EKSPLORASI, ISOLASI, DAN SELEKSI KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT DARI TANAMAN SAMBILOTO

Kedua konsentrasi tersebut yaitu 5 dan 20 merupakan media yang miskin nutrisi diharapkan pada konsentrasi tersebut akan merangsang bakteri sebanyak mungkin untuk tumbuh dan menekan bakteri yang dominan. Adapun cara isolasi bakteri endofit terdapat pada Lampiran 1. Seleksi konsorsium bakteri endofit Konsorsium bakteri endofit yang diperoleh dari isolasi diuji terhadap benih tanaman sambiloto aksesi Cimanggu dalam pot percobaan. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok, dengan 25 perlakuan yaitu kontrol tanpa endofit dan 24 perlakuan konsorsium bakteri endofit dengan 2 ulangan. Adapun perlakuannya sebagai berikut: 1. Konsentrasi medium TSA 5 dan 20 , 2. Asal daerah Madiun, Pasuruan, Blora, dan Cimanggu, 3. Bagian tanaman akar, batang dan daun. Adapun perlakuan konsorsium bakteri endofit sebagai berikut: Tabel 3.1. Perlakuan konsorsium bakteri endofit pada benih sambiloto pada percobaan di rumah kaca No Perlakuan Hasil isolasi dari Konsentrasi media TSA 1 Kontrol K 2 5MA akar sambiloto asal Madiun 5 3 5MB batang sambiloto asal Madiun 5 4 5MD daun sambiloto asal Madiun 5 5 5PA akar sambiloto asal Pasuruan 5 6 5PB batang sambiloto asal Pasuruan 5 7 5PD daun sambiloto asal Pasuruan 5 8 5BA akar sambiloto asal Blora 5 9 5BB batang sambiloto asal Blora 5 10 5BD daun sambiloto asal Blora 5 11 5CA akar sambiloto asal Bogor 5 12 5CB batang sambiloto asal Bogor 5 13 5CD daun sambiloto asal Bogor 5 14 20MA akar sambiloto asal Madiun 20 15 20BB batang sambiloto asal Madiun 20 16 20MD daun sambiloto asal Madiun 20 17 20PA akar sambiloto asal Pasuruan 20 18 20PB batang sambiloto asal Pasuruan 20 19 20PD daun sambiloto asal Pasuruan 20 20 20BA akar sambiloto asal Blora 20 21 20BB batang sambiloto asal Blora 20 22 20BD daun sambiloto asal Blora 20 23 20CA akar sambiloto asal Bogor 20 24 20CB batang sambiloto asal Bogor 20 25 20CD daun sambiloto asal Bogor 20 Benih sambiloto yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari aksesi Cimanggu Gambar 3.1. Benih direndam selama 2x24 jam dengan menggunakan air steril pada suhu ruang. Selanjutnya benih disterilkan dengan menggunakan alkohol 70 selama 30 detik, direndam dalam larutan sodium hypochlorite 1- 2 selama 1-2 menit, lalu dibilas dengan air steril. Benih sambiloto yang telah steril, kemudian dimasukkan ke dalam pot yang telah berisi media zeolit steril. Inokulasi konsorsium bakteri endofit pada benih sambiloto dilakukan dengan cara menyiramkan suspensi bakteri endofit ke media tanam dengan kepadatan populasi 10 10 cfu ml -1 sebanyak 15 ml pot -1 . Aplikasi suspensi konsorsium bakteri endofit diberikan sebanyak empat kali dengan selang waktu satu minggu. Aplikasi konsorsium bakteri endofit pertama kali dilakukan pada saat tanam. Gambar 3.1. Benih sambiloto asal aksesi Bogor Pengamatan dilakukan setelah tanaman berkecambah yaitu umur 2 minggu dan tumbuh hingga berumur ± 1.5 bulan. Komponen yang diamati adalah persentase perkecambahan yang tumbuh, panjang akar, jumlah, panjang dan lebar daun, tinggi tanaman, bobot kering biomas, tajuk dan akar. Data yang diperoleh diuji secara statistik dengan menggunakan analisis ragam ANOVA dan Duncan Multiple Range Test DMRT pada taraf 5. Hasil dan Pembahasan Eksplorasi tanaman sambiloto Tanaman sambiloto yang dieksplorasi dari Madium tumbuh liar di galangan dan bawah naungan pohon-pohon. Tanaman sambiloto yang diambil dari Pasuruan berasal dari tanaman liar yang tumbuh di sekitar pekarangan yang terbuka. Tanaman sambiloto yang tumbuh liar di bawah naungan hutan jati dieksplorasi dari Blora dan di Bogor diambil dari kebun percobaan pada lahan terbuka Gambar 3.2. Tabel 3.2. Kondisi agroklimat daerah asal eksplorasi tanaman sambiloto yang digunakan pada percobaan Lokasi Ketinggian Tempat m dpl Rata-rata Suhu Udara Harian °C Curah Hujan mmth Keterangan 1. Desa Kare, Madiun Jawa Timur 750 25 ±1500 Tumbuh liar di galangan dan mulai inisiasi bunga, ternaungi 2. Desa Ranuklindungan, Grati, Pasuruan Jawa Timur 33 32 1500-2000 Tumbuh liar di pekarangan dan mulai inisiasi bunga, terbuka 3. Desa : Ngliron, Randublatung Blora Jawa Tengah 70 32 ±1000 Tumbuh liar di bawah hutan jati dan mulai inisiasi bunga, ternaungi 4. Kelurahan:Menteng, Bogor Tengah, Bogor Jawa Barat 240 30 ±2000 Lahan budidaya dan mulai inisiasi bunga, terbuka Tanaman sambiloto yang tumbuh dibawah pohon di Madiun Tanaman sambiloto yang tumbuh di pekarangan di Pasuruan Tanaman sambiloto di bawah hutan jati di Blora Tanaman sambiloto yang tumbuh di Bogor Gambar 3.2. Penampilan lingkungan tumbuh tanaman sambiloto di 4 lokasi eksplorasi Deskripsi kondisi lingkungan dari keempat daerah eksplorasi tanaman sambiloto tersebut menunjukkan adanya perbedaan kondisi agroklimat yaitu ketinggian tempat, iklim curah hujan dan suhu dan tingkat kesuburan tanah Tabel 3.2. Hasil eksplorasi tanaman sambiloto menunjukkan bahwa tanaman sambiloto dapat hidup di berbagai kondisi lingkungan dalam skala yang luas. Perbedaan kondisi lingkungan tempat eksplorasi tanaman sambiloto cukup luas yaitu dari 33 hingga 750 m dpl, dan dari lingkungan ternaungi hingga terbuka. Tabel 3.3. Sifat kimia tanah ke-empat lokasi eksplorasi tanaman sambiloto Jenis pengujian Madiun Pasuruan Blora Bogor pH H20 KCl 5.95 5.27 7.11 6.54 6.15 5.34 4.40 4.13 C-org 1.91 3.05 3.16 1.53 N-total 0.20 0.27 0.29 0.18 CN ratio 9.55 11.30 10.90 8.50 P 2 O 5 tersedia ppm 5.81 8.20 3.62 5.36 Basa dd cmolkg Ca Mg K Na Total 10.03 2.33 1.05 0.28 13.69 43.22 4.32 1.92 0.22 49.68 39.92 7.32 1.23 0.20 48.67 2.36 0.31 0.12 0.14 2.93 KTK cmolkg 13.06 26.08 50.38 15.29 KB 104.82 190.49 96.60 19.16 Perbedaan sifat kimia tanah juga ditunjukkan dari ke-empat lokasi eksplorasi tersebut. Kondisi tanah dari daerah Pasuruan secara umum lebih baik dibandingkan dengan ke-tiga lokasi lainnya berturut-turut Blora, Madiun, dan Bogor. Hal tersebut dapat dilihat dari pH, bahan organik, dan total basa-basa yang dapat ditukarkan Tabel 3.3. Perbedaan kondisi agroklimat tersebut berpengaruh terhadap pertumbuhan, penampilan daun tanaman sambiloto dan kandungan andrografolid Tabel 3.4. Kondisi lingkungan di daerah Pasuruan cukup subur sehingga penampilan tanaman sambiloto cukup baik dan kandungan andrografolid 1.5 lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman sambiloto yang tumbuh liar di lingkungan Madiun 0.04 dan Blora 0.04. Kandungan andografolid pada tanaman sambiloto asal Bogor tertinggi 2.16 yang kondisi tanahnya kurang subur dengan pH yang rendah dibandingkan ketiga lokasi lain. Selain itu diduga adanya peranan bakteri bakteri endofit yang terkandung didalam tanaman sambiloto. Kandungan hara pada tanah di Blora cukup subur, namun keragaan tanamannya kurang baik dibandingkan dengan daerah lain. Hal tersebut mungkin karena curah hujan yang rendah dan suhu udara harian yang cukup tinggi di daerah Blora. Lingkungan yang kering dan cukup panas tersebut, menyebabkan proses penyerapan hara tanaman kurang maksimal, demikian pula dengan di daerah Madiun Tabel 3.3. Menurut Pujiasmanto et al. 2009, sambiloto dapat tumbuh di ketinggian 180-861 m di atas permukaan laut dengan kondisi lingkungan suhu 20.32-26.93ºC, kelembaban udara relatif 78-87, dan curah hujan 2053.2-3555.6 mm tahun -1 . Kondisi lingkungan dari keempat lokasi eksplorasi tanaman sambiloto tersebut masih masuk dalam kisaran lingkungan tumbuh tanaman sambiloto. Karakteristik daun sambiloto dari keempat lokasi menunjukkan perbedaan dari bentuk, ukuran, jumlah dan warna daun Tabel 3.5. Hal tersebut menunjukkan bahwa selain faktor genetik, faktor lingkungan juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan kandungan bahan aktif yang dihasilkan. Tabel 3.4. Kadar andrografolid pada tanaman sambiloto dari daerah eksplorasi Lokasi pengambilan tanaman sambiloto Andrografolid Sambiloto asal Madiun 0.04 Sambiloto asal Pasuruan 1.51 Sambiloto asal Blora 0.04 Sambiloto asal Bogor 2.16 Tabel 3.5. Keragaan daun tanaman sambiloto hasil eksplorasi Lokasi Bentuk dan ukuran daun Jumlah daun g -1 Warna daun Madiun Agak bulat, agak besar 13 Hijau gelap Pasuruan Agak bulat, kecil 10 Hijau agak terang Blora Meruncing, kecil 18 Hijau agak terang Bogor Runcing, lebih panjang 8 Hijau gelap Isolasi bakteri endofit Hasil isolasi konsorsium bakteri endofit diperoleh 24 konsorsium yang menunjukkan adanya keragaman dari tiap bagian tanaman dan asal tanaman sambiloto Tabel 3.6. Penampilan koloni dari ke 24 konsorsium terlihat pada Gambar 3.3 dan Gambar 3.4. Strobel 2003 dan Strobel dan Daisy 2003 melaporkan bahwa tiap tanaman mengandung satu atau lebih mikrob endofit yang terdiri dari bakteri dan cendawan. Hampir semua tanaman vaskular yang hidup di iklim tropis mengandung mikrob endofit baik bakteri maupun cendawan endofit Firakova et al. 2007; Zhang et al. 2006. Bakteri endofit tersebut berada pada seluruh bagian tanaman baik daun, akar, batang, maupun kulit pada tanaman angiospermae Banarjee 2011. Tabel 3.6. Karakterisasi morfologi dan fisiologi koloni konsorsium bakteri endofit hasil isolasi dari tanaman sambiloto Kode Konsorsium Jumlah Populasi CFU ml -1 Warna Koloni Bentuk Koloni Ukuran Koloni Jumlah Gram+- 5 MA 1.1 x 10 6 Krem, putih Bulat Kecil-sedang 4 2 5 MB 1.3 x 10 5 Putih bening Bulat Kecil-besar 4 0 5 MD 2.3 x 10 4 Putih,kuning Bulat Kecil-sedang 4 0 5 PA 3.2 x 10 5 Putih Bulat Kecil 5 0 5 PB 4.3 x 10 4 Kuning,putih Bulat Kecil-besar 4 0 5 PD 3.3 x 10 4 Krem Bulat Sedang-besar 3 0 5 BA 1.7 x 10 5 Putih Bulat Kecil-sedang 3 3 5 BB 2.0 x 10 3 Putih,kuning Bulat Kecil-sedang 5 0 5 BD 4.3 x 10 3 Coklat,putih Bulat Kecil-sedang 3 2 5 CA 5.0 x 10 5 Putih Bulat Kecil-besar 5 0 5 CB 2.6 x 10 5 Krem,putih Bulat Kecil-sedang 3 0 5 CD 5.0 x 10 4 Putih Bulat Kecil-sedang 3 0 20 MA 1.1 x 10 6 Putih,krem Bulat Kecil-besar 6 0 20 MB 3.2 x 10 5 Putih Bulat Kecil-sedang 2 3 20 MD 1.3 x 10 5 Putih,kuning Bulat Kecil-sedang 3 0 20 PA 2.6 x 10 5 Putih Bulat Kecil 6 1 20 PB 6.0 x 10 4 Putih Bulat Kecil-besar 3 2 20 PD 3.3 x 10 4 Putih Bulat Sedang-besar 3 2 20 BA 2.2 x 10 5 Putih Bulat Kecil-sedang 3 2 20 BB 3.7 x 10 3 Putih,coklat Bulat Kecil-sedang 4 0 20 BD 7.3 x 10 3 Putih,kuning Bulat Kecil-sedang 4 0 20 CA 5.8 x 10 5 Krem,putih Bulat Kecil-sedang 5 0 20 CB 2.8 x 10 5 Putih bening Bulat Kecil-besar 4 0 20 CD 5.7 x 10 4 Putih Bulat Kecil-sedang 4 0 Hasil pengamatan karakterisasi morfologi dan fisiologi konsorsium bakteri endofit menunjukkan bahwa warna, ukuran dan jumlah gram positif maupun negatif koloni konsorsium bakteri endofit cukup bervariasi. Hal tersebut memberikan gambaran bahwa perbedaan konsentrasi media, bagian tanaman yang diisolasi dan lokasi pengambilan tanaman sambiloto tidak menunjukkan pola yang teratur, sangat bervariasi. Lokasi eksplorasi tanaman sambiloto dan bagian tanaman yang diisolasi mempengaruhi jumlah populasi bakteri endofit. Menurut Hung et al. 2007, setiap individu jaringan tanaman mengandung jumlah bakteri endofit yang bervariasi. Populasi konsorsium bakteri endofit yang berasal dari daun lebih sedikit dibandingkan dengan akar. Populasi bakteri pada bagian akar tanaman lebih tinggi dan bervariasi daripada bagian batang dan daun. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa populasi bakteri yang tertinggi dari 24 konsorsium bakteri endofit berasal dari bagian akar tanaman sambiloto Madiun yaitu 10 6 CFU ml -1 baik pada media TSA 5 maupun 20. Hal tersebut dimungkinkan karena bagian akar tanaman merupakan bagian tanaman yang kontak langsung dengan tanah, sehingga bakteri-bakteri yang ada didalam tanah beragam dan berpeluang lebih besar untuk masuk kedalam jaringan akar. Bakteri yang ada didalam tanah dapat masuk dan hidup dalam perakaran membentuk populasi berkisar 10 5 -10 7 cfu g -1 bobot segar tanaman Hallmann 2001. 5MA 5MB 5MD 5PA 5PB 5PD 5BA 5BB 5BD 5CA 5CB 5CD Gambar 3.3. Penampilan koloni konsorsium bakteria endofit dari bagian tanaman sambiloto dari 4 lokasi pada media TSA konsentrasi 5 MA=Madiun akar PA=Pasuruan akar BA=Blora akar CA=Bogor akar MB=Madiun daun PB=Pasuruan batang BB=Blora batang CB=Bogor batang MD=Madiun daun PD= Pasuruan daun BD=Blora daun CD=Bogor daun Daerah perakaran merupakan daerah yang banyak menyediakan nutrisi bagi bakteri dengan adanya eksudat yang dihasilkan oleh akar, sehingga bakteri dapat hidup dan berkembang lebih baik. Nutrisi berupa gula antara lain fruktosa dan sukrosa yang merupakan hal terpenting bagi kehidupan bakteri Mercier dan Lindow 2000. Penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Mendes et al. 2007 yang menunjukkan bahwa bakteri endofit pada tanaman tebu yang diisolasi dari akar, populasinya jauh lebih banyak dibandingkan dari batang. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa bakteri endofit dapat diisolasi baik dari tumbuhan liar maupun yang telah dibudidayakan. Hal tersebut juga sejalan yang dilakukan oleh Zinniel et al. 2002, yang telah mengisolasi beberapa bakteri endofit yang berasal dari 4 species tanaman budidaya dan 27 species tumbuhan liar di Nebraska. 20MA 20MB 20MD 20PA 20PB 20PD 20BA 20BB 20BD 20CA 20CB 20CD Gambar 3.4. Penampilan koloni konsorsium bakteria endofit dari bagian tanaman sambiloto dari 4 lokasi pada media TSA konsentrasi 20 MA=Madiun akar PA=Pasuruan akar BA=Blora akar CA=Bogor akar MB=Madiun daun PB=Pasuruan batang BB=Blora batang CB=Bogor batang MD=Madiun daun PD= Pasuruan daun BD=Blora daun CD=Bogor daun Seleksi konsorsium bakteri endofit Pertumbuhan tanaman Konsorsium bakteri endofit yang diinokulasikan pada benih sambiloto mampu meningkatkan tinggi tanaman dan panjang akar Gambar 3.5 dan Gambar 3.6, persentase daya tumbuh kecambah, jumlah, panjang dan lebar daun Tabel 3.7. Pertumbuhan jumlah daun 6.5 dan panjang daun 6.5 cm tertinggi terdapat pada pemberian bakteri endofit 5MD, sedangkan lebar daun 1.65 cm pada perlakuan 20MD. Kedua konsorsium tersebut berasal dari tanaman sambiloto yang hidup liar di daerah Madiun. Gambar 3.5. Pengaruh inokulasi konsorsium bakteri endofit terhadap tinggi tanaman dan panjang akar pada tanaman sambiloto umur 1.5 bulan K 5MA 5MB 5MD 5BA 5BB 5BD 5PA 5PB 5PD 5CA 5CB 5CD 20MA 20MB 20MD 20BA 20BB 20BD 20PA 20PB 20PD 20CA 20CB 20CD Gambar 3.6. Penampilan tanaman sambiloto pada umur 1.5 bulan setelah pemberian konsorsium bakteri endofit Benih sambiloto yang dinokulasi konsorsium bakteri endofit menunjukkan pola perkecambahan yang beragam. Konsorsium bakteri endofit yang diaplikasikan pada benih sambiloto tidak semuanya menghasilkan perkecambahan dengan baik, tetapi seluruhnya lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Persentase daya kecambah benih sangat beragam mulai dari 50 –100. Benih sambiloto yang diinokulasi konsorsium bakteri endofit 5MD, 20BB, 20BD, 20CA dan 20CD tumbuh 100. Respon yang beragam yang ditunjukkan oleh benih sambiloto, menunjukkan kemampuan bakteri endofit yang berbeda- beda dalam memacu perkecambahan benih sambiloto. Tabel 3.7. Pertumbuhan tanaman sambiloto setelah diinokulasi konsorsium bakteri endofit pada umur 1.5 bulan Perlakuan Konsorsium Jumlah daun Panjang daun cm Lebar daun cm Daya kecambah 5 MA 5.4 b 5.4 b 1.5 ad 66.7 bc 5 MB 6.0 ab 6.2 ab 1.0 e 58.3 cd 5 MD 6.5 a 6.5 a 1.2 ce 100.0 a 5 BA 5.8 ab 5.8 ab 1.3 be 83.3 ab 5 BB 6.2 ab 6.2 ab 1.4 ad 91.7 a 5 BD 6.2 ab 6.2 ab 1.3 be 91.7 ab 5 PA 6.0 ab 6.0 ab 1.3 be 75.0 ac 5 PB 6.0 ab 6.0 ab 1.4 ad 83.3 b 5 PD 6.2 ab 6.0 ab 1.2 de 91.7 ab 5 CA 6.2 ab 6.2 a 1.5 ac 91.7 ab 5 CB 6.0 ab 6.0 ab 1.5 ad 83.3 ab 5 CD 6.2 ab 6.2 ab 1.4 ad 83.3 ab Kontrol 3.0 c 3.0 c 0.6 f 33.3 d 20 MA 6.0 ab 6.0 ab 1.4 ad 91.7 ab 20 MB 6.0 ab 6.0 ab 1.5 ad 75.0 ac 20 MD 6.2 ab 6.0 ab 1.7 a 83.3 ab 20 BA 6.2 ab 6.2 ab 1.3 ad 91.7 ab 20 BB 6.0 ab 6.0 ab 1.4 ad 100.0 a 20 BD 5.4 b 5.4 b 1.6 ab 100.0 a 20 PA 6.0 ab 6.0 ab 1.4 ad 75.0 ac 20 PB 6.3 ab 6.3 ab 1.5 ad 75.0 ac 20 PD 6.4 a 6.4 a 1.6 ad 83.3 ac 20 CA 6.0 ab 6.0 ab 1.6 ab 100.0 a 20 CB 6.0 ab 6.2 ab 1.4 ad 83.3 ab 20 CD 6.0 ab 6.0 ab 1.5 ad 100.0 a KK 7.9 7.9 11.8 17.4 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Lingkungan tumbuh dari ketiga daerah eksplorasi tanaman sambiloto mempunyai karakteristik tersendiri. Daerah Madiun mempunyai ketinggian tempat yang cukup tinggi 750 m dpl dan suhu udara rendah rata-rata 25ºC, serta kandungan hara cukup rendah. Blora mempunyai curah hujan sangat rendah dan kandungan Ca sangat tinggi. Bogor mempunyai sifat kimia tanah sangat masam dan kandungan hara yang rendah. Pada kondisi lingkungan kurang optimal tersebut konsorsium bakteri endofit masih mampu bertahan hidup. Kondisi lingkungan tersebut diduga menyebabkan bakteri yang diisolasi lebih mampu bertahan untuk dapat hidup di lingkungan dengan kondisi lebih baik. Hal tersebut sejalan dengan hasil penelitian Fitri dan Gofar 2009 bahwa bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman yang tumbuh di lahan gambut yang kondisinya ekstrim masam, mampu beradaptasi pada lingkungan yang lain dan menghasilkan pertumbuhan dan produksi tanaman padi lebih tinggi. Informasi lain yang dapat diperoleh dari hasil seleksi ini yaitu konsorsium bakteri endofit yang diinokulasikan tidak ada yang bersifat patogen. Hal tersebut diungkapkan oleh Yu et al. 2010 bahwa bakteri endofit yang terdapat didalam tanaman mampu menghasilkan senyawa antibakteri secara alami. Beberapa strain bakteri telah diuji aktivitas antibakterinya yang mampu menghasilkan senyawa- senyawa seperti alkaloid, peptide, dan fenol. Senyawa-senyawa tersebut dihasilkan oleh bakteri endofit untuk melawan bakteri patogen Yu et al. 2010; Melliawati et al. 2008. Munif et al. 2012a dan Munif et al. 2012b telah mengisolasi bakteri endofit yang berpotensi sebagai agen biokontrol dan pemacu pertumbuhan tanaman dari tanaman padi gogo dan tomat. Spaepan et al. 2009 menyatakan bakteri endofit yang berperan sebagai pemacu pertumbuhan tersebut mampu memproduksi fitohormon baik auksin, sitokinin, giberelin dan ABA. Bobot kering bahan tanaman Hasil pengujian bakteri endofit yang berasal dari tanaman sambiloto dari beberapa daerah di Indonesia membuktikan bahwa tanaman sambiloto menghasilkan konsorsium bakteri endofit yang berpotensi meningkatkan pertumbuhan tanaman. Biomas yang dihasilkan dengan pemberian konsorsium bakteri endofit juga meningkat baik bagian tajuk, akar maupun total biomas kering tanaman sambiloto. Bobot kering tajuk tertinggi dihasilkan oleh pemberian 20BD 0.26 g tan -1 , bobot kering akar 0.31 g tan -1 total bobot biomas kering 0.54 g tan -1 terdapat pada perlakuan 20BA Tabel 3.8. Kedua konsorsium tersebut berasal dari Blora Jawa Tengah. Seluruh konsorsium bakteri endofit yang diuji mampu meningkatkan biomasa kering tanaman dibandingkan dengan kontrol. Peningkatan yang cukup signifikan tersebut sejalan dengan pertumbuhannya. Peningkatan bobot kering tajuk berkisar 7-86 dan akar berkisar dan 10-120. Secara umum konsorsium bakteri endofit yang berasal dari tanaman sambiloto mampu memacu pertumbuhan tanaman. Konsorsium bakteri endofit memacu pertumbuhan dan perkembangan akar, sehingga tanaman dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Pemberian bakteri endofit pada tanaman hibrida poplar dapat meningkatkan biomasa akar 84, tajuk 38, dan daun 48 Rogers 2012. Hal yang sama juga ditunjukkan oleh hasil penelitian Taghavi et al. 2009 yaitu bakteri endofit dapat meningkatkan perkembangan akar baik panjang akar maupun bobot kering akar tanaman poplar. Peningkatan tersebut diduga tidak lepas dari fitohormon dan senyawa-senyawa yang mengatur metabolisme pertumbuhan tanaman yang dihasilkan oleh bakteri endofit. Hasil seleksi 24 konsorsium bakteri endofit menghasilkan empat konsorsium bakteri endofit yaitu 5MD, 20BB, 20BD, dan 20CD direkomendasikan untuk digunakan dalam pengujian selanjutnya. Ke-empat konsorsium bakteri endofit tersebut mempunyai kemampuan dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman terutama persentase daya tumbuh kecambah mencapai 100 dan bobot tajuk kering yang lebih baik dibandingkan dengan konsorsium yang lain. Pemberian konsorsium 20BA meskipun mempunyai bobot biomas kering tertinggi tetapi didominasi oleh akar, sehingga bobot tajuk keringnya rendah. Selain itu persentasi perkecambahannya juga lebih rendah yaitu 91.67. Tabel 3.8. Bobot kering tanaman sambiloto setelah diinokulasi bakteri endofit pada umur tanaman 1.5 bulan Perlakuan Bobot kering tajuk gtanaman Bobot kering akar gtanaman Total biomas kering gtanaman 5 MA 0.24 ac 0.16 bg 0.39 bg 5 MB 0.17 ce 0.12 cg 0.29 gi 5 MD 0.24 ab 0.20 bc 0.44 ac 5 BA 0.14 e 0.12 dg 0.25 h-i 5 BB 0.20 ae 0.13 cg 0.33 ci 5 BD 0.17 be 0.13 cg 0.30 fi 5 PA 0.15 de 0.09 g 0.23 ij 5 PB 0.20 ae 0.15 bg 0.36 cg 5 PD 0.22 ad 0.19 be 0.41 cf 5 CA 0.21 ad 0.11 eg 0.33 ci 5 CB 0.21 ad 0.14 cg 0.35 cg 5 CD 0.18 ae 0.15 cg 0.32 di K 0.04 f 0.10 fg 0.13 j 20 MA 0.19 ae 0.15 bg 0.34 ci 20 MB 0.19 ae 0.13 cg 0.32 di 20 MD 0.23 ac 0.17 bf 0.39 cf 20 BA 0.23 ac 0.31 a 0.54 a 20 BB 0.24 ab 0.18 be 0.42 be 20 BD 0.26 a 0.22 b 0.48 ab 20 PA 0.23 ac 0.14 cg 0.37 cg 20 PB 0.23 ac 0.16 bg 0.38 cg 20 PD 0.23 ac 0.15 bg 0.37 cg 20 CA 0.20 ab 0.13 cg 0.33 ci 20 CB 0.24 ab 0.13 cg 0.38 cg 20 CD 0.24 ab 0.14 cf 0.38 cg CV 18.10 24.13 14.98 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Simpulan Hasil eksplorasi dan isolasi konsorsium bakteri endofit berasal dari tanaman sambiloto dari empat daerah menghasilkan 24 konsorsium yang beragam. Konsorsium yang diisolasi dari jaringan akar menghasilkan populasi yang lebih banyak yaitu 10 5 -10 6 CFU ml -1 daripada daun dan batang yaitu 10 3 -10 5 CFU ml -1 . Konsorsium bakteri endofit berpengaruh nyata meningkatkan pertumbuhan, bobot kering tajuk 7-82, akar 10-120 dan biomas tanaman pada umur 1.5 bulan. Persentase daya tumbuh kecambah dan bobot kering tajuk tertinggi ditunjukkan oleh konsorsium 5MD, 20BB, 20BD dan 20CD. Konsorsium bakteri endofit asal tanaman sambiloto berpotensi sebagai pemacu pertumbuhan tanaman.

4. POTENSI KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI PEMACU PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI

ANDROGRAFOLID PADA TANAMAN SAMBILOTO Abstrak Bakteri endofit merupakan bakteri yang hidup didalam jaringan tanaman yang sehat. Bakteri ini antara lain berperan didalam memacu pertumbuhan tanaman karena menghasilkan senyawa-senyawa zat pengatur tumbuh, seperti IAA, GA 3 dan Sitokinin. Percobaan ini dilakukan di rumah kaca Balittro, Cimanggu Bogor dari bulan November 2012-April 2013. Tujuan percobaan ini untuk mendapatkan konsorsium bakteri endofit yang berpotensi dalam memicu pertumbuhan , produksi dan kadar andrografolid pada tanaman sambiloto. Perlakuan disusun mengikuti rancangan acak kelompok, 6 perlakuan dan 4 ulangan. Perlakuan terdiri dari: 1 kontrol, dan konsorsium bakteri endofit yaitu 2 20BB, 3 5MD, 4 20BD, 5 20CD konsorsium, dan 6 90AA isolat tunggal. Suspensi konsorsium bakteri endofit diberikan empat kali yaitu 3, 5, 7, dan 9 minggu setelah tanam dengan konsentrasi 10 10 cfu ml -1 dan 50 ml tan -1 . Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri endofit memberikan pengaruh positif dan nyata meningkatkan pertumbuhan, produksi tajuk segar dan kering tanaman, kadar serta produksi andrografolid pada tanaman sambiloto dibandingkan kontrol. Peningkatan pertumbuhan tertinggi ditunjukkan oleh konsorsium 20CD dan 20BB. Konsorsium 20CD memberikan peningkatan produksi andrografolid, serapan hara N, P, dan K tertinggi dan konsorsium 20BB memberikan peningkatan bobot kering tajuk tertinggi. Konsorsium 20CD, 20BB dan 20BD meningkatkan kadar andrografolid dibandingkan dengan kontrol. Kata kunci: Andrografolid, sambiloto, konsorsium bakteri endofit, hormon tumbuh Abstract Endophytic bacteria are bacteria living in the tissues of healthy plants which can promote plant growth because they produce plant growth regulator such as IAA, GA3 and cytokinins. The experiment was conducted in greenhouse of ISMCRI at Cimanggu Bogor from November 2012 to April 2013. The object of this experiment was to obtain potential endophytic bacteria consortia for enhancing plant growth, yield and andrographolide content of king bitter plant. The experiment was arranged in RBD, 6 treatments and 4 replications. The treatments consisted of: 1 control, and consortia of endophytic bacteria of 2 20BB, 3 5MD, 4 20BD, 5 20CD, and 6 90AA single isolate. The suspension of endophytic bacteria consortia was applied four times at 3, 5, 7, and 9 WAP at concentration of 10 10 cfu ml -1 and 50 ml plant -1 . The endophytic bacteria had positive effect on plant growth and gave significant increase in fresh and dry weight of shoot, yield and andrographolide content than control. The best growth was shown by 20CD and 20BB. The 20 CD treatment had the highest andrographolide content and N, P, K uptake, while 20BB gave the highest shoot dry weight. Both 20CD, 20BB and 20BD gave higher andrographolide content than control. Keywords : Andrographolide, king of bittert, endophytic bacteria consortia, plant growth hormones Pendahuluan Tanaman sambiloto Andrographis paniculata merupakan tanaman yang banyak dimanfaatkan karena mempunyai banyak khasiat. Masyarakat Indonesia mengenal tanaman sambiloto sebagai obat tradisional. Tanaman sambiloto tersebut dicampur dengan bahan-bahan lain sebagai campuran jamu. Di negara lain seperti China, India maupun Amerika penggunaan tanaman sambiloto telah berkembang luas, tidak hanya dalam hal budidaya tanaman tetapi juga telah diisolasi bahan aktifnya yaitu andrografolid dan turunannya untuk berbagai macam khasiat yang dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit antara lain sebagai antibakteri dan antivirus Calabrese et al. 2000; Singh et al. 2001; Xu et al . 2006, antiinflamasi Bao et al. 2009, antioksidan Akowuah et al. 2006, dan antikanker Muntha et al. 2003; Rao et al. 2004; Chen et al. 2007; Wang et al. 2009; Chao dan Lin 2010. Penelitian sambiloto di Indonesia belum sebanyak dilakukan seperti di negara-negara China, India, dan Amerika. Aspek penelitiannya hanya terbatas pada budidaya yang mengarah pada peningkatan produksi, belum memperhatikan kandungan andrografolid dan turunannya. Budidaya tanaman sambiloto yang selama ini berkembang di Indonesia umumnya menggunakan input pupuk baik anorganik maupun organik. Penggunaan input tersebut belum menghasilkan produksi herba dan kadar androgrfaolid yang maksimal. Upaya-upaya lain perlu dilakukan agar dapat meningkatkan produksi herba dan andrografolid pada tanaman sambiloto. Bakteri endofit merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produksi dan bahan aktif pada tanaman. Bakteri endofit merupakan bakteri yang hidup didalam jaringan tanaman dan hampir semua tanaman vaskular yang hidup di iklim tropis memiliki mikroba endofit baik bakteri maupun cendawan Firakova et al. 2007; Zhang et al. 2006. Bakteri endofit tersebut berada dalam seluruh bagian tanaman baik daun, akar, batang, maupun kulit pada tanaman angiospermae Banarjee 2011. Bakteri endofit mempunyai peranan antara lain dapat menyuplai hara baik nitrogen melalui fiksasi nitrogen yang ada di udara dan fosfat karena bakteri endofit dapat melarutkan P sehingga tersedia didalam tanah Matsuoka et al. 2012. Hal tersebut diharapkan dapat mengurangi pemberian pupuk buatan yang selama ini digunakan dalam budidaya tanaman sambiloto. Hasil penelitian pada tanaman tebu di Brazil menemukan bahwa penggunaan bakteri endofit mampu mengurangi setengah dari kebutuhan unsur nitrogen melalui aktivitas bakteri endofit yang menambat N 2 Boddey et al. 1995. Bakteri endofit penambat N nyata meningkatkan produksi biomas tanaman Alyssum serpyllifolium Ma et al. 2011 dan bakteri endofit sebagai pelarut P efektif meningkatkan pertumbuhan dan produksi jagung Hussain et al. 2013. Umumnya tumbuhan memenuhi kebutuhan terhadap hormon melalui kemampuannya mensintesis fitohormon Taiz dan Zeiger 1991; Salisbury dan Ross 1992. Fitohormon yang dihasilkan tanaman merupakan senyawa kimia yang memediasi komunikasi antar sel yang mempengaruhi bentuk dan fungsi tanaman Salisbury dan Ross 1992. Fitohormon juga dapat disekresikan oleh bakteri yang hidup di sekitar tanaman. Bakteri endofit juga dapat memproduksi fitohormon yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman tersebut antara lain IAA dan sitokinin Ergun et al. 2002, GA 3 Kharwar et al. 2008. Fitohormon yang diproduksi bakteri endofit tersebut dapat membantu tanaman untuk tumbuh dan berkembang lebih baik. Bakteri endofit selain memacu petumbuhan tanaman, dapat juga menghasilkan senyawa metabolit sekunder yaitu senyawa bioaktif. Menurut Strobel 2003, bakteri endofit merupakan sumber produk bioaktif tanaman. Melliawati 2006 telah mengisolasi senyawa aktif dari bakteri endofit sebagai antibakteri untuk proteksi tanaman. Senyawa-senyawa bioaktif yang dihasilkan tersebut dapat melindungi tanaman dari cekaman lingkungan biotik dan abiotik. Beberapa senyawa bioaktif yang telah diisolasi dari bakteri endofit dari tanaman inangnya yang berfungsi sebagai antibakteri yang dihasilkan dari tanaman Tripterigeum wilfordii Strobel et al. 2003, antibiotik Arunachalam dan Gayathri, 2010 dan antioksidan Anurada et al. 2010 dari tanaman sambiloto. Penggunaan bakteri endofit diharapkan dapat memberikan dampak yang positif terhadap tanaman sambiloto. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan konsorsium bakteri endofit yang berpotensi dalam memicu pertumbuhan , produksi dan kadar andrografolid pada tanaman sambiloto. Bahan dan Metode Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Rumah Kaca Balittro dari bulan November 2011 –April 2012. Metode Penelitian Tahap seleksi ini menggunakan rancangan acak kelompok, 6 perlakuan dengan 4 ulangan. Empat konsorsium yang digunakan hasil seleksi awal pada Bab 3 dan satu konsorsium tunggal 90AA yang berasal dari tanaman Graminae. Perlakuan terdiri dari: 1 kontrol, 2 konsorsium 20BB, 3 konsorsium 5MD, 4 konsorsium 20BB, 5 konsorsium 20CD, dan 6 isolat 90AA. Percobaan ini merupakan percobaan pot di rumah kaca. Tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut: Persiapan benih Benih sambiloto dikecambahkan dan ditumbuhkan dalam bak persemaian hingga muncul 2 daun ± 1 bulan, lalu dipindahkan dalam polibag kecil ± 1 bulan 4-6 daun. Benih sambiloto yang digunakan yaitu aksesi Cimanggu, koleksi Balittro. Tanaman yang telah tumbuh 4-6 daun tersebut, untuk keseragamanan kemudian dikelompokkan sesuai dengan jumlah daun yang tumbuh. Proses persiapan benih ini memerlukan waktu ± 2 bulan. Persiapan media tanam dan penanaman Tanah yang digunakan sebagai media tumbuh dalam pot adalah tanah Latosol yang berasal dari Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor. Tanah sebanyak 10 kg pot -1 dibersihkan dan disaring dari kotoran kemudian diberi pupuk kandang sebanyak 0.25 kg pot -1 yang diberikan 1 minggu sebelum tanam. Sifat kimia tanah dan pupuk kandang dijelaskan pada Tabel 4.1. Bibit tanaman ditanam didalam pot yang telah berisi media tanah tersebut. Tanaman dipanen pada umur 14 minggu setelah tanam MST. Pemberian pupuk Pupuk SP-36 dan KCl diberikan satu minggu setelah tanam MST, masing- masing dengan dosis 3.4 dan 2.5 g pot -1 , sedangkan pupuk Urea pada minggu ke 4 dan 8 setelah tanam masing-masing dengan dosis 1.7 g pot -1 . Tabel 4.1. Sifat kimia pada tanah dan pupuk kandang Jenis Pengujian Tanah Pupuk kandang pH H 2 KCl 5.95 5.27 8.10 - C-org 1.91 18.36 N-total 0.20 1.33 CN ratio 9.55 - P 2 O 5 tersedia ppm 5.81 - Basa-basa cmolkg Ca Mg K Na P Fe Total 10.03 2.33 1.05 0.28 - - 13.69 4.04 0.47 1.69 1.69 0.61 0.51 - KTK 13.06 - KB 104.82 - Mn ppm 866.26 Cu ppm 65.54 Zn ppm 240.38 Pb ppm 24.26 Cd ppm 6.12 Co ppm 3.40 Perlakuan bakteri endofit Bakteri endofit diberikan sesuai perlakuan yaitu 20BB, 90AA, 5MD, 20BB, dan 20CD, masing-masing dengan kepadatan populasi 10 10 cfu ml -1 . Frekuensi pemberian bakteri endofit adalah 4 kali dengan selang waktu 2 minggu dan dimulai pada tanaman berumur 3, 5, 7 dan 9 MST. Cara pemberian bakteri endofit yaitu disemprotkan ke daun dan disiram ke tanah masing-masing 50 ml tanaman -1 dengan konsentrasi 10 -10 cfu ml -1 . Uji hipersensitif HR Keempat konsorsium dan satu isolat tunggal melewati uji hypersensitive response HR Lelliott dan Stead 1987 yang bertujuan untuk mengetahui apakah bakteri tersebut berpotensi sebagai patogen atau tidak. Cara uji HR yaitu Kontrol air K air , Kontrol TSB K TSB , konsorsium 5MD, 90AA, 20BB, 20BD, 20CD dan sebagai pembanding menggunakan patogen Pseudomonas solanocearum Pseu diinduksikan kedalam tanaman tembakau selama 24-48 jam. Selanjutnya dilihat gejala kerusakan atau serangan penyakit pada tanaman tembakau.