Permasalahan 3 Tujuan 3 Hipotesis 4 Permasalahan Tujuan Penelitian Hipotesis Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Isolat Bakteri Kitinolitik Lokal

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak vi Abstrack vii Daftar Isi viii Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi Bab . 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan 3

1.4 Hipotesis 4

1.5 Manfaat 4

Bab. 2. Bahan dan Metoda 2.1. Waktu dan Tempat 5 2.2. Alat dan Bahan 5 2.3. Isolat Bakteri Kitinolitik Lokal 5 2.4. Isolasi dan Identifikasi Fungi Patogen pada Daun, 6 Ranting dan Buah Tanaman Kopi 2.5. Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik terhadap Fungi Patogen Tanaman Kopi 6 2.6. Pengamatan Struktur Hifa Fungi setelah Uji Antagonis 7 Bab 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Isolasi dan Identifikasi Fungi Patogen pada Tanaman Kopi 8

3.2 Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik terhadap Fungi Patogen Tanaman Kopi

10 3.3 Perbandingan Hifa Normal dengan Hifa Abnormal Fusarium sp. 13 Bab 4. Kesimpulan dan Saran 4.1 Kesimpulan 15 4.2 Saran 15 Daftar Pustaka 16 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Ciri-ciri Fusarium sp. pada Tanaman Kopi 9 Tabel 2. Pertambahan Zona Hambat cm Bakteri Kitinolitik terhadap 4 jenis Fusarium sp. 11 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Jenis Fusarium Tanaman Kopi 8 Gambar 2. Mikroskopis Konidia Fusarium 9 Gambar 3. Uji Antagonis Bakteri Kitinolitik terhadap Beberapa Fusarium sp. pada Hari Kesembilan 13 Gambar 4. Perbandingan Hifa Normal dengan Hifa Abnormal Fusarium sp. 14 Universitas Sumatera Utara DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Pembuatan koloidal khitin dengan cara hidrolisis parsial Rodriquez-Kabana et al., 1983 . 20 Lampiran 2. Komposisi Medium MGMC Padat 21 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Penelitian tentang kemampuan bakteri kitinolitik dalam menghambat pertumbuhan Fusarium sp. tanaman kopi telah dilakukan dari bulan Juni sampai November. Fungi patogen diisolasi dari daun, buah, ranting yang sakit tanaman kopi di Brastagi. Sedangkan isolasi, identifikasi, dan uji antagonis dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri kitinolitik dalam menghambat pertumbuhan Fusarium sp, salah satu penyebab penyakit pada tanaman kopi. Dari hasil isolasi diperoleh 4 jenis Fusarium yaitu Fusarium sp. 1, Fusarium sp. 2, Fusarium sp. 3, dan Fusarium sp. 4. Isolat-isolat bakteri kitinolitik BK07, BK08, BK09, BK13, BK14, BK15, BK16, BK17, KR05, LK08 diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi, Universitas Sumatera Utara. Uji antagonis dilakukan dalam media garam minimum kitin MGMK dengan melihat zona hambat terhadap pertumbuhan Fusarium sp. Pada hari kesembilan isolat BK15 memiliki zona hambat bakteri tertinggi dalam menghambat pertumbuhan Fusarium dengan zona hambat sebesar 2,18 cm dan isolat BK09 memiliki zona hambat terendah terhadap Fusarium sp. 4 sebesar 0,25 cm. Hasil pengamatan mikroskopis bakteri kitinolitik mengakibatkan terjadinya hifa abnormal, diantaranya hifa lisis, patah, melilit, menggulung, keriting. Kunci: bakteri kitinolitik, Fusarium, tanaman kopi Universitas Sumatera Utara THE ABILITY OF CHITINOLYTIC BACTERIA TO INHIBIT THE GROWTH OF Fusarium sp. IN COFFEE PLANT ABSTRACT A study on the ability of chitinolytic bacteria to inhibit the growth of Fusarium sp. isolated from coffee plant, has been conducted from Juni until Desember 2010. The pathogenic fungi were isolated from leaves, fruits, and branches of coffee plant in Brastagi. Whereas fungi isolation, identification and antagonistic examination were conduced in Microbiology Laboratory, Biology Department, Faculty of Mathematic and Natural Sciences, Sumatera Utara University. The purpose of this study was to investigate the chitinolytic bacteria to inhibit the growth of Fusarium sp. pathogenic in the coffee plant. The results showed that four species of Fusarium were obtained from the coffee, which were Fusarium sp. 1, Fusarium sp. 2, Fusarium sp. 3, and Fusarium sp. 4. The chitinolytic bacteria tested were BK07, BK08, BK09, BK13, BK14, BK15, BK16, BK17, KR05, LK08 obtained from Microbiology Laboratory, Department of Biology, Sumatera Utara University. The Antagonistic assay has been conducted using chitin salt minimum media. The antagonistic assay was observed after ninth days of incubation, the results showed that BK15 effective bacteria in inhibiting the growth of the Fusarium with the diameter of clear zone of 2,18 cm, mean while BK09 showed relative low ability to inhibit the growth of the Fusarium sp. 4 with the diameter of clear zone of 0,25 cm. Based on microscopic observation, the chitinolytic bacteria caused abnormal hypae such as lytic, broken, coiled, rolled, and curly hyphae. Keywords: chitinolytic bacteria, Fusarium, coffee tree Universitas Sumatera Utara

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kopi adalah spesies tanaman berbentuk pohon dan termasuk dalam famili Rubiaceae. Tanaman ini tumbuh tegak, bercabang dan dapat mencapai tinggi 12 m Danarti Najiyati, 1999. Tanaman kopi merupakan komoditas ekspor yang mempunyai nilai ekonomis yang relatif tinggi di pasaran dunia, di samping merupakan salah satu komoditas unggulan yang dikembangkan di Jawa Barat. Sudah hampir tiga abad kopi diusahakan penanamannya di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan konsumsi di dalam negeri dan luar negeri Siswoputranto, 1978. Lebih dari 90 tanaman kopi diusahakan oleh rakyat. Di dunia perdagangan dikenal beberapa golongan kopi, akan tetapi yang paling sering dibudidayakan adalah kopi arabika, robusta, dan liberika Danarti Najiyati, 1999. Penyakit tanaman menyebabkan kerusakan dan kehilangan hasil produksi tanaman akibat adanya patogen Agrios, 1996. Fungi patogen dapat masuk ke dalam badan tumbuhan melalui luka, lubang alami seperti stomata dan hidatoda, dan patogen dapat masuk langsung menembus permukaan tumbuhan yang utuh. Tanaman tertutup oleh lapisan pelindung seperti tanaman berkayu, sehingga patogen tidak dapat masuk melaui mulut hidatoda, maka patogen ini dapat masuk melalui luka. Luka dapat terjadi secara langsung atau tidak langsung seperti kegiatan manusia, hujan, atau sinar matahari yang terlalu kuat. Lubang alami yang sering dipakai sebagai jalan masuk fungi patogen adalah stomata sehingga patogen dapat menginfeksi tanaman Semangun, 1996. Faktor lain penyebab munculnya penyakit salah satunya adalah tempat tanaman tumbuh yaitu tanah. Tanah adalah medium yang dinamis sebagai tempat Universitas Sumatera Utara tanaman dan mikroorganisme hidup bersama Rao, 1994. Patogen tular tanah merupakan sekelompok mikroba pengganggu tanaman yang keberadaan dan hidupnya di dalam tanah, yang dapat menimbulkan kerugian hasil panen dalam skala besar, Persaingan sumber nutrisi di lingkungan tanah merupakan hal penting bagi keberadaan beberapa mikroorganisme dalam meningkatkan jumlah dan keaktifannya Soesanto, 2008. Di Indonesia tanaman kopi merupakan salah satu tanaman perkebunan yang penting dan termasuk komoditas ekspor. Salah satu penyakit yang terdapat dalam kopi adalah Fusarium. Organisme penyebab penyakit ini biasanya masuk melalui akar muda dan kemudian tumbuh dan berkembang sehingga akan mengkonduksi bagian pembuluh dari akar dan batang. Di bagian pembuluh batang tersumbat dan gagal menyalurkan air ke daun Miller et al., 1986. Penyakit ini juga menyebabkan kerugian yang sangat besar pada perkebunan kopi di Afrika Okeniyi, 2007. Usaha masyarakat untuk mengatasi serangan fungi patogen seperti Fusarium ini banyak menggunakan fungisida. Petani cenderung menggunakan pestisida sintetis secara berlebihan sehingga mendorong petani kurang mencari alternatif pengendalian penyakit ini, menyebabkan serangan penyakit ini semakin berkembang. Penggunaan pestisida kimia sintetis yang semakin mengkhawatirkan dan didukung dengan permintaan produk yang aman dan sehat untuk konsumen, maka perlu suau alternatif. Salah satu alternatif pengendalian yang dapat dilakukan untuk menekan populasi fungi Fusarium ini adalah dengan mengembangkan pengendalian secara hayati Yusriadi, 2004, dan berpotensi untuk dikembangkan Nigam Mukerji, 1988, serta mampu berperan sebagai biopestisida. Pengaruh agen pengendali hayati terhadap tanaman yaitu kemampuannya melindungi dan mendukung pertumbuhan tanaman Soesanto, 2008. Banyak cara pengendalian yang dilakukan namun belum berhasil untuk menekan perkembangan patogen tersebut. Machmud et al., 2002 telah mengoleksi lebih dari 250 isolat alami berbagai mikroba antagonis yang potensial dikembangkan sebagai biopestisida meliputi jenis jamur, bakteri, dan mikroba kitinolotik yang mampu menekan patogen tanaman karena mampu memproduksi senyawa metabolit seperti antibiotik, atau enzim-enzim ekstraselluler yang toksik terhadap patogen Hamdan et al., 1991. Universitas Sumatera Utara Melihat kemampuan bakteri kitinolitik lokal dalam menghambat pertumbuhan patogen penyebab penyakit pada tanaman harus terus dilakukan. Salah satunya adalah dengan melakukan uji antagonis antara bakteri kitinolitik dengan Fusarium sp. penyebab penyakit tracheomycosis pada tanaman kopi dan melihat pengaruhnya terhadap perkembangan hifa fungi tersebut. Berdasarkan hasil survei lapangan dan pengumpulan informasi dari masyarakat sekitar, petani kopi biasanya menggunakan pestisida untuk membunuh serangan hama dan penyakit, namun adakalanya para petani menebang pohon kopi yang dianggap tidak memberikan hasil lagi, bahkan membiarkan begitu saja dan menganggap penyakit tersebut tidak berbahaya bagi tanaman lainnya. Telah banyak dilakukan penelitian tentang kemampuan bakteri kitinolitik, diantaranya adalah isolat LB01, LK01, KR05, LK03 dan KR03 mampu menghambat pertumbuhan P. citrinum dan isolat DS01, LK01, LB02, KR03 dan LK03 mampu menghambat fungi F. semitectum dan G. boninense Suryanto Munir, 2006 dan mampu menghambat fungi F. oxysporum penyebab layu Fusarium pada kecambah cabai merah Patonah, 2008, sehingga diperlukan pengujian dengan memanfaatkan isolat bakteri kitinolitik yang potensial untuk mengendalikan fungi patogen Fusarium sp. pada tanaman kopi.

1.2 Permasalahan

Fusarium sp. merupakan patogen penyebab penyakit tracheomycosis pada tanaman kopi, sehingga perlu dilakukan pengujian dengan menggunakan bakteri kitinolitik lokal yang diduga mampu menghambat pertumbuhan Fusarium sp.

1.3 Tujuan Penelitian

Mengetahui kemampuan bakteri kitinolitik lokal dalam menghambat pertumbuhan Fusarium penyebab penyakit tracheomycosis pada tanaman kopi yang tumbuh di Brastagi. Universitas Sumatera Utara

1.4 Hipotesis

Bakteri kitinolitik memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan Fusarium yang diisolasi dari tanaman kopi sehingga dapat digunakan sebagai agen pengendali hayati.

1.5 Manfaat

Dapat dikembangkan sebagai agen biokontrol pada fungi patogen tanaman kopi dan sebagai sumber informasi untuk penelitian selanjutnya. Universitas Sumatera Utara

BAB 2 BAHAN DAN METODE

2.1. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juni sampai November tahun 2010 bertempat di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Sampel tanaman sakit diambil di daerah Brastagi.

2.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cawan Petri, tabung reaksi, rak tabung reaksi, cork borer, Erlenmeyer, spatula, jarum ose, bunsen, beaker glass, pro pipet, pipet serologi, gelas ukur, kertas saring, corong, autoclave, stirer, hot plate, inkubator, cutter, label tempel, vortex, jangka sorong, timbangan analitik. Bahan- bahan yang diperlukan adalah bakteri kitinolitik, akuades, media potato dextrose agar PDA, potato dextrosa broth PDB, koloidal kitin, larutan Mc Farland, kertas cakram, HCl 10N, larutan garam K 2 HPO 4, KH 2 PO 4, MgSO 4. 7H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4, MnCl 2 , dan agar-agar powder.

2.3 Isolat Bakteri Kitinolitik Lokal

Isolat bakteri kitinolitik yang digunakan adalah koleksi Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, yang merupakan bakteri tanah dengan kode BK07, BK08, BK09, BK13, BK14, BK15, BK16, BK17, KR05, LK08, yang diremajakan pada media koloidal kitin dengan pH Universitas Sumatera Utara 6,8 dan diinkubasi pada suhu 30 o C. Pembuatan koloidal kitin dilakukan dengan cara hidrolisis parsial menurut Rodriquez-Kabana et al., 1983. Proses pembuatan dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 19. 2.4 Isolasi dan Identifikasi Fungi Patogen pada Tanaman Kopi Pengambilan sampel tanaman terserang fungi pada tanaman kopi dilakukan di Brastagi, Kabupaten Karo. Sampel tanaman yang terserang daun, pucuk, ranting, dan buah dimasukkan ke dalam plastik yang sudah diberi alkohol 70 kemudian dibawa ke Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Daun, pucuk, ranting, dan buah dipotong sebesar 3 cm dan dimasukkan ke dalam cawan petri berisi media PDA, ditutup dan diinkubasi selama 2-5 hari. Hasil isolasi fungi yang berupa biakan murni, diidentifikasi berdasarkan morfologi makroskopis, kemudian dilakukan identifikasi di bawah mikroskop dengan menggunakan panduan buku identifikasi Pitt Hocking, 1997; Gandjar et al., 1999 dengan metode block square. 2.5 Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik terhadap Fungi Patogen Tanaman Biakan fungi kopi diinokulasikan pada media garam minimum kitin MGMC. Komposisi dapat dilihat pada lampiran 2 halaman 20, dengan jarak 3,5 cm dari cakram tempat inokulum bakteri pada bagian tengah. Suspensi bakteri kitinolitik yang telah dibuat dengan konsentrasi ≈ 10 8 selml Standar Mc. Farland, kemudian diambil 0,01 ml dan diteteskan di atas kertas cakram dan diinokulasikan ke dalam media di bagian pinggir, setiap jenis bakteri kitinolitik dibuat 2 titik pengulangan dalam satu cawan Petri. Biakan diinkubasi pada suhu 30 o C. Zona hambat terhadap miselia jamur kopi diamati mulai dari hari ke-2 sampai ke-9. Zona hambat dihitung dengan mengukur diameter koloni fungi yang tidak terhambat bakteri kitinolitik yang dikurangi dengan diameter koloni fungi patogen yang menjauhi isolat bakteri kitinolitik terhambat, kemudian dibagi dua Martorejo et al., 2001. Pengukuran diameter zona hambat dengan menggunakan jangka sorong. Universitas Sumatera Utara

2.6 Pengamatan Struktur Hifa Fungi Setelah Uji Antagonis