Kelimpahan dan keragaman cendawan endofit pada beberapa jenis padi di Kuningan, Tasikmalaya dan Subang, Jawa Barat
KELIMPAHAN DAN KERAGAMAN CENDAWAN ENDOFIT
PADA BEBERAPA VARIETAS PADI DI KUNINGAN,
TASIKMALAYA DAN SUBANG, JAWA BARAT
Oleh
DENI EJAR IRMAWAN
A44102007
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
ABSTRAK
DENI EJAR IRMAWAN. Kelimpahan dan Keragaman Cendawan Endofit pada
Beberapa Varietas Padi di Kuningan, Tasikmalaya dan Subang. Dibimbing oleh
SURYO WIYONO dan ABDUL MUNIF.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelimpahan dan keragaman
cendawan endofit pada beberapa varietas padi di Kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2006
sampai Januari 2007. Di setiap daerah diambil varietas padi yang berbeda.
Pengambilan sampel padi dilakukan secara sistematik, dari tiap petakan sawah
diambil 3 rumpun tanaman padi lalu diberi label. Dari setiap rumpun diambil 1-2
anakan untuk diisolasi cendawan endofitnya. Cendawan endofit yang ditemukan
kemudian dimurnikan dengan media Potato Dekstrose Agar (PDA), kemudian
diidentifikasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan varietas dan lokasi
pengambilan sampel menghasilkan variasi kolonisasi cendawan endofit yang
beragam, persentase kolonisasi varietas Sumedang 100%, IR 64 66,67%, Ciherang
64,10%, Pandan Wangi 33,33% dan Cianjur 22,22%. Berdasarkan lokasi sampel
kolonisasi cendawan endofit yang paling tinggi berasal dari tanaman padi asal
Subang 61,90%, diikuti Tasikmalaya 60,61% dan Kuningan 52,38%. Tanaman
padi asal Tasikmalaya mempunyai jumlah kolonisasi dan spesies cendawan
endofit paling tinggi yaitu 21-12, diikuti Kuningan 14-8 dan Subang 16-8.
Varietas Ciherang jumlah kolonisasi cendawan endofit dan spesiesnya paling
tinggi yaitu 28-11, diikuti IR 64 15-10, Sumedang 4-3, Cianjur 2-2 dan pandan
wangi 2-1. Berdasarkan Indeks keragaman Shanon-Wiener cendawan endofit padi
asal Tasikmalaya adalah paling tinggi (2,2403), diikuti oleh Kuningan (1,9085),
Subang (1,9062). Indeks keragaman cendawan endofit padi varietas IR 64 paling
tinggi yaitu (2,2111), diikuti Ciherang (1,8832), Sumedang (1,0397), Cianjur
(0,6931) dan Pandan Wangi (0). Cendawan endofit yang paling sering
mengkolonisasi pelepah batang padi pada penelitian ini ialah Nigrospora sp.
KELIMPAHAN DAN KERAGAMAN CENDAWAN ENDOFIT
PADA BEBERAPA VARIETAS PADI DI KUNINGAN,
TASIKMALAYA DAN SUBANG, JAWA BARAT
DENI EJAR IRMAWAN
A44102007
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada
Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul
Nama
NRP
: Kelimpahan dan Keragaman Cendawan Endofit pada Beberapa
Varietas Padi di Kuningan, Tasikmalaya dan Subang
: Deni Ejar Irmawan
: A44102007
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc.Agr.
NIP. 132 002 572
Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc
NIP. 131 841 756
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Tasikmalaya, Propinsi Jawa Barat pada
tanggal 30 September 1983, merupakan anak kesatu dari tiga bersaudara keluarga
Bapak Hadis dan Ibu Wiwin. Pada tahun 1999-2002 penulis menempuh
pendidikan di SMU Negeri I Singaparna. Pada tahun 2002 penulis melanjutkan
pendidikan ke Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI sebagai
mahasiswa Program Studi Hama dan Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan
Penyakit Tumbuhan.
Selama di IPB penulis aktif di Departemen SDM HIMASITA IPB periode
2002-2003, Ketua Forum Komunikasi Komti BEM Faperta IPB periode 20022003. Selain itu, penulis pernah ditunjuk sebagai asisiten praktikum mata kuliah
Biologi Patologi Tumbuhan bagian cendawan.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas limpahan
Rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Shalawat dan salam semoga tetap tercurah kepada Rasulullah SAW, keluarga,
sahabat, serta umatnya sampai akhir zaman. Skripsi ini disusun sebagai tugas
akhir penulis dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Hama dan
Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian,
Institut Pertanian Bogor. Dengan terselesaikannya penulisan skripsi ini penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc.Agr. sebagai dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan pengarahan dan penjelasan dalam penyelesaian tugas
akhir ini.
2. Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc sebagai dosen pembimbing II yang banyak
memberikan pengarahan serta bantuan dana sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan cepat.
3. Prof. Dr. Ir Utomo Kartosuwondo, MS sebagai dosen pembimbing akademik
yang telah membimbing penulis selama ini.
4. Dr. Ir. Widodo, M.Sc yang telah membantu penulis untuk kembali studi di
IPB.
5. Dra. Dewi Sartiami, M.Si sebagai dosen penguji tamu.
6. Bapak dan Mamah serta adik-adik tercinta.
7. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis dan semua pihak
yang berkepentingan.
Bogor, Maret 2007
Deni
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
ix
PENDAHULUAN ...................................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................................
Manfaat Penelitian..........................................................................
1
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA..........................................................................
Definisi dan Biologi Endofit ..........................................................
Ekologi dan Persebaran Endofit .....................................................
Fisiologi Endofit.............................................................................
Kelimpahan dan Keragaman Endofit Tanaman .............................
Cendawan Endofit Sebagai Agens Biokontrol...............................
Potensi dan Peluang Cendawan Endofit.........................................
4
4
4
6
7
8
9
BAHAN DAN METODE .......................................................................
Waktu dan Tempat .........................................................................
Bahan dan Alat ...............................................................................
Pelaksanaan Penelitian ..................................................................
Survei dan Pengambilan Sampel...........................................
Isolasi dan Pemurnian Cendawan Endofit ............................
Induksi Sporulasi Cendawan Endofit ....................................
Identifikasi Cendawan Endofit ..............................................
Metode Pengamatan .......................................................................
Keragaman dan Kelimpahan Cendawan Endofit ...........................
10
10
10
10
10
11
11
11
12
13
HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................
Kondisi Umum Penelitian ..............................................................
Masalah Hama Tanaman Padi........................................................
Kelimpahan Cendawan Endofit ....................................................
Persebaran Kolonisasi Cendawan Endofit ............................
Dominasi Spesies ..................................................................
Keragaman Cendawan Endofit dan Varietas .................................
Keragaman Cendawan Endofit dan Lokasi....................................
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Budidaya ..........
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Curah Hujan.....
Peranan Cendawan Endofit ............................................................
14
14
14
15
16
16
19
20
21
22
23
KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................
Kesimpulan.....................................................................................
Saran ...............................................................................................
25
25
25
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
26
LAMPIRAN ............................................................................................
29
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
2
3
4
Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas padi..........................................................................................
17
Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada tiga
lokasi di Jawa Barat..............................................................................
17
Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas padi..........................................................................................
18
Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada tiga
lokasi di Jawa Barat..............................................................................
18
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Persentase kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi dari lima
varietas tanaman padi ..........................................................................
30
Persentase kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi pada tiga
lokasi di Jawa barat ..............................................................................
30
Persentase total kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi dari
lima varietas tanaman padi ..................................................................
31
Persentase total kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi
pada tiga lokasi di Jawa barat...............................................................
32
Jumlah contoh yang dikolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas tanaman padi ...........................................................................
31
Jumlah contoh yang dikolonisasi cendawan endofit dari tiga
lokasi di Jawa Barat .............................................................................
32
Budidaya pada lima varietas tanaman padi di tiga Kabupaten
Kuningan, Tasikmalaya dan Subang ....................................................
33
Rata – rata curah hujan Dasarian periode 1971 – 2000
(millimeter) zona prakiraan iklim di Indonesia ....................................
34
Koloni Aspergillus sp ...........................................................................
35
10 Aspergillus sp (Mikroskopik)...............................................................
35
11 Koloni Curvularia sp ...........................................................................
35
12 Curvularia sp (Mikroskopik) ...............................................................
35
13 Koloni Fusarium sp..............................................................................
35
14 Fusarium sp (Mikroskopik) .................................................................
35
15 Koloni Nigrospora sp 1........................................................................
36
16 Nigrospora sp 1 (Mikroskopik)............................................................
36
17 Koloni Nigrospora sp 2........................................................................
36
18 Nigrospora sp 2 (Mikroskopik)............................................................
36
19 Koloni Nigrospora sp 3........................................................................
36
2
3
4
5
6
7
8
9
20 Nigrospora sp 3 (Mikroskopik)............................................................
36
21 Koloni Nigrospora sp 4........................................................................
36
22 Nigrospora sp 4 (Mikroskopik)............................................................
36
23 Koloni Monillia sp ...............................................................................
37
24 Monillia sp (Mikroskopik) ...................................................................
37
25 Koloni Penicillium sp 1........................................................................
37
26 Penicillium sp 1 (Mikroskopik)............................................................
37
27 Koloni Pyricularia sp 2........................................................................
37
28 Pyricularia sp 2 (Mikroskopik)............................................................
37
29 Koloni Trichoconis sp 2 .......................................................................
37
30 Trichoconis sp 2 (Mikroskopik) ...........................................................
37
31 Koloni Penicillium sp 2........................................................................
38
32 Koloni Mastigosporium........................................................................
38
33 Koloni Sporobolomyces sp 2................................................................
38
34 Sporobolomyces sp 2 (Mikroskopik)....................................................
38
35 Koloni Cephalosporium sp .................................................................
38
36 Cephalosporium sp (Mikroskopik) .....................................................
38
37 Koloni Monocillium sp.........................................................................
38
38 Monocillium sp (Mikroskopik).............................................................
38
39 Deskripsi Varietas ................................................................................
39
40 Koleksi Plasma Nutfah Asal Jawa Barat..............................................
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Beras adalah makanan pokok bagi separuh umat manusia. Penduduk Asia
memproduksi dan mengkonsumsi 90% beras dari hasil padi yang ditanam. Beras
merupakan makanan pokok dan sumber karbohidrat yang paling banyak
dikonsumsi di dunia. Selain itu, beras menyediakan 70-80% kalori dan 40-70%
protein (Fagi et al 2001). Daerah yang mengkonsumsi beras menyebar dari negara
Asia, kemudian ke negara lain seperti benua Eropa, Australia dan Amerika yang
mengkonsumsi beras dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada negara Asia
(Siregar 1981). Sejalan dengan pertumbuhan jumlah penduduk, pada tahun 2025
Asia diperkirakan harus meningkatkan produksi padinya sebesar 50% untuk
mempertahankan tingkat konsumsi saat ini. Luas lahan untuk menanam padi
semakin berkurang khususnya di daerah dekat perkotaan, tenaga kerja yang
bergerak dibidang pertanian semakin sedikit dan persediaan air semakin terbatas
(Cantrell 2001).
Usaha untuk meningkatkan produksi padi senantiasa dilakukan, terutama
untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Sampai saat ini hama dan penyakit
menjadi faktor pembatas dalam produksi padi. Serangan hama dan penyakit
merupakan salah satu kendala produksi yang selalu mengganjal target produksi.
Ledakan jenis hama terjadi silih berganti dan tidak jarang diikuti oleh munculnya
biotipe baru yang lebih ganas (Manuwoto dan Indriyani 1994).
Metode
pengendalian
hama
dan
penyakit
tanaman
mengikuti
perkembangan sistem budi daya tanamannya. Dalam sistem pertanian modern
penggunaan pestisida menjadi alterna tif pengendalian hama dan penyakit
tanaman. Namun penggunaan bahan kimia pada sistem pertanian modern
berpengaruh buruk terhadap lingkungan dan mengurangi keanekaragaman hayati
pada agroekosistem (Hoerunnisa 2006).
Secara alamiah, dalam suatu ekosistem terdapat hubungan (simbiosis)
antara suatu mikroorganisme, tanaman dan lingkungannya. Mikroorganisme yang
hidup dalam tanaman inang ada yang bersifat merugikan dan menguntungkan.
Selain itu, ada mikroorganisme yang tidak menimbulkan efek merugikan pada
2
inang tanaman, seperti organisme endofit yang dapat hidup dalam organ tanaman
dan kadang-kadang mampu mengkolonisasi dalam jaringan tanaman tanpa
menyebabkan kerusakan pada inangnya. Banyak kelompok cendawan endofit
yang mampu memproduksi senyawa antibiotik yang aktif melawan bakteri
maupun fungi patogenik terhadap manusia, hewan dan tumbuhan, terutama genus
Coniothrium dan Microsphaeropsis (Petrini 1992).
Interaksi cendawan endofit dan inang tanaman umumnya bersifat
simbiosis mutualisme. Mikotoksin yang dihasilkan cendawan endofit seperti
alkaloid pada tanaman rumput-rumputan mampu melindugi inang dari serangan
invertebrata herbivor, nematoda dan patogen. Cendawan Neotyphodium mampu
melindungi inang dari serangan vertebrata pemakan rumput (Faeth 2002). Peranan
cendawan endofit dalam melindungi inang tanaman dari serangan hama
dilaporkan tahun 1981 yaitu cendawan Phomopsis oblonga melindungi pohon
yang tinggi dari serangan kumbang Physocnemum brevilineum (Coleoptera :
Cerambycidae) (Azevedo et al 2000). Pada tahun 1985 di Perancis cendawan
Beauveria brongniartii
digunakan untuk mengendalikan hama Melolontha
melolontha (Coleoptera : Scarabaeidae) (Petrini 1992). Penemuan agens hayati
yang digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman berasal dari
kegiatan eksplorasi. Dengan demikian, eksplorasi cendawan endofit sangat
penting untuk menemukan cendawan yang potensial untuk mengendalikan
serangan organisme pengganggu tanaman padi.
3
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelimpahan dan keragaman
cendawan endofit pada beberapa varietas padi di Kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang
Manfaat Penelitian
Penelitian tentang cendawan endofit pada beberapa varietas padi di
beberapa daerah akan memberikan informasi tentang keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit untuk menemukan peranannya sebagai salah satu agens hayati
yang dapat bermanfaat dalam penelitian selanjutnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi dan Biologi Endofit
Endofit adalah semua jenis organisme yang mengkolonisasi jaringan
dalam tanaman. Kemudian definisi diperluas menjadi semua organisme yang
hidup dalam organ tanaman yang mengkolonisasi jaringan tanaman tanpa
mengakibatkan kerugian yang nyata terhadap inang tanaman. Organisme endofit
mempunyai fase epifit yang cukup panjang dan dalam perkembangan siklus
hidupnya beberapa organisme kadang – kadang menyebabkan patogenik pada
tanaman (Petrini 1992).
Secara keseluruhan siklus hidup cendawan endofit pada rumput rumputan tumbuh sebagai endofit non patogen atau epifit tanpa merusak sel inang.
Namun demikian ada spesies yang berpotensi menjadi patogen, dengan gejala
umum menyebabkan organ reproduksi menjadi mandul. Pada rumput, cendawan
endofit kadang-kadang memberi keuntungan seperti menghasilkan alkaloid dan
meningkatkan pertumbuhan vegetatif. Jadi, secara umum hubungan yang terjadi
antara cendawan endofit dan tanaman adalah menguntungkan (Siegel dan Schardl
1992).
Konsentrasi endofit yang paling tinggi terdapat dalam mahkota, batang
dan daun-daun, Sementara sedikit yang hidup dalam akar inang. Endofit
membentuk miselia yang tumbuh antara sel tanaman, sebagian besar dalam
lapisan pelindung daun dan struktur reproduktif. Ketika inang dalam bentuk
benih, endofit menginfeksi dan menyebar dari bagian tanaman lapisan luar masuk
kedalam benih. Ini menunjukan bagaimana endofit pindah dari tanama n dalam
suatu lahan produksi benih. Ketika benih berkecambah dan tumbuh, endofit
menginfeksi dan menyebar ke jaringan pertumbuhan dari inang tanaman (Moris
2001).
Ekologi dan Persebaran Endofit
Penelitian keragaman cendawan endofit pada beberapa inang tanaman
telah diketahui bahwa umumnya sebagian besar tingkat cendawan dapat hidup
dalam jaringan pada spesies inang setelah permukaannya disterilisasi. Semua
5
spesies tanaman dapat diteliti, meskipun ada pola yang berbeda dari dominasi oleh
satu atau sedikit spesies tanaman yang dapat diidentifikasi. Contoh Phyllosticta
multicorniculata sejenis palem, cendawan dalam tanaman ini berasosiasi dengan
penyakit hawar pada inang tanaman pale m serta menyebabkan gejala penyakit
pada sejenis pohon cemara. Pada umumnya keragaman spesies dari jenis populasi
endofit berhubungan dengan lokasi (Petrini 1992).
Dominasi pada spesies cendawan berbeda dari tiap lokasi meskipun ada
aturan hanya satu atau dua jenis cendawan mendominasi suatu spesies inang
tanaman, tanpa memperhatikan pada tempat sebagai sumber sampel. Petrini
(1992) meneliti bahwa tingkat dari kolonisasi cendawan pada tanaman di
Pegunungan Alpen oleh endofit sangat banyak tergantung kondisi ekologi. Angka
kolonisasi tinggi oleh endofit berkorelasi positif dengan penutupan salju abadi dan
miskin suplai nutrisi kepada inang tanaman. Sama halnya, sejumlah spesies
endofit cukup rendah pada iklim ekstrim dan mengikuti pola keadaan daerah.
Disamping itu, ada hubungan diantara ketinggian diatas permukaan laut dan
kelembaban udara serta infeksi oleh cendawan endofit (Petrini 1992).
Para ahli ekologi mengidentifikasi terdapat tiga hasil penting dari interaksi
dua spesies yang berkompetisi, antagonis (contoh parasitisme dan predator) dan
mutualisme. Banyak ina ng dan endofit berasosiasi mutualisme dimana endofit
mendapat nutrisi dan hid up, sedangkan inang tanaman mendapatkan nutrisi dalam
sistem pertahanan, pertumbuhan, dan reproduksi. Interaksi diantara endofit dan
inang tanaman mungkin juga mutualisme fakultatif tergantung dari keseimbangan
diantara hasilnya apakah merugikan dari infeksi atau menguntungkan dari
penolakan terhadap hama tanaman (Clay 1992).
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa cendawan endofit yang
bersifat komensalisme dan mutualisme lebih besar persebarannya daripada endofit
yang patogen. Parasit yang lemah menular tidak dianggap musuh yang lemah
untuk inang tanaman karena inang dapat mati sebelum parasit berhasil
memproduksi atau menginfeksi inang baru tanaman. Kemampuan endofit hanya
untuk transmisi benih, seperti cendawan Acremonium dari rumput tidak sama jika
cendawan tersebut mempunyai efek merusak yang signifikan terhadap inang
tanaman (Clay 1992).
6
Sejauh ini, tersedia informasi yang terbatas dalam kolonisasi jaringan
tanaman oleh endofit. Ada tiga mekanisme penularan endofit yaitu : 1) infeksi
pada jaringan tanaman melalui spora tepatnya mekanisme penyebaran sejumlah
endofit yang bersporulasi dengan cepat dalam inang. Sebagai contoh
adalah
Apiognomonia errabunda, meskipun cendawan ini juga ditularkan benih, 2)
Penularan melalui benih, 3) Penularan melalui serangga (Petrini 1992).
Kelimpahan cendawan endofit di alam sangat tinggi, kelimpahan
cendawan endofit dapat ditemukan pada berbagai lokasi baik di daerah tropis
maupun sub tropis serta berbagai jenis tanaman, seperti tanaman sayur-sayuran,
buah-buahan, pangan maupun tanaman hutan. Dari daerah tropis cendawan
endofit dapat ditemukan pada tanaman palem seperti Licuala ramasayi, Idriella
spp, Fusarium aquaeductum, dan lain - lain. Dari spesies lain Sabal bermudana
dan Livistona chinensis ditemukan Idriella, Aspergillus, Phomopsis, Wardomyces,
Penicillium dan lain - lain. Di Brazil, dari tanaman jeruk Citrus deliciosa dan C.
reticulata dihasilkan isolat Colletotrichum dan Guignardia. Bahkan pada tanaman
pisang Musa acuminata juga dihasilkan isolat Xylaria sp, Colletotrichum musae
dan Cordana musae. Dari daerah sub tropis pada sejenis rumput – rumputan
Dactylis glomerata ditemukan cendawan endofit spesies baru yaitu Acremonium
chilense (Azevedo et al 2000).
Fisiologi Endofit
Produksi dari enzim ekstraseluler yang melibatkan proses penetrasi dan
infeksi terutama selama degradasi dari komponen sel tanaman terseleksi adalah
ciri umum cendawan endofit. Amilase, selulase, esterase, lipase, ligninase,
pektinase, dan protease telah terdeteksi dalam banyak spesies endofit oleh uji
substrat dan uji isozyme. Kekuatan uji substrat mungkin berbeda-beda diantara
konsep isolat, tetapi umumnya polanya tetap dengan spesies yang dilihat. Konsep
isolat diberikan dari inang sama dengan aktivitas enzimnya (Petrini 1992). Selain
itu, terdapat informasi mengenai glukanase yang mula – mula diidentifikasi dari
sequen peptida pada suatu protein apoplas yang diisolasi dari infeksi permukaan
daun yang menunjukkan bahwa akumulasi enzim ditemukan dalam tanaman.
Aktivitas enzim dan asal cendawan dari 1,6 glukanase ditetapkan oleh setengah
7
pemurnian dari media penumbuh endofit dalam kultur / media penumbuh.
(Melinda et al 2002)
Cendawan endofit melakukan aktivitas fisiologi terutama pada saat ada
serangan patogen. Pengurangan keparahan penyakit secara in vivo pada penelitan
interaksi cendawan endofit dan Puccinia pada tanaman gandum menunjukkan
bahwa endofit tidak bersifat micoparasit dan tidak bersaing dalam pengambilan
karbon atau interaksi fisik dengan patogen, tetapi melindungi inang tanaman
(Dingle dan McGee 2003).
Kelimpahan dan Keragaman Endofit Tanaman
Kelimpahan dan keragaman mikroorganisme di alam sangat tinggi.
Kegiatan – kegiatan eksplorasi cendawan maupun bakteri endofit pada berbagai
inang tanaman telah menghasilkan isolat cendawan maupun bakteri yang sangat
banyak. Cendawan maupun bakteri endofit yang ditemukan dalam jaringan
maupun organ tanaman ada yang mampu menghasilkan zat alkaloid yang
menginfeksi serangga maupun herbivor (Vinton et al 2001)
Pada umumnya, penyebaran cendawan endofit berasosiasi dengan daun
sangat melimpah di daerah tropis daripada daerah sub tropis. Di hutan tropis
cendawan endofit menginfeksi 100% dalam daun Quercus emoryi di Arizona,
USA yang dihasilkan dari 30 spesies pohon dan semak belukar yang mewakili 24
famili dan 14 ordo Angiospermae. Selain itu, ditemukan sekitar 98,7% kolonisasi
cendawan endofit untuk tiga spesies sampel dalam 14 ordo Angiospermae di
daearah pulau Barro Colorado, Panama. Meskipun di daerah tropis kelimpahan
cendawan endofit lebih tinggi daripada daerah sub tropis, tetapi di daerah sub
tropis mungkin keragamannya yang lebih tinggi seperti pada daun Magnolia
grandiflora (Magnoliaceae) dihasilkan >30 spesies cendawan endofit ditemukan
dari 9 daun sampel di daerah iklim dingin, sedangkan di hutan Panama >400 jenis
mofrologi cendawan endofit ditemukan pada dua inang spesies (Arnold dan Lewis
2005).
Beberapa contoh cendawan endofit yang telah ditemukan dari bagian daun
inang tanaman di hutan lindung Iwokrama, Guyana yaitu 2492 biakan dari 2520
bagian daun, yang telah berhasil diidentifikasi ada 64 tingkatan morfologi
8
cendawan endofit seperti Colletotrichum,
Nodulisporium
mirip Xylaria,
Pestalotiopsis, Phomopsis dan lain - lain (Canon dan Simmons 2002). Dari famili
Orchidaceae, spesies Lepanthes dihasilkan isolat cendawan endofit dari isolasi
bagian akar dan daun. Isolasi dari tanaman ini didapatkan 98 isolat, 68% dapat
diklasifikasikan sampai tingkat spesies, sedangkan 32% belum bisa diidentifikasi
sampai tingkat spesies. Keragaman kolonisasi dari tiap bagian tanaman terlihat,
yaitu 12% diisolasi dari bagian akar dan daun sedangkan 67% hanya diisolasi dari
bagian belahan tanaman (Baymen et al 1997).
Cendawan Endofit Sebagai Agens Biokontrol
Dalam pengendalian penyakit, beberapa cendawan endofit mampu
mengurangi seranga n infeksi beberapa patogen. Cendawan endofit dari jenis
Chaetomium sp dan Phoma sp telah berhasil mengurangi jumlah pustul dan luas
serangan daun pada gandum yang disebabkan oleh Puccinia recondita f.sp. tritici.
Selain itu, pencucian media dari Chaetomium dan isolat Phoma sp telah
mengaktivasi reaksi pertahanan aktif dari tanaman, sehingga membatasi
persebaran dan replikasi patogen (Dingle dan Mc Gee 2003).
Selain
itu,
pada
tanaman
kentang
aktivitas
cendawan
endofit
Hetreoconium chaetospira juga mampu mengurangi penyakit akar gada sebesar
52 - 97% dan mengurangi kejadian penyakit kuning yang disebabkan oleh
Verticilium sp sebesar 47 – 67% (Narisawa et al 2000).
Kolonisasi cendawan endofit pada inang tanaman akan berpengaruh
terhadap keberadaan serangga, terutama yang memakan inang dan menjadi hama
pada inang tersebut. Keberadaan serangga Phenacoccus solani (Homoptera :
Psudococcidae) pada tanaman barley dapat ditekan secara total, sama dengan
Shipa maydis (Homoptera : Aphididae) yang menyebabkan nekrosis pada tanaman
barley. Beberapa tanaman barley yang telah diinokulasi dengan cendawan endofit
tidak mengalami kerusakan yang parah oleh serangan kutu Shipha maydis
(Homoptera : Aphididae) (Sabzalian et al 2004).
9
Potensi dan Peluang Cendawan Endofit
Sejak ditemukannya obat anti kangker dari isolasi cendawan endofit
Pestalotiopsis microspora yang mengkolonisasi sejenis pohon cemara di
Himalaya, penelitian tentang cendawan endofit semakin berkembang. Beberapa
spesies cendawan endofit diidentifikasi sebagai sumber anti kangker, anti
diabetes, insektisida dan anti kekebalan. Cendawan endofit juga mampu
menghasilkan senyawa metabolit yang berperan melindungi inang tanaman dari
kondisi lingkungan ekstrim, contohnya Curvularia sp yang ditemukan pada
tanaman di daerah gunung merapi, Amerika Serikat. Selain itu, cendawan endofit
juga melindungi inang dari serangan serangga, tungau, atau hewan lain yang
hidup dan memakan inang tanaman (Maheswari 2006)
Persentase komunitas cendawan endofit sebenarnya dalam semua spesies
tanaman mempunyai daya adaptasi pada ekologi dalam lahan penelitian dan
aplikasinya. Banyak informasi kualitatif yang sekarang ada dalam pengaturan
faktor- faktor dinamisasi dari cendawan endofit, namun hampir tidak diketahui
dampak kuantitas relatif pada masing- masing faktor dengan komunitas endofit.
Penelitian yang ditujukan untuk menjelaskan dasar biokimia dari simbiosis inang
dan endofit masih kurang (Petrini 1992).
Munculnya cendawan endofit sebagai potensi terbesar untuk agen
biokontrol, karena cendawan termasuk dalam sistem inang dan idealnya sesuai
untuk digunakan sebagai pengenalan dari gen asing dalam jaringan tanaman.
Spesies inang endofit dapat dimanipulasi dengan gen untuk memproduksi
kandungan bahan aktif yang baik bagi inangnya yaitu sejenis teknologi gen
langsung dari tanaman, misalnya sejenis bioinsektisida (Petrini 1992).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Sepetember 2006 sampai Februari
2007. Eksplorasi cendawan endofit dilakukan di lahan persawahan padi di
Kabupaten Kuningan bagian timur, Tasikmalaya bagian selatan dan Subang
bagian barat. Adapun untuk isolasi dan analisa data material dilakukan di
Laboratorium Mikologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan untuk eksplorasi cendawan ialah kantong
plastik, gunting pemotong dan label. Sedangkan bahan untuk isolasi cendawan
endofit ialah media Potato Dextrose Agar (PDA), Sporulation Medium (Smedium), pelepah batang padi, NaOCl 1% dan air steril. Adapun alat-alat yang
digunakan untuk isolasi yakni cawan petri, gelas ukur, pipet, gelas objek dan
mikroskop compound untuk identifikasi.
Pelaksanaan Penelitian
Survei dan Pengambilan Sampel
Kegiatan ini dilakukan di tiga tempat yang berbeda, yakni Kabupaten
Kuningan, Tasikmalaya dan Subang. Dari tiga tempat tersebut ditentukan lahan
yang akan diambil sampelnya, dari tiap petak lahan persawahan ditentukan 3
rumpun tanaman padi dan dari tiap rumpun diamb il 1 – 2 anakan tanaman padi.
Agar bisa bertahan lama, maka pengambilan sampel dilakukan dengan mengambil
tanaman utuh beserta akar dan tanahnya. Dari Kabupaten Kuningan diambil 21
rumpun terdiri dari : 9 rumpun varietas Ciherang, 3 rumpun varietas Sumedang
dan 9 rumpun varietas IR 64 yang masih dalam stadia vegetatif yaitu : 25 – 30
HST (hari setelah tanam), dari Kabupaten Tasikmalaya diambil 33 rumpun yang
terdiri dari : 15 rumpun varietas Ciherang, 9 rumpun varietas Cianjur dan 9
rumpun varietas IR 64, semuanya berumur antara 14 – 54 HST / masih vegetatif.
Adapun dari Kabupaten Subang dia mbil 21 rumpun yang terdiri dari : 15 varietas
11
Ciherang dari dua tempat yang berbeda dan 6 varietas Pandan Wangi dan berumur
25 – 30 HST.
Isolasi dan Pemurnian Cendawan Endofit
Isolasi cendawan endofit dilakukan dengan mengambil bagian pelepah
batang anakan padi. Batang padi dicuci terlebih dahulu pada air yang mengalir
untuk membersihkan kotoran. Kemudian bagian akarnya dipotong, lalu diambil 12 batang tanaman padi, kemudian diambil bagian pelepah batangnya dan
dipotong-potong kecil (± 1 cm), selanjutnya isolasi dikerjakan di dalam
laminarflow. Potongan – potongan pelepah batang padi (± 1 cm) disterilkan
dengan NaOCl 1% selama 1 menit untuk mematikan mikroba permukaan.
Kemudian dimasukan kedalam cawan petri yang berisi air steril dan dicuci selama
1 menit, lalu dikering-anginkan dalam suhu rua ngan. Setelah kering kemudian
ditumbuhkan dalam media PDA dan diinkubasikan selama 1 minggu pada suhu
ruangan. Media PDA dibuat dengan komposisi : agar 17 g, kentang 200 g,
dextrose 20 g dan air steril 1000 ml. Setelah 1 minggu cendawan endofit yang
tumbuh diamati dan dihitung. Pemurnian dilakukan dengan memindahkan
cendawan endofit yang tumbuh pada PDA di cawan petri ke cawan petri yang
berisi PDA yang masih kosong. Setelah diperoleh biakan murni, cendawan endofit
disimpan pada PDA yang terdapat dalam tabung reaksi.
Induksi Sporulasi Cendawan Endofit
Untuk menumbuhkan konidia dari hasil isolasi cendawa endofit yang
memiliki hifa steril, maka digunakan media sporulasi (S-Medium). Pada tahap ini
S-Medium yang terbuat dari campuran agar 7 g, CaCO3 15 g, sukrosa 10 g dan air
steril 500 ml dilarutkan dan disterilisasi dngan autoklaf pada suhu 121 0 C selama
15 menit. Hifa steril dari masing – masing cendawan endofit yang sudah murni
dipindahkan kedalam media S-Medium. Selanjutnya, agar konidia tumbuh diberi
perlakuan N-UV selama 12 jam/hari.
Identifikasi Cendawan Endofit
Cendawan endofit yang dihasilkan kemudian dihitung kelimpahannya dan
keragamannya dari setiap varietas maupun tempatnya. Cendawan endofit yang
tumbuh diambil menggunakan kaca penutup dan diletakan dalam gelas objek lalu
diamati dalam mikroskop compound. Untuk mengidentifikasi spesies cendawan
12
digunakan kunci identifikasi Barnett dan Hunter (1988) dengan bantuan dosen
pembimbing. Setelah ditemukan dan diidentifikasi kemudian didokumentasikan
dengan kamera digital.
Metode Pengamatan
Metode pengamatan pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
metode survei langsung di lapangan. Pengambilan sampel dilakukan secara
sistematik, yaitu 3 rumpun dari tiap petak sawah yang berbeda, dengan metode
pengambilan yaitu 10 – 11 rumpun dari pinggir dan di tengah-tengah petakan
sawah. Dalam penelitian ini variabel yang diukur adalah keragaman cendawan
endofit pada beberapa varietas tanaman padi, keragaman cendawan endofit pada
tiga daerah yang berbeda. Selain itu dibandingkan pula curah hujan, ketinggian
tempat dan budidayanya. Data faktor- faktor cuaca diperoleh dari laporan cuaca
dan curah hujan pada BMG tahun 2007, kondisi geografis kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang diperoleh dari Bakosurtanal tahun 2007.
13
Keragaman dan Kelimpahan Cendawan Endofit
Kelimpahan cendawan endofit tertentu pada masing – masing sampel
ditentukan dengan nilai persen kolonisasi cendawan endofit tersebut. Keragaman
cendawan endofit pada masing – masing varietas dan lokasi ditentukan dengan
jumlah spesies yang berasosiasi.
Persentase Kolonisasi Cendawan Endofit Secara Individual =
ni
x 100%
N
Dengan :
ni
: jumlah contoh yang terinfeksi cendawan endofit ke-i
N
: jumlah contoh
Persentase Kolonisasi Total Cendawan Endofit =
n
: jumlah contoh yang terinfeksi cendawan endofit
N
: jumlah contoh
n
x 100%
N
Dalam penelitian ini juga ditentukan indeks keragaman Shanon-Wiener
(Magurran 1987) yang dihitung dengan rumus sebagai berikut :
s
Indeks Keragaman Spesies (H’) = − ∑ pi ln pi
i =1
dengan
pi
: proporsi tiap spesies (n / N)
s
: spesies
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Penelitian
Lokasi penelitian berada di tiga lokasi yang berbeda : lokasi pertama di
Tasikmalaya bagian selatan tepatnya
di Desa Salawu, Kecamatan Salawu
Kabupaten Tasikmalaya. Desa Salawu memilki ketinggian 600 m dpl (di atas
permukaan laut) dengan curah hujan 3434 mm / tahun, suhu udara rata – rata
siang dan malam 26 0 C. Lokasi kedua di Kabupaten Subang bagian barat yang
berada pada ketinggian 10 m dpl, dengan curah hujan 3211 mm / tahun,
kelembaban udara antara 40 – 60% dan suhu udara rata – rata 30 – 35 0 C (siang
hari) dan 22 – 28 0 C (malam hari). Lokasi ketiga berada di Kabupaten Kuningan
yang berada pada ketinggian 120 – 222 m dpl, dengan curah hujan 1827 mm /
tahun, suhu rata – rata bulanan berkisar antara 18 – 32 0 C (Bakosurtanal 2007).
Kondisi pertanaman padi yang diamati berada pada stadia vegetatif,
berumur 14 HST, 25 – 30 HST dan 25 – 54 HST. Pada saat pengambilan sampel.
tanaman yang diamati berada pada kondisi baik, tidak terserang hama maupun
penyakit. Keadaan lokasi pengamatan di Kabupaten Kuningan dikelilingi oleh
sawah dan sebelah selatan dibatasi oleh sungai, sedangkan di Kabupaten
Tasikmalaya dan Subang lokasi pengamatan dikelilingi oleh sawah.
Masalah Hama Tanaman Padi
Beberapa hama yang ditemukan saat pengamatan langsung dan hasil
wawancara dengan petani serta menjadi masalah di lahan persawahan mereka
diantaranya di Kabupaten Subang adalah : wereng cokelat (Nilavarpata lugens)
(Hemiptera : Delphacidae), tikus (R. rattus argentiventer), pengggerek batang
padi (Scircophaga spp.) (Lepidoptera: Pyralidae), walang sangit (Leptocorisa
oratorius) (Hemiptera : Alydidae) dan belalang (Oxya sp) (Orthoptera :
Acrididae). Sedangkan di Kabupaten Kuningan hama yang menjadi masalah
utama adalah hama putih palsu (Cnaphalocrocis medinalis) (Lepidoptera:
Pyralidae) dan tikus (R. rattus argentiventer). Di Desa Salawu (Kabupaten
Tasikmalaya) permasalahan hama dan penyakit bukan kendala utama, umumnya
15
para petani di sana tidak melakukan penyemprotan pestisida, mereka lebih
mementingkan masalah pemberia n pupuk. Namun hama tikus (R. rattus
argentiventer) kadang – kadang menyerang.
Kelimpahan Cendawan Endofit
Kelimpahan dan keragaman cendawan endofit dalam mengkolonisasi inang
dipengaruhi oleh beberapa faktor diantarnya perbedaan varietas inang tanaman,
lokasi pengambilan sampel, curah hujan serta aspek budidayanya. Faktor - faktor
tersebut akan menggambarkan tinggi rendahnya tingkat kolonisasi suatu
cendawan
endofit
di
pertanaman.
Selain
itu,
dominasi
spesies
yang
mengkolonisasi inang akan berbeda dari masing- masing pengambilan sampel
(Petrini 1992).
Pada penelitian ini lima varietas sampel tanaman padi yang diisolasi
memiliki perbedaan dalam mengkolonisasi inang. Perbedaan kolonisasi total
cendawan endofit dapat dilihat pada Tabel 1. Varietas Sumedang memiliki
presentase kolonisasi yang tinggi yaitu 100% yang diikuti oleh varietas IR 64
66,67%, Ciherang 64,10%, Pandan Wangi 33,33% dan Cianjur 22,22%. Hal ini
menunjukkan bahwa pada varietas lokal / lokasi memiliki kelimpahan yang tinggi
dibandingkan dengan varietas non lokal / lokasi. Varietas IR 64 termasuk varietas
yang mempunyai tingkat kolonisasi cendawan endofit tinggi daripada varietas
Ciherang, Pandan Wangi maupun Cianjur, karena IR 64 termasuk varietas
pertama yang dilepas ke lahan pertanian, jadi memiliki umur tanaman yang cukup
lama dibandingkan ketiga varietas lainnya.
Lokasi pengambilan sampel mempengaruhi kolonisasi cendawan endofit.
Pada Tabel 2 diketahui bahwa tanaman padi asal Subang mempunyai persentase
kolonisasi cendawan endofit 61,90% yang diikuti oleh padi asal Tasikmala ya
60,61% dan Kuningan 52,38%. Tingginya tingkat kolonisasi cendawan endofit
menunjukkan dominasi cendawan endofit mengkolonisasi inang padi, tetapi tidak
menunjukkan keragaman spesies. Jumlah spesies cendawan endofit yang tinggi
berasal dari tanaman padi Tasikmalaya.
16
Persebaran Kolonisasi Cendawan Endofit
Tingkat persebaran kolonisasi cendawan endofit tiap varietas (Gambar 1)
menunjukkan bahwa pada verietas IR 64 terdapat empat spesies cendawan endofit
yang mendominasi yaitu Nigrospora sp, Aspergillus sp, Penicillium sp 2 dan
Monilia sp; pada varietas Ciherang didominasi spesies Nigrospora sp, Aspergillus
sp dan Sporobolomyces sp; sedangkan pada varietas Sumedang didominasi spesies
Nigrospora sp, Monilia sp dan Mastigosporium sp; untuk varietas Cianjur
didominasi spesies Monocillium sp dan Aspergillus sp; sedangkan pada varietas
Pandan Wangi varietas yang mendominasi yaitu Penicillium sp 1.
Tingkat persebaran spesies cendawan endofit tiap lokasi (Gambar 2)
menunjukkan bahwa persebaran tiga spesies cendawan endofit yang mendominasi
padi di Kabupaten Tasikmalaya yaitu cendawan endofit Aspergillus sp,
Nigrospora sp dan Monocillium sp; di Kabupaten Kuningan didominasi oleh
Nigrospora sp, Aspergillus sp dan Penicillium sp 2; sedangkan di Kabupaten
Subang didominasi oleh Nigrospora sp, Sporobolomyces sp dan Aspergillus sp.
Dominasi Spesies
Presentase kelimpahan cendawan endofit pada lima varietas inang padi juga
menunjukkan adanya dominasi spesies cendawan endofit yang mengkolonisasi.
Pada Gambar 3 persentase kolonisasi tiga spesies cendawan yang mendominasi
ialah Nigrospora sp sebesar 20,26% yang diikuti oleh Monilia sp 8,89%, dan
Aspergillus sp 8,03%.
Perbedaan lokasi pengambilan sampel menunjukkan dominasi spesies
cendawan endofit yang berbeda - beda. Pada Gambar 4 rata – rata tiga spesies
cendawan endofit yang mendominasi ialah Nigrospora sp sebesar 16,74% yang
diikuti oleh Aspergillus sp13 % dan Sporobolomyces sp 7,36%.
Cendawan Nigrospora sp diketahui sebagai cendawan patogen benih pada
tanaman padi, tetapi bukan termasuk patogen yang menimbulkan kerusakan
berarti pada padi.
Cendawan ini dapat hidup sebagai saprofit dan parasit.
Cendawan Aspergillus sp diketahui menghasilkan toksin (aflatoksin) sehingga
mampu menyebabkan keracunan pada hama. Cendawan Monilia sp diketahui
17
dapat hidup pada makanan seperti oncom maupun tempe sehingga dikenal jamur
oncom. Cendawan Sporobolomyces diketahui berperan sebagai saprofit.
66,67
80
70
60
Aspergillus
Cephalosporium
Curvularia
Fusarium
Gilmaniella
Mastigosporium
Monillia
Monocillium
Nigrospora
Penicillium 1
Penicillium 2
Pyricularia
Sh 4
Sh 6
Sporobolomyces
50
33,33
33,33
33,33
40
11,11
10,26
11,11
17,95
16,67
11,11
11,11
20
17,95
30
11,11
Persentase Kolonisasi
Trichoconis
10
0
IR 64
Ciherang
Sumedang
Cianjur
Pandan Wangi
Varietas
Gambar 1 Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada lima varietas
padi
Curvularia
Fusarium
Gilmaniella
Mastigosporium
Monocillium
Nigrospora
Penicillium 1
Penicillium 2
Pyricularia
Sh 4
Sh 6
Sporobolomyces
Trichoconis
14,29
15,15
9,52
9,52
10
9,52
12,12
15
9,09
Persentase Kolonisasi
20
19,05
Cephalosporium
Monillia
19,05
Aspergillus
19,05
25
5
0
Tasikmalaya
Kuningan
Subang
Lokasi
Gambar 2 Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada tiga lokasi di
Jawa Barat
1,5
9
8
7,3
6
24
1,6
Tr
ich
oc
on
is
6
4,3
Tri
ch
oc
on
is
Sp
Sh
oro
6
bo
lom
yc
es
12
0,5
1,0
1
Sh
4
Py
ric
ula
ria
34
2,7
Sh
Sp
6
oro
bo
lom
yc
es
1,0
1
4,1
8
18
16
,74
Ni
gro
sp
ora
Pe
nic
iliu
m
1
Pe
nic
iliu
m
2
12
0,5
Sh
4
1,0
1
4
3,1
7
6,2
M
on
oc
iliu
m
M
on
ilia
66
6,6
Py
ric
ula
ria
2,6
5
Ni
gro
sp
ora
Pe
nic
iliu
m
1
Pe
nic
il iu
m
2
M
on
oc
iliu
m
26
1,0
1,5
9
Gi
lm
an
iel
M
a
as
tigo
sp
ori
um
Fu
sa
riu
m
Persentase Kolonisasi
34
8,0
M
on
ilia
1,0
1
4,1
8
Cu
rvu
lar
ia
24
1,6
Gi
lm
an
iel
M
a
as
tigo
sp
ori
um
2,6
13
As
pe
rgi
lus
Ce
ph
alo
sp
ori
um
12
0,5
Fu
sa
riu
m
2
1,5
9
Persentase Kolonisasi
10
Cu
rvu
lar
ia
As
pe
rgi
lus
Ce
ph
alo
sp
oriu
m
18
25
20
8
,25
20
15
88
8,8
66
6,6
64
3,1
12
1,1
12
1,1
0
Spesies Cendawan Endofit
Gambar 3 Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada lima varietas
padi
16
14
12
10
6
0
Spesies Cendawan Endofit
Gambar 4 Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada tiga lokasi di
Jawa Barat
19
Keragaman Cendawan Endofit dan Varietas
Persebaran cendawan endofit tersebar secara horizontal, masing – masing
inang tanaman dikolonisasi oleh propagul cendawan yang berasal dari lingkungan.
Persebaran cendawan endofit mungkin disebabkan oleh angin dan vektor.
Cendawan endofit mengkolonisasi beberapa bagian dari tanaman. Masing –
masing cendawan endofit mempunyai jarak fisik, kimia, dan infeksi dengan
jaringan inang tanaman. Keragaman tinggi dari fenolik dan tanaman resisten
berasosiasi dengan persentase cendawan endofit. Sebagai contoh banyak asosiasi
antar patogen potensial dalam suatu inang yang sama. Presentase endofit dan
proliferasi endofit terus menerus dalam jaringan (Redlin dan Carris 1996).
Pada penelitian ini, varietas dari tanaman padi mempunyai pengaruh
dalam keragaman cendawan endofit di alam. Terdapat 51 isolat spesies cendawan
endofit yang ditemukan, 49 isolat telah diidentifikasi, sedangkan dua isolat hanya
mengeluarkan hifa steril sehinga sulit untuk diidentifkasi. Dari Tabel 5 lampiran
terlihat bahwa jumlah cendawan endofit yang mengkolonisasi pada empat varietas
tanaman padi berbeda-beda. Varietas Ciherang lebih tinggi daripada IR 64,
Sumedang, Cianjur, dan pandan wangi. Sama halnya dengan jumlah spesies
cendawan endofit yang mengkolonisasi, varietas Ciherang lebih tinggi daripada
keempat varietas lainnya.
Untuk mengetahui keragaman cendawan endofit dari tiap varietas yang
diambil maka digunakan indeks keragaman (H’) Shanon-Wiener (Maguran 1987).
Dari Tabel 1 diketahui bahwa indeks keragaman cendawan endofit varietas IR 64
lebih besar yaitu 2,2111 yang diikuti oleh varietas Ciherang 1,8832, Sumedang
1,0397 dan Cianjur 0,6931. Varietas Pandan Wangi mempunyai indeks
keragaman 0, karena hanya 1 spesies yang ditemukan. Pada Varietas IR 64
meskipun jumlah spesies yang ditemukan lebih kecil dari pada Ciherang, tetapi
spesies cendawan endofit yang mengkolonisasi lebih beragam atau tingkat
kolonisasi spesies cendawan endofit lebih tinggi daripada Ciherang.
20
Tabel 1 Jumlah spesies dan indeks keragaman cendawan endofit pada lima
varietas padi
Varietas
Jumlah Spesies
Indeks
Keragaman (H’)
S Kolonisasi
Total (%)
10
11
3
2
1
2,2111
1,8832
1,0397
0,6931
0
66,67
64,10
100
22,22
33,33
IR 64
Ciherang
Sumedang
Cianjur
Pandan Wangi
Keragaman Cendawan Endofit dan Lokasi
Keberadaan endofit tergantung dari inang tanaman selama terpenuhi syarat
nutrisi dan kondisi lingkungan (Petrini 1996). Variasi keragaman cendawan dalam
mengkolonisasi suatu inang spesifik mungkin berasosiasi dengan lokasi, iklim dan
umur daun. Cendawan berkembang di daerah yang memilki kelembaban tinggi,
sehingga memasuki musim hujan rata-rata petani sangat khawatir oleh serangan
cendawan patogen. Petrini (1992) menemukan bahwa keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit di pegunungan Alpen sangat tinggi. Selain itu, penutupan salju
abadi menyebabkan kelembaban tinggi, hal ini mendukung perkembangan
cendawan. Keragaman cendawan endofit tidak memiliki pola yang jelas dalam
persebaran tiap tempat, kacau dan ukuran sampel yang terlalu kecil untuk
diidentifikasi perbedaan hubungan inang dalam kolonisasi cendawan endofit
(Cannon dan Simmons 2002).
Jumlah
cendawan
endofit
dan
spesies
cendawan
endofit
yang
mengkolonisasi tanaman padi di Tasikmalaya, Kuningan dan Subang berbeda.
Tabel 6 lampiran diketahui bahwa sebanyak 51 isolat cendawan endofit yang
ditemukan, padi asal Tasikmalaya memiliki jumlah cendawan endofit yang paling
tinggi yaitu 21 isolat yang diikuti oleh Subang 16 isolat, dan Kuningan 14 isolat.
Selain itu, keragaman jumlah spesies cendawan yang mengkolonisasi juga
berbeda, yang paling tinggi di Kabupaten Tasikmalaya yaitu 12 isolat yang diikuti
oleh Subang dan Kuningan masing - masing 8 isolat.
Untuk mengetahui keragaman cendawan endofit dari tiga lokasi
pengambilan sampel digunakan indeks keragaman (H’) Shanon-Wiener (Maguran
1987). Dari Tabel 2 diketahui bahwa indeks keragaman cendawan endofit di
Tasikmalaya lebih tinggi yaitu 2,2403 yang diikuti oleh Kuningan 1,9085 dan
21
Subang 1,9062. Di Tasikmalaya, jumlah cendawan endofit yang mengkolonisasi
tanaman sangat tinggi dan lebih beragam spesies cendawan endofit yang
mengkolonisasinya.
Tabel 2 Jumlah spesies dan indeks keragaman cendawan endofit tanaman padi
hasil isolasi dari tiga lokasi di Jawa Barat
Indeks
S Kolonisasi
Asal Tanaman
Jumlah Spesies
Keragaman
Total (%)
(H’)
Tasikmalaya
12
2,2403
60,61
Kuningan
8
1,9085
52,38
Subang
8
1,9062
61,90
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Budidaya
Aspek budidaya seperti pemberian pupuk dan penyemprotan pestisida
merupakan bagian dari usaha – usaha dalam peningkatan produksi tanaman.
Pemberian pupuk dan penyemprotan pestisida akan mempengaruhi pertumbuhan
tanaman, karena zat – zat kimia yang terkandung dalam pupuk maupun pestisida
akan masuk dalam jaringan tanaman dan ikut dalam metabolisme tanaman.
Cendawan endofit merupakan cendawan yang hidup dalam jaringan
tanaman, sehingga hidupnya tidak terlepas dari pengaruh metabolisme inang
tanaman. Cendawan endofit hidup dalam inang tanaman dan menempati bagian –
bagian organ tanaman seperti daun, bunga, batang, ranting, percabangan, xylem,
akar, maupun benih. Dalam inang tanaman, cendawan endofit berasosiasi dengan
aktivitas metabolisme tanaman sehingga hubungan antara inang dan cendawan
endofit bisa berkompetisi, antagonis dan mutualisme.
Adanya hubungan antara cendawan endofit dengan inang tanaman ini
mengakibatkan adanya pengaruh budidaya terhadap keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit di pertanaman. Dari hasil survei di lapangan, petani di
Kabupaten Tasikmalaya yang tidak melakukan penyemprotan pestisida ternyata
keragaman dan kelimpahan cendawan endofit sangat tinggi, dari jumlah sampel
yang diambil, 21 isolat diperoleh dari tanaman padi asal Tasikmalaya yang diikuti
Subang 16 isolat dan Kuningan 14 isolat.
22
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Curah Hujan
Curah hujan (mm) merupakan ketinggian air hujan yang terkumpul dalam
tempat yang datar, tidak menguap, tidak meresap, dan tidak mengalir. Curah hujan
1 (satu) millimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempa
PADA BEBERAPA VARIETAS PADI DI KUNINGAN,
TASIKMALAYA DAN SUBANG, JAWA BARAT
Oleh
DENI EJAR IRMAWAN
A44102007
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
ABSTRAK
DENI EJAR IRMAWAN. Kelimpahan dan Keragaman Cendawan Endofit pada
Beberapa Varietas Padi di Kuningan, Tasikmalaya dan Subang. Dibimbing oleh
SURYO WIYONO dan ABDUL MUNIF.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelimpahan dan keragaman
cendawan endofit pada beberapa varietas padi di Kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2006
sampai Januari 2007. Di setiap daerah diambil varietas padi yang berbeda.
Pengambilan sampel padi dilakukan secara sistematik, dari tiap petakan sawah
diambil 3 rumpun tanaman padi lalu diberi label. Dari setiap rumpun diambil 1-2
anakan untuk diisolasi cendawan endofitnya. Cendawan endofit yang ditemukan
kemudian dimurnikan dengan media Potato Dekstrose Agar (PDA), kemudian
diidentifikasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan varietas dan lokasi
pengambilan sampel menghasilkan variasi kolonisasi cendawan endofit yang
beragam, persentase kolonisasi varietas Sumedang 100%, IR 64 66,67%, Ciherang
64,10%, Pandan Wangi 33,33% dan Cianjur 22,22%. Berdasarkan lokasi sampel
kolonisasi cendawan endofit yang paling tinggi berasal dari tanaman padi asal
Subang 61,90%, diikuti Tasikmalaya 60,61% dan Kuningan 52,38%. Tanaman
padi asal Tasikmalaya mempunyai jumlah kolonisasi dan spesies cendawan
endofit paling tinggi yaitu 21-12, diikuti Kuningan 14-8 dan Subang 16-8.
Varietas Ciherang jumlah kolonisasi cendawan endofit dan spesiesnya paling
tinggi yaitu 28-11, diikuti IR 64 15-10, Sumedang 4-3, Cianjur 2-2 dan pandan
wangi 2-1. Berdasarkan Indeks keragaman Shanon-Wiener cendawan endofit padi
asal Tasikmalaya adalah paling tinggi (2,2403), diikuti oleh Kuningan (1,9085),
Subang (1,9062). Indeks keragaman cendawan endofit padi varietas IR 64 paling
tinggi yaitu (2,2111), diikuti Ciherang (1,8832), Sumedang (1,0397), Cianjur
(0,6931) dan Pandan Wangi (0). Cendawan endofit yang paling sering
mengkolonisasi pelepah batang padi pada penelitian ini ialah Nigrospora sp.
KELIMPAHAN DAN KERAGAMAN CENDAWAN ENDOFIT
PADA BEBERAPA VARIETAS PADI DI KUNINGAN,
TASIKMALAYA DAN SUBANG, JAWA BARAT
DENI EJAR IRMAWAN
A44102007
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada
Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul
Nama
NRP
: Kelimpahan dan Keragaman Cendawan Endofit pada Beberapa
Varietas Padi di Kuningan, Tasikmalaya dan Subang
: Deni Ejar Irmawan
: A44102007
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc.Agr.
NIP. 132 002 572
Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc
NIP. 131 841 756
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Tasikmalaya, Propinsi Jawa Barat pada
tanggal 30 September 1983, merupakan anak kesatu dari tiga bersaudara keluarga
Bapak Hadis dan Ibu Wiwin. Pada tahun 1999-2002 penulis menempuh
pendidikan di SMU Negeri I Singaparna. Pada tahun 2002 penulis melanjutkan
pendidikan ke Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI sebagai
mahasiswa Program Studi Hama dan Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan
Penyakit Tumbuhan.
Selama di IPB penulis aktif di Departemen SDM HIMASITA IPB periode
2002-2003, Ketua Forum Komunikasi Komti BEM Faperta IPB periode 20022003. Selain itu, penulis pernah ditunjuk sebagai asisiten praktikum mata kuliah
Biologi Patologi Tumbuhan bagian cendawan.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas limpahan
Rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Shalawat dan salam semoga tetap tercurah kepada Rasulullah SAW, keluarga,
sahabat, serta umatnya sampai akhir zaman. Skripsi ini disusun sebagai tugas
akhir penulis dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Hama dan
Penyakit Tumbuhan, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian,
Institut Pertanian Bogor. Dengan terselesaikannya penulisan skripsi ini penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Suryo Wiyono, M.Sc.Agr. sebagai dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan pengarahan dan penjelasan dalam penyelesaian tugas
akhir ini.
2. Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc sebagai dosen pembimbing II yang banyak
memberikan pengarahan serta bantuan dana sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan cepat.
3. Prof. Dr. Ir Utomo Kartosuwondo, MS sebagai dosen pembimbing akademik
yang telah membimbing penulis selama ini.
4. Dr. Ir. Widodo, M.Sc yang telah membantu penulis untuk kembali studi di
IPB.
5. Dra. Dewi Sartiami, M.Si sebagai dosen penguji tamu.
6. Bapak dan Mamah serta adik-adik tercinta.
7. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis dan semua pihak
yang berkepentingan.
Bogor, Maret 2007
Deni
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
viii
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
ix
PENDAHULUAN ...................................................................................
Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan Penelitian ...........................................................................
Manfaat Penelitian..........................................................................
1
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA..........................................................................
Definisi dan Biologi Endofit ..........................................................
Ekologi dan Persebaran Endofit .....................................................
Fisiologi Endofit.............................................................................
Kelimpahan dan Keragaman Endofit Tanaman .............................
Cendawan Endofit Sebagai Agens Biokontrol...............................
Potensi dan Peluang Cendawan Endofit.........................................
4
4
4
6
7
8
9
BAHAN DAN METODE .......................................................................
Waktu dan Tempat .........................................................................
Bahan dan Alat ...............................................................................
Pelaksanaan Penelitian ..................................................................
Survei dan Pengambilan Sampel...........................................
Isolasi dan Pemurnian Cendawan Endofit ............................
Induksi Sporulasi Cendawan Endofit ....................................
Identifikasi Cendawan Endofit ..............................................
Metode Pengamatan .......................................................................
Keragaman dan Kelimpahan Cendawan Endofit ...........................
10
10
10
10
10
11
11
11
12
13
HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................
Kondisi Umum Penelitian ..............................................................
Masalah Hama Tanaman Padi........................................................
Kelimpahan Cendawan Endofit ....................................................
Persebaran Kolonisasi Cendawan Endofit ............................
Dominasi Spesies ..................................................................
Keragaman Cendawan Endofit dan Varietas .................................
Keragaman Cendawan Endofit dan Lokasi....................................
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Budidaya ..........
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Curah Hujan.....
Peranan Cendawan Endofit ............................................................
14
14
14
15
16
16
19
20
21
22
23
KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................
Kesimpulan.....................................................................................
Saran ...............................................................................................
25
25
25
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
26
LAMPIRAN ............................................................................................
29
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
2
3
4
Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas padi..........................................................................................
17
Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada tiga
lokasi di Jawa Barat..............................................................................
17
Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas padi..........................................................................................
18
Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada tiga
lokasi di Jawa Barat..............................................................................
18
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Persentase kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi dari lima
varietas tanaman padi ..........................................................................
30
Persentase kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi pada tiga
lokasi di Jawa barat ..............................................................................
30
Persentase total kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi dari
lima varietas tanaman padi ..................................................................
31
Persentase total kolonisasi cendawan endofit hasil isolasi
pada tiga lokasi di Jawa barat...............................................................
32
Jumlah contoh yang dikolonisasi cendawan endofit pada lima
varietas tanaman padi ...........................................................................
31
Jumlah contoh yang dikolonisasi cendawan endofit dari tiga
lokasi di Jawa Barat .............................................................................
32
Budidaya pada lima varietas tanaman padi di tiga Kabupaten
Kuningan, Tasikmalaya dan Subang ....................................................
33
Rata – rata curah hujan Dasarian periode 1971 – 2000
(millimeter) zona prakiraan iklim di Indonesia ....................................
34
Koloni Aspergillus sp ...........................................................................
35
10 Aspergillus sp (Mikroskopik)...............................................................
35
11 Koloni Curvularia sp ...........................................................................
35
12 Curvularia sp (Mikroskopik) ...............................................................
35
13 Koloni Fusarium sp..............................................................................
35
14 Fusarium sp (Mikroskopik) .................................................................
35
15 Koloni Nigrospora sp 1........................................................................
36
16 Nigrospora sp 1 (Mikroskopik)............................................................
36
17 Koloni Nigrospora sp 2........................................................................
36
18 Nigrospora sp 2 (Mikroskopik)............................................................
36
19 Koloni Nigrospora sp 3........................................................................
36
2
3
4
5
6
7
8
9
20 Nigrospora sp 3 (Mikroskopik)............................................................
36
21 Koloni Nigrospora sp 4........................................................................
36
22 Nigrospora sp 4 (Mikroskopik)............................................................
36
23 Koloni Monillia sp ...............................................................................
37
24 Monillia sp (Mikroskopik) ...................................................................
37
25 Koloni Penicillium sp 1........................................................................
37
26 Penicillium sp 1 (Mikroskopik)............................................................
37
27 Koloni Pyricularia sp 2........................................................................
37
28 Pyricularia sp 2 (Mikroskopik)............................................................
37
29 Koloni Trichoconis sp 2 .......................................................................
37
30 Trichoconis sp 2 (Mikroskopik) ...........................................................
37
31 Koloni Penicillium sp 2........................................................................
38
32 Koloni Mastigosporium........................................................................
38
33 Koloni Sporobolomyces sp 2................................................................
38
34 Sporobolomyces sp 2 (Mikroskopik)....................................................
38
35 Koloni Cephalosporium sp .................................................................
38
36 Cephalosporium sp (Mikroskopik) .....................................................
38
37 Koloni Monocillium sp.........................................................................
38
38 Monocillium sp (Mikroskopik).............................................................
38
39 Deskripsi Varietas ................................................................................
39
40 Koleksi Plasma Nutfah Asal Jawa Barat..............................................
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Beras adalah makanan pokok bagi separuh umat manusia. Penduduk Asia
memproduksi dan mengkonsumsi 90% beras dari hasil padi yang ditanam. Beras
merupakan makanan pokok dan sumber karbohidrat yang paling banyak
dikonsumsi di dunia. Selain itu, beras menyediakan 70-80% kalori dan 40-70%
protein (Fagi et al 2001). Daerah yang mengkonsumsi beras menyebar dari negara
Asia, kemudian ke negara lain seperti benua Eropa, Australia dan Amerika yang
mengkonsumsi beras dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada negara Asia
(Siregar 1981). Sejalan dengan pertumbuhan jumlah penduduk, pada tahun 2025
Asia diperkirakan harus meningkatkan produksi padinya sebesar 50% untuk
mempertahankan tingkat konsumsi saat ini. Luas lahan untuk menanam padi
semakin berkurang khususnya di daerah dekat perkotaan, tenaga kerja yang
bergerak dibidang pertanian semakin sedikit dan persediaan air semakin terbatas
(Cantrell 2001).
Usaha untuk meningkatkan produksi padi senantiasa dilakukan, terutama
untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Sampai saat ini hama dan penyakit
menjadi faktor pembatas dalam produksi padi. Serangan hama dan penyakit
merupakan salah satu kendala produksi yang selalu mengganjal target produksi.
Ledakan jenis hama terjadi silih berganti dan tidak jarang diikuti oleh munculnya
biotipe baru yang lebih ganas (Manuwoto dan Indriyani 1994).
Metode
pengendalian
hama
dan
penyakit
tanaman
mengikuti
perkembangan sistem budi daya tanamannya. Dalam sistem pertanian modern
penggunaan pestisida menjadi alterna tif pengendalian hama dan penyakit
tanaman. Namun penggunaan bahan kimia pada sistem pertanian modern
berpengaruh buruk terhadap lingkungan dan mengurangi keanekaragaman hayati
pada agroekosistem (Hoerunnisa 2006).
Secara alamiah, dalam suatu ekosistem terdapat hubungan (simbiosis)
antara suatu mikroorganisme, tanaman dan lingkungannya. Mikroorganisme yang
hidup dalam tanaman inang ada yang bersifat merugikan dan menguntungkan.
Selain itu, ada mikroorganisme yang tidak menimbulkan efek merugikan pada
2
inang tanaman, seperti organisme endofit yang dapat hidup dalam organ tanaman
dan kadang-kadang mampu mengkolonisasi dalam jaringan tanaman tanpa
menyebabkan kerusakan pada inangnya. Banyak kelompok cendawan endofit
yang mampu memproduksi senyawa antibiotik yang aktif melawan bakteri
maupun fungi patogenik terhadap manusia, hewan dan tumbuhan, terutama genus
Coniothrium dan Microsphaeropsis (Petrini 1992).
Interaksi cendawan endofit dan inang tanaman umumnya bersifat
simbiosis mutualisme. Mikotoksin yang dihasilkan cendawan endofit seperti
alkaloid pada tanaman rumput-rumputan mampu melindugi inang dari serangan
invertebrata herbivor, nematoda dan patogen. Cendawan Neotyphodium mampu
melindungi inang dari serangan vertebrata pemakan rumput (Faeth 2002). Peranan
cendawan endofit dalam melindungi inang tanaman dari serangan hama
dilaporkan tahun 1981 yaitu cendawan Phomopsis oblonga melindungi pohon
yang tinggi dari serangan kumbang Physocnemum brevilineum (Coleoptera :
Cerambycidae) (Azevedo et al 2000). Pada tahun 1985 di Perancis cendawan
Beauveria brongniartii
digunakan untuk mengendalikan hama Melolontha
melolontha (Coleoptera : Scarabaeidae) (Petrini 1992). Penemuan agens hayati
yang digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman berasal dari
kegiatan eksplorasi. Dengan demikian, eksplorasi cendawan endofit sangat
penting untuk menemukan cendawan yang potensial untuk mengendalikan
serangan organisme pengganggu tanaman padi.
3
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelimpahan dan keragaman
cendawan endofit pada beberapa varietas padi di Kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang
Manfaat Penelitian
Penelitian tentang cendawan endofit pada beberapa varietas padi di
beberapa daerah akan memberikan informasi tentang keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit untuk menemukan peranannya sebagai salah satu agens hayati
yang dapat bermanfaat dalam penelitian selanjutnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi dan Biologi Endofit
Endofit adalah semua jenis organisme yang mengkolonisasi jaringan
dalam tanaman. Kemudian definisi diperluas menjadi semua organisme yang
hidup dalam organ tanaman yang mengkolonisasi jaringan tanaman tanpa
mengakibatkan kerugian yang nyata terhadap inang tanaman. Organisme endofit
mempunyai fase epifit yang cukup panjang dan dalam perkembangan siklus
hidupnya beberapa organisme kadang – kadang menyebabkan patogenik pada
tanaman (Petrini 1992).
Secara keseluruhan siklus hidup cendawan endofit pada rumput rumputan tumbuh sebagai endofit non patogen atau epifit tanpa merusak sel inang.
Namun demikian ada spesies yang berpotensi menjadi patogen, dengan gejala
umum menyebabkan organ reproduksi menjadi mandul. Pada rumput, cendawan
endofit kadang-kadang memberi keuntungan seperti menghasilkan alkaloid dan
meningkatkan pertumbuhan vegetatif. Jadi, secara umum hubungan yang terjadi
antara cendawan endofit dan tanaman adalah menguntungkan (Siegel dan Schardl
1992).
Konsentrasi endofit yang paling tinggi terdapat dalam mahkota, batang
dan daun-daun, Sementara sedikit yang hidup dalam akar inang. Endofit
membentuk miselia yang tumbuh antara sel tanaman, sebagian besar dalam
lapisan pelindung daun dan struktur reproduktif. Ketika inang dalam bentuk
benih, endofit menginfeksi dan menyebar dari bagian tanaman lapisan luar masuk
kedalam benih. Ini menunjukan bagaimana endofit pindah dari tanama n dalam
suatu lahan produksi benih. Ketika benih berkecambah dan tumbuh, endofit
menginfeksi dan menyebar ke jaringan pertumbuhan dari inang tanaman (Moris
2001).
Ekologi dan Persebaran Endofit
Penelitian keragaman cendawan endofit pada beberapa inang tanaman
telah diketahui bahwa umumnya sebagian besar tingkat cendawan dapat hidup
dalam jaringan pada spesies inang setelah permukaannya disterilisasi. Semua
5
spesies tanaman dapat diteliti, meskipun ada pola yang berbeda dari dominasi oleh
satu atau sedikit spesies tanaman yang dapat diidentifikasi. Contoh Phyllosticta
multicorniculata sejenis palem, cendawan dalam tanaman ini berasosiasi dengan
penyakit hawar pada inang tanaman pale m serta menyebabkan gejala penyakit
pada sejenis pohon cemara. Pada umumnya keragaman spesies dari jenis populasi
endofit berhubungan dengan lokasi (Petrini 1992).
Dominasi pada spesies cendawan berbeda dari tiap lokasi meskipun ada
aturan hanya satu atau dua jenis cendawan mendominasi suatu spesies inang
tanaman, tanpa memperhatikan pada tempat sebagai sumber sampel. Petrini
(1992) meneliti bahwa tingkat dari kolonisasi cendawan pada tanaman di
Pegunungan Alpen oleh endofit sangat banyak tergantung kondisi ekologi. Angka
kolonisasi tinggi oleh endofit berkorelasi positif dengan penutupan salju abadi dan
miskin suplai nutrisi kepada inang tanaman. Sama halnya, sejumlah spesies
endofit cukup rendah pada iklim ekstrim dan mengikuti pola keadaan daerah.
Disamping itu, ada hubungan diantara ketinggian diatas permukaan laut dan
kelembaban udara serta infeksi oleh cendawan endofit (Petrini 1992).
Para ahli ekologi mengidentifikasi terdapat tiga hasil penting dari interaksi
dua spesies yang berkompetisi, antagonis (contoh parasitisme dan predator) dan
mutualisme. Banyak ina ng dan endofit berasosiasi mutualisme dimana endofit
mendapat nutrisi dan hid up, sedangkan inang tanaman mendapatkan nutrisi dalam
sistem pertahanan, pertumbuhan, dan reproduksi. Interaksi diantara endofit dan
inang tanaman mungkin juga mutualisme fakultatif tergantung dari keseimbangan
diantara hasilnya apakah merugikan dari infeksi atau menguntungkan dari
penolakan terhadap hama tanaman (Clay 1992).
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa cendawan endofit yang
bersifat komensalisme dan mutualisme lebih besar persebarannya daripada endofit
yang patogen. Parasit yang lemah menular tidak dianggap musuh yang lemah
untuk inang tanaman karena inang dapat mati sebelum parasit berhasil
memproduksi atau menginfeksi inang baru tanaman. Kemampuan endofit hanya
untuk transmisi benih, seperti cendawan Acremonium dari rumput tidak sama jika
cendawan tersebut mempunyai efek merusak yang signifikan terhadap inang
tanaman (Clay 1992).
6
Sejauh ini, tersedia informasi yang terbatas dalam kolonisasi jaringan
tanaman oleh endofit. Ada tiga mekanisme penularan endofit yaitu : 1) infeksi
pada jaringan tanaman melalui spora tepatnya mekanisme penyebaran sejumlah
endofit yang bersporulasi dengan cepat dalam inang. Sebagai contoh
adalah
Apiognomonia errabunda, meskipun cendawan ini juga ditularkan benih, 2)
Penularan melalui benih, 3) Penularan melalui serangga (Petrini 1992).
Kelimpahan cendawan endofit di alam sangat tinggi, kelimpahan
cendawan endofit dapat ditemukan pada berbagai lokasi baik di daerah tropis
maupun sub tropis serta berbagai jenis tanaman, seperti tanaman sayur-sayuran,
buah-buahan, pangan maupun tanaman hutan. Dari daerah tropis cendawan
endofit dapat ditemukan pada tanaman palem seperti Licuala ramasayi, Idriella
spp, Fusarium aquaeductum, dan lain - lain. Dari spesies lain Sabal bermudana
dan Livistona chinensis ditemukan Idriella, Aspergillus, Phomopsis, Wardomyces,
Penicillium dan lain - lain. Di Brazil, dari tanaman jeruk Citrus deliciosa dan C.
reticulata dihasilkan isolat Colletotrichum dan Guignardia. Bahkan pada tanaman
pisang Musa acuminata juga dihasilkan isolat Xylaria sp, Colletotrichum musae
dan Cordana musae. Dari daerah sub tropis pada sejenis rumput – rumputan
Dactylis glomerata ditemukan cendawan endofit spesies baru yaitu Acremonium
chilense (Azevedo et al 2000).
Fisiologi Endofit
Produksi dari enzim ekstraseluler yang melibatkan proses penetrasi dan
infeksi terutama selama degradasi dari komponen sel tanaman terseleksi adalah
ciri umum cendawan endofit. Amilase, selulase, esterase, lipase, ligninase,
pektinase, dan protease telah terdeteksi dalam banyak spesies endofit oleh uji
substrat dan uji isozyme. Kekuatan uji substrat mungkin berbeda-beda diantara
konsep isolat, tetapi umumnya polanya tetap dengan spesies yang dilihat. Konsep
isolat diberikan dari inang sama dengan aktivitas enzimnya (Petrini 1992). Selain
itu, terdapat informasi mengenai glukanase yang mula – mula diidentifikasi dari
sequen peptida pada suatu protein apoplas yang diisolasi dari infeksi permukaan
daun yang menunjukkan bahwa akumulasi enzim ditemukan dalam tanaman.
Aktivitas enzim dan asal cendawan dari 1,6 glukanase ditetapkan oleh setengah
7
pemurnian dari media penumbuh endofit dalam kultur / media penumbuh.
(Melinda et al 2002)
Cendawan endofit melakukan aktivitas fisiologi terutama pada saat ada
serangan patogen. Pengurangan keparahan penyakit secara in vivo pada penelitan
interaksi cendawan endofit dan Puccinia pada tanaman gandum menunjukkan
bahwa endofit tidak bersifat micoparasit dan tidak bersaing dalam pengambilan
karbon atau interaksi fisik dengan patogen, tetapi melindungi inang tanaman
(Dingle dan McGee 2003).
Kelimpahan dan Keragaman Endofit Tanaman
Kelimpahan dan keragaman mikroorganisme di alam sangat tinggi.
Kegiatan – kegiatan eksplorasi cendawan maupun bakteri endofit pada berbagai
inang tanaman telah menghasilkan isolat cendawan maupun bakteri yang sangat
banyak. Cendawan maupun bakteri endofit yang ditemukan dalam jaringan
maupun organ tanaman ada yang mampu menghasilkan zat alkaloid yang
menginfeksi serangga maupun herbivor (Vinton et al 2001)
Pada umumnya, penyebaran cendawan endofit berasosiasi dengan daun
sangat melimpah di daerah tropis daripada daerah sub tropis. Di hutan tropis
cendawan endofit menginfeksi 100% dalam daun Quercus emoryi di Arizona,
USA yang dihasilkan dari 30 spesies pohon dan semak belukar yang mewakili 24
famili dan 14 ordo Angiospermae. Selain itu, ditemukan sekitar 98,7% kolonisasi
cendawan endofit untuk tiga spesies sampel dalam 14 ordo Angiospermae di
daearah pulau Barro Colorado, Panama. Meskipun di daerah tropis kelimpahan
cendawan endofit lebih tinggi daripada daerah sub tropis, tetapi di daerah sub
tropis mungkin keragamannya yang lebih tinggi seperti pada daun Magnolia
grandiflora (Magnoliaceae) dihasilkan >30 spesies cendawan endofit ditemukan
dari 9 daun sampel di daerah iklim dingin, sedangkan di hutan Panama >400 jenis
mofrologi cendawan endofit ditemukan pada dua inang spesies (Arnold dan Lewis
2005).
Beberapa contoh cendawan endofit yang telah ditemukan dari bagian daun
inang tanaman di hutan lindung Iwokrama, Guyana yaitu 2492 biakan dari 2520
bagian daun, yang telah berhasil diidentifikasi ada 64 tingkatan morfologi
8
cendawan endofit seperti Colletotrichum,
Nodulisporium
mirip Xylaria,
Pestalotiopsis, Phomopsis dan lain - lain (Canon dan Simmons 2002). Dari famili
Orchidaceae, spesies Lepanthes dihasilkan isolat cendawan endofit dari isolasi
bagian akar dan daun. Isolasi dari tanaman ini didapatkan 98 isolat, 68% dapat
diklasifikasikan sampai tingkat spesies, sedangkan 32% belum bisa diidentifikasi
sampai tingkat spesies. Keragaman kolonisasi dari tiap bagian tanaman terlihat,
yaitu 12% diisolasi dari bagian akar dan daun sedangkan 67% hanya diisolasi dari
bagian belahan tanaman (Baymen et al 1997).
Cendawan Endofit Sebagai Agens Biokontrol
Dalam pengendalian penyakit, beberapa cendawan endofit mampu
mengurangi seranga n infeksi beberapa patogen. Cendawan endofit dari jenis
Chaetomium sp dan Phoma sp telah berhasil mengurangi jumlah pustul dan luas
serangan daun pada gandum yang disebabkan oleh Puccinia recondita f.sp. tritici.
Selain itu, pencucian media dari Chaetomium dan isolat Phoma sp telah
mengaktivasi reaksi pertahanan aktif dari tanaman, sehingga membatasi
persebaran dan replikasi patogen (Dingle dan Mc Gee 2003).
Selain
itu,
pada
tanaman
kentang
aktivitas
cendawan
endofit
Hetreoconium chaetospira juga mampu mengurangi penyakit akar gada sebesar
52 - 97% dan mengurangi kejadian penyakit kuning yang disebabkan oleh
Verticilium sp sebesar 47 – 67% (Narisawa et al 2000).
Kolonisasi cendawan endofit pada inang tanaman akan berpengaruh
terhadap keberadaan serangga, terutama yang memakan inang dan menjadi hama
pada inang tersebut. Keberadaan serangga Phenacoccus solani (Homoptera :
Psudococcidae) pada tanaman barley dapat ditekan secara total, sama dengan
Shipa maydis (Homoptera : Aphididae) yang menyebabkan nekrosis pada tanaman
barley. Beberapa tanaman barley yang telah diinokulasi dengan cendawan endofit
tidak mengalami kerusakan yang parah oleh serangan kutu Shipha maydis
(Homoptera : Aphididae) (Sabzalian et al 2004).
9
Potensi dan Peluang Cendawan Endofit
Sejak ditemukannya obat anti kangker dari isolasi cendawan endofit
Pestalotiopsis microspora yang mengkolonisasi sejenis pohon cemara di
Himalaya, penelitian tentang cendawan endofit semakin berkembang. Beberapa
spesies cendawan endofit diidentifikasi sebagai sumber anti kangker, anti
diabetes, insektisida dan anti kekebalan. Cendawan endofit juga mampu
menghasilkan senyawa metabolit yang berperan melindungi inang tanaman dari
kondisi lingkungan ekstrim, contohnya Curvularia sp yang ditemukan pada
tanaman di daerah gunung merapi, Amerika Serikat. Selain itu, cendawan endofit
juga melindungi inang dari serangan serangga, tungau, atau hewan lain yang
hidup dan memakan inang tanaman (Maheswari 2006)
Persentase komunitas cendawan endofit sebenarnya dalam semua spesies
tanaman mempunyai daya adaptasi pada ekologi dalam lahan penelitian dan
aplikasinya. Banyak informasi kualitatif yang sekarang ada dalam pengaturan
faktor- faktor dinamisasi dari cendawan endofit, namun hampir tidak diketahui
dampak kuantitas relatif pada masing- masing faktor dengan komunitas endofit.
Penelitian yang ditujukan untuk menjelaskan dasar biokimia dari simbiosis inang
dan endofit masih kurang (Petrini 1992).
Munculnya cendawan endofit sebagai potensi terbesar untuk agen
biokontrol, karena cendawan termasuk dalam sistem inang dan idealnya sesuai
untuk digunakan sebagai pengenalan dari gen asing dalam jaringan tanaman.
Spesies inang endofit dapat dimanipulasi dengan gen untuk memproduksi
kandungan bahan aktif yang baik bagi inangnya yaitu sejenis teknologi gen
langsung dari tanaman, misalnya sejenis bioinsektisida (Petrini 1992).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Sepetember 2006 sampai Februari
2007. Eksplorasi cendawan endofit dilakukan di lahan persawahan padi di
Kabupaten Kuningan bagian timur, Tasikmalaya bagian selatan dan Subang
bagian barat. Adapun untuk isolasi dan analisa data material dilakukan di
Laboratorium Mikologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan untuk eksplorasi cendawan ialah kantong
plastik, gunting pemotong dan label. Sedangkan bahan untuk isolasi cendawan
endofit ialah media Potato Dextrose Agar (PDA), Sporulation Medium (Smedium), pelepah batang padi, NaOCl 1% dan air steril. Adapun alat-alat yang
digunakan untuk isolasi yakni cawan petri, gelas ukur, pipet, gelas objek dan
mikroskop compound untuk identifikasi.
Pelaksanaan Penelitian
Survei dan Pengambilan Sampel
Kegiatan ini dilakukan di tiga tempat yang berbeda, yakni Kabupaten
Kuningan, Tasikmalaya dan Subang. Dari tiga tempat tersebut ditentukan lahan
yang akan diambil sampelnya, dari tiap petak lahan persawahan ditentukan 3
rumpun tanaman padi dan dari tiap rumpun diamb il 1 – 2 anakan tanaman padi.
Agar bisa bertahan lama, maka pengambilan sampel dilakukan dengan mengambil
tanaman utuh beserta akar dan tanahnya. Dari Kabupaten Kuningan diambil 21
rumpun terdiri dari : 9 rumpun varietas Ciherang, 3 rumpun varietas Sumedang
dan 9 rumpun varietas IR 64 yang masih dalam stadia vegetatif yaitu : 25 – 30
HST (hari setelah tanam), dari Kabupaten Tasikmalaya diambil 33 rumpun yang
terdiri dari : 15 rumpun varietas Ciherang, 9 rumpun varietas Cianjur dan 9
rumpun varietas IR 64, semuanya berumur antara 14 – 54 HST / masih vegetatif.
Adapun dari Kabupaten Subang dia mbil 21 rumpun yang terdiri dari : 15 varietas
11
Ciherang dari dua tempat yang berbeda dan 6 varietas Pandan Wangi dan berumur
25 – 30 HST.
Isolasi dan Pemurnian Cendawan Endofit
Isolasi cendawan endofit dilakukan dengan mengambil bagian pelepah
batang anakan padi. Batang padi dicuci terlebih dahulu pada air yang mengalir
untuk membersihkan kotoran. Kemudian bagian akarnya dipotong, lalu diambil 12 batang tanaman padi, kemudian diambil bagian pelepah batangnya dan
dipotong-potong kecil (± 1 cm), selanjutnya isolasi dikerjakan di dalam
laminarflow. Potongan – potongan pelepah batang padi (± 1 cm) disterilkan
dengan NaOCl 1% selama 1 menit untuk mematikan mikroba permukaan.
Kemudian dimasukan kedalam cawan petri yang berisi air steril dan dicuci selama
1 menit, lalu dikering-anginkan dalam suhu rua ngan. Setelah kering kemudian
ditumbuhkan dalam media PDA dan diinkubasikan selama 1 minggu pada suhu
ruangan. Media PDA dibuat dengan komposisi : agar 17 g, kentang 200 g,
dextrose 20 g dan air steril 1000 ml. Setelah 1 minggu cendawan endofit yang
tumbuh diamati dan dihitung. Pemurnian dilakukan dengan memindahkan
cendawan endofit yang tumbuh pada PDA di cawan petri ke cawan petri yang
berisi PDA yang masih kosong. Setelah diperoleh biakan murni, cendawan endofit
disimpan pada PDA yang terdapat dalam tabung reaksi.
Induksi Sporulasi Cendawan Endofit
Untuk menumbuhkan konidia dari hasil isolasi cendawa endofit yang
memiliki hifa steril, maka digunakan media sporulasi (S-Medium). Pada tahap ini
S-Medium yang terbuat dari campuran agar 7 g, CaCO3 15 g, sukrosa 10 g dan air
steril 500 ml dilarutkan dan disterilisasi dngan autoklaf pada suhu 121 0 C selama
15 menit. Hifa steril dari masing – masing cendawan endofit yang sudah murni
dipindahkan kedalam media S-Medium. Selanjutnya, agar konidia tumbuh diberi
perlakuan N-UV selama 12 jam/hari.
Identifikasi Cendawan Endofit
Cendawan endofit yang dihasilkan kemudian dihitung kelimpahannya dan
keragamannya dari setiap varietas maupun tempatnya. Cendawan endofit yang
tumbuh diambil menggunakan kaca penutup dan diletakan dalam gelas objek lalu
diamati dalam mikroskop compound. Untuk mengidentifikasi spesies cendawan
12
digunakan kunci identifikasi Barnett dan Hunter (1988) dengan bantuan dosen
pembimbing. Setelah ditemukan dan diidentifikasi kemudian didokumentasikan
dengan kamera digital.
Metode Pengamatan
Metode pengamatan pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
metode survei langsung di lapangan. Pengambilan sampel dilakukan secara
sistematik, yaitu 3 rumpun dari tiap petak sawah yang berbeda, dengan metode
pengambilan yaitu 10 – 11 rumpun dari pinggir dan di tengah-tengah petakan
sawah. Dalam penelitian ini variabel yang diukur adalah keragaman cendawan
endofit pada beberapa varietas tanaman padi, keragaman cendawan endofit pada
tiga daerah yang berbeda. Selain itu dibandingkan pula curah hujan, ketinggian
tempat dan budidayanya. Data faktor- faktor cuaca diperoleh dari laporan cuaca
dan curah hujan pada BMG tahun 2007, kondisi geografis kabupaten Kuningan,
Tasikmalaya dan Subang diperoleh dari Bakosurtanal tahun 2007.
13
Keragaman dan Kelimpahan Cendawan Endofit
Kelimpahan cendawan endofit tertentu pada masing – masing sampel
ditentukan dengan nilai persen kolonisasi cendawan endofit tersebut. Keragaman
cendawan endofit pada masing – masing varietas dan lokasi ditentukan dengan
jumlah spesies yang berasosiasi.
Persentase Kolonisasi Cendawan Endofit Secara Individual =
ni
x 100%
N
Dengan :
ni
: jumlah contoh yang terinfeksi cendawan endofit ke-i
N
: jumlah contoh
Persentase Kolonisasi Total Cendawan Endofit =
n
: jumlah contoh yang terinfeksi cendawan endofit
N
: jumlah contoh
n
x 100%
N
Dalam penelitian ini juga ditentukan indeks keragaman Shanon-Wiener
(Magurran 1987) yang dihitung dengan rumus sebagai berikut :
s
Indeks Keragaman Spesies (H’) = − ∑ pi ln pi
i =1
dengan
pi
: proporsi tiap spesies (n / N)
s
: spesies
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Penelitian
Lokasi penelitian berada di tiga lokasi yang berbeda : lokasi pertama di
Tasikmalaya bagian selatan tepatnya
di Desa Salawu, Kecamatan Salawu
Kabupaten Tasikmalaya. Desa Salawu memilki ketinggian 600 m dpl (di atas
permukaan laut) dengan curah hujan 3434 mm / tahun, suhu udara rata – rata
siang dan malam 26 0 C. Lokasi kedua di Kabupaten Subang bagian barat yang
berada pada ketinggian 10 m dpl, dengan curah hujan 3211 mm / tahun,
kelembaban udara antara 40 – 60% dan suhu udara rata – rata 30 – 35 0 C (siang
hari) dan 22 – 28 0 C (malam hari). Lokasi ketiga berada di Kabupaten Kuningan
yang berada pada ketinggian 120 – 222 m dpl, dengan curah hujan 1827 mm /
tahun, suhu rata – rata bulanan berkisar antara 18 – 32 0 C (Bakosurtanal 2007).
Kondisi pertanaman padi yang diamati berada pada stadia vegetatif,
berumur 14 HST, 25 – 30 HST dan 25 – 54 HST. Pada saat pengambilan sampel.
tanaman yang diamati berada pada kondisi baik, tidak terserang hama maupun
penyakit. Keadaan lokasi pengamatan di Kabupaten Kuningan dikelilingi oleh
sawah dan sebelah selatan dibatasi oleh sungai, sedangkan di Kabupaten
Tasikmalaya dan Subang lokasi pengamatan dikelilingi oleh sawah.
Masalah Hama Tanaman Padi
Beberapa hama yang ditemukan saat pengamatan langsung dan hasil
wawancara dengan petani serta menjadi masalah di lahan persawahan mereka
diantaranya di Kabupaten Subang adalah : wereng cokelat (Nilavarpata lugens)
(Hemiptera : Delphacidae), tikus (R. rattus argentiventer), pengggerek batang
padi (Scircophaga spp.) (Lepidoptera: Pyralidae), walang sangit (Leptocorisa
oratorius) (Hemiptera : Alydidae) dan belalang (Oxya sp) (Orthoptera :
Acrididae). Sedangkan di Kabupaten Kuningan hama yang menjadi masalah
utama adalah hama putih palsu (Cnaphalocrocis medinalis) (Lepidoptera:
Pyralidae) dan tikus (R. rattus argentiventer). Di Desa Salawu (Kabupaten
Tasikmalaya) permasalahan hama dan penyakit bukan kendala utama, umumnya
15
para petani di sana tidak melakukan penyemprotan pestisida, mereka lebih
mementingkan masalah pemberia n pupuk. Namun hama tikus (R. rattus
argentiventer) kadang – kadang menyerang.
Kelimpahan Cendawan Endofit
Kelimpahan dan keragaman cendawan endofit dalam mengkolonisasi inang
dipengaruhi oleh beberapa faktor diantarnya perbedaan varietas inang tanaman,
lokasi pengambilan sampel, curah hujan serta aspek budidayanya. Faktor - faktor
tersebut akan menggambarkan tinggi rendahnya tingkat kolonisasi suatu
cendawan
endofit
di
pertanaman.
Selain
itu,
dominasi
spesies
yang
mengkolonisasi inang akan berbeda dari masing- masing pengambilan sampel
(Petrini 1992).
Pada penelitian ini lima varietas sampel tanaman padi yang diisolasi
memiliki perbedaan dalam mengkolonisasi inang. Perbedaan kolonisasi total
cendawan endofit dapat dilihat pada Tabel 1. Varietas Sumedang memiliki
presentase kolonisasi yang tinggi yaitu 100% yang diikuti oleh varietas IR 64
66,67%, Ciherang 64,10%, Pandan Wangi 33,33% dan Cianjur 22,22%. Hal ini
menunjukkan bahwa pada varietas lokal / lokasi memiliki kelimpahan yang tinggi
dibandingkan dengan varietas non lokal / lokasi. Varietas IR 64 termasuk varietas
yang mempunyai tingkat kolonisasi cendawan endofit tinggi daripada varietas
Ciherang, Pandan Wangi maupun Cianjur, karena IR 64 termasuk varietas
pertama yang dilepas ke lahan pertanian, jadi memiliki umur tanaman yang cukup
lama dibandingkan ketiga varietas lainnya.
Lokasi pengambilan sampel mempengaruhi kolonisasi cendawan endofit.
Pada Tabel 2 diketahui bahwa tanaman padi asal Subang mempunyai persentase
kolonisasi cendawan endofit 61,90% yang diikuti oleh padi asal Tasikmala ya
60,61% dan Kuningan 52,38%. Tingginya tingkat kolonisasi cendawan endofit
menunjukkan dominasi cendawan endofit mengkolonisasi inang padi, tetapi tidak
menunjukkan keragaman spesies. Jumlah spesies cendawan endofit yang tinggi
berasal dari tanaman padi Tasikmalaya.
16
Persebaran Kolonisasi Cendawan Endofit
Tingkat persebaran kolonisasi cendawan endofit tiap varietas (Gambar 1)
menunjukkan bahwa pada verietas IR 64 terdapat empat spesies cendawan endofit
yang mendominasi yaitu Nigrospora sp, Aspergillus sp, Penicillium sp 2 dan
Monilia sp; pada varietas Ciherang didominasi spesies Nigrospora sp, Aspergillus
sp dan Sporobolomyces sp; sedangkan pada varietas Sumedang didominasi spesies
Nigrospora sp, Monilia sp dan Mastigosporium sp; untuk varietas Cianjur
didominasi spesies Monocillium sp dan Aspergillus sp; sedangkan pada varietas
Pandan Wangi varietas yang mendominasi yaitu Penicillium sp 1.
Tingkat persebaran spesies cendawan endofit tiap lokasi (Gambar 2)
menunjukkan bahwa persebaran tiga spesies cendawan endofit yang mendominasi
padi di Kabupaten Tasikmalaya yaitu cendawan endofit Aspergillus sp,
Nigrospora sp dan Monocillium sp; di Kabupaten Kuningan didominasi oleh
Nigrospora sp, Aspergillus sp dan Penicillium sp 2; sedangkan di Kabupaten
Subang didominasi oleh Nigrospora sp, Sporobolomyces sp dan Aspergillus sp.
Dominasi Spesies
Presentase kelimpahan cendawan endofit pada lima varietas inang padi juga
menunjukkan adanya dominasi spesies cendawan endofit yang mengkolonisasi.
Pada Gambar 3 persentase kolonisasi tiga spesies cendawan yang mendominasi
ialah Nigrospora sp sebesar 20,26% yang diikuti oleh Monilia sp 8,89%, dan
Aspergillus sp 8,03%.
Perbedaan lokasi pengambilan sampel menunjukkan dominasi spesies
cendawan endofit yang berbeda - beda. Pada Gambar 4 rata – rata tiga spesies
cendawan endofit yang mendominasi ialah Nigrospora sp sebesar 16,74% yang
diikuti oleh Aspergillus sp13 % dan Sporobolomyces sp 7,36%.
Cendawan Nigrospora sp diketahui sebagai cendawan patogen benih pada
tanaman padi, tetapi bukan termasuk patogen yang menimbulkan kerusakan
berarti pada padi.
Cendawan ini dapat hidup sebagai saprofit dan parasit.
Cendawan Aspergillus sp diketahui menghasilkan toksin (aflatoksin) sehingga
mampu menyebabkan keracunan pada hama. Cendawan Monilia sp diketahui
17
dapat hidup pada makanan seperti oncom maupun tempe sehingga dikenal jamur
oncom. Cendawan Sporobolomyces diketahui berperan sebagai saprofit.
66,67
80
70
60
Aspergillus
Cephalosporium
Curvularia
Fusarium
Gilmaniella
Mastigosporium
Monillia
Monocillium
Nigrospora
Penicillium 1
Penicillium 2
Pyricularia
Sh 4
Sh 6
Sporobolomyces
50
33,33
33,33
33,33
40
11,11
10,26
11,11
17,95
16,67
11,11
11,11
20
17,95
30
11,11
Persentase Kolonisasi
Trichoconis
10
0
IR 64
Ciherang
Sumedang
Cianjur
Pandan Wangi
Varietas
Gambar 1 Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada lima varietas
padi
Curvularia
Fusarium
Gilmaniella
Mastigosporium
Monocillium
Nigrospora
Penicillium 1
Penicillium 2
Pyricularia
Sh 4
Sh 6
Sporobolomyces
Trichoconis
14,29
15,15
9,52
9,52
10
9,52
12,12
15
9,09
Persentase Kolonisasi
20
19,05
Cephalosporium
Monillia
19,05
Aspergillus
19,05
25
5
0
Tasikmalaya
Kuningan
Subang
Lokasi
Gambar 2 Persentase persebaran kolonisasi cendawan endofit pada tiga lokasi di
Jawa Barat
1,5
9
8
7,3
6
24
1,6
Tr
ich
oc
on
is
6
4,3
Tri
ch
oc
on
is
Sp
Sh
oro
6
bo
lom
yc
es
12
0,5
1,0
1
Sh
4
Py
ric
ula
ria
34
2,7
Sh
Sp
6
oro
bo
lom
yc
es
1,0
1
4,1
8
18
16
,74
Ni
gro
sp
ora
Pe
nic
iliu
m
1
Pe
nic
iliu
m
2
12
0,5
Sh
4
1,0
1
4
3,1
7
6,2
M
on
oc
iliu
m
M
on
ilia
66
6,6
Py
ric
ula
ria
2,6
5
Ni
gro
sp
ora
Pe
nic
iliu
m
1
Pe
nic
il iu
m
2
M
on
oc
iliu
m
26
1,0
1,5
9
Gi
lm
an
iel
M
a
as
tigo
sp
ori
um
Fu
sa
riu
m
Persentase Kolonisasi
34
8,0
M
on
ilia
1,0
1
4,1
8
Cu
rvu
lar
ia
24
1,6
Gi
lm
an
iel
M
a
as
tigo
sp
ori
um
2,6
13
As
pe
rgi
lus
Ce
ph
alo
sp
ori
um
12
0,5
Fu
sa
riu
m
2
1,5
9
Persentase Kolonisasi
10
Cu
rvu
lar
ia
As
pe
rgi
lus
Ce
ph
alo
sp
oriu
m
18
25
20
8
,25
20
15
88
8,8
66
6,6
64
3,1
12
1,1
12
1,1
0
Spesies Cendawan Endofit
Gambar 3 Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada lima varietas
padi
16
14
12
10
6
0
Spesies Cendawan Endofit
Gambar 4 Persentase rata – rata kolonisasi cendawan endofit pada tiga lokasi di
Jawa Barat
19
Keragaman Cendawan Endofit dan Varietas
Persebaran cendawan endofit tersebar secara horizontal, masing – masing
inang tanaman dikolonisasi oleh propagul cendawan yang berasal dari lingkungan.
Persebaran cendawan endofit mungkin disebabkan oleh angin dan vektor.
Cendawan endofit mengkolonisasi beberapa bagian dari tanaman. Masing –
masing cendawan endofit mempunyai jarak fisik, kimia, dan infeksi dengan
jaringan inang tanaman. Keragaman tinggi dari fenolik dan tanaman resisten
berasosiasi dengan persentase cendawan endofit. Sebagai contoh banyak asosiasi
antar patogen potensial dalam suatu inang yang sama. Presentase endofit dan
proliferasi endofit terus menerus dalam jaringan (Redlin dan Carris 1996).
Pada penelitian ini, varietas dari tanaman padi mempunyai pengaruh
dalam keragaman cendawan endofit di alam. Terdapat 51 isolat spesies cendawan
endofit yang ditemukan, 49 isolat telah diidentifikasi, sedangkan dua isolat hanya
mengeluarkan hifa steril sehinga sulit untuk diidentifkasi. Dari Tabel 5 lampiran
terlihat bahwa jumlah cendawan endofit yang mengkolonisasi pada empat varietas
tanaman padi berbeda-beda. Varietas Ciherang lebih tinggi daripada IR 64,
Sumedang, Cianjur, dan pandan wangi. Sama halnya dengan jumlah spesies
cendawan endofit yang mengkolonisasi, varietas Ciherang lebih tinggi daripada
keempat varietas lainnya.
Untuk mengetahui keragaman cendawan endofit dari tiap varietas yang
diambil maka digunakan indeks keragaman (H’) Shanon-Wiener (Maguran 1987).
Dari Tabel 1 diketahui bahwa indeks keragaman cendawan endofit varietas IR 64
lebih besar yaitu 2,2111 yang diikuti oleh varietas Ciherang 1,8832, Sumedang
1,0397 dan Cianjur 0,6931. Varietas Pandan Wangi mempunyai indeks
keragaman 0, karena hanya 1 spesies yang ditemukan. Pada Varietas IR 64
meskipun jumlah spesies yang ditemukan lebih kecil dari pada Ciherang, tetapi
spesies cendawan endofit yang mengkolonisasi lebih beragam atau tingkat
kolonisasi spesies cendawan endofit lebih tinggi daripada Ciherang.
20
Tabel 1 Jumlah spesies dan indeks keragaman cendawan endofit pada lima
varietas padi
Varietas
Jumlah Spesies
Indeks
Keragaman (H’)
S Kolonisasi
Total (%)
10
11
3
2
1
2,2111
1,8832
1,0397
0,6931
0
66,67
64,10
100
22,22
33,33
IR 64
Ciherang
Sumedang
Cianjur
Pandan Wangi
Keragaman Cendawan Endofit dan Lokasi
Keberadaan endofit tergantung dari inang tanaman selama terpenuhi syarat
nutrisi dan kondisi lingkungan (Petrini 1996). Variasi keragaman cendawan dalam
mengkolonisasi suatu inang spesifik mungkin berasosiasi dengan lokasi, iklim dan
umur daun. Cendawan berkembang di daerah yang memilki kelembaban tinggi,
sehingga memasuki musim hujan rata-rata petani sangat khawatir oleh serangan
cendawan patogen. Petrini (1992) menemukan bahwa keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit di pegunungan Alpen sangat tinggi. Selain itu, penutupan salju
abadi menyebabkan kelembaban tinggi, hal ini mendukung perkembangan
cendawan. Keragaman cendawan endofit tidak memiliki pola yang jelas dalam
persebaran tiap tempat, kacau dan ukuran sampel yang terlalu kecil untuk
diidentifikasi perbedaan hubungan inang dalam kolonisasi cendawan endofit
(Cannon dan Simmons 2002).
Jumlah
cendawan
endofit
dan
spesies
cendawan
endofit
yang
mengkolonisasi tanaman padi di Tasikmalaya, Kuningan dan Subang berbeda.
Tabel 6 lampiran diketahui bahwa sebanyak 51 isolat cendawan endofit yang
ditemukan, padi asal Tasikmalaya memiliki jumlah cendawan endofit yang paling
tinggi yaitu 21 isolat yang diikuti oleh Subang 16 isolat, dan Kuningan 14 isolat.
Selain itu, keragaman jumlah spesies cendawan yang mengkolonisasi juga
berbeda, yang paling tinggi di Kabupaten Tasikmalaya yaitu 12 isolat yang diikuti
oleh Subang dan Kuningan masing - masing 8 isolat.
Untuk mengetahui keragaman cendawan endofit dari tiga lokasi
pengambilan sampel digunakan indeks keragaman (H’) Shanon-Wiener (Maguran
1987). Dari Tabel 2 diketahui bahwa indeks keragaman cendawan endofit di
Tasikmalaya lebih tinggi yaitu 2,2403 yang diikuti oleh Kuningan 1,9085 dan
21
Subang 1,9062. Di Tasikmalaya, jumlah cendawan endofit yang mengkolonisasi
tanaman sangat tinggi dan lebih beragam spesies cendawan endofit yang
mengkolonisasinya.
Tabel 2 Jumlah spesies dan indeks keragaman cendawan endofit tanaman padi
hasil isolasi dari tiga lokasi di Jawa Barat
Indeks
S Kolonisasi
Asal Tanaman
Jumlah Spesies
Keragaman
Total (%)
(H’)
Tasikmalaya
12
2,2403
60,61
Kuningan
8
1,9085
52,38
Subang
8
1,9062
61,90
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Budidaya
Aspek budidaya seperti pemberian pupuk dan penyemprotan pestisida
merupakan bagian dari usaha – usaha dalam peningkatan produksi tanaman.
Pemberian pupuk dan penyemprotan pestisida akan mempengaruhi pertumbuhan
tanaman, karena zat – zat kimia yang terkandung dalam pupuk maupun pestisida
akan masuk dalam jaringan tanaman dan ikut dalam metabolisme tanaman.
Cendawan endofit merupakan cendawan yang hidup dalam jaringan
tanaman, sehingga hidupnya tidak terlepas dari pengaruh metabolisme inang
tanaman. Cendawan endofit hidup dalam inang tanaman dan menempati bagian –
bagian organ tanaman seperti daun, bunga, batang, ranting, percabangan, xylem,
akar, maupun benih. Dalam inang tanaman, cendawan endofit berasosiasi dengan
aktivitas metabolisme tanaman sehingga hubungan antara inang dan cendawan
endofit bisa berkompetisi, antagonis dan mutualisme.
Adanya hubungan antara cendawan endofit dengan inang tanaman ini
mengakibatkan adanya pengaruh budidaya terhadap keragaman dan kelimpahan
cendawan endofit di pertanaman. Dari hasil survei di lapangan, petani di
Kabupaten Tasikmalaya yang tidak melakukan penyemprotan pestisida ternyata
keragaman dan kelimpahan cendawan endofit sangat tinggi, dari jumlah sampel
yang diambil, 21 isolat diperoleh dari tanaman padi asal Tasikmalaya yang diikuti
Subang 16 isolat dan Kuningan 14 isolat.
22
Kelimpahan, Keragaman Cendawan Endofit dan Curah Hujan
Curah hujan (mm) merupakan ketinggian air hujan yang terkumpul dalam
tempat yang datar, tidak menguap, tidak meresap, dan tidak mengalir. Curah hujan
1 (satu) millimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempa