Seleksi dan karakterisasi bakteri rizosfer untuk mengendalikan penyakiit layu bakteri pada kacang tanah yang disebabkan oleh Ralstonia colanacearum Yabuuchi et al.
SELEKSI DAN KARAKTERISASI BAKTERI RIZOSFER
UNTUK MENGENDALIKAN PENYAKIT LAYU BAKTERI
PADA KACANG TANAH YANG DISEBABKAN OLEH
Ralstonia solanacearum Yabuuchi et al.
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
RACHMAD ADITYA
PROGRAM STUD1 HAMA DAN PENYAIUT TUMBUHAN
F A r n T A S PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
ABSTRAK
RACHMAD ADITYA. Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer untuk
Mengendalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang Tanah yang Disebabkan oleh
Ralstonia solanacearu?n Yabuuchi et al.. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH
NAWANGSIH.
Penyakit l a p bakteri yang disebabkan oleh R. solanacearum Yabuuchi et
al. merupakan salah satu penyakit penting pada pertanaman kacang tanah di
Indonesia. Kerugian yang disebabkan oleh penyakit ini berkisar antara 15-35%,
bahkan pada varietas yang rentan mencapai 60-90%. Berbagai upaya
pengendalian telah dilaksanakan namun permasalahan penyakit layu dilapangan
masih ditemukan. Pengendalian secara biologi dengan memanfaatkan agens
antagonis yang terdapat di alam sudah dilakukan sejak 20 tahun yang lalu, namun
masih perlu dikembangkan untuk menekan epidemi penyakit ini. Penelitian ini
bertujuan untuk menguji kemampuan isolat bakteri rizosfer dalam mengendalikan
penyakit l a p bakteri yang disebabkan oleh R. solanacearum pada kacang tanah
secara in vitro dan in vivo dan mengidentifikasi isolat bakteri yang berpotensi
sebagai agens pengendali penyakit.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi dan rumah kaca
Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian berlangsung pada bulan Desember 2005 sampai bulan Juli 2006.
Berdasarkan hasil isolasi dari rizosfer kacang tanah diperoleh 15 isolat
bakteri rizosfer kacang tanah yang bersifat fluorescens dan 18 isolat bakteri tahan
panas. Semua isolat bakteri rizosfer tersebut (39 isolat) ditambahkan dengan lima
isolat bakteri rizosfer koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan serta 1 isolat
koleksi Laboratorium Miologi Tumbuhan diuji kemampuannya menimbulkan
reaksi hipersensitif pada d a m tembakau. Hasil pengujian menunjukkan bahwa 7
isolat bereaksi positif sedangkan 32 isolat lainnya bereaksi negatif. Isolat-isolat
yang bereaksi negatif kemudian diuji secara in viho untuk mengetahui mekanisme
antibiosis dan toksisitas terhadap benih. Dari hasil pengujian antibiosis dan
toksisitas terhadap benih diperoleh lima isolat yang potensial sebagai agens
biokontrol, yaitu : Pseudo7nonas jluorescens ES32, P. jluorescens RH4003, P.
kelompok fluorescens CK-5, Bacillus subtilis AB89 dan Bakteri Tahan Panas
(BTP) KS-2. Berdasarkan hasil pengujian terhadap karakter fisiologi, isolat BTP
KS-2 diidentifikasi sebagai genus Bacillus dan isolat CK-5 termasuk
Pseudomonas jluorescens. Lima isolat tersebut kemudian diuji keefektifannya
dalam menekan penyakit layu bakteri pada kacang tanah di rumah kaca. Hasil
pengujian menunjukkan bahwa P. jluorescens RH4003 paling tinggi
kemampuannya menekan keparahan penyakit. Pada pengarnatan 6 MST,
keparahan penyakit layu pada tanaman yang diberi perlakuan dengan P.
jluorescens RH4003 ternyata lebih rendali dibandingkan dengan kontrol, yaitu
masing-masing 5,83% dan 35,42%.
..
Nama Mahasiswa
NRP
Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer untuk
Mengendalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang
Tanah yang
Disebabkan oleh Ralstonia
solanacearum Yabuuchi e f al.
Rachmad Aditya
A44 102040
NIP. 131 869 954
Tanggal Lulus:
2 7 Sp? 2006
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga skripsi dengan judul 'Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer
untuk Mengzndalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang Tanah yang
Disebabkan oleh Ralstonia solanacearum Yabuuchi et al.' ini dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih
kepada Ir. Abdjad Asih Nawangsih MSi. selaku dosen pembimbing atas
bimbingan dan semua bantuan selama proses penelitian hingga penulisan skripsi
ini, dan Dr. lr. Pumama Hidayat MSc. selaku dosen penguji atas masukannya
untuk perbaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada
staf dosen dan laboran Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen
Proteksi Tanaman atas bantuannya selama penyelesaian tugas akhir ini.
Terima kasih disampaikan kepada Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas
Pertanian IPB, Hari Priwiratama, Dik Billy Natanail, Uda Sadat, Mba Yuni, Didi,
Bu Made dan teman-teman seperjuangan DPT '39 atas semua do'a dan
dorongannya kepada penulis. Rasa hormat dan terima kasih yang mendalam
penulis haturkan kepada Ayahanda (Alm.), Ibunda, kel. drs. H. Istanggulnadi
Notosutardjo, kel. dr. H. Joedyaningsih SW MSc.(PH), kel. drg. Ismaun
Notosutardjo MSc.(PH), kel. Dr. Ir. H. Zulkarnaen Pulungan MSc., kel. Ir. H.
Ujang Suparman, kel. Bangun Istyadji BEc., dan Te Henny Boediman Paningkas
yang dengan kesabaran, ketabahan, kasih sayang, do'a dan bantuannya selama ini
untuk kesuksesan penulis. Penulis mendo'akan semoga Allah SWT melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempuma, namun harapan
penulis, semoga penelitian dan skripsi ini dapat membantu memberikan manfaat
bagi kita semua. Amien.
Bogor, Oktober 2006
Rachmad Aditya
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Semarang pada tanggal 3 April 1985 dari ayah
Isdiarto Notosutardjo dan ibu Hj. Tutty Sugiarti sebagai anak tunggal.
Penulis menyelesaikan pendidikan di SMU Negeri 9 Surabaya tahun 2002.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan terdaftar sebagai mahasiswa
Program studi Hama dau Penyakit Tumbuhan (HPT).
Selma menjadi mahasiswa penulis aktif menjadi asisten dosen beberapa
mata kuliah, yaitu Ilmu Penyakit Tumbuhan Umum, Hama dan Penyakit Benih
dan Pasca Panen, Nematologi Tumbuhan Dasar, Metode Statistika I, Dasar-dasar
Perlindungan Tanaman dan Bakteriologi Tumbuhan. Pelatihan yang pemah
penulis ikuti adalah pelatihan singkat fotografi perlindungan tanaman pada bulan
Juni 2006.
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL .......................................................................................
Halaman
vii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN
...............................................................................
PENDAHULUAN .......................................................................................
...
viii
ix
1
Latar Belakang ..................................................................................
1
Tujuan ................................................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................
4
Penyakit Layu Bakteri ........................................................................
4
Ekologi Penyakit .......................................................................
4
Gejala Penyakit .........................................................................5
Penyebab Penyakit .................................................................... 5
Kemampuan Bertahan Hidup R . solanacearum ........................ 7
Upaya Pengendalian .................................................................. 7
Mikroorganisme Antagonis Sebagai Agens Pengendali Hayati ........ 8
PseudomonasJluorescens Sebagai Agens Pengendali Hayati .. 9
Bacillus spp. Sebagai Agens Pengendali Hayati ....................... 9
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
11
Tempat dan Waktu .............................................................................
11
Isolasi Bakteri R. solanacearum ........................................................
11
....................................................
Isolasi Bakteri Antagonis ...................................................................
...
..
Uji Hipersensitifitas ...........................................................................
Uji Antibiosis Agens Antagonis Secara In Vitro ...............................
Karakterisasi Fisiologis Bakteri Antagonis ........................................
Uji Gram ....................................................................................
Uji Pembentukan Endospora (Spore determination) ................
Uji Levan ...................................................................................
Reaksi Oksidatif-Fermentatif ....................................................
Uji Pembusukan Kentang (Pectolitic activity) ..........................
Uji Arginine Dihydrolase ..........................................................
Uji Pengaruh Agens Antagonis Terhadap Benih ...............................
Uji Penghambatan Penyakit Layu Bakteri ........................................
11
..
Uji Patogenisitas R . solanacearum
12
12
13
13
13
14
14
14
15
15
15
16
vi
Analisis Data .................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Isolasi Bakteri R. solanacearum
17
18
.................................................... 18
Isolasi dan Uji Hipersensitifitas Bakteri Antagonis ...........................
Uji Antibiosis Agens Antagonis Secara In Vitro
18
............................... 20
Karakterisasi Morfologis dan Fisiologis Bakteri Antagonis .............. 23
Uji Gram ....................................................................................
24
Uji Pembentukan Endospora (Spore determination) ................ 25
..
Uji Levan ...................................................................................
25
Reaksi Oksidatif-Fermentatif .................................................... 26
Uji Pembusukan Kentang (Pectolitic activity) .......................... 27
Uji Arginine Dihydrolase ..........................................................
27
Uji Pengaruh Agens Antagonis Terhadap Benih ...............................
29
Uji Penghambatan Penyakit Layu Bakteri ........................................
32
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
36
Kesimpulan ........................................................................................
36
................................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 37
Saran
UNTUK MENGENDALIKAN PENYAKIT LAYU BAKTERI
PADA KACANG TANAH YANG DISEBABKAN OLEH
Ralstonia solanacearum Yabuuchi et al.
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
RACHMAD ADITYA
PROGRAM STUD1 HAMA DAN PENYAIUT TUMBUHAN
F A r n T A S PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
ABSTRAK
RACHMAD ADITYA. Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer untuk
Mengendalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang Tanah yang Disebabkan oleh
Ralstonia solanacearu?n Yabuuchi et al.. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH
NAWANGSIH.
Penyakit l a p bakteri yang disebabkan oleh R. solanacearum Yabuuchi et
al. merupakan salah satu penyakit penting pada pertanaman kacang tanah di
Indonesia. Kerugian yang disebabkan oleh penyakit ini berkisar antara 15-35%,
bahkan pada varietas yang rentan mencapai 60-90%. Berbagai upaya
pengendalian telah dilaksanakan namun permasalahan penyakit layu dilapangan
masih ditemukan. Pengendalian secara biologi dengan memanfaatkan agens
antagonis yang terdapat di alam sudah dilakukan sejak 20 tahun yang lalu, namun
masih perlu dikembangkan untuk menekan epidemi penyakit ini. Penelitian ini
bertujuan untuk menguji kemampuan isolat bakteri rizosfer dalam mengendalikan
penyakit l a p bakteri yang disebabkan oleh R. solanacearum pada kacang tanah
secara in vitro dan in vivo dan mengidentifikasi isolat bakteri yang berpotensi
sebagai agens pengendali penyakit.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi dan rumah kaca
Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian berlangsung pada bulan Desember 2005 sampai bulan Juli 2006.
Berdasarkan hasil isolasi dari rizosfer kacang tanah diperoleh 15 isolat
bakteri rizosfer kacang tanah yang bersifat fluorescens dan 18 isolat bakteri tahan
panas. Semua isolat bakteri rizosfer tersebut (39 isolat) ditambahkan dengan lima
isolat bakteri rizosfer koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan serta 1 isolat
koleksi Laboratorium Miologi Tumbuhan diuji kemampuannya menimbulkan
reaksi hipersensitif pada d a m tembakau. Hasil pengujian menunjukkan bahwa 7
isolat bereaksi positif sedangkan 32 isolat lainnya bereaksi negatif. Isolat-isolat
yang bereaksi negatif kemudian diuji secara in viho untuk mengetahui mekanisme
antibiosis dan toksisitas terhadap benih. Dari hasil pengujian antibiosis dan
toksisitas terhadap benih diperoleh lima isolat yang potensial sebagai agens
biokontrol, yaitu : Pseudo7nonas jluorescens ES32, P. jluorescens RH4003, P.
kelompok fluorescens CK-5, Bacillus subtilis AB89 dan Bakteri Tahan Panas
(BTP) KS-2. Berdasarkan hasil pengujian terhadap karakter fisiologi, isolat BTP
KS-2 diidentifikasi sebagai genus Bacillus dan isolat CK-5 termasuk
Pseudomonas jluorescens. Lima isolat tersebut kemudian diuji keefektifannya
dalam menekan penyakit layu bakteri pada kacang tanah di rumah kaca. Hasil
pengujian menunjukkan bahwa P. jluorescens RH4003 paling tinggi
kemampuannya menekan keparahan penyakit. Pada pengarnatan 6 MST,
keparahan penyakit layu pada tanaman yang diberi perlakuan dengan P.
jluorescens RH4003 ternyata lebih rendali dibandingkan dengan kontrol, yaitu
masing-masing 5,83% dan 35,42%.
..
Nama Mahasiswa
NRP
Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer untuk
Mengendalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang
Tanah yang
Disebabkan oleh Ralstonia
solanacearum Yabuuchi e f al.
Rachmad Aditya
A44 102040
NIP. 131 869 954
Tanggal Lulus:
2 7 Sp? 2006
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga skripsi dengan judul 'Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Rizosfer
untuk Mengzndalikan Penyakit Layu Bakteri pada Kacang Tanah yang
Disebabkan oleh Ralstonia solanacearum Yabuuchi et al.' ini dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih
kepada Ir. Abdjad Asih Nawangsih MSi. selaku dosen pembimbing atas
bimbingan dan semua bantuan selama proses penelitian hingga penulisan skripsi
ini, dan Dr. lr. Pumama Hidayat MSc. selaku dosen penguji atas masukannya
untuk perbaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada
staf dosen dan laboran Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen
Proteksi Tanaman atas bantuannya selama penyelesaian tugas akhir ini.
Terima kasih disampaikan kepada Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas
Pertanian IPB, Hari Priwiratama, Dik Billy Natanail, Uda Sadat, Mba Yuni, Didi,
Bu Made dan teman-teman seperjuangan DPT '39 atas semua do'a dan
dorongannya kepada penulis. Rasa hormat dan terima kasih yang mendalam
penulis haturkan kepada Ayahanda (Alm.), Ibunda, kel. drs. H. Istanggulnadi
Notosutardjo, kel. dr. H. Joedyaningsih SW MSc.(PH), kel. drg. Ismaun
Notosutardjo MSc.(PH), kel. Dr. Ir. H. Zulkarnaen Pulungan MSc., kel. Ir. H.
Ujang Suparman, kel. Bangun Istyadji BEc., dan Te Henny Boediman Paningkas
yang dengan kesabaran, ketabahan, kasih sayang, do'a dan bantuannya selama ini
untuk kesuksesan penulis. Penulis mendo'akan semoga Allah SWT melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempuma, namun harapan
penulis, semoga penelitian dan skripsi ini dapat membantu memberikan manfaat
bagi kita semua. Amien.
Bogor, Oktober 2006
Rachmad Aditya
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Semarang pada tanggal 3 April 1985 dari ayah
Isdiarto Notosutardjo dan ibu Hj. Tutty Sugiarti sebagai anak tunggal.
Penulis menyelesaikan pendidikan di SMU Negeri 9 Surabaya tahun 2002.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan terdaftar sebagai mahasiswa
Program studi Hama dau Penyakit Tumbuhan (HPT).
Selma menjadi mahasiswa penulis aktif menjadi asisten dosen beberapa
mata kuliah, yaitu Ilmu Penyakit Tumbuhan Umum, Hama dan Penyakit Benih
dan Pasca Panen, Nematologi Tumbuhan Dasar, Metode Statistika I, Dasar-dasar
Perlindungan Tanaman dan Bakteriologi Tumbuhan. Pelatihan yang pemah
penulis ikuti adalah pelatihan singkat fotografi perlindungan tanaman pada bulan
Juni 2006.
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL .......................................................................................
Halaman
vii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN
...............................................................................
PENDAHULUAN .......................................................................................
...
viii
ix
1
Latar Belakang ..................................................................................
1
Tujuan ................................................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................
4
Penyakit Layu Bakteri ........................................................................
4
Ekologi Penyakit .......................................................................
4
Gejala Penyakit .........................................................................5
Penyebab Penyakit .................................................................... 5
Kemampuan Bertahan Hidup R . solanacearum ........................ 7
Upaya Pengendalian .................................................................. 7
Mikroorganisme Antagonis Sebagai Agens Pengendali Hayati ........ 8
PseudomonasJluorescens Sebagai Agens Pengendali Hayati .. 9
Bacillus spp. Sebagai Agens Pengendali Hayati ....................... 9
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
11
Tempat dan Waktu .............................................................................
11
Isolasi Bakteri R. solanacearum ........................................................
11
....................................................
Isolasi Bakteri Antagonis ...................................................................
...
..
Uji Hipersensitifitas ...........................................................................
Uji Antibiosis Agens Antagonis Secara In Vitro ...............................
Karakterisasi Fisiologis Bakteri Antagonis ........................................
Uji Gram ....................................................................................
Uji Pembentukan Endospora (Spore determination) ................
Uji Levan ...................................................................................
Reaksi Oksidatif-Fermentatif ....................................................
Uji Pembusukan Kentang (Pectolitic activity) ..........................
Uji Arginine Dihydrolase ..........................................................
Uji Pengaruh Agens Antagonis Terhadap Benih ...............................
Uji Penghambatan Penyakit Layu Bakteri ........................................
11
..
Uji Patogenisitas R . solanacearum
12
12
13
13
13
14
14
14
15
15
15
16
vi
Analisis Data .................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Isolasi Bakteri R. solanacearum
17
18
.................................................... 18
Isolasi dan Uji Hipersensitifitas Bakteri Antagonis ...........................
Uji Antibiosis Agens Antagonis Secara In Vitro
18
............................... 20
Karakterisasi Morfologis dan Fisiologis Bakteri Antagonis .............. 23
Uji Gram ....................................................................................
24
Uji Pembentukan Endospora (Spore determination) ................ 25
..
Uji Levan ...................................................................................
25
Reaksi Oksidatif-Fermentatif .................................................... 26
Uji Pembusukan Kentang (Pectolitic activity) .......................... 27
Uji Arginine Dihydrolase ..........................................................
27
Uji Pengaruh Agens Antagonis Terhadap Benih ...............................
29
Uji Penghambatan Penyakit Layu Bakteri ........................................
32
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
36
Kesimpulan ........................................................................................
36
................................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 37
Saran