Kajian serologi Fusarium oxysporum f. sp. vanillae patogen busuk batang vanili

NUGROHO, Bambang, Promotor Prof. Dr. Ir. Bambang Hadisutrisno, DAA

2008 | Disertasi |

Immunodiagnosis memberikan hasil yang lebih cepat dan akurat dalam mendeteksi jamur patogen tumbuhan dibandingkan cara konvensional seperti isolasi dan identifikasi morfologis. Namun demikian, penggunaan antibodi poliklonal untuk deteksi jamur patogen tumbuhan masih terbatas akibat sistem antigen jamur yang kompleks yang menyebabkan masalah dalam spesifisitas dan sensitivitasnya. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendapatkan dan mengetahui sifat-sifat protein spesifik sebagai salah satu sistem antigen jamur Fusarium oxysporum f.sp. vanillae, (2) memperoleh antibodi poliklonal yang spesifik terhadap jamur tersebut yang diproduksi dengan protein spesifik yang diperoleh, sebagai langkah dasar dalam mempersiapkan perangkat deteksi dini penyakit busuk batang· vanili, dan (3) mengkaji kemampuan antibodi yang dihasilkan dalam mendeteksi keberadaan patogen BBV dalam jaringan tanaman maupun dalam tanah. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikologi Pertanian, Laboratorium Bioteknologi Pertanian, Laboratorium Pusat Studi bioteknologi UGM, Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Terpadu (LPPT) UGM serta di rumah kasa. Penelitian dilaksanakan mulai Februari 2003 sampai dengan Agustus 2005. Langkah-langkah penelitian meliputi isolasi dan koleksi isolat patogen, isolasi monospora dan uji virulensi, dan kajian sistem antigen dan produksi antigen yang mencakup ekstraksi protein, elektroforesis, produksi antibodi poliklonal, panen antibodi, immunoblotting dan pembuatan antibodi poliklonal terhadap protein terpilih dan spesifik dan immunoassay (uji titer, uji reaksi silang dan uji deteksi patogen). Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) varian virulen dan avirulen mempunyai jumlah dan jenis protein yang berbeda yang berkaitan dengan sifat serologis dan patogenisitasnya, (2) antibodi poliklonal yang lebih spesifik yang dapat membedakan varian virulen dengan varian avirulen dan forma spesiales yang lain dapat diproduksi dengan protein antigenik yang spesifik yang diperoleh dari varian virulen; antibodi ini tetap mempunyai sensitivitas yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk deteksi patogen dalam jaringan tanaman dan dalam tanah, (3) infeksi Iaten penyakit BBV dan tanah yang terinfestasi patogen BBV dapat diketahui dengan deteksi serologis menggunakan antibodi poliklonal terhadap protein terpilih dan spesifik, (4) beberapa isolat F. oxysporum f.sp. vanillae dari beberapa daerah menunjukkan variasi baik dalam sifat morfologi maupun serologinya yang diduga berkaitan dengan tingkat virulensinya, dan ( 5) antibodi yang diproduksi dengan protein total baik protein dari miselium, mikrokonidium maupun ekstraseluler mempunyai s.pesifisitas dan sensitivitas yang berbeda dalam mendeteksi patogen BBV.

Immunodetection presents quicker and more accurate result in detecting fungal pathogen compared to conventional methods such as isolation and morphological identification. However, the use of polyclonal antiserum in detecting or diagnosing fungal plant pathogen is still limited due to the more complex antigenic system of fungi resulting in the problem in its specificity and sensitivity. The research was done to: (1) study the characteristic of specific protein as an antigenic system of Fusarium oxysporum f.sp. vanillae, (2) obtain more specific polyclonal antiserum against the fungus that is generated using the selected specific protein, as a basic step in preparing early detection tool of F. oxysporum f.sp. vanillae, and (3) study the capability of the antiserum in detecting the presence of the pathogen both in plant tissue and soil. The research was done in several laboratories and in a screen house from February 2003 to August 2005. The laboratories were Laboratoy of Agricultural Biotechnology and Laboratory of Agricultural Mycology (Faculty of Agriculture,GMU), Biochemical Laboratory (Center for Biotechnology Study, GMU) and Integrated Laboratory of Research and Development (GMU). The research steps were isolation and collection of pathogen isolates, monospore isolation and virulence test, and study of antigenic system and antigen production that comprises protein extraction, electrophoresis, polyclonal antisera production, antiserum harvesting, immunoblotting and polyclonal antisera against selected specific proteins production and immunoassay. Immunoassay that was done using I-ELISA covered titer, cross~ reactivity, and pathogen detection tests. The results showed that: (1) virulent and avirulent variants had different protein pattern that correlated with serological characteristic and pathogenicity, (2) the more specific polyclonal antiserum capable of differentiating between virulent and avirulent variants and among other forma speciales can be produced using antigenic and specific proteins of virulent variant; this antiserum had a high sensitivity in detecting pathogen in plant tissue and soil, (3) latent infection of vanilla stem rot disease and pathogen-infected soil can be known using serological detection with the polyclonal antiserum aginst selected specific proteins, (4) several isolates of F. oxysporum f.sp. vanillae showed variation both in morphological and serological characteristics, and (5) polyclonal antisera raised against three source of protein had different specificity and sensitivity.

Kata Kunci : Fusarium oxysporum f sp vanillae-Serologi,Deteksi jamur patogen