ditemukan pada jenis pisang lainnya, atau jenis pisang yang sama di lokasi ini ataupun di tempat lain. Menu-rut Hutcheson dan Buchanan (1983), ketahanan tanaman terhadap infeksi patogen dipengaruhi

239


oleh kondisi fisik dan aktivitas proses kimiawi patogen dalam jaringan tanaman yang mengin-duksi proses metabolik substratnya. Di samping itu, konsentrasi kritikal nutrien untuk pertahanan (dan pertumbuhan) pada tiap jenis pisang sangat berbeda (Beckman et al. 1962). Amir dan Al-labouvette (1993) menambahkan bahwa banyak faktor abiotis berperanan dalam mekanisme serangan layu Fusarium, antara lain adalah sifat suppresive soil. Untuk memastikan bahwa Foc menginfeksi tandan, dibutuhkan kajian ulang yang lebih mendalam terhadap beberapa jenis pisang di beberapa lokasi lainnya.

Hal lain yang menarik dari penelitian ini adalah ditemukannya pisang liar bergejala seran-gan Foc (Gambar 2). Buddenhagen (Komunikasi pribadi 2004) mengemukakan bahwa sampai saat ini belum pernah ada laporan tentang serangan Foc pada pisang liar, kecuali yang ditemukan tim-nya di Malaysia, yaitu pada Musa acuminata sub sp. malaccensis. Berdasarkan uji VOT (Tabel 1), ketiga rumpun tanaman pisang kelompok pisang liar tersebut tidak diserang oleh kelompok Foc yang sama, di mana 2 isolat (isolat 19b dan 19c) menghasilkan aroma aldehid (ras 4) dan satu iso-

lat (isolat 18) tidak menghasilkan aroma aldehid (ras belum diketahui). Pisang liar ini tumbuh di antara beberapa pisang lokal terserang dan sehat di kecamatan Kumpeh, Provinsi Jambi. Fenomena ini semakin memperkuat asumsi bahwa karakter Foc sangat kompleks terutama ras 4. Sedikitnya informasi tentang pisang liar yang dapat diserang oleh Foc di dunia, selain di Malaysia dan pada penelitian ini, sangat berhubungan erat dengan sejarah asal Foc dan pisang di dunia. Seperti diketahui, Malaysia dan Indonesia merupakan wilayah asal pisang sekaligus Foc di dunia (Sim-monds 1966). Ada 2 teori asal muasal Foc di dunia (Stover 1959, Stover 1962, Simmonds 1966, Stover dan Buddenhagen 1986, Vakili 1965). Pertama, bahwa Foc coevolved dengan pisang di Asia (terutama Asia Tenggara) dan terdistribusi ke wilayah lain di dunia melalui bonggol yang terinfeksi dan tanah yang melekat pada bonggol. Kedua, bahwa Foc evolved secara independen dari populasi lokal F. oxysporum, kemudian me-nyerang pisang introduksi. Teori pertama lebih dapat diterima (Bentely et al. 1995), sehingga sebagai konsekuensinya adalah ditemukannya diversitas genetik Foc yang lebih luas di Asia Tenggara-terutama Indonesia dan Malaysia-

Gambar 1. Discolouration pada tandan pisang Serawak yang diserang berat oleh BDB (panah). Dari jaringan tersebut diisolasi Foc race 4. (Discoloration in peduncle of pisang Serawak banana which was at-tacked badly by BDB (arrow). From the tissue Foc race 4 was isolated).

240

J. Hort. Vol. 16 No. 3, 2006

dibandingkan dengan di bagian dunia lainnya. Di Indonesia di temukan 10 VCG dari 15 VCG yang ada di Asia atau dari 21 VCG di dunia (Ploetz dan Correll 1988, Nasir et al. 1999, Pegg et al. 1993, Moore et al. 1993), 7 di antaranya di temukan di Sumatera Barat (Nasir et al. 1999). Diduga salah satu dari strain tersebut adalah strain yang mampu menyerang pisang liar yang ditemukan pada

penelitian ini, atau strain baru. Pada penelitian ini, strain yang dikoleksi dari pisang liar ini belum dikarakter VCG-nya. Sebagai pembanding, di Filipina dilaporkan bahwa diversitas genetik dari Foc sangat sempit dan hanya di temukan 3 VCG (Ploetz dan Pegg 2000). Itulah sebabnya sampai saat ini Filipina tidak mengalami permasalahan serius dengan Foc, seperti situasi yang dihadapi

Gambar 2. Pisang liar yang diserang oleh Foc di propinsi Jambi (Wild species attacked by Foc in the province of Jambi)

Tabel 1. Lokasi, jenis dan genom pisang terserang Foc serta hasil identidfikasi ras dengan metode VOT (Locations, diseased bananas by Foc, banana’s genome and race identification using VOT).

241


oleh Indonesia dan Malaysia.Untuk analisis VOT dan RAPD-PCR, isolat

yang dikarakter berjumlah 18 nomor. Pemilihan isolat didasarkan pada keragaman jenis pisang yang diserang. Isolat Foc yang dianalisis dan hasil identifikasi ras dengan metode VOT diperoleh hasil seperti pada Tabel 1.

Produksi senyawa volatil dari isolat Foc yang dikulturkan pada substrat pati dapat membedakan strain patogen ini, yaitu isolat yang menghasilkan senyawa berbau benzolic/aldehid (odouratum) dan isolat yang tidak memproduksi senyawa tersebut (inodouratum) (Stover 1962, Moore et al. 1991, Nasir et al. 2003a). Dari 18 isolat yang dikarakter rasnya dengan uji VOT, hanya 4 isolat yang tidak bervolatil atau menghasilkan aroma aldehid yaitu pisang Awak, Udang, pisang liar, dan Kepok, berurut-turut nomor isolat 7, 8, 18 dan 21a (Tabel 1). Selain dari keempat isolat tersebut, uji VOT menghasilkan aroma aldehid yang merupakan penanda Foc ras 4. Ras 4 adalah ras paling ganas dan telah dilaporkan menyerang berbagai jenis pisang di dunia (Su et al. 1986, Pegg et al. 1996, Buddenhagen 1986, Ploetz et al. 2003, Nasir et al. 2003a ).

Karakterisasi isolat-isolat Foc dengan analisis RAPD-PCR (Gambar 3a, 3b, dan 3c) memper-lihatkan bahwa 18 isolat Foc yang dianalisis, mempunyai keragaman yang tinggi secara ge-netik dengan pola pita yang beragam. Namun isolat nomor 7 dan 8, mempunyai pola pita yang sangat mirip, demikian juga dengan isolat nomor 9 dan 11. Dari dendogram (Gambar 4), tingkat kemiripan isolat-isolat yang diuji berkisar antara 25-95%. Dari dendogram juga terlihat bahwa isolat-isolat ini terkelompok menjadi 4 kelompok. Bila dihubungkan dengan pengelompokan ber-dasarkan senyawa volatil yang dihasilkan (Tabel 1), ternyata tidak ada hubungan antara isolat yang menghasilkan senyawa volatil (ras 4) dengan pengelompokan berdasarkan pita DNA-nya. Iso-lat-isolat Foc yang berada pada kelompok I dan II, berasal dari isolat yang menghasilkan aroma aldehid maupun yang tidak menghasilkan aroma aldehid. Sedangkan isolat pada kelompok III dan IV, walaupun semuanya beraroma aldehid dan mewakili Foc ras 4, namun tingkat kemiripannya sangat jauh. Kelompok III tingkat kemiripannya antara 42-60%, sedangkan kelompok IV tingkat kemiripannya 50%. Hasil penelitian ini didukung

oleh penelitian yang dilakukan oleh Bentley et al. (1995). Mereka mendapatkan bahwa tidak ada hubungan antara ras dengan pola pita DNA, dari berbagai isolat-isolat Foc yang berasal dari seluruh dunia. Hasil penelitian Bentley et al. (1998) justru membuktikan bahwa pita DNA berhubungan dengan VCG. Isolat-isolat dalam satu VCG secara umum mempunyai pola pita DNA yang sangat identik, tanpa memperhatikan jenis pisang dan daerah asalnya. Bahkan dengan menggunakan primer ILOE (GATGAGCC) semua isolat yang dianalisis dan yang termasuk ke dalam VCG 0121, 0122, 0123, 0128, 0129, 01210, 01213, 01216, 01217, 01219, dan 01220 mempunyai tingkat kesamaan genetik mencapai 100% berdasarkan pola pita DNA-nya. Isolat-isolat dalam VCG 0120, 0126, 01211, 0124, dan 0125 kesamaan genetiknya berkisar 99-96%.

Kompleksitas permasalahan diversitas genetik Foc di Indonesia ini juga dikemukakan oleh Bent-ley et al (1998). Dari 65 isolat dari Indonesia yang telah mereka karakterisasi, dua belum diketahui karakternya (dari 14 yang belum diketahui dari berbagai negara), ketika dibandingkan dengan data diversitas genetik (VCG) isolat yang sudah ada. Bahkan ketika kemiripan genetiknya dike-lompokkan melalui dendogram dan dibandingkan dengan data kumpulan isolat Foc seluruh dunia, didapatkan bahwa isolat-isolat dari Indonesia direpresentasi-kan (lineages represented) oleh 6 grup dari 9 grup Foc di dunia. Artinya, diver-sitas Foc di Indonesia lebih luas dibandingkan dengan Foc dari 22 negara lainnya yang telah dikarakterisasi Foc-nya, termasuk Malaysia, Filipina, Taiwan, Viet Nam, dan Thailand yang direpresentasikan hanya 3, 4, 2, 2 dan 3 bertu-rut-turut. Dugaan bahwa diversitas genetik dari populasi patogen di daerah asal inangnya jauh lebih tinggi dibandingkan yang bukan daerah asal host, dikemukakan pula oleh beberapa peneliti (Bentley et al. 1998, Ploetz 1990a, Ploetz dan Pegg 1997, Ploetz 2003, Komunikasi pribadi dan Buddenhagen 2004, Komunikasi pribadi).

Berbeda dengan hasil penelitian Bentley et al. (1995) yang menguji isolat Foc yang berasal dari berbagai geografi di dunia, maka Moore et al. (1991) justru menemukan hubungan sangat erat antara ras dengan pola pita DNA pada isolat-isolat Foc yang berasal dari Australia. Ada 2 kelompok Foc dari hasil uji DNA dimana kelompok 1 men-

242

J. Hort. Vol. 16 No. 3, 2006

Gambar 4. Dendogram 18 isolat Foc hasil RAPD-PCR dengan primer OPC-06, OPH-06 dan OPB-05 (Dendogram of 18 isolates of Foc which was produced by RAPD-PCR using primers OPC-06, OPH-06 and OPB-05 ).

Ket : Nomor isolat (Isolates number) 6 (Dumai, Awak), 7 (Bkt Kapur, Awak), 8 (Kp. Melayu, Udang), 9 (Kp. Melayu, Lemak Manis), 11 (Pd.Marpoyan, Cavendish), 13 (Sekernan, 40 Hari), 17 (Kumpeh, Mas), 18 (Kumpeh, Pisang liar), 19b (Kumpeh, Pisang liar), 19c (Kumpeh, Pisang liar), T (Kumpeh, tandan Serawak), 21 (Pal Merah, Kepok), 23 (Senawar, Kepok), 29 (Sukajaya, 40 Hari), 30 (KP.

Koefisien kemiripan (Coefficient of simmilarity)

Gambar. 3a, b, dan c. RAPD-PCR finger prints dari isolat Foc dengan primer OPC-06, OPH-06 dan OPB-05 (RAPD-PCR finger prints of isolates of Foc generated using primer OPC-06, OPH-06 and OPB-05).

Keterangan/Note: M (Marker I kb Ladder), 6 (Dumai, Awak), 7 (Bkt Kapur, Awak), 8 (Kp. Melayu, Udang), 9 (Kp. Melayu, Lemak Manis), 11 (Pd.Marpoyan, Cavendish), 13 (Sekernan, 40 Hari), 17 (Kumpeh, Mas), 18 (Kumpeh, Pisang liar), 19b (Kumpeh, Pisang liar), T (Kumpeh, tandan Serawak), 21 (Pal Merah, Kepok), 23 (Senawar, Kepok), 29 (Sukajaya, 40 Hari), 30 (KP.Aripan, Ambon hijau),31 (KP.Aripan, Barangan), 33 (Pdg Belimbing, Buai), 32 (KP.Sumani, Jantan/AA) dan 19c (Kumpeh, Liar/?)

3a.M 6 7 8 9 11 13 1 18 19b T 21 23 29 30 31 33 32 19c

3b. M 6 7 8 9 11 13 17 18 19bT2123 29 30 31 33 32 19c

3c. M 6 7 8 9 11 13 17 18 19b T 21 23 29 30 31 33 32 19c

243


gandung semua Foc ras 4 (VCG 0120, 0129, dan 01211), dan kelompok 2 mengandung Foc ras 1 dan 2 (VCG 0124, 0125, dan 0128). Hasil analisis PCR isolat Australia tersebut juga sesuai dengan pengelompokan berdasarkan senyawa volatil, yaitu kelompok 1 yang menghasilkan senyawa volatil/odouratum sedangkan kelompok 2 yang tidak menghasilkan senyawa volatil/inodouratum. Hal ini dimungkinkan sebab di Australia, tanaman pisang adalah tanaman introduksi. Relevansinya terhadap sempitnya variasi genetik Foc di Aus-tralia tergambarkan di penelitian Moore et al. (1991). Kondisi tersebut berbeda dengan Indone-sia, dimana sebagai daerah asal pisang di dunia mempunyai konsekuensi memiliki diversitas jenis pisang dan strain Foc yang tinggi, seperti yang ditemukan dalam penelitian ini dan Bentley et al. (1995), Ploetz (1990a dan b).

KESIMPULAN

1. Dari 18 nomor isolat Foc yang diuji, 14 nomor menghasilkan aroma aldehid sebagai penanda Foc ras 4, dan 4 nomor isolat tidak menghasil-kan aroma aldehid (ras belum diketahui).

2. Berdasarkan analisis DNA dengan teknik RAPD-PCR, isolat Foc yang diuji mempu-nyai keragaman genetik yang sangat tinggi, dengan tingkat kemiripan 25-95% dan dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok.

3. Isolat-isolat dalam kelompok VOT yang sama, tidak terkelompok berdasarkan analisis pola pita DNA dengan teknik RAPD-PCR.

UCAPAN TERIMAKASIH

Disampaikan kepada Yth. Ibu Dr. Nurita Toruan dan staf di laboratorium Bioteknologi Balai Pene-litian Perkebunan, Bogor, yang telah membantu pelaksanaan analisis DNA dengan RAPD-PCR.

PUSTAKA

1. Amir, H. and Allabouvette, C. 1993. Involvement of soil abiotic factors in the mechanisms of soil supressiveness

to Fusarium wilts. Soil Biol. Biochem. 25:157-164.

2. Beckman, C. H., Halmos, S., and Mace, M. E. 1962. The interaction of host, pathogen and soil temperature in relation to susceptibility to Fusarium wilts of bananas. Phytopathol. 52:134-140.

3. Bentley, S., Pegg, K. G., and Dale, J. L. 1995. Genetic variation among a world-wide collection of isolates of Fusarium oxysporum f. sp. cubense analyzed by RAPD-PCR fingerprinting. Mycol. Res. 99(11):1378-1384.

4. ———, Pegg, K. G., Moore, N. Y., Davis, R. D., and Buddehagen, I. W. 1998. Genetic variation among vegeta-tive compatibility groups of Fusarium oxysporum f. sp. cubense analyzed by DNA fingerprinting. Phytopathol. 88(12):1283-1293.

5. Brake, V. M., K. G. Pegg, J.A.G. Irwin, and P. W. Langdon. 1990. Vegetative compatibility groups within Australian populations of Fusarium oxysporum f. sp. cubense , the cause of Fusarium wilt of bananas. Aust. J. Agric. Res. 41:863-870.

6. Buddenhagen, I. W. 1986. Disease susceptibility and genetics in relation to breeding of bananas and plantains. Dalam Banana and plantain breeding strategies. Pro-ceeding of an international workshop. Cairns, Australia 13-17 October 1986. Hlm. 95-109.

7. Hutcheson, S.W., and Buchanan, R.B. (1983). Bioen-ergetic and metabolic disturbances in diseased plants. Biochem. Plant Pathol. 327-345.

8. Moore, N. Y., P. Hargreaves, K. G. Pegg and J. A. G. Irwin. 1991. Characterisation of strains of Fusarium oxysporum f. sp. cubense by production volatiles. Aus. J. Botany. 39:161-166.

9. ———., K. G. Pegg, R. N. Allen and J. A. G. Irwin. 1993. Vegetative compatibility and distribution of Fusarium oxysporum f. sp. cubense in Australia. Australian J. Experiment Agric. 33:792-802.

10. Nasir, N., P.A. Pittaway, K.G. Pegg and T.A. Lisle. 1999. A pilot study investigating the complexity of Fusarium wilt of bananas in West Sumatra, Indonesia. Aus. J. Agric. Res. 50:1279-1283.

11. ———., Jumjunidang, F. Eliesti, dan Y. Meldia. 2003a. Penyakit layu Panama pada pisang: Observasi ras 4 Fu-sarium oxysporum f. sp. cubense di Jawa Barat. J.Hort. 13(4):269-275.

12. ———, dan Jumjunidang. 2003b. Karakterisasi ras Fu-sarium oxysporum f. sp. cubense dengan metoda Vegeta-tive Compatibility Group Test dan identifikasi kultivar pisang yang diserangnya. J.Hort. 13(4):276-284.

13. Nelson, A. J. , K. S. Elias, E. G. Arevalo, L. C. Daling-ton and B. A. Bailey. 1997. Genetic characterization by RAPD analysis of isolat of F. o. f. sp. erythroxyli associ-ated with an emerging epidemic in Peru. Phytopathol. 87(12):1220-1225.

14. Pegg, K. G., dan Langdon, P. W. 1987. Fusarium wilt (Panama disease). A review. Dalam Banana and Plan-tain breeding strategies. ACIAR Proceedings. No 21. Hlm.119-123.

15. ———, Moore, N, Y., and Bentley, S. 1996. Fusarium wilt of bananas. A review. Aus. J. Agric. Res. 47:637-650.

16. ———, Moore, N. Y., and Sorensen, S. 1993. Fusaruim wilt in the Asian Pasific region. Dalam Valmayoyr et al. 2003 (Eds). Proceedings International symposium on recent developments in banana cultivation technol-ogy. Taiwan Banana Research Institute. Taiwan. Hlm. 225-269.

244

J. Hort. Vol. 16 No. 3, 2006

17. Ploetz, R. C. and Correll, J. C. 1988. Vegetative compat-ibility among races of Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Plant Disease. 72:325-328.

18. ———. 1990a. Variability in Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Can. J. Bot. 68:1357-1363.

19.———.1990b. Attributes of isolates within and among different vegetative compatibility groups of Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Phytopathol. 80 p.

20. ———, and K. G. Pegg. 1997. Fusarium wilt of banana and Wallace’s line: Was the disease originally restricted to his Indo-Malayan region. Aust. Plant Pathol. 24:38-43.

21. ———. and K. G. Pegg. 2000. Fungal disease of the root, corm and pseudostem. Dalam D. R. Jones (Ed), Diseases of banana, abaca and enset. CABI Publishing. Hlm.143-172.

22. Pittaway, P.A., Nasir, N., and Pegg,K. G. 1999. Soil re-ceptivity and host-pathogen dynamics in soils naturally infested with Fusarium oxysporum f. sp. cubense, the cause of Panama disease in bananas. Aus. J. Agric. Res. 50:623-628.

23. Simmonds, N. W. 1966. Bananas. Longmans. London. 211 hlm.

24. Stover, R. H. 1962. Fusarial wilt (Panama disease) of bananas and other Musa species. Phytopathology Paper No 4. Commonwealth Mycological Institute, Kew. Sur-rey, England. 117 hlm.

25. ———, and Buddenhagen, I.W. 1986. Banana breeding polyploidy, disease resistance and productivity. Fruits. 41:175-191.

26. Su, H. J., Hwang, S. C., and Ko, W. H. 1986. Fusarial wilt of cavendish bananas in Taiwan. Plant Disease. 70(9):814-818.

27. Sun, E.J., Su, H.J., and Ko, W.H. 1978. Identification of Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 from soil host tissue by cultural characters. Phytopathol. 68:1673-1762.

28. Vakili, N. G. 1965. Fusarium wilt resistance in seed-lings and mature plants of Musa species. Phytopathol. 55:135-140.

j. hort. vol. 16 no. 3, 2006 j. hort. 16(3):236-244, 2006...

Documents