Penelitian yang dilakukan oleh Namiko Mori, Shota Hasegawa, Ryota Takimoto, Ryo Horiuchi, Chiho Watanabe, Daiki Onizaki, Hayato Shiragane, Atsushi J. Nagano, Elly Kesumawati, dan Sota Koeda berfokus pada identifikasi Quantitative Trait Loci (QTL) yang memberikan ketahanan terhadap begomovirus isolate dari PepYLCIV pada Capsicum chinense. Penelitian tersebut bertujuan untuk menemukan marker genetik yang dapat diimplementaikan dalam program pemuliaan untuk mengembangkan varietas C. chinense yang tahan terhadap infeksi begomovirus, yang dikenal sebagai virus yang menyebabkan penyakit kuning dan penggulung daun pada tanaman cabai.

C. chinense atau yang dikenal dengan cabai rawit merupakan salah satu tanaman hortikultura penting dalam famili Solanaceaey yang memiliki nilai ekonomi tinggi berbagai negara termasuk di Indonesia. Namun, produksi cabai mengalami hambatan oleh berbagai serangan patogen di Indonesia, salah satunya disebabkan oleh begomovirus yang menyebabkan penurunan produksi panen secara signifikan. Sehingga menemukan varietas cabai yang memiliki ketahanan alam terhadap patogen tersebut sangat penting untuk keberlanjutan pertanian cabai di Indonesia.

Penelitian tersebut menggunakan populasi segregasi F2 yang berasal dari persilangan antara dua varietas C. chinense yaitu varietas tahan dan varietas rentan terhadap begomovirus isolate PepYLCIV. Setelah dilakukan inokulasi patogen, tanaman diamati dan dievaluasi berdasrkan gejala penyakit yang timbul. Selanjutnya evaluasi tersebut digunakan sebagai data fenotipik untuk analisis QTL. Analisis QTL dilakukan dengan menggunakan pendekatan pemetaan asosiasi untuk mengidentifikasi hubungan antara sifat ketahanan terhadap begomovirus dan marker genetik pada genom tanaman cabai. Pemanfaatan single nucleotide polymorphisms (SNPs) sebagai marker genetik dalam penelitian. SNPs merupakan jenis variabilitas genetik yang paling umum dalam genom dan dapat dideteksi dengan mudah menggunakan teknologi sequensing (Gambar 1).

Gambar 1. Linkage map constructed from restriction site-associated DNA sequencing (RAD-seq)-derived 279 SNPs in 100 F2 individuals

Hasil analisis QTL menunjukkan adanya beberapa lokus pada genom Capsicum chinense yang terkait dengan ketahanan terhadap begomovirus isolate PepYLCIV. Salah satu QTL utama yang diidentifikasi berada pada kromosom 6, yang menunjukkan pengaruh signifikan terhadap ketahanan terhadap virus. Selain itu, beberapa QTL minor juga ditemukan pada kromosom lain, yang bersama-sama memberikan kontribusi terhadap tingkat ketahanan yang diamati pada populasi F2.

Hasil analisis QTL menunjukkan bahwa terdapat beberapa lokus pada genom C. chinense yang tahan terhadap begomovirus isolate PepYLCIV. Salah satu QTL utama yang diidentifikasi berada pada kromosom 6 yang menunjukkan pengaruh signifikan ketahanan terhadap begomovirus. Beberapa QTL minor juga ditemukan pada kromosom lain yang juga memberikan kontribusi terhadap tingkat ketahanan pada populasi F2 C. chinense. Penemuan QTL tersebut didukung oleh data hasil penelitian lainnya menunjukkan bahwa ketahanan C. chinense terhadap begomovirus dikendalikan oleh beberapa gen dengan efek aditif (Gambar 2).

Gambar 2. QTL analysis of PepYLCIV resistance in F2 population

Beberapa gen kandidat yang terletak di dalam atau di dekat QTL pada kromosom 6 berperan penting dalam mekanisem ketahanan cabai terhadap begomovirus. Gen-gen tersebut meliputi gen yang terlibat dalam jalur sinyal pertahanan C. chinense seperti gen yang mengkode protein kinase dan faktor transkripsi yang terlibat dalam respons stres biotik. Identifikasi gen-gen kandidat tersebut memberikan pengetahuan tentang mekanisme molekuler yang mendasari ketahanan C. chinense terhadap begomovirus. Penemuan QTL yang berhubungan dengan ketahanan C. chinense terhadap begomovirus isolate PepYLCIV memiliki implikasi praktis yang signifikan. Marker genetik yang diidentifikasi pada ketahanan C. chinense terhadap begomovirus isolate PepYLCIV dapat digunakan dalam seleksi berbasis marker (marker-assisted selection) untuk mengembangkan varietas C. chinense yang tahan terhadap begomovirus. Melalui marker tersebut, pemulia dapat dengan cepat dan efisien memilih varietas C. chinense yang mebawa gen ketahanan terhadap begomovirus tanpa harus menunggu hingga tanaman C. chinense terinfeksi begomovirus dan menunjukkan gejala penyakitnya.

Penelitian tersebut memberikan pemahaman tentang genetika ketahanan terhadap begomovirus pada C chinense sehingga dapat meningkatkan produktivitas tanaman cabai dan mengurangi kerugian yang disebabkan oleh infeksi begomovirus di masa depan.

DOI: Identification of QTLs conferring resistance to begomovirus isolate of PepYLCIV in Capsicum chinense

Editor:     Rezekinta Syahputra Sembiring