Peran Bradyrhizobium Japonicum Yang Diberi Penginduksi Genistein Pada Kedelai Dengan Kondisi Cekaman Kekeringan
-. -- •. K I• /'
lJ S U
! -'
ｬ｢｡ｸＮＶＵＱ
ｾ＠
ｾ
Ｍﾷｬ＠
D b'r> · $1
ｾｨＭｶｴ＠
I" , \-.--
LAPORAN AKHIR
HIBAH BERSAING
PROGRAM DESENTRALISASI
JVDVL PENELITIAN :
PERAN Bradyrhizobium japonicum YANG DIBERI
PENGINDUKSI GENISTEIN P ADA KEDELAI DENGAN
KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN
Ｍ ｾｭｮｬｦＬ＠
13000051
Oleh:
Ir. Yaya Hasanah, MSi.
Nini Rahmawati, SP, MSi.
. Ketua Peneliti
Anggota Peneliti
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan, Sesuai dengan Surat Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Program
Penelitian Hibah Bersaing Tahun Anggran 2012 Nomor: 1607/UNS.l.RIKEU/2012
Tanggal 21 Februari 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN/PELAYANAN
KEPADA MASYARAKAT
BIDANG PENELITIAN
NOVEMBER, 2012
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
SKIM IDBAH BERSAING
PROGRAM DESENTRALISASI
TAHUN ANGGARAN 2012
1. a. Judul Penelitian
: Peran Bradyrhizobium japonicum yang
Diberi Penginduksi Genistein pada Kedelai
dengan Kondisi Cekaman Kekeringan
b. Bidang ilmu
: Pertanian
2. Ketua Peneliti
a. Nama lengkap dan gelar
: Ir. Yaya Hasanah, MSi.
b. Jenis kelamin
: Perempuan
NIP
d. Jabatan Fungsional
: I 9690 I I 0 200502 2003
: Lektor
r.
e. Fakultas/Departemen!Program Studi : Pertanian/Agroekoteknologi
: 081361655911
t: Handphone
3. IAiamat Ketua Peneliti
Ia. Alamat Kantor
(Telp/faxle-mail)
: Jl. Prof. A. Sofyan No. 3 Kampus USU
Medan 20155. Telp. 06I-8213236/0618211924/-
lb. Alamat Rumah
(Telp/faxle-mail)
lnsan Cita Griya A-4 Pasar I Tanjungsari
Jl. A. Hakim Medan 20132.
ｾｵｭｬ｡ｨ＠
4.
I
Anggota Peneliti
Ia. Nama Anggota Peneliti I
5. iLokasi Penelitian
: Nini Rahmawati, SP. MSi.
: Desa Sambirejo, Kecamatan Binjei,
Kabupaten Langkat
-
6. IKetjasama Dengan Institusi Lain
7.
ｾ｡ｮｧｫ＠
. 2 tahun
a. Sumber dari DIPA USU
b. Sumber Lainnya
: Rp. 45.000.000,-
Total biaya
: Rp. ＴＵＮＰｾＭ
Waktu PeneJitian
8. Jliaya yang Disetujui Tahun 2012
-
ｾ＠
Mengetahui
Dekan Fakultas ｐｾ＠
Medan, 2 November 2012
Ketua Peneliti,
ｾ＠
--.....,
Prof. Dr. Ir. ｄｾ＠
MS.
NIP. 1956012219860110h
1
"i.TASPE
-
L:.
/ f; ｾ＠
ｾ＠
Ir. Yaya Hasanah, MSi.
NIP. 19690Il02005022003
Mengetahui
"l:P3M Bidang Penelitian USU
Ketua,
Dr. lr. armein Nasution, MSIE.
NIP. 19520525 198003 I 003
1
RINGKASAN DAN SUMMARY
Kedelai merupakan komoditas pangan utama ketiga setelah padi dan jagung, baku
industri pangan, tetapi juga ditempatkan sebagai bahan makanan sehat dan baku industri nonpangan. Kedelai sebagai bahan pangan mempunyai nilai gizi cukup tinggi. Kedelai memiliki
potensi strategis dalam ketahanan pangan sebagai sumber protein dan pangan fungsional
--bennutu tinggi bagi kebutuhan manusia. Sampai saat ini kebutuhan kedelai dalam negeri belum
ｾ＠
bisa dipenuhi
ｳ･ｨｩｮｾ｡＠
masih
ｴ･ｲｾ｡ｮｵ＠
irnpor. Untuk
ｭ･ｮｾｩｲ｢｡＠
kebutuhan kedelai maka
perlu di1akukan upaya peningkatan produksi kede1ai nasiona1 baik secara intensiftkasi maupun
ekstensiftkasi seperti pemberdayaan lahan kerin¥.
Lahan kering merupakan areal potensial untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian
ditinjau dari luasannya. Luas lahan
ｫ･ｲｩｮｾ＠
untuk pertanian di Indonesia diperkirakan mencapai
55.6 juta ha (Hidayat dan Mulyani, 2002).
Sebaran lahan kering tersebut meliputi 41% di
Sumatera, 28% di Kalimantan dan 24% di Sulawesi dan Jawa dan kira-kira 24.3% lahan kering
tersebut didominasi oleh podsolik merah kuning (ultisol). Menurut Marschner (1995) tanah
podsolik merah kuning (ultisol) mempunyai tingkat kemasaman tinggi, kandungan hara makro
dan mikro rendah. Selain itu, pada lahan kering sering terjadi kekurangan air terutama pada
musim kemarau yang menyebabkan cekaman kekeringan.
Keadaan ini akan mempengaruhi
perkembangan morfologi dan proses ftsiologi tanaman kedelai sehingga menyebabkan
rendahnya hasil.
Kedelai sangat sensitif terhadap kondisi kekeringan yang mengakibatkan penurunan hasil
dan kualitas biji (Frederick eta!, 2001 ; Purcell eta!, 2004). Cekaman kekeringan pada kedelai
-
-
-
telah diketahui menurunkan laju fotosintesis dan indeks luas daun tanaman (Sloane et al, 1990).
Cekaman kekeringan menyebabkan tanaman memendek, menekan perkembangan akar dan tajuk
-
-
-
kedelai (Jusufet al, 1993; Hamim et al, 1996; Soepandi et al, 1997), mempercepat pembungaan
dan umur panen (Jusuf et al (1993),
ｭ･ｮｾ｡ｩ＠
jumlah
ｰｯｬｮｾ＠
berisi Soepandi et al (1997),
menurunkan jumlah biji/tanaman dan bobot per satuan biji (De Souza e al, 1997) serta
menurunkan hasil biji kedelai (Jusuf et al, 1993; Soepandi et al, 1997).
Kedelai seperti halnya legum lainnya memiliki kemampuan untuk bersimbiosis dengan
bakteri rhizobia.
Akar kedelai membentuk bintil akar dimana bakteri memfiksasi N2 dari
atmosfer (Gresshoff, 1993 ; Morgan et al, 2005). Rhizobia dan tanaman kedelai saling bekerja
ii
sama dalam mengembangkan simbiosis yang dikendalikan oleh kedua simbion tersebut.
Walaupun
demikian, kondisi lingkungan seperti
suhu rendah, salinitas tinggi,
.
.
.. - . . pH rendah dan
,.
,.
kekeringan dapat berpengaruh negatif terhadap simbiosis antara legum dan rhizobia (Napoles,
2009). Cekaman ｫ･ｲｩｮｾ｡＠
merupakan faktor utama ｹ｡ｮｾ＠
｢･ｲｰｮｾ｡ｵｨ＠
terhadap simbiosis dan
menurunkan pembentukan bintil akar (nodul), mengurangi ukuran bintil akar dan fiksasi N
(Serraj et al., 2003 ; Streeter, 2003 ; King and Purcell, 2001 ; Tajima et al, 2004).
Pada pertukaran molekul antara legum dan mikroorganisme, akar legum mengeluarkan
eksudat berupa molekul flavonoid dan isoflavonoid ｹ｡ｮｾ＠
ｭ･ｮｾ､ｵｫｳｩ＠
ekspresi nod (nodulation)
gen dalam rhizobia (Long, 2001). Genistein dan daidzein merupakanjenis isoflavon utama pada
eksudat akar kedelai
al., 1990).
ｹｾ＠
responsif terhadap induksi nod
ｾ･ｮ＠
pada Bradyrhizobium (Kosslak et
Sebagai hasilnya, bakteri memproduksi lipo-oligosakarida Nod Factors yang
mempresisi struktur ｹ｡ｮｾ＠
menentukan ｲ･ｮｴ｡ｾ＠
ｩｮ｡ｾ＠
dan spesiflkasi asosiasi dan induksi respons
tanaman sehingga pembentukan bintil akar menjadi lengkap (Vijn et al., 1993 ; Stokkermans
and ｐ･ｴｲｳｾ＠
1994 ; Spaink, 2000 ; Geurts et al, 2005).
Hasil penelitian pada tahun pertama didapatkan isolat B. japonicum yang potensial untuk
､ｩｫ･ｭ｢｡ｮｾ＠
di laban ｫ･ｲｩｮｾ＠
､･ｮｾ｡＠
diberi ｰ･ｮｾｩ､ｵｫｳ＠
ｾ･ｮｩｳｴＮ＠
Hasil penelitian tahun
pertama tersebut selain diberikan penginduksi genistein untuk B. japonicum perlu ditambahkan
bahan ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
ｳ･｢｡ｾｩ＠
pembenah tanah ｹ｡ｮｾ＠
berpotensi untuk menyerap/menyimpan air. Bahan
organik yang dapat dimanfaatkan yaitu pupuk kandang dan kompos jerami padi. Kedua bahan
ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
tersebut tersedia melimpah di lokasi laban ｫ･ｲｩｮｾ＠
Desa Sambirejo.
Berdasarkan hasil sidik ragam diketahui bahwa induksi genistein berpengaruh nyata
terhadap peubah ｴｩｮﾥｾ＠
tanaman 2-6 MST, bobot ｫ･ｲｩｮｾ＠
tajuk 6 MST, laju pertumbuhan tanaman
5-6 MST, laju asimilasi bersih 5-6 MST, laju pertumbuhan relatif 5-6 MST, kandungan prolina
daun. Perlakuan B. japonicum + pupuk
kandungan prolina daun.
｢･ｲｰｮｾ｡ｵｨ＠
ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
berpen¥aruh nyata bobot 100 biji
ｫ･ｲｩｮｾ＠
dan
Interaksi antara genistein dan B. japonicum + pupuk organik
nyata terhadap laju pertumbuhan tanaman 4-5 MST, laju asimilasi bersih 4-5 MST,
panjang akar dan kandungan prolina daun.
iii
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas berkat rahmatNya maka
laporan ini dapat diselesaikan.
-
-
Laporan penelitian yang berjudul Peran Bradyrhizobium japonicum
ｐ･ｮｾｩ､ｵｫｳ＠
Genistein pada Kedelai ､･ｮｾ｡＠
Kondisi Cekaman ｋ･ｫｲｩｮｾ｡＠
yang Diberi
merupakan laporan
akhir penelitian tahap II Hibah Bersaing DP2M Kementerian Pendidikan Nasional.
ini penulis
mengucapkan
terima kasih kepada Direktorat Jenderal
Pada kesempatan
.
-
Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan Nasional yang telah memberikan dana bagi
ｫ･｢ｲｬ｡ｮｾｳｵ＠
penelitian ini. Penulis
ｪｵｾ｡＠
ｭ･ｮｾ｣｡ｰｫ＠
terima kasih kepada semua pihak
yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan
penelitian ini.
Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik membangun untuk kesempumaan laporan
penelitian ini.
ｓ･ｭｯｾ｡＠
laporan ini _bermanfaat ｢｡ｾｩ＠
pihak ｹ｡ｮｾ＠
ｭ･ｲｬｵｫ｡ｮｾＮ＠
Medan, November201 2
Penulis
iv
ｾ＠
DAFTARISI
L' --
ｾﾷ
• ｩｾＺｷＢ＠
ＺＮ＠
UNIVERSif,.,S ｾＬ＠ .. ｲ［Ｌ Ｌﾷ ＬｾＮｲ＠
RINGKASAN DAN SUMMARY...............................................................................
_j'
ｾｲｵ［＠
---
11
PRAKATA ................................................ ................. ..................................................
111
DAFTAR lSI...................................................................................................................................
IV
DAFTARTABEL.. ............................................... .........................................................
v
DAFTAR GAMBAR........................................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN................................. .................................................................
IX
I.
PENDAI-IULUAN ............................... .........................................................
1
II TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN KE-11 ............................
3
III TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
4
IV METODE PENELITIAN ...............................................................................
12
V
HASIL DAN PEMBAHASAN .................. ..... ..... .......................................
16
VI KESIMPULAN DAN SARAN ................ ......................................................
35
DAFTARPUSTAKA....................................................................................................
36
LAMPIRAN .................................................... ...............................................................
38
v
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Kandungan hara dari pupuk kandang padat (segar)
11
2.
Tahapan dan kegiatan penelitian peran Bradyrhizobium japonicum yang
diinduksi oleh genistein pada kedelai pada lahan kering
Jadwal penelitian pada Tahun Kedua
Rataan Tinggi Tanaman (em) pada 2-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
14
3.
4.
14
17
5.
Rataan bobot kering akar (g) pada 3-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
18
6.
Rataan bobot kering tajuk (g) pada 3-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Rataan laju pertumbuhan tanarnan karena pengaruh inokulasi B.
japonicum yang diinduksi genistein
Rataan laju pertumbuhan relatifkarena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
Rataan laju asimilasi bersih karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
19
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Rataanjumlah bintil akar karena pengaruh inokulasi B.japonicum yang
diinduksi genistein
Rataan jumlah cabang produktif karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistern
· Rataan panjang akar karena pengaruh inokulasi B. japonicum yang
､ｩｮｾ＠
13.
14.
15.
16.
17.
20
22
23
24
25
26
ｧｾｮｩＺｳｴ＠
Rataan jumlah polong karena pengaruh inokulasi B. japonicum yang
diinduksi genistein
Rataan bobot 100 biji kering (g) karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
Rataan bobot biji kering per tanaman (g) karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Rataan bobot biji kering per plot (g) karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Kandungan prolina daun (f.lm/g), N, P dan K tanaman kedelai pada
perlakuan B. japonicum yang diinduksi genistein
27
28
29
30
32
vi
DAFTARGAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Macam-macam struktur isoflavon dalam kedelai (Wu, 1999)
5
2.
Diagram parsial jalur fenilpropanoid yang menunjukkan intemediat dan
enzim-enzim yang tergolong dalam sintesis isoflavonoid (Sreevidya et a/.,
2006; Gonzales et-a/., 2010)
6
3.
Model sekresi flavonoid dari ak:ar kedelai dan simbiosis antara legum dan
rhizobium (Sugiyama, 2008)
7
4.
Bagan alir Kegiatan Penelitian
15
vii
DAFfARLAMPIRAN
Halaman
No.
1.
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap tinggi
"·
.. ,
.
-tanamrui-2 MST -
38
2.
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tanaman 3 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tinggi tanaman 4 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan R japonicum terhadap
tinggi tanaman 5 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tinggi tanaman 6 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 3 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk4MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 5 MST .
. .
.
-
38
ｾｩｮｧ＠
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
ＡｾＺ＠
19.
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 6 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar3 MST
£idik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar4MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar5 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar6MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap laju
perturnbuhan tanaman 3-4 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap laju
perturnbuhan tanaman 4-5 MS'f
Sidik ragam pengaruh genistein dan B.japonicum terhadap laju
pertumbuhan tanaman 5-6 MST
Sidik ragarn pengaruh genistein dan B. Japorucum terhadap laju
pertumbuhan relative 3-4 MST
S!
lJ S U
! -'
ｬ｢｡ｸＮＶＵＱ
ｾ＠
ｾ
Ｍﾷｬ＠
D b'r> · $1
ｾｨＭｶｴ＠
I" , \-.--
LAPORAN AKHIR
HIBAH BERSAING
PROGRAM DESENTRALISASI
JVDVL PENELITIAN :
PERAN Bradyrhizobium japonicum YANG DIBERI
PENGINDUKSI GENISTEIN P ADA KEDELAI DENGAN
KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN
Ｍ ｾｭｮｬｦＬ＠
13000051
Oleh:
Ir. Yaya Hasanah, MSi.
Nini Rahmawati, SP, MSi.
. Ketua Peneliti
Anggota Peneliti
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan, Sesuai dengan Surat Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Program
Penelitian Hibah Bersaing Tahun Anggran 2012 Nomor: 1607/UNS.l.RIKEU/2012
Tanggal 21 Februari 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN/PELAYANAN
KEPADA MASYARAKAT
BIDANG PENELITIAN
NOVEMBER, 2012
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
SKIM IDBAH BERSAING
PROGRAM DESENTRALISASI
TAHUN ANGGARAN 2012
1. a. Judul Penelitian
: Peran Bradyrhizobium japonicum yang
Diberi Penginduksi Genistein pada Kedelai
dengan Kondisi Cekaman Kekeringan
b. Bidang ilmu
: Pertanian
2. Ketua Peneliti
a. Nama lengkap dan gelar
: Ir. Yaya Hasanah, MSi.
b. Jenis kelamin
: Perempuan
NIP
d. Jabatan Fungsional
: I 9690 I I 0 200502 2003
: Lektor
r.
e. Fakultas/Departemen!Program Studi : Pertanian/Agroekoteknologi
: 081361655911
t: Handphone
3. IAiamat Ketua Peneliti
Ia. Alamat Kantor
(Telp/faxle-mail)
: Jl. Prof. A. Sofyan No. 3 Kampus USU
Medan 20155. Telp. 06I-8213236/0618211924/-
lb. Alamat Rumah
(Telp/faxle-mail)
lnsan Cita Griya A-4 Pasar I Tanjungsari
Jl. A. Hakim Medan 20132.
ｾｵｭｬ｡ｨ＠
4.
I
Anggota Peneliti
Ia. Nama Anggota Peneliti I
5. iLokasi Penelitian
: Nini Rahmawati, SP. MSi.
: Desa Sambirejo, Kecamatan Binjei,
Kabupaten Langkat
-
6. IKetjasama Dengan Institusi Lain
7.
ｾ｡ｮｧｫ＠
. 2 tahun
a. Sumber dari DIPA USU
b. Sumber Lainnya
: Rp. 45.000.000,-
Total biaya
: Rp. ＴＵＮＰｾＭ
Waktu PeneJitian
8. Jliaya yang Disetujui Tahun 2012
-
ｾ＠
Mengetahui
Dekan Fakultas ｐｾ＠
Medan, 2 November 2012
Ketua Peneliti,
ｾ＠
--.....,
Prof. Dr. Ir. ｄｾ＠
MS.
NIP. 1956012219860110h
1
"i.TASPE
-
L:.
/ f; ｾ＠
ｾ＠
Ir. Yaya Hasanah, MSi.
NIP. 19690Il02005022003
Mengetahui
"l:P3M Bidang Penelitian USU
Ketua,
Dr. lr. armein Nasution, MSIE.
NIP. 19520525 198003 I 003
1
RINGKASAN DAN SUMMARY
Kedelai merupakan komoditas pangan utama ketiga setelah padi dan jagung, baku
industri pangan, tetapi juga ditempatkan sebagai bahan makanan sehat dan baku industri nonpangan. Kedelai sebagai bahan pangan mempunyai nilai gizi cukup tinggi. Kedelai memiliki
potensi strategis dalam ketahanan pangan sebagai sumber protein dan pangan fungsional
--bennutu tinggi bagi kebutuhan manusia. Sampai saat ini kebutuhan kedelai dalam negeri belum
ｾ＠
bisa dipenuhi
ｳ･ｨｩｮｾ｡＠
masih
ｴ･ｲｾ｡ｮｵ＠
irnpor. Untuk
ｭ･ｮｾｩｲ｢｡＠
kebutuhan kedelai maka
perlu di1akukan upaya peningkatan produksi kede1ai nasiona1 baik secara intensiftkasi maupun
ekstensiftkasi seperti pemberdayaan lahan kerin¥.
Lahan kering merupakan areal potensial untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian
ditinjau dari luasannya. Luas lahan
ｫ･ｲｩｮｾ＠
untuk pertanian di Indonesia diperkirakan mencapai
55.6 juta ha (Hidayat dan Mulyani, 2002).
Sebaran lahan kering tersebut meliputi 41% di
Sumatera, 28% di Kalimantan dan 24% di Sulawesi dan Jawa dan kira-kira 24.3% lahan kering
tersebut didominasi oleh podsolik merah kuning (ultisol). Menurut Marschner (1995) tanah
podsolik merah kuning (ultisol) mempunyai tingkat kemasaman tinggi, kandungan hara makro
dan mikro rendah. Selain itu, pada lahan kering sering terjadi kekurangan air terutama pada
musim kemarau yang menyebabkan cekaman kekeringan.
Keadaan ini akan mempengaruhi
perkembangan morfologi dan proses ftsiologi tanaman kedelai sehingga menyebabkan
rendahnya hasil.
Kedelai sangat sensitif terhadap kondisi kekeringan yang mengakibatkan penurunan hasil
dan kualitas biji (Frederick eta!, 2001 ; Purcell eta!, 2004). Cekaman kekeringan pada kedelai
-
-
-
telah diketahui menurunkan laju fotosintesis dan indeks luas daun tanaman (Sloane et al, 1990).
Cekaman kekeringan menyebabkan tanaman memendek, menekan perkembangan akar dan tajuk
-
-
-
kedelai (Jusufet al, 1993; Hamim et al, 1996; Soepandi et al, 1997), mempercepat pembungaan
dan umur panen (Jusuf et al (1993),
ｭ･ｮｾ｡ｩ＠
jumlah
ｰｯｬｮｾ＠
berisi Soepandi et al (1997),
menurunkan jumlah biji/tanaman dan bobot per satuan biji (De Souza e al, 1997) serta
menurunkan hasil biji kedelai (Jusuf et al, 1993; Soepandi et al, 1997).
Kedelai seperti halnya legum lainnya memiliki kemampuan untuk bersimbiosis dengan
bakteri rhizobia.
Akar kedelai membentuk bintil akar dimana bakteri memfiksasi N2 dari
atmosfer (Gresshoff, 1993 ; Morgan et al, 2005). Rhizobia dan tanaman kedelai saling bekerja
ii
sama dalam mengembangkan simbiosis yang dikendalikan oleh kedua simbion tersebut.
Walaupun
demikian, kondisi lingkungan seperti
suhu rendah, salinitas tinggi,
.
.
.. - . . pH rendah dan
,.
,.
kekeringan dapat berpengaruh negatif terhadap simbiosis antara legum dan rhizobia (Napoles,
2009). Cekaman ｫ･ｲｩｮｾ｡＠
merupakan faktor utama ｹ｡ｮｾ＠
｢･ｲｰｮｾ｡ｵｨ＠
terhadap simbiosis dan
menurunkan pembentukan bintil akar (nodul), mengurangi ukuran bintil akar dan fiksasi N
(Serraj et al., 2003 ; Streeter, 2003 ; King and Purcell, 2001 ; Tajima et al, 2004).
Pada pertukaran molekul antara legum dan mikroorganisme, akar legum mengeluarkan
eksudat berupa molekul flavonoid dan isoflavonoid ｹ｡ｮｾ＠
ｭ･ｮｾ､ｵｫｳｩ＠
ekspresi nod (nodulation)
gen dalam rhizobia (Long, 2001). Genistein dan daidzein merupakanjenis isoflavon utama pada
eksudat akar kedelai
al., 1990).
ｹｾ＠
responsif terhadap induksi nod
ｾ･ｮ＠
pada Bradyrhizobium (Kosslak et
Sebagai hasilnya, bakteri memproduksi lipo-oligosakarida Nod Factors yang
mempresisi struktur ｹ｡ｮｾ＠
menentukan ｲ･ｮｴ｡ｾ＠
ｩｮ｡ｾ＠
dan spesiflkasi asosiasi dan induksi respons
tanaman sehingga pembentukan bintil akar menjadi lengkap (Vijn et al., 1993 ; Stokkermans
and ｐ･ｴｲｳｾ＠
1994 ; Spaink, 2000 ; Geurts et al, 2005).
Hasil penelitian pada tahun pertama didapatkan isolat B. japonicum yang potensial untuk
､ｩｫ･ｭ｢｡ｮｾ＠
di laban ｫ･ｲｩｮｾ＠
､･ｮｾ｡＠
diberi ｰ･ｮｾｩ､ｵｫｳ＠
ｾ･ｮｩｳｴＮ＠
Hasil penelitian tahun
pertama tersebut selain diberikan penginduksi genistein untuk B. japonicum perlu ditambahkan
bahan ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
ｳ･｢｡ｾｩ＠
pembenah tanah ｹ｡ｮｾ＠
berpotensi untuk menyerap/menyimpan air. Bahan
organik yang dapat dimanfaatkan yaitu pupuk kandang dan kompos jerami padi. Kedua bahan
ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
tersebut tersedia melimpah di lokasi laban ｫ･ｲｩｮｾ＠
Desa Sambirejo.
Berdasarkan hasil sidik ragam diketahui bahwa induksi genistein berpengaruh nyata
terhadap peubah ｴｩｮﾥｾ＠
tanaman 2-6 MST, bobot ｫ･ｲｩｮｾ＠
tajuk 6 MST, laju pertumbuhan tanaman
5-6 MST, laju asimilasi bersih 5-6 MST, laju pertumbuhan relatif 5-6 MST, kandungan prolina
daun. Perlakuan B. japonicum + pupuk
kandungan prolina daun.
｢･ｲｰｮｾ｡ｵｨ＠
ｯｲｾ｡ｮｩｫ＠
berpen¥aruh nyata bobot 100 biji
ｫ･ｲｩｮｾ＠
dan
Interaksi antara genistein dan B. japonicum + pupuk organik
nyata terhadap laju pertumbuhan tanaman 4-5 MST, laju asimilasi bersih 4-5 MST,
panjang akar dan kandungan prolina daun.
iii
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas berkat rahmatNya maka
laporan ini dapat diselesaikan.
-
-
Laporan penelitian yang berjudul Peran Bradyrhizobium japonicum
ｐ･ｮｾｩ､ｵｫｳ＠
Genistein pada Kedelai ､･ｮｾ｡＠
Kondisi Cekaman ｋ･ｫｲｩｮｾ｡＠
yang Diberi
merupakan laporan
akhir penelitian tahap II Hibah Bersaing DP2M Kementerian Pendidikan Nasional.
ini penulis
mengucapkan
terima kasih kepada Direktorat Jenderal
Pada kesempatan
.
-
Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan Nasional yang telah memberikan dana bagi
ｫ･｢ｲｬ｡ｮｾｳｵ＠
penelitian ini. Penulis
ｪｵｾ｡＠
ｭ･ｮｾ｣｡ｰｫ＠
terima kasih kepada semua pihak
yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan
penelitian ini.
Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik membangun untuk kesempumaan laporan
penelitian ini.
ｓ･ｭｯｾ｡＠
laporan ini _bermanfaat ｢｡ｾｩ＠
pihak ｹ｡ｮｾ＠
ｭ･ｲｬｵｫ｡ｮｾＮ＠
Medan, November201 2
Penulis
iv
ｾ＠
DAFTARISI
L' --
ｾﾷ
• ｩｾＺｷＢ＠
ＺＮ＠
UNIVERSif,.,S ｾＬ＠ .. ｲ［Ｌ Ｌﾷ ＬｾＮｲ＠
RINGKASAN DAN SUMMARY...............................................................................
_j'
ｾｲｵ［＠
---
11
PRAKATA ................................................ ................. ..................................................
111
DAFTAR lSI...................................................................................................................................
IV
DAFTARTABEL.. ............................................... .........................................................
v
DAFTAR GAMBAR........................................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN................................. .................................................................
IX
I.
PENDAI-IULUAN ............................... .........................................................
1
II TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN KE-11 ............................
3
III TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
4
IV METODE PENELITIAN ...............................................................................
12
V
HASIL DAN PEMBAHASAN .................. ..... ..... .......................................
16
VI KESIMPULAN DAN SARAN ................ ......................................................
35
DAFTARPUSTAKA....................................................................................................
36
LAMPIRAN .................................................... ...............................................................
38
v
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Kandungan hara dari pupuk kandang padat (segar)
11
2.
Tahapan dan kegiatan penelitian peran Bradyrhizobium japonicum yang
diinduksi oleh genistein pada kedelai pada lahan kering
Jadwal penelitian pada Tahun Kedua
Rataan Tinggi Tanaman (em) pada 2-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
14
3.
4.
14
17
5.
Rataan bobot kering akar (g) pada 3-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
18
6.
Rataan bobot kering tajuk (g) pada 3-6 MST karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Rataan laju pertumbuhan tanarnan karena pengaruh inokulasi B.
japonicum yang diinduksi genistein
Rataan laju pertumbuhan relatifkarena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
Rataan laju asimilasi bersih karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
19
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Rataanjumlah bintil akar karena pengaruh inokulasi B.japonicum yang
diinduksi genistein
Rataan jumlah cabang produktif karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistern
· Rataan panjang akar karena pengaruh inokulasi B. japonicum yang
､ｩｮｾ＠
13.
14.
15.
16.
17.
20
22
23
24
25
26
ｧｾｮｩＺｳｴ＠
Rataan jumlah polong karena pengaruh inokulasi B. japonicum yang
diinduksi genistein
Rataan bobot 100 biji kering (g) karena pengaruh inokulasi B. japonicum
yang diinduksi genistein
Rataan bobot biji kering per tanaman (g) karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Rataan bobot biji kering per plot (g) karena pengaruh inokulasi
B. japonicum yang diinduksi genistein
Kandungan prolina daun (f.lm/g), N, P dan K tanaman kedelai pada
perlakuan B. japonicum yang diinduksi genistein
27
28
29
30
32
vi
DAFTARGAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Macam-macam struktur isoflavon dalam kedelai (Wu, 1999)
5
2.
Diagram parsial jalur fenilpropanoid yang menunjukkan intemediat dan
enzim-enzim yang tergolong dalam sintesis isoflavonoid (Sreevidya et a/.,
2006; Gonzales et-a/., 2010)
6
3.
Model sekresi flavonoid dari ak:ar kedelai dan simbiosis antara legum dan
rhizobium (Sugiyama, 2008)
7
4.
Bagan alir Kegiatan Penelitian
15
vii
DAFfARLAMPIRAN
Halaman
No.
1.
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap tinggi
"·
.. ,
.
-tanamrui-2 MST -
38
2.
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tanaman 3 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tinggi tanaman 4 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan R japonicum terhadap
tinggi tanaman 5 MST
Sidik ragam pengaruh induksi genistein dan B. japonicum terhadap
tinggi tanaman 6 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 3 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk4MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 5 MST .
. .
.
-
38
ｾｩｮｧ＠
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
ＡｾＺ＠
19.
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
tajuk 6 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar3 MST
£idik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar4MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar5 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap bobot kering
akar6MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap laju
perturnbuhan tanaman 3-4 MST
Sidik ragam pengaruh genistein dan B. japonicum terhadap laju
perturnbuhan tanaman 4-5 MS'f
Sidik ragam pengaruh genistein dan B.japonicum terhadap laju
pertumbuhan tanaman 5-6 MST
Sidik ragarn pengaruh genistein dan B. Japorucum terhadap laju
pertumbuhan relative 3-4 MST
S!