SEBARAN SPESIES NEMATODA SISTA KENTANG

Transkripsi

1 SEBARAN SPESIES NEMATODA SISTA KENTANG (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) BERDASARKAN KETINGGIAN TEMPAT DI DATARAN TINGGI DIENG JAWA TENGAH NURJANAH SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Sebaran Spesies Nematoda Sista Kentang (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) Berdasarkan Ketinggian Tempat di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Januari 2009 Nurjanah NIM A

3 ABSTRACT NURJANAH. Distribution of Potato Cyst Nematode (Globodera pallida (Stone) Behrens and Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) Based on Altitude in Dieng Highland Central Java. Supervised by SUPRAMANA and GEDE SUASTIKA. Potato Cyst Nematodes / PCN, (Globadera pallida (Stone) Behrens and Globodera rostochiensis (woll) Behrens are the most important parasitic nematodes of potato. The nematodes have the ability to devastate and kill potato plants. Previous studies estimated the loss of potato at about 2 ton per Ha in every 20 eggs of these nematode per gram of soils. Therefore, this loss decreased the level of potato harvest up to 80%, particularly in the continuing of potato planting. This research was aimed to map out the regions of Potato Cyst Nematodes distributions of G.pallida and G.rostochiensis. This mapping out was based on the altitude of the potato plants in the Dieng higland in Central Java. Then, the result of this research was expected to be used as a material to verify the status of these two species related to the quarantine pest category A1 group II for G.pallida and quarantine pest category A2 group II for G. rostochiensis. The survey was carried out at the potato planting centers at Dieng highland in Central Java. The altitudes of planting centers were determined in the 5 ranges, i.e. <1250 m a. s. l. (above sea level), 1250 m 1500 m, 1500 m 1750 m, 1750 m 2000 m dpl, and > 2000 m dpl. This determination was performed in 26 locations scattered in Wonosobo and Banjarnegara. Morphological characters and Polymerase Chain Reaction (PCR) assay were used to identify the PCN species. PCN was detected in 17 location from the 26 observation and survey locations which scattered within the Dieng highland at the altitude 1460 m a. s. l to the altitude 2123 m a. s. l. By counting the cysts of these nematodes, it was identified that the density of these nematodes were elevated in the location with the altitude at the range of 1750 m a. s. l to the 2000 m a. s. l. A mix species population of PCN was detected at all locations based on morphological and molecular identification. At the lower altitude ( m a.s.l.), G.rostochiensis was more prevalence than G. pallida. However, G. pallida tend to predominate the area by increasing altitude of the plantation. It is assumed that the higher altitude, the cooler temperature and lower soil temperature were more favorable to G. pallida. Key words: Altitude, Prevalence, G. pallida, G.rostochiensis, Polymerase Chain Reaction.

4 RINGKASAN NURJANAH. Sebaran Spesies Nematoda Sista Kentang (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) Berdasarkan Ketinggian Tempat di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah. Dibimbing oleh SUPRAMANA dan GEDE SUASTIKA. Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan komoditas hortikultura penting di Indonesia yang saat ini menjadi bahan pangan alternatif, sebagai sumber karbohidrat untuk menunjang program diversifikasi pangan. Nematoda Sista Kentang/NSK (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) merupakan nematoda penting pada tanaman kentang karena kemampuan merusak dan mematikan tanaman kentang yang sangat besar. Telah dilakukan estimasi bahwa telah terjadi kehilangan hasil kentang sebesar 2 ton/ha untuk setiap 20 telur/g tanah. Salah satu tugas pokok dan fungsi dari Unit Pelaksana Teknis di Badan Karantina Pertanian adalah melakukan survai & pemantauan daerah sebar OPT/OPTK, hasil survai dan dari pemantauan dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk penyempurnaan peraturan dan perundang-undangan karantina. Dari hal tersebut maka perlu dilakukan penelitian mengenai sebaran NSK (G. pallida dan G. rostochiensis) berdasarkan ketinggian tempat. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan untuk memverifikasi status G. pallida yang merupakan OPTK kategori A1 golongan II dan G. rostochiensis yang merupakan OPTK kategori A2 golongan II. Penelitian ini bertujuan untuk memetakan daerah sebar Nematoda Sista Kentang G. pallida dan G. rostochiensis berdasarkan ketinggian tempat pada tanaman kentang di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah. Survei dilaksanakan pada bulan Agustus sampai dengan Desember 2008 di sentra pertanaman kentang di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah dengan kisaran ketinggian tempat mulai kurang dari 1250 m dpl sampai dengan ketinggian tempat lebih dari 2000 m dpl pada 26 lokasi yang tersebar di Kabupaten Wonosobo dan Kabupaten Banjarnegara. Identifikasi spesies NSK dengan menggunakan karakter morfologi dilakukan dengan metode sidik pantat (perineal pattern) sista NSK dan untuk memverifikasi Spesies NSK dilakukan deteksi NSK menggunakan Metode PCR (Polymerase Chain Reaction). Sista NSK ditemukan terdapat pada 17 lokasi dari 26 lokasi yang disurvai. Sista NSK ditemukan tersebar pada ketinggian tempat mulai dari ketinggian 1460 m dpl sampai dengan 2123 m dpl. Prevalensi NSK pada ketinggian tempat 1250 m 1500 m sebesar 14,3%, pada kisaran ketinggian 1500 m 1750 m prevalensi NSK sebesar 60%, dan prevalensi NSK pada ketinggian tempat lebih dari 1750 m mencapai 100%. NSK di Dataran tinggi Dieng Jawa Tengah merupakan populasi campuran G. pallida dan G. rostochiensis. Pada kisaran ketinggian tempat antara 1250 m 1500 m diketahui bahwa spesies G. rostochiensis lebih dominan dibanding G. pallida. Seiring dengan semakin tinggi tempat, maka dominasi digantikan oleh G. pallida. Hasil identifikasi dengan teknik PCR terdeteksi campuran spesies G. Pallida (391 bp) dan G. rostochiensis (238 bp) pada 17 lokasi yang terdeteksi NSK. Kata kunci : Ketinggian tempat, prevalensi, G. pallida, G. rostochiensis, Polymerase Chain Reaction.

5 Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

6 SEBARAN SPESIES NEMATODA SISTA KENTANG (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) BERDASARKAN KETINGGIAN TEMPAT DI DATARAN TINGGI DIENG JAWA TENGAH NURJANAH Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Entomologi/Fitopatologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

7 Judul Tesis : Sebaran Spesies Nematoda Sista Kentang (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) Berdasarkan Ketinggian Tempat di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah Nama Mahasiswa : Nurjanah NIM : A Disetujui : Komisi Pembimbing Dr. Ir. Supramana, M.Si Ketua Dr. Ir. Gede Suastika, M.Sc Anggota Diketahui Ketua Program Studi Entomologi/Fitopatologi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S Tanggal Ujian : 19 Januari 2009 Tanggal Lulus :

8 PRAKATA Bismillahi rohmaani rohiim. Alhamdulillahi robbil alamin. Segala puji dan syukur kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul Sebaran Spesies Nematoda Sista Kentang (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) Berdasarkan Ketinggian Tempat di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah. Salawat dan salam tercurah kepada Rasullulah SAW, keluarga, para sahabat, dan para pengikutnya. Penulis menyampaikan rasa terima kasih yang tidak terhingga kepada Dr. Ir. Supramana M.Si. dan Dr. Ir. Gede Suastika M.Sc. atas bimbingan, kesabaran, pengkayaan wawasan, saran, kritik dan dukungan moril yang sangat besar peranannya dalam penyelesaian penulisan tesis ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ir. Syukur Iwantoro, MS, MBA, Dr. Ir. Eliza S. Rusli, Dr. Ir Catur Putra Budiman M.Agric. atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti program magister di IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Ir. Arifin Tasrif, M.Sc yang bersedia menjadi Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Aris Widiyanto ( Koordinator PHP Dinas Pertanian Kab. Banjarnegara) atas bantuannya selama survai di Kabupaten Wonosobo dan Kabupaten Banjarnegara. Penulis juga menyampaikan terimakasih kepada rekan-rekan di Balai Besar Uji Standar Karantina Pertanian Rumenda Ginting, Yani Dawi, Jati Adiputra, Dwi Sugipriatini, Titi Sumarti, Derhani LG, Rahmawati, Ummu Salamah R, Andi Prasetiawan, Ariningsih SE dan R. Yudiarto atas persahabatan dan kerjasamanya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada mbak Tuti dari laboratorium Virologi IPB dan Bruce Ochieng Obura atas persahabatan dan bantuannya selama penelitian. Rasa hormat yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Muhamad Saripin (alm), ibunda Julaecha dan kakanda Nurlaela yang telah mencurahkan kasih sayang, doa dan bimbingan. Ucapan terima kasih yang tidak terhingga juga penulis ucapkan kepada suami tercinta Fajarudin Mijiono dan ananda tercinta Kamila Nurhanifah atas kesabaran, kasih sayang dan dukungannya. Ucapan terima kasih disampaikan pula pada Mertua Bapak M Dahlan dan Ibu Siti Absah, dan adik ipar Atun dan Tiyok atas doa, dorongan semangat dan bantuan moril selama ini. Akhir kata saya haturkan terima kasih kepada semua pihak dan semoga hasil penelitian ini bermanfaat untuk kepentingan umat manusia dan ilmu pengetahuan. Bogor, 13 Januari 2009 Nurjanah

9 RIWAYAT HIDUP Nurjanah, SP. Dilahirkan di Bandung tanggal 13 Agustus 1976, sebagai anak kedua dari dua bersaudara, pasangan Bapak Muhamad Saripin dan Ibu Julaecha. Penulis menikah dengan Fajarudin Mijiono pada tahun 2005 dan dikaruniai anak bernama Kamila Nurhanifah pada tahun Penulis menempuh pendidikan di SMA Negeri 11 Bandung, lulus pada tahun Penulis melanjutkan ke pendidikan tinggi di Universitas Padjadjaran Bandung, Fakultas Pertanian, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan pada tahun Penulis pernah bekerja sebagai Tenaga Pendamping Penyuluh Pertanian pada Program Peningkatan Penyuluhan Pertanian Untuk Memberdayakan Masyarakat Tani (kerjasama Deptan-IPB-Depkop PKM) tahun Pada Tahun penulis bekerja sebagai Service Supervisor di PT. Rentokil Indonesia di Jakarta, kemudian penulis bekerja sebagai Technical Executive di PT. AGRICON Bogor tahun Pada Tahun penulis diterima sebagai Tenaga Pengendali Organisme Pengganggu Tumbuhan di Stasiun Karantina Tumbuhan Kelas II Cilacap. Kemudian sejak tahun 2006 penulis bekerja sebagai Tenaga Pengendali Organisme Pengganggu Tumbuhan di Balai Besar Uji Standar Karantina Pertanian, Jakarta. Pada tahun 2007 penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan ke Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Program Studi Entomologi dan Fitopatologi. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan Karantina Pertanian Departemen Pertanian.

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... Latar Belakang... Tujuan... Perumusan Masalah... Hipotesis... x xi xii TINJAUAN PUSTAKA... Klasifikasi Nematoda Sista Kentang (Globodera rostochiensis dan Globodera pallida)... Morfologi Nematoda sista emas (G. rostochiensis)... Morfologi Nematoda sista putih (G. pallida)... Biologi dan Ekologi NSK... - Biologi NSK... - Ekologi NSK... Sebaran NSK... - Sebaran Geografi NSK... - Sebaran Horisontal NSK... Karakterisasi NSK... - Karakterisasi NSK berdasarkan Morfologi... - Karakterisasi NSK berdasarkan Biomolekuler BAHAN DAN METODE... Tempat dan Waktu Penelitian... Metode Penelitian... - Penentuan lahan contoh... - Pengumpulan sampel tanah dari tanaman kentang yang terinfeksi - Ekstraksi sista NSK... Identifikasi spesies NSK berdasarkan karakter morfologi... Identifikasi spesies NSK berdasarkan karakter molekuler

11 ix Analisis Data... HASIL DAN PEMBAHASAN... Prevalensi NSK berdasarkan Ketinggian Tempat... - Hubungan antara Ketinggian Tempat dengan Jumlah Sista NSK.. - Hubungan antara Suhu Tanah dengan Jumlah Sista NSK... - Korelasi antara Jumlah Sista NSK dengan Ketinggian Tempat dan Suhu Tanah... Dominasi Spesies NSK berdasarkan Ketinggian Tempat... Verifikasi Spesies NSK melalui PCR SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... 38

12 DAFTAR TABEL Daerah sebar NSK di Pulau Jawa... Perbedaan ciri morfologi G. rostochiensis dan G. pallida... Hasil korelasi antara ketinggian, jumlah sista, suhu tanah dan jumlah tanaman... Halaman

13 DAFTAR GAMBAR Skema Siklus hidup Globodera spp (Evans & Stone 1977 dalam Marks & Brodie 1998)... Tipe bentuk sista untuk Globodera, Punctodera, Cactodera dan Heterodera (Marks & Brodie 1998)... Pola perkembangan fenestra dari sista Heteroderinae (Marks & Brodie 1998)... Bagian perineal sista Globodera (Marks & Brodie 1998)... Bentuk ridge vulval-anal G. rostochiensis dan G. pallida (Marks & Brodie 1998)... G. rostochiensis (a), G. pallida (b)... Gejala serangan NSK (a) & (b), sista NSK di sekitar daerah perakaran tanaman kentang (c) (Nurjanah 2008)... Prevalensi sista NSK berdasarkan ketinggian tempat di Dataran tinggi Dieng Jawa Tengah... Hubungan antara ketinggian tempat dengan jumlah sista NSK... Hubungan antara suhu tanah dengan jumlah sista NSK... Pengaruh ketinggian tempat terhadap proporsi spesies NSK... Produk PCR sista G. rostochiensis dan G. Pallida yang diambil dari lokasi dengan ketinggian tempat 1250 m dpl 1750 m dpl :..... Produk PCR sista G. rostochiensis yang diambil dari lokasi pada ketinggian tempat 1750 m dpl 2000 m dpl : Produk PCR sista G. pallida yang diambil dari lokasi pada ketinggian tempat 1750 m dpl 2000 m dpl : Produk PCR sista G. rostochiensis, G. pallida yang diambil dari lokasi pada ketinggian tempat lebih dari 2000 m dpl: Produk PCR sista NSK menggunakan primer spesifik G. rostochiensis, G. pallida dan primer universal (Muholland et al. 1988), dengan jumlah sista NSK yang diekstraksi adalah 1, 5, dan 10 sista... Halaman

14 DAFTAR LAMPIRAN Lokasi Pengambilan sampel sista NSK... Daerah sebar NSK di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah... Data prevalensi NSK di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah Hasil analisis regresi : Jumlah sista NSK versus ketinggian tempat... Hasil analisis regresi : Jumlah sista NSK versus suhu tanah... Identifikasi morfologi sista NSK... Hasil pengamatan sidik pantat sista NSK... Halaman

15 PENDAHULUAN Latar Belakang Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan komoditas hortikultura penting di Indonesia yang saat ini menjadi bahan pangan alternatif, sebagai sumber karbohidrat untuk menunjang program diversifikasi pangan. Kebutuhan kentang dari tahun ke tahun semakin bertambah sejalan dengan bertambahnya jumlah penduduk dan semakin tingginya kesadaran masyarakat akan gizi (Rukmana 1997). Perubahan pada konsumsi masyarakat Indonesia dewasa ini juga turut berperan dalam memacu peningkatan kebutuhan kentang. Berdasarkan data Biro Pusat Statistik (2008) di indonesia setiap tahun terjadi penurunan produksi kentang. Pada tahun 2007 terjadi penurunan produksi kentang sebesar ton, yaitu dari produksi ton pada tahun 2005 menjadi ton pada tahun Pada tahun 2005 produksi kentang mengalami penurunan sebesar ton, yaitu dari produksi ton pada tahun 2004 menjadi ton pada tahun Rendahnya produktivitas kentang disebabkan beberapa faktor, diantaranya adalah gangguan hama dan penyakit, iklim, teknik budidaya, pembibitan (mutu bibit) dan kesuburan tanah. Di antara faktor-faktor tersebut, gangguan hama dan penyakit merupakan penyebab utama penurunan produksi kentang di Indonesia. Penyakit penting yang menyebabkan penurunan produksi kentang di Indonesia adalah penyakit tanaman yang disebabkan oleh berbagai cendawan, bakteri, virus, viroids dan nematoda dengan intensitas serangan yang sangat tinggi. Keberadaan nematoda pada tanaman kentang merupakan salah satu kendala yang mempengaruhi produksi kentang. Nematoda Sista Kentang (Globodera pallida (Stone) Behrens dan Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens) merupakan nematoda terpenting pada tanaman kentang (Luc et al. 1995) karena kemampuan merusak dan mematikan tanaman kentang yang sangat besar. Nematoda sista kentang (NSK) dapat dengan mudah menyebar melalui tanah, mesin pertanian, umbi kentang, dan melalui air. Gejala yang nampak akibat serangan NSK adalah terjadinya kerusakan akar yang menyebabkan berkurangnya penyerapan air dan hara, sehingga sistem perakaran berkurang, terdapat betina berwarna putih dan sista berwarna putih, kuning emas, sampai coklat mengkilat, permukaan umbi

16 2 pecah-pecah atau terdapat lekuk-lekuk kecil. Bagian tanaman di atas permukaan tanah pertumbuhannya terhambat (kerdil) dan daunnya menguning (klorosis) dan layu pada siang hari yang terik (Luc et al. 1995). Interaksi antara NSK dengan patogen kentang lainnya menyebabkan kerusakan tanaman lebih parah (kompleks penyakit). Menurut CABI (2007) tingkat keparahan penyakit, dalam hubungannya dengan berat umbi kentang yang dihasilkan adalah tergantung dari jumlah telur NSK per unit tanah. Nematoda sista kentang diketahui terdapat di 70 negara khususnya di daerah dingin pada wilayah trofis, subtrofis dan daerah temperate di dunia (CABI 2007). Telah dilakukan estimasi bahwa terjadi kehilangan hasil kentang sebesar 2 ton/ha untuk setiap 20 telur/g tanah. Oleh karena itu dapat terjadi kehilangan hasil panen kentang sekitar 80% jika populasi NSK terus meningkat akibat penanaman kentang secara terus-menerus dan tingkat serangan NSK yang sangat tinggi (Spears 1968). Nematoda sista kentang Globodera spp., merupakan organisme pengganggu tumbuhan karantina (OPTK), sebagaimana tercantum dalam Surat Keputusan Menteri Pertanian Nomor 38/Kpts/HK.060/1/ 2006, Tanggal 27 Januari 2006, Tentang Jenis-jenis Organisme Pengganggu Tumbuhan Karantina Golongan I Kategori A1 dan A2, Golongan II Kategori A1 dan A2, Tanaman Inang, Media Pembawa dan Daerah Sebarnya. G. pallida termasuk OPTK kategori A1 golongan II, sedangkan G. rostochiensis termasuk OPTK kategori A2 golongan II. Sebagai OPT baru yang mempunyai potensi menyerang, menetap dan/atau menyebar ke kawasan tertentu perlu dilakukan tindakan eradikasi/eliminasi dengan tujuan akhir OPT tersebut berhasil dimusnahkan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Lisnawita (2007) diketahui bahwa NSK telah terdeteksi di sentra-sentra pertanaman kentang di Jawa Timur, Jawa Tengah dan Jawa Barat dan diduga NSK sudah ada di daerah tersebut untuk waktu yang cukup lama. Di Jawa Tengah, petani telah menanam kentang dengan menggunakan bibit asal Jerman sejak tahun 1985 (Suwardiwijaya et al. 2007). Kondisi ini memungkinkan bagi NSK untuk menetap di daerah tersebut. Menurut Brodie (1984), untuk dapat terdeteksi dan menyebabkan endemik di suatu daerah, NSK memerlukan waktu sekitar 7 tahun. Salah satu tugas pokok dan fungsi dari Unit Pelaksana Teknis di Badan Karantina Pertanian adalah melakukan survai & pemantauan daerah sebar

17 3 OPT/OPTK, hasil survai dan dari pemantauan dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk penyempurnaan peraturan dan perundang-undangan karantina. Dari hal tersebut maka perlu dilakukan penelitian mengenai sebaran nematoda sista kentang (G. pallida dan G. rostochiensis) berdasarkan ketinggian tempat. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan untuk memverifikasi status G. pallida yang merupakan OPTK kategori A1 golongan II dan G. rostochiensis yang merupakan OPTK kategori A2 golongan II. Berdasarkan data perkembangan kumulatif luas serangan NSK, maka penelitian dilaksanakan di beberapa sentra penanaman kentang di daerah Dieng Jawa Tengah. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk memetakan daerah sebar spesies NSK G. pallida dan G. rostochiensis di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah. Perumusan Masalah Nematoda sista kentang (NSK) merupakan patogen yang sulit dikendalikan. Menurut Stevenson et al. (2001) sekali NSK terinfestasi pada suatu lahan, maka nematoda akan tetap ada di lahan tersebut dan mungkin lahan tersebut sulit untuk dapat bersih dari NSK. Di Inggris dilaporkan ambang ekonomi untuk G. rostochiensis adalah 15 telur/g tanah. Di Jerman dilaporkan infestasi G. rostochiensis menimbulkan kerugian 11%, 27% dan 43% pada kepadatan populasi 100, 1000 dan larva/100 cm 3 tanah (CABI 2007). NSK dapat tersebar secara pasif bersama tanah atau umbi. Untuk mencegah penyebaran NSK yang lebih luas, dibutuhkan survei mengenai sebaran NSK berdasarkan ketinggian tempat. Dari hasil survai dapat diperoleh data mengenai jenis dan jumlah NSK berdasarkan ketinggian tempat. Data yang diperoleh sangat diperlukan untuk menentukan kepadatan populasi NSK, pola penguasaan ruang oleh NSK dan tipe penyebaran NSK. Berdasarkan penelitian sebelumnya (Lisnawita 2007) dinyatakan bahwa NSK telah terdapat di 4 desa yang di Dieng pada kisaran ketinggian tempat antara 1600 m dpl 1700 m dpl, sehingga diperlukan data mengenai sebaran NSK pada ketinggian tempat di bawah 1400 m dpl dan di atas 1700 m dpl. Pada penelitian ini dilakukan survai di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah dengan kisaran ketinggian tempat antara 1250 m dpl lebih dari 2000 m dpl. Dari data hasil survai dapat diperoleh data kejadian

18 4 penyakit (prevalensi) NSK pada daerah-daerah yang sudah dilaporkan terinfestasi maupun yang belum terinfestasi NSK. Hipotesis 1. Terdapat korelasi antara ketinggian tempat dan sebaran spesies NSK. 2. Semakin tinggi tempat maka populasi Globodera pallida semakin banyak. 3. Kejadian penyakit (prevalensi) NSK telah menyebar hampir di seluruh hamparan pada sentra penanaman kentang di Dataran Tinggi Dieng, Jawa Tengah.

19 5 TINJAUAN PUSTAKA Klasifikasi Nematoda Sista Kentang (Globodera rostochiensis dan Globodera pallida) Klasifikasi nematoda sista kentang berdasarkan CABI (2007) adalah sebagai berikut : Globodera sp termasuk ke dalam superkingdom Eukaryota, kingdom Animalia, phylum Nematoda, Kelas Chromadea, ordo Tylenchida, subordo Tylenchina, superfamili Tylenchoidea, famili Heteroderidae, subfamili Heteroderinae, dan genus Globodera. Globodera mempunyai 14 spesies, terdapat 2 spesies yang menjadi parasit utama pada kentang yaitu spesies Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens dan Globodera pallida (Stone) Behrens. G. rostochiensis dengan sista berwarna emas/kuning (Golden cyst nematode), dan G. pallida dengan sista berwarna putih (white cyst nematode). Morfologi Nematoda Sista Emas (G.rostochiensis) Telur. Telur berada di dalam sista. Permukaan telur licin, mempunyai panjang µm dan lebar µm. Rasio panjang dan lebar adalah 2,1-2,5. Juvenil. Juvenil 1 berada di dalam telur, Juvenil 2 (J2) menetas dari telur. Juvenil 2 berbentuk seperti cacing (vermiform) dengan kepala yang bulat dan stilet berkembang dengan baik serta knob stilet bulat (rounded). Panjang tubuh 468,0 ± 100,0 µm. panjang kepala 4,6 ± 0,6 µm, panjang stilet 22,0 ± 0,7 µm, panjang ekor 44,0 ± 12,0 µm, dan panjang ekor yang hilain 26,5 ± 2 µm. Jantan. Jantan berbentuk seperti cacing (vermiform), bentuk kepala bulat dan stilet pendek dengan knob yang berkembang baik (Stone 1973). Jika difiksasi tubuh akan melengkung seperi huruf C atau S. Testis tunggal terdapat di tengah tubuh. Panjang tubuh 0,89-1,27 mm dengan lebar tubuh pada lubang ekskresi 28 ± 1,7 µm, lebar dasar kepala 11,8 ± 0,6 µm, panjang kepala 7 ± 0,3 µm, dan panjang stilet 26,0 ± 1 µm. Betina. Betina berbentuk bulat tanpa kerucut (cone) dan berwarna putih bersih (Supramana, 2004). Betina keluar dari korteks akar sekitar 4-5 minggu

20 6 setelah J2 berinvasi. Panjang stilet 23,0 ± 1 µm, lebar kepala 5,2 ± 0,7 µm, dan jumlah lekukan antara vulva dan anus (cuticular ridges) adalah 21 ± 3. Sista. Sista berbentuk globuler (Dropkin 1999). Sista berisi telur yang merupakan generasi berikutnya dari G. rostochiensis dan dibentuk dari kutikula betina yang mati. Sista berwarna kuning sampai coklat muda, berkilat, berbentuk bulat. Panjang sista tanpa leher 445 ± 50 µm dan lebar 382 ± 60 µm, panjang leher 104 ± 19 µm. Rata-rata diameter fenestra 19 ± 2 µm. Jarak dari anus ke fenestra 66,5 ± 10,3 µm, serta rasio Granek 3,6 ± 0,8 (CABI 2007). Morfologi Nematoda Sista Putih (G.pallida) Telur. Telur berada di dalam sista dan permukaan telur licin. Telur berukuran 108,3 ± 2 µm x 43,2 ± 3,2 µm. Juvenil. Juvenil (J2) merupakan stadia yang infektif. J2 G.pallida umumnya lebih besar, stilet lebih panjang dengan knob stilet meruncing (pointed) dan lebih kuat dibandingkan G. rostochiensis. Juvenil sering ditemukan di dalam tanah bersama-sama dengan sista. Panjang tubuh ,8 µm, panjang stilet 23,0 ± 1,0 µm, panjang ekor 51,1 ± 2,8 µm dan lebar ekor pada anus 12,1 ± 0,4 µm. Jantan. Jantan berbentuk seperti cacing (vermiform), bentuk kepala bulat dan stilet pendek dengan knob yang berkembang baik. Bila diperlakukan dengan panas maka tubuh akan berbentuk C atau S. Ekor pendek, setengah melingkar, spikula terbuka di dekat ujung ekor. Terdapat testis tunggal yang berada kirakira 60% dari panjang tubuh jantan µm, lebar dasar kepala 12,3 + 0,5 µm, panjang kepala 6 ± 0,3 µm, panjang stilet 27,5 ± 1,0 µm, panjang ekor 5,2 ± 1,4 µm, lebar ekor pada anus 13,5 ± 2,1 µm Betina. Betina berbentuk bulat, dengan leher yang pendek. Panjang stilet 27,4 ± 1,1 µm, lebar kepala 5,2 ± 0,5 µm, dan jumlah lekukan antara vulva dan anus (cuticular ridges) adalah 12,5 ± 3,1 µm. Sista. Sista berwarna krem sampai coklat muda, berkilat, berbentuk bulat dan mempunyai leher yang menonjol. Setiap sista berisi telur. Sista berukuran lebar 534 ± 66 µm, panjang tidak termasuk leher 579 ± 70 µm, panjang leher 188 ± 20 µm. Rata-rata diemeter fenestra 24,5 ± 5 µm. Jarak dari anus ke fenestra 50 ± 13,4 µm dan rasio Granek 2,2 ± 1(CABI 2007).

21 7 Biologi dan Ekologi NSK Biologi NSK Sebagian besar nematoda parasit tumbuhan hidup di dalam tanah dan mendapat sumber bahan makanan dari perakaran tanaman. Nematoda sista kentang merupakan endoparasit menetap, betina berkembang menjadi sista (dapat bertahan hidup dalam tanah > 20 tahun). Sebagian besar spesies Globodera sudah membentuk sista menempel dengan bagian anterior tubuhnya menyusup dalam korteks, sedangkan bagian posteriornya di luar jaringan akar (semi endoparasit). Bentuk sista membulat (globular atau spheroid), warnanya sebagian besar kuning emas, sebagian lagi putih dan kuning tua sampai coklat (Spears et al. 1968). Siklus hidup nematoda sista kentang berlangsung selama 45 hari (tergantung kesesuaian tanaman dan suhu tanah). Adapun siklus hidup NSK adalah sebagai berikut : - Fase telur - Fase juvenil terdiri dari juvenil 1 (J1), juvenil 2 (J2), juvenile 3 (J3) dan juvenile 4 (J4). Juvenil mengalami 4 kali pergantian kulit (molting). - Nematoda dewasa yang terdiri dari nematoda jantan ( ) dan nematoda betina ( ). Gambar 1 Skema Siklus hidup Globodera spp (Evans & Stone 1977 dalam Marks & Brodie 1998)

22 8 Bagian yang aktif dari siklus hidup dimulai ketika juvenil stadia ke dua (J2) menetas dari telur. Penetasan terjadi bila temperatur tanah cukup hangat (di atas 10 0 C) dan ada rangsangan senyawa kimia yang dikeluarkan oleh ujung akar tanaman inang (Clark & Hannessy 1984; Rawsthorne & Brodie 1986). Rangsangan ini bersifat spesifik yaitu hanya terjadi pada tanaman dari famili Solanaceae seperti kentang, tomat, terung dan S. dulcamara (sejenis gulma). Menurut Devine & Jones (2000), sedikitnya ada sembilan senyawa kimia yang disebut faktor penetasan (hatching factors) yang berperan dalam penetasan telur NSK. Beberapa dari senyawa ini telah diidentifikasi dan dikarakterisasi, salah satunya adalah solanoeclepin A (Mulder et al. 1997). Rangsangan eksudat akar menyebabkan % telur menetas, sekitar 5% penetasan terjadi di dalam air dan 30% penetasan terjadi secara spontan tanpa inang (Fenwick 1994). Bila kondisi lingkungan tidak mendukung dan tidak ada rangsangan untuk menetas, telur berada dalam kondisi dorman di dalam sista. Pada stadia dorman, nematoda lebih resisten terhadap nematisida (Spears et al. 1968). Nematoda mempunyai empat stadia juvenil dan stadia dewasa (jantan dan betina). J2 yang menetas dari telur, keluar dari sista, dan melakukan penetrasi pada ujung akar tanaman inang. Selanjutnya J2 masuk ke dalam akar di dekat titik tumbuh atau akar-akar lateral dengan menusukkan stiletnya pada sel epidermis, masuk dan bergerak dalam akar secara intraselluler dan akhirnya menetap dan memulai makan di perisikel, korteks atau endodermis. Tusukan stilet menyebabkan masuknya saliva ke dalam sel dan merangsang pembentukan sinsitium yang dikelilingi oleh satu lapisan sel hiperplastik yang berguna untuk mentransfer nutrisi ke nematoda (Jones & Nortconte 1972). Interaksi inang-parasit mempengaruhi perkembangan juvenile stadia empat (J4) untuk menjadi betina atau jantan. Jenis kelamin dipengaruhi oleh kecukupan nutrisi. Nutrisi yang kurang akan menghasilkan NSK jantan, sebaliknya jika nutrisi cukup tersedia akan menghasilkan betina. Pada saat terjadi infeksi berat, NSK jantan menjadi lebih dominan, dan sebaliknya. Proses pelukaan terjadi pada saat NSK betina membengkak, memecah korteks akar, dan mengeluarkan bagian posterior, sedangkan bagian kepala dan leher masih tetap berada di dalam akar. Dalam perkembangannya, NSK jantan melingkar di dalam kutikula larva J4 dan memecah kutikula, kemudian menetas. Jantan

23 9 dewasa berbentuk cacing (vermiform), keluar dari akar dan masuk ke dalam tanah (Evans & Turner 1998). Reproduksi NSK terjadi secara seksual. Nematoda betina menghasilkan feromon untuk memikat atau menarik jantan yang berada di dalam tanah. Perkawinan segera terjadi beberapa saat kemudian. Setelah kawin, setiap betina menghasilkan sekitar telur, kemudian betina mati dan dinding tubuhnya akan membungkus telur dan membentuk sista. Perkembangan embrio terjadi di dalam telur hingga juvenil kedua. Penetasan kembali terjadi bila ada rangsangan yang dihasilkan oleh akar tanaman inang dan kondisi lingkungan yang sesuai dan siklus hidup akan berulang kembali. NSK akan melengkapi siklus hidupnya selama hari tergantung pada temperatur tanah (Lisnawita 2007). Nematoda sista kentang mempunyai struktur untuk mempertahankan diri di dalam tanah yang disebut sista. Sista merupakan tubuh betina yang telah mati, yang di dalamnya berisi telur (Lisnawita 2007). Sista dan telur merupakan stadia yang persisten dari siklus hidup NSK. Sista yang baru terbentuk mengandung sekitar 500 telur. Telur dapat bertahan hidup selama 30 tahun di dalam sista. Ketika tidak ada tanaman kentang, sista tetap tinggal di dalam tanah, sebagian dari sista akan menetas secara alami untuk mengurangi kepadatan populasi, dan sebagian sista lainnya akan tetap berada di dalam tanah untuk waktu yang lama tanpa inang. Kemampuan bertahan hidup, reproduksi dan dinamika populasi NSK sangat dipengaruhi oleh temperatur, kelembaban, panjang hari dan faktor lingkungan di sekitarnya (Lisnawita 2007). Ekologi NSK Faktor lingkungan yang berpengaruh adalah biotik (tanaman dan organisme yang lain), dan abiotik (tanah, suhu, kelembaban, senyawa kimia, dll). Di antara faktor lingkungan tersebut, suhu merupakan faktor abiotik yang paling penting. NSK mempunyai temperatur optimum untuk metabolisme, pertumbuhan dan aktivitasnya. Disamping itu temperatur juga mempengaruhi dormansi (diapause) (Huang & Pereira 1994), siklus hidup, daya tahan hidup (survival) dan perilaku (behaviour) NSK (Wharton et al. 2002). Aktivitas larva berlangsung pada suhu mulai 10 o C dan terhenti pada suhu 40 o C. Temperatur optimum untuk perkembangan G. rostochiensis pada tanaman inang berkisar antara o C. Perkembangan G. rostochiensis pada tanaman inang akan terhambat

24 10 pada temperatur o C, tetapi larva masih bisa keluar dari sista sampai temperatur 37 o C. Populasi larva hidup dalam tanah tanpa adanya tanaman inang akan menurun ± 18% per tahun pada tanah dingin, dan sampai 50-80% pada tanah hangat. Tipe tanah juga berpengaruh terhadap laju perkembangan larva. Larva yang menetas pada tanah berpasir jumlahnya lebih banyak dibandingkan dengan pada tanah gembur dan tanah liat. Beberapa nematoda dapat bertahan sampai 28 tahun dalam tanah yang dingin (Ditlin 2007). Distribusi/penyebaran NSK di dalam tanah tidak seragam. Nematoda biasanya banyak ditemukan di sekitar daerah perakaran (rhizozphere) atau di dalam jaringan akar. Biasanya NSK banyak ditemukan pada kedalaman antara 0 20 cm. Pola penyebaran yang demikian disebabkan karena nematoda cenderung tertarik oleh zat yang dikeluarkan oleh akar tumbuhan inangnya. Zatzat yang dikeluarkan oleh akar tanaman juga dapat mempengaruhi proses penetasan telur nematoda, sehingga zat tersebut sebagai faktor penetas (hatching factor). Eksudat akar dari tanaman inang dapat merangsang 60-80% larva untuk menetas. Ketika tidak ada tanaman kentang, umbi kentang yang ditaruh di atas tanah (kentang kerap kali ditinggalkan di atas tanah pada saat panen bahkan sampai keluar tunas) dapat mempertahankan sejumlah nematoda (Ditlin 2007). Nematoda mengambil nutrisi dari akar sehingga pasokan nutrisi dan air ke batang dengan cara melukai akar dan daun berkurang akibatnya tanaman tumbuh kerdil. Tingkat infestasi yang sedang (moderate) mempunyai sedikit pengaruh terhadap penurunan pertumbuhan atau terhadap jumlah umbi yang dihasilkan, namun berpengaruh terhadap ukuran umbi kentang (Ditlin 2007). Laju perkembangbiakan pada tanaman inang tergantung pada kepadatan populasi awal. Hal tersebut disebabkan oleh adanya kompetisi untuk ruang pada akar yang berpengaruh terhadap sex ratio. Ketika terdapat sedikit telur per gram tanah maka laju perkembangbiakan sebanyak 60 kali lipat, tetapi ketika terdapat lebih dari 100 telur/g tanah, populasi setelah panen lebih kecil karena sistem perakaran terbatas, sehingga serangan yang terjadi menurun (Ditlin 2007). Kehilangan hasil berkorelasi dengan tingkat infestasi. Dilaporkan bahwa setiap 20 telur/g tanah dapat menyebabkan kehilangan hasil 1 ton/acre. Demikian pula, kemampuan populasi NSK untuk memperbanyak diri berbeda pada kultivar dengan gen resisten yang disilangkan dengan gen dari kentang liar.

25 11 Di Inggris dan Belanda, populasi dibedakan menurut pathotype tertentu, tergantung pada kemampuannya berbiak pada galur resisten tertentu (Ditlin 2007). Sebaran NSK Sebaran Geografi NSK Daerah asal tempat ditemukannya G.rostochiensis dan G. pallida adalah Danau Titicaca (3850 m d.p.l.) Pegunungan Andes Amerika Selatan, kemudian terintroduksi ke Eropa melalui kentang, yang kemungkinan terjadi pada pertengahan abad 19. Dari Eropa kemudian NSK menyebar seiring dengan penyebaran benih kentang ke area lainnya di dunia. NSK menyebar ke pertanaman kentang di berbagai daerah trofis dan subtrofis di 70 Negara di dunia (CABI 2007). CABI (2007) menyatakan bahwa G. rostochiensis telah terdapat di negaranegara Eropa (Albania, Austria, Belarus, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Faroe Island, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Liechtenstein, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Russian Federation, Serbia & Montenegro, Slovakia, Slovania, Spain, Sweden, Switzerland, Ukraine, United Kingdom), negara-negara di Asia (Armenia, India, Indonesia, Israel, Japan, Lebanon, Malaysia, Oman, Pakistan, Philippines, Sri Lanka, Tajikistan, Turkey), negara-negara di Afrika (Algeria, Egypt, Libya, Sierra Leone, South Africa, Tunisia, Panama), negara-negara di Amerika Utara (Canada, Mexico, USA, Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador, peru, Venezuela), dan negara-negara di Oceania (Australia, New Zealand, Norfolk Island). G. pallida telah menyebar di negara- negara Eropa (Austria, Belgium, Croatia, Cyprus, Chech Republic, Denmark, Faroe Islands, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Spain, Sweeden, Switzerland, Ukraine, United Kingdom), negara-negara di Asia (India, Japan, Malaysia, Pakistan, Turkey), negara-negara di Afrika (Algeria, Libya, Afrika Selatan, Tunisia, Panama), negara-negara di Amerika Utara (Canada, Mexico, USA), negara-negara di Amerika selatan (Argentina, Bolivia, Chile, Colombia,

26 12 Ecuador, Falkland Islands, Peru, Venezuela), dan negara Di Oceania (New Zealand) (CABI 2007). Di Indonesia, berdasarkan penelitian yang dilakukan Lisnawita (2007) diketahui bahwa NSK telah terdeteksi di sentra-sentra pertanaman kentang di Jawa Timur, Jawa Tengah dan Jawa Barat dan diduga NSK sudah ada di daerah tersebut untuk waktu yang cukup lama. Dari hasil survai Lisnawita (2007) diketahui bahwa di Jawa Timur NSK telah terdapat pada ketinggian tempat mulai dari 1600m dpl, di Jawa Tengah NSK ditemukan dilokasi survai dengan ketinggian tempat antara 1600 m sampai dengan 1900 m, sedangkan di Jawa Barat NSK telah ditemukan pada ketinggian tempat yang lebih rendah yaitu antara 1343 m sampai 1544 m (Tabel 1). Di Jawa Tengah, petani telah menanam kentang dengan menggunakan bibit asal Jerman sejak tahun 1985 (Suwardiwijaya et al. 2007). Kondisi ini memungkinkan bagi NSK untuk menetap di daerah tersebut. Tabel 1 Daerah sebar NSK di pulau Jawa (Lisnawita 2007) No Lokasi Ketinggian tempat (m dpl) Jumlah Sista/ 100ml tanah Umur tanaman Kultivar 1 Desa Tulung Rejo Kota Batu Malang Timur Granola kembang >100 2 Desa Pawuhan Banjarnegara Jawa Tengah 3 Desa Karangtengah Banjarnegara Jawa Tengah Siap panen Granola Granola 4 Desa Patak Banteng Granola Wonosobo Jawa Tengah 5 Desa Kepakisan Banjarnegara Jawa Tengah Siap panen Granola 6 Desa Sukamanah Pangalengan Jawa Barat 7 Desa Mekarwangi Sindangkerta Jawa Barat Granola Granola Granola Atlantik Granola &

27 13 Sebaran Horisontal NSK Sebaran/distribusi sista NSK pada area yang terinfeksi tidak bersifat acak. Pola infestasi NSK pada tiap generasi mengikuti pola petak yang menyebabkan terjadinya foci sekunder yang menyebar dengan cara serupa (Marks & Brodie 1998). Foci-foci kecil ini nampak seperti terisolasi, tetapi ketika infestasi sudah terdeteksi seluruh lahan telah terinfeksi. Hal tersebut memerlukan beberapa tahun dari infestasi pertama di lapangan sebelum kerusakan tanaman pada area pertanaman diperhatikan untuk pertama kalinya. Foci seringkali berbentuk lonjong, dengan kepadatan populasi yang besar pada pusat gejala serangan NSK. Sebaran dan bentuk dari foci ditentukan oleh kegiatan mekanis, seperti panen yang berpengaruh dalam memindahkan tanah pada proses penggarapan tanah. Daerah sebar dari sista di lapangan dan sebaran sista dari foci awal berarti posisi posisi sista tidak bebas dari sista lainnya di lapangan (Marks & brodie 1998). Frekuensi sebaran dari jumlah nematoda tidak menjelaskan penggunaan ruang yang sesungguhnya, karena lokasi dari unit-unit sampel dikesampingkan dan hanya daftar jumlah yang diambil. Oleh karena itu lokasi, bentuk, ukuran dan jarak antara area terserang hampir tidak dapat ditentukan dengan frekuensi sebaran, meskipun jumlah relatif unit dari kepadatan yang berbeda menghasilkan beberapa informasi pengamatan area yang terserang. Khususnya, hubungan antara unit yang tidak terinfestasi dan rata-rata kepadatan lahan mungkin dapat ditelusuri (Marks & brodie 1998). Beberapa peneliti menemukan bahwa pola sebaran dari sista NSK banyak sekali/melimpah di lapangan adalah paling tepat mengikuti sebaran binomial negatif (Marks & brodie 1998). Karakterisasi NSK Karakterisasi NSK berdasarkan Morfologi Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi spesies NSK, yaitu secara konvensional, misalnya dengan pengamatan dan pengukuran ciri-ciri morfologi. Metode sidik pantat sista NSK merupakan metode yang cukup baik untuk membedakan spesies G. rostochiensis dan G. pallida. Berikut ini disajikan skema karakter morfologi NSK (Marks & brodie 1998).

28 14 Leher depan Bagian Perineal Vulva Gambar 2 Tipe bentuk sista untuk Globodera, Punctodera, Cactodera dan Heterodera (Marks & Brodie 1998) Bagian anus Bagian vulva Circum fenestra dari bagian vulva. Tidak terdapat fenestra pada anus. Contoh Globodera dan Cactodera Circum fenestra dari bagian vulva dan bagian anus. Contoh Punctodera Semifenestra-bifenestra dari bagian vulva. Tidak terdapat fenestra pada anus. Contoh Heterodera Semifenestra-ambifenestra dari bagian vulva. Tidak terdapat fenestra pada anus. Contoh Heterodera Gambar 3 Pola perkembangan fenestra dari sista Heteroderinae (Marks & Brodie 1998)

29 15 Anus Lapisan fenestra Celah vulva Garis transfenestra Tonjolan kutikula Fenestra Lengkungan papilate Gambar 4 Bagian perineal sista Globodera (Marks & Brodie 1998) G. rostochiensis G. pallida Gambar 5 Bentuk ridge vulval-anal G. rostochiensis dan G. pallida (Marks & Brodie 1998) Karakterisasi NSK berdasarkan Biomolekuler Polymerase Chain reaction (PCR) merupakan suatu reaksi In Vitro untuk menggandakan jumlah molekul DNA pada target tertentu dengan cara mensintesis molekul DNA baru yang berkomplemen dengan molekul DNA target tersebut dengan bantuan enzim dan oligonukleotida sebagai primer dalam suatu

30 16 Thermocycler (Wulandari 2006). Teknik ini dipakai untuk menggandakan atau memperbanyak urutan basa DNA spesifik. Teknik PCR dapat mengatasi masalah jumlah DNA yang rendah per individu. Keuntungan teknik PCR adalah sistem analisisnya cepat, tidak memerlukan DNA dalam jumlah banyak, dapat dilakukan pada fase awal pertumbuhan, dan metode ekstraksi DNAnya sederhana. Teknik PCR memerlukan DNA polymerase, dntps, molekul DNA templete, serta dua buah oligonukleotida sebagai primer. Reaksi amplifikasi sangat tergantung pada keberadaan enzim polimerase sebagai katalisator, terutama yang bersifat tahan panas. Produk PCR kemudian dielektroforesis melalui gel (agarose gel) dengan prosentase tertentu untuk memisahkan DNA sesuai dengan ukuran molekulnya, kemudian hasil elektroforesis divisualisasi di bawah lampu Ultra Violet (Rustiani 2006). Pada metode PCR yang digunakan untuk identifikasi nematoda, fragmen DNA genom nematoda yang menjadi sasaran analisa diamplifikasi terlebih dahulu dengan PCR. Dari analisis genom nematoda, diperoleh informasi bahwa bagian internal transcribed spacer (ITS) dari rdna merupakan daerah variabel sebagai kandidat yang baik untuk studi taksonomi molekuler dan filogenik sehingga sering digunakan untuk analisa patotipe suatu populasi nematoda (Thiery & Mugniery 1996). Dalam bidang fitopatologi, teknik PCR banyak digunakan untuk tujuan deteksi patogen, identifikasi patogen, karakterisasi keanekaragaman patogen maupun untuk diferensiasi patogen tumbuhan. Dengan demikian bersama-sama dengan teknik konvensional, prosedur yang didasarkan analisis DNA dan protein secara kontinyu dikembangkan untuk mengidentifikasi NSK sehingga dapat ditemukan metode pengendalian yang tepat. Penggunaan metoda PCR dalam mendeteksi G. rostochiensis dan G. pallida telah banyak dilakukan, diantaranya adalah penelitian Pylyppenko et al. (2005) yang melakukan identifikasi G. rostochiensis dan G. pallida di Ukraine dengan menggunakan PCR, penelitian Ibrahim et al. (2001) yang melakukan evaluasi teknik PCR, IEF dan ELISA untuk deteksi dan identifikasi NSK di England dan Wales UK, penelitian Jogaite et al. (2007) yang melakukan monitoring Globodera spp. di Lithuania dengan menggunakan karakter morphology dan PCR dan penelitian Sedlak et al. (2004) yang melakukan studi

31 17 populasi NSK (G. rostochiensis dan G. pallida) Eropa dan Czech menggunakan metode RAPD).

32 18 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Survei dilaksanakan di sentra pertanaman kentang di Dataran Tinggi Dieng Jawa Tengah. Lokasi hamparan pengambilan contoh tanah ditandai dengan GPS (Geo Positioning System) untuk mengukur posisi geografis dan elevasi tanah dan dilakukan pengukuran suhu tanah. Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus sampai dengan Desember Metode Penelitian Penentuan lahan contoh Lahan yang digunakan untuk pengambilan sampel NSK (lahan contoh) adalah hamparan tanaman kentang berumur lebih dari 50 hari, yang diduga terinfeksi NSK di lapangan dengan gejala daun menguning, layu dan pertumbuhan kerdil dari beberapa daerah pertanaman kentang di Dataran Tinggi Dieng Jawa tengah. Lokasi lahan contoh dibagi menjadi 5 wilayah berdasarkan ketinggian tempat di atas permukaan laut (d.p.l.) (Lampiran 1) : kurang dari 1250 m, 1250 m 1500 m, 1500 m 1750 m, 1750 m m dan Lebih dari 2000 m. Jumlah lahan contoh yang digunakan berdasarkan ketersediaan lahan kentang (2 7 lahan / kategori). Pengumpulan sampel tanah dari tanaman kentang yang terinfeksi Pada setiap lokasi diambil 10 sampel tanah yang mewakili kondisi lahan pada hamparan tersebut. Pengambilan sampel tanah dan akar tanaman dilakukan dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh Been & Schomaker (1996;2000) dalam Marks & brodie (1998) yang merekomendasikan cara pengambilan sampel NSK dengan Sistem Grid yaitu mengambil sampel tanah pada petak berukuran 5 x 5 m pada setiap titik infeksi NSK. Jumlah sampel tanah yang diambil pada setiap petak adalah sebanyak 250 ml, jumlah tersebut berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Southey (1974) mengenai Probabilitas sista yang terdeteksi pada sampel tanah dari lahan yang terinfeksi NSK, yang mengambil sampel tanah sebanyak 250 ml untuk setiap titik infeksi (Marks & brodie 1998).

33 19 Metode pengambilan sampel untuk mengetahui sebaran spesies NSK berdasarkan ketinggian tempat dan prevalensi NSK, dilakukan dengan cara mengambil sampel tanah sebanyak 250 ml/petak pada kedalaman 0-20 cm (daerah perakaran tanaman/rizosfer). Pada setiap lokasi diambil 10 petak yang mewakili kondisi lahan pada hamparan tersebut. Semua sampel tanah dan akar dibawa dan dianalisis di laboratorium Nematologi dan laboratorium Biomolekuler Balai Besar Uji Standar Karantina Pertanian. Dari 10 sampel yang terkumpul yang berasal dari lokasi yang sama dilakukan pencampuran di laboratorium, kemudian diambil sampel tanah sebanyak 500 ml ( Been & Schomaker 2000; Reid et al. 2005) untuk dilakukan ekstraksi sista NSK (dilakukan pemisahan sista dari tanah). Prevalensi NSK diketahui dengan cara menghitung persentase lokasi yang terserang NSK dari seluruh lokasi yang disurvai untuk setiap kisaran ketinggian tempat, yang ditentukan dengan rumus : Prevalensi NSK = Jumlah lokasi tanaman kentang bergejala NSK x 100% Jumlah lokasi total tanaman kentang yang disurvai Ekstraksi sista NSK Ekstraksi sista NSK dilakukan terhadap 500 ml tanah/lokasi lahan contoh. Tanah dicampur dengan air (1 : 3) ke dalam beaker glass, kemudian di aduk, setelah itu bagian yang terangkat kepermukaan air (sista NSK, tanah, bahan organik dan kotoran) diambil, kemudian ditiriskan selama 24 jam. Bahan yang telah ditiriskan tersebut dimasukkan ke dalam beaker glass, kemudian dicampur dengan ethanol (1:3) dan diaduk, sista akan terangkat ke permukaan ethanol. Kemudian larutan yang mengandung sista NSK disaring, sista NSK yang menempel di kertas saring diambil dan dihitung. Identifikasi Spesies NSK berdasarkan Karakter Morfologi Identifikasi spesies NSK dengan menggunakan karakter morfologi dilakukan dengan metode sidik pantat (perineal pattern) sista NSK. Sista NSK yang akan digunakan untuk sidik pantat diambil masing-masing 10 sista dari tiap lokasi yang positif NSK berdasarkan kelas ketinggian. Kemudian sista dari kelas ketinggian yang sama dicampur untuk kemudian diambil 10 sista untuk dilakukan pengamatan sidik pantat.

34 20 Pembuatan preparat untuk sista dilakukan dengan mengambil satu sista menggunakan kuas, dan diletakkan diatas gelas objek, kemudian sista dipotong 3/4 bagian dari anterior di bawah mikroskop stereo dengan pembesaran 50X, kemudian bagian anteriornya dibuang dan 1/4 bagian ujung posterior / pantat digunakan untuk identifikasi. Telur dan juvenil yang berada di dalam sista dikeluarkan dengan memencet bagian posterior dengan menggunakan kuas, sehingga diperoleh irisan perennial pattern (sidik pantat). Irisan perennial pattern dibersihkan dengan menambahkan satu tetes larutan asam laktat 45% sambil dibersihkan perlahan-lahan dengan menggunakan kuas, lalu dibiarkan selama beberapa jam. Asam laktat dibuang dengan menggunakan kertas tissue, setelah itu ditambahkan lactofenol kemudian tutup dengan cover glass dan diberi kutek dibagian sisi-sisi cover glass. Kemudian dilakukan pengamatan di bawah mikroskop compound dengan pembesaran 200X. Perbedaan ciri morfologi antara G. rostochiensis dan G. pallida diketahui dengan melakukan penghitungan jumlah tonjolan kutikula antara anus dan fenestra, melakukan pengukuran jarak antara anus dan fenestra, mengukur diameter fenestra, dan dilakukan penghitungan rasio graneks (tabel 2 dan gambar 6). Rasio graneks = jarak antara anus dengan fenestra Diameter fenestra Tabel 2 Perbedaan ciri morfologi G. rostochiensis dan G. pallida (CABI 2007) G. rostochiensis G. pallida Jarak anus 66,5 ±10,3 (µm) 50 ± 13,4 (µm) fenestra Diameter fenestra 19 ± 2 (µm) 24,5 ± 5 (µm) (VB) Rasio Granek 1,3 9,5 1,2-3,5 (4,5) (2,3) Jumlah garis /gelombang antara anus-fenestra (ridge) (CR) ( umumnya sekitar 22) 8 20 (umumnya sekitar 12)