Pengendalian Serangan Colletotrichum sp. Pada Tanaman Kakao (Theobroma cacao L.) Menggunakan Isolat Bakteri Kitinolitik

PENGENDALIAN SERANGAN Colletotrichum sp. PADA TANAMAN
KAKAO (Theobroma cacao L.) MENGGUNAKAN
ISOLAT BAKTERI KITINOLITIK

TESIS

Oleh

SRI WAHYUNI
097030008/BIO

PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

PENGENDALIAN SERANGAN Colletotrichum sp. PADA TANAMAN
KAKAO (Theobroma cacao L.) MENGGUNAKAN
ISOLAT BAKTERI KITINOLITIK

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
dalam Program Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

SRI WAHYUNI
097030008/BIO

PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis

:

PENGENDALIAN SERANGAN Colletotrichum sp.
PADA TANAMAN KAKAO (Theobroma cacao L.)
MENGGUNAKAN ISOLAT BAKTERI
KITINOLITIK

Nama Mahasiswa
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Fakultas

:
:
:
:

SRI WAHYUNI
097030008
Magister Biologi
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Menyetujui

Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc

Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, M.Si

Pembimbing I

Pembimbing II

Ketua Program Studi,

Dekan,

Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed

Dr.Sutarman, M.Sc

Universitas Sumatera Utara

Tanggal lulus :
Telah diuji pada
Tanggal : 15 Agustus 2011

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua

: Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc

Anggota

: Dr.Ir.Edy Batara Mulya Siregar, M.Si
: Prof.Dr. Erman Munir, M.Sc
: Dr. Suci Rahayu, M.Si

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN ORISINALITAS

PENGENDALIAN SERANGAN Colletotrichum sp. PADA TANAMAN
KAKAO (Theobroma cacao L.) MENGGUNAKAN
ISOLAT BAKTERI KITINOLITIK
TESIS

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

Medan,

September 2011

Sri Wahyuni
097030008

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini :
Nama
NIM
Program Studi
Jenis Karya Ilmiah

: SRI WAHYUNI
: 097030008
: BIOLOGI
: Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Exclusive Royalty Free Right) atas
Tesis saya yang berjudul :
PENGENDALIAN SERANGAN Colletotrichum sp. PADA TANAMAN KAKAO
(Theobroma cacao L.) MENGGUNAKAN ISOLAT BAKTERI KITINOLITIK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif
ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat,
mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa
meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan
sebagai pemegang dan tau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan,

September 2011

Sri Wahyuni

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan
menyelesaikan pendidikan program Magister.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas
kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana FMIPA
Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Biologi, Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed
Seketaris Program Studi Biologi, Dr. Suci Rahayu, M.Si beserta seluruh Staf Pengajar
pada Program Studi Magister Biologi Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya kami
ucapkan kepada Prof.Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. dan Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, M.Si
selaku Pembimbing yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan,
bimbingan, arahan, waktu dan perhatiannya, demikian juga kepada Prof. Dr. Erman
Munir, M.Sc. dan Dr. Suci Rahayu, M.Si selaku penguji yang telah memberikan saran
dalam penyusunan tesis ini.
Kepada Ayah H.Firmansyah dan Bunda Hj.Sulastri Terimakasih atas segala
pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil serta do,a yang terus menerus
mengalir sehingga penulis bisa menyelesaikan perkuliahan ini, dan kepada yang paling
saya sayangi saudara kandung saya Kakanda Dian Novita, S.E, Ners Nina Olivia, S.Kep.
M.Kes, atas motivasi, kesabaran serta do’a yang tidak akan pernah bisa penulis balas
sampai kapanpun.
Kepada Abangda Chairul Nizam, S.P yang selalu bersemangat memotivasi serta
dukungan yang selalu diberikan kepada penulis, teman – teman (Olvi, Siti, Ratna, Elda,
Melva, Rika, Nani, Leli, Rahayu, Afifah, Yuni Lubis, Rida) yang selalu memotivasi
penulis agar bersemangat serta semua pihak yang terlibat langsung maupun yang tidak
langsung yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dukungan, perhatian, dan
bantuannya kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh
karena itu penulis mengharapkan saran yang bersifat membangun dalam melengkapi
kekurangan serta penyempurnaan hasil penelitian ini. Akhir kata semoga hasil penelitian
ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Agustus 2011
Sri Wahyuni

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Colletotrichum sp., adalah jamur penyebab penyakit antraknosa. Jamur ini merupakan

salah satu dari organisme yang mengakibatkan kerusakan pada daun tanaman kakao.
Pengendalian hayati terhadap Colletotrichum dengan menggunakan isolat bakteri dan
jamur telah banyak dilaporkan, akan tetapi penggunaan isolat bakteri kitinolitik untuk
mengontrol antraknosa belum banyak dilaporkan. Dalam penelitian ini penggunaan isolat
bakteri kitinolitik bertujuan untuk menghambat perkembangan penyakit antraknosa yang
ditunjukkan dari pengujian antagonis yang di uji pada media agar dengan 2% koloidal
kitin sebagai sumber karbon. Hasil uji antagonis menunjukkan kelima isolat mampu
menghambat

pertumbuhan

jamur

Colletotrichum

sp.

Pengujian

secara

invivo

menunjukkan bahwa kelima isolat bakteri kitinolitik mampu menekan intensitas serangan
dan luas serangan yang terjadi pada daun kakao. LK08 mampu mengurangi intensitas
serangan sebesar 0.8% dan luas serangan 4%.

Kata Kunci : Bakteri kitinolitik, Colletotrichum sp., pengendalian hayati.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

Colletotrichum sp., is one of causal agents of antracnose disease on cacao leaf. This
fungus is one organisms that caused leaf blight. Biological control of Colletotrichum sp,
utilizing bacterial and fungal isolates has been reported. However utilization of
chitinolytic bacterial isolates to control anthracnose of cacao leaf has rarely been reported.
In this study, the ability of chitinolitic bacterial isolates to inhibit Colletotrichum sp. was
evaluated by using an antagonisms assay on minimum salt medium agar with 2% colloidal
chitin as carbon source. The result showed that the five chitinolytic bacterial isolates have
the ability to inhibit Colletotrichum sp. The invivo tests showed that the chitinolitic
bacterial isolates have the ability to suppress disease incidence and disease severity on
cacao leaf. LK08 reduced diseases severity to 0.8% and diseases incidence 4%
respectively.
Key words : Chitinolytic bacteria, Colletotrichum sp., biological control

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama

: Sri Wahyuni, S.Si

Tempat dan Tanggal Lahir

: Medan, 21 Februari 1983

Alamat Rumah

: Jl. Selamat Pulau No.87 A Medan-20147

Telepon/Faks/HP

: 0617872532

e-mail

: costusyuni@yahoo.co.id

Instansi Tempat Bekerja

: Akademi Kebidanan Budi Mulia

Alamat Kantor

: Jalan Djamin Ginting KM 10.5

Telepon/Faks/HP

: 0618369415

DATA PENDIDIKAN
SD

: Negeri 060827 Medan

Tamat :

1995

SMP

: MTs Negeri 1 Medan

Tamat :

1998

SMA

: MA Negeri 1 Medan

Tamat :

2001

Strata-1

: Biologi FMIPA USU

Tamat :

2005

Strata-2

: Biologi FMIPA USU

Tamat :

2011

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR

i

ABSTRAK

ii

ABSTRACT

iii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

BAB I

BAB II

BAB III

PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Permasalahan

3

1.3 Tujuan Penelitian

4

1.4 Hipotesis

4

1.5 Manfaat

4

TINJAUAN PUSTAKA

5

2.1 Penyakit Antraknosa pada Tanaman Kakao

5

2.2 Penyakit Penting Lainnya pada Tanaman Kakao

7

2.3 Kitin dan Bakteri Kitinolitik

8

2.4 Potensi Bakteri Kitinolitik sebagai Pengendali Hayati

9

METODOLOGI PENELITIAN

12

3.1 Waktu dan Tempat

12

3.2 Bahan dan Alat

12

3.3 Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik

13

3.4 Pengamatan Struktur Hifa Fungi Setelah Uji Antagonis

13

3.5 Perbanyakan Suspensi Bakteri dan Jamur

14

Universitas Sumatera Utara

BAB IV

3.6 Pengamatan Intensitas Serangan

14

3.7 Pengamatan Luas Serangan

16

3.8 Analisis Data

16

HASIL DAN PEMBAHASAN

17

4.1 Gejala Penyakit Antraknosa pada Daun Tanaman Kakao

17

4.2 Kemampuan Bakteri Kitinolitik dalam Menghambat Serangan

19

Colletotrichum sp. pada Tanaman Kakao

4.3 Pengamatan Struktur Hifa Abnormal Colletotrichum sp. pada

23

Tanaman Kakao Setelah Uji Antagonisme
4.4 Penilaian Efektifitas Bakteri Kitinolitik terhadap Colletotrichum

26

sp. pada Tanaman Kakao

BAB V

4.5 Reisolasi Bakteri Kitinolitik pada Tanaman Kakao

29

KESIMPULAN DAN SARAN

32

DAFTAR PUSTAKA

34

LAMPIRAN

40

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel

Judul

Halaman

1

Kemampuan Bakteri Kitinolitik dalam Menghambat
Colletotrichum sp. Secara in vitro

21

2

Pengamatan Intensitas Serangan Colletotrichum sp. pada
perlakuan bakteri kitinolitik untuk setiap pengamatan

26

3

Pengamatan Luas Serangan Colletotrichum sp. pada
perlakuan bakteri kitinolitik untuk setiap pengamatan

28

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Judul

Halaman

Gejala Penyakit Antraknosa yang Terserang Colletotrichum sp.

5

Morfologi Hifa dan Konidia Colletotrichum sp.
Spora Colletotrichum sp.
Tanaman Kakao yang Terserang Colletotrichum sp.
Biakan Murni, Konidiofor, Apresorium dan Seta, Konidia
Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik
Bentuk Hifa Abnormal Colletotrichum sp.
Hasil Reisolasi Kontrol Positif Serangan Antraknosa, Reisolasi
Gejala Patogen, Koloni Jamur Colletotrichum sp., Hifa
Kontrol Negatif Tanaman Kakao Sehat, Reisolasi Tanaman
Kakao
Hasil Reisolasi Perlakuan Bakteri Kitinolitik

6
7
17
18
20
25
30
31
31

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Judul

Halaman

Alur Kerja Antagonisme Invitro
Pengamatan Abnormalitas Miselium Colletotrichum sp.
Setelah Uji Antagonis
Alur Kerja Pembuatan Suspensi Bakteri Kitinolitik
Alur Kerja Pembuatan Suspensi Jamur Colletotrichum sp.
Pengujian In Vivo Bakteri Kitinolitik terhadap Tanaman
Kakao
Uji Patogenitas
Intensitas Serangan Minggu 1
Luas Serangan Minggu 1
Intensitas Serangan Minggu 2
Luas Serangan Minggu 2
Intensitas Serangan Minggu 3
Luas Serangan Minggu 3
Intensitas Serangan Minggu 4
Luas Serangan Minggu 4

40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Colletotrichum sp., adalah jamur penyebab penyakit antraknosa. Jamur ini merupakan

salah satu dari organisme yang mengakibatkan kerusakan pada daun tanaman kakao.
Pengendalian hayati terhadap Colletotrichum dengan menggunakan isolat bakteri dan
jamur telah banyak dilaporkan, akan tetapi penggunaan isolat bakteri kitinolitik untuk
mengontrol antraknosa belum banyak dilaporkan. Dalam penelitian ini penggunaan isolat
bakteri kitinolitik bertujuan untuk menghambat perkembangan penyakit antraknosa yang
ditunjukkan dari pengujian antagonis yang di uji pada media agar dengan 2% koloidal
kitin sebagai sumber karbon. Hasil uji antagonis menunjukkan kelima isolat mampu
menghambat

pertumbuhan

jamur

Colletotrichum

sp.

Pengujian

secara

invivo

menunjukkan bahwa kelima isolat bakteri kitinolitik mampu menekan intensitas serangan
dan luas serangan yang terjadi pada daun kakao. LK08 mampu mengurangi intensitas
serangan sebesar 0.8% dan luas serangan 4%.

Kata Kunci : Bakteri kitinolitik, Colletotrichum sp., pengendalian hayati.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

Colletotrichum sp., is one of causal agents of antracnose disease on cacao leaf. This
fungus is one organisms that caused leaf blight. Biological control of Colletotrichum sp,
utilizing bacterial and fungal isolates has been reported. However utilization of
chitinolytic bacterial isolates to control anthracnose of cacao leaf has rarely been reported.
In this study, the ability of chitinolitic bacterial isolates to inhibit Colletotrichum sp. was
evaluated by using an antagonisms assay on minimum salt medium agar with 2% colloidal
chitin as carbon source. The result showed that the five chitinolytic bacterial isolates have
the ability to inhibit Colletotrichum sp. The invivo tests showed that the chitinolitic
bacterial isolates have the ability to suppress disease incidence and disease severity on
cacao leaf. LK08 reduced diseases severity to 0.8% and diseases incidence 4%
respectively.
Key words : Chitinolytic bacteria, Colletotrichum sp., biological control

Universitas Sumatera Utara

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman kakao (Theobroma cacao, L.) termasuk tanaman tropis, dikenal
masyarakat Indonesia pertama kali tahun 1780 (Spilane, 1995), dan termasuk komoditas
ekspor andalan penyumbang devisa bagi negara maupun masyarakat Indonesia
(Sulistyowati et al., 2003). Kakao dibutuhkan sebagai bahan baku industri makanan dan
minuman, industri farmasi, industri kosmetika sehingga tidaklah mengherankan bila para
petani kakao berusaha memaksimalkan produksi dengan memelihara tanaman sebaikbaiknya (Wahyudi et al., 2008).
Masalah yang umum timbul pada perkebunan kakao adalah serangan berbagai
jamur. Jamur tersebut dapat menyerang bagian akar, batang daun dan buah. Pada bagian
daun terdapat jamur Colletotrichum penyebab penyakit antraknosa (Wicandra, 2005).
Pada umumnya kerugian yang disebabkan oleh jamur ini tidak melebihi 5–10 %,
meskipun diberitakan juga bahwa di Venezuela (Amerika Selatan) kerugian mencapai
20% (Semangun, 2000). Penyakit antraknosa atau gugur daun mengakibatkan kerusakan
pada tanaman di pembibitan, tanaman muda dan tanaman yang menghasilkan. Penyakit ini
juga dapat mengurangi jumlah buah per tanaman, jumlah biji, dan dapat mengurangi
kandungan pati pada ranting (Semangun, 2000). Daun muda yang terserang terlihat
berwarna hitam, bagian ujungnya mengkeriput dan dapat mengakibatkan kematian pada
pucuk. Serangan jamur terjadi pada waktu tanaman membentuk daun muda selama musim
hujan dan penularan jamur ini berlangsung dengan perantaraan spora yang dibawa oleh
angin dan air hujan terutama pada malam hari dan cuaca yang lembab (Wahyudi et al.,
2008).
Salah satu pengendalian yang dapat dilakukan pada pembibitan kakao adalah
dengan penyemprotan pestisida. Penggunaan pestisida secara berlebih oleh petani dapat

Universitas Sumatera Utara

memberikan dampak negatif yaitu dapat menimbulkan resistensi hama dan penyakit serta
pencemaran lingkungan (Gunaeni, 2006). Upaya untuk mengurangi bahan kimia/pestisida
salah satunya adalah dengan pemanfaatan agen pengendali hayati. Pada umumnya jenis
agen hayati yang dikembangkan adalah mikroba, baik yang hidup sebagai saprofit di
dalam tanah, air dan bahan organik maupun yang hidup di jaringan tanaman (endofit)
yang bersifat menghambat pertumbuhan dan berkompetisi dalam ruang dan nutrisi dengan
patogen sasaran, atau bersifat menginduksi ketahanan tanaman (Supriadi, 2006).
Pengendalian hayati menjadi alternatif yang dipilih karena lebih ramah lingkungan dan
tidak menimbulkan efek toksik (Gohel et al., 2006).
Pemanfaatan mikroorganisme dalam mengendalikan penyakit tanaman merupakan
bidang yang relatif baru. Pengendalian hayati jamur penyakit tanaman sering dilakukan
dengan menggunakan mikroorganisme seperti jamur dan bakteri. Salah satu pemanfaatan
mikroorganisme sebagai pengendali hayati adalah isolat bakteri kitinolitik. Bakteri ini
sering digunakan sebagai agen pengendali hayati karena kemampuannya menghidrolisis
kitin menjadi derivat kitin (Ohno et al., 1996).
Beberapa hasil penelitian melaporkan bahwa jenis mikroorganisme yang dapat
memproduksi enzim kitin seperti Pseudomonas putida 89-B27 dan Serratia marcescens
90-166 mampu menekan patogen penyebab penyakit antraknosa pada tomat dan timun
(Raupach et al., 1996), Pseudomonas sp. strain PSJN mampu menekan pertumbuhan
Botrytris cinerea (Barka et al., 2002), Pseudomonas fluoresent dapat mengendalikan

penyakit lincat yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum pada tembakau (Heru,
2006), Bacillus mycoides dan Bacillus pumilis menekan penyakit bercak daun Cercospora
pada tanaman gula bit (Bargabus et al., 2004), Bacillus cereus BT8 dan BP24 mampu
mengendalikan penyakit pada beberapa tanaman tomat, kentang dan pecan (Backman,
1997).
Bakteri kitinolitik merupakan salah satu kelompok mikroorganisme yang relativ mudah
dikembangkan sehingga akan lebih cepat melimpah jika dikembangkan dari biosfirnya.

Universitas Sumatera Utara

Aktivitas kitinase yang dapat mendegradasi dinding sel jamur menyebabkan bakteri
kitinolitik ini, dapat digunakan sebagai agen biokontrol jamur patogen karena dapat
mendegradasi dinding sel jamur yang tersusun atas kitin, yang merupakan sumber nutrisi
dan agen parasitisme (Toharisman, 2007).

Kemampuan mikroorganisme tersebut

diharapkan dalam penelitian ini, aplikasi bakteri kitinolitik dapat digunakan untuk
mengendalikan pertumbuhan jamur Colletotrichum sp. penyebab penyakit antraknosa
pada tanaman kakao secara in vitro dan in vivo.
1.2 Permasalahan

Pengetahuan tentang bakteri kitinolitik khususnya pada tanaman kakao masih
sangat sedikit, baik dari jenis maupun kegunaannya. Peran bakteri kitinolitik yang banyak
memberikan manfaat bagi manusia dan lingkungan diantaranya sebagai pengendali hama
dan penyakit tanaman, karena memiliki kitinase untuk mendegradasi jamur diperkirakan
dapat mengendalikan pertumbuhan jamur Colletotrichum penyebab penyakit antraknosa
yang dapat menyebabkan penurunan kualitas mutu kakao. Keanekaragaman bakteri
kitinolitik yang diisolasi dari berbagai daerah yaitu Bangka (BK15, BK08, BK17),
Langkat (LK08), dan Karo (KR05) diharapkan mampu mengendalikan jamur
Colletotrichum penyebab penyakit antraknosa pada tanaman kakao.

1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
Mengetahui potensi isolat bakteri kitinolitik yang diisolasi dari tanah sebagai
pengendali hayati terhadap jamur Colletotrichum sp. secara in vitro dan in vivo.

Universitas Sumatera Utara

1.4 Hipotesis
Isolat bakteri kitinolitik yang diisolasi dari tanah berbagai daerah memiliki potensi
dalam menghambat pertumbuhan jamur Colletotrichum sp. penyebab penyakit antraknosa
pada tanaman kakao secara in vitro dan in vivo.

1.5 Manfaat
Penelitian memberikan informasi mengenai kemampuan bakteri kitinolitik sebagai
agen pengendali hayati untuk menekan penyakit antraknosa yang disebabkan oleh infeksi
jamur Colletotrichum sp. yang menyerang tanaman kakao.

Universitas Sumatera Utara

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penyakit Antraknosa pada Tanaman Kakao
Di Indonesia penyakit kakao yang disebabkan oleh jamur Colletotrichum sudah
lama dikenal, penyakit ini tersebar di semua negara penghasil kakao dan dikenal sebagai
antraknosa. Di Asia penyakit terdapat di Malaysia, Brunei, Filipina, Sri Lanka, dan India
Selatan (Semangun, 2000).
Colletotrichum

umumnya menyerang daun muda, dan pengenalan penyakit

antraknosa dapat dilakukan dengan melihat gejala khusus pada bagian tanaman yang
terserang. Serangan ringan pada daun muda akan memperlihatkan gejala bintik-bintik
nekrosis berwarna cokelat. Setelah daun berkembang, bintik nekrosis akan menjadi bercak
berlubang dengan halo berwarna kuning Gambar 1. Pada daun-daun muda yang terserang
berat biasanya mudah mengalami kerontokan sehingga menyebabkan ranting gundul dan
biasanya diikuti dengan kematian ranting (Wahyudi et al., 2008).

Gambar 1. Gejala penyakit antraknosa yang disebabkan oleh Colletotrichum sp.
Colletotrichum mempunyai miselium yang jumlahnya agak banyak, hifa bersepta

tipis (Gambar 2), mula-mula terang kemudian gelap (Mehrotra, 1983). Konidiofor pendek,
tidak bercabang, tidak bersepta, dengan ukuran 7-8 x 3-4 μm (Weber, 1973). Pada daun
muda yang agak dewasa menghasilkan konidium jamur yang berwarna merah jambu

Universitas Sumatera Utara

(Semangun, 2000). Massa konidia yang berwarna merah jambu ini akhirnya menjadi
coklat gelap (Weber, 1973).

Gambar 2. Morfologi hifa (perbesaran 10x100).
Colletotrichum umumnya mempunyai konidium hialin, bersel satu, berukuran 9-24

x 3-6 μm tidak bersekat, jorong memanjang, terbentuk pada ujung konidiofor yang
sederhana. Pada saat berkecambah konidium yang bersel satu tadi membentuk sekat.
Pembuluh kecambah membentuk apresorium sebelum mengadakan infeksi. Diantara
konidiofor biasanya terdapat rambut-rambut (seta) yang kaku dan berwarna coklat tua
(Semangun, 2000).
Spora Colletotrichum (Gambar 3) tumbuh baik pada suhu 25-28°C, sedang suhu di
bawah 5°C dan diatas 40°C tidak dapat berkecambah. Pada kondisi yang lembab, bercakbercak pada daun akan menghasilkan kumpulan konidia yang berwarna putih. Faktor
lingkungan yang kurang menguntungkan seperti peneduh yang kurang, kesuburan tanah
yang rendah, atau cabang yang menjadi lemah karena adanya kanker batang. Jamur juga
dapat menginfeksi melalui bekas tusukan atau gigitan serangga (Semangun, 2000).

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3. Spora Colletotrichum sp. (perbesaran 10 x 100).

Jamur Colletotrichum menghasilkan konidia dalam jumlah banyak. Konidia
terbentuk pada permukaan bercak pada daun terinfeksi, dan konidia tersebut mudah lepas
bila ditiup angin atau bila kena percikan air hujan. Konidia sangat ringan dan dapat
menyebar terbawa angin sampai ratusan kilometer sehingga penyakit tersebar luas dalam
waktu yang singkat (Soepana, 1995). Konidia mungkin juga disebarkan oleh serangga
(Semangun, 2000).

2.2 Penyakit Penting Lainnya pada Tanaman Kakao
Penyakit VSD (Vascular Streak Diseases) disebabkan oleh Oncobasidium
theobromae, yang dapat menyerang di pembibitan sampai tanaman dewasa. Gejala

tanaman terserang, daun-daun menguning lebih awal dari waktu yang sebenarnya dengan
bercak berwarna hijau, dan gugur sehingga terdapat ranting tanpa daun (ompong). Bila
permukaan bekas menempelnya daun diiris tipis, akan terlihat gejala bintik tiga
kecoklatan. Permukaan kulit ranting kasar dan belang, bila diiris memanjang tampak
jaringan pembuluh kayu yang rusak berupa garis-garis kecil berwarna kecoklatan.
Penyakit busuk buah disebabkan oleh jamur Phytopthora palmivora yang dapat
menyerang buah muda sampai masak. Buah yang terserang nampak bercak bercak coklat
kehitaman, biasanya dimulai dari pangkal, tengah atau ujung buah. Penyakit kanker
batang (Trunk Cancer) disebabkan oleh jamur yang sama dengan penyebab penyakit
busuk buah yaitu Phytopthora palmivora. Gejala kanker diawali dengan adanya bagian

Universitas Sumatera Utara

batang/cabang menggembung berwarna lebih gelap/ kehitam-hitaman dan permukaan
kulit retak.
Penyakit jamur akar (Root fungus) disebabkan oleh jamur akar putih Rigidoporus
lignosus, jamur akar merah Ganoderma philippii dan jamur akar coklat Phellinus noxius.

Penyakit ini menular melalui kontak, umumnya terjadi pada pertanaman baru bekas hutan.
Pembukaan lahan yang tidak sempurna, karena banyak tunggul dan sisa-sisa akar sakit
dari tanaman sebelumnya tertinggal di dalam tanah akan menjadi sumber penyakit.

2.3 Kitin dan Bakteri Kitinolitik
Kitin merupakan homopolimer dari (1,4)-β- N asetil-D-glukosamin. Senyawa ini
merupakan salah satu senyawa yang paling melimpah di alam dengan produksi tahunan
diperkirakan sebesar 1010-1011 ton. Karena produksi kitin di alam sangat tinggi, maka
proses daur ulang merupakan hal yang sangat penting. Degradasi kitin ini terutama
dilakukan oleh mikroorganisme, karena kitin merupakan sumber karbon dan nitrogen
untuk pertumbuhan mikroorganisme. Distribusi kitin sangat luas karena merupakan
komponen struktural berbagai jenis organisme. Kitin dapat dijumpai pada prokariot,
protista, dan sangat melimpah pada kapang (Gooday, 1990).

Mikroorganisme yang

memproduksi kitinase telah dilaporkan sebagai agen biokontrol untuk berbagai jenis jamur
penyakit tanaman (Chernin et al., 1995), antara lain Bacillus cereus UW85, yang telah
terbukti menjadi agen biokontrol yang dapat mengendalikan Phytophthora pada penyakit
damping off dan akar busuk pada tanaman kedelai. B. cereus strain 65 memproduksi

kitobiodase juga ditemukan efektif terhadap R. solani dalam kapas (Chien, 2004).
Kitin pada jamur berbentuk mikrofibril yang memiliki panjang yang berbeda
tergantung pada spesies dan lokasi selnya. Mikrofibril merupakan struktur utama dari sel
jamur yang terdiri atas jalinan rantai polisakarida yang saling bersilangan membentuk
anyaman. Kandungan kitin pada jamur bervariasi dari 4-9 % berat kering sel
(Rajarathanam et al ., 1998).

Universitas Sumatera Utara

Bakteri kitinolitik sering kali menghasilkan berbagai gen kitinase, berdasarkan
cara kerja hidrolisis kitinase dikelompokkan menjadi tiga tipe utama (Pudjihartati, 2006),
yaitu: (i) endokitinase yang memotong secara acak polimer kitin secara internal sehingga
menghasilkan oligomer pendek, (ii) eksokitinase (1,4-β-ketobiosidase), yang memotong
unit trimer ketobiosa pada ujung terminal polimer kitin, dan (iii) N-asetilglukosamidase,
yang memotong unit monomer pada ujung terminal polimer kitin. Menurut Oku (1994),
peranan kitinase dalam pertahanan tanaman terhadap serangan patogen terjadi melalui dua
cara, yaitu: (i) menghambat pertumbuhan cendawan dengan secara langsung
menghidrolisis dinding miselia cendawan dan (ii) melalui pengelupasan elisitor endogen
oleh aktivitas kitinase yang kemudian memicu reaksi ketahanan sistemik (systemic
acquired resistance) pada inang.

2.4 Potensi Bakteri Kitinolitik sebagai Pengendali Hayati
Pengendalian hayati khususnya pada penyakit tumbuhan dengan menggunakan
mikroorganisme telah dimulai sejak lebih dari 70 tahun yang lalu, tepatnya pada tahun
1920 sampai 1930 ketika pertama kali diperkenalkan antibiotik yang dihasilkan
mikroorganisme tanah (Khalid et al., 2004). Tetapi beberapa percobaan belum berhasil
sampai penelitian mengenai pengendalian hayati terhenti selama kurang lebih 20 tahun
(Baker et al., 1985). Sekarang ini sudah menjadi satu pengetahuan bahwa pengendalian
hayati memainkan peranan penting dalam pertanian pada masa mendatang. Ini terutama
disebabkan kekhawatiran terhadap bahaya penggunaan bahan kimia sebagai pestisida
(Hasanuddin, 2003). Kepedulian dalam kesehatan dan lingkungan akibat menggunakan
pestisida inilah yang mendorong peneliti dalam mencari alternatif lain untuk mengontrol
penyakit dengan menggunakan mikroorganisme sebagai agen biokontrol (Martin &
Lopper, 1999). Kesadaran akan bahaya penggunaan pestisida sebagai bahan beracun bagi
kelangsungan hidup ekosistem dan mahluk hidup,terutama manusia dan hewan.
Merupakan titik awal lahirnya konsep pengendalian hayati (Yodha, 2010).

Universitas Sumatera Utara

Dalam kaitan dengan pengendalian hayati tanaman agen biokontrol, dapat berefek
langsung berupa kompetisi untuk nutrisi, produksi antibiotik, enzim litik, inaktivasi
patogen,dan parasitisme. Efek tidak langsung mencakup semua aspek yang menghasilkan
perubahan morfologi dan biokimia dalam tanaman inang (Gohel et al ., 2005).
Pengendalian hayati merupakan pemanfaatan spesies-spesies mahluk hidup
tertentu untuk mengendalikan hama tanaman. Spesies-spesies tersebut mewakili sejumlah
hewan invertebrata seperti serangga, tungau dan nematode dan spesies-spesies dari
golongan rendah seperti jamur bakteri dan virus. Pemanfaatan spesies tersebut sebagai
pengendali hayati disebabkan karena adanya interaksi antara dua spesies mahluk hidup
atas keuntungan yang satu karena memangsa dan yang lainnya dirugikan karena dimakan
(Nyoman, 1995).
Salah satu bentuk pengendalian hayati yang sudah banyak digunakan adalah
dengan

menggunakan berbagai jasad mikroorganisme (Duffy, 1995) seperti bakteri

kitinolitik. Sejumlah mikroba telah dilaporkan dalam berbagai penelitian efektif sebagai
agen pengendalian hayati hama dan penyakit tumbuhan diantaranya adalah genus-genus
Aeromonas,

Alteromonas,

Chromobacterium,

Enterobacter ,

Ewingella ,

Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Serratia , Vibrio (Chernin et al., 1998), Bacillus

(Pleban et al., 1997) Pyrococcus (Gao et al., 2003), Burkholderia cepacia , Bacillus
subtilis,

Enterobacter

cloacae,

Agrobacterium

radiobacter

dan

Streptomyces

griseoviridis.

Bakteri ini sering digunakan sebagai agen pengendali hayati karena di dasarkan
atas kemampuan mikroorganisme menghasilkan kitinase dan dalam kontrol fungi patogen
enzim kitinase berperan sebagai mikoparasitisme yang dapat melisiskan sel jamur.
Kitinase yang diproduksi mikroorganisme dapat menghidrolisis struktur kitin, senyawa
utama penyusun dinding sel tabung kecambah spora dan miselia, sehingga jamur tidak
mampu menginfeksi tanaman (Priyatno et al., 2000). Mekanisme interaksi antara inang
dengan parasit sangat menentukan tingkat ketahanan tanaman terhadap suatu penyakit.
Menurut Prell & Day (2001), mekanisme ketahanan tanaman dapat berupa

Universitas Sumatera Utara

hipersensitifitas sel dengan cara pembentukan lignin atau protein struktural, senyawa
fitoaleksin dan sintesis protein PR (Pathogenesis related protein) seperti kitinase.
Beberapa tanaman menghasilkan kedua enzim ini sebagai bagian dari sistem pertahanan
melawan jamur patogen, karena keduanya dapat menghidrolisis komponen dinding sel
jamur patogen (Ginnakis et al. 1998, Leubner and Meins, 1999).
Kemampuan bakteri untuk memproduksi kitinase sangat bervariasi. Variasi ini
tidak saja terlihat dari jumlah aktifitas kitinase total yang diproduksi setiap spesiesnya,
tetapi juga pada jenis kitinase yang dihasilkan (Nugroho et al., 2003).

Universitas Sumatera Utara

BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat

Percobaan dilaksanakan dari bulan Maret sampai Juni 2011 di Laboratorium
Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Rumah Kaca
Departemen Hama dan Penyakit Tumbuhan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera
Utara.
3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan antara lain adalah cawan petri, gunting, polybag ukuran 5
kg, tabung reaksi, petridish, erlenmeyer, pipet serologi, mikro pipet, blank disk (Oxoid),
jarum ose, batang pengaduk, spatula, pinset, cutter, shaker, gelas ukur, beaker glass,
mikroskop, object glass dan cover glass, a lumunium foil, kertas label, kapas, spidol,
cling warp, corkborer, bunsen, autoclave, hot plate, jangka sorong, haemocytometer,
shaker, inkubator dan neraca.
Bahan-bahan yang digunakan antara lain koleksi isolat bakteri kitinolitik di
Laboratorium Mikrobiologi Universitas Sumatera Utara berasal dari Bangka (BK15,
BK13, BK17), Langkat (LK08) serta Karo (KR05), isolat jamur Colletotrichum sp.,
medium nutrient agar (NA), medium potato dextrose agar (PDA), koloidal kitin (MGMC),
kloroks 1%, alkohol 95%, akuades, 99% etanol, 3,125% NaOCl, sukrosa 0,05%, larutan
garam, agar, NaCl 0.9%.

Universitas Sumatera Utara

3.3 Isolasi Jamur Colletotrichum sp
Isolat jamur Colletotrichum sp. diisolasi dari daun kakao. Daun kakao yang
bergejala di sterilisasi ke dalam larutan Alkohol 70% selama beberapa detik selanjutnya
direndam dalam larutan sodium hipoklorit 1% selama lima menit. Jaringan yang steril
dicuci dengan aquades dan ditumbuhkan pada media PDA. Jamur yang tumbuh diisolasi
dan semua biakan dimurnikan untuk mendapat satu koloni jamur Colletotrichum sp.
3.4 Uji Antagonisme Bakteri Kitinolitik In vitro

Kemampuan bakteri kitinolitik dalam menghambat pertumbuhan diuji secara in
vitro. Biakan kultur Colletotrichum sp.diambil dengan cork borer, selanjutnya diinokulasi
pada bagian tengah media agar MGMC dengan jarak 3,5 cm dari cakram standard (Oxoid)
yang berdiameter 5 mm tempat inokulan bakteri. Selanjutnya suspensi bakteri kitinolitik
dengan konsentrasi 10 µl (≈108 sel/ml) diinokulasikan pada cakram tersebut. Biakan
selanjutnya diinkubasi pada suhu 30° C. Zona hambat terhadap miselia Colletotrichum sp.
diamati mulai hari kedua sampai hari ketujuh. Pengukuran zona hambat bakteri terhadap
fungi yaitu panjang koloni fungi normal (tidak terhambat) dikurang panjang koloni yang
terhambat oleh bakteri kitinolitik (Martorejo et al., 2001).
3.5 Pengamatan Struktur Hifa Fungi Abnormal

Pengamatan dilakukan dengan 2 cara yaitu yaitu secara visual dan mikroskopis.
Pengamatan secara visual dilakukan dengan cara melihat zona/luas pertumbuhan miselium
Colletotrichum sp. Pengamatan secara mikroskopis dilakukan dengan cara mengamati

ujung miselium pada daerah/zona hambat Colletotrichum sp. Ujung miselium
Colletotrichum sp. yang tumbuh pada permukaan media PDA dipotong berbentuk block
square. Kemudian diletakkan pada objek gelas. Selanjutnya diamati adanya abnormalitas

pertumbuhan miselium Colletotrichum sp., berupa pembengkokan ujung miselium,

Universitas Sumatera Utara

miselium pecah, miselium berbelah, miselium bercabang, miselium lisis dan miselium
tumbuh kerdil (Lorito et al., 1992).

3.6 Perbanyakan Suspensi Bakteri dan Jamur
Pembuatan suspensi bakteri dilakukan menurut metode Bressan & Borges (2003).
Biakan bakteri disubkultur dalam media NA dan diinkubasi ± 2 hari. Hasil subkultur
biakan bakteri diambil dengan jarum ose dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang
berisi 10 ml akuades steril. Setelah dihomogenkan dengan cara divortex dan disamakan
kekeruhannya dengan standard Mac Farland sehingga diperoleh suspensi bakteri dengan
kerapatan sel 108 CFU/ml.
Jamur disubkultur pada media PDA, selanjutnya konidia jamur Colletotrichum sp.
yang terbentuk diambil dengan cara sebagai berikut: biakan murni konidia Colletotrichum
sp., ditetesi dengan aquadest steril sebanyak 10 ml kemudian dikikis dengan jarum kait
sehingga konidia yang ada terlepas dalam aquadest steril. Campuran ini disaring dengan
kain muslin sehingga potongan-potongan miselium dan bagian yang kasar dari media akan
tertinggal dan hanya konidia saja yang dapat lewat.
Filtrat selanjutnya dikocok 1000 rpm selama 30 menit untuk mendapatkan
suspensi konidia yang konsentrat. Kerapatan konidia dalam suspensi dihitung dengan
menggunakan haemocytometer. Suspensi konidia ini diencerkan dengan menggunakan
aquadest steril sehingga mencapai kerapatan 2 x 105 konidia per ml.

Universitas Sumatera Utara

3.7 Pengamatan Intensitas Serangan
Parameter yang diamati adalah intensitas Colletotrichum sp. Pengamatan intensitas
serangan dimulai seminggu setelah inokulasi dan dilakukan 4 kali dengan interval
seminggu. Pengamatan intensitas serangan dimulai pada saat bercak sudah kelihatan tetapi
pengamatan dan perhitungan intensitas setelah sungkup dibuka.
Gejala yang diamati adalah gejala bercak yang terjadi setelah inokulasi.
Pengamatan dilakukan terhadap 5 tangkai daun teratas. Anak daun yang diamati adalah
yang berda di bagian tengah. Daun yang diamati diberi tanda lalu disesuaikan dengan
skala bercak daun (0-5) (Pawirrosoemardjo, 1975).

Skala bercak terdiri dari :
Skala 0

= tidak ada bercak pada daun

Skala 1

= terdapat bercak daun 1/16 bagian

Skala 2

= terdapat bercak daun 1/8 bagian

Skala 3

= terdapat bercak daun ¼ bagian

Skala 4

= terdapat bercak daun ½ bagian

Skala 5

= terdapat bercak pada seluruh permukaan daun.

Nilai intensitas serangan ditentukan dengan rumus Sinaga (2003).

IS =

 n xv
N xV

x 100 %

Keterangan:
IS: Intensitas serangan
n : jumlah daun pada skala ke-i
V: skala ke-i

Universitas Sumatera Utara

N: jumlah total daun setiap tanaman
V: skala tertinggi

3.8 Pengamatan Luas Serangan
Luas serangan ditentukan dengan rumus :
A=

n
x 100 %
N

Keterangan:
A: luas serangan
n : jumlah tanaman yang terserang spesies patogen
N: jumlah seluruh tanaman yang diamati

3.9 Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam dan dilakukan uji
Duncan Multiple Range Test (DMRT) untuk melihat jarak antar perlakuan.

Universitas Sumatera Utara

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Gejala penyakit antraknosa pada daun tanaman kakao
Penyakit antraknosa yang disebabkan Colletotrichum sp. termasuk jenis patogen
yang menyerang tanaman kakao, tepatnya pada bagian daun. Bentuk serangan dapat
dilihat yaitu terjadinya kematian daun atau sebagian dari helaian daun. Gejala ini sering
disebut sebagai hawar daun ”leaf blight” (Gambar 4).

Gambar 4. Tanaman kakao yang terserang Colletotrichum sp.
Berdasarkan pengamatan di lapangan pada daun kakao yang terserang penyakit
terbentuk bintik-bintik kecil dan biasanya daun mudah gugur, selain itu terbentuknya
lingkaran berwarna kuning (halo) di sekeliling jaringan yang sakit dan terjadinya jaringan
mati yang melekuk (antraknos). Menurut Boyce (1961), ciri khas penyakit daun adalah
terbentuknya daerah mati pada daun (nekrotik) dengan ukuran yang bervariasi mulai dari
yang kecil sampai yang besar, bulat sampai bersiku atau tak beraturan, jaringan yang mati
tidak menyeluruh kecuali apabila sejumlah bercak saling menyatu dan membentuk bercak
yang luas sehingga jaringan daun mati.

Universitas Sumatera Utara

Hasil isolasi pada bagian daun yang terserang penyakit pada media PDA (Gambar
5) menunjukkan koloni jamur tersebut adalah Colletotrichum sp. Pengamatan mikroskopis
memperlihatkan miselium berjumlah banyak, hifa bersepta tipis, konidiofor pendek tidak
bercabang, konidium bersel 1, jorong memanjang, tidak bersekat dan terbentuk pada ujung
konidiofor. Diantara konidiofor biasanya terdapat rambut-rambut (seta) yang kaku.

(a)

(b)

2

3
1

(c)

(d)

Gambar 5. (a).Biakan murni (b) konidiofor (c) apresorium 1, konidiofor 2 dan seta 3
(d).konidia (perbesaran 10 x 100).
Setelah isolasi di laboratorium dilakukan perbanyakan dan penyemprotan konidia
Colletotrichum sp. ke tanaman kakao yang sehat. Perlakuan terhadap kontrol positif hanya

disemprot dengan patogen, kontrol negatif tanpa penyemprotan suspensi bakteri maupun
patogen, untuk setiap perlakuan terlebih dahulu disemprot dengan suspensi bakteri
kitinolitik dan setelah ± 24 jam disemprot dengan patogen. Pengamatan dilakukan selama

Universitas Sumatera Utara

empat minggu, hasil yang diperoleh setelah pengamatan berupa gejala yang sama seperti
pada pengamatan di lapangan yaitu terbentuknya bintik-bintik kecil dan di sekeliling
jaringan yang mati terbentuk lingkaran berwarna kuning dan jaringan yang melekuk untuk
kontrol positif, namun untuk perlakuan yang diberi suspensi bakteri tanaman kakao
sebagian besar terlihat tahan terhadap serangan patogen.
4.2 Kemampuan Bakteri Kitinolitik dalam Menghambat Serangan Colletotrichum sp.
pada Tanaman Kakao
Hasil uji antagonisme isolat bakteri kitinolitik lokal terhadap Colletotrichum sp.,
menunjukkan kelima bakteri mampu menghambat pertumbuhan patogen

dengan

kemampuan yang berbeda-beda. Kemampuan menghambat merupakan salah satu bentuk
interaksi bakteri tersebut dalam menekan perkembangan patogen dengan mekanisme
kompetisi terhadap nutrisi atau ruang (untuk mendapatkan makanan atau tempat),
memproduksi antibiosis, dan parasitisme (Mukerji & Garg, 1988).
Mekanisme penghambatan yang terjadi pada uji antagonisme dapat diamati dengan
terbentuknya zona bening sebagai zona penghambatan pertumbuhan jamur oleh isolat
bakteri kitinolitik (Gambar 6). Bentuk zona hambatan tersebut berupa cerukan penipisan
elevasi. Hasil uji antagonisme kelima isolat kitinolitik lokal tersebut disajikan pada Tabel
1.

Universitas Sumatera Utara

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Gambar 6. Uji antagonisme bakteri kitinolitik (a) LK08, (b) BK15, (c) KR05, (d)
BK13, (e) BK17 terhadap Colletotrichum sp.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1. Kemampuan bakteri kitinolitik dalam menghambat Colletotrichum sp secara in
vitro
Isolat
Bakteri

3

4

BK13
KRO5
BK17
BK15
LK08

0.61 b
0.60 b
0.60 b
0.61 b
0.99 a

0.65 b
0.62 b
0.61 b
0.64 b
0.99 a

Zona Hambat (cm) hari ke5
6

0.96 b
0.87 b
0.95 b
0.84 b
1.24 a

1.88 a
1.71 a
1.85 a
1.77 a
1.83 a

7

3.17 a
2.89 a
2.98 a
2.88 a
3.00 a

Keterangan: Data dianalisis dengan SPSS 16. Angka yang diikuti dengan huruf yang sama
kolom yang sama tidak berbeda nyata.

pada

Berdasarkan analisis statistik hasil uji antagonisme bakteri kitinolitik dan jamur
Colletotrichum sp. menunjukkan bahwa pada pengamatan mulai hari ketiga sampai hari

kelima rata-rata zona hambat isolat bakteri kitinolitik LK08 berbeda nyata dengan isolat
bakteri BK13, KR05, BK17 dan BK15 hal tersebut karena dalam pertumbuhan suatu
mikroorganisme mengalami serangkaian fase pertumbuhan. Menurut Hidayah (2001),
dalam pertumbuhan suatu mikroorganisme terdapat serangkaian fase antara lain fase
lambat (adaptasi), fase eksponensial, fase stabil/stationer, dan fase kematian. Untuk fase
eksponensial pertumbuhan mengalami peningkatan jumlah sel mikroba karena pada fase
ini nutrien akan dikonsumsi dan zat-zat metabolit akan diproduksi. Pada hari keenam dan
ketujuh LK08 tidak berbeda nyata dengan keempat isolat bakteri kitinolitik lainnya, hal ini
mungkin LK08 telah mengalami fase stationer. Pada fase stationer pertumbuhan dan
kematian sel seimbang, metabolisme masih berlangsung dan terjadi penimbunan produk
dalam sel (Hidayah, 2001).
Efek penghambatan masing-masing isolat kitinolitik tersebut terhadap fungi
Colletotrichum sp., dipengaruhi juga oleh keberadaan kitin pada media, sehingga

kemungkinan kitinase pada kelima isolat lebih cepat disekresikan. Adanya kitin pada
media menyebabkan produksi kitinase isolat bakteri tersebut terpacu untuk mendegradasi
dinding sel fungi. Ketika kitin yang ada di sekitar koloni sudah terurai bakteri kitinase
akan mengkolonisasi miselium fungi untuk menguraikan kitin yang ada pada dinding sel

Universitas Sumatera Utara

fungi. Menurut Muharni (2009), kitinase merupakan enzim yang mendegradasi kitin
menjadi N-asetilglukosamin.
Variasi besarnya zona hambat pada masing-masing isolat menunjukkan tingkat
kemampuan yang berbeda-beda dari masing-masing isolat dalam menghasilkan enzim
kitinase. Ukuran zona hambat dipengaruhi oleh sensitivitas organisme yang diuji, suspensi
biakan, jumlah enzim kitinase yang dihasilkan, pH, suhu inkubasi serta komposisi
medium. Kandungan kitin yang terdapat pada dinding sel fungi juga mempengaruhi
besarnya zona hambat isolat pada masing-masing fungi. Semakin besar kandungan kitin
pada dinding sel semakin besar zona hambat yang terbentuk. Kitin pada jamur berbentuk
mikofibril yang memiliki panjang yang berbeda tergantung pada spesies dan lokasi selnya.
Mikofibril merupakan struktur utama dari struktur dinding sel jamur dan terdiri atas
jalinan rantai-rantai polisakarida yang saling bersilangan membentuk anyaman. Jalinan ini
kuat berikatan pada matriks. Kandungan kitin pada jamur bervariasi dari 4-9% berat
kering sel, tergantung spesies atau strain jamurnya (Rajarathnam et al., 1998).
Menurut El-Katatny et al., (2000) satu kelompok organisme yang memiliki potensi
sebagai agen pengendali hayati fungi berasal dari kelompok mikroba penghasil kitinase.
Pengendalian hayati fungi dengan menggunakan mikroba kitinolitik didasarkan pada
kemampuan mikroba menghasilkan kitinase dan β-1,3-glukanase yang dapat melisiskan
sel fungi. Bakteri lain yang juga digunakan sebagai pengendali hayati komersial seperti P .
syringae,

Burkholderia

cepacia ,

Bacillus

subtilis,

Agrobacterium

radiobacter ,

Enterobacter cloacae, dan Streptomyces griseoviridis (Fravel et al., 1998; McQuilken et
al., 1998). Bakteri kitinolitik seperti A. hydrophila , A. caviae, P. maltophila , B.
licheniformis, B. circulans, Vibrio furnisii, Xantomonas spp., dan Serratia marcescens

memainkan peranan penting dalam pengendalian hayati patogen tanaman (Gohel et al.,
2003).
Mikroorganisme kitinolitik mempunyai aktivitas antagonisme yang kuat terhadap
fungi patogen dengan mekanisme hiperparasitismenya dan antibiotiknya sehingga efektif
dalam menghambat pertumbuhan fungi patogen tanaman dengan mendegradasi dinding
selnya. Beberapa enzim kitinolitiknya toksik pada fungi patogen penyebab penyakit

Universitas Sumatera Utara

tanaman budidaya tetapi tidak pada mikroorganisme lain dalam tanah dan tumbuhan inang
(Kloepper, 1989). Menurut Oku (1994), peranan kitinase dalam pertahanan tanaman
terhadap serangan patogen terjadi melalui dua cara, yaitu: (1) menghambat pertumbuhan
fungi dengan secara langsung menghidrolisis dinding miselia dan (2) melalui pelepasan
elisitor endogen oleh aktivitas kitinase yang kemudian memicu reaksi ketahanan sistemik
pada inang.
4.3 Pengamatan struktur hifa abnormal Colletotrichum sp., pada tanaman
setelah uji antagonisme

kakao

Pengamatan mikroskopis untuk melihat hifa abnormal Colletotrichum sp.,
dilakukan pada hari ketujuh. Dari uji antagonis yang dilakukan dengan menggunakan
Colletotrichum sp., berasal dari tanaman kakao yang diduga terserang fungi dengan

kelima isolat bakteri kitinolitik, ternyata hifanya melilit atau menggulung dan lisis
(Gambar 7). Hal tersebut diduga karena terjadinya interaksi hiperparasit antara isolat
bakteri kitinolitik dan jamur Colletotrichum sp., dimana keberadaan kitin pada dinding sel
jamur yang merupakan nutrisi, isolat bakteri kitinolitik mengalami pertumbuhan yang
begitu cepat dan melakukan kolonisasi terhadap hifa jamur dan menghasilkan enzim litik
berupa kitinase yang mampu menempel kuat pada hifa Colletotrichum sp. sehingga jamur
patogen akan terdesak pertumbuhannya. Namun sebelum terjadinya lisis hifa jamur
membentuk hifa intraseluler yang berupa lilitan padat dan melengkung. Bersamaan
dengan hal tersebut isolat bakteri kitinolitik mengeluarkan enzim litik terus menerus yang
mampu merombak dinding sel hifa patogen sehingga jamur patogen mati.

Universitas Sumatera Utara

A

B

B

C

B

D

Gambar 7. Bentuk hifa Colletotrichum sp (A) normal, (B) abnormal
(menggulung), (C) Lisis, (D) membengkok

Hasil yang sama juga dilaporkan oleh El-Ghouth et al., (2003), yang menunjukkan
adanya interaksi antara hifa Botrytis cinerea dengan khamir Candida saitoana yang
menempel kuat pada hifa sehingga hifa mengalami kekusutan dan pembengkakan.
Selanjutnya, penempelan ini sangat berhubungan dengan enzim litik yang dikeluarkan
Candida saitoana yang sampai dapat menyebabkan degradasi dinding sel hifa.

Isolat bakteri kitinolitik berpotensi untuk dikembangkan sebagai agen pengendali
hayati fungi patogen tanaman karena kemampuan bakteri kitinolitik mampu menghambat
pertumbuhan fungi secara bervariasi. Variasi tersebut dapat berasal dari kemampuan yang

Universitas Sumatera Utara

berbeda dalam menghasilkan enzim-enzim yang mampu mendegradasi sel fungi (Suryanto
et al., 2009). Pada tumbuhan enzim kitinase ini digunakan sebagai pertahanan melawan

serangan organisme patogen yang mengandung kitin (Fujii & Miyashita, 1993). Aktivitas
kitinase yang rendah pada jaringan tanaman sehat dapat diinduksi dengan adanya kitin
pada jaringan tersebut, sehingga aktivitas kitinase meningkat tajam oleh pelukaan atau
infeksi cendawan (Graham & Sticlen, 1994).
4.4

Penilaian Efektifitas Bakteri Kitinolitik terhadap Colletotrichum sp. pada
Tanaman Kakao
Penilaian efektifitas bakteri kitinolitik terhadap serangan patogen Colletotrichum

sp., pada tanaman kakao dilihat dari gejala serangan yang timbul pada setiap perlakuan
yaitu intensitas serangan dan luas serangan yang dilakukan selama 4 minggu. Untuk
setiap perlakuan terlebih dahulu suspensi bakteri kitinolitik disemprot pada bagian
permukaan atas dan bawah daun tanaman kakao selanjutnya disungkup dengan plastik
selama 24 jam, kemudian disemprot dengan patogen. Kontrol positif hanya diberikan
patogen dan kontrol negatif tanpa diberikan suspensi bakteri dan patogen. Berdasarkan
pengamatan di lapangan, ketahanan tanaman kakao terhadap intensitas serangan
Colletotrichum sp., disajikan pada Tabel 2.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2. Pengamatan Intensitas Serangan Colletotrichum sp. pada perlakuan bakteri
kitinolitik untuk setiap pengamatan.
Isolat
BK13
KRO5
BK17
BK15
LK08
Kontrol Positif
Kontrol Negatif
Keterangan :

Minggu 1
0.8 b
1.6 b
0.8 b
2.4 b
0.8 b
15.2 a
3.2 b

Minggu 2
0.8 b
1.6 b
0.8 b
2.4 b
0.8 b
15.2 a
3.2 b

Minggu 3
0.8 b
1.6 b
0.8 b
3.2 b
0.8 b
15.2 a
3.2 b

Minggu 4
1.6 b
2.4 b
1.6 b
3.2 b
0.8 b
16 a
3.2 b

Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda
nyata pada taraf 5% dengan uji jarak duncan.

Berdasarkan tabel yang disajikan pengamatan pada minggu pertama intensitas
serangan Colletotrichum sp. terendah terdapat pada perlakuan BK13, BK17 dan LK08
sebesar 0.8% , sedangkan yang tertinggi KR05 sebesar 2.4%, untuk kontrol positif
intensitas serangan sebesar 15.2 % dan kontrol negatif sebesar 3.2 %. Hasil analisis data
diperoleh dari minggu pertama menunjukkan bahwa setiap perlakuan berbeda nyata
terhadap kontrol positif sedangkan untuk antar perlakuan tidak berbeda nyata.
Pada minggu kedua intensitas serangan terendah pada perlakuan BK13, BK17 dan
LK08 sebesar 0.8% dan tertinggi pada KR05 sebesar 2.4% dan hasil analisis sangat
berbeda nyata terhadap kontrol positif yaitu sebesar 15.2%. Pada minggu ketiga intensitas
serangan terendah masih terlihat pada perlakuan BK13, BK17 dan LK08 yaitu sebesar
0.8% dan perlakuan tertinggi KR05 sebesar 3.2% untuk hasil analisis sangat berbeda nyata
dengan kontrol positif. Minggu keempat intensitas serangan terhadap tanaman kakao pada
perlakuan BK13 dan BK17 terjadi kenaikan dibandingkan minggu pertama sampai
minggu ketiga yaitu sebesar 1.6% pada perlakuan KR05 intensitas serangan menjadi
2.4%, untuk perlakuan LK08 rata-rata intensitas se