Evaluasi Resistensi Eleusine indica Asal Beberapa Perkebunan Kelapa Sawit Jawa Barat terhadap Herbisida Glifosat berdasarkan Kajian Bioassay dan Molekuler

Abstract

Eleusine indica (L.) Gaertn. atau rumput belulang merupakan rumput yang tumbuh luas di seluruh dunia, termasuk di perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Glifosat merupakan salah satu herbisida utama untuk pengendalian E. indica dengan menargetkan enzim EPSPS, sehingga terjadi peningkatan ketergantungan terhadap glifosat dan menimbulkan resistensi. Namun, kasus resistensi E. indica terhadap herbisida glifosat belum banyak dilaporkan di Indonesia. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk (1) mengklasifikasikan tingkat resistensi beberapa ekotipe E. indica terhadap herbisida glifosat asal perkebunan kelapa sawit di Jawa Barat, dan (2) mengidentifikasi variasi basa nukleotida pada gen EiEPSPS dari ekotipe E. indica dengan tingkat resistensi berbeda yang berkontribusi terhadap mekanisme target site resistance (TSR). Penelitian ini terdiri dari dua percobaan yang dilaksanakan pada bulan Mei 2024 sampai dengan Maret 2025 di rumah kaca Cikabayan Bawah, Laboratorium Pascapanen dan Biomassa, dan Laboratorium Plant Molecular Biology 2, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB University. Berdasarkan kajian bioassay, terdapat lima asal E. indica asal perkebunan kelapa sawit di Jawa Barat yang dikategorikan resisten. Ekotipe yang berasal dari Sukabumi-Cicareuh (R/S 2,6) tergolong sensitivitas menurun, sedangkan ekotipe yang berasal dari Bogor-Mekarjaya (R/S 3,6), Sukabumi-Sukasirna (R/S 3,3), Lebak-Prabugantungan (R/S 3,9), dan Lebak-Rangkasbitung Timur (R/S 4,7) tergolong resistensi rendah. Sementara itu, ekotipe E. indica yang berasal dari Bogor-Cigudeg, Sukabumi-Cikidang, dan Lebak-Cikareo tergolong sensitif terhadap herbisida glifosat. Berdasarkan kajian molekuler, variasi basa nukleotida gen EiEPSPS berhasil diidentifikasi pada empat asal E. indica. Empat substitusi nukleotida teridentifikasi pada wilayah non-coding dari empat sekuens E. indica, yaitu pada posisi 1.781, 1.810, 1.843, dan 2.844. Pada wilayah coding, ditemukan dua mutasi non-synonymous yang menghasilkan substitusi asam amino pada posisi ke-1.375 (Pro-106-Ser) dan ke-3.422 (Pro-381-Leu). Penelitian ini menunjukkan bahwa variasi nukleotida yang telah dilaporkan pada situs substitusi masih belum cukup untuk mengonfirmasi resistensi terhadap glifosat karena alel yang identik terdeteksi pada ekotipe resisten maupun sensitif. Temuan ini menunjukkan perlunya strategi pengendalian berupa penggunaan bahan aktif herbisida, rotasi dan kombinasi bahan aktif, serta pengendalian mekanis pada perkebunan kelapa sawit Bogor, Sukabumi, dan Lebak. Selain itu, strategi pencegahan berupa pengawasan dan edukasi untuk tenaga kebun perlu dilakukan untuk mencegah munculnya gulma resisten.

Eleusine indica (L.) Gaertn or goosegrass is a globally distributed weed, including in oil palm plantations in Indonesia. Glyphosate is one of the primary herbicides used to control E. indica by targeting the EPSPS enzyme, leading to increased reliance on glyphosate and the emergence of resistance. However, cases of E. indica resistance to glyphosate herbicide have not been extensively reported in Indonesia. Therefore, this study aims to (1) classify the resistance level of several E. indica ecotypes to glyphosate herbicide collected from oil palm plantations in West Java, and (2) identify nucleotide variations in the EiEPSPS gene from E. indica ecotypes with differing resistance levels that may contribute to the target site resistance (TSR) mechanism. Based on bioassay evaluations, five E. indica ecotypes from oil palm plantations in West Java were categorized as resistant. The ecotype from Sukabumi-Cicareuh (R/S 2.6) exhibited decreased sensitivity, while ecotypes from Bogor-Mekarjaya (R/S 3.6), Sukabumi-Sukasirna (R/S 3.3), Lebak-Prabugantungan (R/S 3.9), and Lebak-East Rangkasbitung (R/S 4.7) were classified as low resistance. In contrast, ecotypes from Bogor-Cigudeg, Sukabumi-Cikidang, and Lebak-Cikareo were classified as sensitive to glyphosate herbicide. Based on molecular analysis, nucleotide base variations in the EiEPSPS gene were successfully identified in four E. indica populations. Four nucleotide substitutions were detected in the non-coding regions of the E. indica sequences at positions 1,781, 1,810, 1,843, and 2,844. In the coding region, two non-synonymous mutations were found, resulting in amino acid substitutions at positions 1,375 (Pro-106-Ser) and 3,422 (Pro-381-Leu). This study indicates that the reported nucleotide variations at substitution sites are not sufficient to confirm glyphosate resistance, as identical alleles were detected in both resistant and sensitive ecotypes. These findings highlight the need for integrated management strategies, including the use of diverse herbicide active ingredients, rotation and combination of active compounds, and mechanical control in oil palm plantations in Bogor, Sukabumi, and Lebak. In addition, preventive measures such as regular monitoring and education for field personnel are essential to prevent the emergence of resistant weeds.