Kembangkan Alat Deteksi Cepat Penyakit Mosaik Tebu Melalui Kloning Molekuler

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi oleh Daqu Agrotechno

Propinsi Jawa Timur dikenal sebagai penghasil gula kristal tebu terbesar di Indonesia dengan kontribusi nasional mencapai 49 persen (Setjen Pertanian, 2017). Budidaya tebu secara luas menghadapi banyak gangguan di lapangan. Di antaranya perubahan iklim, keterbatasan pengairan dan serangan hama penyakit. Salah satu penyakit tebu yang sulit dikendalikan adalah penyakit mosaik yang disebabkan oleh virus mosaik tebu (Sugarcane mosaic Virus = SCMV, genus Potyvirus, familia Potyviridae). Penurunan produksi akibat penyakit mosaik tercatat mencapai  10-32 persen untuk bobot dan hasil gula menurun 6-10 persen.

Data survey yang dilakukan PT Perkebunan Nusantara XI tahun 2014 mengungkapkan bahwa tingkat terjadinya serangan penyakit mosaik tebu mencapai 26-78% di kebun bibit. Oleh karenanya diperlukan metode deteksi cepat untuk identifikasi virus, sebagai bagian dari manajemen pengendalian penyakit. Diagnosis untuk menentukan virus penyebab mosaik tebu seringkali bias apabila hanya didasarkan pada gejala visual yang tampak di daun. Pada umumnya metode deteksi virus penyebab penyakit menggunakan prosedur berbasis serologi atau berbasis asam nukleat (molekuler). Metode serologi banyak digunakan untuk deteksi penyakit tanaman karena preparasi sampel mudah, dapat dikerjakan pada laboratorium sederhana dan tidak memerlukan banyak  tenaga ahli.

Deteksi Serologi Berbasis Antibodi

Metode deteksi berbasis serologi memanfaatkan kemampuan antibodi, yang dibuat pada hewan coba, untuk mengenali protein tertentu dari virus sasaran. Untuk meningkatkan akurasi deteksi berbasis serologi diperlukan antibodi dengan sensitivitas dan spesifitas tinggi yang diperoleh melalui penggunaan antibodi monoklonal dan antibodi spesifik. Namun demikian, isolasi virion murni Potyvirus sebagai antigen untuk menginduksi antibodi, sulit dilakukan karena cenderung membentuk agregat ireversibel dengan sisa material sel tanaman maupun sesama virion sehingga stabilitasnya rendah.

Disamping itu, purifikasi virion dari preparasi yang berbeda menghasilkan kadar dan spesifitas yang berbeda pula. Untuk mengatasi kesulitan ini, teknik molekuler biologi digunakan dengan cara mengkloning dan mengekspresikan gen struktural virus ke bakteri Escherichia coli. Dalam menghasilkan antigen rekombinan yang layak sebagai inducer antibodi, diperlukan teknik purifikasi yang tepat untuk melindungi struktur protein dan epitope antigenik untuk menimbulkan respon imun pada hewan coba.

Produksi Antigen Rekombinan PK-SCMV

Penelitian ini difokuskan pada produksi antigen rekombinan protein kapsid (rPK) Sugarcane Mosaic Virus. PK-SCMV terlibat dalam transmisi penyakit oleh vektor aphids, pergerakan antar sel dan sistemik, enkapsidasi atau penggabungan virion dan pengaturan amplifikasi RNA virus. Sekuen gen penyandi PK-SCMV yang diperoleh dari survey lapang diamplifikasi melalui reaksi RT-PCR (reverse transcriptase PCR) karena SCMV merupakan virus dengan genom RNA. Antigen rPK-SCMV digunakan sebagai inducer antibodi poliklonal yang akan dimanfaatkan sebagai uji deteksi cepat penyakit mosaik tebu yang akurat, spesifik dan dapat dilakukan pada sampel berjumlah besar.

Untuk memperoleh antigen rekombinan yang murni, bebas kontaminan dengan konsentrasi tinggi dilakukan teknik purifikasi ganda yaitu penggabungan kromatografi affinitas dengan teknik elektro elusi dan dilanjutkan dengan teknik pemekatan protein. Kromatografi affinitas mampu memisahkan molekul protein rendah dari sampel sedangkan elektro elusi akan melindungi imunogenisitas protein serta mencegah kontaminan. Penggabungan kedua teknik purifikasi ini dilanjutkan dengan pemekatan protein dengan kolom filter sentrifugal mampu meningkatkan kepekatan protein antigen hingga 80 kali dari sebelumnya (konsentrasi akhir 16.194 mg/mL). Hal ini sangat menguntungkan karena dapat meminimalkan volume antigen saat disuntikkan ke hewan coba untuk memproduksi antibodi poliklonal. Menurut Institutional Animal Care and Use Committee (2016), konsentrasi antigen yang optimal untuk induksi antibodi adalah 50–1000 μg untuk kelinci dan 10–200 μg untuk tikus.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa antigen rekombinan dengan kemurnian tinggi dan konsentrasi tinggi dihasilkan melalui teknik purifikasi ganda yaitu penggabungan antara kromatografi affinitas dan elektro elusi. Sehingga antigen rekombinan PK-SCMV merupakan antigen yang layak untuk menginduksi terbentuknya antibodi poliklonal pada hewan coba.

Penelitian lanjutan yang akan dilakukan adalah produksi antigen poliklonal pada hewan coba menggunakan antigen rPK-SCMV. Antibodi yang diperoleh akan dipergunakan sebagai alat deteksi cepat penyakit mosaik tebu dengan berbagai metode deteksi serologi. Hasil akhir penelitian yang diharapkan yaitu  diperoleh metode deteksi cepat secara serologis yang akurat, spesifik untuk strain Indonesia dan dapat dikerjakan pada sampel berjumlah besar.

Penulis : Nurmalasari Darsono

Informasi detail dari artikel ini dapat dilihat pada artikel kami :

https://jurnal.ugm.ac.id/ijbiotech/article/view/45551/24786

Natalia Tri Astuti, Nurmalasari Darsono, Suvia Widyaningrum, Widhi Dyah Sawitri, Sri Puji Astuti Wahyuningsih dan Win Darmanto. 2019. Expression and purification of recombinant coat protein of sugarcane mosaic virus from Indonesian isolate as an antigen for antibody production. Indonesian Journal of Biotechnology : Volume 24(1), 2019, 57–64

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu