VARIASI GENETIK GEN rbcL DAN GEN CP, SERTA INDUKSI KETAHANAN Phalaenopsis ALAM DI INDONESIA TERHADAP ODONTOGLOSSUM RINGSPOT VIRUS DENGAN ORCHID MYCORRHIZA

MAHFUT, Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc.

2018 | Disertasi | S3 Ilmu Biologi

Phalaenopsis merupakan salah satu genus anggrek dengan beberapa anggota yang dianggap memiliki peran paling penting sebagai induk persilangan. Keberadaan anggrek Phalaenopsis alam di Indonesia sudah sangat berkurang sehingga perlu dilakukan konservasi melalui usaha pelestarian dan perlindungan tanaman. Odontoglossum ringspot virus (ORSV) dilaporkan sebagai virus yang paling paling banyak menginfeksi tanaman anggrek Phalaenopsis di Indonesia. Upaya pelestarian dapat dilakukan dengan analisis variasi genetik melalui deteksi dan karakterisasi gen Coat Protein (CP) dan rbcL, sedangkan upaya perlindungan dilakukan dengan induksi ketahanan Orchid Mycorrhiza terhadap ORSV. Data variasi genetik gen CP ORSV dan rbcL dilakukan analisis sekuen nukleotida menggunakan program DNASTAR dan MEGA5 Beta. Data kuantitatif hasil induksi ketahanan Phalaenopsis amabilis terhadap ORSV dengan Orchid Mycorrhiza dianalisis dengan ANOVA dan DMRT pada tingkat kepercayaan 95%. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun Phalaenopsis sp. alam bergejala yang dikoleksi dari 10 lokasi hutan alam dan kebun raya di Indonesia. Jumlah sampel yang dianalisis adalah 35 sampel. Hasil uji serologis DAS-ELISA diperoleh 6 sampel yang mengindikasikan positif terinfeksi ORSV. Berdasarkan analisis pohon filogenetik gen CP ORSV diketahui dari isolat ORSV di Indonesia yang diuji (ORSV-Cianjur.1, ORSV-Cianjur.2, ORSV-Bogor, ORSV-Balikpapan, dan ORSV-Jayapura) terpisah dengan isolat ORSV asal negara lainnya (Korea Selatan, Cina, dan Argentina). Hasil analisis filogenetik gen rbcL kloroplas menunjukkan aksesi asal Jayapura dan Balikpapan memiliki kekerabatan yang dekat. Berdasarkan data alignment nukleotida diketahui bahwa kedua aksesi tersebut tidak mengalami banyak mutasi seperti halnya aksesi lainnya (Cianjur.1, Cianjur.2, dan Bogor). Hal ini dimungkinkan juga karena kedua aksesi merupakan anggrek Phalaenopsis alam asli setempat dan bukan hasil introduksi sehingga sangat tahan terhadap infeksi ORSV. Berdasarkan rekonstruksi pohon filogenetik gen CP ORSV dan rbcL menunjukkan masing-masing isolat berada pada cabang dan kelompok yang sama. Hal ini menjelaskan adanya hubungan interaksi virus-inang yang bersifat spesifik dan berhubungan dekat antara ORSV dan kloroplas Phalaenopsis. Hasil isolasi Orchid Mycorrhiza diperoleh satu isolat Ceratobasidium asal Sukoharjo, Jawa Tengah berdasarkan identifikasi makroskopis, mikroskopis, dan molekuler. Hasil analisis filogenetik menunjukkan isolat Sukoharjo telah mengalami spesiasi dan terpisah dengan isolat dari Jayapura dan negara lain di Asia dan Amerika. Hasil uji antagonis menunjukkan pengaruh yang signifikan pada pertambahan panjang daun, lebar daun, panjang akar, jumlah daun, jumlah akar, dan berat segar, serta menurunkan konsentrasi virus.

Phalaenopsis orchid was one of the orchid genus which contain several orchids that play a role of main crossing. Wild Phalaenopsis in Indonesia was very decreased. It needed conservation and by corservation and protection method. Odontoglossum ringspot virus (ORSV) was reported as a viruses that infected most Phalaenopsis orchids in Indonesia. Conservation effort could be done by genetic analysis through detection and characterization Coat Protein (CP) and rbcL genes, whereas protection method could be done by strenght induction Orchid Mycorrhiza toward ORSV. Genetic variation data of CP ORSV and rbcL genes were analyzed nucleotide sequence using DNASTAR and MEGA5 Beta programs. Quantitative data on the results of Phalaenopsis amabilis induced resistance towards ORSV with Orchid Mycorrhiza were analyzed by ANOVA and DMRT at 95% confidence level. The sample used in this research was symptomatic wild Phalaenopsis sp. collected from 10 locations of natural forests and botanical gardens in Indonesia. The number of samples analyzed was 35 samples. Serological test results of DAS-ELISA obtained 6 samples which are in positive condition of ORSV. Based on phylogenetic analysis of CP gene of ORSV known that tested ORSV isolate from Indonesia (ORSV-Cianjur.1, ORSV-Cianjur.2, ORSV-Bogor, ORSV-Balikpapan, and ORSV-Jayapura) divided from ORSV isolate from another country (South Korea, Cina, and Argentina). Result of rbcL genetic variation analysis showed that accession from Jayapura and Balikpapan has closed genetic relationship. Based on nucleotide aligment data known that both of accession has not much mutated like other accession (South Korean, China, dan Argentina). This possibility can caused because both of the orchid was natural Phalaenopsis orchid, not introduction orchid so they were invulnerable to ORSV virus. Based on the reconstruction of phylogenetic tree CP ORSV and rbcL genes showed that each isolate was in the same branch and group. This explains the existence of a specific and closely related viral-host interaction relationship between ORSV and Phalaenopsis chloroplasts. Isolation of Orchid Mycorrhiza was obtained one Ceratobasidium isolate from Sukoharjo, Central Java based on macroscopic, microscopic, and molecular character. Pylogenetic analysis showed that Sukoharjo isolate was clearly separated from Jayapura and another country in Asian and America. Antagonist result showed significant impact to length of leaves, wide of leaves, length of root, and weight of samples, also decrease virus concentration. Study result can be used as base of information data in conservation strategy development of natural Phalaenopsis in Indonesia.

Kata Kunci : ORSV, Phalaenopsis, gen CP, rbcL, Orchid Mycorrhiza