Uji Potensi dan Toleransi terhadap Cekaman Osmotik Bakteri Endofitik sebagai Pupuk Hayati Padi
UJI POTENSI DAN TOLERANSI TERHADAP CEKAMAN
OSMOTIK BAKTERI ENDOFITIK SEBAGAI
PUPUK HAYATI PADI
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Menyelesaikan Studi Sarjana S-1
Jurusan Agronomi
Oleh:
Heny Dwi Sartika
Nim. 201110200311026
JURUSAN AGRONOMI
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tulungagung pada tanggal 13 Mei 1993
dengan nama Heny Dwi Sartika, sebagai putri kedua dari
dua bersaudara. Penulis beragama Islam, lahir dari pasangan
suami istri ayahanda Murodi dan ibunda Sumini. Kini
penulis beralamat di Dsn. Kalianyar, Ds. Ngunggahan,
RT/RW:03/03, Kecamatan. Bandung, Kabupaten. Tulungagung.
Adapun riwayat pendidikan penulis, yaitu pada tahun 1999 menyelesaikan
pendidikan taman kakan-kanak di TK Dharma Wanita Ngunggahan, kemudian
penulis melanjutkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Ngunggahan 03 dan lulus
pada tahun 2005. Kemudian penulis melanjutkan Sekolah Menengah Pertama di
SMP Negeri 1 Bandung sampai lulus pada tahun 2008. Tahun 2011, penulis
menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Gondang.
Penulis melanjutkan pendidikan di jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian –
Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang, dengan penyelesaian tugas akhir
berjudul “Identifikasi Bakteri Endofitik pada Tanaman Padi yang Berpotensi
Sebagai Pupuk Hayati” di awal tahun 2016.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Yang utama dari segalanya sembah sujud serta syukur kepada Allah SWT
yang telah memberikan kehidupan, kebahagiaan serta waktu untuk menyelesaikan
tugas akhir ini. Sholawat dan salam selalu terlimpahkan kehadiran Rasulullah
Muhammad SAW.
“tanpa lelah, sabar dan syukur”
Rasa bersyukur dan terimakasih yang tiada henti saya sampaikan untuk
kedua orang tua saya ayahanda Murodi dan ibunda Sumini yang telah melahirkan
dan membesarkan saya, yang sampai saat ini tanpa rasa lelah memberikan kasih
sayang, yang tanpa rasa lelah mengucap doa demi kesehatan dan tercapainya citacita kedua putri mu, yang tanpa rasa lelah dan sabar mencari nafkah untuk kedua
putri mu, yang tanpa rasa lelah telah mengajarkan rasa bersyukur dalam segala
hal, yang tanpa rasa lelah memberikan dukungan hingga terselesainya tugas akhir
ini. Terimakasih untuk kakak saya Indah Safitri yang selalu ngomel tapi demi
kebaikan adeknya, serta memberikan nasehat, dukungan dan doa sampai saat ini.
Tulisan ini bukanlah akhir dari perjuangan tetapi, akan menjadi awal terwujudnya
cita-cita yang selama ini ayah dan ibu ingin lihat dalam setiap doa (amin amin
amin yarobbal ‘alamin).
“jika tua nanti kita tlah hidup masing-masing, ingatlah masa (kuliah) ini”
Rizal, Zen, Yudi, Munir, Bang Udin, Heru dan Ana terimakasih untuk
membantu menyelesaikan tugas akhir ini serta, waktu dan canda tawa selama ini
telah menemani menghabiskan masa kuliah bersama. Semua teman-teman
Agroteknologi 2011 terimakasih yang telah memberikan semangat selama ini.
Teman saya satu kost kusuma ayu Prima, Ajeng dan yang lainnya terimakasih atas
dukungan dan semangatnya selama ini. Semoga menjadi terbaik diantara yang
terbaik buat kita semua.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan
hidayah-Nya serta kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan
penelitian (Skripsi) yang berjudul “Uji Potensi Dan Toleransi Terhadap
Cekaman Osmotik Bakteri Endofotik Sebagai Pupuk Hayati Padi”.
Selama proses penulisan laporan ini, penulis mendapatkan banyak
bimbingan dan dukungan dari banyak pihak, baik secara langsung maupun tidak
langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
banyak terima kasih kepada semua pihak yaitu :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa, dukungan dan kasih sayang
sampai saat ini.
2. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. selaku dosen pembimbing, yang telah memberikan
banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan
skripsi ini.
3. Prof. Dr. Dyah Roeswitawati, Ir., MS. selaku dosen pembimbing, yang
telah memberikan banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian
maupun penulisan skripsi ini.
4. Ir. Sufianto, MM. selaku dosen penguji, yang telah memberikan banyak
bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan skripsi
ini.
5. Dr. Drs. Harun Rasyid, MP. selaku dosen penguji, yang telah memberikan
banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan
skripsi ini.
6. Seluruh Staf Laboratorium Bioteknologi UMM, atas semua masukan
selama proses penelitian.
Penulis menyadari masih banyaknya kesalahan dan kekurangan dalam
penulisan laporan ini. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima
dengan baik segala kritik ataupun saran untuk perbaikan laporan ini. Semoga
laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak sebagaimana mestinya.
Malang, 1 Februari 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iii
DAFTAR TABEL...........................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. vii
RINGKASAN ................................................................................................. viii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .....................................................................................
1
1.2. Tujuan...................................................................................................
2
1.3. Rumusan Masalah ................................................................................
3
1.4. Hipotesis ...............................................................................................
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peranan Endofit Dengan Tanaman Bakteri ..........................................
4
2.2. Potensi Bakteri Endofit Sebagai Pupuk Hayati (biofertilizer) .............
6
2.3. Bakteri Endofit Pada Padi ....................................................................
7
2.4. Mekanisme Ketahanan Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan .....
8
2.5. Pengaruh Fisiologis Dan Morfologis Tanaman Terhadap Cekaman
Kekeringan ...........................................................................................
10
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat .............................................................................
12
3.2. Alat dan Bahan ...................................................................................
12
3.3. Metode Pelaksanaan Penelitian..........................................................
12
3.3.1. Sterilisasi Alat Dan Bahan .......................................................
12
3.3.2. Pembuatan Media Dan Sterilisasi Media .................................
13
3.3.2.1. Media Cair Lactose Broth (LB) ..........................................
13
3.3.2.2. Media Padat Lactose Broth (LB) .......................................
14
3.3.2.3. Pembuatan Media M63 + Nacl ...........................................
14
3.4. Inokulasi Bakteri Endofitik Padi Pada Media Cair LB ......................
14
3.5. Pemurnian Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media Padat LB .......
15
3.6. Uji Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi ................................
15
3.7. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan MenggunakanGas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) ...................................................
16
3.8. Pembuatan Preparat dengan Metode Pewarnaan Gram .....................
17
3.9. Uji BD BBL Crystaltm Identification Sytem Enteric/Nonfermeter ID
Kit ......................................................................................................
18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian ..................................................................................
20
4.1.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi Pada Cekaman
Osmotik (kekeringan) ...............................................................
20
4.1.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan Gas
Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)..........................
25
4.1.3. Identifikasi Bakteri Dengan Metode Pewarnaan Gram dan BD
BBL CrystalTm Identifikasi System Enteric/Nontermeter ID Kit.. 33
iii
4.2. Pembahasan........................................................................................
4.2.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi .................................
4.2.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan Gas
Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)..........................
4.2.3. Identifikasi Bakteri Dengan Metode Pewarnaan Gram dan BD
BBL CrystalTm Identification Systems Enteric/Nonfermeter ID
Kit .............................................................................................
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................................
5.2. Saran ..................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
LAMPIRAN ....................................................................................................
iv
34
34
35
41
43
44
45
50
DAFTAR TABEL
Tabel
Teks
1
2
Identifikasi Pada 5 Isolat Bakteri Endofit ..........................................
Jenis Dan Konsentrasi Hormon Pertumbuhan Serta Senyawa
Organik Isolat Bakteri Endofitik Pada Padi .......................................
v
Halaman
22
23
DAFTAR GAMBAR
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Teks
Halaman
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 Standar .......................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 + 0,25 G Nacl ..................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media M63
+ 0,5 G Nacl .........................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 +0,75 G Nacl ..............................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 + 1 G Nacl ..................................................................................
Konsentrasi Trigonelline Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Pyridoxine Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Indole 3 Acetic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Indole 3 Butyric Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Kinetin Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...............
Konsentrasi Pantothenic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Pantothenic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Dehydrovomofoliol Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Nicotinamine Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Tricin Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi .................
Konsentrasi GA3 Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...................
Konsentrasi GA1 Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...................
Konsentrasi Riboflavin 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi .....................
vi
18
19
20
21
22
24
25
25
26
26
27
27
28
29
29
30
30
31
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
2
3
4
4
5
Teks
Halaman
Komposisi Media Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi ............
Kondisi GC-MS Yang Digunakan ....................................................
Dokumentasi Hasil Penelitian ....................................................
Tabel Analisa Ragam Nilai OD Isolat Bakteri Endofitik Padi
Pada Media M63 + NaCl ............................................................
Tabel Chromatogram Resume Report ............................................
Chromatogram Result .................................................................
50
vii
52
53
56
58
61
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 2015. Niacin and pyredoxine.http://www.ncbi.nlm.nih.gov. diakses
pada tanggal 30 Juli 2015.
Asis, C.A., Adachi, K., 2003. Isolation of endophytic diazotroph Pantoea
agglomerans and nondiazotroph Enterobacter asburiae from sweet
potato stem in Japan. Lett. Appl. Microbiol. 38, 19–23.
Barac T, Taghavi S, Borremans B, Provoost A, Oeyen L, Colpaert JV, et al. 2004.
Engineered endophytic bacteria improve phytoremediation of watersoluble, volatile, organic pollutants. Nat Biotechnol. 2004;22:583–588.
Bergersen, F. 1980. Methods for evaluating biological nitrogen fixation.
Chichester, UK: John Wiley and Sons.
Boddey RM et al. 1995. Biological nitrogen fixation associated with sugarcane
and rice: Contributions and prospects for improvement. Plant Soil
174:195-209.
Budiman A, 2000. Pengaruh Hormon IBA terhadap Pertumbuhan Stek
Shorea balangeran Korth. Pada Medium Air (Water Rooting System).
(Online), (http://library.fordamof.org/libforda/data_pdf/hormon%20iba.pdf
Diakses tanggal 3 Desember 2015).
Cavalcante V.A., J. Dobereiner. 1988. A new acid-tolerant nitrogen-fixing
bacterium associated with sugarcane Plant Soil., 108, pp. 23–31.
Dong Y, Iniguez AL, Ahmer BM, Triplett EW. 2003. Kinetics and strain
specificity of rhizosphere and endophytic colonization by enteric
bacteria on seedlings of Medicago sativa and Medicago truncatula. Appl
Environ Microbiol 69:1783-1790.
Dong Z., M. J. Canny, M. E. McCully, M. R.Roboredo,C. F. Cabadilla,E.
Ortegaand R. Rodes. 1994. Nitrogen-FixingEndophyte of Sugarcane
Stems (A New Role for the Apoplast).Plant Physiology.105:1139-1147.
Downing, K.J., and J.A.Thomson. 2000. Introduction of serratia marcescens
chiagen into an endophytic colonization by enteric bacteria on
seedings of medicago sativa and medicago truncatula. Applied andervir
an mental , microbiology 69 (3): 1783-1790.
Herz, W. and Bruno, M. 1986. Phytochem. 25(8):1913-1916
45
46
Huttly AK and Phillips AL. 2003. Gibberellin-regulated plant genes. Physiol
Plant. 1995;95:310–317.
Islami, T., dan W. H. Utomo, 1995. Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP
Semarang Press. 297 halaman.
James E.K., F.L. Olivares, A.L.M. de Oliveira, F.B. dos Reis Jr., L.G. da Silva,
V.M. Reis. 2001. Further observations on the interaction between sugarc
ane and Gluconacetobacte rdiazotrophicus under laboratory and greenhouse conditions J. Exp. Bot., 52, pp. 747–760
Kaplan F, Kopka J, Haskell DW, Zhao W, Schiller KC, Gatzke N, Sung DY, Guy
CL 2004 Exploring the temperature stress metabolome of Arabidopsis.
Plant Physiol 136:4159–4168
Kirchhof, G., V.M. Reis, J.I. Baldani, B. Eckert, J. Dobereiner, and A. Hartman.
1997. Occurrence, physiological, and molecular analysis of
endophytic diazotrophic bacteria in gramineous energy plants. Plant
and Soil 194:45-55.
Kloepper, J.W.1993. Plant Growth Promoting Rhizobacteria as Biological
Control Agens. In Soil Microbial EcologyAplication in Agricultural an
d Environm ental Management, F.B. Metting (eds), Jr. Marcel Dekker,
New York. 255-268.
Kramer, P.J. 1983. Water Relations of Plants. Academic Press Inc, Orlando,
Florida. P. 342 – 389.
Kuklinsky-Sobral, J., Araujo, W.L., Mendes, R., Geraldi, I.O., Pizzirani-Kleiner,
A.A., et al, 2004. Isolation and characterization of soybean-associated
bacteria and their potential for plant growth promotion. Environ.
Microbiol. 6, 1244–1251.
Lay, B.W., 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. Jakarta:Rajawali
Lee, S., Sevilla, M., Meletzus, K.T., Oliveira, A., Operlova, L., Nawroth, R.,
Baldani, I. and Kennedy, C. 1998. Analysis of nitrogen fixation and
regulatory genes in the sugarcane endophyte Acetobacter diazotrophi
cus. In "Nitrogen Fixation with Non-Legumes". Proceedings of the 7th
International Symposium on Nitrogen Fixation with Non-Legumes".
Malik, K.A., Mirza, M.S. and Ladha, J.K. (edts.). Kluver Academic
Publishers, Dordrecht. pp.11-19.
Levitt, J. 1980. Responses of plants to environmental stresses: Water,
radiation, salt, and other stresses. Vol. II. New York, Academic Press.
47
Mahaffee WE, Kloepper JW, Van Vuurde JWL, Van der Wolf JM & Van den
Brink M. 1997. Endophytic colonization of Phaseolus vulgaris by
Pseudomonas fluorescens strain 89B-27 and Enterobacter asburiae
strain JM22. In Improving Plant Productivity by Rhizosphere
Bacteria. MH Ryder, PM Stephens & GD Bowen (ed), Melbourne:
Common wealth Scientific and Industrial Research Organization. p
180.
Mayer, R.R., Cherry, J.H. and Rhodes, D. (1990) Effects of heat shock on amino
acid metabolismofcowpea cells. Plant Physiol. 94, 796-810.
McInroy, J.A., Kloepper, J.W., 1995. Survey of indigenous bacterial
endophytes from cotton and sweet corn. Plant Soil 173, 337–342.
Mujibur, M.R. 2013. Isolasi dan Uji Potensi Bakteri Endofit dari Empat Jenis
Tanaman Padi dalam Menambat N dan Mensintesis Hormon IAA
Ekstraseluler. [Skripsi] Malang. Fakultas Pertanian-Peternakan.
Universitas Muhammadiyah Malang.
Muthukumarasamy R, Revathi G, Seshadri S, Lak shminarasimhan C.2002.
Gluconacetobacter diazotrophicus (syn.Acetobacter diazotrophicus),
a promising diazotrophic endophyte in tropic.CurrSci83:137-145
O’Callaghan, K.J., Stone, P.J., Hu, X., Griffiths, D.W., Davey, M.R., Cocking,
E.C., 2000. Effects of glucosinolates and flavonoids on colonization of
the roots of Brassica napus by Azorhizobium caulinodans ORS571.
Appl. Environ. Microbiol. 66, 2185–2191.
Oliveira A.L.M., S. Urquiaga, J. Döbereiner, J.I. Baldani. 2002. The effect of
inoculating endophytic N2 fixing bacteria on micropropagated
sugarcane plants. Plant Soil, 242, pp. 205–215
Prakamhang, Janpen. 2007. Microbial Communities and Their nifh Gene
Expression in Rice Endophytic Diazotroph Bacteria . A Thesis Submitt
ed in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master
of Science in Biotechnology Suranaree University of Technology Thailand
Pratiwi, A. 2009. Pengaruh Faktor Fisika Dan Kimia Terhadap Mikroba
Laut. http://www.scribd.com/doc/50076130/Pengaruh-faktor-fisika-dankimia-terhadap-mikroba-laut. Di akses pada 27 Maret 2011.
Purwani, Eni dan Ambarwati. 2013. Modul praktikum mikrobiologi pangan.
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta
Radji, Maksum. 2005. Peranan Bioteknologi dan Mikroba Endofit Dalam
Pengembangan Obat Herbal. Majalah Ilmu Kefarmasian, 3: p. 113-126.
48
Rao, N. S. S. 1982. Advances in Agricultural Microbiology. Bombay: Oxford
and
IBH Publishing Co.
Rathinasabapathi, B., Sigua, C.A., Ho, J. and Gage, D.A. (2000) Osmoprotectant
β-alanine betaine synthesis in the: S-adenosyl-L-methionine dependent
N- of β-alanine to its betaine is via N-methyl and N, N-dimethyl βalanines. Physiol. Plant. 109, 225-231.
Rismunandar. 1999. HormonTanamandanTernak. Jakarta: Penebar Swadaya.
Rizhsky, L., Liang, H., Shuman, J., Shulaev, V., Davletova, S. and Mittler, R.
(2004) When defense pathwayscollide. The response ofArabidopsis to
a combination of drought and heat stress. Plant Physiol. 134, 16831696.
Roberts, D. L.; Heckman, R. A.; Hege, B. P.; Bellin, S. A. Chem. J. Org..1968,
33, 3566–3569.
Rochiman dan Harjadi. 1973. Pembiakan Vegetatif. Departemen Agronomi.
Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Rolfe MD, Rice CJ, Lucchini S, Pin C, Thompson A, Cameron ADS, Alston M,
Stringer MF, Betts RP, Baranyi J, Peck MW, Hinton JCD. 2012. Lag
phase is a distinct growth phase that prepares bacteria for exponential
growth and involves transient metal accumulation. J Bacteriol. 194
(3):686-701.
Salisbury, F.B. andC.W. Ross. 1992. Plant Physiology. 4th edition. Wadswoth
Publishing Co.
Saut, L. 2002. Pengaruh Perlakuan Perendaman Benih dalam Larutan GA3
dan Shiimarocks terhadap Viabilitas Benih Tomat (Lycopersiconescul
entum Mill.), Terung (Solanum melongena L.) dan Cabai (Capsicum
annuum L.). [Skripsi]. Jurusan Budi Daya Pertanian. Fakultas Pertanian.
Institut Pertanian Bogor.
Shofiana, A., Y.S. Rahayu., L.S. Budipramana. 2013. Pengaruh Pemberian
Berbagai Konsentrasi Hormon IBA (Indole Butyric Acid) terhadap
Pertumbuhan Akar pada Stek Batang Tanaman Buah Naga
(Hylocereusundatus). Lentera Bio Vol. 2 No. 1 Januari 2013:101–
105.
Taghavi S, Garafola C, Monchy S 2009. Gienome Survey And
Characterization
Of Endophytic Bacteria Exhibiting A Beneficial
Effect On Growth And Development Of Poplar Trees. Appl
Environ Microbiol 75: 748-757.
49
Tarabily, K., A. H. Nassar., K. sivasithamparam. 2003. Promotion Of Plant
Growth by An Auxin-Producing Isolate Of The Yeast Williosis
Saturnus Endophytic in Maize Root. The Sixth U. A. E University
Research Conference. 60-69.
Triplett, E.W., 1996. Diazotrophic endophytes: progress and prospects for
nitrogen Fixation in monocots. Plant Soil 186, 29–38.
Waluyo, L. 2011. Mikrobiologi Umum : EdisiRevisi. Malang: UMM Press.
Wattimena GA, NA. Matjik, E. Syansudin, NMA. Wendi, A. Gunawan. 1992.
Bioteknologi Tanaman. Bogor : Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman,
Pusat Antar Universitas Bioteknologi-IPB. Direktorat Jendral Pendidikan
dan Kebudayaan.
Widawati, S dan Muharam, A. 2012. Uji Laboratorim Azospirillum sp. yang
Diisolasi dari Beberapa Ekosistem. J. Hort. 22(3):258-267
Zinniel DK, Lambrecht P, Beth Harris N, Feng Z, Kuczmarski D, Higley P,
Ishimaru CA, Arunakumari A, Barletta RG, Vidaver AK. 2002. Isolation
and characterization of endophytic colonizing bacteria from
agronomic
crops and prairie plants. Appl Environ Microbiol.
68(5):2198-2208.
Zulkarnain. 2009. Kultur Jaringan Tanama., Solusi Perbanyakan Tanaman
Budidaya. PT. Bumi Aksara. Jakarta.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pertanian saat ini sangat bergantung pada penggunaan bahan-bahan kimia
diantaranya pupuk sintetis, fungisida dan pestisida yang ditujukan untuk
meningkatkan hasil pertanian. Penggunaan pupuk kimia ini apabila dilakukan
dalam waktu yang lama akan mengakibatkan dampak negatif pada lingkungan.
Misalnya, terjadinya pencemaran pada lingkungan serta dapat merusak kesuburan
tanah. Petani kebanyakan menggunakan pupuk kimia untuk mengembalikan
kesuburan tanah tersebut dengan takaran dosis yang berlebihan sehingga terjadi
pemborosan energi dan mikroorganisme yang tidak berfungsi. Salah satu upaya
untuk mengurangi penggunaan bahan kimia dapat dilakukan dengan pemanfaatan
bakteri endofit sebagai agensi pupuk hayati dari tanaman yang dapat
mengembalikan hasil produk optimum dan menjaga kesuburan tanah.
Pupuk hayati merupakan suatu bahan amandemen yang mengandung
mikroorganisme bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas
hasil tanaman, melalui peningkatan aktivitas biologi yang akhirnya dapat
berinteraksi dengan sifat-sifat fisik dan kimia media tumbuh (tanah).
Mikroorganisme yang umum digunakan sebagai bahan aktif pupuk hayati ialah
mikroba penambat nitrogen, pelarut fosfat dan pemantap agregat (Rao, 1982). Salah
satu hal yang harus dicermati dalam pemanfaatan pupuk hayati adalah pola interaksi
yang terjadi antara bakteri indofit dengan tanaman inangnya.
1
2
Kirchhof et al. (1997) mengusulkan bahwa untuk mengetahui pola interaksi
bakteri endofit dengan tanaman perlu dipahami mekanisme interaksinya. Interaksi
antara bakteri endofit dengan tanaman padi merupakan bentuk asosiasi baru yang
berpotensi dapat mengacu penggunaan bakteri endofit sebagai agensi hayati. Pola
interaksi tersebut belum banyak diteliti sehingga masih banyak aspek yang belum
diketahui mengenai potensi dan mekanisme bakteri endofitik tersebut pada tanaman
padi. Hasil penelitian Mujibur (2013), sebelumnya telah diperoleh 32 isolat baketri
endofit padi dari beberapa varietas padi. Bakteri tersebut berpotensi sebagai agensia
pupuk hayati pada tanaman padi beras merah, beras hitam, mentik wangi dan ketan
merah. Bakteri tersebut tersebar pada bagian akar, batang, daun dan biji tanaman
padi dengan berbagai morfologi koloni. Namun dalam penelitian tersebut belum
dikaji potensinya sebagai pupuk hayati (biofertilizer), mekanisme interaksinya
terhadap tanaman padi dan teknologi produksi sebagai pupuk hayati. Hal tersebut
sangat penting dilakukan sebagai acuan dalam pengembangan bakteri tersebut
sebagai pupuk hayati. Oleh karena itu, penelitian ini dimaksudkan untuk
memperoleh isolat unggul bakteri endofit padi serta mengkaji beberapa aspek
tersebut dan merakit mekanisme yang berpotensi sebagai pupuk hayati yang siap
digunakan oleh petani.
1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menguji isolat bakteri endofit sebagai agensi
pupuk hayati (biofertilizer) pada tanaman padi yang toleran terhadap kekeringan.
3
1.3. Rumusan Masalah
Bakteri endofitik padi adalah bakeri yang dapat hidup dan diisolasi dari
jaringan padi, dan belum diketahuai keadannya dalam menghasilkan fitohormon
dan kemampuan toleranya terhadap cekaman osmotik (kekeringan).
1.4. Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini diduga isolat bakteri endofit terdapat dalam isolat
pada tanaman padi yang berpotensi sebagai pupuk hayati (biofertilizer) yang toleran
terhadap kekeringan.
OSMOTIK BAKTERI ENDOFITIK SEBAGAI
PUPUK HAYATI PADI
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Menyelesaikan Studi Sarjana S-1
Jurusan Agronomi
Oleh:
Heny Dwi Sartika
Nim. 201110200311026
JURUSAN AGRONOMI
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tulungagung pada tanggal 13 Mei 1993
dengan nama Heny Dwi Sartika, sebagai putri kedua dari
dua bersaudara. Penulis beragama Islam, lahir dari pasangan
suami istri ayahanda Murodi dan ibunda Sumini. Kini
penulis beralamat di Dsn. Kalianyar, Ds. Ngunggahan,
RT/RW:03/03, Kecamatan. Bandung, Kabupaten. Tulungagung.
Adapun riwayat pendidikan penulis, yaitu pada tahun 1999 menyelesaikan
pendidikan taman kakan-kanak di TK Dharma Wanita Ngunggahan, kemudian
penulis melanjutkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Ngunggahan 03 dan lulus
pada tahun 2005. Kemudian penulis melanjutkan Sekolah Menengah Pertama di
SMP Negeri 1 Bandung sampai lulus pada tahun 2008. Tahun 2011, penulis
menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Gondang.
Penulis melanjutkan pendidikan di jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian –
Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang, dengan penyelesaian tugas akhir
berjudul “Identifikasi Bakteri Endofitik pada Tanaman Padi yang Berpotensi
Sebagai Pupuk Hayati” di awal tahun 2016.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Yang utama dari segalanya sembah sujud serta syukur kepada Allah SWT
yang telah memberikan kehidupan, kebahagiaan serta waktu untuk menyelesaikan
tugas akhir ini. Sholawat dan salam selalu terlimpahkan kehadiran Rasulullah
Muhammad SAW.
“tanpa lelah, sabar dan syukur”
Rasa bersyukur dan terimakasih yang tiada henti saya sampaikan untuk
kedua orang tua saya ayahanda Murodi dan ibunda Sumini yang telah melahirkan
dan membesarkan saya, yang sampai saat ini tanpa rasa lelah memberikan kasih
sayang, yang tanpa rasa lelah mengucap doa demi kesehatan dan tercapainya citacita kedua putri mu, yang tanpa rasa lelah dan sabar mencari nafkah untuk kedua
putri mu, yang tanpa rasa lelah telah mengajarkan rasa bersyukur dalam segala
hal, yang tanpa rasa lelah memberikan dukungan hingga terselesainya tugas akhir
ini. Terimakasih untuk kakak saya Indah Safitri yang selalu ngomel tapi demi
kebaikan adeknya, serta memberikan nasehat, dukungan dan doa sampai saat ini.
Tulisan ini bukanlah akhir dari perjuangan tetapi, akan menjadi awal terwujudnya
cita-cita yang selama ini ayah dan ibu ingin lihat dalam setiap doa (amin amin
amin yarobbal ‘alamin).
“jika tua nanti kita tlah hidup masing-masing, ingatlah masa (kuliah) ini”
Rizal, Zen, Yudi, Munir, Bang Udin, Heru dan Ana terimakasih untuk
membantu menyelesaikan tugas akhir ini serta, waktu dan canda tawa selama ini
telah menemani menghabiskan masa kuliah bersama. Semua teman-teman
Agroteknologi 2011 terimakasih yang telah memberikan semangat selama ini.
Teman saya satu kost kusuma ayu Prima, Ajeng dan yang lainnya terimakasih atas
dukungan dan semangatnya selama ini. Semoga menjadi terbaik diantara yang
terbaik buat kita semua.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan
hidayah-Nya serta kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan
penelitian (Skripsi) yang berjudul “Uji Potensi Dan Toleransi Terhadap
Cekaman Osmotik Bakteri Endofotik Sebagai Pupuk Hayati Padi”.
Selama proses penulisan laporan ini, penulis mendapatkan banyak
bimbingan dan dukungan dari banyak pihak, baik secara langsung maupun tidak
langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
banyak terima kasih kepada semua pihak yaitu :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa, dukungan dan kasih sayang
sampai saat ini.
2. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. selaku dosen pembimbing, yang telah memberikan
banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan
skripsi ini.
3. Prof. Dr. Dyah Roeswitawati, Ir., MS. selaku dosen pembimbing, yang
telah memberikan banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian
maupun penulisan skripsi ini.
4. Ir. Sufianto, MM. selaku dosen penguji, yang telah memberikan banyak
bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan skripsi
ini.
5. Dr. Drs. Harun Rasyid, MP. selaku dosen penguji, yang telah memberikan
banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian maupun penulisan
skripsi ini.
6. Seluruh Staf Laboratorium Bioteknologi UMM, atas semua masukan
selama proses penelitian.
Penulis menyadari masih banyaknya kesalahan dan kekurangan dalam
penulisan laporan ini. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima
dengan baik segala kritik ataupun saran untuk perbaikan laporan ini. Semoga
laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak sebagaimana mestinya.
Malang, 1 Februari 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iii
DAFTAR TABEL...........................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. vii
RINGKASAN ................................................................................................. viii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .....................................................................................
1
1.2. Tujuan...................................................................................................
2
1.3. Rumusan Masalah ................................................................................
3
1.4. Hipotesis ...............................................................................................
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peranan Endofit Dengan Tanaman Bakteri ..........................................
4
2.2. Potensi Bakteri Endofit Sebagai Pupuk Hayati (biofertilizer) .............
6
2.3. Bakteri Endofit Pada Padi ....................................................................
7
2.4. Mekanisme Ketahanan Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan .....
8
2.5. Pengaruh Fisiologis Dan Morfologis Tanaman Terhadap Cekaman
Kekeringan ...........................................................................................
10
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat .............................................................................
12
3.2. Alat dan Bahan ...................................................................................
12
3.3. Metode Pelaksanaan Penelitian..........................................................
12
3.3.1. Sterilisasi Alat Dan Bahan .......................................................
12
3.3.2. Pembuatan Media Dan Sterilisasi Media .................................
13
3.3.2.1. Media Cair Lactose Broth (LB) ..........................................
13
3.3.2.2. Media Padat Lactose Broth (LB) .......................................
14
3.3.2.3. Pembuatan Media M63 + Nacl ...........................................
14
3.4. Inokulasi Bakteri Endofitik Padi Pada Media Cair LB ......................
14
3.5. Pemurnian Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media Padat LB .......
15
3.6. Uji Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi ................................
15
3.7. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan MenggunakanGas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) ...................................................
16
3.8. Pembuatan Preparat dengan Metode Pewarnaan Gram .....................
17
3.9. Uji BD BBL Crystaltm Identification Sytem Enteric/Nonfermeter ID
Kit ......................................................................................................
18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian ..................................................................................
20
4.1.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi Pada Cekaman
Osmotik (kekeringan) ...............................................................
20
4.1.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan Gas
Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)..........................
25
4.1.3. Identifikasi Bakteri Dengan Metode Pewarnaan Gram dan BD
BBL CrystalTm Identifikasi System Enteric/Nontermeter ID Kit.. 33
iii
4.2. Pembahasan........................................................................................
4.2.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi .................................
4.2.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan Gas
Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)..........................
4.2.3. Identifikasi Bakteri Dengan Metode Pewarnaan Gram dan BD
BBL CrystalTm Identification Systems Enteric/Nonfermeter ID
Kit .............................................................................................
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................................
5.2. Saran ..................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
LAMPIRAN ....................................................................................................
iv
34
34
35
41
43
44
45
50
DAFTAR TABEL
Tabel
Teks
1
2
Identifikasi Pada 5 Isolat Bakteri Endofit ..........................................
Jenis Dan Konsentrasi Hormon Pertumbuhan Serta Senyawa
Organik Isolat Bakteri Endofitik Pada Padi .......................................
v
Halaman
22
23
DAFTAR GAMBAR
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Teks
Halaman
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 Standar .......................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 + 0,25 G Nacl ..................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media M63
+ 0,5 G Nacl .........................................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 +0,75 G Nacl ..............................................................................
Pola Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi Pada Media
M63 + 1 G Nacl ..................................................................................
Konsentrasi Trigonelline Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Pyridoxine Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Indole 3 Acetic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Indole 3 Butyric Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Kinetin Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...............
Konsentrasi Pantothenic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Pantothenic Acid Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Dehydrovomofoliol Dalam 5 Isolat Bakteri
Endofitik Padi .....................................................................................
Konsentrasi Nicotinamine Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik
Padi .....................................................................................................
Konsentrasi Tricin Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi .................
Konsentrasi GA3 Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...................
Konsentrasi GA1 Dalam 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi ...................
Konsentrasi Riboflavin 5 Isolat Bakteri Endofitik Padi .....................
vi
18
19
20
21
22
24
25
25
26
26
27
27
28
29
29
30
30
31
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
2
3
4
4
5
Teks
Halaman
Komposisi Media Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi ............
Kondisi GC-MS Yang Digunakan ....................................................
Dokumentasi Hasil Penelitian ....................................................
Tabel Analisa Ragam Nilai OD Isolat Bakteri Endofitik Padi
Pada Media M63 + NaCl ............................................................
Tabel Chromatogram Resume Report ............................................
Chromatogram Result .................................................................
50
vii
52
53
56
58
61
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 2015. Niacin and pyredoxine.http://www.ncbi.nlm.nih.gov. diakses
pada tanggal 30 Juli 2015.
Asis, C.A., Adachi, K., 2003. Isolation of endophytic diazotroph Pantoea
agglomerans and nondiazotroph Enterobacter asburiae from sweet
potato stem in Japan. Lett. Appl. Microbiol. 38, 19–23.
Barac T, Taghavi S, Borremans B, Provoost A, Oeyen L, Colpaert JV, et al. 2004.
Engineered endophytic bacteria improve phytoremediation of watersoluble, volatile, organic pollutants. Nat Biotechnol. 2004;22:583–588.
Bergersen, F. 1980. Methods for evaluating biological nitrogen fixation.
Chichester, UK: John Wiley and Sons.
Boddey RM et al. 1995. Biological nitrogen fixation associated with sugarcane
and rice: Contributions and prospects for improvement. Plant Soil
174:195-209.
Budiman A, 2000. Pengaruh Hormon IBA terhadap Pertumbuhan Stek
Shorea balangeran Korth. Pada Medium Air (Water Rooting System).
(Online), (http://library.fordamof.org/libforda/data_pdf/hormon%20iba.pdf
Diakses tanggal 3 Desember 2015).
Cavalcante V.A., J. Dobereiner. 1988. A new acid-tolerant nitrogen-fixing
bacterium associated with sugarcane Plant Soil., 108, pp. 23–31.
Dong Y, Iniguez AL, Ahmer BM, Triplett EW. 2003. Kinetics and strain
specificity of rhizosphere and endophytic colonization by enteric
bacteria on seedlings of Medicago sativa and Medicago truncatula. Appl
Environ Microbiol 69:1783-1790.
Dong Z., M. J. Canny, M. E. McCully, M. R.Roboredo,C. F. Cabadilla,E.
Ortegaand R. Rodes. 1994. Nitrogen-FixingEndophyte of Sugarcane
Stems (A New Role for the Apoplast).Plant Physiology.105:1139-1147.
Downing, K.J., and J.A.Thomson. 2000. Introduction of serratia marcescens
chiagen into an endophytic colonization by enteric bacteria on
seedings of medicago sativa and medicago truncatula. Applied andervir
an mental , microbiology 69 (3): 1783-1790.
Herz, W. and Bruno, M. 1986. Phytochem. 25(8):1913-1916
45
46
Huttly AK and Phillips AL. 2003. Gibberellin-regulated plant genes. Physiol
Plant. 1995;95:310–317.
Islami, T., dan W. H. Utomo, 1995. Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP
Semarang Press. 297 halaman.
James E.K., F.L. Olivares, A.L.M. de Oliveira, F.B. dos Reis Jr., L.G. da Silva,
V.M. Reis. 2001. Further observations on the interaction between sugarc
ane and Gluconacetobacte rdiazotrophicus under laboratory and greenhouse conditions J. Exp. Bot., 52, pp. 747–760
Kaplan F, Kopka J, Haskell DW, Zhao W, Schiller KC, Gatzke N, Sung DY, Guy
CL 2004 Exploring the temperature stress metabolome of Arabidopsis.
Plant Physiol 136:4159–4168
Kirchhof, G., V.M. Reis, J.I. Baldani, B. Eckert, J. Dobereiner, and A. Hartman.
1997. Occurrence, physiological, and molecular analysis of
endophytic diazotrophic bacteria in gramineous energy plants. Plant
and Soil 194:45-55.
Kloepper, J.W.1993. Plant Growth Promoting Rhizobacteria as Biological
Control Agens. In Soil Microbial EcologyAplication in Agricultural an
d Environm ental Management, F.B. Metting (eds), Jr. Marcel Dekker,
New York. 255-268.
Kramer, P.J. 1983. Water Relations of Plants. Academic Press Inc, Orlando,
Florida. P. 342 – 389.
Kuklinsky-Sobral, J., Araujo, W.L., Mendes, R., Geraldi, I.O., Pizzirani-Kleiner,
A.A., et al, 2004. Isolation and characterization of soybean-associated
bacteria and their potential for plant growth promotion. Environ.
Microbiol. 6, 1244–1251.
Lay, B.W., 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. Jakarta:Rajawali
Lee, S., Sevilla, M., Meletzus, K.T., Oliveira, A., Operlova, L., Nawroth, R.,
Baldani, I. and Kennedy, C. 1998. Analysis of nitrogen fixation and
regulatory genes in the sugarcane endophyte Acetobacter diazotrophi
cus. In "Nitrogen Fixation with Non-Legumes". Proceedings of the 7th
International Symposium on Nitrogen Fixation with Non-Legumes".
Malik, K.A., Mirza, M.S. and Ladha, J.K. (edts.). Kluver Academic
Publishers, Dordrecht. pp.11-19.
Levitt, J. 1980. Responses of plants to environmental stresses: Water,
radiation, salt, and other stresses. Vol. II. New York, Academic Press.
47
Mahaffee WE, Kloepper JW, Van Vuurde JWL, Van der Wolf JM & Van den
Brink M. 1997. Endophytic colonization of Phaseolus vulgaris by
Pseudomonas fluorescens strain 89B-27 and Enterobacter asburiae
strain JM22. In Improving Plant Productivity by Rhizosphere
Bacteria. MH Ryder, PM Stephens & GD Bowen (ed), Melbourne:
Common wealth Scientific and Industrial Research Organization. p
180.
Mayer, R.R., Cherry, J.H. and Rhodes, D. (1990) Effects of heat shock on amino
acid metabolismofcowpea cells. Plant Physiol. 94, 796-810.
McInroy, J.A., Kloepper, J.W., 1995. Survey of indigenous bacterial
endophytes from cotton and sweet corn. Plant Soil 173, 337–342.
Mujibur, M.R. 2013. Isolasi dan Uji Potensi Bakteri Endofit dari Empat Jenis
Tanaman Padi dalam Menambat N dan Mensintesis Hormon IAA
Ekstraseluler. [Skripsi] Malang. Fakultas Pertanian-Peternakan.
Universitas Muhammadiyah Malang.
Muthukumarasamy R, Revathi G, Seshadri S, Lak shminarasimhan C.2002.
Gluconacetobacter diazotrophicus (syn.Acetobacter diazotrophicus),
a promising diazotrophic endophyte in tropic.CurrSci83:137-145
O’Callaghan, K.J., Stone, P.J., Hu, X., Griffiths, D.W., Davey, M.R., Cocking,
E.C., 2000. Effects of glucosinolates and flavonoids on colonization of
the roots of Brassica napus by Azorhizobium caulinodans ORS571.
Appl. Environ. Microbiol. 66, 2185–2191.
Oliveira A.L.M., S. Urquiaga, J. Döbereiner, J.I. Baldani. 2002. The effect of
inoculating endophytic N2 fixing bacteria on micropropagated
sugarcane plants. Plant Soil, 242, pp. 205–215
Prakamhang, Janpen. 2007. Microbial Communities and Their nifh Gene
Expression in Rice Endophytic Diazotroph Bacteria . A Thesis Submitt
ed in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master
of Science in Biotechnology Suranaree University of Technology Thailand
Pratiwi, A. 2009. Pengaruh Faktor Fisika Dan Kimia Terhadap Mikroba
Laut. http://www.scribd.com/doc/50076130/Pengaruh-faktor-fisika-dankimia-terhadap-mikroba-laut. Di akses pada 27 Maret 2011.
Purwani, Eni dan Ambarwati. 2013. Modul praktikum mikrobiologi pangan.
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta
Radji, Maksum. 2005. Peranan Bioteknologi dan Mikroba Endofit Dalam
Pengembangan Obat Herbal. Majalah Ilmu Kefarmasian, 3: p. 113-126.
48
Rao, N. S. S. 1982. Advances in Agricultural Microbiology. Bombay: Oxford
and
IBH Publishing Co.
Rathinasabapathi, B., Sigua, C.A., Ho, J. and Gage, D.A. (2000) Osmoprotectant
β-alanine betaine synthesis in the: S-adenosyl-L-methionine dependent
N- of β-alanine to its betaine is via N-methyl and N, N-dimethyl βalanines. Physiol. Plant. 109, 225-231.
Rismunandar. 1999. HormonTanamandanTernak. Jakarta: Penebar Swadaya.
Rizhsky, L., Liang, H., Shuman, J., Shulaev, V., Davletova, S. and Mittler, R.
(2004) When defense pathwayscollide. The response ofArabidopsis to
a combination of drought and heat stress. Plant Physiol. 134, 16831696.
Roberts, D. L.; Heckman, R. A.; Hege, B. P.; Bellin, S. A. Chem. J. Org..1968,
33, 3566–3569.
Rochiman dan Harjadi. 1973. Pembiakan Vegetatif. Departemen Agronomi.
Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Rolfe MD, Rice CJ, Lucchini S, Pin C, Thompson A, Cameron ADS, Alston M,
Stringer MF, Betts RP, Baranyi J, Peck MW, Hinton JCD. 2012. Lag
phase is a distinct growth phase that prepares bacteria for exponential
growth and involves transient metal accumulation. J Bacteriol. 194
(3):686-701.
Salisbury, F.B. andC.W. Ross. 1992. Plant Physiology. 4th edition. Wadswoth
Publishing Co.
Saut, L. 2002. Pengaruh Perlakuan Perendaman Benih dalam Larutan GA3
dan Shiimarocks terhadap Viabilitas Benih Tomat (Lycopersiconescul
entum Mill.), Terung (Solanum melongena L.) dan Cabai (Capsicum
annuum L.). [Skripsi]. Jurusan Budi Daya Pertanian. Fakultas Pertanian.
Institut Pertanian Bogor.
Shofiana, A., Y.S. Rahayu., L.S. Budipramana. 2013. Pengaruh Pemberian
Berbagai Konsentrasi Hormon IBA (Indole Butyric Acid) terhadap
Pertumbuhan Akar pada Stek Batang Tanaman Buah Naga
(Hylocereusundatus). Lentera Bio Vol. 2 No. 1 Januari 2013:101–
105.
Taghavi S, Garafola C, Monchy S 2009. Gienome Survey And
Characterization
Of Endophytic Bacteria Exhibiting A Beneficial
Effect On Growth And Development Of Poplar Trees. Appl
Environ Microbiol 75: 748-757.
49
Tarabily, K., A. H. Nassar., K. sivasithamparam. 2003. Promotion Of Plant
Growth by An Auxin-Producing Isolate Of The Yeast Williosis
Saturnus Endophytic in Maize Root. The Sixth U. A. E University
Research Conference. 60-69.
Triplett, E.W., 1996. Diazotrophic endophytes: progress and prospects for
nitrogen Fixation in monocots. Plant Soil 186, 29–38.
Waluyo, L. 2011. Mikrobiologi Umum : EdisiRevisi. Malang: UMM Press.
Wattimena GA, NA. Matjik, E. Syansudin, NMA. Wendi, A. Gunawan. 1992.
Bioteknologi Tanaman. Bogor : Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman,
Pusat Antar Universitas Bioteknologi-IPB. Direktorat Jendral Pendidikan
dan Kebudayaan.
Widawati, S dan Muharam, A. 2012. Uji Laboratorim Azospirillum sp. yang
Diisolasi dari Beberapa Ekosistem. J. Hort. 22(3):258-267
Zinniel DK, Lambrecht P, Beth Harris N, Feng Z, Kuczmarski D, Higley P,
Ishimaru CA, Arunakumari A, Barletta RG, Vidaver AK. 2002. Isolation
and characterization of endophytic colonizing bacteria from
agronomic
crops and prairie plants. Appl Environ Microbiol.
68(5):2198-2208.
Zulkarnain. 2009. Kultur Jaringan Tanama., Solusi Perbanyakan Tanaman
Budidaya. PT. Bumi Aksara. Jakarta.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pertanian saat ini sangat bergantung pada penggunaan bahan-bahan kimia
diantaranya pupuk sintetis, fungisida dan pestisida yang ditujukan untuk
meningkatkan hasil pertanian. Penggunaan pupuk kimia ini apabila dilakukan
dalam waktu yang lama akan mengakibatkan dampak negatif pada lingkungan.
Misalnya, terjadinya pencemaran pada lingkungan serta dapat merusak kesuburan
tanah. Petani kebanyakan menggunakan pupuk kimia untuk mengembalikan
kesuburan tanah tersebut dengan takaran dosis yang berlebihan sehingga terjadi
pemborosan energi dan mikroorganisme yang tidak berfungsi. Salah satu upaya
untuk mengurangi penggunaan bahan kimia dapat dilakukan dengan pemanfaatan
bakteri endofit sebagai agensi pupuk hayati dari tanaman yang dapat
mengembalikan hasil produk optimum dan menjaga kesuburan tanah.
Pupuk hayati merupakan suatu bahan amandemen yang mengandung
mikroorganisme bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas
hasil tanaman, melalui peningkatan aktivitas biologi yang akhirnya dapat
berinteraksi dengan sifat-sifat fisik dan kimia media tumbuh (tanah).
Mikroorganisme yang umum digunakan sebagai bahan aktif pupuk hayati ialah
mikroba penambat nitrogen, pelarut fosfat dan pemantap agregat (Rao, 1982). Salah
satu hal yang harus dicermati dalam pemanfaatan pupuk hayati adalah pola interaksi
yang terjadi antara bakteri indofit dengan tanaman inangnya.
1
2
Kirchhof et al. (1997) mengusulkan bahwa untuk mengetahui pola interaksi
bakteri endofit dengan tanaman perlu dipahami mekanisme interaksinya. Interaksi
antara bakteri endofit dengan tanaman padi merupakan bentuk asosiasi baru yang
berpotensi dapat mengacu penggunaan bakteri endofit sebagai agensi hayati. Pola
interaksi tersebut belum banyak diteliti sehingga masih banyak aspek yang belum
diketahui mengenai potensi dan mekanisme bakteri endofitik tersebut pada tanaman
padi. Hasil penelitian Mujibur (2013), sebelumnya telah diperoleh 32 isolat baketri
endofit padi dari beberapa varietas padi. Bakteri tersebut berpotensi sebagai agensia
pupuk hayati pada tanaman padi beras merah, beras hitam, mentik wangi dan ketan
merah. Bakteri tersebut tersebar pada bagian akar, batang, daun dan biji tanaman
padi dengan berbagai morfologi koloni. Namun dalam penelitian tersebut belum
dikaji potensinya sebagai pupuk hayati (biofertilizer), mekanisme interaksinya
terhadap tanaman padi dan teknologi produksi sebagai pupuk hayati. Hal tersebut
sangat penting dilakukan sebagai acuan dalam pengembangan bakteri tersebut
sebagai pupuk hayati. Oleh karena itu, penelitian ini dimaksudkan untuk
memperoleh isolat unggul bakteri endofit padi serta mengkaji beberapa aspek
tersebut dan merakit mekanisme yang berpotensi sebagai pupuk hayati yang siap
digunakan oleh petani.
1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menguji isolat bakteri endofit sebagai agensi
pupuk hayati (biofertilizer) pada tanaman padi yang toleran terhadap kekeringan.
3
1.3. Rumusan Masalah
Bakteri endofitik padi adalah bakeri yang dapat hidup dan diisolasi dari
jaringan padi, dan belum diketahuai keadannya dalam menghasilkan fitohormon
dan kemampuan toleranya terhadap cekaman osmotik (kekeringan).
1.4. Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini diduga isolat bakteri endofit terdapat dalam isolat
pada tanaman padi yang berpotensi sebagai pupuk hayati (biofertilizer) yang toleran
terhadap kekeringan.