Induksi Mutasi Iradiasi Sinar Gamma Untuk Pengembangan Galur Mutan Cabai Tahan Terhadap Begomovirus

Abstract

Salah satu faktor penghambat rendahnya produktivitas cabai di Indonesia adalah terjadinya penyakit keriting daun kuning cabai akibat infeksi Begomovirus yang dapat menyebabkan kehilangan hasil 20–100%. Perkembangan luas serangan Begomovirus di Indonesia sangat cepat. Penyebaran di lapangan hanya terjadi melalui serangga vektor kutu kebul (Bemisia tabaci Genn). Upaya program pemuliaan tanaman untuk mendapatkan cabai varietas tahan terkendala oleh sulitnya mendapatkan sumber gen ketahanan terhadap Begomovirus. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman genetik adalah induksi mutasi sinar gamma karena memiliki energi yang cukup tinggi, sehingga dapat menimbulkan perubahan pada struktur dan atau komposisi materi genetik. Di Indonesia beberapa usaha perakitan varietas cabai menggunakan iradiasi sinar gamma telah banyak dilakukan, namun bukan ditujukan untuk ketahanan terhadap Begomovirus. Penelitian dilakukan dalam empat kegiatan, yaitu: (1) Evaluasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman cabai M1 asal benih diradiasi sinar gamma, (2) Optimasi perbanyakan vektor Bemisia tabaci dan metode penularan Begomovirus secara massal, (3) Seleksi ketahanan terhadap Begomovirus serta evaluasi keragaman genetik tanaman cabai M2, dan (4) Estimasi keberadaan segregan transgresif pada famili mutan putatif M3 dan seleksi galur cabai mutan putatif M4 tahan Begomovirus. Penelitian dilakukan dari tahun 2012-2014 di beberapa tempat, yaitu: Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi, Pasar Jumat-Jakarta dan Kebun Penelitian Margahayu, Balai Penelitian Tanaman Sayuran - Lembang (± 1200 m di atas permukaan laut). Penelitian menggunakan bahan genetik lima genotipe cabai bersari bebas, yaitu Kencana, Lembang-1, Tanjung 2, SSP, dan Seloka. Iradiasi sinar gamma dilakukan secara akut menggunakan alat iradiator Gamma Chamber 4000A pada dosis 0, 200, 400, 600, 800 Gy. Penapisan ketahanan terhadap Begomovirus dilakukan secara penularan massal menggunakan vektor B. tabaci dalam kondisi viruliferous (masa akuisisi 48 jam) dengan jumlah sekitar 20-30 ekor dalam satu kotak sungkup kain kassa untuk populasi 50 bibit tanaman uji. Sebagai kontrol genotipe tahan adalah IPBC-12 dan sumber inokulum Begomovirus adalah isolat asal Kersana-Brebes. Seleksi secara individu dilakukan pada populasi tanaman M2 secara tidak berulangan. Penanaman barisan famili M3 dilakukan menggunakan Rancangan Augmented yang diulang tiga kali untuk genotipe pengontrol (M0), sedangkan untuk pengujian cabai galur-galur M4 digunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang diulang tiga kali. Iradiasi sinar gamma dapat menyebabkan terjadi perubahan pada pertumbuhan dan perkembangan serta karakter morfo-agronomis tanaman M1 yang bisa mengarah secara positif ataupun negatif tergantung pada dosis iradiasi yang diaplikasikan. Dosis letal 50 (LD50) dari cabai Genotipe Kencana, Lembang-1, SSP, Tanjung-2, Seloka berturut-turut adalah: 538.41 Gy, 448.84 Gy, 614.79 Gy, 422.64 Gy, 629.68 Gy. Hasil seleksi berdasarkan perubahan akibat iradiasi sinar gamma telah mendapatkan 42 tanaman M1 asal lima genotipe cabai pada kisaran dosis iradiasi dosis letal 50 (LD50) untuk digunakan pada program penelitian selanjutnya. Untuk pelaksanaan uji penapisan, tanaman terung ungu (S. melongena) dan kapas (G. hirsutum) sangat cocok dijadikan sebagai tanaman inang dalam usaha perbanyakan serangga vektor B. tabaci. Penggunaan vektor B. tabaci dalam kondisi viruliferous (masa akuisisi 48 jam) dengan jumlah sekitar 20-30 ekor dalam satu kotak sungkup kain kassa dapat digunakan sebagai metode penularan massal untuk populasi 50 bibit tanaman cabai (kondisi 2-4 daun sejati) dengan keefektifan setara dengan metode penularan secara individu. Penggunaan vektor B tabaci dalam kondisi non viruliferous untuk penularan massal disarankan tetap terus dikaji mengingat untuk mendapatkan vektor B. tabaci kondisi viruliferous yang tidak mengalami stress dibutuhkan suatu keterampilan khusus untuk dapat melakukannya Hasil uji penapisan di rumah kassa hingga umur 10 minggu sesudah semai (MSS) menunjukkan bahwa rata-rata Genotipe Kencana M2 dan SSP M2 masuk dalam kategori tahan dan agak tahan terhadap infeksi Begomovirus, sedangkan Genotipe Seloka M2, Lembang-1 M2, dan Tanjung-2 M2 masuk dalam kategori rentan-agak rentan. Pada populasi tanaman M2 terjadi perubahan pada 12 karakter morfologi, yaitu: tipe tumbuh tanaman, warna batang, warna antosianin pada nodus, tipe percabangan, bentuk daun, warna daun, jumlah bunga per aksil, intensitas warna buah sebelum matang, permukaan buah, kemengkilapan permukaan buah, bentuk ujung buah, dan bentuk pangkal buah. Perubahan karakter kuantitatif pada tanaman cabai M2 lebih kecil jika dibandingkan dengan genotipe tetua M0 saat terinfeksi Begomovirus. Iradiasi sinar gamma mampu meningkatkan keragaman genetik dan heritabilitas arti luas (h2bs) untuk masa inkubasi penyakit dan beberapa karakter morfo-agronomi seperti tinggi tanaman, jumlah dan bobot buah pada populasi tanaman M2. Hasil seleksi berhasil mendapatkan 50 nomor individu tanaman M2 yang akan menjadi bahan genetik pada program pemuliaan berikutnya. Hasil evaluasi famili-famili M3 yang diuji menunjukkan tidak terdeteksi adanya segregan transgresif karena semua keragaman di dalam famili M3 masih lebih tinggi daripada keragaman genotipe pengontrol (M0), meskipun pada beberapa peubah terdapat famili M3 yang memiliki keragaan yang lebih tinggi dari genotipe pengontrol. Cabai Galur Kcn 400.23-30-8, SSP 600.18-14-3, dan Slk 600.03-12-20 dapat dijadikan sebagai kandidat cabai galur mutan putatif harapan karena memiliki nilai AUDPC yang tidak berbeda nyata dengan kontrol genotipe tahan IPBC-12 dengan dengan kualitas dan kuantitas hasil yang telah sesuai preferensi konsumen. Disarankan dilakukan analisa marka molekuler terhadap ketiga kandidat calon galur mutan harapan tersebut untuk memastikan kebenaran perbedaan dengan tetua wild type.