Efektivitas Aplikasi Agens Hayati Dalam Mengendalikan Hawar Daun Bakteri Serta Meningkatkan Produksi Dan Mutu Benih Padi

EFEKTIVITAS APLIKASI AGENS HAYATI
DALAM MENGENDALIKAN HAWAR DAUN BAKTERI
SERTA MENINGKATKAN PRODUKSI DAN MUTU BENIH PADI

RAHAYU NURKARTIKA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Efektivitas Aplikasi
Agens Hayati dalam Mengendalikan Hawar Daun Bakteri serta Meningkatkan
Produksi dan Mutu Benih Padi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2016
Rahayu Nurkartika
NIM A251130181

RINGKASAN
RAHAYU NURKARTIKA. Efektivitas Aplikasi Agens Hayati dalam
Mengendalikan Hawar Daun Bakteri serta Meningkatkan Produksi dan Mutu
Benih Padi. Dibimbing oleh SATRIYAS ILYAS dan MUHAMMAD
MACHMUD.
Penyakit hawar daun bakteri (HDB) pada tanaman padi disebabkan oleh
Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), dan dapat menyebabkan kehilangan hasil
sampai 70%. Pemanfaatan agens hayati dalam proses produksi benih di lapangan
diharapkan dapat mengendalikan HDB serta meningkatkan hasil produksi.
Penelitian ini merupakan lanjutan rangkaian penelitian sebelumnya mengenai
Bacillus subtilis 5/B, Pseudomonas diminuta A6, dan isolat bakteri F112 sebagai
agens hayati. Tujuan umum penelitian ini adalah memperoleh metode aplikatif
pemanfaatan bakteri teridentifikasi sebagai agens hayati yang efektif untuk
mengendalikan penyakit HDB dan meningkatkan produksi benih padi.
Penelitian terdiri atas dua bagian. Penelitian bagian pertama dilakukan untuk

mengetahui jenis dari isolat bakteri F112 dan karakter yang mendukung
pemanfaatannya sebagai agens hayati. Identifikasi dilakukan melalui pengamatan
morfologi koloni dan sel, serta serangkaian uji fisiologi dan biokimia. Hasil
identifikasi menunjukkan bahwa F112 merupakan jenis Aeromonas sp. Bakteri ini
memiliki karakter reaksi hipersensitifitas negatif, memproduksi asam indol-3asetat (IAA), tidak memproduksi hidrogen sianida (HCN), dan reaksi hemolisis
darah negatif (hemolisis gamma).
Penelitian bagian kedua dilakukan untuk membandingkan pengaruh metode
aplikasi agens hayati melalui perlakuan biomatriconditioning benih, perendaman
akar bibit, penyemprotan daun, serta kombinasi dua dan tiga perlakuan tersebut
terhadap intensitas penyakit HDB, pertumbuhan tanaman, dan produksi benih
padi varietas IR64. Efektivitas aplikasi agens hayati dibandingkan dengan kontrol
dan bakterisida (bahan aktif streptomisin sulfat 20%). Penelitian bagian kedua ini
terdiri atas dua percobaan (2a dan 2b). Percobaan 2a dilakukan untuk
membandingkan pengaruh aplikasi agens hayati pada benih terhadap daya tumbuh
benih dan pertumbuhan bibit di persemaian. Percobaan ini menggunakan
Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor (perlakuan benih), terdiri atas tiga
taraf yaitu 1) kontrol (tanpa perlakuan), 2) matriconditioning + bakterisida, dan
3) biomatriconditioning (matriconditioning + B. subtilis 5/B + P. diminuta A6).
Percobaan 2b dilakukan untuk membandingkan pengaruh aplikasi agens hayati
terhadap pertumbuhan tanaman, HDB, komponen hasil, produksi benih, sampai

mutu benih hasil produksi di lapangan. Percobaan ini menggunakan Rancangan
Acak Kelompok Lengkap (RAKL) satu faktor (aplikasi agens hayati) yang terdiri
atas sembilan taraf yaitu 1) kontrol (tanpa perlakuan), 2) matriconditioning +
bakterisida, 3) biomatriconditioning (matriconditioning + B. subtilis 5/B +
P. diminuta A6 [BM]), 4) perendaman akar bibit dalam suspensi B. subtilis 5/B +
P. diminuta A6 (RA), 5) penyemprotan daun dengan suspensi Aeromonas sp.
F112 (SD), 6) BM + RA, 7) BM + SD, 8) RA + SD, dan 9) BM + RA + SD.
Percobaan 2a dan 2b menggunakan benih yang diinokulasi dengan Xoo.
Kerapatan suspensi bakteri patogen dan agens hayati yang digunakan adalah

108-109 cfu mL-1. Matriconditioning dilakukan dengan nisbah benih : carrier :
larutan pelembab adalah 1 : 1.2 : 0.8 (g : g : mL), dengan carrier berupa arang
sekam steril halus dan larutan pelembab berupa suspensi bakterisida (0.2%) atau
bakteri. Perendaman akar bibit dilakukan selama 60 menit sebelum bibit dipindah
tanam ke sawah 19 HSS (hari setelah semai). Penyemprotan daun dilakukan pada
60 dan 80 HSS dengan dosis suspensi bakteri masing-masing 300 L ha-1.
Hasil percobaan 2a menunjukkan perlakuan benih sebelum tanam dengan
biomatriconditioning memiliki pengaruh yang tidak berbeda nyata dengan
matriconditioning + bakterisida dalam meningkatkan daya tumbuh benih padi
IR64 (masing-masing 95 dan 96%) dibandingkan kontrol (88%) pada 14 HSS.

Tidak terdapat pengaruh perlakuan terhadap tinggi, panjang akar, dan bobot
kering bibit saat akan dipindah tanam pada 19 HSS. Hasil percobaan 2b
menunjukkan semua perlakuan aplikasi agens hayati tidak mempengaruhi
pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, bobot kering, dan jumlah anakan
produktif) dan intensitas penyakit HDB (kejadian dan indeks keparahan).
Pengaruh perlakuan juga tidak nyata pada komponen hasil (bobot gabah total dan
bobot gabah bernas) dan mutu benih (bobot 1000 butir, daya berkecambah, dan
populasi Xoo terbawa benih). Pengaruh positif aplikasi agens hayati terlihat pada
peningkatan produksi gabah bernas dan indeks vigor benih hasil produksi.
Perlakuan benih dengan biomatriconditioning memberikan peningkatan produksi
benih padi paling tinggi (17.8% dari kontrol) dibanding perlakuan lainnya,
walaupun tidak berbeda nyata. Semua perlakuan aplikasi agens hayati
(biomatriconditioning, perendaman akar bibit, penyemprotan daun, serta
kombinasi dua dan tiga perlakuan tersebut) nyata meningkatkan indeks vigor
benih hasil produksi (80.7-84.0%) dibadingkan kontrol (72.7%) dan
matriconditioning + bakterisida (75.7%). Biomatriconditioning merupakan
metode perlakuan agens hayati paling aplikatif, efektif meningkatkan daya
tumbuh benih di persemaian dan indeks vigor benih hasil produksi, serta
memberikan peningkatan produksi benih paling tinggi diantara metode aplikasi
lainnya.

Kata kunci: Aeromonas sp., Bacillus subtilis, biomatriconditioning, Pseudomonas
diminuta, Xanthomonas oryzae pv. oryzae

SUMMARY
RAHAYU NURKARTIKA. Effectiveness of Biological Agents Applications on
Controlling Bacterial Leaf Blight and Increasing Production and Quality of Rice
Seeds. Supervised by SATRIYAS ILYAS and MUHAMMAD MACHMUD.
Bacterial leaf blight (BLB) disease of rice plant is caused by Xanthomonas
oryzae pv. oryzae (Xoo). It can cause yield losses up to 70%. Application of
biological agents on rice seed production in the field is expected to control BLB,
and increase seed production. This research was a continuation of previous studies
on Bacillus subtilis 5/B, Pseudomonas diminuta A6, and bacteria isolate of F112
as biological agents. Objective of the research was to determine applicative
technology using biological agent that effective in controlling BLB and increasing
seed production of rice.
This research was devided in to two activities. The first activity was to
determine the identity of F112 isolate and its characters as a biological agent.
Identification was conducted through observation of colony and cell morphology,
and series of physiology and biochemical tests. The results showed that F112
isolate was Aeromonas sp. This bacterium characteristics were hipersensitivity

negative, produced indole-3-acetic acid (IAA), and blood hemolisys negative
(gamma hemolisys).
The second activity was to compare the effect of biological agent
application through seed treatment, root soaking, foliar spraying, and combination
of those treatments on BLB disease intensity, plant growth, and seed production
of rice. The effectiveness were compared to control (untreated) and bactericide
(20% streptomycin sulphate as active ingredient) treatment. The second activity
was conducted in two experiments (2a and 2b). The 2a experiment was held to
examine the effect of biological agents on field emergence and seedling growth in
the nursery. This experiment was conducted in a completely randomized design
with one factor (seed treatments) consisted of 1) control (untreated),
2) matriconditioning + bactericide, and 3) matriconditioning + B. subtilis 5/B +
P. diminuta A6 (biomatriconditioning). The 2b experiment was held to examine
the effect of biological agents on plant growth, BLB intensity, yield components,
seed production and seed quality in the field. This experiment was conducted in a
randomized completely block design with one factor (biological agent application)
consisted of 1) control (untreated), 2) matriconditioning + bactericide, 3)
biomatriconditioning (matriconditioning + B. subtilis 5/B + P. diminuta A6 [BM]),
4) seedling root soaking with B. subtilis 5/B + P. diminuta A6 (RA), 5) foliar
spraying with Aeromonas sp. F112 (SD), 6) BM + RA, 7) BM + SD, 8) RA + SD,

and 9) BM + RA+ SD. All the experiments used seeds that had been inoculated
with Xoo. The biological agents and Xoo suspension had density of 108-109 cfu
mL-1. Matriconditioning was done by using ratio of seed : carrier : moisturizer
solution 1 : 1.2 : 0.8 (g: g: mL), with ground burned rice hull as carrier, and
suspension of bactericide (0.2%) or bacteria as moisturizer. Seedling root soaking
was conducted for 60 minutes before the seedlings were transplanted in field on
19 DAS (days after sowing). Foliar spraying was performed at the rate of 300 L
ha-1 bacterial suspension at 60 and 80 DAS, respectively.

Results of the 2a experiment, both biomatriconditioning and
matriconditioning + bactericide did not show difference in increasing field
emergence (95 and 96%, repectively) as compared to control (88%) in 14 DAS.
There were no significant difference in height, root lenght, and dry weight of
seedling before transplanted in 19 DAS. Result of the 2b experiment, all treatment
of biological agent applications showed no significant effect in plant growth
(height, number of tiller, dry weight, and number of productive tiller) and BLB
disease intensity (incidence and severity index). All treatments also had no
significantly effect on yield components (total grains and filled grains) and seed
quality (weight of 1000 seeds, seed germination, and population of Xoo seedborne). Positive effect showed in increase of production and vigor index of
harvested seeds. Biomatriconditioning gave the highest increase in seed

production (17.8 % from control) than other treatments eventhough there were no
significant differences. All the biological agent application treatments
(biomatriconditioning, root soaking, foliar spraying, and combination of two and
three those methods) effectively increased vigor index of the harvested seed (80.784.0%) as compared to control (72.7%) and matriconditioning + bactericide
(75.7%). Biomatriconditioning was the most applicative method, effectively
increased field emergence in nursery and vigor index of seed produced, and gave
the highest increase of seed production.
Key words: Aeromonas sp., Bacillus subtilis, biomatriconditioning, Pseudomonas
diminuta, Xanthomonas oryzae pv. oryzae

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk
kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan,
penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak
merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

EFEKTIVITAS APLIKASI AGENS HAYATI
DALAM MENGENDALIKAN HAWAR DAUN BAKTERI
SERTA MENINGKATKAN PRODUKSI DAN MUTU BENIH PADI

RAHAYU NURKARTIKA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Eny Widajati, MS

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2014 ini ialah
pertanian berkelanjutan dalam produksi benih, dengan judul Efektivitas Aplikasi
Agens Hayati dalam Mengendalikan Hawar Daun Bakteri serta Meningkatkan
Produksi dan Mutu Benih Padi.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis
sampaikan kepada:
1. Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS dan Dr Drs Muhammad Machmud, MSc APU
selaku komisi pembimbing yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan
sejak perencanaan, pelaksanaan, sampai penyelesaian penyusunan tesis ini.
2. Dr Ir Eny Widajati, MS selaku dosen penguji luar komisi dan Dr Ir Endah
Retno Palupi, MSc selaku perwakilan Program Studi pada ujian tesis atas
saran dan masukannya.
3. Bapak Kepala Pusat Pendidikan, Standardisasi dan Sertifikasi Profesi
Pertanian, Badan Penyuluhan dan Pengembangan Sumber Daya Pertanian,
Kementerian Pertanian atas kesempatan dan dukungan yang diberikan dalam
melaksanakan tugas belajar.
4. Dirjen Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan atas
bantuan biaya penelitian melalui dana Hibah Kompetensi tahun 2014 yang

diketuai oleh Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS.
5. Bapak Kepala Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman
Pangan dan Hortikultura beserta staf, terutama Ibu Amiyarsi Mustika Yukti,
Mbak Sri Puji Lestari dan Nandy Mardiansyah atas bantuannya di
laboratorium.
6. Bapak Kepala Instalasi Kebun Percobaan Muara beserta staf, terutama Bapak
Mansur, Bapak Adeng, dan Ibu Iyam atas bantuannya dalam pelaksanaan
penelitian di lapangan.
7. Staf Indonesian Center for Biotechnology and Biodiversity, terutama Ibu Ika,
Mbak Ana dan Mbak Salma atas kerjasama yang baik.
8. Bapak Agus Sumitra dan Bapak Joko atas pelajaran, bantuan dan
bimbingannya mengenai pengujian di laboratorium.
9. Terimakasih disampaikan pula kepada Pak Candra, Kirana, Samsi, Pak
Zamzami, Bu Maryati Sari, dan Bu Melati atas diskusinya.
10. Ayah (Suminto), ibu (Sri Muryani), suami (R. Sujayadi), dan putra (R. Huda
Syauqie Arfa) tercinta atas segala dukungan, bantuan, dan pengorbanannya.
11. Keluarga besar Suminto dan R. Suwandi atas dukungannya.
12. Teman-teman di Pascasarjana Ilmu dan Teknologi Benih IPB, terutama
angkatan 2013 atas segala bantuan dan semangatnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Juli 2016
Rahayu Nurkartika

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR GAMBAR

xv

DAFTAR LAMPIRAN

xv

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan
IDENTIFIKASI DAN KARAKTERISASI ISOLAT BAKTERI F112
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

4
4
8
13

PENGARUH APLIKASI AGENS HAYATI TERHADAP
PERTUMBUHAN TANAMAN, INTENSITAS PENYAKIT HAWAR
DAUN BAKTERI, SERTA PRODUKSI DAN MUTU BENIH PADI
Pendahuluan
Bahan dan Metode
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan

14
15
23
34

PEMBAHASAN UMUM

36

KESIMPULAN UMUM

39

DAFTAR PUSTAKA

40

LAMPIRAN

46

RIWAYAT HIDUP

49

1
2

DAFTAR TABEL
1

2
3

4
5
6

7

8

9

10

11

12

13

Hasil uji pewarnaan Gram, katalase, oksidase, hidrolisis pati,
resistensi terhadap kadar garam tinggi, motilitas, dan fermentasi
karbohidrat isolat bakteri F112
Hasil uji isolat bakteri F112 menggunakan Microbact Kit GramNegative Identification System 24E
Hasil uji reaksi hipersensitifitas, produksi asam indol-3-asetat
(IAA), produksi hidrogen sianida (HCN), dan hemolisis darah
bakteri Aeromonas sp. F112
Hasil uji verifikasi ulang bakteri Xoo, Bacillus subtilis 5/B,
Pseudomonas diminuta A6, dan Aeromonas sp. F112
Daya tumbuh benih padi IR64 pada 14 HSS (hari setelah semai)
dan pertumbuhan bibit padi pada 19 HSS
Pengaruh kelompok terhadap jumlah anakan dan bobot kering per
rumpun tanaman padi IR64 pada 2, 4, 6, 8 MSP (minggu setelah
pindah tanam) dan indeks keparahan penyakit hawar daun bakteri
pada 2 MSP
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap tinggi
tanaman padi IR64 pada 1-8 MSP (minggu setelah pindah tanam)
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap jumlah
anakan per rumpun tanaman padi IR64 pada 2, 4, 6, dan 8 MSP
(minggu setelah pindah tanam)
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap bobot
kering per rumpun tanaman padi IR64 pada 2, 4, 6, dan 8 MSP
(minggu setelah pindah tanam)
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap jumlah
anakan produktif per rumpun tanaman padi IR64 pada 12 MSP
(minggu setelah pindah tanam)
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap kejadian
dan indeks keparahan penyakit HDB tanaman padi IR64 pada 5 dan
12 MSP (minggu setelah pindah tanam)
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap komponen
hasil per rumpun tanaman padi IR64
Pengaruh aplikasi agens hayati melalui biomatriconditioning benih,
perendaman akar bibit, dan penyemprotan daun terhadap mutu
benih padi IR64 hasil produksi di lapangan

9
10

11
23
25

27

28

28

29

30

31

32

33

DAFTAR GAMBAR
1
2
3

Skema penelitian
Morfologi koloni (a) dan sel (b dan c) bakteri F112. Tanda panah
menunjukkan contoh koloni atau sel bakteri
Biakan Aeromonas sp. F112 pada media agar darah

3
9
12

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4

Indikator reaksi substrat Microbact Kit Gram-Negative
Identification System 24E
Deskripsi tanaman padi varietas IR64
Kondisi dan kandungan nutrisi tanah Kebun Percobaan Muara
Balai Besar Padi, Bogor
Rata-rata suhu harian, kelembapan udara relatif, curah hujan, dan
jumlah hari hujan di Kebun Percobaan Muara Balai Besar Padi,
Bogor, periode November 2014 – Maret 2015

46
47
48

48

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Benih merupakan salah satu input utama dalam usaha pertanian. Ilyas
(2012) menyatakan bahwa benih sebagai produk pratanam harus memiliki mutu
fisik, mutu genetik, mutu fisiologis dan mutu patologis tinggi. Mutu genetik
berhubungan dengan kebenaran varietas, mutu fisik terkait dengan kondisi fisik
benih seperti kemurnian dan kadar air, mutu fisiologis terkait dengan daya
berkecambah benih, sedangkan mutu patologis berkaitan dengan keberadaan
patogen di dalam atau pada permukaan benih.
Patogen tanaman adalah organisme penyebab penyakit tanaman. Patogen
terbawa benih merupakan patogen yang berada pada permukaan, dalam jaringan
atau tercampur bebas bersama benih. Patogen dapat terbawa benih sejak di
lapangan produksi atau melalui kontaminasi mekanis saat panen, prosesing,
penyimpanan dan distribusi benih. Kerusakan dan kerugian yang diakibatkan oleh
patogen terbawa benih berupa hilangnya viabilitas dan vigor benih, penyebaran
penyakit tanaman, perubahan warna dan bentuk benih, perubahan sifat fisik benih,
perubahan komposisi kimia benih, serta menurunkan produksi tanaman (Agarwal
dan Sinclair 1996).
Hawar daun bakteri (HDB) merupakan salah satu penyakit utama pada
tanaman padi yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo),
bersinonim dengan X. campestris pv. oryzae, X. oryzae, X. kresek, X. itoana atau
X. translucent (EPPO 2007). Gejala penyakit yang ditimbulkan Xoo pada fase
bibit dinamakan kresek, ditandai dengan daun yang berwarna hijau keabu-abuan
dan menggulung. Bibit tanaman layu dan akhirnya mengering merupakan tingkat
gejala yang lebih lanjut. Penyakit HDB pada tanaman dewasa ditandai dengan
gejala hawar pada tepi daun, ujung daun, atau bagian daun yang mengalami
kerusakan mekanis. Gejala terlihat seperti akibat terendam air panas, berwarna
kuning-jingga, kemudian meluas dan memanjang menuju pangkal daun.
Perkembangan selanjutnya, bagian daun yang terinfeksi menjadi berwarna keabuabuan disertai dengan titik-titik hitam yang menandakan tumbuhnya cendawan
saprofit. Hawar daun merupakan gejala paling umum ditemui. Penyakit HDB
dapat mengakibatkan kehilangan hasil sampai 70% (IRRI 2009).
Penanaman varietas tahan merupakan komponen utama pengendalian HDB,
namun penanaman satu jenis varietas tahan secara terus-menerus dalam jangka
panjang memacu terbentuknya patotipe baru yang lebih virulen (Sudir et al. 2012).
Keragaman patogen yang tinggi di lapangan menyebabkan penggunaan varietas
tahan kurang berhasil diterapkan. Pengendalian secara kimia dapat mengatasi
kondisi tersebut, namun memiliki efek merusak lingkungan (Velusamy et al.
2013).
Sudir et al. (2012) menganjurkan pengendalian HDB secara terpadu melalui
penggunaan varietas tahan, penanaman bibit sehat, pengaturan jarak tanam,
pemupukan berimbang, dan pengelolaan sanitasi lingkungan. Penggunaan benih
terinfeksi Xoo merupakan investasi yang kurang baik di lapangan karena dapat
menjadi sumber penular penyakit. Menurut Mortensen (1989) inokulum Xoo pada
benih padi terdapat di endosperma atau sekam, namun patogen ini tidak

2

menimbulkan gejala yang terlihat. Hal ini menyebabkan deteksi Xoo secara
langsung tidak dapat dilakukan. Upaya pengendalian HDB dalam proses produksi
benih di lapangan diharapkan mampu menekan penyebaran penyakit ini.
Strategi alternatif pengendalian HDB dengan biaya relatif rendah dan ramah
lingkungan adalah melalui aplikasi agens hayati (Velusamy et al. 2013). Agens
hayati adalah setiap organisme yang meliputi spesies, sub spesies, varietas, semua
jenis serangga, nematoda, protozoa, cendawan, bakteri, virus, mikoplasma serta
organisme lainnya dalam semua tahap perkembangannya yang dapat digunakan
untuk keperluan pengendalian hama dan penyakit atau organisme pengganggu,
proses produksi, pengolahan hasil pertanian, dan berbagai keperluan lainnya
(Kementerian Pertanian RI 1995). Agens hayati dari jenis bakteri telah banyak
diteliti dan dimanfaatkan dalam bidang pertanian sebagai pemacu pertumbuhan
dan pengendali penyakit tanaman. Beberapa strain dari spesies bakteri
Agrobacterium radiobacter, Azospirillum brasilense, Azotobacter chroococcum,
Bacillus licheniformis, B. pumilus, B. subtilis, Burkholderia agglomerans,
Pseudomonas aurefaciens, P. fluoroscens, P. chlororaphis, P. solanacearum, P.
syringae, Serratia entomophilia, Streptomyces griseoviridis, Streptomyces spp.
dan Rhizobia spp. telah diproduksi secara komersial sebagai agens hayati
(Choudhary dan Johri 2009; Glick 2012).
Potensi suatu mikroorganisme sebagai agens hayati bagi tanaman diketahui
melalui serangkaian tahap pengujian. Tahap yang dilakukan adalah eksplorasi di
alam, pemurnian isolat, serta uji efektifitas agens hayati di laboratorium, rumah
kaca, dan lapangan. Bacillus subtilis 5/B, Pseudomonas diminuta A6 dan isolat
F112 adalah tiga jenis bakteri yang tengah dikembangkan sebagai agens hayati
tanaman padi (Ilyas et al. 2008, Yukti 2009; Budiman 2009; Agustiansyah et al.
2011, 2013a, 2013b; Lizansari 2013; Zamzami et al. 2014; Khodar et al. 2016).
Identitas dan karakter bakteri B. subtilis 5/B dan P. diminuta A6 telah diketahui
(Agustiansyah 2013a), namun isolat bakteri F112 belum diketahui. Informasi
mengenai isolat F112 sangat penting dalam rangka mendukung pemanfaatannya
sebagai agens hayati. Data hasil identifikasi dan karakterisasi isolat F112
digunakan untuk mendukung hasil pengujian di lapangan (Gambar 1).
Penelitian mengenai B. subtilis 5/B, P. diminuta A6 dan isolat F112
menghasilkan informasi metode aplikasi yang berpengaruh positif terhadap
pertumbuhan, pengendalian HDB, dan produksi benih pada tanaman padi.
Aplikasi yang telah dilakukan belum memberikan hasil yang optimal karena HDB
menular karena bersifat terbawa benih (seed-borne), tanah (soil-borne), dan udara
(air-borne) (Ilyas et al. 2013). Cheng et al. (2015) menambahkan HDB juga
terbawa melalui air (water-borne). Kombinasi beberapa metode aplikasi agens
hayati diduga dapat memberikan pengaruh yang lebih baik terhadap pengendalian
HDB, pertumbuhan tanaman, dan produksi benih padi.
Tujuan
Tujuan Umum
Menentukan metode aplikatif pemanfaatan bakteri teridentifikasi sebagai
agens hayati yang efektif untuk mengendalikan penyakit HDB serta meningkatkan
produksi dan mutu benih padi.

3

Tujuan Khusus
1. Menentukan jenis bakteri dari isolat F112 dan karakter yang mendukung
pemanfaatannya sebagai agens hayati.
2. Membandingkan pengaruh metode aplikasi agens hayati melalui perlakuan
benih (matriconditioning), perendaman akar bibit, penyemprotan daun, serta
kombinasi dua dan tiga perlakuan tersebut terhadap HDB, pertumbuhan
tanaman, serta produksi dan mutu benih padi.
IDENTIFIKASI DAN KARAKTERISASI ISOLAT BAKTERI F112
Tujuan:
Menentukan jenis bakteri isolat F112 dan karakter yang mendukung pemanfaatannya
sebagai agens hayati.
Keluaran:
Informasi mengenai identitas dan karakter isolat F112
PENGARUH APLIKASI AGENS HAYATI
TERHADAP HAWAR DAUN BAKTERI, PERTUMBUHAN TANAMAN,
DAN PRODUKSI BENIH PADI
Percobaan Pendahuluan
Tujuan:
Mengetahui kondisi dan kelayakan patogen (Xoo), agens hayati (B. subtilis 5/B, P.
diminuta A6 dan isolat F112), dan mutu benih sumber yang digunakan dalam penelitian.
Keluaran:
Bahan uji patogen, agens hayati, dan benih sumber yang layak digunakan dalam
penelitian.
Percobaan 1
Tujuan:
Membandingkan pengaruh aplikasi agens hayati pada benih terhadap daya tumbuh benih
dan pertumbuhan bibit di persemaian.
Keluaran:
Efektivitas aplikasi agens hayati pada benih dalam meningkatkan daya tumbuh benih dan
pertumbuhan bibit.
Percobaan 2
Tujuan:
Membandingkan pengaruh aplikasi agens hayati terhadap pertumbuhan tanaman, HDB,
komponen hasil, produksi benih, sampai mutu benih hasil produksi di lapangan.
Keluaran:
Metode aplikasi agens hayati yang memberi pengaruh paling efektif memacu
pertumbuhan tanaman, mengendalikan penyakit HDB serta meningkatkan produksi dan
mutu benih hasil produksi di lapangan.
Metode aplikatif pemanfaatan bakteri teridentifikasi sebagai agens hayati yang efektif
untuk mengendalikan penyakit HDB serta meningkatkan pertumbuhan tanaman,
produksi, dan mutu benih padi.

Gambar 1 Skema penelitian

IDENTIFIKASI DAN KARAKTERISASI
ISOLAT BAKTERI F112
Pendahuluan
Latar Belakang
Setyolaksono (2013) memaparkan bahwa agens hayati seyogianya
merupakan mikroorganisme hasil eksplorasi dari tanah, air, atau jaringan tanaman,
yang mampu menghambat pertumbuhan atau berkompetisi dengan patogen
penyebab penyakit tertentu. Agens hayati diisolasi untuk mendapatkan isolat
murni, lalu diuji manfaat dan efektivitasnya. Pengaruh agens hayati terhadap
manusia juga perlu diketahui agar tidak menimbulkan dampak negatif.
Rizosfir (daerah di sekitar akar) dan filosfir (daun) adalah habitat berbagai
mikroorganisme, termasuk bakteri yang berasosiasi dengan tanaman (Knief et al.
2012). Bakteri yang berpotensi sebagai agens hayati dapat dieksplorasi dari
rizosfir atau filosfir. Isolat bakteri F112 merupakan koleksi Laboratorium
Fisiologi dan Kesehatan Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura (AGH)
IPB yang diisolasi dari daun padi dan dilaporkan memiliki antagonisme tinggi
terhadap Xoo (Zamzami 2013). Isolat F112 diaplikasikan pada daun karena dinilai
telah beradaptasi pada area filosfir. Aplikasi isolat F112 melalui penyemprotan
daun memberikan pengaruh positif terhadap pertumbuhan, hasil, serta
pengendalian penyakit HDB tanaman padi (Zamzami et al. 2014; Khodar et al.
2016). Menurut Soesanto (2008), pengendalian hayati melalui bagian tanaman
yang berada di atas permukaan tanah masih jarang dilakukan. Isolat F112 dinilai
memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai agens hayati filosfir, sehingga
identitas dan karakter bakteri tersebut perlu diketahui.
Identifikasi dan karakterisasi suatu agens hayati merupakan tahap yang
penting dilakukan terkait dengan analisis resiko, terutama jika agens hayati
tersebut akan diajukan izin penggunaannya secara komersial (Supriadi 2006).
Pengujian laboratorium melalui pengamatan morfologi serta uji fisiologi dan
biokimia dapat dilakukan untuk untuk memperoleh identitas agens hayati.
Karakter yang perlu dianalisis antara lain adalah potensi menyebabkan penyakit,
kemampuan menghasilkan fitohormon pemacu pertumbuhan dan senyawa yang
dapat mengendalikan perkembangan patogen pada tanaman, serta keamanannya
terhadap manusia.
Tujuan
Menentukan jenis bakteri dari isolat F112 dan karakter yang mendukung
pemanfaatannya sebagai agens hayati.

Bahan dan Metode
Waktu dan Tempat
Percobaan ini dilakukan pada bulan Oktober 2014 sampai Februari 2015.
Persiapan, peremajaan, perbanyakan, dan uji resistensi terhadap kadar garam
tinggi isolat F112 dilakukan di Laboratorium Fisiologi dan Kesehatan Benih

5

Departemen AGH IPB, Bogor. Uji katalase, oksidase, dan hidrolisis pati
dilakukan di Laboratorium Bakteri Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu
Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (BBPPMBTPH), Depok. Pewarnaan
Gram, motilitas, fermentasi karbohidrat, dan Microbact Kit dilakukan di
Indonesian Center for Biotechnology and Biodiversity (ICBB), Bogor.
Pengamatan sel secara mikroskopik dilakukan di Laboratorium Mikrotehnik Dept.
AGH IPB, Bogor.
Peremajaan dan perbanyakan isolat F112
Isolat F112 dikoleksi dalam agar miring dengan penyimpanan dalam
refrigerator bersuhu 4-6 oC. Pemurnian dilakukan dengan cara penggoresan
berseri pada media nutrient agar (5 g panceatic digest of gelatin, 3 g kaldu
daging, 15 g agar, dan 1 L akuades) sehingga diperoleh koloni tunggal. Koloni
tunggal yang terbentuk dibiakkan pada media nutrient agar baru pada kondisi
kamar (suhu 26-29 oC) untuk diperbanyak.
Identifikasi Isolat F112
Pengamatan morfologi koloni dan sel
Pengamatan morfologi koloni dilakukan pada biakan berumur 48 jam
terhadap warna, bentuk, elevasi, bentuk tepian, dan rupa permukaan koloni
tunggal. Pengamatan sel dilakukan di bawah mikroskop compound dengan dan
tanpa pewarnaan Gram. Pengamatan sel dengan pewarnaan Gram dilakukan
bersamaan dengan pengujian fisologi dan biokimia.
Pengujian fisiologi dan biokimia
Pengujian menggunakan isolat murni F112 berumur 24-48 jam yang
dibiakkan pada media nutrient agar. Pengujian yang dilakukan meliputi
pewarnaan Gram, oksidase, katalase, hidrolisis pati, motilitas, resistensi terhadap
kadar garam tinggi, fermentasi karbohidrat (Cappuccino dan Sherman 1983) serta
protokol Microbact Kit Gram-Negative Identification System 24E (Oxoid 2007).
Media agar yang digunakan untuk uji biokimia melalui proses sterilisasi di dalam
otoklaf dengan suhu 121 oC dan tekanan 0.1 MPa selama 20 menit.
1. Uji pewarnaan Gram
Pewarnaan Gram dilakukan sebagai pembeda jenis bakteri Gram positif
atau negatif. Uji ini merupakan tahap pertama dalam proses identifikasi
bakteri. Isolat F112 dioleskan tipis pada gelas objek yang bersih, kemudian
dikeringanginkan. Setelah kering, fiksasi dilakukan dengan cara melewatkan
bagian bawah gelas objek di atas api bunsen. Olesan bakteri kemudian
digenangi dengan larutan kristal violet (2 g kristal violet, 0.8 g ammonium
oksalat, 20 mL etil alkohol (95%), dan 1 L akuades) selama 1 menit lalu
dibilas dengan air dan dikeringanginkan kembali. Bakteri kemudian
digenangi dengan larutan iodin (1 g iodin, 2 g kalium iodida, dan 300 mL
akuades) selama 1 menit, kemudian dibilas dengan air lalu dikeringanginkan.
Pembilasan dilakukan kembali dengan etil alkohol sampai gelas objek terlihat
bersih (sekitar 30 detik), kemudian dikeringanginkan. Gelas objek kemudian
dibilas kembali dengan air dan digenangi dengan larutan safranin (0.25 g
safranin, 10 mL etil alkohol, dan 90 mL akuades) selama 45 detik.
Pembilasan kembali dilakukan dengan air, kemudian dikeringanginkan.

6

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Pengamatan dilakukan pada preparat di bawah mikroskop compound. Reaksi
bakteri Gram positif ditunjukkan dengan adanya sel berwarna ungu hingga
biru gelap, sedangkan bakteri Gram negatif sel berwarna merah atau merah
muda.
Uji katalase
Uji katalase digunakan untuk mengetahui aktivitas enzim katalase. Satu
ose isolat F112 dioleskan pada gelas objek. Hidrogen peroksida (H2O2) 3%
diteteskan pada suspensi bakteri tersebut. Reaksi positif ditunjukkan dengan
terbentuknya gelembung-gelembung gas yang berasal dari H2O2 yang terurai
menjadi H2O dan O2 setelah bakteri direaksikan.
Uji hidrolisis pati
Uji hidrolisis pati dilakukan untuk mengetahui aktivitas enzim
α-amilase dan glukosidase. Isolat F112 digoreskan pada media pati (2 g pati,
3 g kaldu daging, 5 g pepton, dan 1 L akuades) dalam cawan petri, kemudian
diinkubasi selama 4 hari dalam inkubator bersuhu 28 oC. Koloni yang sudah
tumbuh pada media dituangi dengan larutan lugol’s iodine (5 g iodin, 10 g
kalium iodida, dan 500 mL akuades) kemudian diamati. Reaksi positif
ditunjukkan melalui terbentuknya zona bening disekitar koloni.
Uji oksidase
Uji oksidase dilakukan untuk mengetahui aktivitas sitokrom pada
bakteri aerob atau anaerob fakultatif. Kertas filter ditetesi larutan oksidase
(0.1 g tetramethyl-paraphenylene diamine dihydrochloride dalam 10 mL
akuades) sebanyak 3-4 tetes. Isolat F112 digoreskan pada tetesan tersebut.
Reaksi positif ditunjukkan melalui perubahan warna isolat menjadi ungu,
segera setelah bakteri digoreskan.
Uji motilitas
Uji motilitas dilakukan untuk mengetahui kemampuan bakteri untuk
bergerak. Media agar SIM (30 g pepton, 5 g kaldu daging, 0.2 g fero
ammonium sulfat, 0.025 g natrium tiosulfat, 3 g agar, dan 1 L akuades)
disiapkan dalam tabung reaksi (5 mL/ tabung reaksi). Isolat F112 berumur
48 jam diambil menggunakan jarum ose, kemudian ditusukkan ke tengah
media SIM. Media kemudian diinkubasi pada suhu kamar selama 24-48 jam.
Reaksi positif diamati dengan melihat zona difusi pertumbuhan bakteri yang
menyebar dari daerah inokulasi, menunjukkan kemampuan bakteri untuk
dapat bergerak (motil).
Uji resistensi terhadap kadar garam tinggi
Uji resistensi terhadap kadar garam tinggi dilakukan untuk mengetahui
daya tahan hidup bakteri pada kondisi kadar garam tinggi. Media nutrient
agar dengan penambahan 7% NaCl disiapkan pada cawan petri, kemudian
isolat F112 digoreskan di atas media tersebut dan diinkubasi selama 24-48
jam pada kondisi kamar. Reaksi positif ditunjukkan apabila bakteri mampu
tumbuh pada media.
Uji fermentasi karbohidrat (glukosa, laktosa, maltosa, mannosa, dan sukrosa)
Uji fermentasi karbohidrat dilakukan untuk mengetahui kemampuan
bakteri untuk memfermentasi karbohidrat melalui produksi asam atau asam
dan gas. Karbohidrat yang digunakan adalah jenis gula glukosa, laktosa,
maltosa, mannosa, dan sukrosa. Media dibuat dengan komposisi 10 g

7

8.

triptikase, 5 g NaCl, 0.018 g phenol red, 5 g gula, dan 1 L akuades. Masingmasing media dituangkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ke dalam tabung
reaksi tersebut dimasukkan tabung durham dalam posisi terbalik. Satu ose
isolat F112 diinokulasikan ke dasar media, kemudian parafin cair
ditambahkan di atas media. Biakan tersebut diinkubasi pada suhu kamar
selama 24-72 jam, lalu diamati perubahan warna media dan pembentukkan
gas di dalam tabung durham. Fermentasi menghasilkan asam yang
menyebabkan pH media berubah sehingga indikator phenol red berubah
warna. Reaksi positif ditunjukkan melalui perubahan warna media dari merah
menjadi kuning. Gas yang terbentuk terlihat sebagai gelembung udara pada
tabung durham, minimal 10% dari tinggi tabung durham.
Uji menggunakan Microbact Kit Gram-Negative Identification System 24E
Pengujian ini merupakan suatu sistem mikro substrat terstandarisasi
yang dirancang untuk menstimulasi substrat biokimia konvensional.
Microbact Kit Gram-Negative Identification System 24E terdiri atas
microplate yang terdiri atas 24 sumur (wells), dan setiap sumur merupakan
simulasi suatu reaksi pengujian. Identifikasi didasarkan pada perubahan pH
dan penggunaan substrat. Isolat F112 berumur 18-24 jam sebanyak dua ose
dicampurkan dengan 5 mL larutan fisiologis (0.85% NaCl) hingga menjadi
suspensi yang homogen. Suspensi kemudian dimasukan ke dalam sumursumur pada microplate sebanyak empat tetes (sekitar 100 L). Mineral oil
sebanyak dua tetes ditambahkan pada sumur nomor 24. Plate ditutup plastik
kemudian diinkubasi pada suhu 35 + 2 oC selama 18-24 jam. Setelah
dikeluarkan dari inkubator, hasil reaksi dievaluasi untuk menetukan reaksi
positif atau negatif. Indikator reaksi substrat Microbact Kit GNB 24E tertera
pada Lampiran 1. Pereaksi tambahan diberikan ke sumur-sumur tertentu.
Sumur nomor 8 (Indol) ditambahkan dua tetes pereaksi Kovacs dan reaksi
dievaluasi dalam waktu 2 menit. Sumur 10 (VP) ditambahkan masing-masing
satu tetes VPI (alpha-naphthol) dan VPII (creatine), kemudian reaksi
dievaluasi dalam waktu 15-30 menit. Sumur 12 (TDA) ditambahkan satu tetes
TDA dan langsung dievaluasi hasilnya. Sumur 13 dan 24 dievaluasi setelah
48 jam. Uji reduksi nitrat menjadi nitrit dilakukan setelah evaluasi dilakukan
pada sumur 7 (ONPG). Masing-masing satu tetes pereaksi nitrat A dan nitrat
B ditambahkan ke dalam sumur, dan reaksi diamati dalam beberapa menit.

Penentuan jenis bakteri
Identifikasi dilakukan berdasarkan hasil pengamatan morfologi sel dan
koloni serta reaksi uji fisiologi dan biokimia. Penentukan jenis bakteri
berpedoman pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (Holt et al.
2000).
Karakterisasi pendukung agens hayati
1. Uji Hipersensitifitas
Uji hipersensitifitas dilakukan sebagai indikasi sifat patogenik bakteri.
Tanaman tembakau berumur sekitar empat bulan digunakan sebagai tanaman
indikator. Satu ose isolat F112 berumur 24-48 jam dibuat menjadi suspensi
dengan mencampurkannya dalam tabung reaksi berisi 10 mL akuades steril.
Suspensi tersebut diambil sebanyak 1 mL dengan jarum suntik steril dan

8

2.

3.

4.

diinokulasikan pada mesofil daun tembakau sehingga terlihat basah. Tanaman
tersebut lalu diinkubasi selama 24-48 jam. Gejala nekrosis pada bagian yang
diinokulasi menandakan reaksi positif dan mengindikasikan bakteri yang
diinokulasikan bersifat patogen bagi tanaman.
Produksi asam indol-3-asetat (IAA)
Fitohormon IAA merupakan salah satu senyawa yang dihasilkan agens
hayati. Produksi IAA dianalisis dengan metode Glickman dan Dessaux.
(Agustiansyah 2013a). Isolat F112 ditumbuhkan selama 24 jam dalam tabung
berisi nutrient broth. Untuk memacu sintesis auksin, ke dalam media
ditambahkan asam amino triptofan 0.5 g L-1. Biakan bakteri disentrifugasi
dengan kecepatan 10 000 rpm selama 10 menit, kemudian supernatan
dipisahkan dari endapan bakteri, disaring dengan membran nitroselulosa
berporositas 0.2 μm, lalu dilakukan analisis kandungan IAA. Kandungan IAA
dalam filtrat biakan bakteri dideteksi dengan menggunakan pereaksi FeCl 3,
12 g mL-1 dalam 7.9 M H2SO4. Pereaksi FeCl3 (1 mL) dan filtrat biakan
bakteri (1 mL) ditambahkan ke dalam tabung mikro dan campuran diinkubasi
dalam ruangan gelap bersuhu 25 oC selama 30 menit. Setelah inkubasi, nilai
absorban campuran dibaca dengan spektrofotometer (Mapada tipe V-1100D)
pada panjang gelombang 550 nm. Kurva standar berdasarkan nilai absorban
larutan IAA murni dengan konsentrasi 0, 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40, dan
50 μg mL-1 digunakan sebagai pembanding.
Produksi senyawa hidrogen sianida (HCN)
Hidrogen sianida adalah salah satu senyawa anti mikroba yang dapat
dihasilkan agens hayati. Produksi senyawa HCN kualitatif dianalisis
menggunakan metode yang dikembangkan Bekker dan Schipper
(Agustiansyah 2013a). Isolat F112 ditumbuhkan pada media glisin dalam
tabung reaksi. Bagian atas tabung ditutup dengan kain kasa steril yang telah
direndam dalam larutan (asam pikrat 2 g dan natrium karbonat 8 g, dalam
200 mL air). Biakan bakteri diinkubasi pada suhu kamar. Reaksi positif atau
produksi HCN diindikasikan melalui perubahan warna pada kain kasa, dari
kuning menjadi coklat muda, coklat tua atau merah bata.
Uji hemolisis darah
Uji hemolisis darah dilakukan sebagai salah satu indikator keamanan
bakteri terhadap manusia. Isolat F112 berumur 24–48 jam digoreskan pada
agar darah (10 g pepton, 5 g NaCl, 10 g kaldu daging, 50 mL darah domba,
3 g agar, dan 950 mL akuades) dan diinkubasi pada suhu kamar selama 48
jam. Reaksi positif diindikasikan dengan terbentuknya zona bening atau
kehijauan pada media disekitar koloni bakteri.

Hasil dan Pembahasan
Identifikasi isolat F112
Koloni F112 berwarna krem, berbentuk bulat, tepian rata, elevasi cembung
dengan permukaan halus mengkilat (Gambar 2a). Pengamatan sel bakteri setelah
pewarnaan Gram di bawah mikroskop (perbesaran 400) memperlihatkan sel-sel
bakteri berwarna merah dan berbentuk batang (Gambar 2b). Pengamatan sel tanpa

9

pewarnaan (perbesaran 1000) memperlihatkan sel bakteri berbentuk batang,
ujung membulat, dan hasil pengukuran (terhadap tujuh sel bakteri beragam
ukuran) menunjukkan diameter 0.5-0.8 µm dan panjang 1.1-3.3 µm (Gambar 2c).

1 cm

a

b

c

Gambar 2 Morfologi koloni (a) dan sel (b dan c) bakteri F112. Tanda panah
menunjukkan contoh koloni atau sel bakteri
Tabel 1 menunjukkan reaksi pengujian fisiologi dan biokimia bakteri F112.
Tabel 2 menunjukkan reaksi pengujian menggunaakan Microbact Kit GramNegative Identification System 24E.
Tabel 1 Hasil uji pewarnaan Gram, katalase, oksidase, hidrolisis pati, resistensi
terhadap kadar garam tinggi, motilitas, dan fermentasi karbohidrat isolat
bakteri F112
Pengujian
Hasil
Keterangan
Pewarnaan Gram
Sel berwarna merah atau merah muda,
mengindikasikan kelompok Gram negatif.
Katalase

+

Terbentuk gelembung-gelembung udara,
mengindikasikan terdapatnya enzim katalase.

Oksidase

+

Terbentuk warna ungu mengindikasikan
aktivitas sitokrom, menunjukkan sifat aerob
atau fakultatif anaerob.

Hidrolisis pati

-

Tidak terbentuk zona bening pada media,
menunjukkan tidak terjadi hidrolisis pati,
mengindikasikan tidak terdapat aktivitas
enzim α-amilase dan glukosidase.

Resistensi terhadap
kadar garam tinggi
(NaCl 7%)
Motilitas

-

Tidak terdapat pertumbuhan bakteri pada
media, menunjukkan sifat tidak resisten
dengan kadar garam tinggi.

-

Tidak terdapat difusi pertumbuhan bakteri
pada media, menunjukkan sifat non motil.

Fermentasi karbohidrat / produksi gas
Glukosa
+/ Terdapat perubahan warna media dari merah
Sukrosa
+/ menjadi
kekuningan
(jingga)
yang
Manosa
+/ disebabkan oleh perubahan pH, namun gas
tidak diproduksi. Hal ini menunjukkan
Maltosa
+/ terjadinya fermentasi.
Laktosa
+/ -

10

Tabel 2 Hasil uji isolat bakteri F112 menggunakan Microbact Kit Gram-Negative
Identification System 24E
Nomor
sumur
1

Hasil

Keterangana

Lisin

-

2

Ornitin

-

3

-

8

Hidrogen sulfida
(H2S)
Glukosa
Mannitol
Xylosa
O-nitrofenil-ß-dgalactopyranoside
(ONPG)
Indol

Tidak terjadi pembentukan amina
cadaverin.
Pembentukan amina putressina lebih
kecil daripada lisin dekarboksilasi.
H2S tidak diproduksi dari tiosulfat.

9

Urease

-

10

Voges-Proskaüer
(VP)
Sitrat

-

+

13

Triptofan deaminase
(TDA)
Gelatin

14

Malonat

-

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Inositol
Sorbitol
Rhamnosa
Sukrosa
Laktosa
Arabinosa
Adonitol
Rafinosa
Salisin
Arginin

+
+
+

7+

Nitrat

+

4
5
6
7

11
12

a

Pengujian

Merujuk pada Oxoid (2007)

+
+

Reaksi positif menunjukkan karbohidrat
difermentasi, sedangkan reaksi negatif
menunjukkan tidak terjadi fermentasi.
Terjadi hidrolisis ß-galaktosidase dari
ONPG.

-

Tidak terbentuk indol dari metabolisme
triptofan.
Tidak terjadi perombakan urea menjadi
amonia.
Tidak terdapat produksi asetoin dari
glukosa
Tidak menggunakan sitrat sebagai
sumber karbon.
Triptofan deaminase membentuk asam
indol piruvat dari triptofan
Partikel gelatin padat tidak mencair
setelah rehidrasi.
Tidak terjadi konversi asam suksinat
menjadi asam fumarat.

-

-

Reaksi
positif
mengindikasikan
terjadinya
fermentasi
karbohidrat,
sedangkan raksi negatif mengindikasikan
tidak terjadi fermentasi.

Arginin dihidrolase mengubah arginin
menjadi ornitin, amonia dan karbon
dioksida.
Reduksi nitrat menjadi nitrit.

11

Hasil identifikasi menunjukkan bahwa isolat F112 memiliki kesesuaian
dengan genus Aeromonas. Menurut Holt et al. (2000), genus Aeromonas memiliki
bentuk batang dengan ujung membulat, diameter 0.3-1.0 µm dan panjang 1.0-3.5
µm. Sel dapat berada dalam kondisi tunggal, berpasangan, atau rantai pendek.
Bakteri Aeromonas bereaksi Gram negatif, bersifat motil atau non motil, fakultatif
anaerob, oksidase positif, katalase positif, metabolisme glukosa dilakukan melalui
proses respirasi dan fermentasi, mampu merombak karbohidrat menjadi asam atau
asam dan gas, dan mampu mereduksi nitrat menjadi nitrit. Berdasarkan
pengamatan morfologi serta uji fisiologi dan biokimia, diperoleh informasi bahwa
isolat F112 adalah bakteri Aeromonas sp.
Karakterisasi pendukung bakteri sebagai agens hayati
Agens hayati harus memiliki karakter tidak bersifat patogen pada tanaman,
memproduksi senyawa-senyawa yang mampu memacu pertumbuhan tanaman,
atau mengendalikan perkembangan patogen. Tabel 3 menunjukkan karakteristik
Aeromonas sp. F112.
Tabel 3

Hasil uji hipersensitifitas, produksi asam indol-3-asetat (IAA), produksi
hidrogen sianida (HCN), dan hemolisis darah bakteri Aeromonas sp.
F112

Pengujian
Hipersensitifitas

Hasil
-

Produksi IAA
Produksi HCN
Hemolisis darah

+
-

Keterangan
Tidak terbentuk jaringan nekrosis pada bagian daun
tembakau yang diinokulasi
Terdapat produksi IAA dengan konsentrasi 0.46 ppm
Tidak terjadi reaksi, kain kasa tetap berwarna kuning
Tidak terbentuk zona bening pada media agar darah di
sekeliling koloni (hemolisis gamma)

Hipersensitifitas adalah respon pertahanan tanaman melalui induksi
kematian sel pada bagian yang terinfeksi patogen (Agrios 2005). Pengujian
hipersensitifitas dilakukan pada tanaman tembakau karena tanaman ini memiliki
sensitifitas yang tinggi terhadap patogen. Hasil pengujian memperlihatkan zona
daun yang diinokulasi Aeromonas sp. F112 hanya menunjukkan warna sedikit
pucat dan tidak mengalami nekrosis. Hal ini menunjukkan Aeromonas sp. F112
tidak berpotensi sebagai patogen pada tanaman.
Produksi IAA mengindikasikan kemampuan bakteri untuk memacu
pertumbuhan tanaman dan digunakan dalam seleksi agens hayati pemacu tumbuh
tanaman (García-Gutiérrez et al. 2012). Hasil analisis menunjukkan bakteri ini
memproduksi IAA dengan konsentrasi 0.46 ppm. Agustiansyah et al. (2013a)
menguji produksi IAA agens hayati B. subtilis 5/B dan P. diminuta A6, dan
masing masing adalah 19.05 dan 8.68 µg mL-1 (ppm). Konsentrasi IAA yang
dihasilkan Aeromonas sp. F112 (0.46 ppm) lebih kecil dibandingkan B. subtilis
5/B dan P. diminuta A6 ketika diuji.
Produksi HCN merupakan salah satu aktivitas agens hayati dalam
pengendalian hayati (Martinez-Viveros et al. 2010). Namun demikian, tidak
semua agens hayati memiliki kemampuan untuk memproduksi HCN.
Agustiansyah (2013a) melaporkan bahwa P. diminuta A6 memproduksi HCN,

12

sedangkan B. subtilis 5/B tidak memproduksi HCN. Hasil uji menunjukkan
Aeromonas sp. F112 tidak memproduksi HCN. Mekanisme pengendalian hayati
diduga terjadi melalui aktivitas lain.
Uji hemolisis darah dilakukan sebagai data pendukung yang dapat menjadi
salah satu indikasi keamanan bakteri terhadap manusia. Reaksi hemolisis pada
media agar darah terbagi menjadi tiga tipe yaitu hemolisis alfa, beta, dan gamma.
Hemolisis alfa menunjukkan reaksi hemolisis tidak lengkap, menghasilkan zona
hijau di sekeliling koloni bakteri. Hemolisis beta menunjukkan kehancuran sel
darah merah sehingga menghasilkan zona bening di sekeliling koloni. Hemolisis
gamma menunjukkan tidak terjadinya hemolisis darah sehingga tidak terdapat
perubahan warna media di sekeliling koloni (Cappucino dan Sherman 1983).
Sucipto (2016) melakukan seleksi keamanan bakteri agens hayati bagi manusia
dengan hanya menggunakan isolat-isolat bertipe hemolisis gamma. Gambar 3
memperlihatkan reaksi negatif pada uji hemolisis (hemolisis gamma) di sekeliling
biakan Aeromonas sp. F112. Hal ini mengindikasikan Aeromonas sp. F112 relatif
aman bagi manusia.

Gambar 3 Biakan Aeromonas sp. F112 pada media agar darah
Isolasi bakteri Aeromonas sp. F112 dilakukan melalui pencacahan daun
tanpa sterilisasi permukaan (Zamzami 2013) sehingga isolat yang didapatkan
dapat berupa bakteri epifit maupun endofit. Menurut Santosa et al. (2003), isolasi
bakteri dari daun padi dapat dilakukan dengan sterilisasi permukaan untuk
mendapatkan bakteri endofit maupun tanpa sterilisasi untuk mendapatkan bakteri
epifit.
Aeromonas adalah genus bakteri yang terdapat pada lingkungan air tawar
atau limbah (Holt et al. 2000), air laut (Takahashi et al. 2012), dan air yang
mengandung klorit maupun tidak mengandung klorit (Suhastyo et al. 2013).
Menurut Brighigna (1992), bakteri akuatik seperti Aeromonas dapat ditemukan di
area filosfir tanaman yang memiliki kondisi kelembaban tinggi. Beberapa
penelitian menunjukkan keberadaan Aeromonas di rizosfir tanaman. Kerkeni et al.
(2008) mengisolasi dan mengidentifikasi A. hydrophila dari kompos matang,
García-Gutiérrez et al. (2012) menemukan Aeromonas sp. di rizosfir tanaman
melon, sementara itu Aarab et al. (2015) mendapatkan beberapa spesies
Aeromonas di rizosfir pertanaman padi.
Beberapa bakteri genus Aeromonas diketahui dapat berperan sebagai agens
hayati. Bakteri A. caviae dapat mengendalikan patogen tular tanah Sclerotium
rolfsii pada tanaman kacang-kacangan serta Rhizoctonia solani dan Fusarium
oxysporum pada tanaman kapas (Inbar dan Chet 1991). Bakteri A. hydrophila
meningkatkan pertumbuhan serta mengendalikan Fusarium sp. pada tanaman

13

tomat (Kerkeni et al. 2008; Ariawan et al. 2015), juga sebagai mikroorganisme
pelarut fosfat dan pengendali hayati bagi R. solani pada tanaman padi (Suhastyo et
al. 2013; Naureen et al. 2015).
Kesimpulan
Isolat bakteri F112 termasuk anggota genus Aeromonas. Pengamatan
morfologi bakteri serta pengujian fisiologi dan biokimia menunjukkan bahwa
isolat F112 berbentuk batang dengan ujung membulat, diameter 0.5-0.8 µm dan
panjang 1.1-3.3 µm, sel berada dalam kondisi tunggal, berpasangan, atau rantai
pendek. Hasil uji fisiologi dan biokimia menunjukkan bakteri tergolong