KARAKTERISASI PLANLET VANILI (Vanilla planifolia Andrews) HASIL SELEKSI IN VITRO DENGAN ASAM FUSARAT TERHADAP Fusarium oxysporum f. sp. vanillae

Endang Nurcahyani, Dra., M.Si., Prof. Dr. Issirep Sumardi

2013 | Disertasi | S3 Biologi

Kendala produksi dalam budidaya vanili (Vanilla planifolia Andrews) salah satunya diakibatkan oleh penyakit busuk batang. Penyakit ini disebabkan oleh jamur Fusarium oxysporum f. sp. vanillae (Fov) yang sampai sekarang masih belum bisa diatasi secara efektif walaupun beberapa penelitian telah dilakukan. Penggunaan kultivar vanili yang tahan penyakit busuk batang dengan hasil tinggi diharapkan merupakan alternatif pengendalian penyakit yang penting. Planlet vanili yang tahan terhadap infeksi Fov telah diinisiasi dan diseleksi secara in vitro dalam medium MS dengan penambahan asam fusarat (AF) pada konsentrasi yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan dan mengetahui: 1) kombinasi konsentrasi 2,4-D dan NAA yang tepat untuk inisiasi kalus dan perkembangan tunas dari eksplan pucuk batang serta konsentrasi BAP yang tepat untuk inisiasi tunas dari eksplan nodus batang; 2) kisaran konsentrasi AF toleran untuk seleksi planlet vanili dengan pertumbuhan optimum; 3) konsentrasi AF yang efektif untuk menekan jamur Fov secara in vitro; 4) profil protein dan pola DNA planlet vanili tahan Fov; dan 5) karakter ekspresi yang spesifik pada planlet vanili tahan Fov meliputi kadar fenol total, aktivitas enzim peroksidase, ketebalan lignin, kadar klorofil total, klorofil a, dan klorofil b, serta struktur anatomi akar dan batang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) 2,4-D 2,0 mg/L+ NAA 10 mg/L merupakan kombinasi konsentrasi yang terbaik untuk inisiasi kalus dan tunas dari eksplan pucuk batang serta BA 1,0 mg/L merupakan konsentrasi yang terbaik untuk inisiasi tunas dari eksplan nodus batang; 2) kisaran konsentrasi AF toleran untuk seleksi planlet vanili dengan pertumbuhan optimum adalah antara 90 ppm-110 ppm; 3) secara in vitro penekanan jamur Fov menggunakan AF konsentrasi 110 ppm lebih efektif dibandingkan dengan konsentrasi 90 dan 100 ppm; 4) munculnya pita protein (±18 kD) mengindikasi terbentuknya PR-protein (peroksidase) pada planlet vanili yang tahan terhadap Fov. Adanya pita DNA baru (spesifik) pada planlet vanili yang tahan Fov dengan ukuran 930 bp (OPB_14), 430 bp (OPB_20), serta 230 bp dan 270 bp (OPD_19), dapat diprediksi sebagai kandidat marker RAPD untuk ketahanan planlet vanili terhadap Fov; 5) semakin meningkat konsentrasi AF maka meningkat pula kandungan fenol total, aktivitas enzim peroksidase, ketebalan lignin, dan kandungan klorofil total, klorofil a, dan klorofil b pada planlet vanili tahan Fov. Terdapat perbedaan antara struktur anatomi akar dan batang planlet vanili kontrol, tahan dan yang terinfeksi Fov, yaitu terbentuknya tilosis pada trakea akar dan batang terinfeksi Fov.

The most production constrain on Vanilla planifolia plantation recently has been caused by foot rot disease that later influence in decreasing the yield product. This disease is caused by Fusarium oxysporum f. sp. vanillae (Fov). So far, the disease has not been successfully prohibited although some experiments had been conducted. The use of foot rot resistant cultivar has been introduced, which has high yield expected as one alternative method for controlling this disease. A resistant vanilla plantlet to Fov has been initiated by in vitro selection on medium containing fusaric acid (FA) on different concentration. The goals of research were to study and determine of: 1) The proper combination of 2,4-D and NAA for callus initiation and shoot development from shoot tip explants, along with proper concentration of BAP for shoots initiation from nodal explant; 2) The FA concentration of plantlet selection tolerant to steady growth; 3) The proper concentration of FA during in vitro selection for suppressing the Fov; 4) Protein and DNA profiles of resistant vanilla plantlet compared to the control; 5) Characteristics on vanilla plantlet phenotype, which resistant to Fov including: total of phenol, peroxydases enzyme activity, the thickness of lignin, total of chlorophyll with chlorophyll a, and chlorophyll b, it also roots and stem anatomical characters. Results showed that: 1) the proper concentration of both combination between 2,4-D and NAA is about 2,0 mg/L and 10 mg/L respectly for callus initiation and shoot development from shoot tip explant; also the BA concentration was 1,0 mg/L for shoot initiation from a nodal explant; 2) the FA tolerant concentration for plantlet selection with vanilla steady growth was between 90 ppm-110 ppm; 3) the 110 ppm of FA was effectived for suppressing the Fov compared to 90 ppm and 100 ppm respectively; 4) the protein profile of vanilla plantlet was different from the control. There was an initiation of a new band of about 18 kD in resistant plantlet predicted as a PR-protein (peroxidase enzyme) which responsible for vanilla resistant to Fov. A new (spesific) band of DNA in a resistant plantlet in size 930 bp (OPB_14), 430 bp (OPB_20), and 230 bp, 270 bp on primer (OPD_19), predicted as a candidate marker RAPD which responsible for resistant vanilla plantlet to Fov; 5) increasing of concentration FA will affected in enhancing on total phenol, peroxydases enzyme activity, the thickness of lignin in tracheal, and total chlorophyll including: chlorophyll a and chlorophyll b in vanilla resistant to Fov. There was a new anatomical structure formed namely tilosis in tracheal of stems and roots infected Fov, whereas this tilosis were absent at a normal anatomical structure of vanilla plantlet resistant to Fov, as well as the control.

Kata Kunci : Vanilla planifolia, penyakit busuk batang vanili, Fusarium oxysporum f.sp. vanillae, in vitro, asam fusarat