1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Ancaman serangan organisme penganggu tumbuhan semakin bertambah terhadap pertumbuhan ekonomi dan kesehatan manusia serta keamanan lingkungan. Famili Tephritidae adalah salah satu organisme pengganggu tumbuhan penting yang telah mengakibatkan kerugian secara ekonomi pada budidaya pertanian (Li et al., 2013). Famili ini terdiri dari 4000 spesies yang terbagi dalam 500 genus dan telah menyebar di seluruh dunia. Lalat buah genus Bactrocera termasuk dalam famili Tephritidae yang merupakan famili dengan jumlah terbesar dari ordo Diptera. Genus Bactrocera adalah kelompok lalat buah yang terdiri lebih dari 450 spesies (Drew dan Hancock, 2000). Beberapa spesies Bactrocera adalah hama penting pada buah dan sayuran (Allwood et al., 1999). Setidaknya 28 Subgenera Bactrocera telah dinyatakan sebagai hama penting dan dibagi menjadi 4 Group yaitu: Bactrocera, Melanodacus, Queenslandacus, dan Zeudacus (Drew,1989). Karakter morfologi dapat digunakan sebagai dasar dalam melakukan identifikasi dan ini merupakan cara yang paling sederhana serta mudah dilakukan, karakter morfologi pada lalat buah yang digunakan untuk melakukan identifikasi meliputi bagian caput, torak, karakter scutellum, karakter sayap dan karakter abdomen (Suputa et al., 2006). Kesalahan atau kesulitan dalam identifikasi serangga 1
2 secara morfologi dapat terjadi. Kalsoven(1981) menyatakan bahwa terdapat enam spesies lalat buah di Indonesia yaitu Dacus dorsalis Hendel, D.pedestris Fabricius, D. cucurbitae Coquillet, D.umbrosus Fabricius, D. caudatus Fabricius dan Adrama determinata Walker (Diptera: Tephritidae). Genus Dacus yang sebelumnya diidentifikasi terdapat di Indonesia, merupakan kekeliruan dari identifikasi dari genus Bactrocera. Dacus berasal dari Afrika bukan dari Indonesia (White dan Hancock, 2007). Contoh perbedaan mofologis yang sulit dibedakan satu sama lain antara B. carambolae dan B. papayae karena kedekatan kekerabatannya sehingga dari ukuran tubuh dan sayap terlihat sama. Adanya perbedaan dari beberapa hasil identifikasi lalat buah secara morfologi atau konvensional ini menunjukkan adanya kelemahan pada metode identifikasi konvensional tersebut. Metode konvensional yang berdasarkan ciri morfologi kurang akurat akibat adanya pengaruh perubahan-perubahan lingkungan. Karakter-karakter morfologi sering tidak menggambarkan hubungan genetik akibat adanya interaksi lingkungan dan sejumlah kontrol genetik yang tidak diketahui, sehingga perlu dilakukan karakterisasi molekuler untuk mendapatkan hasil yang akurat dalam mengkarakterisasi perbedaan spesies (McPheron dan Steck, 1996; Smith et al., 2003; Siwi, 2004). Identifikasi molekuler digunakan untuk mendukung dan meningkatkan akurasi identifikasi morfologi, Karakter DNA diketahui relatif lebih konsisten dibandingkan karakter morfologi (Hidayat, 2005). Identifikasi molekuler dapat dilakukan dengan teknik Polymerase chain reaction (PCR) dengan target gen Internal Transcribed Spacer dari Ribosomal RNA operon atau yang dikenal dengan ITS1.
3 Banyak spesies yang dapat diidentifikasi dengan ukuran yang berbeda dari ITS1. Daerah ITS terdiri atas ITS1 dan ITS2 yang mengapit gen 5,8S, yang memiliki laju mutasi tinggi. Sekuen rdna subunit kecil 18S berkembang relatif lambat dan digunakan untuk studi hubungan kekerabatan pada tingkat spesies suatu organisme sedangkan daerah ITS dan IGS pada unit pengulangan rrna berkembang lebih cepat dan memungkinkan terjadinya variasi di antara spesies dan populasi sehingga cocok digunakan untuk identifikasi pada tingkat spesies (Jamil, 2005). DNA barcoding yang menggunakan analis Gen Mitokondrial Cytochrome Oxidase Subunit I (MT- CO1) banyak digunakan selain ITS1. Avise dan Lansman (1983) dan Brown (1983) mengungkapkan peran DNA mitokondria (mtdna) dalam studi keanekaragaman genetika dan biologi populasi pada hewan. DNA mitokondria banyak digunakan untuk mengungkap variasi genetik (Loftus et al., 1994; Suryanto, 2003), karena ukurannya yang relatif kecil, terlibat dalam sintesis energi dan mempunyai kecepatan mutasi 5-10 kali lebih tinggi daripada DNA inti. Mitokondria merupakan pusat sintesis energi dan ketersediaan energi yang ada akan berpengaruh terhadap reaksi metabolisme. Berbagai macam enzim terlibat dalam sintesis energi dan sebagian dari enzim tersebut dikodekan oleh DNA mitokondria dan polimorfisme DNA mitokondria mempengaruhi fenotipe (Loftus et al., 1994). Hubungan filogenetik antar spesies Bactrocera masih sangat sedikit dipahami. Penanda genetik dan sekuen dari gen Mitokondrial telah terbukti informatif dalam hal ini (Shi et al., 2005; Xie et al.,2006). Mitokondrial DNA juga digunakan dalam analisa hubungan filogenetik antar spesies lalat buah. Berdasarkan sekuen
4 mitokondrial DNA, hubungan kekerabatan secara filogenetik beberapa tephritidae telah dipelajari khususnya sampai dengan tingkat genus (Nakahara dan Muraji, 2008). Analisis filogenetik juga menunjukkan bahwa antar B. carambolae memiliki kekerabat tidak dalam satu clade dengan B. papayae dan B. philipinenesis tetapi B. carambolae merupakan spesies parapilic jika dibandingkan dengan ketiga spesies lainnya (Boykin, 2013). Hasil pemantauan lalat buah yang dilakukan oleh Pusat Karantina Pertanian sejak tahun 1979/1980 menunjukkan bahwa lalat buah ditemukan hampir di semua wilayah di Indonesia. Saat ini terdapat 66 spesies lalat buah, tetapi baru beberapa spesies yang sudah diketahui tanaman inangnya, yaitu B. dorsalis Hendel yang menyerang lebih dari 20 jenis buah antara lain belimbing, mangga, jeruk, jambu, pisang susu, pisang raja sere, cabai merah, B. cucurbitae Coq. yang menyerang mentimun, melon serta beberapa tanaman dari famili Cucurbitaceae, B. umbrosus F. yang menyerang nangka dan beberapa tanaman dari famili Moraceae, dan B. caudatus F. yang menyerang beberapa tanaman dari famili Cucurbitaceae. Sasaran utama serangan lalat buah ini, antara lain belimbing manis, jambu air, jambu biji, mangga, nangka, semangka, melon dan cabai (Deptan, 2002). Tidak semua spesies lalat buah secara ekonomi merugikan, hanya kira-kira 10% yang merupakan hama. Pengetahuan untuk mengenal spesies yang mempunyai potensi sebagai hama, baik spesies endemik atau eksotik dari luar harus dikuasai. Sebagai contoh di daerah Indo- Pasifik dilaporkan terdapat 800 spesies lalat buah tetapi hanya 60 spesies yang merupakan hama penting (White dan Elson-Harris, 1992). Beberapa spesies eksotik
5 yang perlu diwaspadai antara lain: Mediterranian fruit fly (Ceratitis capitata), Mexican fruit fly (Anastrepa ludens), Queensland fruit fly (B. tryoni), B. latifrons, B.occipitalis, B. zonata,b. musae, B. philippinensis, B. bryoniae, B. passiflorae, B. caryeae, mango fly (Dacus frauenfeldi), dan Monacrostichus citricola (Siwi, 2002) Berdasarkan pemantauan tahun 2013-2015 Balai Karantina Pertanian Kelas I Denpasar ditemukan jenis Bactrocera eksotik di Pulau Bali yaitu Bactrocera bryoniae, spesies ini adalah salah satu spesies Bactrocera yang perlu diwaspadai, B. bryoniae ditemukan di Kabupaten Buleleng pada pertanaman cabe, serangan lalat buah ini dikhawatirkan dapat menimbulkan kerusakan dan kerugian ekonomi. Informasi identifikasi dan filogenetik tentang B. bryoniae sangat diperlukan guna pengambilan kebijakan manajemen pengendalian dan tindakan karantina yang akan dilakukan untuk mencegah tersebarnya B. bryoniae ke seluruh wilayah Republik Indonesia Sehingga identifikasi molekuler dan filogenetik lalat buah Bactrocera bryoniae perlu dipelajari lebih lanjut. 1.2. Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah karakteristik morfologi B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali? 2. Bagaimanakah karakteristik molekuler B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali berdasarkan gen ITS1 dan MT-CO1? 3. Bagaimanakah keragaman genetik B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali berdasarkan gen ITS1 dan MT-CO1?
6 4. Bagaimanakah hasil analisis filogenetik B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali berdasarkan gen ITS1 dan MT-CO1? 1.3. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui karakteristik morfologi B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali. 2. Mengetahui karakteristik molekuler B. bryoniae dengan menggunakan Gen ITS1 dan MT-CO1. 3. Mengetahui keragaman genetik B. bryoniae yang ditemukan di Pulau Bali berdasarkan gen ITS1 dan MT-CO1. 4. Mengetahui hasil analisis filogenetik B. bryoniae yang ditemukan di pulau Bali berdasarkan ITS1 dan MT-CO1. 1.4. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian identifikasi morfologi, molekuler dan analis filogenetik lalat buah Bactrocera bryoniae di Pulau Bali berdasarkan ITS1 dan MT-CO1 yaitu memberikan informasi tentang karakter morfologi, karakter genetik dan filogenetik lalat buah Bactrocera bryoniae yang ditemukan di Bali sehingga dapat digunakan dalam penentuan kebijakan dalam manajemen pengendalian dan kebijakan Badan Karantina Pertanian terkait dengan importasi buah, dan mencegah tersebarnya B. bryoniae dalam wilayah Republik Indonesia.