Isolasi dan Uji Antifungi Bakteri Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) dan Jagung (Zea mays L.) terhadap Rhizoctonia solani

ISOLASI DAN UJI ANTIFUNGI BAKTERI ENDOFIT

TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) DAN JAGUNG (Zea mays L.)

TERHADAP

Rhizoctonia solani

SKRIPSI

NADILA YASMIN 090805035

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

ISOLASI DAN UJI ANTIFUNGI BAKTERI ENDOFIT

TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) DAN JAGUNG (Zea mays L.)

TERHADAP

Rhizoctonia solani

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains Biologi pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara

NADILA YASMIN 090805035

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PERSETUJUAN

Judul : Isolasi dan Uji Antifungi Bakteri Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) dan Jagung (Zea mays L.) terhadap Rhizoctonia solani

Kategori : Skripsi

Nama : Nadila Yasmin

Nomor Induk Mahasiswa : 090805035

Program Studi : Sarjana (S1) Biologi

Departemen : Biologi

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Maret 2014

Komisi Pembimbing

Pembimbing II Pembimbing I

Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. NIP. 19651101 199103 1 002 NIP. 19640409 199403 1 003

Disetujui Oleh:

Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,

Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP. 19630123 199003 2 001

PERNYATAAN

ISOLASI DAN UJI ANTIFUNGI BAKTERI ENDOFIT TANAMAN

PADI (Oryza sativa L.) DAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP

Rhizoctonia solani

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, Maret 2013

NADILA YASMIN 090805035

PENGHARGAAN

Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Isolasi dan Uji Antifungi Bakteri Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) dan Jagung (Zea mays L.) Terhadap

Rhizoctonia solani sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si). Sholawat beriring salam tetap tercurah kepada Rosulullah Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta ummatnya sampai akhir zaman.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc. dan Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan banyak arahan, bimbingan, masukan dan perhatian serta waktu pada saat penulis mengusulkan penelitian hingga penyusunan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.si selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran yang sangat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.

Ucapan terimakasih yang tidak terhingga penulis sampaikan kepada keluarga yang selalu melimpahkan kasih sayang, doa, dukungan, motivasi dan semangat. Kepada yang tercinta dan tersayang Ayahanda Mohammad Yasin Khan dan Ibunda Hazratunnisa. Kepada Bubu Aminah, Khala Aisyah, kakanda dan adinda terkasih Mohammad Tarique Khan, Mohammad Azhar Tamimi Khan, Hafizah, dan Azrina, dan seluruh keluarga besar yang senantiasa memberikan dukungan dan motivasi tiada henti. Semoga kita selalu dalam lindungan ALLAH SWT.

Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada para sahabat dan teman-teman seperjuangan yang telah mendampingi penulis dalam suka dan duka Eryna Elfasari, Arfah Nasution, Lisa Novita Arios, Sintha Dwi Wulandari, Siti Shofiya, Hema, Rulya, Rahmi, Willy, Anderson, Agustina, Febri, Imam, Nuri, Nisa, Bobby, Sepwin, Siska, Zulfan, Novi, Zubeir, dan teman-teman angkatan 2009 lainnya yang telah memberi semangat. Kepada rekan-rekan di Laboratorium Mikrobiologi kakak Nikmah, kakak Rahmiati, Kakak Umi, abang Asril, abang Mirza, kakak Ria, kakak Netti, kakak Widya, terima kasih atas segala bantuan dan dukungan yang telah diberikan selama ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung atas tercapainya hasil penelitian ini. Semoga skripsi ini bermanfaat untuk semua pihak dan semoga ALLAH SWT memberikan balasan atas apa yang telah diberikan. Amin ya Rabbal ‘Alamin.

Medan, November 2013

ISOLASI DAN UJI ANTIFUNGI BAKTERI ENDOFIT TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) DAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP

Rhizoctonia solani

ABSTRAK

Penelitian isolasi dan uji antifungi bakteri endofit tanaman padi dan jagung telah telah selesai dilaksanakan. Terdapat delapan dan lima isolat bakteri endofit masing-masing dari tanaman jagung dan padi. Seluruh isolat dari jagung dan tiga isolat dari padi menunjukkan penghambatan terhadap pertumbuhan R. solani

secara in vitro. Isolat AJ02 yang berasal dari jagung memiliki hambatan terbesar yaitu 21 mm, sedangkan BJ01 menunjukkan zana hambat terkecil dengan penghambatan sebesar 14,5 mm. Isolat DP01 yang berasal dari padi menunjukkan zona hambat terbesar yaitu 18 mm. isolat BP01 menunjukkan zona hambat terkecil yaitu 13,5 mm. AJ02, DJ01 dari jagung dan AP01, DP01 dari padi digunakan untuk pengujian in vivo karena keempat isolat menunjukkan pengahambatan pertumbuhan fungi yang paling besar. Isolat dari jagung, AJ02 dan DJ01 mampu mengurangi serangan fungi R. solani sebesar 25% dan 22% sedangkan isolat dari padi AP01 dan DP01 dapat mengurangi serangan R. solani

sebesar 22% dan 27%.

ISOLATION AND ANTIFUNGAL ESSAY OF ENDOPHYTIC BACTERIA FROM PADDY (Oryza sativa L.) AND CORN (Zea mays L.) PLANT

AGAINST Rhizoctonia solani

ABSTRACT

Isolation and antifungal essay of endophytic bacteria from paddy and corn has been conducted. There were eight and five endophitic bacterial isolates from corn and paddy, respectively. All corn isolates and three paddy isolates showed to inhibit R. solani growth in vitro. AJ02 of corn has showed maximum inhibition to fungal growth with the inhibition zone of 21 mm. Meanwhile, the BJ01 showed minimum inhibition zone, with inhibition by 14,5 mm. The DP01 of paddy showed the maximum inhibition zone 18 mm. BP01 showed the minimum inhibition zone, 13,5 mm. AJ02, DJ01 of corn and AP01, DP01 of paddy were used for the study since all four showed maximum inhibition to fungal growth. Corn isolates AJ02 and DJ01 were able to decrease R. solani attack by 25% and 22% respectively, while paddy isolates AP01 and DP01 were able to decrease R. solani

attack of 22% and 27% respectively.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Manfaat Penelitian 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Bakteri Endofit dan Peranannya Dalam Pengendalian Patogen Tanaman

4 2.2 Penyakit pada Tanaman Jagung (Zea mays L.) 6 2.3 Penyakit pada Tanaman Padi (Oryza stiva L.) 7 2.4 Penyakit yang Disebabkan Rhizoctonia solani 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

3.1 Waktu dan Tempat 10

3.2 Alat dan Bahan 10

3.3 Isolasi Bakteri Endofit dari Akar, Batang dan Daun Tanaman

11 3.4 Isolasi Fungi Patogen dari akar, Batang dan Daun

Tanaman

11 3.5 Karakterisasi Bakteri Endofit dan Identifikasi Fungi

Patogen

12 3.6 Uji Antagonisme Isolat Bakteri Endofit Terhadap

Rhizoctonia solani

12

3.7 Pengamatan Hifa Abnormal 13

3.8 Uji Potensi Serangan Rhizoctonia solani 13 3.9 Penghambatan Serangan Rhizoctonia solani Pada Benih

Jagung

14 3.10 Pengukuran Tinggi, Berat Basah, Berat Kering dan

Jumlah Daun Kecambah Jagung

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 16

4.1 Isolasi Rhizoctonia solani 16

4.2 Isolasi Bakteri Endofit dari Tanaman Padi dan Jagung 17 4.3 Kemampuan Bakteri Endofit Menghamat Pertumbuhan

Rhizoctonia solani Secara In Vitro 20

4.4 Pengamatan Hifa Abnormal 22

4.5 Patogenitas Rhizoctonia solani Terhadap Benih Jagung 23 4.6 Penghambatan Serangan Rhizoctonia solani Terhadap

Pertumbuhan Benih Jagung

25 4.7 Pengaruh Bakteri Endofit Terhadap Pertumbuhan Benih

Jagung

27 4.8 Reisolasi Patogen Rhizoctonia solani dari Benih Jagung 30

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 32

5.1 Kesimpulan 32

5.2 Saran 32

DAFTAR PUSTAKA 33

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

4.2.1 Karakteristik Morfologi, Sifat Pewarnaan Gram, dan Biokimia Bakteri Endofit Tanaman Padi dan Jagung

18 4.3.1 Kemampuan Bakteri Endofit Tanaman Padi dan Jagung

Dalam Menghamat Pertumbuhan Rhizoctonia solani

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul Halaman

3.6.1 Metode Pengukuran Zona Hambat Bakteri Terhadap Koloni Fungi

13

4.1.1 Rhizoctonia solani 16

4.3.1 Hasil Uji Antagonis In Vitro Rhizoctonia solani

Terhadap Bakteri

21 4.4.1 Morfologi Hifa Abnormal Hasil Uji In Vitro

Rhizoctonia solani dengan Bakteri Endofit

23 4.5.1 Serangan R. solani pada Benih Benih Jagung 24 4.6.1 Patogenitas dan Penghambatan R. solani Terhadap

Benih Jagung

25 4.6.2 Persentase Rebah Kecambah Benih Jagung setelah

diinokulasikan Bakteri Endofit Padi dan Jagung

26 4.7.1 Perbandingan Tinggi Tanaman Tiap Perlakuan 28

4.7.2 Perbandingan Jumlah Daun Tiap Perlakuan 29

4.7.3 Perbandingan Berat Basah dan Berat Kering Tiap Perlakuan

29 4.8.1 Hasil Reisolasi R. Solani Dari Kecambah yang

Terserang

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul Halaman

1 Isolasi Bakteri Endofit Dari Bagian Akar, Batang dan Daun

39 2 Isolasi Fungi Patogen Dari Bagian Akar, Batang dan

Daun

40 3 Uji Antagonisme Isolat Bakteri Endofit Terhadap

R.solani denganMetode Difusi Cakram

41

ISOLASI DAN UJI ANTIFUNGI BAKTERI ENDOFIT TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) DAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP

Rhizoctonia solani

ABSTRAK

Penelitian isolasi dan uji antifungi bakteri endofit tanaman padi dan jagung telah telah selesai dilaksanakan. Terdapat delapan dan lima isolat bakteri endofit masing-masing dari tanaman jagung dan padi. Seluruh isolat dari jagung dan tiga isolat dari padi menunjukkan penghambatan terhadap pertumbuhan R. solani

secara in vitro. Isolat AJ02 yang berasal dari jagung memiliki hambatan terbesar yaitu 21 mm, sedangkan BJ01 menunjukkan zana hambat terkecil dengan penghambatan sebesar 14,5 mm. Isolat DP01 yang berasal dari padi menunjukkan zona hambat terbesar yaitu 18 mm. isolat BP01 menunjukkan zona hambat terkecil yaitu 13,5 mm. AJ02, DJ01 dari jagung dan AP01, DP01 dari padi digunakan untuk pengujian in vivo karena keempat isolat menunjukkan pengahambatan pertumbuhan fungi yang paling besar. Isolat dari jagung, AJ02 dan DJ01 mampu mengurangi serangan fungi R. solani sebesar 25% dan 22% sedangkan isolat dari padi AP01 dan DP01 dapat mengurangi serangan R. solani

sebesar 22% dan 27%.

ISOLATION AND ANTIFUNGAL ESSAY OF ENDOPHYTIC BACTERIA FROM PADDY (Oryza sativa L.) AND CORN (Zea mays L.) PLANT

AGAINST Rhizoctonia solani

ABSTRACT

Isolation and antifungal essay of endophytic bacteria from paddy and corn has been conducted. There were eight and five endophitic bacterial isolates from corn and paddy, respectively. All corn isolates and three paddy isolates showed to inhibit R. solani growth in vitro. AJ02 of corn has showed maximum inhibition to fungal growth with the inhibition zone of 21 mm. Meanwhile, the BJ01 showed minimum inhibition zone, with inhibition by 14,5 mm. The DP01 of paddy showed the maximum inhibition zone 18 mm. BP01 showed the minimum inhibition zone, 13,5 mm. AJ02, DJ01 of corn and AP01, DP01 of paddy were used for the study since all four showed maximum inhibition to fungal growth. Corn isolates AJ02 and DJ01 were able to decrease R. solani attack by 25% and 22% respectively, while paddy isolates AP01 and DP01 were able to decrease R. solani

attack of 22% and 27% respectively.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di Indonesia, penelitian potensi bakteri endofit sebagai biokontrol sudah banyak dilakukan. Bakteri endofit memberikan banyak peluang untuk menghasilkan berbagai senyawa antibiotik baru yang dapat diaplikasikan di bidang pertanian. Penggunaan agen pengendali hayati merupakan salah satu alternatif yang sangat efektif dalam meningkatkan hasil pertanian dan mengurangi penggunaan pestisida dan senyawa kimia lainnya yang dapat membahayakan dan mencemari lingkungan. Untuk mendapatkan teknologi agen pengendali hayati yang handal perlu dilakukan tahapan-tahapan pengujian (Widawati, 2010), terutama pencarian isolat dan jenis organisme yang potensial untuk digunakan dalam bidang industri, pertanian, dan kesehatan merupakan pekerjaan yang harus terus dilakukan (Suryanto, 2009).

Selain sebagai biofertilizer, bakteri juga berperan penting sebagai pestisida alternatif. Bakteri sebagai penghasil biopestisida, umumnya diisolasi dari tanah. Beberapa bakteri endofit menghasilkan senyawa yang berpotensi untuk menstimulasi pertumbuhan tanaman, fiksasi nitrogen dan menginduksi resistensi patogen tanaman. Bakteri endofit baik digunakan sebagai agen biokontrol karena mampu menekan pertumbuhan fungi patogen dan menstimulasi pertumbuhan tanaman (Widawati, 2010).

Rhizoctonia solani merupakan salah satu fungi yang menyerang berbagai jenis tanaman (Muis, 2007) dan sangat merugikan karena menyerang tanaman pada masa persemaian serta menyebabkan penyakit busuk pangkal batang dan busuk akar pada tanaman muda. Sampai saat ini penyakit ini belum dapat diatasi dengan baik (Papuangan, 2009). R. solani mempunyai banyak tanaman inang, selain dari famili rumput-rumputan juga dari famili kacang-kacangan (Fitriani, 2009).

Penyakit busuk pelepah yang disebabkan oleh fungi R. solani merupakan salah satu penyakit yang mengancam stabilitas produksi padi dan jagung di Indonesia. Pengendalian secara terpadu diperlukan untuk mencegah meluasnya penyakit tersebut terutama pada sentra-sentra produksi padi dan jagung. Beberapa cara pengendalian terhadap penyakit busuk pelepah telah ditemukan, antara lain pengendalian melalui karantina, teknik budi daya, varietas tahan, serta secara kimiawi, kultur teknis, dan biologi (Muis, 2007).

Pengendalian penyakit tanaman banyak dilakukan dengan menggunakan mikrobisida kimiawi. Namun, penggunaannya yang berlebihan dan dalam jangka waktu yang lama dapat berdampak negatif pada kesehatan manusia dan pencemaran lingkungan karena residu yang ditinggalkan, bahkan dapat menimbulkan resistensi patogen. Pemanfaatan agen pengendali hayati merupakan penanggulangan alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk mengendalikan patogen penyebab penyakit tanaman (Papuangan, 2009).

Mano et al., (2007) telah mengisolasi bakteri endofit dari tanaman padi

yang dibudidaya diantaranya Bacillus, Curtobacterium, Methylobacterium, Sphingomonas, Pantoea, Bacillus, Brevibacillus, Mycobacterium, Enterobacter, Chryseobacterium. Munif & Hipi (2011) melaporkan terdapat 9 spesies bakteri endofit yang diisolasi dari perakaran jagung. Populasi bakteri rizosfer dan endofit tanaman jagung bergantung pada media tanam dan varietas tanaman. Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Khairani (2009), menunjukkan bahwa terdapat 13 spesies bakteri endofit yang mampu menghasilkan hormon pertumbuhan pada tanaman jagung.

Masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui potensi mikroorganisme endofit khususnya bakteri endofit pada tanaman padi dan jagung yang dapat berperan sebagai agen pengendali hayati dalam bidang pertanian. Isolasi dan uji antagonis bakteri endofit dari akar, batang dan daun pada tanaman

padi dan jagung melalui aktivitas antagonis, diharapkan akan diperoleh isolat bakteri endofit yang potensial sebagai agen pengendali hayati untuk tanaman Poaceae yang terinfeksi penyakit yang disebabkan oleh R. solani.

1.2 Permasalahan

Pengetahuan tentang bakteri endofit tanaman jagung (Zea mays L.), dan padi (Oryza sativa L.) masih sangat sedikit, baik dari jenis maupun kegunaannya. Endofit yang berasosiasi dengan jaringan tanaman diperkirakan memiliki kemampuan antifungi untuk mengendalikan pertumbuhan R. solani patogen penyebab busuk pelepah pada tanaman padi dan jagung. Keanekaragaman bakteri endofit perlu digali terutama untuk membantu meningkatkan produktivitas tanaman khususnya padi dan jagung sebagai salah satu tanaman pangan komersial dalam bidang pertanian dan dalam hal mengatasi masalah yang ditimbulkan oleh

R. solani penyebab penyakit tanaman.

1.3Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui keragaman bakteri endofit dari tanaman padi dan jagung dan kemampuan antifungi bakteri endofit dalam menghambat R. solani.

1.4 Manfaat Penelitian

Sebagai bahan informasi mengenai penggunaan bakteri endofit tanaman padi dan jagung yang bersifat antagonis terhadap fungi patogen R. solani untuk meningkatkan produktivitas dalam bidang pertanian dan bahan informasi untuk penelitian lebih lanjut.

Menurut Widawati (2010), dari penelitian yang pernah dilakukan diperoleh koleksi fungi dan bakteri endofit yang berpotensi menghasilkan antifungi terhadap F. oxysporum, F. lycopersici dan R. solani. Sebelum mikroorganisme endofit diaplikasikan untuk mengendalikan F. Oxysporum, F.

lycopersici dan R. solani, perlu dilakukan uji kompatibilitas antara fungi dan bakteri endofit penghasil antifungi tertinggi terhadap kedua patogen akar tersebut. Penggunaan fungisida tidak efektif untuk melawan patogen tersebut karena propagul patogen berdifusi di dalam tanah dan seringkali diluar jangkauan bahan kimia. Sehingga eksplorasi agen pengendali hayati yang mampu bekerja secara alami merupakan alternatif yang efektif dalam mengendalikan fungi patogen tanaman.

2.4 Penyakit yang Disebabkan Rhizoctonia solani

Penyakit yang disebabkan oleh fungi Rhizoctonia solani pada padi disebut sebagai hawar upih daun dan busuk batang. Pada upih daun dan batang terdapat bercak-bercak dengan tepian tidak beraturan, berbentuk jorong dengan tepi berwarna cokelat kemerahan, sedangkan pusat bercak berwarna seperti jerami atau kuning kehijauan. Bercak sering ditemukan dekat dengan lidah daun. Jika keadaan lembab tumbuh benang-benang hifa berwarna putih atau cokelat muda (Semangun, 1991).

R. solani memiliki kisaran inang yang luas, selain dapat menyerang tanaman jagung, nanas, padi, sorghum, dan ubi jalar, fungi tersebut juga dapat menyerang tanaman kubis, brokoli, paprika, tomat, mentimun, kedelai, gandum, cengkeh, jeruk dan bunga tulip (CABI, 2007). Pada jagung, fungi R. solani

menyebabkan penyakit busuk pelepah. Patogen ini merupakan patogen tular tanah yang dapat bertahan di tanah dalam bentuk sklerotium dan miselium sehingga sulit ditekan penyebarannya (Smith et al., 2003).

Fungi ini menyebabkan busuk benih (seed rot) dan busuk bibit (seedling blight) pada tanaman jagung. Pertumbuhan R. solani berlangsung sangat cepat. Satu isolat dapat tumbuh menutupi cawan petri ukuran 90 mm dalam tiga hari. Fungi ini dapat hidup selama beberapa tahun dengan memproduksi sklerotia di tanah dan jaringan tanaman. Beberapa R. solani yang bersifat patogen terhadap

padi memiliki kemampuan untuk memproduksi sklerotia yang berdinding luar tebal, sehingga mampu terapung dan bertahan hidup di air (Muis, 2007).

Rhizoctonia solani membentuk struktur untuk dapat bertahan hidup lama dalam keadaan kering. Sklerotia mudah lepas dari permukaan tanaman inang dan hanyut terbawa air bila terjadi hujan atau pengairan. Apabila menempel pada tanaman inangnya, maka fungi akan tumbuh dan menginfeksi ke jaringan tanaman. Selain bertahan hidup dalam bentuk sklerotia, fungi ini juga dapat bertahan dalam biji terinfeksi atau sisa-sisa tanaman di lapang (Subandi et al., 1988).

Penyakit busuk pangkal batang padi akibat R. solani menjadi masalah utama pada penanaman padi di lahan pasang surut Kalimantan Selatan. Intensitas penyakit terus meningkat akibat pengendalian menggunakan pestisida sintetis mengalami kendala karena kondisi lahan yang kadang tergenang (Budi & Mariana, 2007). R. solani dapat menyerang tanaman padi pada stadia pembibitan, stadia anakan maksimum, dan stadia generatif. Perkembangan penyakit hawar upih diawali dari fungi R. solani menginfeksi bagian upih daun, kemudian berkembang ke arah dalam dan menginfeksi bagian batang padi (Muslim et al., 2012 ).

Sel-sel tumbuhan yang aktif melepaskan stimulan kimia dapat merangsang

R. solani. Hifa fungi bergerak ke arah tanaman dan melekat pada permukaan

tananaman. Fungi terus tumbuh dan menyebabkan penyakit dengan membentuk apresorium atau infection cushion yang dapat menembus ke dalam sel tanaman. Proses infeksi didukung oleh produksi berbagai enzim ekstraseluler yang mendegradasi berbagai komponen dinding sel tanaman, seperti selulosa, kutin, dan pektin. Seiring dengan matinya sel tanaman oleh fungi tersebut, hifa melanjutkan pertumbuhannya dan mengkolonisasi jaringan mati, sering kali juga membentuk sklerotia. Inokulum baru dihasilkan pada atau di dalam jaringan inang, dan siklus baru berulang jika substrat baru tersedia. Selain menyerang bagian tanaman di bawah tanah seperti biji, hipokotil dan akar, R. solani juga menginfeksi bagian tanaman di atas tanah, misalnya polong, buah, daun dan batang (Ceresini, 1999).

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Januari 2013 sampai dengan November 2013, bertempat di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: cawan petri, nampan plastik ukuran 30 cm x 22 cm x 7 cm, tabung reaksi, rak tabung reaksi, gelas beaker, gelas ukur, pipet serologi, karet penghisap, spatula, hockey stick, jarum ose, autoklaf, oven, spektrofotometer, mistar, mikroskop, jangka sorong Bunsen, Erlenmeyer, inkubator bakteri dan fungi, sprayer, hot plate, magnetic stirer,

vortex, refrigerator, timbangan, pipet tetes, gelas objek, gelas penutup, gunting, pinset, dan botol selai.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: isolat bakteri endofit dan isolat fungi yang diisolasi dari perkebunan padi dan jagung di Kecamatan Batang Kuis, Deli Serdang, media nutrien agar (NA), potato dextrose agar (PDA), media glucose yeast broth (GYB), yeast extract, tripton, kloramfenikol dan ketokonazol, akuadest, NaCl, natrium hipoklorit, alkohol 70%, kertas saring, spiritus, aluminium foil, zat warna pewarnaan Gram, media-media uji Biokimia (triple sugar iron agar (TSIA), Simon’s citrate agar (SCA), sulfid indol motility (SIM), glukosa, H2O2 3%, gelatin)) blank disc (Oxoid), kapas, cling wrap, wipol, kertas saring, benang wol, dan spiritus.

3.3 Isolasi Bakteri Endofit Dari Akar, Batang dan Daun Tanaman

Isolasi bakteri endofit mengikuti metode Radu & Kqueen (2002), bagian akar, batang dan daun tanaman sehat yang dikoleksi dari lokasi segera dicuci untuk menghilangkan kotoran pada permukaan bagian tanaman, selanjutnya dikeringkan, dibungkus dengan kertas koran dan dimasukkan ke dalam kantong plastik yang sudah disterilisasi dengan alkohol, dibawa ke Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU. Tahap awal isolasi adalah mencuci bagian tanaman (3-5 cm) dengan air mengalir selama 20 menit. Permukaan bagian tanaman disterilisasi dengan merendamnya secara berturut-turut dalam larutan etanol selama 2 menit, larutan sodium hipoklorit selama 5 menit, dan etanol selama 30 detik. Selanjutnya bagian tanaman dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali dan dikeringkan di dalam cawan petri steril yang telah dilapisi dengan kertas saring steril. Setelah kering, masing-masing bagian tanaman dipotong menjadi 4 bagian dan diletakkan secara horizontal pada permukaan media NA yang telah dicampurkan dengan antibiotik ketokonazol (0,3 gram/100 ml) dengan posisi bekas potongan kearah media. Kultur diinkubasi pada suhu ambien selama 1 hari. Koloni yang muncul dari bagian tanaman sebelah dalam disubkultur ke media NA yang baru sampai didapat biakan murni (Lampiran 1). Isolat murni yang diperoleh disimpan dalam refrigerator untuk uji selanjutnya.

3.4 Isolasi Fungi Patogen dari Akar, Batang dan Daun Tanaman

Isolasi fungi patogen dilakukan dengan metode sterilisasi permukaan bagian tanaman (Narayanasamy, 2011) seperti yang terlihat pada Lampiran 2. Bagian akar, batang dan daun tanaman yang menunjukkan simptom dipotong menjadi empat bagian dan diletakkan pada permukaan media PDA yang telah dicampurkan dengan antibiotik kloramfenikol (0,3 gram/100 ml) dengan posisi simptom ke arah media. Kultur diinkubasi pada suhu ambien selama 1 hari. Koloni yang muncul dari bagian tanaman disubkulturkan ke media PDA yang baru sampai didapat biakan murni. Isolat murni yang diperoleh disimpan untuk uji selanjutnya.

3.5 Karakterisasi Bakteri Endofit dan Identifikasi Fungi Patogen

Identifikasi bakteri endofit dilakukan berdasarkan ciri-ciri dan karakter morfologis, secara makroskopis (visual) maupun mikroskopis. Karakterisasi dan identifikasi secara visual berdasarkan bentuk, tepi, elevasi dan warna koloni. Isolat-isolat yang diperoleh dikarakterisasi sifat morfologi yang mencakup pewarnaan Gram, bentuk sel, tepi, elevasi dan warna koloni. Pengamatan sifat biokimia mencakup uji sitrat dengan SCA, uji katabolisme gula dengan TSIA, uji hidrolisis pati, uji motilitas dengan SIM, uji gelatin dengan nutrien gelatin, dan uji katalase dengan larutan H2O2 3% (Lay, 1994). Fungi patogen dikarakterisasi dan identifikasi berdasarkan warna dan bentuk koloni, warna dan bentuk konidia dengan buku identifikasi fungi Alexopoulus & Mims (1979).

3.6 Uji Antagonisme Isolat Bakteri Endofit Terhadap Rhizoctonia solani Uji antagonisme secara in vitro dalam cawan Petri yang dilakukan berdasarkan metode difusi cakram. Biakan R. solani ditumbuhkan di tengah media PDA + 3% yeast ekstrak. Selanjutnya isolat bakteri endofit yang telah diremajakan diambil secukupnya dengan menggunakan ose, lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 10 ml larutan NaCl 0,9%. Suspensi diukur absorbansinya untuk mendapatkan OD600 0,5 (≈ 108 CFU/ml) pada spektrofotometer. Blank disc (Oxoid) direndam di dalam suspensi bakteri endofit, dan diletakkan blank disc

pada sisi kanan kiri biakan R. solani dengan jarak 3,5 cm dari biakan fungi (Gambar 3.6.1). Biakan diinkubasi pada suhu ambien. Akitivitas penghambatan ditentukan berdasarkan zona hambat yang terbentuk di sekitar koloni. Pengamatan dimulai dari hari pertama sampai hari ketujuh. Diagram alir dapat dilihat pada Lampiran 3.

Pengukuran pertumbuhan R. solani dilakukan dengan cara mengukur batas akhir pertumbuhan dari fungi patogen pada sumbu X dan batas akhir pertumbuhan fungi patogen pada sumbu Y (Gambar 3.6.1 ), dilakukan setelah terjadi penghambatan bakteri endofit terhadap fungi patogen dengan rumus uji antagonis:

Y – X 2 Zona hambat (mm) =

Gambar 3.6.1 Metode pengukuran zona hambat bakteri terhadap koloni fungi; A. Zona hambat bakteri endofit terhadap hifa koloni fungi; B. Koloni bakteri C. Titik tengah fungi diletakkan; D. Hifa koloni fungi; E. Media; X. Diameter koloni fungi yang terhambat pertumbuhannya; Y. Diameter koloni fungi normal

3.7 Pengamatan Hifa Abnormal

Pengamatan secara mikroskopis dilakukan dengan cara mengamati ujung miselium pada daerah zona hambat fungi patogen. Ujung miselium R. solani yang tumbuh pada permukaan media PDA + 3% yeast ekstrak dipotong berbentuk

block square, kemudian diletakkan pada objek glass. Selanjutnya diamati adanya abnormalitas pertumbuhan miselium fungi patogen, berupa pembengkokan ujung miselium, miselium pecah, miselium berbelah, miselium bercabang, miselium lisis dan miselium tumbuh kerdil (Lorito et al., 1993).

3.8 Uji Potensi Serangan Rhizoctonia solani

Biakan R. solani diremajakan pada cawan Petri selama 7 hari pada suhu ambien. Selanjutnya diinokulasikan pada 120 ml media GYB di dalam labu Erlenmeyer 250 ml dan di inkubasi pada ambien selama 10 hari. Suspensi R. solani sebanyak 120 ml dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dan kompos steril (nisbah 3:1) di dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 7 cm. Benih tanaman

jagung masing-masing 20 benih ditanam ke dalam tiap nampan. Benih yang ditanam ke dalam media tanam yang tidak dicampurkan dengan suspensi R. solani

digunakan sebagai kontrol negatif. Ulangan dilakukan sebanyak 5 kali pada perlakuan uji potensi R. solani (Lampiran 4). Peubah yang diamati adalah tanamanan yang menunjukkan simptom penyakit selama masa persemaian 30 hari. Persentasi simptom dihitung dari jumlah kecambah yang terserang penyakit dibagi jumlah seluruh kecambah yang tumbuh (Suryanto et al., 2010).

Reisolasi terhadap R. solani dilakukan dengan memotong jaringan pada bagian daun yang menunjukkan simptom penyakit. Jaringan tersebut kemudian didesinfeksi dengan menggunakan larutan 1% NaClO selama kurang lebih 10 detik dan dicuci dengan akuades steril sebanyak 3 kali lalu ditanam pada media PDA. Isolat yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan pada isolat R. solani

yang diperoleh pada saat isolasi awal.

Uji potensi dan penghambatan serangan R. solani hanya dilakukan pada benih jagung, tanpa melakukan pengujian silang terhahadap benih padi, hal ini dikarenakan pengujian silang yang dilakukan pada benih padi membutuhkan sistem pengairan yang lebih baik. Pengujian silang terhadap benih padi dengan sistem pengairan yang tidak sama dengan pengairan terhadap benih jagung, menyebabkan hampir seluruh tanaman padi mati pada minggu ketiga, sehingga tidak diketahui kematian disebabkan oleh fungi atau kurangnya pengairan.

3.9 Penghambatan Serangan Rhizoctonia solani Pada Benih Jagung

Sebanyak 120 ml suspensi biakan R. solani dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dengan kompos steril (nisbah 3:1) ke dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 7 cm. Benih tanaman yang telah direndam selama 30 menit dengan suspensi bakteri endofit yang berasal dari tanaman padi dan jagung dengan konsentrasi OD600 0,5 (≈ 108 CFU/ml) ditanam masing-masing 20 benih ke dalam tiap nampan kemudian di tutup dengan plastik. Benih yang direndam pada akuades steril yang tidak diinokulasi bakteri endofit kemudian ditanam pada campuran tanah dan suspensi R. solani digunakan sebagai kontrol positif. Benih yang tidak dinokulasikan bakteri endofit kemudian ditanam pada campuran tanah tanpa penambahan suspensi fungi patogen digunakan sebagai kontrol negatif. Benih jagung yang diinokulasikan dengan masing-masing bakteri endofit dan ditanam pada tanah steril tanpa penambahan fungi patogen dilakukan dengan tujuan untuk melihat pengaruh bakteri endofit terhadap tanaman. Ulangan dilakukan sebanyak 5 kali untuk masing-masing perlakuan. Parameter yang diamati adalah tanaman yang terserang busuk pangkal batang, tinggi tanaman dan jumlah daun selama persemaian 30 hari. Menurut Suryanto et al., (2010) pengurangan persentase simptom penyakit dihitung dengan rumus :

Ʃ rebah kecambah kontrol (+) –Ʃ rebah kecambah perlakuan x 100% Jumlah total tanaman

3.10 Pengukuran Tinggi, Berat Basah, Berat Kering dan Jumlah Daun Kecambah Jagung

Pengukuran tinggi kecambah dilakukan dengan batas terbawah bagian batang yang tepat pada permukaan tanah, sedangkan batas teratas dihitung hingga ujung daun yang diluruskan ke atas sejajar batang (Sitompul & Guritno, 1995). Pengukuran dilakukan pada setiap perlakuan sebanyak lima ulangan. Pengukuran dilakukan pada hari ke-30 penanaman. Pengukuran berat basah dan berat kering kecambah dilakukan pada akhir pengamatan. Pengukuran berat basah yaitu tanaman dari masing-masing perlakuan ditimbang dengan menggunakan timbangan. Pengukuran berat kering dengan mengukur berat kecambah yang sudah dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 105oC selama 2 hari hingga didapatkan berat kering yang konstan.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi Rhizoctonia solani

R. solani yang ditemukan sebagai fungi patogen pada tanaman padi dan jagung memiliki karakterisasi makrosopis hifa berwarna putih kecoklatan, permukaan koloni seperti kapas atau beludru, miselium teratur. Pertumbuhan koloni rata dan sangat cepat (± 5 cm / hari) sklerotia berwana hitam terlihat ketika koloni sudah tua. Karakteristik mikroskopisnya berupa hifa bersekat, percabangan hifa membentuk sudut 90o (Gambar 4.1.1).

Gambar 4.1.1 R. solani (a) Koloni pada media PDA masa inkubasi 4 hari, (b) Hifa

dengan percabangan 90o ditunjukkan oleh garis panah (Perbesaran 60 x 10)

Pertumbuhan R. solani berlangsung sangat cepat. Satu isolat dapat tumbuh menutupi cawan petri ukuran 90 mm dalam tiga hari. Fungi ini dapat hidup selama beberapa tahun dengan memproduksi sklerotia di tanah dan jaringan tanaman (Muis, 2007). Noviana (2012) melaporkan bahwa R. solani yang diisolasi dari tanaman kentang menunjukkan ciri-ciri hifa muda berwarna putih, hifa tua berwarna coklat hingga kehitaman, hifa memiliki septa, percabangan hifa membentuk sudut 90o, dan sklerotia yang menyebar pada koloni.

(b)

(a)

Fungi R. solani penyebab penyakit busuk pelepah pada jagung. Patogen ini merupakan patogen tular tanah yang dapat bertahan di tanah dalam bentuk sklerotium dan miselium (Smith et al., 2003). Beberapa R. solani yang bersifat patogen terhadap padi. R. solani juga bertahan hidup sebagai miselium dengan cara saprofit. Sklerotia atau miselia yang berada di tanah atau jaringan tanaman tumbuh dan membentuk hifa yang dapat menyerang beberapa jenis tanaman (Muis, 2007).

4.2 Isolasi Bakteri Endofit dari Tanaman Padi dan Jagung

Sebanyak 5 isolat bakteri endofit diperoleh dari tanaman padi (Oryza sativa L.) dan 8 isolat dari tanaman jagung (Zea mays L.) yang diisolasi dari perkebunan padi dan jagung di Kecamatan Batang Kuis, Deli Serdang. Pada tanaman padi diperoleh satu isolat dari akar (AP01), tiga isolat dari batang (BP01, BP02, BP03) dan satu isolat dari daun (DP01). Pada tanaman jagung diperoleh dua isolat dari akar (AJ01 dan AJ02), lima isolat dari batang (BJ01, BJ02, BJ03, BJ04, BJ05) dan satu isolat dari daun (DJ01) (Tabel 4.2.1).

Berdasarkan pengamatan secara makroskopis dan mikroskopis karakterisasi morfologi koloni bakteri endofit didominasi oleh bentuk irregular

(tidak beraturan), dan berwarna kuning selebihnya berbentuk sircular (bulat) filamentus (berserabut/berbenang), rizoid (akar), bikonveks (kumparan). Tepi koloni didominasi dengan tipe undulate (berombak) selebihnya lobate (berbelah),

filamentus dan entire (utuh). Tipe elevasi koloni seluruhnya adalah flate (rata). Sedangkan karaterisasi dengan pewarnaan Gram sel bakteri endofit menggunakan zat warna kristal violet dan safranin, diperoleh 7 isolat Gram negatif dan 6 isolat menunjukan Gram positif, dengan bentuk koloni didominasi oleh bentuk basil.

Berdasarkan uji biokimia yang dilakukan menunjukkan seluruh bakteri memiliki pergerakan di media, tidak membentuk endapan dan keretakan pada uji sulfida serta tidak memiliki patogenitas terhadap hewan dan manusia. Pada uji fermentasi karbohidrat, hanya isolat DJ01 yang menunjukan terjadinya fermentasi terhadap ketiga gula. Sedangkan BP01, BJ02, dan BJ03 tidak mampu memfermentasikan ketiga gula selebihnya hanya mampu memfermentasikan dua

Tabel 4.2.1 Karakteristik Morfologi, Sifat Pewarnaan Gram dan Biokimia Bakteri Endofit Tanaman Padi dan Jagung

Isolat

Karakteristik Morfologi Koloni

Gram

Morfologi Sel Biokimia

Bentuk Tepi Elevasi Warna Bentuk Penataan

Sit rat Gela tin Mo tili tas Hid ro lis a p ati Kata lase Glu k o sa Su k ro sa L ak to sa E n d ap an Ker etak an

AP01 Filamentous Filamentous Flate Kuning muda _- Coccus Mono, diplo + - + - + + + - - - BP01 Irregular Lobate Flate Kuning ₊ Coccus Mono, diplo + - + + + - - - - - BP02 Sirkular Undulate Flate Kuning pekat _- Basil Mono - - + + + + + - - - BP03 Sirkular Entire Flate Kuning pekat - Basil Mono + - + - + + + - - - DP01 Irregular Undulate Flate Putih + Basil Diplo + - + + + + + - - - AJ01 Irregular Undulate Flate Kuning muda _- Basil Mono + - + + + + + - - - AJ02 Irregular Lobate Flate Kuning bening ₊ Basil Mono - - + - + + + - - - BJ01 Rhizoid Undulate Flate Kuning muda _- Coccus Diplo + - + + - + + - - - BJ02 Irregular Undulate Flate Kuning muda + Basil Mono + - + - - - - BJ03 Bikonveks Undulate Flate Kuning pekat + Basil Diplo + - + + + - - - - - BJ04 Filamentous Filamentous Flate Putih susu _- Basil Mono + - + + - + + - - - BJ05 Irregular Lobate Flate Putih susu ₊ Coccus Mono + - + - + + + - - - DJ01 Sirkular Undulate Flate Kuning _- Basil Diplo - - + + + + + + - -

Delapan isolat bakteri yang berasal dari tanaman jagung dan lima isolat berasal padi menunjukkan keragaman morfologi koloni, sel, sifat pewarnaan Gram dan Uji biokimia. Menurut Lay (1994), Bakteri tidak memiliki ciri anatomi yang nyata, sehingga identifikasi bakteri didasarkan pada morfologi, sifat biakan dan sifat biokimia. Morfologi mikroorganisme berdasarkan bentuk, ukuran dan penataan biasanya tidak cukup untuk melakukan identifikasi. Ciri lainnya seperti sifat pewarnaan, pola pertumbuhan koloni, reaksi pertumbuhan pada karbohidrat, dan penggunaan asam amino sangat membantu dalam identifikasi bakteri. Setelah diperoleh biakan murni dapat dilakukan serangkaian uji untuk memperoleh ciri morfologi dan biokimia suatu isolat. Uji biokimia didasarkan pada berbagai hasil metabolisme yang disebabkan oleh daya kerja enzim. Mikroorganisme tumbuh dan berkembangbiak dengan menggunakan berbagai bahan yang terdapat di lingkungan. Zat hara yang terdapat di sekelilingnya terdiri dari molekul sederhana seperti H2S dan NH4+ atau molekul organik yang kompleks seperti protein dan disakarida. Penggunaan zat hara tergantung aktivitas metabolisme bakteri yang seringkali menghasilkan hasil sampingan yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi mikroorganisme. Pengamatan aktivitas metabolisme ini diketahui dari kemampuannya untuk menggunakan dan menguraikan molekul yang kompleks seperti zat pati, lemak, protein, asam nukleat, asam amino dan sakarida. Hasil dari berbagai uji ini digunakan untuk pencirian dan identifikasi mikroorganisme.

Menurut James & Olivares (1997), sejumlah bakteri endofit yang telah berhasil diisolasi dari bagian dalam beberapa tanaman pangan, yaitu tanaman padi, jagung, sorgum dan tebu. Hubungan antara bakteri endofit dan tumbuhan inangnya merupakan suatu bentuk hubungan simbiosis mutualisme, yaitu sebuah bentuk hubungan yang saling menguntungkan. Bakteri endofit dapat memperoleh nutrisi untuk melengkapi siklus hidupnya dari tumbuhan inangnya, sebaliknya tumbuhan inang memperoleh proteksi terhadap patogen tumbuhan dari senyawa yang dihasilkan bakteri endofit (Prihatiningtias, 2006).

4.3 Kemampuan Bakteri Endofit Menghambat Pertumbuhan Rhizoctonia solani Secara In Vitro

Uji antogonis isolat bakteri endofit menunjukkan seluruh isolat yang berasal dari tanaman jagung yaitu AJ01, AJ02, BJ01, BJ02, BJ03, BJ04, BJ05, DJ01 dan tiga isolat bakteri endofit yang berasal tanaman padi yaitu AP01, BP01, DP01 memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan R. solani. Zona hambat mulai terlihat pada hari pertama. Sedangkan dua isolat lainnya dari tanaman padi yaitu BP02 dan BP03 tidak mampu menghambat pertumbuhan R. solani. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 4.3.1 dan Gambar 4.3.1.

Tabel 4.3.1 Kemampuan Bakteri Endofit Tanaman Padi dan Jagung Dalam Menghamat Pertumbuhan R. solani

Isolat Besar Daya Hambat (mm)

Hari 1 Hari 2 Hari 3 Hari 4 Hari 5 Hari 6

AJ01 6,0 17,0 17,0 17,0 17,0 17,0

AJ02 8,5 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0

DJ01 5,0 18,5 18,0 18,0 18,0 18,0

BJ01 12,0 17,0 14,5 14,5 14,5 14,5

BJ02 12,5 20,0 20,0 19,3 18,5 17,0

BJ03 6,0 17,0 16,5 16,5 16,0 16,0

BJ04 3,5 17,5 17,0 16,5 16,5 16,5

BJ05 10,0 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5

AP01 10,0 17,7 17,0 17,0 17,0 17,0

DP01 5,0 18,5 18,0 18,0 18,0 18,0

BP01 0,1 15,0 13,5 13,5 13,5 13,5

BP02 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

BP03 3,5 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0

Hasil uji antagonis menunjukkan zona hambat terbesar untuk bakteri endofit

jagung ditunjukkan oleh isolat AJ02 yaitu sebesar 21 mm dan yang terkecil ditunjukkan oleh BJ01 yaitu sebesar 14,5 mm. Untuk bakteri endofit padi zona hambat terbesar di tunjukan oleh isolat DP01 yaitu sebesar 18 mm dan terkecil ditunjukan oleh isolat BP01 yaitu sebesar 13,5 mm. Bakteri endofit yang tidak mampu menghambat pertumbuhan fungi R. solani ditunjukkan oleh isolat BP02, sementara isolat BP03 mampu menghambat sampai dengan hari kedua yaitu sebesar 1,5 mm. Pada hari ketiga hifa fungi sudah memenuhi seluruh permukaan media. Kemampuan bakteri menghambat pertumbuhan fungi patogen menunjukkan adanya senyawa kimia tertentu berupa metabolit sekunder dan enzim tertentu yang dihasilkan bakteri untuk menghambat serangan R. solani.

Gambar 4.3.1 Hasil uji antagonis in vitro R. solani terhadap isolat bakteri endofit (a) AJ01; (b) AJ02; (c) DJ01; (d) BJ01; (e) BJ02; (f) BJ03; (g) BJ04; (h) BJ05; (i) AP01; (j) DP01; (k) BP01; (l) BP02;(m) BP03(Pengamatan hari ke-3)

Mekanisme penghambatan pertumbuhan oleh agen biokontrol terhadap fungi patogen tanaman dapat melalui antibiotik yang dihasilkannya (Yuliar, 2008). Yuliar et al., (2005) melaporkan penghambatan pertumbuhan fungi R. solani oleh isolat agen biokontrol adalah dengan menghasilkan senyawa bioaktif

iturin, surfaktin, dan enzim kitinase. Yuliar & Yuliasni (2005) juga melaporkan bahwa isolat bakteri tanah dan bekteri endofit dapat menghambat pertumbuhan fungi R. solani. Hasil uji invitro yang positif mengindikasikan isolat menghasilkan antifungi (iturin). Konsentrasi antifungi yang terkandung pada kultivasi isolat memberikan hasil positif yang berbeda-beda, hal ini terlihat dari jarak penghambatan terhadap R. solani dari masing-masing isolat. Semakin jauh jarak penghambatan kultivasi isolat terhadap R. solani maka semakin besar konsentrasi iturin yang dikandung kultivasi isolat tersebut. Selain iturin pada media kultivasi mungkin pula terdapat anti fungi lain seperti surfaktin. Menurut Pelczar & Chan (1988), pengaruh metabolit sekunder dalam merusak dinding sel, merubah permeabilitas sel, merubah molekul protein dan asam nukleat, menghambat kerja enzim, sintesis asam nukleat dan protein dapat mengawali terjadinya perubahan-perubahan yang menuju pada kematian sel.

Mekanisme penghambatan pertumbuhan fungi patogen tanaman oleh agen biokontrol melalui antibiotik yang dihasilkannya atau kompetisi makanan. iturin dan surfaktin merupakan antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan fungi. Iturin terdiri atas tujuh buah residu asam amino yang bersifat hidrofilik dan ekor hidrokarbon dengan panjang 10-13 karbon yang bersifat hidrofobik. Surfaktin adalah antibiotik yang memiliki kerja sebagai suatu biosurfaktan, surfaktin dapat merusak permeabilitas membran sel (Huang et al., 1993).

4.4 Pengamatan Hifa Abnormal

Pengamatan mikroskopik hifa abnormal R. solani setelah diberi perlakuan antagonis dengan isolat-isolat bakteri endofit berpotensi yang dilakukan setelah hari ketujuh menunjukkan aktivitas antagonis dari kesebelas isolat bakteri endofit memiliki penghambatan yang hampir sama, yaitu menyebabkan pertumbuhan hifa yang abnormal pada R. solani diantaranya hifa lisis, hifa patah, hifa bengkok, hifa melilit, hifa menggulung, dan hifa kerdil.

Bakteri endofit mampu menghambat pertumbuhan miselium R. solani, hal ini dapat dilihat dari hasil pengamatan mikroskopis yang menunjukkan adanya hambatan pertumbuhan hifa R. solani (Gambar 4.4.1). Hambatan ini diduga

disebabkan oleh pengaruh dari enzim-enzim dan metabolit sekunder bakteri endofit yang dapat merusak proses metabolisme R. solani.

Gambar 4.4.1 Morfologi hifa abnormal hasil uji in vitroR. solani dengan bakteri endofit ditunjukkan oleh tanda panah (a) Normal; (b) Melengkung; (c) Patah; (d) Lisis; (e) Kerdil; (f) Keriting; (g) Patah dan lisis; (h) membengkak (Perbesaran 60 x10)

4.5 Patogenitas Rhizoctonia solani Terhadap Benih Jagung

Berdasarkan besar daya hambat terhadap R. solani dan sifat pewarnaannya, isolat yang digunakan untuk uji in vivo yaitu AJ02 dan DJ01 untuk bakteri endofit

jagung, AP01 dan DP01 untuk bakteri endofit padi. Hasil uji patogenitas fungi R. solani terhadap benih jagung menunjukkan patogenitas yang cukup tinggi. Efek yang ditimbulkan oleh fungi ini yaitu menyebabkan penyakit rebah kecambah terhadap tanaman jagung, dan menyebabkan benih jagung tidak dapat tumbuh. Pada keadaan normal (kontrol (-)) 34% dari benih jagung yang ditanam tidak berkecambah. Pada kontol (+), perlakuan dengan penambahan R. solani pada benih, 85% benih tidak tumbuh dan mengalami rebah, sehingga persentase rebah kecambah yang disebabkan oleh R. solani terhadap benih jagung yaitu sebesar 51%.

Serangan R. solani dimulai dari bagian tanaman yang paling dekat dengan tanah. Infeksi R. solani dapat terjadi sebelum bibit berkecambah. Bibit menjadi lunak dan berwarna coklat, membusuk dan tidak dapat tumbuh. Infeksi setelah perkecambahan menyebabkan sistem perakaran hingga pangkal batang terlihat

seperti membusuk, basah, lunak dan berwarna coklat. Seperti yang terlihat pada Gambar 4.5.1.

Gambar 4.5.1. Serangan R. solani pada benih jagung (a) sebelum benih tumbuh; (b) setelah benih tumbuh, sistem perakaran dan pangkal batang yang tampak membusuk; (c) sistem perakaran dan pangkal batang normal (Pengamatan setelah persemaian 30 hari)

Menurut Muis (2007), fungi R. solani cocok tumbuh pada kondisi panas dan lembap. Fungi ini juga menyebabkan busuk benih (seed rot) dan busuk bibit

(seedling blight) pada tanaman jagung. Menurut Sweets & Wrather (2000), busuk

benih terjadi sebelum benih tumbuh. Pada fase ini benih menjadi lunak dan berwarna coklat. Busuk bibit dapat menyerang baik pada fase pratumbuh maupun pada saat benih tumbuh, tetapi bibit mati sebelum muncul ke atas permukaan tanah. Serangan dapat juga terjadi pada pascatumbuh, yaitu pada saat benih tumbuh sebelum gejala serangan berkembang. Serangan pada fase pratumbuh menyebabkan koleoptil dan sistem perakaran berwarna coklat dan tampak basah dan busuk, sedangkan serangan pascatumbuh mengakibatkan tanaman berwarna kuning, layu, dan mati.

Gejala hawar dimulai dari bagian tanaman yang paling dekat dengan permukaan tanah dan menjalar kebagian atas, pada varietas yang rentan serangan fungi dapat mencapai pucuk atau tongkol. Fungi ini bertahan hidup sebagai miselium dan sklerotium pada biji, di tanah dan pada sisa-sisa tanaman di lapang. Keadaan tanah yang basah, lembab dan drainase yang kurang baik akan merangsang pertumbuhan miselium dan sklerotia, sehingga merupakan sumber inokulum utama (Wakman & Burhanuddin, 2008).

4.6 Penghambatan Serangan Rhizoctonia solani Terhadap Pertumbuhan Benih Jagung

Pengujian dilakukan dengan pemberian bakteri endofit padi dan jagung yang berpotensi terhadap benih jagung melalui perendaman benih ke dalam suspensi bakteri endofit selama 30 menit. Benih ditanam pada campuran tanah kompos yang telah diberi R. solani dengan masing-masing ulangan sebanyak 5 kali. Pengamatan dilakukan selama 30 hari. Hasil penelitian patogenitas dan penghambatan serangan fungi R. solani menunjukkan hasil yang berbeda, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6.1.

Gambar 4.6.1 Patogenitas dan penghambatan R. solani terhadap benih jagung

(usia 30 hari) (a) benih dengan perlakuan kontrol (+); (b) kontrol (-); (c) DJ01; (d) AJ02; (e) DP01; (f) AP01; (g) fungi + DJ01; (h) fungi + AJ02; (i) fungi + AP01; (j) fungi + DP01 (Pengamatan setelah persemaian 30 hari)

R. solani dapat menyerang tanaman pada stadia pembibitan hingga stadia generatif. Perkembangan penyakit diawali dari infeksi R. solani pada bagian upih daun, kemudian berkembang ke arah dalam dan menginfeksi bagian batang tanaman (Muslim, 2012). Fungi ini dapat menyebabkan benih membusuk sehingga tidak dapat berkecambah, penyakit layu, serta busuk pada pelepah, batang maupun daunnya. Gejala akibat serangan R. solani berupa bintik kecil berwarna merah kecoklatan dan dimulai dari bagian yang paling dekat dengan permukaan tanah dan menjalar ke bagian atas (Nafriana et al., 2013).

Hasil penelitian menunjukkan terjadi pengurangan serangan R. solani oleh isolat AJ02, DJ01, AP01 dan DP01 terhadap benih jagung yang ditanam. Isolat AJ02 mampu mengurangi serangan R. solani sebesar 25%, isolat DJ01 sebesar 22%, isolat AP01 sebesar 22%, isolat DP01 sebesar 27%, terlihat pada Gambar 4.5.2.

Gambar 4.6.2 Persentasi rebah kecambah benih jagung setelah diinokulasikan R. solani dengan bakteri endofit padi dan jagung setelah persemaian 30 hari

Grafik tersebut juga menunjukkan terjadinya penghambatan pada benih yang diberi perlakuan penambahan masing-masing isolat. AJ02 sebesar 1%, DJ01 sebesar 9% dan AP01 sebesar 11%. Penghambatan pada perlakuan DJ01 dan AP01 yang terjadi menunjukkan bahwa pengaruh perubahan kondisi dan situasi tertentu atau terganggunya keseimbangan dari lingkungan alamiah menyebabkan bakteri endofit bersifat kurang menguntungkan. Hal ini juga didukung dengan

34

85

35

43 45

17

60 63 63 ₅₈

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 R eb ah k ec am b ah ( %) Perlakuan

laporan penelitian yang dilakukan oleh Rangkuti (2014), yang menyatakan penurunan tinggi tanaman, jumlah daun, berat basah, dan berat kering tanaman terhadap kontrol menunjukkan bahwa bakteri endofit dalam kondisi dan periode tertentu tidak memperbaiki pertumbuhan tanaman ataupun dapat bersifat patogen, sedangkan DP01 terjadi peningkatan pertumbuhan sebesar 17% dari keadaan normal (kontrol (-)). Namun setiap perlakuan masing-masing bakteri endofit menunjukkan kondisi yang lebih subur dibandingkan dengan perlakuan bakteri endofit yang diinokulasikan R. solani, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6.1.

Menurut Hallman et al., (1999), bakteri endofit mampu meningkatkan pertumbuhan dan menstimulasi mekanisme pertahanan tanaman. Bakteri endofit berpengaruh pada kesehatan tanaman dalam hal antagonisme langsung atau penguasaan relung atas patogen, menginduksi ketahanan sistemik dan meningkatkan toleransi tanaman terhadap tekanan lingkungan. Rosenblueth & Romero (2006) juga menyatakan bakteri endofit dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman, menekan patogen, membantu menghilangkan kontaminan, melarutkan fosfat, dan berkontribusi dalam menangkap nitrogen bagi tanaman. Harni et al., (2011) menguji mekanisme bakteri endofit Achromobacter xylosoxidans, Bacillus subtilis, Alcaligenes faecalis, Bacillus cereus dan

Pseudomonas putida pada tanaman nilam, beberapa diantaranya mampu meningkatkan kadar asam salisilat, peroksidase dan fenol yaitu senyawa yang berperan dalam mekanisme induksi ketahanan tanaman.

4.7 Pengaruh Bakteri Endofit Terhadap Pertumbuhan Benih Jagung

Mikroorganisme endofit termasuk bakteri yang menguntungkan yang tidak memiliki pengaruh langsung pada tanaman, dan dapat digunakan sebagai

biological control bagi patogen tanaman atau untuk memacu pertumbuhan tanaman (Tarabily et al., 2003). Beberapa bakteri endofit menghasilkan senyawa yang berpotensi untuk menstimulasi pertumbuhan tanaman, fiksasi nitrogen dan menginduksi resistensi patogen tanaman. Bakteri endofit ideal digunakan sebagai agen biokontrol karena mampu menekan pertumbuhan fungi patogen dan menstimulasi pertumbuhan tanaman (Widawati, 2010).

dimanipulasi untuk meningkatkan produktivitas pertanian. Bermacam-macam bakteri endofit mampu menghasilkan auksin yang mempunyai pengaruh yang nyata dan besar dalam pertumbuhan serta perkembangan tanaman (Tarabily et al., 2003). Khairani (2009) melaporkan bahwa terdapat 13 spesies bakteri endofit yang mampu menghasilkan hormon pertumbuhan (IAA) pada tanaman jagung

dalam meningkatkan produktifitas tanaman jagung, hal ini ditandai dengan adanya peningkatan pertumbuhan akar pada tanaman jagung yang dinokulasikan bakteri endofit.

Bakteri endofit yang diberikan pada benih jagung memberikan pengaruh terhadap tinggi tanaman. Perlakuan kontrol negatif untuk bakteri endofit DP01 memberikan pengaruh tertinggi terhadap tinggi tanaman, yaitu mencapai rata-rata tinggi 38,08 cm, sedangkan tinggi tanaman yang paling rendah terdapat pada kontrol (+) yaitu mencapai rata-rata tinggi 14,26 cm (Gambar 4.7.1).

Gambar 4.7.1 Perbandingan tinggi tanaman jagung tiap perlakuan setelah persemaian 30 hari

Bakteri endofit terlihat memberi pengaruh penambahan jumlah daun. Perlakuan kontrol negatif benih jagung yang direndam bakteri endofit AJ02 memberikan penambahan jumlah daun rata-rata mencapai 3,18. Jumlah daun yang paling sedikit terdapat pada kontrol (+) dengan rata-rata jumlah daun 1,96 (Gambar 4.7.2). 35,52 14,26 38,04 34,37 29,96 38,08

32,03 31,82 32,65 _30,36

0 5 10 15 20 25 30 35 40 T ing g i tana m an ( cm ) Perlakuan

Gambar 4.7.2 Perbandingan jumlah daun tanaman jagung tiap perlakuan setelah persemaian 30 hari

Bakteri endofit terlihat memberi pengaruh penambahan berat basah dan berat kering tanaman jagung. Berat basah tertinggi ditunjukkan pada perlakuan AJ02 dengan berat basah mencapai rata-rata 1,42 gram. Berat basah terendah terdapat pada kontrol (+) berat basah rata-rata mencapai 0,358 gram. Untuk berat kering tertinggi juga ditunjukkan oleh AJ02 dengan berat kering rata-rata mencapai 0,24 gram dan berat kering rata-rata terendah terdapat pada kontrol (+) yaitu mencapai 0,14 gram. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.7.3.

Gambar 4.7.3 Perbandingan berat basah dan berat kering tanaman jagung tiap perlakuan setelah persemaian 30 hari

2,86

1,96

3,18 3,09 3,09 3,17

2,91 _{2,81 2,84}

2,72 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Ju m lah d au n Perlakuan 1,33 0,36

1,04 1,04 _1,01

1,14

1,42

1,06

1 1,03

0,18 _0,14 0,23 0,23 0,19 0,18 0,24 0,21 0,19 0,22

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 B er at (g ) Perlakuan

Tidak menutup kemungkinan bakteri endofit yang berasal dari akar tanaman jagung berasal dari lingkungan sekitar daerah rizosfer. Sehingga endofit yang diisolasilasi dari akar tanaman jagung memiliki kemampuan yang sama dengan bakteri rizosfer dalam penyerapan air dan unsur hara, yang menyebabkan benih dengan perlakuan penambahan isolat AJ02 memiliki pengaruh jumlah daun, berat basah, dan berat kering yang lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Dimana bakteri rizosfer atau bakteri tanah biasanya mampu membantu tanaman dalam menyerap air dan unsur-unsur hara yang diperlukan

Keberadaan bakteri endofit berasal dari lingkungan sekitarnya seperti daerah rizosfer dan filosfer tumbuhan yang mampu menerobos ke dalam jaringan dalam tumbuhan melalui stomata, lentikula, luka (trichome yang rusak) ataupun area munculnya akar lateral (Mano et al., 2007). Keragaman bakteri endofit pada tanaman padi yang ditanam pada suatu daerah kemungkinan besar juga merupakan bakteri rizosfer dari lahan penanaman padi yang merupakan inang bagi berbagai jenis bakteri rizosfer (Susilowati et al., 2009).

Populasi bakteri rizosfer lebih banyak dibanding bakteri endofit dalam perakaran jagung (Munif & Hipi, 2011). Bakteri endofit dapat merangsang pembentukan akar lateral dan jumlah akar sehingga dapat memperluas penyerapan unsur hara (Utami et al., 2012). Berat kering total merupakan akibat efisiensi penyerapan dan pemanfaatan radiasi matahari yang dipengaruhi oleh indeks luas daun yang cukup. Hasil berat kering juga merupakan keseimbangan antara fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis mengakibatkan peningkatan berat kering tanaman karena pengambilan CO2 sedangkan respirasi mengakibatkan penurunan berat kering karena pengeluaran CO2 (Gardner et al., 1991).

4.8 Reisolasi Patogen Rhizoctonia solani dari Benih Jagung

Reisolasi dilakukan pada benih yang mengalami rebah kecambah dan bagian pangkal batang yang terkena gejala penyakit yang disebabkan oleh R. solani, yaitu busuk di pangkal batang. Hal ini bertujuan untuk mengetahui fungi penyebab penyakit serta benih yang tidak tumbuh memang berasal dari fungi perlakuan, bukan disebabkan oleh fungi lain.

Hasil reisolasi menunjukkan bahwa fungi yang didapat memiliki ciri-ciri yang sama dengan fungi perlakuan yaitu fungi R. solani. Hal ini menunjukan bahwa penyakit rebah kecambah, layu, busuk pangkal batang atau busuk pelepah dan bibit yang tidak tumbuh pada tanaman jagung disebabkan oleh fungi dari perlakuan (Gambar 4.8.1).

Gambar 4.8.1 Hasil reisolasi R. solani dari benih jagung yang terserang (a) benih yang mengalami busuk pangkal batang ditunjukkan oleh tanda panah hitam; (b) R. solani hasil reisolasi dari benih jagung yang terserang inkubasi 1 hari ditunjukkan oleh tanda panah berwarna putih; (c) biakan murni R. solani pada media PDA.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh kesimpulan :

1. Diperoleh delapan dan lima isolat bakteri endofit yang berbeda masing-masing dari tanaman jagung dan padi.

2. Delapan isolat bakteri endofit tanaman jagung dan tiga isolat bakteri endofit padi memiliki kemampuan menghambat R. solani secara in vitro.

3. Daya hambat terbesar ditunjukkan oleh isolat AJ02 dan DJ01 dari jagung, AP01 dan DP01 dari padi.

4. Bakteri endofit DP01 mampu meningkatkan pertumbuhan kecambah hingga 17% sementara AJ02, DJ01 dan AP01 menghambat pertumbuhan kecambah masing-masing 1%, 9% dan 11% dari keadaan normal.

5. Bakteri endofit memberikan pengaruh yang berbeda terhadap pertumbuhan kecambah, tinggi tanaman, jumlah daun, berat basah dan berat kering tanaman, AJ02 mampu memberikan peningkatan terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan berat kering tanaman, DJ01 dan AP01 meningkatkan jumlah daun dan berat kering tanaman, dan DP01 mampu mengurangi rebah kecambah, meningkatkan jumlah daun dan tinggi tanaman.

5.2 Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap senyawa yang dihasilkan oleh bakteri endofit dalam menghambat pertumbuhan fungi patogen R. solani.

DAFTAR PUSTAKA

Alexopaulus, C.J. & C.W. Mims. 1979. Introductory of Mycology. 3rd edition. New York: John Willey and Sons.

Bahri, S. 2007. Budidaya Jagung Dengan Konsep Tanaman Terpadu. Departemen Pertanian. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Balai besar pengkajian Teknologi Pertanian Sulawesi selatan. http://www. pfi3pdata.litbang.deptan.go.id/.../07-juknis-jagung.

Budi, I.S. & Mariana. 2007. Upaya Pengendalian Penyakit Layu Padi di Lahan Pasang Surut Kalimantan Selatan Dengan Memanfaatkan Antagonis dan Pestisida Botanis . Fakultas Pertanian Unlam Banjarbaru.

Centre for Agriculture Bioscience International. 2007. Crop Protection Compendium. Wallingford, UK: CAB International.

Ceresini, P. 1999. Rhizoctonia solani, Pathogen Profile As One of The Requirements of The Course. Soilborne Plant Pathogens. NC. State University. http://www.cals.ncsu.edu. Akses 20 Oktober 2012.

Elimasni. 2008. Pengaruh Asam A-Pikolinat Terhadap Aktivitas Enzim Polifenoloksidase Pada Lini Kalus Padi (Oryza sativa L.) Kultivar Sei Lilin. Departemen Biologi. FMIPA-USU. Jurnal Biologi Sumatera. 3 (1) : 17-22.

Fitriani, F. 2009. Hama dan Penyakit Jagung Manis (Zea mays Saccharata Sturt.) di Desa Benteng, Cibanteng dan Nagrog, Kecamatan Ciampea, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. [Skripsi]. Departemen Proteksi Tanaman. IPB.

Gardner, F.P, R.B. Pearce & R.L. Mitchel. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta. UI-Press : 14 – 40.

Hallmann, J. 1999. Plant Interactions with Endophytic Bacteria.

http://www.bspp.org.uk/archives/bspp1999/session3.php. Akses 25 Agustus 2012.

Huang, C.H., T. Ano & M. Shoda. 1993. Nucleotide Sequence and Characteristics of The Gene, Lpa-14, Responsible For Biosynthesis of The Lipopeptide Antibiotics Iturin A and Surfactin From Bacillus subtilis RB14. Journal of Fermentation and Bioengineering. 76 (6) : 445-450.

Harni, R., Supramana., M. S. Sinaga., Sugianto & Supriadi. 2011. Keefektifan Bakteri Endofit Untuk Mengendalikan Nematoda Pratylenchus brachyurus Pada Tanaman Nilam. Jurnal Litri. 17 (1) : 6-10.

James, E. & F. L. Olivares. 1997. Infection and Colonization of Sugarcane & Other Graminaceous Plant by Endophytic Diazotrophicus. Critical Reviews In Plant Science. 17 (1) : 77-119.

Khairani, G. 2009. Isolasi dan Uji Kemampuan Bakteri Endofit Penghasil Hormon IAA (Indol Acetic Acid) dari Akar Tanaman Jagung (Zea mays).

Skripsi. Medan : Fakultas MIPA. Universitas Sumatera Utara.

Kobayashi DY., RM. Reedy., JA. Bick & PV.Oudemans. 2002. Characterization of A Chitinase Gene From Stenotrophomonas maltophilia strain 34S1 and Its Involvement In Biological Control. Appl Environ Microbiol 68 (3): 1047-1054.

Lay, B. W. 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. Edisi 1. Cetakan 1. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada. hlm. 99-100.

Lorito, M., G.E. Harman., C.K. Hayes., R.M. Broadway., A. Tronsmo., C. Peterbauer. & A. Di Pietro. 1993. Chitinolytic Enzymes Produced by

Trichoderma harzianum: Purified Endochitinase and Chitobiosidase.

Phytopathol. 83 (3): 313-318.

Lubis, L. 2004. Identifikasi Penyakit Benih Padi dan Cara Pengendaliannya. Inovasi Teknologi Padi Menuju Swasembada Beras Berkelanjutan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara : 607-613.

Mano, H., F. Tanaka., C. Nakamura., H. Kaga. & H. Morisaki. 2007. Culturable Endophytic Bacteria Flora of The Maturing Leaves And Roots of Rise Plants (Oryza sativa) Cultivated In A Paddy Field. Microbes Environ. 22 (2) : 175-185.

Marwan, H., M. S. Sinaga., Giyanto & A. A. Nawangsih. 2010. Mekanisme Bakteri Endofit Dalam Mengendalikan Penyakit Darah Pada Tanaman Pisang. Bogor. Institut Pertanian Bogor : 43-56.

Melliawati, R., D. N. Widyaningrum., A. C. Djohan & H. Sukiman. 2006. Pengkajian Bakteri Endofit Penghasil Senyawa Bioaktif Untuk Proteksi Tanaman. Biodiversitas. 7 (3) : 221-224.

Muis, A. 2007. Pengelolaan Penyakit Busuk Pelepah (Rhizoctonia solani Kuhn.) Pada Tanaman Jagung. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sulawesi Tengah. Jurnal Litbang Pertanian. 26 (3) : 100-103.

Munif, A. & A. Hipi. 2011. Potensi Bakteri Endofit Dan Rizosfer Dalam Meningkatkan Pertumbuhan Jagung. Seminar Nasional Serealia. Institute Pertanian Bogor : 1-8.

Muslim, A., R. Permatasari & A. Mazid. 2012. Ketahanan Beberapa Varietas Padi Rawa Lebak Terhadap Penyakit Hawar Upih yang Disebabkan Oleh

Rhizoctonia solani. Indralaya. Jurnal Lahan Suboptima. 1 (2) : 163-169. Nafriana, D. W., S. Indriyani & Y. Prayogo. 2013. Respon Beberapa Galur

Shorgum (Shorgum bicolor (L.) Moench) Pada Fase Pertumbuhan Vegetatif Terhadap Cendawan Rhizoctonia solani (Kuhn). Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Brawija.

Narayanasamy, P. 2011. Microbial Plant Pathogens-Detection and Disease Diagnosis. Fungal Pathogens. 1 : 8-10. DOI 10.1007/978-90-481-9735-4_2.

Noviana, D., D. Suryanto & Elimasni. 2012. Uji Potensi Bakteri Kitinolitik Dalam Menghambat Pertumbuhan Rhizoctonia solani Penyebab Rebah Kecambah Pada Kentang Varietas Granola. Departemen Biologi. Fakultas MIPA. Universitas Sumatera Utara.

Papuangan, N. 2009. Aktivitas Penghambatan Senyawa Antimikroba Streptomyces spp. Terhadap Mikroba Patogen Tular Tanah Secara In Vitro dan In Planta. [Tesis]. Bogor : Institut Pertanian Bogor.

Pelzcar, MJ. Jr., & E. C. S. Chan. 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi II, UI Press. Jakarta : 450-460.

Prapagdee, B., C. Kuekulvong. & S. Mongkolsuk. 2008. Antifungal Potential of Extracellular Metabolites Produced by Streptomyces hygroscopicus

Against Phytopathogenic Fungi. J Biol Sci. 4 (5) : 330-337.

Prihatiningtias, W. 2006. Mikroba Endofit Sumber Penghasil Antibiotik Yang

Potensial. Fakultas Farmasi UGM.

http://dianing.blogspot.com/2006_05_01_archive.html. Diakses pada 5 Oktober 2012.

Radji, M. 2005. Peranan Bioteknologi Dan Mikroba Endofit Dalam Pengembangan Obat Herbal. Majalah Ilmu Kefarmasian. 2 (3): 118-121. Radu, S & C.Y, Kqueen. 2002. Preliminary Screening of Endophytic Fungi from

Medicinal Plants in Malaysia for Antimicrobial and Antitumor Activity.

Ramamoorthy, V., R. Viswanathan., T. Raguchander., V. Prakasan. & R. Samiyappan. 2000. Introduction of Systematic Resistance by Plant Growth Promoting Rhizobacteria in Crop Plants Against Pests and Diseases. Crop Potection. 20 (2001) : 1-11.

Rangkuti, E. E. 2014. Isolasi Dan Uji Kemampuan Antifungal Bakteri Endofit dari Tanaman Semangka terhadap Jamur Colletotrichum Sp. Penyebab Penyakit Bercak Daun. Skripsi. Medan : Fakultas MIPA. universitas Sumatera Utara.

Rosenblueth, M & E. M. Romero. 2006. Bacterial Endophytes and Their Interaction with Hosts. Molecular Plant-Microbe Interactions. American Phytopathological Society. 19 (8) : 827-837

Sadeghi, A., A. R. Hessan., H. Askari., S. Aghighi & G. H. S. Bonjar. 2006. Biological Control Potential of Two Streptomyces Isolates on

Rhizoctonia solani, The Causal Agent of Damping-Off Sugar Beet. J Biol Sci. 9 (5) : 904-910.

Semangun, H. 1991. Penyakit Tanaman Pangan di Indonesia. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. hlm. 42-48.

Sholikhah, A. 2012. Penyakit Pada Tanaman Pangan : Tanaman Padi. http://blog.ub.ac.id/aminatussholikah/files/2012/12/PENYAKIT-PADA-TANAMAN-PADI.pdf. [Akses : 11 November 2013].

Shurtleff, M.C. 1980. Compendium of Corn Diseases. Second Edition. The American Phytopathological Society, USA, 105 p.

Smith, J.D., K.K. Kidwell., M.A. Evans., R.J. Cook. & R. W. Smiley. 2003. Assess-ment of Spring Wheat Genotypes for Disease Reaction to

Rhizoconia solani AG 8 in Controlled Environment and Direct-Seeded Field Evaluation. Crop Science 43 : 694-700.

Sitompol, S.M & B, Guritno. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Strobel, G. A. & B. Daisy, 2003. Bioprospecting for Microbial Endophytes and Their Natural Products. Microbiology and Molecular Biology. 67 (4): 419-502.

Subandi., M. Syam & A. Widjono. 1988. Jagung. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan : 83.

Suryanto, D. 2009. Prospek Keanekaragaman Hayati Mikrobia (Microbial Bioprospecting) Sumatera Utara. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Tetap. Universitas Sumatera Utara : 1-2

Suryanto, D., N. Asnita., S. Sihombing., S. Maimunah. & K. Nurtjahja. 2010.

Penghambatan Pertumbuhan Jamur dari Tiga Tanaman Ekonomi Sumatera Utara oleh Bakteri Kitinolitik. Seminar Nasional Biologi. Medan. Fakultas MIPA. Universitas Sumatera Utara.

Susilowati, D. N., N. Hidayatun., Tasliah. & K. Mulya. 2010. Keragaman bakteri endofitik dari empat varietas Padi dengan metode Arda. Balai besar penelitian dan pengembangan bioteknologi dan sumberdaya genetik pertanian. Berita Biologi. 10 (2): 24-31.

Sweets, L.E. & A. Wrather. 2000. Integrated Pest Management. Corn Diseases. MU Extension, University of Missouri, Columbia. 23 pp.

Tanaka, M., H, Sukiman., M. Takebayashi., K. Saito., M. Suto., M. S. Prana. & F. Tomita. 1999. Isolation, Screening and Phylogenetic1999. Screening and Phylogenetic Identification of Endophytes from Plants in Hokkaido Japan and Java Indonesia. Microbes and Environment 14 (4): 237–241.

Tarabily, K., A. H. Nassar & K. Sivasithamparam. 2003. Promotion of plant Growth by An Auxin-Producing Isolate of The Yeast Williopsis Saturnus Endophytic in Maize Roots. The Sixth U. A. E University Researh Conference

Utami, U., L. Hariani & R. Setyaningrum. 2012. Pengujian Potensi Bakteri Endofit Terhadap Pertumbuhan Populasi Nematoda Sista (Globodera rostochiensis) Pada Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L.). Saintis.

1(2):104-114.

Wakman, W. & Burhanuddin. 2008. Pengelolaan Penyakit Prapanen Jagung. Maros: Balai Penelitian Tanaman Serealia. http://www www.peipfi-komdasulsel.org/

Wakman, W., M.S. Kontong. & Hasanuddin. 2005. Resistant Maize Varieties Against Leaf Blight and Gray Leaf Spot Diseases in Highland of North Sumatera. Paper presented at the 9th Asian Regional Maize Workshop. Beijing China.4-10 September

Wakman, W., M.S. Kontong., Koesnang. & S. Pakki. 1998. Penyakit Pada Tanaman Jagung di Indonesia. Prosiding Seminar dan Lokakarya Nasional Jagung. 11-12 Nopember 1997. Badan Litbang Pertanian. Puslitbang Tanaman Pangan. Balitjas : 323-336.

Widawati, S. 2010. Teknologi inovatif mikroba biofertilizer untuk mempercepat Reklamasi Lahan Pertanian di Kawasan Penyangga Gunung Salak dan mikroba Endofitik untuk Agen Biokontrol Fusarium oxysforum, Rhizoctonia solani. Cibinong. Pusat Penelitian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahan Indonesia : 2-3

Wulandari, H., Zakiatulyaqin & Suprianto. 2012 Isolasi dan Pengujian Bakteri Endofit dari Tanaman Lada (Piper ningrum L.) Sebagai Antagonis Terhadap Patogen Hawar Beludru (Septobasidium sp.). J. Perkebunan & Lahan Tropika. 2 (2) : 23-31

Yuliar, 2008. Skrining Bioantagonistik Bakteri untuk Agen Biokontrol

Rhizoctonia Solani dan Kemampuannya dalam Menghasilkan Surfaktin. Pusat Penelitian Biologi. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Cibinong.

Biodiversitas. 9 (2) : 83-86

Yuliar & Y. Yuliani. 2005. Uji Kualitatif Iturin dan Surfaktin dari Isolat Bakteri Tanah dan Bakteri Endofitik Wanariset. Laporan Teknik. Bidang Mikrobiologi. Pusat Penelitian Biologi. LIPI : 172-180.

Yuliar, D. Supriyati., H. Imamuddin., Suliasih & N. Mulyani. 2005. Studi Potensi Bakteri Sebagai Agen Biokontrol Penyakit Tanaman. Laporan Teknik. Bidang Mikrobiologi. Pusat Penelitian Bologi. LIPI : 980-990.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Isolasi Bakteri endofit dari bagian Akar, Batang dan Daun Tanaman

Dicuci dengan air mengalir selama 20 menit

Dipotong 3-5 cm

Direndam larutan etanol 75% selama 2 menit

Direndam larutan Natrium hipoklorit 5,3% selama 5 menit

Direndam dalam etanol 75% selama 30 detik Dibilas dengan equades steril

Dikeringkan dengan kertas saring steril Dipotong menjadi 4 bagian secara aseptis

Diletakan pada media Nutrient Agar

Diinkubasi pada suhu ambien selama 1-2 hari

dikarakterisasi dan diidentifikasi secara visual

dilakukan pewarnaan Gram

dikarakterisasi sifat biokimia mencakup uji sitrat, uji katabolisme gula, uji hidrolisis pati, uji motilitas, uji gelatin, dan uji katalase Akar, batang dan daun

Sterilisasi

Potongan Tanaman Steril

Lampiran 2. Isolasi Fungi Patogen dari Bagian Akar, Batang dan Daun Tanaman.

Dicuci dengan air mengalir selama 20 menit Dipotong 3-5 cm

Direndam larutan etanol 75% selama 2 menit

Direndam Natrium hopoklorit 5,3% selama 5 menit

Dibilas dengan equades steril

Dikeringkan dengan kertas saring steril Dipotong menjadi 4 bagian secara aseptis

Diletakan pada media Media PDA + klorampenikol (0,3 g/100 ml)

Diinkubasi pada suhu ruang (28-30 C) selama 2-3 hari

Dilakukan biakan murni pada koloni fungi yang muncul

Dikarakterisasi dan diidentifikasi berdasarkan warna dan bentuk koloni, warna dan bentuk konidia dengan buku identifikasi fungi Alexopoulus & Mims (1979).

Bagian tanaman yang menunjukkan simptom

Potongan Tanaman

Isolat Fungi

Hasil Sterilisasi

Lampiran 3. Uji Antagonisme Isolat Bakteri Endofit Terhadap Rizoctonia solani dengan Metode Difusi Cakram

Ditumbuhkan biakan R. solani

Diinkubasi selama 48 jam dengan suhu 28-30oC

Diinokulasikan dengan menggunakan blank disc bakteri endofit yang telah dihitung absorbansinya dengan OD600 0,5 (≈ 108 CFU/ml) pada panjang gelombang 600 nm dengan jarak 3,5 cm dari biakan fungi

Diinkubasi pada suhu 28-30 oC

Diamati mulai dari hari 1 sampai hari ke-7. Aktivitas penghambatan ditentukan berdasarkan zona hambat yang terbentuk di sekitas koloni

Diamati adanya abnormalitas pertumbuhan ujung miselium pada aderah zona hambat fungi patogen, berupa pembengkokan ujung miselium, miselium pecah, miselium berbelah, miselium bercabang, miselium lisis dan miselium tumbuh kerdil (Lorito et al. 1993).

Media PDA + Yeast Ekstrak

Aktivitas penghambatan

Lampiran 4. Uji Potensi Serangan R.solani

Diremajakan pada cawan petri selama 7 hari Di inokulasikan pada 120 ml media GYB di dalam erlenmeyer

Diinkubasi pada suhu 28-30oC selama ± 10 hari

Dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dan kompos steril (3:1) di dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 10 cm Ditanam benih tanaman ke dalam nampan. Benih yang ditanam ke media tanam yang tidak dicampurkan suspensi digunakan sebagai control negatif.

Dilakukan ulangan sebanyak 5 kali

Diamati peubah tanaman yang menunjukkan simptom selama masa persemaian. Persentasi simptom diukur dengan jumlah kecambah yang terserang penyakit dibagi jumlah seluruh kecambah yang tumbuh Biakan Fungi

Suspensi Biakan Fungi Patogen

Reisolasi Fungi Patogen

Didesinfeksi menggunakan larutan NaClO selama kurang lebih 10 detik

Dibilas akuades steril sebanyak 5 kali Ditanam pada media PDA

Penghambatan Serangan Fungi Patogen pada Benih Tanaman

Dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dan kompos steril (3:1) di dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 10 cm Ditanam masing-masing 30 benih tanaman yang telah direndam dengan suspensi bakteri endofit dengan konsentrasi  108 sel/ml (standart McFarland) selama 30 menit ke dalam tiap nampan dan ditutup dengan plastik. Benih yang direndam dengan akuades steril tanpa diinokulasikan dengan bakteri endofit digunakan sebagai control positif.

Dilakukan ulangan sebanyak 5 kali

Diamati pertumbuhan tanaman dengan parameter tanaman yang terserang busuk pangkal batang, jumlah daun dan tinggi tanaman.

Kecambah yang terserang

Isolat Fungi Dibandingkan dengan

isolat awal fungi patogen

120 ml Suspensi Biakan Fungi Patogen

Pengurangan Persentasi Sympton

Dihitung dengan rumus :

Ʃ rebah kecambah kontrol (+) – Ʃ rebah kecambah perlakuan x 100% 100

Lampiran 5.

Isolasi Bakteri Endofit

Isolasi bakteri endofit (a) Tanaman padi; (b) Tanaman Jagung

Uji Invivo Tiap Perlakuan Pada Benih Jagung

Kontrol + Kontrol -

DP01

AP01 AJ02

DJ01

Fungi + DP01 Fungi + AP01

Fungi + DJ01 Fungi + AJ02

Tabel Data Rata-rata

Perlakuan

Parameter Rata Tanaman Rebah

Kecambah

Tinggi (cm)

Jumlah Daun

Berat Basah (g)

Berat Kering (g)

Kontrol (-) 34 35,52 2,86 1,334 0,184

Kontrol (+) 85 14,26 1,96 0,358 0,139

AJ02 35 38,04 3,18 1,04 0,229

DJ01 43 34,37 3,092 1,036 0,226

AP01 45 29,96 3,09 1,0062 0,19

DP01 17 38,08 3,17 1,145 0,182

Fungi + AJ02 60 32,034 2,91 1,42 0,24

Fungi + DJ01 63 31,82 2,81 1,064 0,21

Fungi + AP01 63 32,65 2,84 1,0064 0,195

Lampiran 2. Isolasi Fungi Patogen dari Bagian Akar, Batang dan Daun Tanaman.

Dicuci dengan air mengalir selama 20 menit Dipotong 3-5 cm

Direndam larutan etanol 75% selama 2 menit

Direndam Natrium hopoklorit 5,3% selama 5 menit

Dibilas dengan equades steril

Dikeringkan dengan kertas saring steril Dipotong menjadi 4 bagian secara aseptis

Diletakan pada media Media PDA + klorampenikol (0,3 g/100 ml)

Diinkubasi pada suhu ruang (28-30 C) selama 2-3 hari

Dilakukan biakan murni pada koloni fungi yang muncul

Dikarakterisasi dan diidentifikasi berdasarkan warna dan bentuk koloni, warna dan bentuk konidia dengan buku identifikasi fungi Alexopoulus & Mims (1979).

Bagian tanaman yang menunjukkan simptom

Potongan Tanaman

Isolat Fungi

Hasil Sterilisasi

Lampiran 3. Uji Antagonisme Isolat Bakteri Endofit Terhadap Rizoctonia solani dengan Metode Difusi Cakram

Ditumbuhkan biakan R. solani

Diinkubasi selama 48 jam dengan suhu 28-30oC

Diinokulasikan dengan menggunakan blank disc bakteri endofit yang telah dihitung absorbansinya dengan OD600 0,5 (≈ 108 CFU/ml) pada panjang gelombang 600 nm dengan jarak 3,5 cm dari biakan fungi

Diinkubasi pada suhu 28-30 oC

Diamati mulai dari hari 1 sampai hari ke-7. Aktivitas penghambatan ditentukan berdasarkan zona hambat yang terbentuk di sekitas koloni

Diamati adanya abnormalitas pertumbuhan ujung miselium pada aderah zona hambat fungi patogen, berupa pembengkokan ujung miselium, miselium pecah, miselium berbelah, miselium bercabang, miselium lisis dan miselium tumbuh kerdil (Lorito et al. 1993).

Media PDA + Yeast Ekstrak

Aktivitas penghambatan

Lampiran 4. Uji Potensi Serangan R.solani

Diremajakan pada cawan petri selama 7 hari Di inokulasikan pada 120 ml media GYB di dalam erlenmeyer

Diinkubasi pada suhu 28-30oC selama ± 10 hari

Dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dan kompos steril (3:1) di dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 10 cm Ditanam benih tanaman ke dalam nampan. Benih yang ditanam ke media tanam yang tidak dicampurkan suspensi digunakan sebagai control negatif.

Dilakukan ulangan sebanyak 5 kali

Diamati peubah tanaman yang menunjukkan simptom selama masa persemaian. Persentasi simptom diukur dengan jumlah kecambah yang terserang penyakit dibagi jumlah seluruh kecambah yang tumbuh Biakan Fungi

Suspensi Biakan Fungi Patogen

Reisolasi Fungi Patogen

Didesinfeksi menggunakan larutan NaClO selama kurang lebih 10 detik

Dibilas akuades steril sebanyak 5 kali Ditanam pada media PDA

Penghambatan Serangan Fungi Patogen pada Benih Tanaman

Dicampurkan dengan 1,5 kg campuran tanah dan kompos steril (3:1) di dalam nampan plastik berukuran 30 cm x 22 cm x 10 cm Ditanam masing-masing 30 benih tanaman yang telah direndam dengan suspensi bakteri endofit dengan konsentrasi  108 sel/ml (standart McFarland) selama 30 menit ke dalam tiap nampan dan ditutup dengan plastik. Benih yang direndam dengan akuades steril tanpa diinokulasikan dengan bakteri endofit digunakan sebagai control positif.

Dilakukan ulangan sebanyak 5 kali

Diamati pertumbuhan tanaman dengan parameter tanaman yang terserang busuk pangkal batang, jumlah daun dan tinggi tanaman.

Kecambah yang terserang

Isolat Fungi Dibandingkan dengan

isolat awal fungi patogen

120 ml Suspensi Biakan Fungi Patogen

Pengurangan Persentasi Sympton

Dihitung dengan rumus :

Ʃ rebah kecambah kontrol (+) –Ʃ rebah kecambah perlakuan x 100%

Lampiran 5.

Isolasi Bakteri Endofit

Isolasi bakteri endofit (a) Tanaman padi; (b) Tanaman Jagung Uji Invivo Tiap Perlakuan Pada Benih Jagung

Kontrol + Kontrol -

DP01

AP01 AJ02

DJ01

Fungi + DP01 Fungi + AP01

Fungi + DJ01 Fungi + AJ02

Tabel Data Rata-rata

Perlakuan

Parameter Rata Tanaman Rebah

Kecambah

Tinggi (cm)

Jumlah Daun

Berat Basah (g)

Berat Kering (g)

Kontrol (-) 34 35,52 2,86 1,334 0,184

Kontrol (+) 85 14,26 1,96 0,358 0,139

AJ02 35 38,04 3,18 1,04 0,229

DJ01 43 34,37 3,092 1,036 0,226

AP01 45 29,96 3,09 1,0062 0,19

DP01 17 38,08 3,17 1,145 0,182

Fungi + AJ02 60 32,034 2,91 1,42 0,24

Fungi + DJ01 63 31,82 2,81 1,064 0,21

Fungi + AP01 63 32,65 2,84 1,0064 0,195