SURVEI DAN IDENTIFIKASI NEMATODA SISTA KENTANG (Globodera spp.) ASAL WONOSOBO DAN BANJARNEGARA JAWA TENGAH T E S I S Oleh DANI SUTANTA S 107001010/MAET PROGRAM MAGISTER AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
SURVEI DAN IDENTIFIKASI NEMATODA SISTA KENTANG (Globoderaspp.) ASAL WONOSOBO DAN BANJARNEGARA JAWA TENGAH TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magisterdalam Program Magister AgroekoteknologipadaFakultas Pertanian UniversitasSumatera Utara OLEH DANI SUTANTA S 107001010/MAET FAKULTAS PERTANIAN PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
Judul Tesis : Survei dan Identifikasi Nematoda Sista Kentang (Globodera spp.) Asal Wonosobo dan Banjarnegara, Jawa Tengah Nama Mahasiswa : Dani Sutanta S Nomor Pokok : 107001010 Program Studi : Magister Agroekoteknologi Menyetujui Komisi Pembimbing (Dr. Lisnawita, SP., M.Si) Ketua (Dr. Ir. Hasanuddin, MS) Anggota Diketahui Ketua Program Studi, Dekan, (Prof. Ir. Edison Purba, Ph.D) NIP : 195901051986011001 (Dr. Ir. Hasanuddin, MS) NIP : 195808081984031003 Tanggal Lulus : 9 Februari 2015
Telahdiujipada Tanggal : 9 Februari 2015 Panitia Penguji Tesis Ketua : Dr. Ir. Lisnawita, SP., M.Si Anggota : 1. Dr. Ir. Hasanuddin, MS 2. Prof. Dr. Dra. Maryani Cyccu Tobing, MS 3. Dr. Ir. LollieAgustina P. Putri, M.Si 4. Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS
PERNYATAAN JudulTesis Survei dan Identifikasi Nematoda Sista Kentang (Globodera spp.) Asal Wonosobo dan Banjarnegara, Jawa Tengah Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Magister Agroekoteknologi pada Program Studi Magister Agroekoteknologi Fakultas Pertanian adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri. Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagianbagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan tesis ini, telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas esuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah. Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian- bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku. Medan, Januari 2017 Penulis, Dani Sutanta S
ABSTRACT Dani Sutanta S. 2017. Survey and Identification of Potato Cyst Nematode (Globodera spp.) from Wonosobo and Banjarnegara, Central Java. Supervised by Lisnawita and Hasanuddin. Potato cyst nematode (PCN) (Globodera spp.) are the primary pathogens that infect potato and has a wide distribution area in the world. In Indonesia, this pathogens including A2 plant quarantine pest that limited distribution in Java. The proper identification of the PCN be an important basis in order to find effective control techniques. The aim of this research was to determine the geographic distribution and PCN species that infect potato in Wonosobo and Banjarnegara - Central Java through morphological and molecular approaches. The survey method to investigate the distribution of PCN in the area. The morphological characters were observed among cyst (fenestradiameter, anus-fenestra distance, and the granek s ratio), eggs (egg length and width), and the second-stage juveniles (J2) (body length and width, head length and width, stylet length, knob type, and long tail). While the molecular identification used polymerase chain reaction amplification based on the internal area transcripbed spacers using specific primers G. rostochiensis PITSr3 (5 -AGCGCAGACATGCCGCAA-3 ), specific primers PITSp4 G. pallida (5 -ACAACAGCAATCGTCGAG-3 ) and universal primers ITS5 nematodes (5 -GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3 ). Twelve populations PCN, respectively 5 and 7 populations of Wonosobo population of Banjarnegara used in this reseach. The results of the analysis based on morphological and molecular characters for all locations identified a single species G. rostochiensis (434 bp). Keywords: geographic distribution,globodera rostochiensis, morphological, polymerase chain reaction, survey
ABSTRAK Dani Sutanta S. 2017.Survei dan Identifikasi Nematoda Sista Kentang (Globoderaspp.) Asal Wonosobo dan Banjarnegara, Jawa Tengah. Dibimbing oleh Lisnawita dan Hasanuddin. Nematoda sista kentang (Globodera spp.) merupakan patogen utama yang menginfeksi tanaman kentang dan memiliki daerah sebaran yang luas di dunia. Di Indonesia, patogen ini termasuk OPTK A2 yang penyebarannya masih terbatas di wilayah Jawa. Identifikasi yang tepat terhadap NSK menjadi dasar penting agar menemukan teknik pengendalian yang efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sebaran geografi dan spesies NSK yang menginfeksi tanaman kentang di Kabupaten Wonosobo dan Banjarnegara-Jawa Tengah melalui pendekatan morfologi dan molekuler.melalui metode survei dilakukan penelitian untuk mengetahui sebaran NSK di wilayah tersebut. Adapun karakter morfologi yang diamati diantaranya sista (diameter fenestra, jarak anus ke fenestra, danrasiogranek), telur (panjangdanlebartelur), dan juvenilstadia 2 (J2) (panjangdanlebartubuh, panjangdanlebarkepala, panjangstilet, tipe knob, sertapanjangekor). Sedangkan identifikasi molekuler digunakan teknikpolymerase chain reaction yang berdasarkan pada amplifikasi daerah internal transcripbed spacersdengan menggunakan primer spesifikg. rostochiensispitsr3 (5 - AGCGCAGACATGCCGCAA-3 ), primer spesifikg. pallida PITSp4 (5 - ACAACAGCAATCGTCGAG-3 ) dan primer universal nematoda ITS5 (5 - GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3 ). Dua belas populasi NSK, masingmasing 5 populasi dari Wonosobo dan 7 populasi dari Banjarnegara digunakan dalam penelitian ini. Hasil analisis berdasarkan karakter morfologi dan molekuler untuk semua lokasi berhasil diidentifikasi spesies tunggal G. rostochiensis(434 bp). Kata kunci : Globodera rostochiensis, karakter morfologi, polymerase chain reaction, sebaran geografi, survei
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada tanggal 4 Mei 1983 di Medan Provinsi Sumatera Utara merupakan anak ketiga dari empat bersaudara, dari pasangan Alm. H. M. Syafi i S dan Nurjanah Said. Penulis menempuh pendidikan formal yaitu SD Negeri 066668 Medan dan lulus Tahun 1996, kemudian melanjutkan ke SMP Swasta Eria Medan dan lulus Tahun 1999, dan melanjutkan pendidikan di SMU Swasta Eria Medan dan lulus pada Tahun 2002. Penulis melanjutkan pendidikan pada Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta dan lulus tahun 2008. Pada tahun yang sama penulis diterima menjadi Asisten Agronomis di suatu perusahaan perkebunan swasta asing di Bengkulu. Memasuki tahun 2010, tepatnya bulan April 2010 saya mengundurkan diri dan diterima menjadi staf pengajar di Fakultas Pertanian Universitas Asahan di Kisaran. Kemudian pada tahun 2015 hingga sekarang saya bekerja sebagai Konsultan PUMKM di Kantor Perwakilan Bank Indonesia Provinsi Sumatera Utara. Pada Tahun 2010 penulis melanjutkan pendidikan Strata-2 pada program studi Agroekoteknologi di Fakultas Pertanian. Padatanggal 9 Februari 2015 penulis berhasilmenyelesaikanpendidikan Strata-2 di dengan judul tesis Survei dan Identifikasi Nematoda Sista Kentang (Globoderaspp.) Asal Wonosobo dan Banjarnegara - Jawa Tengah, di bawah bimbingan Dr. Lisnawita, SP., M.Si selaku Dosen Pembimbing I dan Dr. Ir. Hasanudin, MS selaku Dosen Pembimbing II.
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji dan syukur saya sampaikan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan ridho-nya, sehingga tesis dengan judul Survei dan Identifikasi Nematoda Sista Kentang (Globoderaspp.) Asal Wonosobo dan Banjarnegara - Jawa Tengah ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar Magister Pertanian (MP) dalam bidang keahlian Fitopatologi pada program studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya, kepada : 1. Dr. Lisnawita, SP., M.Si. dan Dr. Ir. Hasanudin, MS. Atas bimbingan, arahan dan waktu yang telah diluangkan kepadapenulis 2. Prof. Dr. Dra. Maryani Cyccu Tobing, MS., Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si., Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS atas kritikan dan saran yang membangun kepada penulis 3. Ayahanda Alm. H. M. Syafi i S dan Ibunda Nurjanah Said yang senantiasa memberikan motivasi dan doa untuk saya 4. Amellya Dwi Rahmi, A.md., Aqeela Azra Daniya dan Muhammad Abrar Al- Rasyid atas doa dan motivasinya untuks aya 5. Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara 6. Ketua dan sekretaris program studi Pascasarjana Fakultas Pertanian
7. Seluruh Dosen program Pascasarjana khususnya program Magister Pertanian 8. Nurjanah, SP., M.Si yang telah membantu saya dalam proses identifikasi molekuler penelitian ini 9. Dr. Ir. Siwi Indarti, MP dan mbak Esti yang banyak memberikan masukan dan bantuannya selama penulis berada di Yogyakarta 10. Dian Novita, S.Pi., Dina Monita, SE., Ahmad Hanafi, ST., Ade Fipriani, SP., MP., Hardi Citra Hasibuan, SP., Munib, SP., Pinde, S.Si., dan seluruh pihakpihak yang tidak dapat saya tuliskan satu persatu Penulis menyadari bahwa tesis ini masih perlu pengembangan lebih lanjut agar benar-benar bermanfaat. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran agar tesis ini lebih sempurna. Akhir kata, penulis berharap tesis ini memberikan manfaat bagi kita semua terutama untuk pengembangan ilmu pengetahuan dimasa yang akan datang. Medan, Februari 2017 2014 Dani Sutanta S
DAFTAR ISI ABSTRACT... ABSTRAK... DAFTAR RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman i ii iii iv vi viii ix x PENDAHULUAN... 1 LatarBelakang... 1 TujuanPenelitian... 3 ManfaatPenelitian... 3 TINJAUAN PUSTAKA... 4 Globodera spp.... 4 Klasifikasi... 5 Bio-ekologiNSK... 5 MekanismeKerusakan... 7 IdentifikasiGlobodera... 7 BAHAN DAN METODE... 10 Tempatdan Waktu... 10 Surveidan Pengumpulan Sampel Tanaman Kentang Terinfeksi... 10 Identifikasi Spesies NSK berdasarkan Karakter Morfologi... 11 Pengamatan... 12 Sista... 12 Telur... 13 Juvenil Stadia 2 (J2)... 13 IdentifikasiSpesies NSK berdasarkankaraktermolekuler... 13 Ekstraksi DNA... 13 Reaksi PCR DNA sista NSK... 14 Elektroforesis... 15 HASIL DAN PEMBAHASAN... 16 Sebaran Nematoda Sista Kentang di Kabupaten Wonosobo dan Banjarnegara... 16 IdentifikasiSpesies NSK berdasarkankaraktermorfologi..... 26
Sista.... 26 Telur... 27 Juvenil Stadia 2 (J2)... 27 IdentifikasiSpesies NSK berdasarkankaraktermolekuler...... 28 KESIMPULAN DAN SARAN... 33 Kesimpulan..... 33 Saran...... 33 DAFTAR PUSTAKA... 34 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL No. Keterangan Halaman 1. Lokasisebaransampel NSK di Jawa Tengah danjumlah sista per 100ml tanah... 18
DAFTAR GAMBAR No. Keterangan Hamalan 1. Lokasi pengambilan sampel NSK di Banjarnegara dan Wonosobo Jawa Tengah... 16 2. Gejala NSK di lapangan. Tanaman kentang dominan layu dan daun menguning (A dan B); Sista menempel pada permukaan akar tanaman kentang (ditunjukkan dengan tanda panah) 17 (C)... 3. Karakter morfologi nematoda sista kentang. Sista (A), sidik pantat (perrenial pattern) (B), Juvenil stadia 2 (J2) serta telur (C, D) (vb = vulva basin, a = anus, jaf = jarak anus-fenestra, RG = 3,62)... 27 4. Morfologi juvenil stadia 2 (J2) (A). Daerah anterior (B) dan ekor (C). (kb = knob, kp = kepala, st = stilet)... 28 5. Hasil amplifikasi DNA NSK dengan PCR menggunakan primer spesifik untuk G. rostochiensis PITSr3, primer spesifik G. pallida PITSp4 dan primer universal nematoda ITS5 (Bulman&Marshall, 1997; Garcia et al., 2009). 1-5. NSK C1, C2, C3, C4 dan C5 (Wonosobo), 6-12. NSK C6, C7, C8, C9, C10, C11 dan C12 (Banjarnegara). M=Marker 100 bp ladder Invitrogen... 29
DAFTAR LAMPIRAN No. Keterangan Halaman 1. Data hasil survei Wonosobo dan Banjarnegara Jawa Tengah... 39