1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tanaman Melon (Cucumis melo L.) merupakan tanaman dari famili Cucurbitaceae yang banyak dikonsumsi bagian daging buahnya. Konsumsi buah melon cukup tinggi karena kandungan nutrisi, rasa manis, aroma harum, selain itu buah melon mengandung vitamin C yang cukup tinggi. Konsumsi buah melon didukung dengan banyaknya sentra produksi melon khususnya di Jawa Tengah dan Jawa Timur, yaitu di daerah Ngawi, Madiun, Ponorogo dan di beberapa Kabupaten eks-karesidenan Surakarta (Sragen, Boyolali, Karanganyar, Sukoharjo) (Prihatman, 2000). Sejak tahun 2000 Indonesia memproduksi buah melon puluhan ton pertahun. Data statistik menunjukkan produksi melon mencapai 85.161 ton pada tahun 2010 dan 103.840 ton pada tahun 2011. Produksi melon mengalami peningkatan pada tahun 2012 yang mencapai 129.706 ton. Buah melon juga menjadi salah satu komoditi ekspor. Pada tahun 2011 Indonesia mengekspor buah melon sebesar 255.704 kg dan jumlah ekspor meningkat pada tahun 2012 yang mencapai 512.547 kg (Anonim, 2013). Infeksi penyakit mengancam jumlah produksi melon di Indonesia terutama Begomovirus. Infeksi Begomovirus menyebabkan daun melon menguning dan keriting serta menyebabkan perkembangan tanaman dan buah terhambat. Infeksi 1
2 Begomovirus terhadap famili Cucurbitaceae khususnya melon belum diketahui secara luas di Indonesia, walaupun sudah terdapat beberapa kasus yang diduga merupakan infeksi dari virus ini. Di Jawa Timur dan DIY dilaporkan terdapat infeksi Begomovirus terhadap tanaman melon pada tahun 2008 dengan persentase infeksi 5-100% pada penanaman pertama dan 14,3-100% pada penanaman kedua (Julijantono et al., 2009). Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi penyakit adalah pengembangan bibit unggul yang tahan terhadap penyakit. Bibit unggul tahan penyakit dapat meminimalkan biaya perawatan dan meningkatkan produksi. Bibit unggul tahan penyakit dapat dikembangkan melalui pemuliaan secara konvensional (conventional breeding). Namun cara tersebut dinilai tidak efektif karena membutuhkan waktu yang cukup lama, walaupun akan menghasilkan varietas unggul yang akurat. Permasalahan efektifitas waktu dalam pemuliaan tanaman untuk menghasilkan bibit unggul yang tahan terhadap penyakit dapat terpecahkan setelah ditemukan penanda molekular (Azrai, 2005). Melon Melodi Gama 3 (MG3) adalah salah satu kultivar melon lokal unggul hasil pemuliaan Laboratorium Genetika Fakultas Biologi UGM. Kultivar MG3 memiliki keunggulan daging berwarna jingga, rasa manis, aroma harum dan ukuran buah yang relatif besar. Selain itu telah dilaporkan bahwa kultivar MG3 memiliki sifat yang lebih tahan dan lebih stabil karakter fenotipnya terhadap penyakit powdery
3 mildew dibandingkan dengan empat kultivar komersial lain setelah diinokulasi (Roziqin, 2013). Usaha pemuliaan tanaman konvensional yang dipadu dengan penanda molekular yaitu uji polimorfisme antara tanaman melon tahan Begomovirus dengan melon yang rentan telah diupayakan. Teknik yang dapat digunakan adalah Random Amplified Polymorphisme DNA (RAPD) (Julijantono, 2012). Upaya tersebut telah berhasil dilakukan dengan memunculkan perbedaan pola pita DNA pada tetua tanaman melon yang tahan terhadap Begomovirus dengan tetua yang rentan. Primer OPA-4 dapat memunculkan pita polimorfik dari tetua rentan (600 bp, 850 bp, dan 1500 bp) dan tetua tahan (850 bp dan 1500 bp). Aplikasi primer OPA-04 perlu dilakukan pada melon MG3 untuk mengetahui keterpautan dengan gen ketahanan MG3 terhadap Begomovirus. Selain itu diperlukan pengembangan penanda RAPD menjadi penanda Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) dengan memperpanjang primer menjadi 15-30 nukleotida agar pita yang dihasilkan lebih spesifik sehingga proses pemuliaan tanaman melon tahan terhadap Begomovirus menjadi lebih efektif dan akurat. Selain itu, upaya amplifikasi coat protein (CP) Begomovirus telah dilakukan Julijantono (2012) menggunakan sepasang primer CP. Telah dilaporkan bahwa Begomovirus isolat Kediri yang menginfeksi tanaman melon memiliki tingkat similaritas 92% dengan Squash leaf curl Philippines virus. Primer tersebut mampu mengamplifikasi bagian DNA-A Begomovirus isolat Philipina. Oleh karena itu perlu
4 diketahui apakah Begomovirus yang menginfeksi MG3 dapat diamplifikasi dengan primer CPA 5 dan CPA 2. Dalam penelitian ini sepasang primer CPA digunakan sebagai penanda untuk mengkonfirmasi kebenaran gejala Begomovirus yang diamati di lapangan. Pengembangan penanda molekular SCAR dari RAPD sangat diperlukan dalam usaha pemuliaan tanaman melon MG3 tahan terhadap Begomovirus. Konfirmasi kebenaran infeksi Begomovirus pada melon MG3 juga penting dilakukan melalui amplifikasi coat protein menggunakan sepasang primer CP. Penelitian tentang infeksi Begomovirus pada melon masih jarang dilakukan. Oleh karena itu laporan adanya polimorfisme melalui teknik PCR-RAPD yang membedakan antara melon sehat dan terinfeksi perlu ditindaklanjuti dengan pengembangan penanda molekular menjadi penanda SCAR. Penanda SCAR perlu diaplikasikan pada populasi MG3 untuk mengetahui pola pewarisan sifat ketahanan melon terhadap Begomovirus. Menurut Collard et al. (2005) penanda molekular kodominan yang diaplikasikan pada populasi F2 menghasilkan perbandingan 1:2:1. Pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat dideteksi gen ketahanan tanaman melon terhadap Begomovirus dan dilanjutkan dengan pemetaan gen ketahanan tersebut. Informasi dari hasil penelitian diharapkan menjadi acuan dalam pemuliaan tanaman berbasis penanda molekular.
5 B. Permasalahan Berdasarkan latar belakang, rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana pengembangan penanda molekular SCAR dari RAPD sebagai usaha pemuliaan kultivar MG3 unggul tahan Begomovirus? 2. Bagaimana hasil deteksi infeksi Begomovirus pada kultivar MG3? 3. Bagaimana pola pewarisan sifat ketahanan MG3 terhadap Begomovirus? C. Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Mengembangkan penanda molekular SCAR dari RAPD untuk mendeteksi gen ketahanan tanaman melon terhadap Begomovirus. 2. Mendeteksi infeksi Begomovirus pada tanaman melon MG3 3. Mengetahui pola pewarisan sifat ketahanan tanaman melon MG3 terhadap Begomovirus D. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah : 1. Tersedianya informasi pengembangan penanda SCAR dari RAPD sebagai upaya pemuliaan tanaman melalui teknik molekular khususnya penanda molekular. 2. Pemuliaan tanaman melon unggul menjadi lebih efektif dengan seleksi kultivar tahan terhadap Begomovirus melalui metode SCAR. 3. Tersedianya informasi isolat Begomovirus yang menginfeksi kultivar MG3.
6 E. Ruang Lingkup Penelitian Batasan penelitian yang akan dilakukan sebagai berikut : 1. Amplifikasi DNA genom melon MG3 dengan metode PCR RAPD. 2. Purifikasi pita spesifik hasil RAPD yang mampu membedakan MG3 tahan Begomovirus dengan tanaman terinfeksi. 3. Sekuensing DNA hasil elektroforesis dari amplifikasi penanda RAPD. 4. Desain primer untuk penanda SCAR, yaitu pengembangan primer RAPD. 5. Aplikasi penanda SCAR dalam populasi melon MG3. 6. Amplifikasi DNA Begomovirus dengan primer CP gen.