PENDAHULUAN Kokultur rizobakteri secara in vitro pada planlet pisang untuk meningkatkan mutu planlet dan pengendaliaan penyakit layu fusarium
5
Gambar 1.1 Kerangka studi kokultur rizobakteri-eksplan pisang
Bahan tanam Sucker: Jumlah sedikit, waktu lama,
tidak seragam, membawa Foc seed borne
Perbanyakan in vitro aseptik: cepat dalam waktu singkat,
jumlah banyak, true to type, dan seragam
Teknik mikropropagasi, Spesifik kultivar, ZPT, Frekuensi
subkultur Permasalahan:
Proliferasi Pisang Tanduk lebih menghasilkan tunas berukuran kecil,
nodul, tunas tidak sempurna. Eksplan pisang Rajabulu sedikitsusah
menghasilkan tunas multiplikasi rendah dan di lapangan tidak tahan
Foc
Permasalahan terjadi kompetisi kebutuhan nutrisi antara eksplan
dengan rizobakteri Asosiasi tanaman kultur jaringan
aseptikrentan Foc+Rizobakteri agen hayati in vitro
Bahan tanam konvensional: dengan anakan sucker
Kendala patogen
Fusarium oxysporum f.sp cubense
Foc
Peningkatan devisa negara melalui pengembangan luas lahan program ekstensifikasi pisang dengan
peningkatan kualitas produksi pisang Rajabulu dan Tanduk di Indonesia, perlu bahan tanam bermutu
Teknik bakterisasi: Karakter eksplan dan bakteri, modifikasi nutrisi
eksplan dan bakteri, kondisistadia eksplan dan waktu aplikasi
Pengujian Inkorporasi Tanaman dengan Rizobakteri: •
Persentase tanaman hidup •
Peningkatan pertumbuhan PGPR •
Penurunan keparahan serangan Foc antagonis Bahan tanam bermutu
true to type dan terbakterisasi antagonis
6 Melalui kokultur rizobakteri-planlet pisang secara in vitro,diharapkan
rizobakteri mampu berpoliferasi mengikuti multiplikasi tunas pisang. Selain itu keberadaan rizobakteri diharapkan mampu meningkatkan pertumbuhan dan
perkembangan tanaman dan pada akhirnya mampu menekan serangan patogen. Frommel et al. 1991 dan Nowak 1988 menyatakan bahwa induksi bakterisasi
pada eksplan kentang mampu meningkatkan bobot basah tunas, bobot basah akar per tunas dan planlet lebih vigor. Menurut Frommel et al. 1991 dan Barka et al.
2002, populasi mikroba endofitik tersebut mampu bertahan dan mengikuti multiplikasi klonal planlet tanpa perlu inokulasi ulang. Adanya kontak langsung
rizobakteri dengan tanaman dapat meningkatkan aktivitas enzim sebagai katalisator sintesis hormon tumbuh, memfiksasi nitrogen atau melarutkan fosfat
Wei et al. 1991; Thakuria et al. 2004. Isolat Serratia spp dilaporkan mampu mensintesis Indol Acetic AcidIAA Maunuksela 2004. Bacillus spp mampu
mensintesis IAA Thakuria et al. 2004, giberellin Joo et al. 2004 dan sitokinin Timmusk 2003. P fluorescens mampu menghasilkan IAA Thakuria et al. 2004;
Egamberdieva 2008, giberellin Ping dan Boland 2004 dan sitokinin Salamone et al. 2004.
Mekanisme pengendalian hayati terhadap patogen yang menginfeksi tanaman dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Pengendalian
secara langsung umumnya terjadi melalui mekanisme antibiosis, kompetisi, parasitisme dan lisis Zhang 2004. Senyawa antibiotik yang dihasilkan agens
antagonis menghambat pertumbuhan patogen melalui kontak langsung antara agens antagonis tersebut dengan patogen.
Kompetisi merupakan pengendalian patogen dengan mekanisme yang terjadi karena keterbatasan salah satu faktor yang dibutuhkan untuk pertumbuhan
dan perkembangan agens pengendali atau patogen, seperti unsur esensial tertentu. P. fluorescens memproduksi senyawa siderofor yang mampu mengkelat Fe,
sehingga menghambat pertumbuhan patogen. Agens antagonis mampu memparasit patogen dengan cara mensekresikan enzim ekstraseluler kitinase,
protease, selulase yang dapat melisis atau mendegradasi dinding sel patogen sehingga perkembangan patogen menjadi terhambat. Di samping itu beberapa
agens antagonis mampu menghasilkan hidrogen sianida HCN yang bersifat
7 toksik terhadap sejumlah patogen tanaman Wei et al. 1996; Baker dan Cook.
1974; Silva et al.2004, Barka et al. 2002 dan Frommel et al. 1991. Pengendalian secara tidak langsung agens antagonis terhadap patogen
dapat melalui mekanisme induksi resistensi tanaman. Agens antagonis mampu memicu pengaktifan enzim peroksidase atau metabolit sekunder senyawa
fitoaleksin pada tanaman yang berhubungan dengan pertahanan terhadap infeksi patogen Silva et al. 2004, Barka et al. 2002 dan Frommel et al. 1991.
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan teknologi perbanyakan pisang melalui teknik kultur jaringan dengan mengkokulturkan
rizobakteri dan eksplan pisang secara in vitro, sehingga mendapatkan bahan tanam pisang yang bermutu dalam jumlah massal, true to type, dan mampu menekan
serangan layu fusarium di lapangan. Secara khusus penelitian ini bertujuan:
1. Mempelajari kemampuan induksi dan multiplikasi pisang Rajabulu dan pisang
Tanduk untuk menghasilkan planlet. 2.
Mempelajari kemampuan inkorporasi antara eksplan-rizobkteri non patogen. 3.
Mempelajari kemampuan rizobakteri meningkatkan pertumbuhan pisang in vitro multiplikasi tunas dan in vivo stadia aklimatisasi-siap tanam.
4. Mempelajari kemampuan rizobakteri menekan serangan penyakit layu
Fusarium.
Hasil yang Ditargetkan:
1. Mendapatkan metode bakterisasi melalui kokultur dual cultures planlet
pisang dan rizobakteri, yang meliputi komposisi media kokultur, jenis bakteri, dan cara aplikasi, serta waktu introduksi rizobakteri yang tepat.
2. Mendapatkan paket teknologi komersial perbanyakan tanaman pisang yang
true to type secara masal yang dapat menekan perkembangan Fusarium di lapangan.
8
Hipotesis
1. Terdapat perbedaan komposisi zat pengatur tumbuh sitokinin dan auksin
yang perlu ditambahkan pada stadia induksi dan stadia multiplikasi berdasarkan karakter kultivar pisang.
2. Terdapat interaksi antara jenis rizobakteri dengan teknik aplikasi dan waktu
aplikasi rizobakteri yang dapat berasosiasi dan bersimbiosis dengan planlet pisang sejak pertumbuhan in vitro.
3. Inkorporasi rizobakteri dengan planlet pisang secara in vitro mampu berperan
sebagai rizobakteri pendukung pertumbuhan tanaman Plant Growth Promoting RhizobakteriaPGPR dalam meningkatkan multiplikasi tunas in
vitro dan meningkatkan pertumbuhan bibit saat aklimatisasi di rumah kaca in vivo.
4. Inkorporasi rizobakteri mampu menekan tingkat keparahan penyakit layu
Fusarium Fusarium oxysporum f.sp cubense.
Ruang Lingkup Penelitian
Untuk mendukung pencapaian target penelitian dalam mempelajari kemampuan rizobakteri berasosiasi dengan tanaman pisang sejak in vitro, antara
lain dalam meningkatkan multiplikasi tunas, meningkatkan pertumbuhan tanaman, dan menghambat penyakit layu Fusarium, maka disertasi ini disusun
dalam beberapa percobaan yang saling berhubungan satu dengan yang lain. Percobaan pertama terdiri dari sub-sub percobaan antara lain mempelajari
pola pertumbuhan dan media yang optimal terhadap spesifikasi proliferasi dan multiplikasi tunas pisang Rajabulu dan pisang Tanduk, untuk menghasilkan tunas
bermutu yang dapat digambarkan dengan penampilan fisik yang vigor tegap, kokoh, ukuran seragam, warna hijau cerah, planlet normal memiliki akar,
batang, dan daun, true to type sifat sama dengan induk sehingga dapat mempertahankan mutu genetik, viabel memenuhi mutu fisiologis, mampu
tumbuh dan berkembang menjadi tanaman normal. Seri percobaan yang berhubungan dengan induksi tunas aksilar disajikan pada Bab 3 dengan judul
Pengaruh TDZ terhadap Induksi Tunas Aksilar pada Mother Plant Pisang Rajabulu AAB dan Pisang Tanduk AAB dalam Kultur In Vitro. Tulisan ini
9 telah diterbitkan pada jurnal ilmiah nasional Agriplus volume 20 nomor 01 tahun
2010, Universitas Haluoleo, Kendari. Topik tersebut telah disampaikan sebagai makalah oral pada Simposium dan Kongres PERIPI VI pada tanggal 18-19
November 2009. Seri percobaan berikutnya adalah untuk melihat kemampuan
multiplikasi tunas yang disajikan pada Bab 4 dengan judul Pengaruh Media Induksi terhadap Multiplikasi Pisang Rajabulu AAB dan Pisang Tanduk
AAB pada Berbagai Media In Vitro . Tulisan ini sudah diajukan dan siap terbit
pada Jurnal Agronomi Indonesia, volume XXXIX, nomor 1 April tahun 2011.
Percobaan kedua dilakukan untuk mencari optimasi bakterisasi terhadap
eksplan pisang dalam mempelajari pengaruh eksudat eksplan terhadap eksistensi rizobakteri pada kondisi kokultur dan menentukan cara dan waktu aplikasi yang
aman terhadap tanaman target. Hasil percobaan ini disajikan pada Bab 5 dengan
judul: Kokultur Rizobakteri dengan Eksplan Pisang Rajabulu AAB dan Pisang Tanduk AAB serta Pengaruhnya terhadap Multiplikasi Tunas Secara
In Vitro. Bagian hasil dari perobaan ini telah diterbitkan pada jurnal ilmiah
nasional Agriplus, volume 20 nomor 03 tahun 2010, Universitas Haluoleo, Kendari.
Percobaan ketiga, dilakukan untuk mempelajari kemampuan rizobakteri yang diaplikasikan secara in vitro dalam pendukung pertumbuhan tanaman. Hasil
percobaan ini disajikan pada Bab 6 dengan judul: Pengaruh Waktu Bakterisasi In Vitro dan Macam Rizobakteri terhadap Pertumbuhan Bibit Pisang Rajabulu
AAB dan Pisang Tanduk AAB di Rumah Kaca.
Percobaan keempat dilakukan untuk mempelajari kemampuan rizobakteri yang diaplikasi sejak in vitro untuk memenuhi mutu saniter bibit mampu
menekan serangan Fusarium oxysporum f.sp cubense
Foc
penyebab penyakit
layu pada tanaman pisang. Hasil percobaan disajikan pada Bab 7 dengan judul:
E
fektivitas Aplikasi Rizobakteri In Vitro sebagai Pendukung Pertumbuhan dan Agen Antagonis Layu Fusarium pada Pisang Rajabulu AAB dan Pisang
Tanduk AAB di Rumah Kaca. Materi dari bab ini telah disampaikan sebagai
makalah oral pada Seminar Nasional Hortikultura Indonesia 2010 Bali, 25-26 November 2010. Tulisan ini sudah diajukan pada Jurnal Hortikultura proses.
Strategi penelitian disajikan dalam diagram alir seperti tertera pada Gambar 1.2.
10
Gambar 1.2 Diagram alir strategi pelaksanaan penelitian Percobaan 1.
Mikro propagasi pisang •
Pengaruh TDZ terhadap induksi eksplan Bab 3
• Multiplikasi tunas dan
morfogenesis Bab 4
Percobaan 2. Bab 5 Kokultur rizobakteri-eksplan
• Efektivitas eksudat eksplan
terhadap kolonisasi bakteri •
Aplikasi rizobakteri macam bakteri, cara dan stadia eksplan
dan modifikasi media kokultur MS+TSB
• Efektivitas rizobakteri sebagai
pemacu multiplikasi tunas Persiapan biakan
rizobakteri P. fluorecens-ES32
dan B. subtilis-SB3
Persiapan: biakan Fusarium oxysporum
f.sp cubense Foc Klamidospora
10
3
Percobaan 3. Bab 6 Efektifitas aplikasi rizobakteri secara
in vitro sebagai pemacu pertumbuhan bibit di rumah kaca
Percobaan 4. Bab 7 Efektifitas aplikasi rizobakteri secara
in vitro sebagai agen antagonis penyakit layu Fusarium di rumah
kaca
TARGET Bibit bermutu Persiapan inisiasi
eksplan dari sucker Kokultur rizobakteri secara in vitro pada planlet pisang untuk
meningkatkan mutu planlet dan pengendaliaan penyakit layu Fusarium