PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : ENKAPSULASI

  ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN Sclerotium rolfsii TESIS Oleh NETTI IRAWATI 117030036/ BIO

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN Sclerotium rolfsii TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Progrm Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Oleh NETTI IRAWATI/BIO 117030036/ BIO PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN

Sclerotium rolfsii

  Nama Mahasiswa : NETTI IRAWATI Nomor Induk Mahasiswa : 117030036 Program Studi : Magister Biologi Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Menyetujui Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. Prof. Dr.Erman Munir, M.Sc. NIP. 1964 0409 199403 1 003 NIP. 1965 1101 199103 1 002 Ketua Program Studi Dekan Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed. Dr. Sutarman, M.Sc. NIP. 1966 0209 199203 1 003 NIP. 1963 1026 199103 1 001

  PERNYATAAN ORISINALITAS ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN Sclerotium rolfsii TESIS

  Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

  Medan, Agustus 2013 NETTI IRAWATI

  117030036

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Netti Irawati NIM : 117030036 Program Studi : Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

  Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive

  Royalty Free Right ) atas tesis saya yang berjudul: ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN Sclerotium rolfsii

  beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas Royalti noneksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

  Medan, 28 Agustus 2013 Netti Irawati

  Telah diuji pada Tanggal : 28 Agustus 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc Anggota : 1. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc

  2. Dr. It Jamilah, M. Sc

  3. Dr. Suci Rahayu, M.Si

RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI

  Nama lengkap berikut gelar : Netti Irawati, S.Si Tempat dan Tanggal lahir : Karang Tengah, 27 Maret 1985 Alamat Rumah : Jalan Raya Menteng Gg. Arhalim Telepon/ Faks/ HP : 08566312504 e-mail : netti_sept@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : IFDS Siti Hajar Alamat Kantor : Jln. Djamin Ginting km 11 Medan Telepon/ Faks/HP : 061-77812577

DATA PENDIDIKAN

  SD : SD 091564 Tanah Jawa Tamat : 1997 SMP : SMP Negeri-2 Tanah Jawa Tamat : 2000 SMA : SMAS RK Budi Mulia Pematang Siantar Tamat : 2003 Strata-1 : Departemen Biologi FMIPA USU Tamat : 2008 Strata-2 : Program Pascasarjana Biologi FMIPA USU Tamat : 2013

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia Nya, serta shalawat beriring salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul ”Enkapsulasi Bakteri Kitinolitik pada Benih Cabai untuk Menghambat Serangan Sclerotium rolfsii”, sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Magister Sains di Program pascasarjana Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

  Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada: Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing 1 dan Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku Dosen Pembimbing 2, Ibu Dr. It Jamilah M.Sc dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku Dosen Penguji yang telah memberikan banyak saran dan arahan dalam penulisan tesis ini. Bapak Ketua Departemen Pascasarjana Biologi, Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed dan seluruh staff pengajar dan pegawai di Pascasarjana Biologi.

  Terima kasih kepada DITLITABMAS DIKTI yang telah mendanai penelitian ini melalui Hibah Unggulan Perguruan Tinggi Universitas Sumatera Utara. Terima kasih kepada Sekretaris Jenderal Pendidikan Tinggi (SEKJEN DIKTI) yang memberikan Beasiswa Unggulan. Terima kasih disampaikan kepada Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Sentral Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam beserta Compost Center Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan fasilitas selama penelitian ini berlangsung.

  Ungkapan terima kasih yang tak ternilai harganya penulis ucapkan kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta Ngadimen dan Katarina Nainggolan yang selalu mendampingi dengan doa, semangat dan kasih sayang yang tak ternilai harganya. Buat kakanda Santi dan adinda Maya Sari, Picky Suharti dan Mirnawati serta abangda Anggia Putra Hutasuhut terima kasih buat doa, semangat dan dukungannya. Terima kasih juga untuk teman-teman seperjuangan angkatan 2011 dan adik-adik asisten Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Sentral atas doa, kerja sama dan dukungannya selama ini. Semoga tesis ini bermanfaat untuk semua pihak dan Allah SWT memberikan balasan yang terbaik. Aamiin Ya Rabb.

  ENKAPSULASI BAKTERI KITINOLITIK PADA BENIH CABAI UNTUK MENGHAMBAT SERANGAN Sclerotium rolfsii ABSTRAK

  Penelitian mengenai enkapsulasi bakteri kitinolitik dengan menggunakan beberapa matriks seperti alginat, tapioka, carboksimetilselulosa dan gum arabik untuk menghambat serangan Sclerotium rolfsii pada benih cabai merah telah dilakukan. Enam isolat bakteri kitinolitik diujikan secara in vitro untuk mengetahui kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan S. rolfsii jamur penyebab rebah kecambah pada cabai merah. Uji viabilitas sel bakteri pada benih yang terlapis dengan enkapsulasi bakteri kitinolitik dilakukan dengan menghitung sel hidup melalui cawan sebar. Uji kemampuan bakteri yang terenkapsulasi dilakukan dengan menanam benih terenkapsulasi pada media tanam yang sudah diinokulasi dengan konidia S. rolfsii. Bacillus sp. BK17 dan Enterobacter sp. PB17 menunjukkan kemampuan yang lebih baik dalam menghambat pertumbuhan S. rolfsii sebesar 11,40 mm dan sebesar 2,18 mm. Tingkat serangan

  S. rofsii pada benih cabai merah mencapai 64,71% dan mengalami penurunan

  sebesar 47,06% - 50% ketika benih direndam terlebih dahulu dalam larutan Enterobacter sp. PB17 dan Bacillus sp. BK17 sebelum melakukan persemaian. Enkapsulasi Bacillus sp. BK17 dengan menggunakan gum arabik menunjukkan viabilitas sel yang lebih baik dibandingkan dengan yang lainnya. Penanaman benih yang sudah dienkapsulasi dengan Bacillus sp. BK17 dan Enterobacter sp. PB17 pada rumah kasa menunjukkan adanya penurunan rebah pada kecambah cabai merah sebesar 100% dan 80%.

  

Kata kunci :Bakteri kitinolitik , cabai merah, enkapsulasi, rebah kecambah,

Sclerotium rolfsii,

  ENCAPSULATION OF CHITINOLYTIC BACTERIA IN CHILLI SEED TO INHIBIT ATTACK OF Sclerotium rolfsii ABSTRACT

  A study of the encapsulation of chitinolytic bacteria in alginate, tapioca, carboxymethylcellulose and gum arabic in coated chilli seeds to inhibit Sclerotium

  rolfsii growth has been done. Six isolates of chitinolytic bacteria were examined

  in vitro to know their ability to inhibit the growth of S. rolfsii, a causal agent of damping-off on red chillies. Examination of bacterial viability on coated seeds was done by using spread plate method. Examination ability of encapsulated bacteria was done by planting the seeds in the growing media inoculated with conidia of S. rolfsii. Bacillus sp. BK17 and Enterobacter PB17 showed the higher inhibition rate to inhibit the growth of S. rolfsii with inhibition zone of 11.40 mm and 2, 18 mm, respectively. Chitinolytic bacteria treatment could reduce damping- off by 47,61-50% compared to that of (+) control which causing damping-off by 63,71%. Encapsulated Bacillus Sp. BK17 with gum arabic showed higher cell viability compared to that of others. Coated seeds with encapsulated Bacillus sp. BK17 and Enterobacter sp. PB17 showed to decrease damping-off in vitro by 100% and 80 %.

  Key words : Chitinolytic bacteria, red chilli, encapsulation, damping off, Sclerotium rolfsii

DAFTAR ISI

  9

  2.5. Karakteristik Tanaman Cabai Penyakit Rebah Kecambah (Damping-off) pada Tanaman Cabai Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Jamur Potensi Bakteri sebagai Agen Biokontrol Enkapsulasi

  a. Alginat

  b. Karboksimetil Selulosa (CMC)

  c. Tapioka

  d. Gum Arabik

  5

  6

  8

  11

  2.3.

  12

  13

  14

  16 BAB 3 BAHAN DAN METODE

  18 3.1.

  3.2. Waktu dan Tempat Alat dan Bahan

  18

  18

  2.4.

  Halaman LEMBAR PENGESAHAN i

  PERNYATAAN ORISINALITAS ii PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS iii RIWAYAT HIDUP v

  1

  KATA PENGANTAR vi

  ABSTRAK viii

  ABSTRACT ix

  DAFTAR ISI x

  DAFTAR TABEL xii

  DAFTAR GAMBAR xiii

  DAFTAR LAMPIRAN xv

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang

  5 2.1.

  1

  1.2. Perumusan Masalah

  3

  1.3. Tujuan Penelitian

  3

  1.4. Hipotesis

  4

  1.5. Manfaat Penelitian

  4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  2.2.

  3.3.

  4.3.

  37 LAMPIRAN

  36 DAFTAR PUSTAKA

  36

  5.2. Kesimpulan Saran

  36 5.1.

  32 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  30

  28

  26

  24

  Patogenitas S. rolfsii pada Benih Cabai Viabilitas Bakteri Kitinolitik dalam Enkapsulasi Patogenitas S. rolfsii terhadap Benih Cabai Terenkapsulasi

  Abnormalitas Hifa Jamur S. rolfsii setelah Uji Antagonis dengan Bakteri Kitinolitik

  4.5. Kemampuan Antagonis Bakteri Kitinolitik secara In Vitro

  4.4.

  4.2.

  3.4.

  19

  3.5.

  3.6.

  3.7.

  3.8.

  3.9.

  3.10. Isolat Uji Antagonis Bakteri Kitinolitik In Vitro Pengamatan Struktur Hifa Jamur Abnormal Asai Patogenitas S. rolfsii terhadap Benih Cabai Preparasi Suspensi Isolat Bakteri Enkapsulasi Benih Cabai Merah Asai Viabilitas Bakteri Kitinolitik dalam Enkapsulasi Asai Patogenitas S. rolfsii terhadap Benih Cabai Terenkapsulasi di Rumah Kasa

  19

  24 4.1.

  19

  20

  20

  21

  22

  23 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

  46

  DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel

  1 Kombinasi perlakuan enkapsulasi benih dengan 4

  22 matriks Pembawa

  2 Penghambatan pertumbuhan jamur S. rolfsii oleh

  24 bakteri kitinolitik

  DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar

  1 Gejala serangan Sclerotium rolfsii adanya miselium

  7 pada batang tua

  2 Struktur natrium alginat

  12

  3 Struktur CMC

  13

  4 Struktur penyusun pati

  15

  5 Struktur penyusun gum arabik

  17

  6 Penghambatan pertumbuhan miselium jamur S. rolfsii

  25 pada media MGMK + yeast

  7 Perubahan morfologi hifa jamur S. rolfsii setelah uji

  27 antagonis dengan bakteri antagonis pada media MGMK yeast (a). hifa normal, (b). hifa menggulung pada bagian ujung hifa, (c). hifa lisis pada bagian dinding hifa, (d).hifa bengkok, (e). isi hifa lisis, (f). hifa putus

  8 Persentase rebah kecambah pada benih cabai (BK17 =

  28 benih cabai + Bacillus sp. BK17, PB17 = Benih cabai

• Enterobacter sp. PB17) 9 Benih cabai yang normal (a) dan yang terserang S.

  30

  rolfsii (b) setelah 30 hari 1. Hifa S. rolfsii pada pangkal

  batang, 2. Batang yang menguning dengan daun yang sudah habis berguguran.

  10 Viabilitas sel bakteri pada benih terenkapsulasi selama

  31 penyimpanan

  11 Persentase benih cabai yang tumbuh dan yang rebah

  33

  12 Jumlah rata-rata daun dan tinggi tanaman setelah 6

  34 minggu