Karakterisasi dan Pewarisan Gen Penyandi Kitinase Kelas II (CaChi2) sebagai Ketahanan Cabai (Capsicum annuum L.) terhadap Fusarium oxysporum

REJEKI SITI FERNIAH, Dr. Budi Setiadi Daryono, M.Agr.Sc.; Rina Sri Kasiamdari, S.Si., M.Si.; Prof. Dr. Ir. Achmadi Priyatmojo, M.Sc.

2016 | Disertasi | S3 Biologi

Cabai (Capsicum annuum L.) merupakan komoditas hortikultura penting di Indonesia namun produksinya sering terkendala oleh adanya infeksi patogen. Jamur Fusarium oxysporum merupakan salah satu patogen pada tanaman cabai yang menyebabkan penyakit layu fusarium. Tanaman mengembangkan ketahanan kimiawi aktif seperti mengekspresikan kitinase sebagai respons terhadap infeksi patogen. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sifat ketahanan tanaman cabai terhadap infeksi F. oxysporum melalui pendekatan genetika molekular pada gen penyandi kitinase. Kebaharuan dari penelitian ini adalah belum pernah dilakukan analisis ketahanan cabai Indonesia terhadap F. oxysporum, ekspresi gen penyandi kitinase kelas II tanaman cabai (CaChi2) di Indonesia, sifat ketahanan pada keturunan F1 serta karakterisasi gen CaChi2. Penelitian diawali dengan isolasi F. oxysporum patogen cabai yang didukung dengan identifikasi berdasarkan karakter morfologis dan molekular. Inokulasi jamur ke beberapa kultivar cabai dilakukan secara rendaman akar untuk melihat respons ketahanan tanaman. Ketahanan tanaman ditentukan melalui nilai keparahan penyakit dan level ekspresi gen. Ekspresi gen penyandi kitinase ditentukan menggunakan metode qRT-PCR dengan primer spesifik gen CaChi2. Kultivar cabai paling tahan disilangkan dengan kultivar cabai paling rentan dan digunakan sebagai tetua dalam pewarisan. Tingkat ketahanan tanaman dan ekspresi gen diamati pada keturunan F1. Gen CaChi2 pada F1 dikarakterisasi dan dibandingkan dengan gen tetuanya serta dengan data GenBank. Hasil penelitian diperoleh F. oxysporum isolat Tawangmangu bersifat patogen terhadap tanaman cabai. Cabai kultivar Branang tahan terhadap layu fusarium, sedangkan kultivar Lembang-1 paling rentan. Gen CaChi2 diekspresi lebih tinggi pada kultivar tahan pada hari keempat setelah inokulasi. Keturunan F1 bersifat tahan terhadap F. oxysporum dan gen CaChi2 diekspresikan lebih tinggi daripada kultivar rentan.

Chilli (Capsicum annuum L.) is an Indonesian horticulture commodity but still disturbed by pathogen infection. Fusarium oxysporum is the main causal agent of fusarium wilt in chilli. The plants can express chitinase to develop their defence actively. The aim of this research was to analyse chilli defence response against F. oxysporum by molecular genetics of chitinase gene. The novelties were Indonesian chilli resistance data against F. oxysporum, CaChi2 expression of Indonesian chilli, and characterization and inheritance of the gene and the plant resistance. Research was done by isolation and identification of pathogenic F. oxysporum, fungal infection by root dip method to analyse the plant responses, CaChi2 expression by qRT-PCR, plant hybridization, and the inheritance pattern of CaChi2 and plant resistance. Plant resistance was determined by disease severity index and relative gene expression level. The qRT-PCR with specific primers for CaChi2 was used to analyse the expression level. The resistance plant was hybridized with the susceptible plant. The progenies were analysed how the expression level of CaChi2 and the resistances to fusarium wilt. The result found a pathogenic F. oxysporum from Tawangmangu. Branang was the most resistance plant and Lembang-1 was very susceptible plant. The CaChi2 was expressed higher in Branang after 4 dpi compared to Lembang-1. The F1 was expressed CaChi2 higher than Lembang-1 and resistant to F. oxysporum.

Kata Kunci : qRT-PCR, kitinase, cabai, ketahanan, Fusarium oxysporum