Pemanfaatan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit Untuk Menekan Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai

PEMANFAATAN SENYAWA METABOLIT BAKTERI ENDOFIT
UNTUK MENEKAN CENDAWAN PATOGEN TERBAWA BENIH
KEDELAI

NOVI MALINDA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemanfaatan Senyawa
Metabolit Bakteri Endofit untuk Menekan Cendawan Patogen Terbawa
Benih Kedelai adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, November 2015
Novi Malinda
NIM A352130091

RINGKASAN
NOVI MALINDA.Pemanfaatan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit untuk
Menekan Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai. Dibimbing oleh BONNY
POERNOMO WAHYU SOEKARNO dan TITIEK SITI YULIANI.
Salah satu kendala dalam penyediaan benih kedelai yang bermutu adalah patogen
terbawa benih yang dapat menyebabkan kejadian penyakit pada tanaman di
lapangan. Cendawan merupakan salah satu kelompok patogen terbawa benih yang
penting. Salah satu pengendalian cendawan patogen terbawa benih adalah dengan
menggunakan bakteri endofit. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri
potensial dan mengetahui kemampuan bakteri endofit beserta senyawa
metabolitnya untuk menghambat pertumbuhan cendawan patogen terbawa benih.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Balai Proteksi Tanaman
Pangan dan Hortikultura Medan Sumatera Utara dan Laboratorium Mikologi
Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian Institut Pertanian
Bogor.Isolasi bakteri endofit dari tanaman kedelai dilakukan dengan

menggunakan metode sterilisasi permukaan sedangkan isolasi cendawan patogen
dilakukan dengan metode inkubasi yaitu blotter test. Pemilahan bakteri yang
berpotensi dilakukan dengan uji respons hipersensitif pada daun tembakau dan uji
daya hambat bakteri terhadap cendawan Fusarium oxysporum. Ekstraksi senyawa
metabolit dilakukan dari ketiga bakteri yang berpotensi.Senyawa metabolit yang
diperoleh diuji terhadap cendawan patogen secara in vitro dan in vivo untuk
mengetahui metabolit yang paling berpotensi menekan pertumbuhan F.
oxysporum.
Hasil pengujian menunjukkan dari 48 isolat bakteri endofit nonpatogenik
yang dapat diisolasi terdapat tiga bakteri endofit potensial yang mampu
menghambat pertumbuhan cendawan patogen Fusarium oxysporum. secara in
vitro. Ketiga isolat bakteri endofit tersebut adalah EDA 3 (Listeria sp.), EBA 6
(Pseudomonas sp.), dan EBA 7 (Xenorhabdus sp.) dengan daya penghambatan
sebesar 60.14%, 57.69%, 57.08% secara berturut-turut. Senyawa metabolit dari
ketiga bakteri yang menunjukkan daya hambat tertinggi berasal dari bakteri
Xenorhabdus sp. dan Listeria sp. yaitu sebesar 34.88% dan 25.53% secara
berturut-turut. Perlakuan perendaman benih dengan senyawa metabolit bakteri
endofit Xenorhabdus sp. dan Listeria sp. juga mampu menurunkan infeksi F.
oxysporum.Xenorhabdus sp. mampu menekan tingkat infeksi sebesar 76.6789.47% pada metode blotter test dan growing on test. Listeria sp. mampu
menekan tingkat infeksi sebesar 63.16-78.24% pada metode blotter test dan

growing on test.
Bakteri endofit asal tanaman kedelai yang memiliki potensi untuk
menghambat pertumbuhan F. oxysporum adalah Listeria sp., Pseudomonas sp.
dan Xenorhabdus sp. secara in vitro.Senyawa metabolit yang berpotensi dalam
menghambat pertumbuhan F. oxysporum adalah Xenorhabdus sp. dan Listeria sp.
secara in vitro dan in vivo. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi pedoman
dalam pengembangan pengendalian cendawan patogen terbawa benih penyebab
penyakit tanaman.
Kata kunci:

blotter test, Fusarium oxysporum, respons hipersensitif

SUMMARY
NOVI MALINDA.Utilization of Endhophytic Bacteria’s Metabolite Compound to
Inhibit Growth of Seedborne Pathogenic Fungi of Soya Seed.Supervised by
BONNY POERNOMO WAHYU SOEKARNO and TITIEK SITI YULIANI.
The most problems to supply of soya seed is seedborne pathogen that causes
disease incidenct on plant in yard. The fungi is one of the important pathogenic
seedborne. One of the disease control of the seedborne pathogenic fungi is using
endophytic bacteria from soybean plant as biological control agent. The research

aimed to know the ability of endophytic bacteria and metabolites compound to
inhibit growth of fungal seedborne in soya seed.
The research was conducted at the Laboratory of Balai Proteksi Tanaman
Pangan dan Hortikultura Medan, North Sumatera and Laboratory of Mikologi
Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian of Institut Pertanian
Bogor. The Isolation procedure of these endophytic bacteria from soybean plant
was done using surface sterilization method.The isolation procedure of pathogenic
fungi was done using blotter test method. The screening of the potencial bacteria
was done by hypersensitive response test and inhibitory test toward pathogenic
fungi Fusarium oxysporum.Extraction of the metabolites compound was done
from the three potencial isolates of bacteia. The metabolite compoundwas tested
toward the pathogenic fungi by in vitro and in vivo to knowing the most
metabolite able to suppressed growth of F. oxysporum.
Result of test showed that from forty eight of the nonpathogenic isolates
endophytic bacteria. There are three potential isolates from in vitro test that able
inhibit the growth of Fusarium oxysporum which is EDA 3 (Listeria sp.), EBA 6
(Pseudomonas sp.), and EBA 7 (Xenorhabdus sp.) with 60.14%, 57.69%, and
57.08% respectively. The metabolites compound also able to inhibited colony of
F. oxysporum by in vitro and in vivo test are Xenorhabdus sp. and Listeria sp. The
metabolites from three isolates showed that Xenorhabdus sp. and Listeria sp. are

isolates that can inhibit F. oxysporumof 34.88% and 25.53% by in vitro
respectively. Seedtreatment with the metabolites compound of Xenorhabdus sp.
and Listeria sp. also can reduce the pathogenic fungi infection. Xenorhabdus
sp.able to suppress infection of pathogenic fungi of 76.67-89.47% on blotter test
and growing on test method.Listeria sp.able to suppress infection of pathogenic
fungi of 63.16-78.24% on blotter test and growing on test method.
The potential of endophytic bacteria from soybean plant are Listeria sp.,
Pseudomonas sp. and Xenorhabdus sp. to inhibit F. oxysporum by in vitro. The
potential of metabolite compound are Xenorhabdus sp. and Listeria sp. to inhibit
F. oxysporum by in vitro and in vivo. The research was expected can be
orientation in development of controlling the seedborne pathogenic fungi caused
plant disease.

Keywords: blotter test, Fusarium oxysporum, hypersensitive response

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

PEMANFAATAN SENYAWA METABOLIT BAKTERI ENDOFIT
UNTUK MENEKAN CENDAWAN PATOGEN TERBAWA BENIH
KEDELAI

NOVI MALINDA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis:

Dr Ir Elis Nina Herliyana, MSi

Judul Tesis : Pemanfaatan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit untuk Menekan
Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Nama
: Novi Malinda
NIM
: A352130091

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Bonny PW Soekarno, MS
Ketua

Dr Ir Titiek Siti Yuliani, SU

Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Fitopatologi

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian:08 Oktober 2015

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang

dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2014 ini ialah
cendawan patogen terbawa benih penyebab penyakit tanaman, dengan judul
Pemanfaatan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit untuk Menekan Cendawan
Patogen Terbawa Benih Kedelai.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Bonny Poernomo Wahyu
Soekarno, MS dan Dr Ir Titiek Siti Yuliani, SU selaku pembimbing yang telah
banyak memberi arahan dan saran selama penulis melaksanakan penelitian hingga
menjadi suatu bentuk karya ilmiah serta Dr Ir Elis Nina Herliyana, MSi selaku
dosen penguji luar komisi yang telah banyak memberi saran yang membangun
dalam penulisan karya tulis ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada orangtua tercinta, ayahanda Tasman dan ibunda Suryati, SH atas segala
doa dan kasih sayang yang tulus dan tak ternilai harganya kepada penulis.
Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada yang terhormat, Bapak
Saidin Piliang dan Ibu Jamilah atas dukungan dan perhatiannya kepada penulis.
Ungkapan terima kasih juga penulis ungkapkan kepada keluarga besar ayah dan
ibu yang telah bersedia memberikan semangat kepada penulis.Terima kasih
kepada staf Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura Sumatera Utara atas
bantuan dan dukungannya, serta kepada Ditjen Dikti atas pemberian beasiswa
selama menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.Ungkapan terima kasih juga
penulis sampaikan kepada laboran dan anggota Laboratorium Mikologi

Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian IPB.Teman-teman
Fitopatologi SPs IPB angkatan 2013 Juwi, kak Novi, kak Jabal, mbak Putze,
Mbak Mei, Nisa, Irwanto, Wafa, Ipul, Diana, Pandu, Kak Tika, Kak Cica, Kak
Ria, Bulan, Hamda, Mbak Santi, dan Maman atas kebersamaannya. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada teman-teman di kost Bu Roma atas segala
perhatian yang tulus layaknya keluarga bagi penulis.Ungkapan terima kasih
penulis sampaikan khusus kepada sahabat seperjuangan Andini Hanif, Arifda
Ayu, dan Dewi Novina.Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada temanteman yang telah membantu selama penyelesaian tugas akhir ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, November 2015
Novi Malinda

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
2
2
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah dan Manfaat Kedelai (Glycine max L. Merril)
Mutu Benih dan Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Bakteri Endofit Tanaman
Pengendalian Patogen Terbawa Benih Penyebab Penyakit Tanaman

4
4
5
7
8

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan
Uji Perendaman Benih
Isolasi Bakteri Endofit dari Kedelai
Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Uji Daya Hambat Bakteri Endofit terhadap Cendawan Patogen
secara in Vitro
Pengukuran Kurva Pertumbuhan Bakteri Endofit
Ekstraksi dan Uji Daya Senyawa Metabolit Bakteri Endofit terhadap
Cendawan Patogen secara in Vitro
Uji Perlakuan Benih dengan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Analisis KomponenSenyawa Metabolit Bakteri Endofit
Analisis Data

10
10
10
10
10
11

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Perendaman Benih
Isolat Bakteri Endofit dari Kedelai
Isolat Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Daya Hambat Bakteri Endofit terhadap Fusarium oxysporum
secara in Vitro
Kurva Pertumbuhan Bakteri Endofit
Daya Hambat SenyawaMetabolit Bakteri Endofit terhadap
Fusarium oxysporum secara in Vitro
Perlakuan Benih dengan Senyawa Metabolit Bakteri Endofit
Karakterisasi dan Identifikaasi Isolat Bakteri Endofit
Analisis Komponen Senyawa Metabolit Isolat Bakteri Endofit

11
12
12
13
14
14
15
15
15
16
19
21
22
23
27
29

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

32
32
32

DAFTAR PUSTAKA

33

LAMPIRAN

37

RIWAYAT HIDUP

42

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Waktu perendaman benih kedelai di dalam cairan
Isolat bakteri endofit dari tanaman kedelai
Jenis cendawan patogen
Daya hambat bakteri endofit terhadap F. oxysporum secara in vitro
Daya hambat senyawa metabolit bakteri endofit terhadap F. oxysporum
secara in vitro
Tingkat infeksi dan penekanan infeksi cendawan patogen terbawa benih
kedelai
Pengaruh senyawa metabolit bakteri endofit terhadap pertumbuhan
tanaman kedelai
Karakteristik isolat bakteri endofit (Sumber ICBB)
Hasil Py-GCMS senyawa metabolit isolat bakteri EBA 7
Hasil Py-GCMS senyawa metabolit isolat bakteri EDA 3

15
16
17
19
23
24
25
27
29
30

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Bagan alir ruang lingkup penelitian

Metode pengukuran daya hambat bakteri terhadap koloni cendawan
Isolat bakteri endofit asal tanaman kedelai
Jenis cendawan patogen terbawa benih kedelai
Fusarium oxysporum
Penghambatan koloniF. oxysporum oleh bakteri endofit
Pertumbuhan isolat bakteri endofit
Penghambatan koloniF. oxysporumoleh senyawa metabolit
bakteri EBA 7
Penghambatan koloniF. oxysporum oleh senyawa metabolit
bakteri EDA 3
Tingkat infeksi F. oxysporum pada benih kedelai
Penekanan tingkat infeksi cendawan patogen terbawa benih kedelai
Daya berkecambah kedelai
Tinggi tanaman kedelai
Pertumbuhan tanaman kedelai

3

12
15
17
18
19
21
22
22
24
24
26
26
26

DAFTAR LAMPIRAN
1 Respons hipersensitifpada daun tembakau oleh bakteri endofit
2 Analisis komponen senyawa metabolit isolat bakteri EBA 7
3 Analisis komponen senyawa metabolit isolat bakteri EDA 3

37
40
41

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai (Glycine max(Linneous) Merril) merupakan salah satu tanaman
sumber protein yang penting di Indonesia.Berdasarkan luas panen, kedelai
menempati urutan ketiga sebagai tanaman palawija setelah jagung dan ubi kayu di
Indonesia. Menurut Badan Pusat Stastistik atau BPS (2013),produksi kedelai
tahun 2013 (ARAM II) diperkirakan sebesar 807.57 ribu ton biji kering, menurun
sebanyak 35.58 ribu ton (4.22%) dibandingkan tahun 2012. Penurunan produksi
kedelai tahun 2013 tersebut diperkirakan terjadi di Jawa sebesar 61.71 ribu
ton.Penurunan produksi kedelai diperkirakan terjadi karena turunnya luas panen
seluas 13.49 ribu hektar (2.38%) dan produktivitas sebesar 0.28 kuintal/ha
(1.89%). Kedelai mempunyai banyak manfaat, sehingga merupakan tanaman
penting bagi masyarakat di Indonesia.Sebagai bahan makanan, kedelai banyak
mengandung protein, lemak, dan karbohidrat, sehingga baik untuk memenuhi
kebutuhan gizi masyarakat. Kebutuhan kedelai setiap tahun meningkat, sedang
peningkatan produksi rendah bila dibandingkan dengan peningkatan kebutuhan
yang mencapai 18% tiap tahun (Ratulangi 2004).
Kebutuhan kedelai nasional sangat tinggi, sehingga sebagian harus
mengimpor dari Amerika, oleh karena itu perlu upaya untuk peningkatan
produktivitas kedelai nasional.Berkaitan dengan hal tersebut, maka dibutuhkan
benih kedelai yang berkualitas serta mempunyai daya kecambah yang
baik.Peningkatan produksi kedelai dalam negeri harus ditingkatkan sebagai upaya
untuk mengurangi impor kedelai (Indartono 2011).
Salah satu kendala dalam penyediaan benih kedelai yang bermutu adalah
kesehatan benih. Berbagai penyakit tanaman di lapang disebabkan oleh patogen
terbawa benih. Cendawan merupakan salah satu kelompok patogen terbawa benih
yang penting. Cendawan patogen terbawa benih kedelai antara lain Phomopsis sp.,
Penicillium sp.,Aspergillus sp., Cercospora sp., Alternaria sp., dan Fusarium sp.
Colletotrichum dematium var. trucata (Schwein) Arx.(McGee & Nyvall 2008;
Wain-Tassi et al. 2011).
Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengendalikan patogen terbawa
benih secara fisik, kimia dan biologi. Secara fisik, benih dikeringkan baik secara
alami maupun dengan bantuan alat pengering untuk menurunkan kadar air benih.
Selain itu, perlakuan fisik lainnya adalah dengan menyimpan benih pada suhu
rendah untuk meminimalkan tumbuhnya patogen terbawa benih.Walaupun
demikian, perlakuan tersebut kurang efektif karena tidak berlaku untuk benihbenih tertentu karena akan mengurangi vigor dan viabilitas benih serta beberapa
patogen tertentu masih mampu tumbuh atau dorman saat penyimpanan. Secara
kimia, benih diberi perlakuan dengan penambahan bahan kimia yaitu fungisida.
Penggunaan bahan kimia yang berlebih tentunya akan berdampak pada kesehatan
konsumen maupun lingkungan, sehingga dicari alternatif yaitu pengendalian
secara biologi.
Salah satu cara pengendalian hayati yang sedang banyak dikembangkan
untuk mengendalikan penyakit tanaman adalah pemanfaatan potensi bakteri
endofit. Bakteri endofit merupakan bakteri yang bersimbiosis dengan tanaman

2
tanpa menimbulkan gejala penyakit. Bakteri endofit memberikan keuntungan bagi
tanaman inangnya seperti menstimulasi zat pengatur tumbuh, fiksasi nitrogen, dan
induksi ketahanan terhadap patogen tumbuhan.
Pemanfaatan bakteri endofit asal tanaman kedelai diharapkan dapat
digunakan sebagai agens pengendali cendawan patogen terbawa benih kedelai.
Isolasi bakteri endofit dapat diambil dari akar, nodul (bintil akar), batang dan daun
tanaman kedelai yang sehat. Menurut penelitian yang dilakukan Shu-Mei et al.
(2008), bakteri endofit Bacillus amyloquafaciens (Priest) asal tanaman kedelai
mampu menghambat pertumbuhan cendawan patogen Fusarium oxysporum
(Schlecht) Synder & Hansen sebesar 80.2%-96.7% secara in vitro. Bagian nodul
dari tanaman kedelai lebih banyak mengandung bakteri endofit. Bakteri endofit
yang terdapat pada nodul tanaman kedelai adalah Deinococcus radiophilus
(Lewis) Brooks & Muray, Staphylococcus lentus (Kloose), B. fastidiosus (den
Dooren Jong), dan Tsukamurella inchonensis (Yassin) (Hung & Annapurna 2004).
Perlakuan benih dapat dilakukan dengan perendaman menggunakan metabolit
sekunder dari bakteri endofit.B. endoradicis juga ditemukan berada pada akar
tanaman kedelai (Zhang et al. 2012).
Perumusan Masalah
Pengendalian pasca panen benih kedelai masih menjadi kendala dalam
produktivitas dan kualitas benih.Banyak patogen terbawa benih kedelai yang
dapat menurunkan produktivitas dan kualitas benih saat ditanam.Untuk itu perlu
dilakukan penelitian dalam mengendalikan cendawan patogen terbawa
benih.Salah satunya dengan menggunakan senyawa metabolit bakteri endofit asal
tanaman kedelai untuk perlakuan benih sebelum benih ditanam di lapangan.
Pengendalian dengan senyawa metabolit tersebut diharapkan lebih efisien dan
efektifdibanding dengan pengendalian fisik dan penggunaan fungisida.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menemukan bakteri endofit yang mampu
menghambat pertumbuhan cendawan patogen terbawa benih kedelai dan
mengetahui potensi senyawa metabolit yang dihasilkan oleh bakteri endofit yang
mempunyai potensi mengendalikan cendawan patogen terbawa benih.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi kepada masyarakat,
khususnya tentang kemampuan bakteri endofit asal tanaman kedelai.Bakteri
endofit dengan senyawa metabolitnya dapat mengendalikan cendawan patogen
terbawa benih sehingga mampu meningkatkan kuantitas dan kualitas produksi
kedelai serta mengurangi biaya pengelolaan benih pascapanen serta berwawasan
lingkungan.

3
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah uji perendaman benih kedelai, isolasi
bakteri endofit dari tanaman kedelai dan seleksi bakteri endofit, isolasi cendawan
patogen terbawa benih kedelai, uji daya hambat bakteri endofit terhadap
cendawan patogen terbawa benih kedelai, identifikasi isolat bakteri endofit,
pengukuran kurva pertumbuhan, uji daya hambat senyawa metabolit bakteri
endofit terhadap cendawan patogen, perlakuan benih dengan senyawa metabolit
bakteri endofit, dan analisis senyawa metabolit bakteri endofit (Gambar 1).
Uji perendaman
benih

Karakterisitik dan
identifikasi
bakteri endofit

Isolasi bakteri
endofit

Isolasi cendawan
patogen benih

Uji respon
hipersensitif

Karakterisitik dan
identifikasi
cendawan endofit

Uji kultur ganda

Pengukuran kurva
pertumbuhan

Produksi senyawa
metabolit bakteri endifit

Analisis senyawa
metabolit

Uji daya hambat
senyawa
metabolit
Uji perlakuan
benih

Gambar 1 Bagan alir ruang lingkup penelitian

4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah dan Manfaat Kedelai (Glycine max L. Merril)
Kedelai awalnya dikenal dengan beberapa nama botani, yaituGlycine soja
dan Soja max. Namun pada tahun 1948 telah disepakati bahwa nama botani yang
dapat diterima dalam istilah ilmiah, yaitu Glycinemax (L.) Merril (Irwan 2006).
Klasifikasi tanaman kedelai adalah kingdom Plantae, divisi Spermatophyta,
subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledoneae, ordo Rosales, famili
Leguminoceae, genus Glycine, spesies Glycine max (L.) Merril.
Kedelai (Glycine max(L.)Merril) merupakan salah satu bahan pangan yang
banyak digunakan di Indonesia. Menurut Sudantha (2010), tanaman kedelai
merupakan salah satu jenis palawija yang penting di Indonesia, karena biji kedelai
banyakdibutuhkan oleh masyarakat sebagai bahanpembuat tahu, tempe, oncom
dan kecap. Kedelai berkulit kuning lebih banyak manfaatnya misalnya untuk
kebutuhan industri tempe, tahu, susu, dan minuman sari kedelai (Purwanti 2004).
Kacang kedelai yang diolah menjadi tepung kedelai secara garis besar dapat
dibagimenjadi dua kelompok manfaat utama, yaitu olahan dalam bentuk protein
kedelai danminyak kedelai. Kedelai dalam bentuk protein dapat digunakan
sebagai bahan industri makanan seperti susu, vetsin, kue-kue, permen dan daging
nabati serta sebagai bahan industri bukan makanan seperti kertas, cat cair,
tintacetak dan tekstil.Sedangkan kedelaidalam bentuk minyak kedelai digunakan
sebagai bahan industri makanan dan non makanan. Industri makanan dari minyak
kedelai yang digunakansebagai bahan industri makanan berbentuk gliserida untuk
bahan pembuatan minyak goreng, margarin dan bahan lemak lainnya sedangkan
untuk industri non makanan minyak kedelai digunakan sebagai bahan baku tinta,
kosmetik, insektisida, danfarmasi (Prihatman 2000).
Kedelai merupakan tanaman asli daratan Cina dan telahdibudidayakan oleh
manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan makinberkembangnya perdagangan
antarnegara yang terjadi pada awal abadke-19, menyebabkan tanaman kedelai
juga ikut tersebar ke berbagainegara tujuan perdagangan tersebut, yaitu Jepang,
Korea, Indonesia,India, Australia, dan Amerika Serikat. Kedelai mulai dikenal di
Indonesia sejakabad ke-16.Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai
yaitu diPulau Jawa, kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara, dan pulaupulau lainnya (Irwan 2006).
Di Indonesia kedelai ditanam pada lahan sawah (setelah panen padi)dan
pada lahan kering (terutama pada lahan kering yang tidak masam).Di Sulawesi,
Kalimantan, dan Sumatera ada juga kedelai ditanam pada lahan pasang
surut/lebak yaitu pada musim kemarau. Penyebaran kedelai diIndonesia terluas
masih di pulau Jawa sampai saat ini. Kedelai ditanam sebagian besar dilahan
sawah di Jawa.Lahan yang sesuai untuk tanaman kedelai adalah tidak lahan
dengan pH >5.0, tekstur lempung dan kandungan bahan organik tinggisampai
sedang. Kandungan hara tanah (N, P, K, Ca, Mg) yangcocok atau sesuai adalah
tinggi sampai sedang.Curah hujan 1 000 –2 500 mm/tahun dan temperatur 20 –
35°C (Kementerian Pertanian 2013).

5
Pencapaian peningkatan produksi kedelai dilakukan melalui strategi sebagai
berikut: (1) peningkatan kualitas dan kuantitas sistem perbenihan kedelai,
perbaikan teknikbudidaya kedelai di tingkat petani, memperlancar modal dan
teknologi, sosialisasi, pemantauan, pendampingan dan koordinasi, (2) perluasan
areal dan pengelolaan lahan yang dilaksanakan dengan menarik minat petani dan
investor dalam pengembangan kedelai, optimalisasi lahan, danteknologi,
perluasan wilayah baru, untuk mengembangkan pusat pertumbuhan,
pengembangan kerjasama investor dengan petanidan kooperasi, pengembangan
produksi kedelai skala besar untuk bahan baku industri, dan pengembangan
budidaya tumpang sari dengan ubi kayu, dan (3) pengamanan produksi yang
dilakukan melalui pengendalian OPT (Organisme Pengganggu Tanaman)
danantisipasi dampak fenomena iklim serta pengurangan kehilanganhasil dengan
menerapkan gerakan manajemen pasca panen,teknologi panen melalui mobilisasi
peralatan (Kementrian Pertanian 2013).

Mutu Benih dan Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Pengelolaan pasca panen menjadi salah satu faktor penting dalam produksi
kedelai dan dapat menentukan kualitas dan kuantitas produksi selanjutnya.
Penyakit tanaman tidak terlepas kaitannya dengan benih. Benih atau biji kedelai
berkeping dua yang dibungkus oleh kulit biji. Embrio terletak di antara keping biji.
Warna kulit biji bermacam-macam yaitu kuning, hitam, hijau dan coklat.Bentuk
biji kedelai umumnya bulat lonjong, bundar atau bulat pipih. Ukuran biji
bervariasi, tergantung varietas. Di Indonesia ukuran biji bervariasi dari 6 – 30 g
(Suprapto 2001). Menurut SNI 01-3922-1995, syarat mutu kedelai secaraumum
adalah (1) bebas hama penyakit, (2) bebas bau busuk, bau asam, bau apek, dan
bau asing lainnya, (3) bebas dari bahan kimia seperti insektisida dan fungisida,
dan (4) memiliki suhu normal (Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pascapanen Pertanian 2010).
Benih kedelai yang digunakan pada dasarnya harus benih yang baik dan
bermutu tinggi. Benih kedelai yang baik dan bermutu tinggi akan menjamin
pertanaman yangbagus dan hasil panen yang tinggi, dan ini dicerminkan oleh
tingginya tingkatkeseragaman biji,daya tumbuh dan tingkat kemurnian. Benih
yang bermutu adalah benih yang memenuhi persyaratan sebagai berikut: (1) murni
dan diketahui nama varietasnya, (2) daya tumbuhnya tinggi (minimal 80%), serta
vigornya baik, (3) biji sehat, bernas, mengkilat, tidak keriput dan dipanen dari
tanaman yang telah matang dan sehat, tidak terkena penyakit virus, tidak
terinfeksi cendawan, bakteri atau virus, dan (4) bersih, tidak tercampur biji
tanaman lain atau biji rerumputan (Sunantora 2000).
Patogen terbawa benih penyebab penyakit merupakan suatu aspek yang
umum dalam penyakit tumbuhan yang menghubungkan antara patogen tumbuhan
dengan bagian perbanyakan tumbuhan baik benih maupun umbi. Oleh karena itu,
penyakit benih adalah hasil interaksi antara inang yang rentan, patogen,
lingkungan, dan agen penular (Agarwal & Sinclair 1997). Dengan demikian,
benih yang digunakan untuk pertanian harus mempunyai mutu yang baik.Mutu
benih merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan dalam pertanaman untuk
mendapatkan hasil yang optimal.Benih bermutu ditandai dengan daya
berkecambah yang tinggi, tumbuh cepat, serempak, dan seragam, serta

6
mempunyai akar primer yang panjang dan akar sekunder paling sedikit tiga.
Pengujian mutu fisiologis benih dilakukan dengan mengukur vigor benih.
Indikator untuk menentukan vigor benih antara lain melalui indikasi biokimia dan
fisiologisnya. Ukuran benih memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman di lapangan.Benih yang berukuran besar umumnya memberikan
penampilan tanaman yang lebihvigor dibanding tanaman yang berasal dari benih
berukuran kecil (Rahmawati 2009).
Mutu benih mencakup mutu genetis, mutu fisiologis, mutu fisik dan
patologis. Aspek patologis benih bermutu yaitu terbebas dari serangan penyakit
(Ilyas 2012). Menurut Copeland dan Donald (1985), faktor lain yang
mempengaruhi beberapa benih yang terserang atau bergejala penyakit yaitu kadar
air benih dan suhu lingkungan. Kadar air benih yang mengalami peningkatan
dapat terjadi apabila suhu dan kelembaban tempat penyimpanan tinggi. Kondisi
tempat penyimpanan benih yang umumnya tertutup rapat dan kurang baiknya
sirkulasi udara mengakibatkan kelembaban menjadi semakin meningkat.
Akibatnya dapat memicu munculnya aktivitas mikroorganisme terutama
cendawan terbawa benih.
Cendawan patogen terbawa benih akan mempengaruhi timbulnya penyakit
ketika benih ditanam lalu berkecambah hingga tumbuh sampai tanaman dewasa.
Cendawan patogen terbawa benih yang utama pada benih kedelai adalah dari
genus Fusarium (Wu et al. 1964), Peronospora manshurica (Naumov) Syd.
(Medic-pap et al. 2007) serta Phomopsis dan C. truncatum (Wain-Tassi et al.
2011). Menurut Wu et al. (1964), cendawan yang berhasil diisolasi dari benih
kedelai adalah dari genus Alternaria, Cephalothecium, Cercospora, Cladosporium,
Corynespora, Fusarium, Nigrospora, Penicillium, Pestalozia, dan Stemphylum.
Berdasarkan 10 genus tersebut, cendawan yang bersifat patogen adalah Alternaria,
Cercospora, dan Fusarium. Infeksi cendawan tersebut dapat menurunkan
kapasitas vigor benih dan perkecambahan benih di lapangan (Medic-pap et al.
2007; Alves & Pozza 2012). Cendawan dari genus Fusarium yang diketahui
sebagai cendawan patogen yang dapat terbawa oleh benih adalah F. oxysporum
(Schlecht) dan F. solani (Mart) (Agarwal & Sinclair 1997). Cendawan terebut
memiliki kisaran tanaman inang yang luas yaitu tanaman pangan dan hortikultura
di Indonesia. Salah satu wilayah, seperti provinsi Sumatera Utara, tercatat bahwa
cendawan patogen terbawa benih kedelai adalah C. dematium (Pers) Grove, C.
kikuchi (Matsumoto & Tomoy), Macrophomia sp., C. casiicola, P. sojae (Lehm &
Wolf), Botryodiplodiasp., Peronosporasp., Rhizoctonia solani (Kuhn), Phoma sp.,
F. oxysporum, F. moniliforme (Sheld), F. equisetii, F. semitectum(Berk. &
Ravenel) Matsush, Fusarium spp. (UPT BPSB SUMUT 2013). Hal ini menjadi
salah satu faktor penyebab rendahnya produktivitas benih kedelai di Sumatera
Utara.
Penyakit pada tanaman kedelai yang disebabkan cendawan patogen
terbawa benih kedelai antara lain rebah kecambah, layu Fusarium, hawar dan
karat daun. Penyakit yang umumnya menyerang adalah layu Fusarium yang
disebabkan oleh Fusarium spp. Cendawan dari genus Fusarium merupakan
cendawan patogen yang sering menyerang kedelai mulai masa persemaian.
Penyakit yang disebabkan oleh Fusarium spp. menunjukkan gejala layu pada
tanaman. Hal ini sesuai dengan laporan Sudantha (2010) bahwa F. oxysporum f.
sp. glycine menyebabkan penyakit rebah kecambah dan layu. Begitu juga dengan

7
laporan Li et al. (2008), F. solani juga dapat menyebabkan rebah kecambah pada
kedelai.F. solani mulai menginfeksi dari akar tanaman kedelai.
F. oxysporum adalah salah satu patogen utama karena strain patogen dari
cendawan ini dapat dorman selama 30 tahun sebelum melanjutkan virulensi dan
menginfeksi tanaman. Menurut Jasnicet al.(2005), kerugian akibatinfeksi F.
oxysporummenyebabkan pengurangan hasil produksi mencapai 59%.Pada saat
tanaman menunjukkan tanda-tanda gejala penyakit dari infeksi patogen, maka
untuk pengendaliannya sudah terlambat, dan tanaman akan mati. Selain itu, F.
oxysporum bersifat broad spectrum karena dapat menyebabkan penyakit di
hampir setiap tanaman pertanian penting. F. oxysporum terbukti sangat sulit
dikendalikan karena konidia F. oxysporum juga dapat bertahan di tanah untuk
jangka waktu yang lama, sehingga rotasi tanaman bukan merupakan metode
kontrol yang tepat (Djaenuddin 2011).
Menurut Li et al. (2008), F. solani f.sp. glycines menyebabkan gejala mati
tiba-tiba (sudden death syndrome/SDS) pada tanaman kedelai. Infeksi dimulai
dari akar tanaman dan jarang menyerang dari daun. Namun, kedelai yang
terinfeksi oleh F. solani menunjukkan gejala pada daun yaitu daun menjadi
klorosis, nekrotik, dan defoliasi, lama-kelamaan tanaman akan layu secara
keseluruhan. F. solani f.sp.glycines dapat menimbulkan kehilangan hasil
mencapai 100% .
Kegiatan yang perlu dilakukan untuk mengurangi kejadian penyakit pada
kedelai adalah pengamanan produksi dari gangguan Organisme Pengganggu
Tumbuhan (OPT), pengurangan kehilangan hasil melalui pengelolaan pascapanen,
perbenihan dan kegiatan lainnya seperti pembinaan, supervisi, monitoring,
evaluasi dan pelaporan. Kegiatan pendukung tersebut agar dapat dilakukan secara
terencana dan terkoordinasi (Kementrian Pertanian 2013).

Bakteri Endofit Tanaman
Bakteri endofit tumbuhan adalah bakteri yang berada dalam jaringan
tumbuhan dan tidak patogenik sehingga tidak menimbulkan gejala penyakit pada
tanaman inang serta dapat diisolasi dengan teknik sterilisasi permukaan.Hampir
seluruh tumbuhan bersimbiosis dengan mikroorganisme yang bersifat
endofit.Salah satu tumbuhan yang banyak mengandung mikroba endofit adalah
dari kelompok kacang-kacangan.Sejumlah endofit bakteri dan cendawan
dilaporkan ada di dalam jaringan tumbuhan seperti akar, nodul, daun, bunga, dan
kecambah kacang-kacangan.Endofit pada tanaman kacang-kacangan dapat
mempercepat perkecambahan, memicu pertahanan tanaman, dan mempengaruhi
pertumbuhan tanaman (Dudeja et al. 2012).
Bakteri endofit berada di dalam tanaman yang sehat sehingga tidak mudah
dipengaruhi oleh lingkungan.Beberapa bakteri endofit menguntungkan bagi
tanaman seperti pemicu pertumbuhan, fiksasi nitrogen, dan pencegahan penyakit
yang disebabkan oleh patogen.Penelitian sebelumnya telah dilakukan dengan
tujuan memperoleh isolat bakteri endofit yang mampu mengendalikan penyakit
yang disebabkan oleh bakteri dan cendawan patogen.Bakteri endofit dapat
menghambat pertumbuhan cendawan patogen F. oxysporum f. soybean (Shu-Mei
et al. 2008). Bakteri endofit juga pernah dilaporkan dapat menghambat bakteri

8
patogen Xanthomonas axonopodis f.sp glicine penyebab pustul bakteri dan
meningkatkan pertumbuhan serta hasil kedelai (Habazar et al. 2012).
Keberadaan bakteri endofit pada tanaman kedelai telah diketahui dari hasil
penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Menurut Dalal dan Kulkarni
(2013), beberapa bakteri endofit dapat diisolasi dari tanaman kedelai antara lain
genus Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Enterobacter, Rhizobium, Klebsiella,
Acetobacter, dan Burkholderia. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Hung dan
Annapurna (2004), bakteri endofit dari genus Staphylococcus, Leuconostoc,
Tsukamurella, Deinococcus dan Clavibacter juga ditemukan di dalam jaringan
tanaman kedelai.
Populasi bakteri endofit di dalam jaringan tanaman tergantung pada
beberapa faktor seperti umur (tahap) perkembangan tanaman, lokasi geografi
tanaman, dan lokasi bakteri di dalam jaringan tanaman.Tahap perkembangan
tanaman kedelai mempengaruhi jumlah bakteri.Semakin tua suatu tanaman,
semakin berkurang jumlah bakteri endofit.Fase vegetatif lebih sedikit
mengandung bakteri dibandingkan dengan fase generatif tanaman kedelai.Bakteri
endofit pada kedelai lebih banyak berada di akar daripada di batang dan daun
(Dalal & Kulkarni 2013). Lokasi jaringan yang banyak dihuni oleh bakteri endofit
pada tanaman kedelai adalah daerah nodul (bintil akar). Nodul lebih banyak
mengandung bakteri endofit daripada batang dan akar tanaman (Hung &
Annapurna 2004).
Berbagai mikroba mensekresi metabolit yang dapat mempengaruhi
aktivitas dan pertumbuhan patogen tanaman (Pal & Gardener 2006).Mikroba
endofit menghasilkan metabolit sekunder yang penting bagi tanaman dan
mengaktifkan sistem respon cekamanlebih cepat dan lebih kuat pada tanaman
sehingga tanaman lebih resisten dalam melawan patogen.Endofit juga mampu
membantu menghilangkan kontaminan, melarutkan fosfat atau membantu
asimilasi nitrogen untuk tanaman.Sebagai tambahan, bakteri endofit menyalurkan
vitamin esensial bagi tanaman.Produksi senyawa seperti auksin meningkatkan
produksi benih dan perkecambahan sepanjang peningkatan titik tumbuh. Dampak
lain dari keberadaan endofit di dalam jaringan tanaman adalah penambahan
osmotik, regulasi stomata, modifikasi morfologi akar, meningkatkan pengambilan
mineral dan mengubah nitrogen (Dudeja et al. 2012).

Pengendalian Patogen Terbawa Benih Penyebab Penyakit Tanaman
Pengendalian penyakit tanaman sejak dari benih akan mengurangi
kejadian penyakit di lapangan. Pengendalian patogen terbawa benih secara hayati
dengan memanfaatkan bakteri endofit merupakan salah satu upaya dalam
mengendalikan penyakit yang disebabkan oleh patogen terbawa benih.Hal ini
disebabkan karena salah satu kemampuan endofit dapat memberikan ketahanan
bagi tanaman. Bakteri endofit yang berasal dari kacang-kacangan yang lain belum
banyak dipelajari. Penelitian pada tanaman kacang kapri dan kedelai
membuktikan bahwa bakteri endofit dapat menginduksi ketahanan tanaman
terhadap cendawan patogen atau meningkatkan pertumbuhan kedelai (Dudeja et al.
2012).
Pengendalian cendawan patogen terbawa benih kedelai dengan
memanfaatkan bakteri endofit dilakukan untuk mengurangi penggunaan bahan

9
kimia sintetik (fungisida) dalam pengelolaan pascapanen. Salah satu cara
penggunaan bakteri endofit adalah dengan memanfaatkan metabolit yang
dihasilkan oleh bakteri. Menurut Ramarathnam et al. (2007), bakteri endofit yaitu
Bacillus spp. yang diisolasi dari tanaman kedelai menghasilkan senyawa fengisin
dan basilomisin. Kedua senyawa tersebut dapat menghambat pertumbuhan F.
graminearum. Perlakuan benih dengan menggunakan metabolit sekunder tersebut
memliki kemampuan untuk melindungi benih dari serangan patogen terbawa
benih maupun kontaminan selama penyimpanan. Bakteri endofit yang sering
diisolasi adalah dari genus Bacillus. Senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan
oleh Bacillus spp. anatara lain basilomisin, subtilin, iturin, surfaktin, dan lisenisin.
Senyawa-senyawa tersebut bersifat antimikrobia dan anticendawan (Athukorala et
al. 2009). Dengan demikian, pemanfaatan senyawa metabolit sekunder dari
bakteri endofit dapat dijadikan sebagai agens pengendali hayati dalam menekan
pertumbuhan cendawan patogen terbawa benih.

10

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2014 sampai dengan
Agustus 2015 di Laboratorium Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura
Medan Sumatera Utara dan Laboratorium Mikologi Tumbuhan Departemen
Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jawa Barat.
Bahan
Bahan penelitian yang digunakanantara lain terdiri atas kertas saring cakram
ukuran 0,6 cm (Oxoid), media potato dextrose agar (PDA), tripton soya
agar/broth (TSA/TSB), mueller hinton broth/MHB (beef extract 2 g; acid
hydrolysate of casein 17.5 g; starch 1.5 g; aquades 1 L), luria bertani /LB
(tryptone 12.5 g; NaCl 6.25 g; yeast extract 6.25 g; aquades 1 L), dan fungisida
sintetik (bahan aktif Mankozeb 80%). Isolat bakteri endofit dan cendawan patogen
diperoleh dari tanaman dan benih kedelai varietas Buluh (lokal) asal Kecamatan
Medan Labuhan dan varietas Anjasmoro asal Kecamatan Tanjung Selamat,
Sumatera Utara.
Uji Perendaman Benih Kedelai
Benih kedelai sebanyak 100 biji (≈11.22 g) direndam dalam 100 mL air
selama 15, 30, dan 45 menit.Hal ini dilakukan untuk melihat sifat benih saat
direndam dalam cairan sehingga dapat diketahui selang waktu yang efektif untuk
perendaman kedelai di dalam cairan.Kedelai kemudian dikeringanginkan dan
ditimbang dengan timbangan analitik.Pengukuran dilakukan dengan menghitung
selisih berat awal dengan berat akhir. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah
cairan meresap pada selang waktu yang diuji. Selang waktu yang paling baik
dalam menjaga sifat benih dan mampu menyerap cairan akan digunakan sebagai
dasar pada saat perlakuan perendaman benih dalam metabolit dan fungisida.
Isolasi Bakteri Endofit dari Kedelai
Isolasi bakteri endofit dilakukan dari benih dan tanaman kedelai yang
paling sehat. Bagian tanaman kedelai yang diisolasi adalah akar, batang,
daun.Masing-masing bagian tersebut disterilisasi permukaan dengan alkohol 70%,
lalu NaOCl 3%. Benih disterilisasi permukaan dengan NaOCl 1%.Bagian-bagian
tersebut dicuci dengan air steril sebanyak tiga kali. Masing-masing bagian
tanaman dan benih diletakkan pada media TSA 20 % sebelum dimaserasi dengan
pistil dan mortar, lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu ruang. Hal ini
dilakukan sebagai indikator keberhasilan sterilisasi permukaan. Sterilisasi
permukaan berhasil apabila media tidak ditumbuhi oleh bakteri kontaminan.
Setelah dilakukan indikator sterilisasi, bagian tanaman yang telah steril dimaserasi
menggunakan pistil dan mortar.Hasil maserasi dibuat pengenceran berseri sampai
10-3 di dalam tabung reaksi. Sebanyak 0.1 mL diambil dari masing-masing tingkat
pengenceran dengan menggunakan mikropipet dan dituang pada media TSA lalu

11
diinkubasi selama 24 jam pada suhu ruang. Bakteri yang tumbuh diamati warna,
bentuk, tepi, elevasi koloni.Lalu dibuat biakan murni untuk setiap bakteri yang
diperoleh (Munif et al. 2012).
Isolat yang diperoleh diuji dengan pengujian HR (Hypersensitive
Response). Pengujian menggunakan tanaman tembakau untuk mengetahui bakteri
tersebut patogen atau nonpatogen. Masing-masing isolat ditumbuhkan pada media
TSB 5 mL. Media diinkubasi selama 24 jam dengan diletakkan pada shaker.
Selanjutnya diambil sebanyak 2 mL dengan menggunakan alat injeksi, kemudian
suspensi tersebut diinokulasikan pada daun tembakau.Tanaman tembakau
diinkubasi selama 24 jam.Jika tidak terjadi nekrotik menandakan bahwa isolat
bakteri bersifat nonpatogenik.
Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Kedelai
Isolasi cendawan patogen terbawa benih kedelai dilakukan dengan metode
inkubasi berdasarkan standar ISTA (2014) yaitu metode blotter test.Metode
blotter test menggunakan kertas hisap steril di dalam cawan petri.Benih kedelai
disterilisasi permukaan dengan menggunakan NaOCl 1% selama 1 menit dan
dicuci dengan air steril sebanyak 3 kali lalu dikeringanginkan. Sebanyak 10 benih
ditanam pada cawan petri yang berisi kertas hisap steril dengan ulangan sebanyak
40 kali. Benih diinkubasi pada suhu ruang selama 24 jam dengan penyinaran NUV 12 jam terang dan 12 jam gelap. Inkubasi dilanjutkan dengan meletakkan
benih pada ruang dengan suhu -20°C selama 24 jam. Benih diinkubasi kembali
pada suhu ruang dengan penyinaran 12 jam terang dan 12 jam gelap sampai hari
ke-8 dan ke-14. Gejala dan cendawan patogen yang muncul diamati dengan
mikroskop.Cendawan patogen dideteksi dan identifikasi langsung.Parameter yang
diamati adalah tingkat infeksi cendawan terbawa benih yang muncul. Cendawan
yang paling dominan tumbuh pada benih dimurnikan pada media PDAdan
diinkubasi selama 5-7 hari pada suhu ruang, kemudian dikarakterisasi dan
diidentifikasi secara makroskopis dan mikroskopis. Identifikasi patogen
menggunakan buku identifikasi cendawan Barnett dan Hunter (1999) dan Dugan
(2006).
Uji Daya Hambat Bakteri Endofit terhadap Cendawan Patogen
secarain Vitro
Isolat bakteri endofit yang bersifat nonpatogenik (tidak menimbulkan
nekrosa) pada uji HR digunakan untuk uji daya hambat terhadap cendawan
patogen benih kedelai. Uji daya hambat dilakukan dengan mengadopsi metode
Suryanto et al. (2011) yang telah dimodifikasi yaitu menggunakan metode kultur
ganda pada media PDA. Cendawan patogen ditumbuhkan di tengah media.
Kemudian dibuat suspensi bakteri endofit (108 sel/mL). Kertas cakram direndam
di dalam suspensi selama 30 menit. Kemudian kertas cakram diletakkan pada
kedua tepi media dan diinkubasi 6-7 hari pada suhu ruang. Diamati dan diukur
daya hambat bakteri endofit terhadap cendawan patogen (Gambar 2).

12

Gambar 2 Metode
pengukuran daya hambat bakteri terhadap koloni
cendawan; A. koloni cendawan; B. zona hambat bakteri endofit; C.
titik tengah cendawan diletakkan; D. koloni bakteri endofit; X.
diameter koloni cendawan yang terhambat pertumbuhannya; Y.
diameter koloni cendawan normal (Suryanto et al. 2011)
Rumus perhitungan penghambatan pertumbuhan cendawan patogen yaitu:
Daya hambat :
Keterangan : Y = diameter koloni cendawan patogen normal (cm)
X = diameter koloni cendawan patogen yang terhambat
pertumbuhannya (cm)
Sebanyak tiga isolat bakteri yang menunjukkan daya penghambatan
tertinggi (di atas 50%) digunakan untuk percobaan lebih lanjut.Tiga bakteri yang
berpotensi tersebut diidentifikasi secara morfologi, fisiologi dan biokimia dengan
menggunakan jasa identifikasi di Laboratorium Bioteknologi Lingkungan
Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB) Bogor.
Pengukuran Kurva Pertumbuhan Bakteri Endofit
Pengukuran kurva pertumbuhan bakteri endofit dilakukan berdasarkan
metode Sunatmo (2009) yang telah dimodifikasi. Isolat yang berumur 24-48 jam
pada media TSA 20% diinokulasi ke dalam 20 mL LB dan diinkubasi pada shaker
dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam. Dilakukan pengamatan dan
pengukuran OD600 kultur tersebut tiap 1.5 jam dengan menggunakan
spektrofotometer. Hasil pengukuran dibuat dalam bentuk kurva pertumbuhan.
Umumnya bakteri menghasilkan metabolit dalam fase statis.
Ekstraksidan Uji Daya Hambat SenyawaMetabolit Bakteri Endofit terhadap
Cendawan Patogen secara in Vitro
Produksi senyawametabolit dilakukan mengikuti Elita et al. (2013) yang
telah dimodifikasi yaitu isolat ditumbuhkan pada 100 mL media MHBdalam
Erlenmeyer dan digoyang dengan shaker pada kecepatan 150 rpm suhu ruang
dengan selang waktu berdasarkan kurva pertumbuhan sampai menghasilkan
metabolit sekunder. Kultur bakteri disentrifugasi pada kecepatan 3800 rpm selama

13
20 menit untuk memisahkan supernatan dari massa selnya. Supernatan disaring
dengan millipore syringe filter 0.2µm yang kemudian digunakan sebagai ekstrak
kasar untuk pengujian selanjutanya.
Pembuatan konsentrasi senyawametabolit di dalam media PDA mengikuti
metode Faturrahman (2001) yang telah dimodifikasi.Sebanyak 20 mL
senyawametabolit dicampur dengan 80 mL media PDA (untuk pengenceran 20%),
selanjutnya dilakukan pengenceran 10% dan 5%, kemudian campuran media dan
senyawa metabolit dituang pada cawan petri. Cendawan patogen diletakkan di
tengah media dengan lima ulangan. Cendawan patogen yang ditumbuhkan pada
media PDA ditambah dengan fungisida sintetik dengan konsentrasi yang
dianjurkan sebagai kontrol positif dan cendawan patogen yang ditumbuhkan pada
media PDA saja dijadikan sebagai kontrol negatif. Cendawan patogen yang
ditumbuhkan pada media tumbuh dari masing-masing perlakuan diinkubasi pada
suhu ruang selama 10 hari. Parameter yang diamati adalah pertumbuhan koloni
cendawan patogen pada masing-masing perlakuan dan dibandingkan dengan
pertumbuhan koloni cendawan patogen pada kontrol. Selanjutnya dihitung daya
hambat masing-masing perlakuan dengan rumus:

Keterangan : D1 = diameter koloni cendawan patogen kontrol negatif (cm)
D2 = diameter koloni cendawan patogen perlakuan (cm)

Uji Perlakuan Benih dengan SenyawaMetabolit Bakteri Endofit
Perlakuan perendaman benih dilakukan mengikuti metode Dewi et al.
(2013) yang telah dimodifikasi. Benih kedelai direndam di dalam senyawa
metabolit bakteri endofit dengan konsentrasi yang paling baik dalam menekan
pertumbuhan cendawan diatas 50%.Selanjutnya, benih dikeringanginkan di dalam
Laminar Air Flow dan dilakukan pengujian benih dengan metode blotter test dan
growing on test pada media agar air dan tanah steril. Pertama, pada pengujian
blotter test sebanyak 10 butir benih kedelai ditanam pada kertas saring lembab di
dalam cawan petri, masing-masing perlakuan diulang 10 kali, kemudian benih
tersebut diinkubasi seperti pada percobaan isolasi cendawan patogen terbawa
benih kedelai. Kedua, pada pengujian growing on test pada media agar air, benih
ditanam pada media agar air dengan 10 kali ulangan masing-masing 10 benih dan
inkubasi selama 8 hari. Ketiga, benih ditanam pada campuran tanah dan kompos
steril di dalam pot plastik dengan 10 kali ulangan masing-masing 5 benih dan
diinkubasi selama 14 hari dengan penyiraman teratur. Benih yang direndam di
dalam air steril dijadikan sebagai kontrol negatif. Benih yang direndam dalam
fungisida sintetik dijadikan sebagai kontrol positif. Parameter yang diamati adalah
gejala nekrotik (tingkat infeksi), daya berkecambah, dan tinggi tanaman.

14

Keterangan:

I1 = jumlah tanaman terinfeksi
I2 = jumlah tanaman yang tumbuh

Keterangan:

k1 = jumlah benih berkecambah
k2 = jumlah benih yang ditanam

Analisis KomponenSenyawaMetabolit dengan Py-GCMS
Isolat ditumbuhkan pada 100 mL media MHB (Mueller Hinton Broth)
dalam Erlenmeyer dan digoyang dengan shaker pada kecepatan 150 rpm suhu
ruang dengan selang waktu berdasarkan kurva pertumbuhan sampai menghasilkan
metabolit sekunder. Kultur bakteri disentrifugasi pada kecepatan 3800 rpm selama
20 menit. Supernatan disaring dengan millipore syringe filter 0.2 µm yang
kemudian digunakan untuk selanjutnya dianalisis dengan Pyrolisis Gas
Chromatrography Mass Spectrometry (Py-GCMS), di Laboratorium Litbang
Kehutanan, Gunung Batu, Bogor.
Analisis Data
Pengujian penghambatan pertumbuhan cendawan oleh metabolit sekunder
disusun dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Data yang
diperoleh kemudian diolah menggunakan program SAS 9.1. Perlakuan yang
menunjukkan beda nyata diuji lanjut dengan uji Duncan pada taraf 5%.

15

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Perendaman Benih Kedelai
Tabel 1 menunjukkan bahwa perendaman benih kedelai paling baik pada
selang waktu 30 menit.Hal ini disebabkan oleh sifat fisik benih masih terlihat baik
dan bobot benih bertambah sebesar 2.44 g. Benih yang memiliki sifat fisik baik
dapat mempengaruhi viabilitias dan pertumbuhan.
Tabel 1 Waktu perendaman benih kedelai
Waktu (menit)
15
30
45

Bobot benih (g)
Awal
Akhir
11.22
12.82
11.22
13.66
11.22
15.53

Selisih bobot
benih (g)
1.60
2.44
4.31

Sifat fisik benih
Baik
baik
kulit benih rusak

Kedelai memiliki benih dengan kulit benih yang tipis sehingga sangat
rentan terhadap kerusakan secara fisik yang akhirnya akan mempengaruhi daya
perkecambahan. Oleh karena itu perlakuan yang diberikan pada benih sebelum
ditanam di lahan dapat mempengaruhi daya berkecambah benih.Salah satu
perlakuan yang dilakukan untuk memaksimalkan perkecambahan dan
pertumbuhan benih adalah dengan merendam benih di dalam suspensi.
Pemilihan lama waktu perendaman menjadi hal yang penting. Perendaman
sebaiknya tidak terlalu lama karena perendaman yang terlalu lama akan merusak
kulit benih kedelai. Menurut Sofia (2007), lama perendaman benih kedelai yang
optimum adalah 30 menit. Perendaman benih selama 30 menit dalam senyawa
kimia kolkhisin menunjukkan bahwa pertumbuhan tanaman lebih baik bila
dibandingkan dengan perendaman 45 menit. Menurut Angggraeni dan Suwarno
(2014), perendaman benih akan mempengaruhi viabilitas benih. Benih kedelai
dengan tingkat viabilitas 80% dapat diperoleh dengan merendam benih di dalam
larutan etanolselama 22 menit 31.8 detik.
Isolat Bakteri Endofit dari Kedelai
Hasil isolasi bakteri endofit dari