Studi Molekular dan Fisiologi Ketahanan Tanaman Kelapa Sawit terhadap Patogen Ganoderma

Abstract

Ganoderma boninense dan G. sinense merupakan patogen yang paling berbahaya pada tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) karena menyebabkan kematian pada tanaman tersebut. Selain menyerang tanaman kelapa sawit, Ganoderma juga menyerang beberapa tanaman seperti kelapa (Cocos nucifera L.), karet (Hevea brasiliensis) dan lontar (Borassus flabellifer). Patogen ini telah menyebar di perkebunan Sumatra dan Sulawesi, Indonesia. Pengendalian patogen ini telah dilakukan seperti pengamatan langsung di lapangan (metode sensus) pada kebun induk dan kebun pengujian keturunan (progeny trial), seleksi ketahanan di tahapan pembibitan (early screening test) hingga seleksi pada tingkat biokimia dan molekuler. Pengendalian patogen Ganoderma tergolong sulit apabila mengamati gejala visual dilapangan, dan membutuhkan waktu yang cukup lama. Penanaman varietas tahan Ganoderma merupakan salah satu cara yang efektif untuk mengurangi penyerangan patogen Ganoderma. Skrining varietas bahan tanam tahan Ganoderma merupakan solusi yang berkelanjutan. Ketahanan bahan tanam toleran Ganoderma sangat tergantung pada ketersediaan gen resistensi dan informasi struktur genetik dalam populasi kelapa sawit. Tingginya tingkat ketahanan sangat berhubungan dengan keragaman genetik tanaman dan patogen Ganoderma. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui spesies Ganoderma di perkebunan kelapa sawit Sumatera dan Sulawesi, mengetahui diferensiasi struktur genetik dan sekuens tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma, mengetahui ekspresi dan sekuensing gen isoflavone reductase; thaumatin; dan heatshock cognate pada tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma, mengetahui ekspresi gen MADS-BOX hasil tandan buah segar dari tanaman tahan Ganoderma, mengetahui pola rantai C dan tipe polyisoprenoid tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma, serta mengetahui aktivitas enzim kitinase pada tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis klaster hasil sekuensing menggunakan primer SSR, isolat Ganoderma yang berasal dari Provinsi Sulawesi Utara memiliki korelasi genetik yang dekat dengan isolat dari Provinsi Sumatera Utara. Namun, pohon filogenetik secara jelas memisahkan isolat dari G. boninense dan G. sinense. Isolat yang dominan adalah spesies G. sinense, patogen yang diduga berasal dari China. Kemudian, hasil skrining tanaman kelapa sawit tahan Ganoderma menunjukkan keragaman genetik yang tinggi, dengan nilai PIC = 0.70. Analysis of Molecular Varian (AMOVA) menunjukkan perbedaan yang signifikan (5%) antar individu (100%). Analisis UPGMA Euclidean dan Datalog2 (10), menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam kelompok bibit inokulasi dan tanpa inokulasi, dengan tanaman dewasa bergejala dan tidak bergejala dalam populasi. Selain itu, 92 data sekuensing terindetifikasi dari BLASTX dan homologi protein target isoflavon reduktase, polyadenylated, heat shock, dan thaumatin dengan skor total tertinggi 11 diidentifikasi adalah 117, serta kesamaan 100%. Selanjutnya, panjang gen yang berbeda dari ekspresi gen MADS-box dari buah kelapa sawit tahan Ganoderma diidentifikasi pada pola pita tunggal. Berdasarkan metode UVITEC-1D, semua populasi E. guineensis mendeteksi ekspresi pada gen EGGLO dan EGDEF. Populasi buah tanaman tahan bergejala, buah tanaman tahan tidak bergejala, buah tanaman rentan tidak bergejala tidak terekspresikan dalam gen EGSQUA, EGAGL2, dan EGAG. Skrining bahan tanam dilanjutkan dengan pendekatan morfologi dan biokimia. Hasil analisis statistik ANOVA morfologi tanaman rentan dan tahan Ganoderma hanya berpengaruh signifikan pada ketebalan daun tanaman (P<0.001), sedangkan tinggi tanaman dan diameter batang tidak berpengaruh signifikan. Namun, pengujian penanda kemotaksonomi secara biokimia, yaitu polyisoprenoid yang ditemukan di dalam sel jaringan daun dan akar membedakan antara kelapa sawit rentan dan toleran Ganoderma. Hasil analisis 2D-TLC, tipe II dikategorikan dalam jaringan daun toleran, sedangkan pada jaringan daun rentan, akar toleran dan akar rentan, yaitu berada pada tipe II dan III. Panjang rantai C diamati pada jaringan daun kelapa sawit toleran Ganoderma adalah stabil, yaitu polyprenol dan dolichol (C40-C110). Dendogram menggambarkan kelompok yang terpisah dari daun dan akar kelapa sawit rentan dan toleran. Selain penanda kemotaksonomi, dilakukan pendekatan enzim kitinase. Dimana, berdasarkan data statistik, uji ANOVA menunjukkan bahwa aktivitas enzim kitinase tanaman rentan dan toleran berbeda secara signifikan (P<0.001), baik pada jaringan akar maupun daun. Aktivitas tertinggi pada enzim kitinase diperoleh pada tanaman toleran yaitu 140.47 U/mg atau 25,821 U/mL pada jaringan akar; dan 174,873 U/mg atau 32,145 U/mL pada jaringan daun. Sedangkan aktivitas enzim yang rendah terdapat pada tanaman rentan yaitu 78,663 U/mg atau 14,46 U/mL pada jaringan akar, dan 125,218 U/mg atau 23,018 U/mL pada jaringan daun. Berdasarkan analisis dendogram dengan MVSP ver 32, menggambarkan kelompok yang terpisah antara tanaman rentan dan toleran. Seluruh hasil penelitian dapat dimanfaatkan sebagai sumber informasi pengendalian patogen Ganoderma di Sumatera Utara maupun Indonesia. Indentifikasi bahan tanam dapat menghemat waktu dalam menganalisis pengendalian patogen Ganoderma pada perkebunan kelapa sawit. Penelitian ini juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber keragaman genetik dalam menentukan penggunaan gen tahan untuk pengendalian patogen Ganoderma.