Senyawa Metabolit Bakteri Endofit Sebagai Alternatif Pengendalian Efektif Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung

SENYAWA METABOLIT BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI
ALTERNATIF PENGENDALIAN EFEKTIF CENDAWAN
PATOGEN TERBAWA BENIH JAGUNG

ANDINI HANIF

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Senyawa Metabolit
Bakteri Endofit sebagai Alternatif Pengendalian Efektif Cendawan Patogen
Terbawa Benih Jagung adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2015
Andini Hanif
NIM A352130071

RINGKASAN
ANDINI HANIF. Senyawa Metabolit Bakteri Endofit sebagai Alternatif
Pengendalian Efektif Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung. Dibimbing oleh
BONNY POERNOMO WAHYU SOEKARNO dan ABDUL MUNIF.
Salah satu standar kualitas benih adalah kesehatan benih. Keberadaan
patogen pada benih jagung dapat mempengaruhi kualitas benih jagung, dan
berpotensi menyebabkan penyakit pada tanaman jagung. Salah satu patogen
terbawa benih jagung adalah cendawan Fusarium sp. Bakteri endofit dilaporkan
mampu menghasilkan senyawa metabolit yang berpotensi memiliki senyawa
antifungi. Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan bakteri endofit asal
tanaman jagung yang menghasilkan senyawa metabolit untuk mengendalikan
cendawan patogen terbawa benih jagung.
Isolasi bakteri endofit dengan metode sterilisasi permukaan, selanjutnya
dilakukan uji hipersensitif terhadap isolat bakteri untuk menyeleksi bakteri
patogen dan non patogen. Isolasi dan deteksi cendawan patogen terbawa benih

dilakukan dengan metode blotter test. Isolat bakteri endofit diuji kemampuan
antagonisnya terhadap cendawan Fusarium sp. Isolat bakteri dengan daya hambat
tertinggi, selanjutnya diproduksi dan dianalisis senyawa metabolitnya. Senyawa
metabolit yang diperoleh selanjutnya diuji in vitro dan in vivo terhadap cendawan
patogen terbawa benih jagung.
Hasil penelitian menunjukkan tiga bakteri endofit berpotensi menghambat
cendawan Fusarium sp. yaitu isolat EF14III, ER1I, dan ER10I. Berdasarkan
karakterisasi secara morfologi, biokimia, dan fisiologi isolat EF14III diidentifikasi
sebagai Lactobacillus sp., ER1I diidentifikasi sebagai Pseudomonas sp., dan
ER10I diidentifikasi sebagai Aeromonas sp. Senyawa metabolit bakteri
Pseudomonas sp. ER1I terbukti paling efektif dalam menghambat pertumbuhan
Fusarium sp. pada uji in vitro dan pada uji in vivo mampu mengurangi tingkat
infeksi hingga 65.0%. Senyawa metabolit bakteri Pseudomonas sp. ER1I juga
mampu menekan tingkat infeksi patogen terbawa benih hingga 59.5% pada media
WA dan 60.5 % pada tanah steril dengan menggunakan metode growing on test.
Senyawa metabolit bakteri endofit Pseudomonas sp. ER1I mampu
menghambat pertumbuhan cendawan Fusarium sp. dan juga efektif dalam
menekan tingkat infeksi cendawan terbawa benih pada benih dan kecambah
jagung, sehingga senyawa metabolit yang bersifat anti cendawan dapat
dimanfaatkan sebagai bahan aktif biofungisida.

Kata Kunci: Fusarium sp., filtrat metabolit, Pseudomonas sp., penyakit terbawa
benih jagung

SUMMARY
ANDINI HANIF. Metabolite Compound of Endophytic Bacteria as an Alternative
to Control Seed-Borne Pathogen Fungi on Maize Seed. Supervised by BONNY
POERNOMO WAHYU SOEKARNO and ABDUL MUNIF.
One of standard of seed quality is seed healthy. Existence of pathogens in
seed can change quality of seed, and potentially caused plant disease. One of
fungal seed borne pathogen on maize is Fusarium sp. Endophytic bacteria can
produce metabolite as antifungal compound. This study was aimed to obtain
endophytic bacteria which are able to produce metabolite with high ability to
control seed borne pathogen Fusarium sp.
Isolation of endophytic bacteria was done using surface sterilization
method, furthermore hypersensitive reaction test of bacteria was done for
selection pathogenicity of bacteria. Detection and isolation of seed borne fungal
pathogen from maize seed was done using blotter test method. Endophytic
bacteria was tested their antagonism against Fusarium sp. for selection the
potential of endophytic bacteria. Isolate of endophytic bacteria which have highest
growth inhibitor would be extracted and analyzed the metabolite compound.

Metabolite compound was tested toward seed borne pathogen under in vitro and
in vivo condition.
The result showed that three isolate of endophytic bacteria wich one
potentially in inhibiting Fusarium sp., EF14III, ER1I and ER101. Three isolates
of endophytic bacteria were characterized, EF14III identified as Lactobacillus sp.,
ER1I identified as Pseudomonas sp., and ER10I identified as Aeromonas sp..
Metabolites compound of Pseudomonas sp. ER1I was the most effective in
inhibiting the growth of Fusarium sp. and in vivo test result showed that
metabolites compound of Pseudomonas sp. ER1I could decreased the infection
Fusarium sp. until 65.0% with blotter test. Metabolite compound of Pseudomonas
sp. ER1I could decreased the infection of seed borne pathogen until 59.5% with
growing on test in WA and 60.5% using sterile medium soil.
Metabolite compound of Pseudomonas sp. ER1I can inhibiting Fusarium
sp. and effective decreased seed borne pathogen infection of maize on blotter test
and growing on tets, with the result that metabolite compound of Pseudomonas sp.
ER1I can used as biofungcide .
Keywords: Fusarium sp.,metabolite filtrate, Pseudomonas sp., seed borne disease
maize

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

SENYAWA METABOLIT BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI
ALTERNATIF PENGENDALIAN EFEKTIF CENDAWAN
PATOGEN TERBAWA BENIH JAGUNG

ANDINI HANIF

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis:

Dr Ir Titiek Siti Yuliani, SU

Judul Tesis : Senyawa Metabolit Bakteri Endofit Sebagai Alternatif
Pengendalian Efektif Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Nama
: Andini Hanif
NIM
: A352130071

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Bonny PW Soekarno, MS
Ketua

Dr Ir Abdul Munif, MSc Agr
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Fitopatologi

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian:
27 Oktober 2015

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahan
nikmat dan karunia-Nya sehingga tesis dengan judul Senyawa Bakteri Endofit
Sebagai Alternatif Pengendalian Efektif Cendawan Patogen Terbawa Benih
Jagung dapat diselesaikan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Bonny PW Soekarno, MS dan
Dr Ir Abdul Munif, MSc Agr selaku pembimbing yang telah membimbing penulis
hingga penulis dapat menyelesaikan tulisan ini, serta kepada penguji luar komisi
Dr Ir Titiek Siti Yuliani, SU yang telah memberi saran dan kritik dalam perbaikan
penulisan tesis. Ungkapan terima kasih teristimewa juga penulis sampaikan
kepada ibunda Zamriyetti dan ayahanda Zulhanif, untuk segala doa, dukungan,
dan kasih sayang yang tiada henti kepada penulis. Tulisan ini juga sebagai tanda
bakti dan tanda cinta penulis. Terima kasih kepada saudara saudari penulis
Larantika Hanif, Iqbal Alfarisi Hanif, dan Dhian Hanif, dan kepada seluruh
keluarga besar atas segala doa, semangat, dan kasih sayangnya yang tiada henti
kepada penulis. Teman-teman Fitopatologi SPs IPB angkatan 2013 Juwi, kak
Novi, kak Jabal, mbak Putze, Mbak Mei, Nisa, Irwanto, Wafa, Ipul, Diana, Pandu,
Kak Tika, Kak Cica, Kak Ria, Bulan, Hamda, Mbak Santi, dan Maman atas

kebersamaannya. Terima kasih kepada teman-teman Lab Mikologi dan sahabatsahabat kos bu Roma tersayang atas kebersamaan dan kerjasamanya selama ini.
Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan khusus kepada sahabat terkasih
seperjuangan dalam meraih cita-cita Arifda Ayu, Dewi Novina, dan Novi
Malinda, semoga persahabatan ini menjadi cerita indah dimasa tua. Terima kasih
kepada staf Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura Sumatera Utara atas
bantuan dan dukungannya. Serta kepada Dirjen Dikti atas dana beasiswa
pendidikan selama menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2015
Andini Hanif

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
2
2
2

2 TINJAUAN PUSTAKA

Morfologi dan Manfaat Jagung
Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Bakteri Endofit Asal Tanaman Jagung
Senyawa Metabolit Bakteri Endofit

4
4
4
7
7

3 METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Bahan dan Alat
Isolasi Bakteri Endofit dari Jagung dan Uji Hipersensitif
Deteksi dan Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Uji Antagonis Bakteri Endofit terhadap Cendawan Patogen
Terbawa Benih secara In vitro
Pengukuran Kurva Pertumbuhan Bakteri Endofit
Ekstraksi dan Analisis Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Uji Daya Hambat Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap
Cendawan Patogen Terbawa Benih secara In vitro
Uji Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap Cendawan Patogen
Terbawa Benih secara In vivo
Analisis Data
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri Endofit dari Tanaman Jagung dan Uji Hipersensitif
Deteksi dan Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Uji Antagonis Bakteri Endofit terhadap Fusarium sp. secara In vitro
Kurva Pertumbuhan Bakteri
Uji Daya Hambat Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
terhadap Pertumbuhan Fusarium sp. secara In vitro
Analisis Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Uji Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap Tingkat Infeksi
Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung secara In vivo
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

9
9
9
9
10
10
11
11
12
12
13
14
14
15
16
17
18
20
21
25
25
25

DAFTAR PUSTAKA

26

LAMPIRAN

31

RIWAYAT HIDUP

36

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5

Jumlah isolat bakteri asal tanaman jagung dan uji hipersensitif
Jumlah isolat cendawan patogen terbawa benih jagung varietas New
honey dan varietas DK771
Daya hambat bakteri endofit terhadap Fusarium sp. pada media PDA
Diameter Fusarium sp. pada media PDA dengan berbagai perlakuan
Hasil analisis senyawa metabolit Pseudomonas sp. ER1I

14
15
16
19
21

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Bagan alir ruang lingkup penelitian
Metode pengukuran uji antagonis bakteri terhadap cendawan patogen
secara in vitro
Deteksi dan isolasi cendawan patogen terbawa benih jagung
Daya hambat bakteri endofit terhadap Fusarium sp. pada media PDA
Pertumbuhan bakteri endofit pada media LB
Pengaruh senyawa metabolit bakteri endofit pada beberapa konsentrasi
terhadap pertumbuhan koloni Fusarium sp.
Pengaruh senyawa metabolit bakteri Pseudomonas sp. ER1I terhadap
tingkat infeksi cendawan patogen terbawa benih jagung
Pengaruh senyawa metabolit bakteri Pseudomonas sp. ER1I terhadap
penekanan tingkat infeksi cendawan patogen terbawa benih jagung
Isolasi nekrotik pada kecambah jagung
Pengaruh perendaman benih jagung pada senyawa metabolit
Pseudomonas sp. ER1I terhadap persentase daya berkecambah jagung

3
11
15
17
18
19
22
22
23
24

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4

Respons hipersensitif bakteri endofit pada tembakau
Karakterisasi morfologi, fisologis dan biokimia bakteri endofit
Analisis filtrat metabolit bakteri endofit Pseudomonas sp. ER1I
Pengaruh metabolit Pseudomonas sp. ER1I terhadap tingkat infeksi dan
penekanan infeksi cendawan patogen terbawa benih jagung

31
33
34
35

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung (Zea mays L.) merupakan salah satu tanaman pangan penting di
dunia, setelah gandum dan padi. Jagung merupakan sumber karbohidrat utama di
beberapa negara. Manfaat lain jagung selain sebagai sumber karbohidrat, biji dan
tongkol jagung dimanfaatkan sebagai pakan ternak, bulir jagung diambil
minyaknya dan dapat dibuat tepung (tepung jagung atau maizena), dan tepung
jagung tersebut dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pangan lainnya.
Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS 2013), produksi jagung pada tahun 2012
sebesar 19.39 juta ton pipilan kering atau mengalami peningkatan sebesar 1.74
juta ton (9.9%) dibandingkan tahun 2011, dan produksi jagung pada tahun 2013
sebesar 18.84 juta ton pipilan kering atau mengalami penurunan sebesar 0.55 juta
ton (2.8%) dibandingkan tahun 2012. Penurunan produksi ini diperkirakan terjadi
karena penurunan luas panen seluas 66.62 ribu hektar (1.7%) dan penurunan
produktivitas sebesar 0.57 kuintal/hektar (1.2%). Salah satu faktor utama
penyebab penurunan produksi jagung adanya organisme pengganggu tanaman
(OPT) yang menginfeksi tanaman maupun terbawa benih jagung.
Mutu benih mencakup mutu genetik, mutu fisiologis, mutu fisik dan
kesehatan benih. Benih tanaman dapat menjadi sasaran patogen penyebab
penyakit. Benih merupakan bagian tanaman yang memiliki sumber nutrisi yang
kaya seperti karbohidrat, protein, dan lemak yang merupakan sumber makanan
bagi sejumlah organisme. Oleh karena itu, patogen dapat memanfaatkan benih
sebagai sumber nutrisi dengan cara menginfeksi benih. Serangan patogen terbawa
benih dimulai dari proses pembungaan hingga pembuahan, atau pada saat
penyimpanan benih (Yuniarti et al. 2013). Keberadaan patogen pada benih sangat
mempengaruhi kualitas dan mutu benih jagung. Faktor eksternal seperti hama
maupun patogen tular benih merupakan salah satu faktor yang mengakibatkan
penurunan kualitas dan kuantitas benih jagung. Menurut Adjei (2011), ada 112
penyakit pada tanaman jagung dan 62% atau sekitar 70 diantaranya merupakan
penyakit tanaman yang disebabkan oleh patogen terbawa benih jagung. Penyakit
terbawa benih jagung dapat menyebabkan penurunan produksi jagung. Patogen
terbawa benih penting pada tanaman jagung diantara adalah patogen penyebab
penyakit bercak daun, hawar daun, busuk batang, busuk biji, hawar kecambah,
antranoksa, dan busuk tongkol jagung (Richardson 1996).
Pengendalian terhadap cendawan patogen terbawa benih telah banyak
dilakukan, baik perlakuan benih secara fisik seperti pemanasan, perlakuan
mekanis, maupun perlakuan kimia dengan perendaman pada fungisida.
Pengendalian penyakit dengan aplikasi bahan kimia, paling banyak digunakan
karena paling efektif dan efesien dalam menekan penyakit, tetapi pengendalian
tersebut berdampak negatif bagi lingkungan karena meninggalkan residu bahan
kimia pada lingkungan dan organisme lain. Salah satu pengendalian penyakit
tanaman adalah pemanfaatan menggunakan mikroba endofit yang berasal dari
jaringan tanaman baik pada daun, akar, buah, batang, dan juga benih. Mikroba
endofit hidup bersimbiosis saling menguntungkan dengan tanaman inang, dalam
hal ini mikroba endofit mendapatkan nutrisi dari hasil metabolisme tanaman dan

2
memproteksi tanaman dari serangan mikroorganisme patogen, herbivora, serangga,
sedangkan tanaman mendapatkan nutrisi dan senyawa aktif yang diperlukan
selama hidupnya (Tanaka et al. 1999). Disamping itu, mikroba endofit memiliki
banyak peran bagi tanaman, misalnya sebagai perangsang pertumbuhan tanaman,
pemicu inang untuk memproduksi fitoaleksin, bertahan dalam kondisi stres,
sekaligus sebagai agens pengendalian hayati. Mikroba endofit memiliki kelebihan
sebagai agens hayati, yaitu mudah dibiakkan secara in vitro, mudah diaplikasikan,
misalnya melalui perlakuan biji, terhindar dari kompetisi dengan mikroba lain
khususnya bakteri rhizosfer, dan memiliki kemampuan dalam mempengaruhi
tanaman merespons serangan parasit, tidak menghasilkan racun terhadap tanaman,
bahkan menghasilkan hormon perangsang tumbuh (Siddiqui dan Shaukat, 2003).

Perumusan Masalah
Mutu dan kualitas benih masih menjadi masalah utama dalam pertanian di
Indonesia, terutama mutu kesehatan benih. Patogen terbawa benih jagung dapat
mengurangi mutu kesehatan benih yang selanjutnya dapat menyebabkan penyakit
pada tanaman jagung, sehingga mengurangi hasil produksi tanaman jagung.
Upaya perlindungan terhadap benih perlu dilakukan dengan memanfaatkan
potensi agens hayati yang tidak berdampak negatif terhadap lingkungan, salah
satunya dengan menggunakan bakteri endofit asal tanaman jagung. Senyawa
metabolit yang dihasilkan oleh bakteri endofit diketahui memiliki potensi sebagai
senyawa anti cendawan. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk
mengetahui pengaruh senyawa metabolit yang dihasilkan oleh mikroba endofit
asal tanaman jagung dalam menghambat dan melindungi benih dari cendawan
patogen terbawa benih jagung.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan isolat bakteri endofit yang
menghasilkan senyawa metabolit bersifat anti cendawan untuk mengendalikan
cendawan patogen terbawa benih jagung.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi kepada masyarakat
tentang alternatif pengendalian efektif terhadap cendawan patogen terbawa benih
jagung dengan memanfaatkan senyawa metabolit bakteri endofit.

Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah isolasi bakteri endofit dari tanaman
jagung dan seleksi bakteri endofit dengan uji hipersensitif, deteksi dan isolasi
cendawan patogen terbawa benih jagung, uji antagonis bakteri endofit terhadap
cendawan patogen terbawa benih jagung secara in vitro, pengukuran kurva

3
pertumbuhan bakteri, produksi dan analisis senyawa metabolit bakteri endofit, uji
daya hambat senyawa metabolit bakteri endofit terhadap cendawan patogen
terbawa benih secara in vitro, dan uji senyawa metabolit bakteri endofit terhadap
infeksi cendawan patogen terbawa benih jagung secara in vivo (Gambar 1)

Isolasi bakteri endofit asal tanaman
jagung dan uji hipersensitif

Deteksi dan isolasi cendawan
patogen terbawa benih jagung

Uji antagonis bakteri endofit terhadap cendawan patogen terbawa
benih jagung secara in vitro

Pengukuran kurva pertumbuhan bakteri

Produksi dan analisis senyawa metabolit bakteri endofit

Uji daya hambat metabolit bakteri
endofit terhadap pertumbuhan
Fusarium sp. secara in vitro

Uji metabolit bakteri endofit terhadap
infeksi cendawan patogen terbawa
benih jagumg secara in vivo

Blotter test

Growing on test

Media WA

Media tanah
steril

Gambar 1 Bagan alir senyawa metabolit bakteri endofit sebagai alternatif
pengendalian efektif cendawan patogen terbawa benih jagung

4

TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi dan Manfaat Tanaman Jagung
Jagung (Zea mays L.) merupakan tanaman herba dari kelompok monokotil
dan merupakan tanaman semusim, termasuk famili Poaceae, genus Zea, dan
spesies Zea mays L. Jagung memiliki bunga jantan yang tumbuh sebagai
perbungaan ujung (tassel) pada batang utama (poros atau tangkai) dan bunga
betina yang tumbuh terpisah sebagai perbungaan samping (tongkol) yang
berkembang di ketiak daun. Batang tanaman jagung memiliki jumlah ruas yang
bervariasi mulai dari 10 hingga 40 ruas. Batang jagung umumnya tidak bercabang.
Panjang batang tanaman jagung antara 60 cm hingga 300 cm bahkan lebih
tergantung jenis dan tipe jagung dan terbungkus oleh pelepah daun yang berselang
seling. Tunas dari batang jagung yang sudah berkembang menghasilkan tajuk
bunga betina (Rubatzky et al. 1998). Menurut Singh (1987), jumlah buku pada
batang jagung tanaman jagung antara 10-20 buku per tanaman, dimana pada buku
ke-6 atau ke-7 terdapat tongkol jagung. Daun tanaman jagung disebut lidah daun
atau ligula yang terletak melingkupi batang pada ujung pelepah dengan lembar
daun berselang-seling. Daun jagung memiliki lebar seragam dan tulang daun yang
terlihat jelas, dengan banyak tulang daun kecil sejajar dengan panjang daun. Biji
jagung berkeping tunggal, berderet rapi pada tongkolnya antar 10 hingga 14 deret
biji jagung dan terdiri dari 200 hingga 400 butir biji jagung setiap tongkolnya
(Suprapto dan Marzuki 2005). Biji jagung terdiri atas tiga bagian utama yaitu kulit
biji (seed coat), endosperm, dan embrio.
Tanaman jagung merupakan salah satu jenis tanaman pangan yang
memiliki nilai ekonomi tinggi dan menjadi tanaman pangan nomor tiga terpenting
di dunia setelah gandum dan padi. Menurut Krisnamurthi (2010), jagung
merupakan tanaman pangan penting dikarenakan jagung mengandung banyak
sumber mineral yang diperlukan oleh tubuh antara lain fosfor, magnesium,
mangan, seng, besi dan tembaga, serta mengandung mineral seperti selenium.
Jagung dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat utama, dan sumber pangan
alternatif. Jagung juga dimanfaatkan sebagai pakan ternak (biji maupun
tongkolnya), minyak jagung, dibuat menjadi olahan tepung, dan sebagai bahan
baku industri (Santosa et al. 2011). Manfaat lain dari jagung selain untuk pangan
dan pakan ternak adalah biji jagung dapat diekstrak sebagai minyak dan dibuat
tepung (maizena), serta serta bahan baku industri (tepung biji ataupun tepung
tongkol). Senyawa pentosa yang terkandung pada tongkol jagung juga dapat
dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan furfural, dan di negara maju seperti
Amerika Serikat jagung sudah mulai dimanfaatkan sebagai bahan baku produksi
bioetanol (Krisnamurthi 2010).

Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Benih merupakan struktur reproduksi atau bahan perbanyakan tanaman
yang dihasilkan secara klonal dan vegetatif. Menurut Agarwal dan Sinclair (1996),
benih merupakan miniatur ekosistem dari tanaman. Penyakit benih merupakan
interaksi antara inang yang rentan, patogen virulen, lingkungan yang mendukung,

5
dan agens penyebar, yang menghasilkan tanda penyakit dan gejala penyakit
tanaman inang. Infeksi patogen pada benih berpotensi menyebabkan penyakit
pada saat perkecambahan atau tanaman dewasa, sehingga tanaman sakit kembali
menghasilkan benih yang terinfeksi patogen atau disebut patogen tular benih atau
seed transmited. Patogen terbawa benih antara lain bakteri, cendawan, virus,
nematoda, atau mikroorganisme lainnya yang dapat masuk atau terbawa pada
benih.
Patogen terbawa benih mempunyai arti penting dari budidaya tanaman
karena dapat mengurangi hasil produksi tanaman, menurunkan daya kecambah
dan vigor benih, menyebabkan penyakit tanaman di lapang, perubahan bentuk dan
warna benih, perubahan biokimia benih, dan perubahan sifat fisik benih. Penyakit
terbawa benih dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produktivitas tanaman.
Patogen terbawa benih dapat menyebabkan benih busuk, nekrosis pada benih,
penurunan daya perkecambahan, serta kerusakan bibit yang mengakibatkan
pengembangan penyakit pada tahap akhir dari pertumbuhan tanaman oleh infeksi
sistemik atau lokal. Benih merupakan wahana yang sangat efektif untuk
membawa dan menyebabkan patogen penyakit tanaman. Selain itu, cendawan
yang tumbuh di substrat benih menghasilkan mikotoksin yang berbahaya bagi
manusia dan hewan (Naqvi et al. 2013).
Berdasarkan penelitian Niaz dan Dawar (2009), dapat diidentifikasi dan
diisolasi 23 genus dan 56 spesies cendawan yang diisolasi dari benih jagung
antara lain; Drechslera spp., Fusarium spp., Penicillium spp., Aspergillus spp.,
Cladosporium spp., Curvularia spp., Rhizopus spp., Arthrinium sp., Aspergillus.
tubingensis Mosseray, A. foetidus, Curvularia clavata B.L. Jain, C. intermedia
Boedijn, C. pallescens Boedijn, Helminthosporium maydis Y. Nisik dan C.
Miyake, Drechslera carbonum Sivan., Diplodia zeae Mekht, Fusarium
croockwellense L.W. Burgess, P.E. Nelson & Toussoun, F. culmorum (W.G. Sm.)
Sacc., F. graminearum Schwabe, F. proliferatum (Matsush.) Nirenberg,
Penicillium citrinum Thom, P. funiculosum Thom, Phoma herbarum Westend,
Rhizopus oligosporum, Rhizoctonia solani J.G. Kühn, Syncephalastrum
racemosum dan Trichoderma harzianum. Berdasarkan data Badan Pemeriksaan
dan Sertifikasi Benih Sumatera Utara (BPSB 2013), cendawan patogen terbawa
benih yang menginfeksi benih jagung di daerah Sumatera Utara adalah Fusarium
moniliforme J. Sheld, Cercospora acremonium, Bipolaris maydis Y. Nisik dan C.
Miyake, dan Phoma sp. Penyakit tanaman jagung yang disebabkan oleh cendawan
terbawa benih jagung diantaranya Fusarium sp. penyebab busuk batang, penyakit
gosong, bercak daun, hawar daun, dan juga layu. Selain itu juga dilaporkan
cendawan patogen penyebab penyakit antraknosa, Penicillium sp., Aspergillus sp.,
Nigrospora sp., Botryodiplodia sp., cendawan penyebab penyakit embun tepung,
Acremonium sp., dan Alternaria sp. (Adjei 2011).
Fusarium sp. dan Aspergillus sp. merupakan patogen tular benih yang
banyak menginfeksi benih jagung. Cendawan Fusarium sp. dan Aspergillus sp.
dapat berkembang baik dalam suhu dan kelembaban yang ideal pada tempat
penyimpanan benih jagung. Infeksi sistemik Fusarium sp. pada tanaman jagung
dimulai dari konidia atau miselia yang berasal dari dalam ataupun bagian
permukaan biji kemudian berkembang pada tanaman muda dari akar ke batang
dan terakhir menginfeksi pada bagian tongkol dan biji (Oren et al. 2003).

6
Dilaporkan Pakki (2005), benih jagung di Sumatera Barat telah terinfeksi F.
moniliforme J. Sheld sebesar 20.4%.
Fusarium sp. merupakan salah satu organisme pengganggu tanaman
(OPT) penting pada tanaman jagung penyebab penyakit busuk batang dengan
tingkat serangan dapat mencapai 87% (Pakki 2005). Said et al. (2008),
menambahkan penyakit busuk batang pada varietas jagung rentan dapat
menurunkan produksi jagung sampai 65%. Menurut Popovsky dan Celar (2012),
beberapa spesies Fusarium sp. patogen menginfeksi hampir seluruh pertanaman
sereal di seluruh dunia, penyebab penyakit kanker (scab), gandum kecil, dan
busuk tongkol pada jagung. Fusarium sp. umumnya dianggap sebagai cendawan
lapang yang menyerang lebih dari 50% dari biji-bijian jagung sebelum panen.
Beberapa spesies Fusarium yang ditemukan pada tanaman jagung F.
verticillioides (Sacc.) Nirenberg, F. proliferatum (Matsush.) Nirenberg, F.
graminearum Schwabe, dan F. anthophilum (A. Braun) Wollenw. Fusarium sp.
menginfeksi tanpa gejala pada seluruh tanaman seperti daun, batang, akar, dan
biji-bijian. Banyak kasus infeksi Fusarium sp. diabaikan karena tidak
menyebabkan kerusakan berarti pada tanaman. F. verticillioides (Sacc.) Nirenberg
menginfeksi jagung pada semua tahap pertumbuhan tanaman, baik melalui biji
yang terinfeksi, lubang alami atau luka, menyebabkan busuk pada biji-bijian
selama kedua periode pra dan pascapanen (Fandohan et al. 2003). Gejala yang
ditimbulkan akibat infeksi Fusarium sp. penyebab penyakit busuk batang pada
tanaman jagung adalah pada bagian bawah batang jagung berwarna hijau
kekuningan, kemudian berubah warna menjadi coklat kekuningan. Ruas paling
bawah empelurnya membusuk dan terlepas dari kulit luar batang sehingga batang
menjadi lunak. Struktur batang berubah silinder rapat menjadi tabung yang
selanjutnya menyebabkan kelayuan dikarenakan penghentian semua transportasi
hara ke biji, sehingga mempengaruhi berat biji, serta akar akan menjadi busuk,
mudah dicabut, dan mudah rebah.
Selain penyakit busuk batang, penyakit penting pada jagung lainya adalah
penyakit hawar daun jagung yang disebabkan oleh cendawan Helminthosporium
Maydis Y. Nisik dan C. Miyake. Menurut Said et al. (2008), kehilangan hasil
akibat penyakit hawar daun jagung dapat mencapai 70%. Penyebaran cendawan H.
maydis Y. Nisik dan C. Miyake penyebab penyakit hawar daun jagung salah
satunya melalui benih jagung. Gejala hawar daun jagung yang disebabkan oleh H.
maydis Y. Nisik dan C. Miyake daun berubah warna menjadi keabu-abuan hingga
cokelat, gejala hawar paralel pada tepi daun, berbentuk seperti diamond dengan
panjang 1-4 cm, luka berwarna kekuningan dengan batas cokelat dengan zona
yang tidak teratur. Selain pada daun patogen penyebab hawar juga menginfeksi
bagian tanaman jagung lainnya seperti pelepah, batang, kulit jagung, dan tongkol
jagung. Luka hawar memanjang dengan batas di dalam bagian vascular, dan luka
atau hawar meluas dan menyebabkan kematian jaringan daun (Naz et al. 2002). H.
maydis Y. Nisik dan C. Miyake selain menginfeksi tanaman secara langsung, juga
merupakan salah satu cendawan patogen terbawa benih jagung.

7
Bakteri Endofit Asal Tanaman Jagung
Bakteri endofit adalah bakteri yang terdapat dalam jaringan tanaman sehat
yang tidak menimbulkan gejala penyakit dan tidak merugikan tanaman inang.
Bakteri endofit dapat diisolasi dan diekstraksi pada media tumbuh bakteri dengan
teknik sterilisasi permukaan. Bakteri endofit dapat hidup pada akar, batang, daun,
dan buah tanaman, dan umumnya mengkolonisasi bagian interselluler dari
jaringan tanaman inang sistem pembuluh serta dapat ditranslokasikan secara
sistemik ke seluruh bagian tanaman. Pada saat ini, mikroba endofit banyak diteliti
karena memiliki manfaat dan efek positif pada tanaman inang seperti antimikroba,
hormon pertumbuhan, fiksasi nitrogen, mobilitas fosfat, produksi siderofor,
induksi SAR dan ISR, serta meningkatkan ketahanan terhadap stres lingkungan
(Hallmann et al. 1997).
Menurut Yulianti (2013), pengendalian hayati terhadap hama dan penyakit
tanaman dengan menggunakan musuh alami seperti predator, parasitoid, patogen,
maupun antagonis telah lama digunakan sebagai salah satu komponen
pengendalian hama dan penyakit terpadu. Namun, agens hayati tersebut seringkali
kurang mampu diaplikasikan dalam skala komersial dikarenakan agens
pengendali hayati tersebut tidak mampu beradaptasi di lingkungan yang baru atau
kurang mampu bersaing dengan mikroorganisme yang telah lama menghuni
lingkungan tersebut. Selain itu, pemeliharaan penyimpanan dalam waktu yang
lama cenderung membuat agens hayati tersebut tidak stabil.
Penelitian untuk memperoleh bakteri endofit dari tanaman jagung telah
banyak dilakukan, mengingat manfaat endofit yang sangat banyak. Bakteri endofit
yang diisolasi dari akar tanaman jagung, yaitu bakteri dari genus Bacillus sp.,
Burkholderia sp., Klebsiella sp., Pantoea sp. (Ikeda et al. 2013). Menurut Fisher
et al. (1992), bakteri endofit dari hasil isolasi bagian batang tanaman jagung
diperoleh beberapa bakteri endofit yaitu Pseudomonas flourescen, Enterobacter
agglomerans, Klebsiella terrigena, P. corrugata, P. marginalis, dan Vibrio sp.
Berdasarkan penelitian Orole dan Adejumo (2011), bakteri endofit yang diperoleh
dari hasil isolasi akar dan biji jagung yaitu Cellulomonas sp., Bacillus sp.,
Pseudomonas sp., Staphylococcus sp., Micrococcus sp., Pediococcus sp.,
Microbacterium sp., Azospirillum sp., Kurtia sp., dan Enterobacter sp. Bakteri
endofit yang diperoleh dari benih jagung adalah Undibacterium sp., Burkholderia
sp., Limnobacter sp., Pantoea sp. (Liu et al. 2012).

Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Senyawa metabolit sekunder merupakan senyawa-senyawa hasil
metabolisme biosintetik turunan dari metabolit primer yang umumnya diproduksi
oleh organisme yang bermanfaat sebagai pertahanan diri dari lingkungan maupun
dari serangan organisme lain. Sementara senyawa yang dihasilkan oleh organisme
melalui metabolisme dasar yang digunakan untuk pertumbuhan dan
perkembangan organisme tersebut disebut dengan metabolit primer (Murniasih
2003).
Mikroba endofit diketahui menghasilkan senyawa aktif yang berpotensi
sebagai senyawa antimikroba (Ezra et al. 2004). Penggunaan bakteri endofit sebagai

8
agens hayati memiliki keuntungan dibandingkan mikroba antagonis lainnya
dikarenakan mikroba endofit sudah terbentuk, hidup, dan bertahan di dalam
jaringan selama perkembangan tanaman dan memberi perlindungan bagi tanaman.
Kelebihan bakteri endofit sebagai agens hayati dibandingkan dengan bakteri
rizosfer selain karena keberadaannya lebih terlindungi dan kemampuannya dalam
kolonisasi di dalam jaringan tananam, kelebihan lainnya adalah proses translokasi
senyawa metabolit yang dihasilkan ke dalam jaringan tanaman lebih baik
(Hallmann et al. 1997).
Banyak penelitian yang menghasilkan produk alami antimikroba yang
diisolasi dari bakteri endofit. Skrining senyawa antimikroba dari bakteri endofit
adalah cara yang efektif untuk mengatasi masalah strain patogen yang resisten.
Senyawa metabolit yang memiliki aktivitas antimikroba yang diisolasi dari
endofit terdiri dari beragam struktur termasuk alkaloid, peptida, steroid, terpenoid,
fenol, kuinon, dan flavonoid. Senyawa yang diisolasi dari ekstrak bakteri endofit
dengan aktivitas antimikroba memberikan peluang untuk memanfaatkan bakteri
endofit sebagai sumber baru untuk produksi antibiotik dan biofungisida (Yu et al.
2010).
Senyawa antibiotik polipeptida basitrasin dilaporkan dihasilkan oleh
bakteri Bacillus licheniformis dan B. subtilis dan senyawa basitrasin tersebut telah
diproduksi dalam skala industri. Galur lokal baru Bacillus sp. BAC4 diketahui
memproduksi enzim penisilin G asilase (PGA) ekstrasel (Moeis et al. 2000).
Berdasarkan penelitian Chen et al. (2009), senyawa metabolit sekunder yang
dihasilkan oleh Bacillus amyloliquefaciens FZB42 yaitu surfactin, bacillomycin,
fengycin, peptida, dan iron siderophore bacilibactin, yang mempunyai aktivitas
anti cendawan. Mondol et al. (2013), menyebutkan bahwa Bacillus memproduksi
senyawa metabolit sekunder berupa lipopeptida, polypeptida, macrolactones,
asam lemak, polyketides, dan isocoumarins. Senyawa phenazine sebagai senyawa
metabolit sekunder oleh bakteri Pseudomonas chlororaphis berperan sebagai
antagonis dan aktivitas anti cendawan terhadap cendawan patogen Sclerotium sp.
(Poritsanos 2005). Berdasarkan penelitian Elshafie et al. (2013), senyawa
metabolit sekunder yang dihasilkan oleh bakteri Bulkhoderia sp. adalah liquid
hydrocarbon cyclic terpene dan diidentifikasi sebagai senyawa cyclohexene 1methyl-4-(1-methylethenyl) dan juga senyawa 4-flavanone (4H-1-Benzopyran-4one, 2, 3-dihydro-2-phenyl) kedua senyawa volatil tersebut dilaporkan memiliki
aktivitas anti cendawan. Bakteri endofit Streptomyces aureofaciens diisolasi
diisolasi dari jaringan akar Zingiber officinale Rosc. Uji antagonis S. aurefacien
terhadap cendawan patogen Colletotrichum musae dan Fusarium oxysporum
terdapat zona hambat pada masing-masing pertumbuhan cendawan patogen.
Bahan aktif utama dari filtrat S. aureofaciens diidentifikasi sebagai 5,7-dimetoksi4-p-methoxylphenylcoumarin dan 5,7 dimetoksi-4–phenylcoumarin, senyawa
tersebut memiliki aktivitas anti cendawan cendawan C. musae dan F. oxysporum
(Taechowisan et al. 2005).

9

METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus 2014 sampai dengan Agustus
2015 di Laboratorium Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura Medan
Sumatera Utara dan Laboratorium Mikologi Tumbuhan Departemen Proteksi
Tanaman Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah kertas cakram ukuran 0,6 cm (Oxoid), syringe
milipore filter 0,22 µm, media Potato Dextrose Agar (PDA), media Tripton Soya
Agar/Broth (TSA/TSB), media Luria Bertani /LB (tryptone 12.5 g; NaCl 6.25 g;
yeast extract 6.25 g; aquades 1 L), media Mueller Hinton Broth/MHB (beef
extract 2 g; acid hydrolysate of casein 17.5 g; starch 1.5 g; aquades 1 L), media
Water Agar (WA), fungisida sintetik (bahan aktif Metalaksil 35%), blank disc
paper, isolat bakteri endofit asal tanaman jagung varietas Scada asal kecamatan
Medan Selayang Sumatera Utara, dan cendawan patogen diperoleh dari benih
jagung varietas lokal DK771 asal Kecamatan Stabat Sumatera Utara dan benih
jagung hibrida varietas New Honey asal Sang Hyang Seri Sumatera Utara.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah laminar air flow, Pyrolisis
Gas Chromatrography Mass Spectrometry (Py-GC-MS), mikroskop compound,
mikroskop stereo, sentrifus, spektrofotometer, autoclave, shaker.

Isolasi Bakteri Endofit dari Jagung dan Uji Hipersensitif
Bakteri endofit diisolasi dari tanaman jagung yang sehat berumur 2 bulan
dari bagian akar, batang, daun, dan benih yang diambil dari lapangan. Masingmasing bagian tanaman ditimbang sebanyak 1 g, kemudian dicuci bersih dengan
air mengalir dan dikeringanginkan. Sterilisasi permukaan jaringan tanaman
dengan perendaman alkohol 70% selama 1 menit, dilanjutkan dengan perendaman
dalam NaOCl 3% selama 3 menit, kemudian dibilas dengan akuades steril
sebanyak 3 kali. Jaringan tanaman yang telah disterilisasi dioles pada media TSA
20% dan diinkubasi selama dua hari, untuk menguji keberhasilan sterilisasi
permukaan. Akar, batang, daun, dan benih jagung yang telah disterilisasi
dihaluskan dengan menggunakan mortar steril hingga terbentuk suspensi tanaman
100. Suspensi tanaman sebanyak 1 mL dicampurkan dalam 9 mL akuades steril
dalam tabung reaksi, kemudian dihomogenkan menggunakan vortex. Pengenceran
berseri dilakukan hingga tingkat pengenceran 10-3. Masing-masing suspensi
pengenceran diambil sebanyak 0.1 mL, dan disebar pada media TSA 20% lalu
diinkubasi selama 1 hingga 2 hari pada suhu ruang. Koloni bakteri yang tumbuh
diamati jumlah dan dikarakterisasi koloni berdasarkan bentuk, pinggiran,
permukaan, elevasi, dan warna koloni. Masing-masing bakteri yang didapat lalu
dimurnikan pada media TSA 100% (Munif et al. 2012).

10
Uji hipersensitif adalah uji yang dilakukan untuk mengetahui patogenisitas
patogen (kemampuan patogen dalam menyebabkan penyakit). Teknik pengujian
ini dilakukan dengan cara menginokulasi suspensi bakteri pada tanaman tembakau
kemudian diinkubasi. Suspensi bakteri dibuat dengan mencampurkan 1 lup bakteri
ke dalam 100 mL TSB kemudian digoyang dengan shaker selama 24 jam pada
kecepatan 150 rpm hingga suspensi bakteri dengan kerapatan 108 sel/mL.
Sebanyak 0.1 mL suspensi bakteri diambil dengan alat penyuntik kemudian
disuntikkan pada daun tembakau dan diinkubasi selama 24 hingga 48 jam,
pengamatan dilakukan dengan mengamati munculnya gejala nekrotik pada daun
tembakau setelah masa inkubasi 24 jam (Schaad et al. 2000).

Deteksi dan Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Deteksi dan isolasi cendawan patogen terbawa benih dilakukan dengan
metode standar pengujian kesehatan benih International Seed Testing Association
(ISTA 1996), dengan metode blotter test. Kertas saring steril disiapkan 3 lembar
untuk setiap cawan, kemudian dilembabkan. Sebanyak10 benih jagung diletakkan
pada tiap cawan petri, dengan total benih jagung 400 benih. Selama 12 jam
diinkubasi dibawah sinar N-UV dan 12 jam tanpa penyinaran N-UV pada suhu
ruang, kemudian pada hari ke-2 diinkubasi pada suhu -20 oC selama 24 jam, dan
diinkubasi kembali pada suhu ruang hingga hari ke 10. Cendawan patogen yang
muncul selama masa inkubasi diamati. Cendawan patogen yang muncul
diidentifikasi dengan mikroskop stereo dan mikroskop compound. Cendawan
patogen yang didapat dari hasil blotter test kemudian dibuat biakan murni pada
media PDA diikubasi selama kurang lebih dua hari kemudian diidentifikasi
menggunakan kunci identifikasi Barnett dan Hunter (1998).

Uji Antagonis Bakteri Endofit terhadap Cendawan Patogen secara In vitro
Cendawan patogen ditumbuhkan di tengah media PDA dengan jarak 3.5
cm dari blank disc paper tempat inokulum bakteri, diinkubasi selama 24 jam pada
suhu ruang. Bakteri endofit ditumbuhkan pada media TSB kemudian digoyang
dengan shaker selama 24 jam. Blank disc paper direndam pada suspensi bakteri
(108 sel/mL) selama 30 menit, kemudian diletakkan pada bagian tepi media.
Cendawan patogen yang ditumbuhkan pada media PDA dan diletakkan blank disc
paper tanpa suspensi bakteri sebagai kontrol, diinkubasi selama 7 hari pada suhu
ruang. Aktivitas penghambatan ditentukan berdasarkan zona hambat yang
terbentuk di sekitar koloni (Gambar 2). Pengamatan dimulai dari hari ke-2 sampai
hari ke-7 (Suryanto et al. 2011).

11

Gambar 2 Metode pengukuran daya hambat bakteri terhadap koloni
cendawan, (A) koloni cendawan, (B) zona hambat bakteri
endofit terhadap koloni cendawan, (C) titik tengah cendawan
diletakkan, (D) koloni bakteri endofit, (X) diameter koloni
cendawan yang terhambat pertumbuhannya, (Y) diameter
koloni cendawan normal
Adapun rumus perhitungan penghambatan pertumbuhan cendawan patogen yaitu:
Daya hambat :
Keterangan : Y = diameter koloni cendawan patogen normal (cm)
X = diameter koloni cendawan patogen yang terhambat
pertumbuhannya (cm)
Tiga isolat bakteri yang menunjukkan daya hambat tertinggi terhadap
pertumbuhan cendawan patogen dipilih dan dikarakterisasi secara morfologi,
fisiologi, dan biokimia di Laboratorium ICBB Bogor. Ketiga isolat tersebut
selanjutnya digunakan untuk uji in vitro dan in vivo senyawa metabolit terhadap
pertumbuhan cendawan patogen.

Pengukuran Kurva Pertumbuhan Bakteri Endofit
Isolat bakteri endofit terpilih ditumbuhkan ke dalam media LB dan
diinkubasi pada shaker dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam. Pengamatan
dan pengukuran OD600 suspensi bakteri dilakukan tiap 1.5 jam dengan
menggunakan spektrofotometer. Hasil pengukuran dibuat dalam bentuk kurva
pertumbuhan bakteri (Sunatmo 2009).

Ekstraksi dan Analisis Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Berdasarkan uji in vitro antagonis bakteri endofit terhadap cendawan
patogen terbawa benih jagung, dipilih tiga isolat dengan daya hambat yang paling
tinggi. Senyawa metabolit bakteri endofit dihasilkan dengan menumbuhkan 1 lup
isolat bakteri endofit pada media fermentasi MHB kemudian diinkubasi pada
shaker dengan kecepatan 150 rpm dengan selang waktu berdasarkan kurva
pertumbuhan bakteri pada fase stasioner. Suspensi bakteri disentrifugasi pada

12
kecepatan 3800 rpm selama 20 menit, dan supernatan disaring dalam keadaan
steril dengan syringe milipore filter 0.22 µm (Elita et al. 2013). Senyawa
metabolit bakteri endofit selanjutnya dianalisis dengan menggunakan Py-GCMS
(Octaviani 2015).

Uji Daya Hambat Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap
Pertumbuhan Cendawan Patogen Terbawa Benih secara In vitro
Senyawa metabolit dari masing-masing bakteri endofit ditambahkan pada
media tumbuh PDA, sehingga terbentuk media tumbuh PDA dengan konsentrasi
senyawa metabolit bakteri endofit 5%, 10%, dan 20%. Kontrol positif adalah
media PDA ditambah dengan fungisida dengan bahan aktif metalaksil, dan kontrol
negatif adalah media PDA tanpa perlakuan. Cendawan patogen ditumbuhkan pada
masing-masing media PDA. Pertumbuhan koloni cendawan diamati dan
dibandingkan dengan kontrol (Modifikasi Faturrahman 2001). Persentase
penghambatan cendawan patogen dihitung dengan rumus:

Keterangan: D1 = diameter koloni cendawan patogen kontrol (cm)
D2 = diameter koloni cendawan patogen perlakuan (cm)

Uji Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap Tingkat Infeksi Cendawan
Patogen Terbawa Benih secara In vivo
Konsentrasi senyawa metabolit bakteri endofit dengan daya hambat paling
besar dipilih dua tingkat konsentrasi untuk uji in vivo. Benih jagung disterilisasi
permukaan dengan perendaman pada NaOCl selama 3 menit, dan dibilas dengan
akuades steril sebanyak dua kali, kemudian benih dikeringanginkan dengan kertas
tisu steril. Benih direndam dalam senyawa metabolit bakteri endofit dengan
konsentrasi terpilih selama 24 jam, kemudian benih dikeringanginkan.
Selanjutnya benih yang telah diberi perlakuan tersebut digunakan untuk pengujian
blotter test dan growing on test pada media WA dan tanah steril. Sebagai kontrol
negatif benih direndam dalam akuades steril dan untuk kontrol positif benih
direndam dalam fungisida dengan bahan aktif metalaksil. Pada pengujian blotter
test digunakan 10 benih jagung dan diulang sebanyak 10 kali untuk setiap
perlakuan. Sedangkan untuk pengujian growing on test 10 benih jagung ditanam
pada media WA dan 5 benih jagung ditanam pada tanah steril dan diulang
sebanyak 10 kali untuk setiap perlakuan. Pengamatan dilakukan pada hari ke 7
pada media WA dan hari ke 14 pada tanah steril, parameter pengamatan adalah
tingkat infeksi, penekanan tingkat infeksi, dan daya berkecambah.

Keterangan:

L = jumlah tanaman terinfeksi
K = jumlah tanaman yang tumbuh

13
Analisis Data
Pengujian penghambatan senyawa metabolit bakteri endofit terhadap
pertumbuhan cendawan patogen terbawa benih secara in vitro diuji dengan
menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Data yang diperoleh kemudian
diolah menggunakan program SAS 9.1. Perlakuan yang menunjukkan beda nyata
di uji lanjut dengan uji Duncan pada taraf 5%.

14

HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri Endofit dari Tanaman Jagung dan Uji Hipersensitif
Sebanyak 67 isolat bakteri endofit berhasil diisolasi dari tanaman jagung,
terdiri atas 20 isolat bakteri dari akar, 11 isolat bakteri dari batang, 24 isolat
bakteri dari daun, serta 12 isolat dari benih jagung (Tabel 1).
Tabel 1 Jumlah isolat bakteri asal tanaman jagung dan uji hipersensitif
Bagian tanaman
jagung
Akar
Batang
Daun
Benih
Total

Jumlah isolat
bakteri
20
11
24
12
67 (100%)

Uji hipersensitif
Bakteri patogen
Bakteri non patogen
8
12
7
4
16
8
5
7
36 (53%)
31 (46%)

Penelitian terkait bakteri endofit dari tanaman jagung telah banyak
dilaporkan. Sebanyak 11 bakteri endofit telah diisolasi dan diidentifikasi dari akar
jagung yaitu Bacillus sp., Cellulomonas sp., Kurtia sp., Microbacterium sp.,
Pediococcus sp., dan Pseudomonas sp. (Orelo dan Adejumo 2011). Liu et al.
(2012) memperoleh 160 isolat bakteri endofit yang diisolasi dari benih jagung,
dan diidentifikasi secara molekuler diperoleh genus bakteri Burkholderia,
Limnobacter, Pantoea, Undibacterium. Bakteri endofit yang diisolasi dari bagian
batang diperoleh 8 isolat, yang diidentifikasi sebagai P. fluorescens, Enterobacter
agglomerans, Klebsiella terrigena, Pseudomonas corrugata, P. marginalis, Vibrio
sp. (Fisher et al. 1992).
Pengujian hipersensitif bakteri endofit yang bersifat patogen ditandai
dengan adanya nekrotik pada daun tembakau. Hasil pengujian hipersensitif
terhadap 67 isolat bakteri, menunjukkan 36 isolat bakteri bersifat patogen yang
ditandai dengan nekrotik pada daun tembakau setelah 24 jam inkubasi, 31 isolat
bakteri (46%) bersifat non patogen (Lampiran 1), dan selanjutnya isolat bakteri
tersebut digunakan untuk pengujian antagonis terhadap cendawan patogen
terbawa benih.
Reaksi hipersensitif merupakan kematian sel yang cepat dan terlokalisasi
setelah diinokulasi dengan bakteri. Reaksi ini muncul pada tanaman yang
terinfeksi saat pengenalan patogen, juga merupakan usaha untuk menghambat
pertumbuhan patogen. Reaksi hipersensitif dan patogenisitas dipengaruhi oleh gen
hrp yang umum ditemukan pada bakteri Gram negatif patogen tanaman, termasuk
kelompok Xanthomonas sp. (Zhu et al. 2000).

15
Deteksi dan Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Jagung
Deteksi dan isolasi cendawan patogen terbawa benih jagung dilakukan
dengan menggunakan metode standar pengujian kesehatan benih ISTA blotter test.
Benih jagung yang digunakan adalah benih jagung varietas New Honey dan benih
jagung varietas lokal DK711 asal Sumatera Utara. Hasil pengujian blotter test
pada kedua varietas benih jagung diperoleh cendawan patogen terbawa benih
yang paling dominan yaitu cendawan Fusarium sp. sebesar 17.7% dan 60.5%,
sedangkan cendawan yang paling sedikit menginfeksi yaitu Curvularia sp. 0.7%
pada benih jagung varietas New honey dan Penicillium sp. 2% pada benih jagung
varietas lokal DK771 (Tabel 2). Cendawan patogen terbawa benih Fusarium sp.
digunakan untuk uji selanjutnya (Gambar 3).
Tabel 2 Jumlah isolat (%) cendawan patogen terbawa benih jagung var. New
honey dan var. DK771
Cendawan patogen

Varietas
New Honey
17. 7
2.5
0.7
0.0

Fusarium sp.
Aspergillus sp.
Curvularia sp.
Penicillium sp.

Lokal DK771
60.5
8.7
0.0
2.0

Basak dan Lee (2002), melaporkan cendawan patogen terbawa benih
jagung antara lain Alternaria Alternata (Fr.) Keissl, Aspergillus Niger van
Tieghem, Fusarium Monoliforme J. Sheld, Fusarium sp., Penicillium sp., dan
Ustilago zeae., dengan tingkat infeksi tertinggi adalah F. moniliforme 47% dan
yang terendah adalah Penicillium sp. dengan persentase 1.8%. Fawelo et al.
(2010), melaporkan bahwa cendawan patogen terbawa benih pada beberapa
varietas benih jagung adalah Penicillium sp., Cladosporium sp., dan Fusarium
spp. Cendawan patogen terbawa benih A. alternata, F. moniliforme dan Fusarium
sp. menimbulkan busuk pada benih yang berbeda dan gejala infeksi bibit.
Cendawan terbawa benih merupakan salah satu sumber inokulum utama yang
menyebabkan penularan dan infeksi penyakit pada tanaman jagung.

A

B

C

D

Gambar 3Deteksi dan isolasi cendawan patogen terbawa benih jagung (A) Blotter test
benih jagung pada hari ke 10, (B) benih jagung yang terinfeksi Fusarium
sp., (C) isolat Fusarium sp., (D) konidia Fusarium

16
Uji Antagonis Bakteri Endofit terhadap Fusarium sp. secara In vitro
Hasil uji antagonis secara in vitro 31 isolat bakteri endofit non patogen
terhadap cendawan patogen terbawa benih jagung varietas lokal DK771 Fusarium
sp., diperoleh 3 isolat bakteri endofit yang menunjukkan daya hambat tertinggi
terhadap pertumbuhan cendawan patogen terbawa benih Fusarium sp., (Gambar
4), yaitu isolat EF14III, isolat ER1I, dan isolat ER10I, masing-masing sebesar
64.4%, 58.0%, dan 56.4% (Tabel 3).
Tabel 3 Daya hambat isolat bakteri endofit terhadap Fusarium sp. pada media PDA

Isolat Bakteri

Daya hambat (%) hari ke-

ER3

2
25.0

3
33.4

4
37.5

5
44.8

6
49.9

7
48.6

ER4

15.1

23.6

36.4

40.4

42.3

42.4

ER1I

16.76

34.5

45.2

51.4

54.7

58.0

ER4I

-1.3

12.8

28.3

40.6

17.8

16.7

ER9I

1.4

20.5

34.4

43.0

47.5

49.9

ER10I

12.3

31.7

39.6

48.9

52.8

56.4

ER1II

1.5

11.9

24.4

34.4

40.7

45.6

ER3II

1.7

13.5

25.8

33.4

22.7

22.8

ER4II

9.6

19.6

28.9

37.5

46.3

52.4

ER8II

19.4

33.7

41.4

46.0

50.2

52.6

ER1III

1.4

13.8

29.3

39.8

46.5

50.9

ER2III

2.8

3.7

2.1

2.8

7.2

7.5

EC16

8.1

8.3

20.3

24.7

35.0

37.0

EC2I

4.0

7.1

14.7

13.3

8.5

7.8

EC5I

3.2

8.7

21.4

29.6

31.0

20.6

EC13II

10.6

23.8

32.0

39.8

44.6

52.0

EF1I

1.1

6.9

20.7

26.2

19.3

18.5

EF6I

0.8

11.9

28.2

34.4

32.1

22.2

EF6II

4.0

10.2

9.0

3.1

13.1

19.0

EF7II

3.9

12.6

19.6

28.8

30.6

26.4

EF4III

21.9

28.1

32.5

38.5

42.6

46.0

EF5III

4.4