KARAKTERISASI MOLEKULAR COAT PROTEIN GENE PAPAYA RINGSPOT VIRUS PADA TANAMAN PEPAYA (Carica papaya L.) DI INDONESIA

UTARI SARASWATI, Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc.

2014 | Tesis | S2 Biologi

Papaya ringspot virus (PRSV) merupakan penyakit yang umumnya menyerang tanaman pepaya (Carica papaya L.) di daerah tropis dan subtropis yang dapat menyebabkan penurunan hasil panen yang signifikan. Gejala infeksi PRSV berupa mosaik dan mottle pada daun, pertumbuhan kerdil, deformasi daun dan buah, serta pola cincin berwarna hijau tua pada permukaan buah. Sampai saat ini belum ada publikasi resmi mengenai infeksi PRSV pada tanaman pepaya di Indonesia. Namun, survei yang dilakukan pada akhir tahun 2011 sampai pertengahan 2013 menunjukkan adanya gejala serupa virus tersebut pada beberapa lahan pertanian pepaya di wilayah Daerah Istimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi keberadaan PRSV pada tanaman pepaya di Indonesia dan melakukan karakterisasi molekular coat protein (CP) gene virus tersebut. Survei dan koleksi sampel dilakukan pada beberapa lahan pertanian pepaya di daerah Sleman, Bantul, Gunung Kidul dan Kulon Progo DIY, serta Kebumen, Boyolali dan Magelang Jawa Tengah. Hasil uji serologis dengan DAS-ELISA mengindikasikan sebanyak 18 sampel daun tanaman pepaya yang dikoleksi positif terinfeksi PRSV. Pengamatan partikel virus dari sampel positif dengan TEM menunjukkan struktur filamen lentur PRSV. Berdasarkan uji kisaran inang melalui inokulasi mekanik, gejala infeksi virus berupa mosaik, nekrosis dan distorsi daun muncul setelah masa inkubasi 6 – 8 minggu pada tanaman Carica papaya dan Cucumis melo, serta bercak lokal nekrosis pada Chenopodium amaranticolor. Deteksi CP gene PRSV dengan RT-PCR memperlihatkan fragmen DNA dengan ukuran + 449 bp pada elektroforesis gel agarosa. Karakterisasi molekular dari sekuen parsial CP gene PRSV isolat Indonesia menunjukkan kisaran nilai persentase identitas sebesar 49,51 – 53,92% untuk isolat PRSVKebumen1 dan 51,26 – 56,78% untuk isolat PRSV-Kebumen2 terhadap isolatisolat PRSV yang lain. Hasil rekonstruksi pohon filogenetik menunjukkan hubungan kekerabatan yang cukup jauh antara PRSV isolat baru dari Indonesia dengan isolat-isolat PRSV lainnya. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa PRSV yang diisolasi dari tanaman pepaya di Indonesia telah mengalami evolusi akibat mutasi sekuen nukleotida.

Papaya ringspot virus (PRSV), the member of Potyvirus, is commonly occurred on papaya plants (Carica papaya L.) and caused a serious damage and significant loss in papaya crops troughout the world. These symptoms are mosaic and mottle on leaves, stunted growth, leaf and fruit deformation, and also dark green ringspots on fruits. To date, there is no report about the occurrences of PRSV infecting papaya in Indonesia, but surveys on several papaya fields in The Province of Yogyakarta and Central Java Indonesia during 2011 – 2013 showed the similar symptoms that caused by PRSV. The objective of this research were to find out the occurrences of PRSV infecting papaya in Indonesia and to characterize its coat protein (CP) gene on molecular level. Survey and collecting samples randomly conducted in several papaya fields in Sleman, Bantul, Gunungkidul and Kulonprogo Yogyakarta, and also in Kebumen, Boyolali and Magelang Central Java. Result of serological test by DAS-ELISA indicated that 18 symptomic papaya leaf samples was positive PRSV-infected. Virus particles observation using TEM showed flexuous filament structure of PRSV. Host range analysis with mechanical inoculation showed common symptoms, such as mosaic, necrosis and leaf distortion on Carica papaya and Cucumis melo, and also necrotic local lesion on Chenopodium amaranticolor 6 – 8 weeks after inoculation. Detection of the CP gene of PRSV by RT-PCR revealed + 449 bp in length of DNA fragment on agarose gel electrophoresis. Molecular characterization of partial sequences of the CP gene showed percent identities of 49,51 – 53,92% for PRSV-Kebumen1 and 51,26 – 56,78% for PRSV-Kebumen2. Based on phylogeny tree, its phylogenetic relationship are far enough from other PRSV isolates. Hence, we concluded that the new Indonesia PRSV isolates have evolved by a series of nucleotides mutation.

Kata Kunci : PRSV, pepaya, coat protein gene, RT-PCR