Seleksi Bakteri Endofit dari Tanaman Jabon, Sengon dan Tanjung untuk Pengendalian Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat.
SELEKSI BAKTERI ENDOFIT
DARI TANAMAN JABON, SENGON DAN TANJUNG
UNTUK PENGENDALIAN Meloidogyne sp.
PADA TANAMAN TOMAT
TRI DASA ANGGA PRATAMA
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Seleksi Bakteri
Endofit dari Tanaman Jabon, Sengon dan Tanjung untuk Pengendalian
Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat” adalah benar karya saya dengan arahan
dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi manapun. 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Tri Dasa Angga Pratama
NIM A34100085
ABSTRAK
TRI DASA ANGGA PRATAMA. Seleksi Bakteri Endofit dari Tanaman Jabon,
Sengon dan Tanjung untuk Pengendalian Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat.
Dibimbing oleh ABDUL MUNIF.
Nematoda puru akar Meloidogyne sp. merupakan nematoda parasit
tumbuhan yang menyerang akar dan menjadi masalah pada tanaman tomat.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyeleksi bakteri endofit dari tiga spesies
tanaman hutan, Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.), Sengon (Albizia chinensis
(Osbeck) Merr.) dan Tanjung (Mimusops elengi L.) serta mengevaluasi potensinya
untuk pengendalian Meloidogyne sp. pada tanaman tomat. Bakteri endofit
diisolasi dengan metode sterilisasi permukaan dengan menggunakan TSA sebagai
media tumbuh. Sebanyak 11 isolat bakteri endofit berhasil diperoleh dari tiga akar
tanaman tersebut. Hasil uji hipersensitif pada daun tembakau menunjukkan semua
isolat bakteri endofit tidak berpotensi sebagai bakteri patogen. Beberapa isolat
memiliki potensi untuk menekan dan mengurangi timbulnya puru akar pada
tanaman tomat hingga lebih dari 80%.
Kata kunci: hipersensitif, isolat, nematoda, parasit tumbuhan, puru akar.
ABSTRACT
TRI DASA ANGGA PRATAMA. Selection of Endophytic Bacteria from Jabon,
Sengon and Tanjung to Control Meloidogyne sp. on Tomato. Supervised by
ABDUL MUNIF.
Root knot nematode Meloidogyne sp. is plant parasitic nematode which
may cause yield loss by its infection. This research aimed to select endophytic
bacteria from three forestry plants, Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.), Sengon
(Albizia chinensis (Osbeck) Merr.), and Tanjung (Mimusops elengi L.) and to
evaluate their potential uses in controlling Meloidogyne spp. in tomato.
Endophytic bacteria were isolated from the roots of jabon, sengon and tanjung by
surface sterilization and bacterial growth on TSA. This experiments have shown
that 11 endophytic bacteria were observed from these plants roots. Hypersensitive
test has shown that all isolates gave negative reaction. Some isolates have found
the ability to suppress root galls in tomato up to 80%.
Keywords: hypersensitive, isolate, nematode, plant parasitic, root knot.
©
Hak Cipta milik IPB, tahun 2015
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
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
SELEKSI BAKTERI ENDOFIT
DARI TANAMAN JABON, SENGON DAN TANJUNG
UNTUK PENGENDALIAN Meloidogyne sp.
PADA TANAMAN TOMAT
TRI DASA ANGGA PRATAMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini yang berjudul “Seleksi Bakteri Endofit dari Tanaman Jabon, Sengon dan
Tanjung untuk Pengendalian Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat”. Penelitian
dilakukan di Laboratorium Nematologi Tumbuhan, Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berlangsung
mulai bulan Maret 2014 sampai dengan Oktober 2014.
Rasa cinta dan kasih sayang yang dalam tak lupa penulis ucapkan kepada
Ibu, Bapak dan seluruh keluarga atas segala dukungan yang diberikan baik secara
moril maupun materil. Rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc.Agr. sebagai dosen pembibing skripsi sekaligus
pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dalam pengerjaan
penelitian tugas akhir ini serta pelajaran hidup selama penulis menjadi mahasiswa
di Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Ir.
Purnama Hidayat, M.Sc. selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan kritik
dan saran untuk menyempurnakan penulisan tugas akhir ini. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada Mulyana Saputra, Mochamad Yadi Nurjayadi,
Ankardiansyah Pandu Pradana dan semua sahabat, teman-teman serta seluruh
pihak terkait yang membantu terselesaikannya penelitian tugas akhir ini yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam pengerjaan penelitian
tugas akhir ini. Semoga kritik dan saran yang disampaikan kepada penulis dapat
memperbaiki penelitian tugas akhir ini serta memberikan manfaat yang sebesarbesarnya kepada penulis dan pembaca.
Bogor, Februari 2015
Tri Dasa Angga Pratama
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan
Manfaat
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat dan Bahan
Metode Penelitian
Isolasi Bakteri
Uji Hipersensitif
Uji Efektivitas Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Tomat dan Meloidogyne sp.
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri
Uji Hipersensitif
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Jumlah Puru Akar
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
1
2
2
2
3
3
3
3
3
3
4
4
5
5
5
5
8
11
11
11
12
14
DAFTAR TABEL
1 Hasil uji hipersensitif isolat bakteri endofit dari akar tanaman jabon,
sengon dan tanjung pada daun tembakau
2 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
terhadap pertumbuhan tanaman tomat
3 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap pertumbuhan tanaman tomat
4 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
dan perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap jumlah
puru akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp.
5
6
7
9
DAFTAR GAMBAR
1 Akar tanaman tomat kontrol (tanpa perlakuan bakteri endofit) dan yang
diberi perlakuan bakteri endofit
2 Gejala puru akar pada tanaman tomat (a), paket telur (b) dan betina
dewasa Meloidogyne sp. (c) (dengan perbesaran 400 x)
6
10
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu tanaman sayuran yang
banyak dibudidayakan di Indonesia. Tomat merupakan tanaman yang kaya nutrisi
dan rendah kalori. Satu buah tomat ukuran sedang mengandung 57% RDA
(recommended daily allotment) vitamin C, 25% RDA vitamin A, 8% RDA zat
besi dan hanya mengandung 35 kalori (Lerner 2014). Menurut BPS (2014),
produksi tomat di Indonesia pada tahun 1997 mencapai 460 310 ton dan pada
tahun 2013 mencapai 992 780 ton.
Gangguan hama dan penyakit dalam usaha budidaya tomat seringkali
menjadi masalah serius. Salah satu yang menjadi masalah dalam budidaya tomat
adalah nematoda puru akar (Meloidogyne spp.). Meloidogyne spp. merupakan
nematoda parasit tumbuhan yang bersifat parasit obligat dan menginfeksi hampir
setiap spesies tanaman tingkat tinggi. Infeksi Meloidogyne spp. dapat merusak
sistem perakaran tumbuhan sehingga mengganggu proses pengangkutan air dan
unsur hara. Infeksi Meloidogyne spp. tidak menunjukkan gejala khusus pada
bagian tanaman yang berada di atas permukaan tanah. Tanaman yang terinfeksi
Meloidogyne spp. akan menjadi kerdil, kuning dan layu. Infeksi sekunder oleh
patogen lain sering menyebabkan kerusakan yang lebih berat. Serangan
Meloidogyne spp. menyebabkan fungsi fisiologis tanaman inang menjadi
abnormal, sehingga tidak hanya mengurangi hasil panen tetapi juga kualitas
produk (Scurrah et al. 2005; Moens et al. 2010).
Pengendalian Meloidogyne spp. cukup sulit, hal ini dikarenakan organisme
tersebut mempunyai kisaran tanaman inang yang cukup luas. Pengendalian secara
kimiawi dengan menggunakan nematisida fumigan maupun non fumigan
merupakan cara pengendalian yang efektif dan sering digunakan. Akan tetapi,
dikhawatirkan senyawa kimia yang terkandung di dalamnya menimbulkan risiko
terhadap lingkungan. Selain itu, seiring meningkatnya kesadaran tentang arti
pentingnya kualitas lingkungan, maka pengendalian secara kimiawi perlu dibatasi.
Pengendalian hayati adalah pemanfaatan organisme atau makhluk hidup sebagai
komponen dari strategi pengendalian hama dan penyakit tanaman terpadu. Salah
satu kelebihan pengendalian hayati yaitu lebih ramah lingkungan jika
dibandingkan pengendalian secara kimiawi.
Bakteri endofit adalah bakteri yang mengkolonisasi jaringan tanaman tanpa
menyebabkan gejala penyakit (Hallmann et al. 1997). Bakteri endofit diduga
mampu memberikan manfaat terhadap tanaman yang beasosiasi dengannya, baik
secara langsung maupun tidak langsung. Bakteri endofit umumnya masuk ke
dalam jaringan tanaman dari tanah melalui akar dan mampu mengkolonisasi
seluruh jaringan tanaman melalui jaringan vaskuler (Pirttila 2011). Hal tersebut
memungkinkan bakteri endofit dari tanaman hutan dapat dimafaatkan untuk
peningkatan kualitas tanaman pertanian. Beberapa tanaman hutan salah satunya
pinus mampu bertahan hidup dan tumbuh dengan baik di dalam kondisi
lingkungan yang ekstrim. Beberapa penelitian tentang pemanfaatan bakteri endofit
untuk untuk tujuan pengendalian penyakit tanaman telah banyak dilakukan,
diantaranya efektif mengendalikan Meloidogyne spp. dan pemacu pertumbuhan
tanaman tomat (Hartini 2004; Munif et al. 2013; Wibowo 2013). Untuk itu,
2
penelitian mengenai metode yang tepat dalam pemanfaatan bakteri endofit dari
tanaman hutan dengan tujuan peningkatan kualitas tanaman pertanian merupakan
hal yang sangat berharga di kemudian hari.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri endofit yang berasal dari
tanaman jabon, sengon dan tanjung untuk mengetahui pengaruhnya terhadap puru
akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp. dan pemacu pertumbuhan tanaman
tomat.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai bakteri
endofit yang diisolasi dari akar tanaman hutan dan potensinya untuk
mengendalikan Meloidogyne sp. dan pemacu pertumbuhan tanaman tomat.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Nematologi Tumbuhan Fakultas
Pertanian Institut Pertanian Bogor dan rumah kaca kebun percobaan Cikabayan
University Farm, IPB. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2014 sampai
September 2014.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah cawan petri plastik, tabung reaksi ukuran 20 ml,
tabung erlenmeyer ukuran 500 ml, mikrometer pipet, microwave, boiling bath,
autoclave, laminar air flow, mortar, bunsen, timbangan, pot dengan diameter 17
cm dan hand counter. Bahan yang digunakan adalah bibit tanaman jabon, sengon
dan tanjung yang berumur 3-6 bulan, benih tomat varietas Mutiara, tanaman
tembakau berumur 3-4 bulan, Tryptic Soy Broth Agar (TSA), Tryptic Soy Broth
(TSB), gliserol, akuades steril, alkohol 70% dan NaOCl.
Metode Penelitian
Isolasi Bakteri
Bakteri diisolasi dari tiga jenis tanaman hutan, yaitu: jabon, sengon dan
tanjung menurut metode Hallmann et al. (1997) dengan beberapa modifikasi.
Bakteri endofit diisolasi dari bagian akar tanaman. Akar tanaman jabon, sengon
dan tanjung yang berumur 4-5 bulan diambil, kemudian dicuci bersih dan
dikeringaningkan beberapa menit di atas tisu. Setelah itu, akar ditimbang seberat 1
gram dan dilakukan sterilisasi permukaan dengan memasukkannya ke dalam
alkohol 70% selama 3 menit, NaOCl 4% selama 3 menit dan terakhir dibilas
dengan akuades steril sebanyak 3 kali. Akar yang telah disetrilisasi kemudian
dioleskan ke dalam cawan petri yang berisi media TSA 20% yang dijadikan
sebagai kontrol. Selanjutnya, akar dimasukkan ke dalam mortar dan ditambahkan
akuades steril sebanyak 10 ml, kemudian digerus hingga halus. Selanjutnya, akar
yang telah digerus halus diencerkan 101, 102, 103, dan 104 ml. Tiap tingkat
pengenceran diambil 0.1 ml, dituangkan pada media TSA 20% dan diratakan
dengan alat perata dan diinkubasi selama 24-48 jam pada suhu ruang. Bakteri
yang tumbuh dimurnikan dengan menggunakan tusuk gigi steril dengan cara
digoreskan pada media TSA 100% dan diinkubasi pada suhu ruang selama 24-48
jam. Bakteri yang tumbuh murni selanjutnya diambil dengan bantuan jarum ose
dan dipindahkan ke dalam media TSB 100% + 30% gliserol dan disimpan pada
suhu -4oC.
Uji hipersensitif
Uji hipersensitif dilakukan untuk mengetahui potensi patogenisitas isolat
bakteri endofit. Tanaman yang digunakan dalam uji hipersensitif adalah tanaman
tembakau berusia 3-4 bulan yang diperoleh dari Balai Besar Bioteknologi &
Sumber Daya Genetik Pertanian (BB-Biogen) Bogor. Isolat bakteri endofit yang
diuji ditumbuhkan di dalam cawan petri yang berisi TSA 100%. Setelah 48 jam
isolat bakteri endofit dipanen dengan menambahkan akuades steril sebanyak 10
4
ml ke dalam cawan petri. Suspensi bakteri endofit tersebut diambil menggunakan
jarum suntik untuk diinjeksikan pada bagian bawah daun tanaman tembakau dan
diinkubasi selama 48 jam. Bakteri yang berpotensi sebagai patogen menunjukkan
gejala nekrotik (positif) pada daun tembakau, sedangkan bakteri yang bukan
patogen tidak menimbulkan gejala nekrotik. Bakteri yang tidak menunjukkan
gejala nekrotik digunakan untuk pengujian selanjutnya.
Uji Efektivitas Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat dan
Meloidogyne sp.
Metode aplikasi bakteri endofit terhadap tanaman tomat pada penelitian ini
menggunakan dua metode aplikasi, yaitu perendaman benih dan perendaman
benih yang diikuti penyiraman ke tanah. Suspensi bakteri endofit untuk aplikasi
perendaman benih dibuat dengan cara 10 ml akuades steril dituangkan pada
biakan isolat bakteri endofit pada cawan petri yang berisi media TSA 100% dan
dipanen dengan cara meluruhkannya menggunakan jarum inokulasi. Pembuatan
suspensi bakteri endofit untuk aplikasi penyiraman ke tanah dibuat dengan cara 1
cawan petri yang berisi biakan bakteri endofit pada media TSA 100% dipanen dan
dilarutkan dalam 200 ml akuades steril.
Perendaman benih. Benih tomat varietas mutiara direndam di dalam
suspensi bakteri endofit selama 2 jam. Benih kemudian disemai menggunakan
tray yang berisi media tanam komersial Bio Laksmi. Setelah munculnya daun
utama, tanaman tomat dipindah tanam ke dalam pot berdiameter 17 cm yang
berisi media tanah dan kompos dengan perbandingan 1:1 (v/v). Inokulasi
nematoda dilakukan pada saat tanaman berumur sekitar 3 minggu setelah tanam
(MST) dengan cara menambahkan sebanyak 50 gr tanah yang telah terinfestasi
Meloidogyne sp. (setara dengan 3000 ekor larva) yang diperoleh dari kebun
percobaan IPB Pasir Sarongge Cianjur. Setiap perlakuan terdiri atas 4 ulangan.
Pengamatan terhadap tinggi tanaman, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan
jumlah puru akar dilakukan setelah tanaman berumur 10 MST.
Perendaman benih dan penyiraman ke tanah. Benih tomat varietas
mutiara direndam di dalam suspensi bakteri endofit selama 2 jam. Benih
kemudian disemai menggunakan tray yang berisi media tanam komersial Bio
Laksmi. Setelah munculnya daun utama, tanaman tomat dipindah tanam ke dalam
pot berdiameter 17 cm yang berisi media tanah dan kompos dengan perbandingan
1:1 (v/v). Tiap tanaman diberi aplikasi penyiraman ke tanah sebanyak 50 ml
suspensi bakteri endofit pada saat tanaman berumur 1 minggu setelah pindah
tanam. Inokulasi nematoda dilakukan pada saat tanaman berumur sekitar 3 MST
dengan cara menambahkan sebanyak 50 gr tanah yang telah terinfestasi
Meloidogyne sp. (setara dengan 3000 ekor larva) yang diperoleh dari kebun
percobaan IPB Pasir Sarongge Cianjur. Setiap perlakuan terdiri atas 4 ulangan.
Pengamatan terhadap tinggi tanaman, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan
jumlah puru akar dilakuan setelah tanaman berumur 10 MST.
Analisis Data
Rancangan statistika yang digunakan pada percobaan ini adalah Rancangan
Acak Lengkap (RAL). Data yang diperoleh kemudian dianalisis secara statistika
menggu menggunakan uji Duncan dengan program Statistical Product and
Service Solution (SPSS) versi 18 pada taraf nyata 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri Endofit
Bakteri endofit yang berhasil diisolasi dari akar tanaman jabon, sengon dan
tanjung berjumlah 11 isolat, 4 isolat dari tanaman jabon, 3 isolat dari tanaman
sengon dan 4 isolat dari tanaman tanjung. Penelitian tentang keragaman bakteri
endofit yang berasal dari tanaman hutan bervariasi tergantung jenis tanamannya.
Kepadatan populasi bakteri endofit dari tanaman hutan bervariasi mulai dari 101–
106 cfu/g per jaringan tanaman. Bakteri endofit dalam genus Pseudomonas,
Bacillus, Paenibacillus, Erwinia dan Burkholderia merupakan bakteri endofit
yang hampir sering ditemukan. Golongan bakteri gram positif Actinobacteria dan
bakteri gram negatif dalam genus Acinetobacter dan Sphingomonas mempunyai
kepadatan populasi yang signifikan dalam suatu komunitas bakteri endofit pada
tanaman hutan (Izumi 2011).
Uji Hipersensitif
Hasil uji hipersensitif pada daun tembakau terhadap 11 isolat bakteri endofit
semuanya menunjukkan reaksi negatif. Hal tersebut ditandai dengan tidak adanya
gejala nekrosis yang timbul pada daun tembakau setelah aplikasi bakteri endofit
selama 2 x 24 jam. Wick (2010) menyatakan, uji hipersensitif pada tanaman
tembakau merupakan cara yang cepat dan praktis untuk mengetahui patogenesitas
suatu kultur bakteri. Berdasarkan hasil uji reaksi hipersensitif pada tanaman
tembakau, seluruh isolat bakteri endofit yang diuji bersifat non patogenik dan
berpotensi sebagai agen hayati untuk pengendalian penyakit tanaman.
Tabel 1 Hasil uji hipersensitif isolat bakteri endofit dari akar tanaman hutan pada
daun tembakau
Isolat bakteri
Asal akar
Uji
No
Warna koloni
endofit
tanaman
hipersensitif
1
S1
Sengon
Kuning keemasan
Negatif
2
S2
Sengon
Putih keruh
Negatif
3
S3
Sengon
Putih
Negatif
4
T1
Tanjung
Kuning keemasan
Negatif
5
T2
Tanjung
Merah
Negatif
6
T3
Tanjung
Kuning
Negatif
7
T4
Tanjung
Putih bening
Negatif
8
J1
Jabon
Putih
Negatif
9
J2
Jabon
Putih keruh
Negatif
10
J3
Jabon
Putih keabuan
Negatif
11
J4
Jabon
Putih bening
Negatif
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Sebanyak 11 isolat bakteri endofit dilakukan pengujian untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman tomat. Hasil pengamatan
menunjukkan beberapa isolat bakteri endofit dengan metode perendaman benih
saja mampu meningkatkan tinggi, bobot kering tajuk atau bobot kering akar
6
tanaman tomat. Isolat S3, T2, J1 dan J3 mampu meningkatkan tinggi tanaman dan
berbeda nyata dibandingkan kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar
26.39%, 17.47%, 21.93% dan 16.36%. Isolat S3, J1 dan J3 mampu meningkatkan
bobot kering tajuk dibandingkan kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar
81.86%, 99.47% dan 71.65%. Isolat J3 mampu meningkatkan bobot kering akar
paling tinggi dibandingkan dengan isolat lain (Tabel 2) (Gambar 1).
Gambar 1 Akar tanaman tomat kontrol (tanpa perlakuan bakteri endofit) dan
yang diberi perlakuan bakteri endofit
Hasil pengamatan menunjukkan seluruh isolat bakteri endofit dengan
aplikasi perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah mampu
meningkatkan tinggi dan bobot kering tajuk, namun tidak berpengaruh nyata
terhadap bobot kering akar tanaman tomat. Isolat T1 mampu meningkatkan tinggi
tanaman lebih baik dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap
kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar 25.86%. Sedangkan, isolat J4
mampu meningkatkan bobot kering tajuk dan bobot kering akar dibandingkan
isolat lainnya dan berbeda nyata terhadap kontrol untuk parameter bobot kering
tajuk, dengan persentase peningkatan sebesar 48.26% (Tabel 3).
Tabel 2 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
terhadap pertumbuhan tanaman tomat
Isolat bakteri
endofit
Kontrol
S1
S2
S3
T1
T2
T3
T4
J1
J2
J3
J4
a
Tinggi tanaman (cm)
67.25 ab
66.00 a
77.25 bcde
85.00 e
72.50 abcd
79.00 cde
77.75 bcde
75.25 abcde
82.00 de
70.66 abc
78.25 cde
76.00 abcde
Bobot kering tajuk
(g)
5.68 ab
4.83 a
10.33 cd
9.37 bcd
6.33 abc
8.45 abcd
8.75 abcd
8.03 abcd
11.33 d
9.10 bcd
9.75 cd
7.85 abcd
Bobot kering
akar (g)
0.98 cd
0.47 a
0.55 ab
0.80 abcd
0.60 ab
0.78 abcd
0.70 abc
0.65 abc
0.58 ab
0.83 abcd
1.08 d
0.88 bcd
Angka-angka pada perlakuan dan kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak
berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
7
Hasil pengamatan menunjukkan metode aplikasi bakteri endofit dengan
perendaman benih dan penyiraman ke tanah memberikan pengaruh nyata terhadap
tinggi dan bobot kering tajuk, namun tidak berpengaruh terhadap bobot kering
akar tanaman tomat (Tabel 3). Hal tersebut diduga karena bagian akar merupakan
bagian yang berinteraksi secara langsung dengan nematoda. Interaksi antara
nematoda dan akar menyebabkan puru akar, sehingga bobot kering akar
bertambah dan menyebabkan perlakuan bakteri endofit tidak berpengaruh nyata.
Hasil penelitian ini menunjukkan metode aplikasi perendaman benih yang
ditambah dengan penyiraman ke tanah lebih baik dalam meningkatkan
pertumbuhan tanaman tomat dibandingkan dengan aplikasi perendaman benih
saja. Aplikasi ganda menambah populasi bakteri endofit pemicu pertumbuhan
lebih banyak dibandingkan aplikasi perendaman benih saja. Hasil tersebut sesuai
dengan penelitian Munif et al. (2013) yang melaporkan aplikasi tambahan
penyiraman ke tanah memberikan bakteri tambahan ke bagian akar dan
meningkatkan aktivitas antagonis sehingga memacu pertumbuhan tanaman tomat.
Tabel 3 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap pertumbuhan tanaman tomat
Isolat bakteri
endofit
kontrol
s1
s2
s3
t1
t2
t3
t4
j1
j2
j3
j4
Tinggi tanaman (cm)
87.00 a
90.00 a
96.50 ab
100.25 ab
109.50 b
102.00 ab
97.25 ab
98.25 ab
98.00 ab
97.25 ab
97.50 ab
101.50 ab
Bobot kering tajuk
(g)
15.48 a
15.93 a
16.73 ab
16.70 ab
18.63 ab
18.63 ab
18.90 ab
18.70 ab
22.03 ab
18.88 ab
20.15 ab
22.95 b
Bobot kering
akar (g)
1.48 a
1.30 a
1.20 a
1.18 a
1.40 a
1.28 a
1.28 a
1.68 a
1.33 a
1.63 a
1.40 a
1.68 a
a
Angka-angka pada perlakuan dan kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak
berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Hasil penelitian ini menunjukkan beberapa isolat bakteri endofit dari
tanaman hutan mampu memacu pertumbuhan tanaman tomat. Munif et al. (2013)
melaporkan perlakuan bakteri endofit dengan aplikasi perendaman benih,
pencelupan akar dan penyiraman ke tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman tomat. Harni et al. (2006) melaporkan perlakuan bakteri endofit dengan
penyiraman dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman nilam. Menurut Pirttila
(2011), kemampuan bakteri endofit dalam memproduksi hormon pertumbuhan
seperti auksin, sitiokinin dan giberelin menjadi hal yang paling umum dalam
peningkatan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Efek positif bakteri
endofit lainnya dalam peningkatan pertumbuhan dan perkembangan seperti
kemampuan memfiksasi nitrogen dilaporkan pada beberapa spesies bakteri endofit
diantaranya Azospirillum sp., Enterobacter cloacae, Alcaligenes, Acetobacter
diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, Azoarcus sp. dan Ideonella
8
dechlorantans. Efek positif bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman juga
dapat terjadi dengan mekanisme tidak langsung, diantaranya berkurangnya tingkat
parasitisme, keparahan dan kejadian penyakit, serta penurunan kerentanan
terhadap cekaman abiotik seperti toleransi terhadap kekeringan atau suhu dingin
(Bacon dan Hinton 2007). Selain itu, beberapa bakteri endofit juga mampu
memacu pertumbuhan tanaman melalui produksi turunan adenin dan vitamin B12.
Beberapa bakteri endofit dilaporkan berasosiasi dan berperan sebagai pemacu
pertumbuhan pada beberapa macam tanaman sayuran termasuk tomat. Peer dan
Schippers (1989) melaporkan bibit tomat yang diinokulasi dengan bakteri
Pseudomonas sp. strain WCS417r menunjukkan peningkatan pertumbuhan
tanaman disertai dengan kolonisasi dalam jaringan akar internal yang
menyebabkan penekanan kolonisasi bakteri patogen dari kelompok Pseudomonas
yang merugikan pada tanaman tomat tersebut.
Pengaruh Aplikasi Bakteri Endofit terhadap Jumlah Puru Akar
Hasil pengamatan menunjukkan isolat bakteri endofit dengan aplikasi
perendaman benih dan penyiraman ke tanah memberikan pengaruh terhadap
pengurangan jumlah puru akar tanaman tomat. Metode aplikasi perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah umumnya lebih baik dalam hal persentase
pengurangan jumlah puru akar dibandingkan dengan aplikasi perendaman benih
saja, kecuali isolat S3 dan J4 dengan metode aplikasi perendaman benih saja dan
isolat J1 dengan metode aplikasi perendaman benih yang diikuti penyiraman ke
tanah (Tabel 4). Sebanyak 3 isolat, S2, T2, dan T3 yang diaplikasikan dengan
perendaman benih saja terbukti mampu menekan jumlah puru akar lebih baik
dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap kontrol. Sebanyak 7
isolat, S1, S2, S3, T1, T2, T3, dan T4 dengan metode aplikasi perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah mampu menekan jumlah puru akar lebih baik
dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap kontrol, bahkan isolat S1
dan T1 mampu menekan jumlah puru akar hingga lebih dari 80%.
Tanaman rentan yang terinfeksi oleh nematoda mengalami perubahan
morfologi dan fisiologi yang jelas. Nematoda juvenil 2 (J2) merupakan tahap satusatunya dari Meloidogyne spp. yang dapat menginisiasi terjadinya infeksi. Larva
stadia 2 umumnya menginfeksi jaringan akar tanaman yang berada di belakang
ujung akar, yaitu daerah yang sedang mengalami pemanjangan. J2 tertarik dan
bergerak ke daerah elongasi akar dimana mereka akan mencari tempat makan
(feeding site) yang sesuai dengan menghasilkan enzim amilase dan invertase yang
menghidrolisis senyawa-senyawa penyusun dinding sel tanaman. Stilet
Meloidogyne spp. menginjeksi dinding-dinding sel sekitarnya, mengeluarkan
enzim protease yang berasal dari sekresi kelenjar esofagus, mendorong terjadinya
pembelahan sel tanpa diikuti pembelahan dinding sel, sehingga mengakibatkan
terbentuknya sel-sel raksasa (giant cells atau syncytia) yang merupakan sumber
makanan bagi nematoda. Bersamaan dengan hal itu terjadi peningkatan jumlah sel
yang tidak normal (hiperplasia) serta peningkatan ukuran sel yang tidak normal
(hipertrofi) dari jaringan tanaman yang menyebabkan terbentuknya puru akar.
(Karssen dan Moens 2006; Mulyadi 2009).
9
Tabel 4 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
dan perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap jumlah
puru akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp.
Perendaman benih +
Perendaman benih
penyiraman ke tanah
Isolat
bakteri
Pengurangan
Pengurangan
endofit
Jumlah puru jumlah puru
Jumlah puru jumlah puru
(%)
(%)
Kontrol 263.00 bc
615.50 c
S1
142.00 ab
46.01%
114.50 ab
81.40%
S2
106.75 a
59.41%
145.00 ab
76.44%
S3
367.00 c
-39.54%
127.75 ab
79.24%
T1
133.25 ab
49.33%
85.25 a
86.15%
T2
107.75 a
59.03%
200.00 ab
67.51%
T3
88.75 a
66.25%
183.25 ab
70.23%
T4
175.25 ab
33.37%
189.50 ab
69.21%
J1
168.25 ab
36.03%
634.67 c
-3.11%
J2
130.66 ab
50.32%
543.00 c
11.78%
J3
167.50 ab
36.31%
457.50 bc
25.68%
J4
273.25 bc
-3.90%
452.00 bc
26.57%
a
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Populasi nematoda parasit tumbuhan dapat dikendalikan oleh berbagai
mekanisme yang aktif selama interaksi baik di dalam dan di antara tingkat atau
urutan yang berbeda suatu organisme dalam rantai makanan pada suatu ekosistem.
Interaksi tersebut dapat dimediasi oleh organisme yang mempengaruhi populasi
nematoda dengan mekanisme yang memberikan efek secara langsung maupun
tidak langsung (Costa et al. 2011). Pengendalian hayati nematoda parasit
tumbuhan dapat dilakukan secara biologi dengan introduki organisme antagonis,
manipulasi lingkungan yang bertujuan untuk konservasi dan peningkatan
organisme antagonis, atau kombinasi dari kedua strategi tersebut. Keberhasilan
pengendalian hayati nematoda parasit tumbuhan terhambat oleh beberapa faktor,
di antaranya sifat tanah, ukuran mikroskopik nematoda dan organisme
antagonisnya dan interaksi yang kompleks di antara organisme tanah (Stirling
1991; Timper 2011). Bakteri yang diisolasi dari akar tanaman hutan pada
penelitian ini diduga mempunyai kemampunan sebagai agen hayati. Hal tersebut
dibuktikan dengan berkurangnya jumlah puru akar pada tanaman yang diberi
perlakuan bakteri endofit dibandingkan tanaman kontrol. Mekanisme bakteri
endofit terhadap penekanan nematoda parasit tumbuhan sebagian besar tidak
diketahui dan bersifat spekulatif. Predasi, kompetisi, parsitisme dan antibiosis
termasuk dalam mekanisme spesifik agen hayati (Chen dan Dickson 2004). Selain
mekanisme tersebut isolat bakteri endofit pada penelitian ini diduga mampu
menginduksi ketahanan tanaman inang terhadap patogen. Induksi ketahanan
tanaman inang dapat berupa induksi ketahanan secara lokal dan atau sistemik
(Kloepper dan Ryu 2006).
10
Gambar 2 Gejala puru akar pada tanaman tomat (a), paket telur (b) dan betina
dewasa Meloidogyne sp. (c) (dengan perbesaran 400 x)
Bakteri endofit berperan penting dalam mengendalikan nematoda parasit
tumbuhan (Hallmann et al. 1998, 1999). Aplikasi bakteri endofit strain JM22
(Enterobacter asburiae) dan 89B-61 (Pseudomonas flourescens) dengan
perendaman benih mampu menekan jumlah telur dan puru akar Meloidogyne spp.
pada tanaman kapas dan mentimun (Hallmann et al. 1998). Sturtz dan Kimpinski
(2004) melaporkan bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman tagetes mampu
menekan populasi nematoda lesio akar (Pratylenchus penetrans) pada tanaman
kentang. Hasil penelitian Harni et al. (2006) melaporkan bahwa bakteri endofit
yang diisolasi dari tanaman nilam ternyata mampu menekan populasi nematoda
peluka akar (Pratylenchus brachyurus) pada tanaman nilam. Beberapa bakteri
endofit yang diisolasi dari tanaman tomat, cabai dan tanaman gaharu, mahoni dan
trambesi mampu menekan jumlah puru akar yang disebabkan Meloidogyne spp.
pada tanaman tomat (Hartini 2004; Wibowo 2013).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Sebanyak 11 isolat bakteri endofit berhasil diisolasi dari akar tanaman
jabon, sengon dan tanjung. Perlakuan isolat bakteri endofit yang dengan metode
aplikasi perendaman benih dan penyiraman ke tanah berpengaruh nyata dalam
peningkatan petumbuhan dan penekanan jumlah puru akar tanaman tomat.
Sebanyak 5 isolat bakteri endofit yaitu S3, T1, J1, J3 dan J4 berpengaruh nyata
terhadap peningkatan pertumbuhan. Isolat bakteri endofit yang diisolasi dari akar
tanaman sengon dan tanjung berpengaruh nyata terhadap penekanan jumlah puru
akar. Isolat S1 dan T1 dengan metode aplikasi perendaman benih sekaligus
penyiraman ke tanah mampu menekan jumlah puru akar yang disebabkan oleh
Meloidogyne sp. pada tanaman tomat hingga 80%.
Saran
Perlunya penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh bakteri endofit
dengan tanaman pertanian lainnya, identifikasi bakteri endofit untuk mengetahui
mekanisme bakteri endofit dalam menekan jumlah puru akar yang disebabkan
oleh Meloidogyne sp. pada tanaman tomat.
DAFTAR PUSTAKA
Bacon CW, Hinton DM. 2007. Bacterial endophytes: the endopytic niches, its
occupants, and its utility. Di dalam: Gnanamanickam SS, editor. PlantAssociated Bacteria. Dordrecht (NL): Springer. hlm 155-194.
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2014. Produksi sayuran di Indonesia [Internet]
[diunduh 2014 September 8]. Tersedia pada: http://www.bps.go.id/tab_sub/
view.php?kat=3&tabel=1&daftar=1&id_subyek=55¬ab=70.
Chen ZX, Dickson DW. 2004. Biological control of nematodes with bacterial
antagonists. Di dalam: Chen ZX, Chen SY, Dickson DW, editor.
Nematology - Advances and Perspectives Volume II: Nematode
Management and Utilization. Wallingford (GB): CAB International. hlm
1041-1082.
Costa SR, van der Putten WH, Kerry BR. 2011. Microbial ecology and nematode
control in natural ecosystems. Di dalam: Davies K, Spiegel Y, editor.
Biological Control of Plant-Parasitic Nematodes: Building Coherence
between Microbial Ecology and Molecular. New York (US): Springer. hlm
39-64.
Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Rodriguez-Kabana R, Kloepper JW. 1998.
Interactions between Meloidogyne incognita and endophytic bacteria in
cotton and cucumber. J Soil Biology and Biochemistry. [internet].
30(7):925-937. Tersedia pada://www.sciencedirect.com/science/article/pii/
S0038071797001831. DOI: 10.1016/S0038-0717(97)00183-1.
Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Mahaffee WF, Kloepper JW. 1999. Bacterial
endophytes in agricultural crops. J Canadian Microbiol. 43(10):895–914.
Hallmann J, Rodriguez-Kabana R, Kloepper JW. 1999. Chitin-mediated changes
in bacterial communities of the soil, rhizosphere and within roots of cotton
in relation to nematode control. J Soil Biology and Biochemistry. [internet].
31(4):551-560.Tersedia pada: http://www.sciencedirect.com/science/article/
pii/S0038071798001461. DOI:10.1016/S0038-0717(98)00146-1.
Harni R, Supramana, Munif A, Mustika I. 2006. Pengaruh aplikasi bakteri endofit
terhadap perkembangan nematoda peluka akar (Pratylenchus brachyurus)
pada tanaman nilam. J Littri. 12(4):161-165.
Hartini A. 2004. Isolasi bakteri endofit dan pengujian potensinya untuk
mengendalikan Meloidogyne spp. pada tanaman tomat (Lycopersicon
esculentum Mill.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Izumi H. 2011. Diversity of endophytic bacetria on forest trees. Di dalam: Pirttila
AM, Frank CA, editor. Endophytes of Forest Trees Biology and
Applications. New York (US): Springer. hlm 95-105.
Karssen G, Moens M. 2006. Root-knot nematodes. Di dalam: Perry RN, Moens
M, editor. Plant Nematology. Wallingford (GB): CAB International. hlm
59-90.
Kloepper JW, Ryu CM. 2006. Bacterial endophytes as elicitors of induced
systemic resistance. Di dalam: Schulz BJE, Boyle CJC, Sieber TN, editor.
Microbial Root Endophytes. New York (US): Springer. hlm 33-52.
Lerner RB. 2014. Tomatoes [Internet] [diunduh 2014 September 8]. Tersedia
pada: http://www.hort.purdue.edu/ext/HO-26.pdf.
13
Mulyadi. 2009. Nematologi Pertanian. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University
Press.
Munif A, Hallmann J, Sikora RA. 2013. The influence of endophytic bacteria on
Meloidogyne incognita infection and tomato plant growth. J ISSAS.
19(2):68-74.
Peer RV, Schippers B. 1989. Plant growth responses to bacterization with selected
Pseudomonas spp. strains and rhizosphere microbial development in
hydroponic cultures [abstrak]. J Microbiol. [Internet] [diunduh 2014
Desember 3]; 35(4):456-463. Tersedia pada: http://www.nrcresearchpress.co
m/doi/abs/10.1139/m89-070#.VH6XMMlx3fM.
Pirttila AM. 2011. Endophytic bacteria in tree shoot tissues and their effects on
host. Di dalam: Pirttila AM, Frank CA, editor. Endophytes of Forest Trees
Biology and Applications. New York (US): Springer. hlm 139-146.
Scurrah MI, Niere B, Bridge J. 2005. Nematode Parasites and Sweet Potatoes. Di
dalam: Luc M, Sikora RA, Bridge J, editor. Plant Parasitic Nematodes in
Subtropical and Tropical Agriculture. Edisi ke-2. Wallingford (GB): CAB
International. hlm 193-219.
Stirling GR. 1991. Biological Control of Plant Parasitic Nematodes: Progress,
Problems and Prospects. Wallingford (GB): CAB International.
Sturz A, Kimpinski J. 2004. Endoroot bacteria derived from marigolds (Tagetes
spp.) can decrease soil population densities of root lesion nematodes in the
potato root zone. J Plant Soil. 262:241-249.
Timper P. 2011. Utilization of biological control for managing plant-parasitic
nematodes. Di dalam: Davies K, Spiegel Y, editor. Biological Control of
Plant-Parasitic Nematodes: Building Coherence between Microbial
Ecology and Molecular. New York (US): Springer. hlm 259-289.
Wibowo AR. 2013. Isolasi bakteri endofit dari tanaman kehutanan dan
potensinya untuk pengendalian Meloidogyne spp. pada tanaman tomat
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wick R. 2010. Tobacco hypersensitivity: the first test to screen bacteria for
pathogenicity [Internet] [diunduh 2014 September 8]. Tersedia pada:
https://www.npdn.org/webfm_send/1230.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Klaten, Jawa Tengah pada tanggal 30 Desember 1991,
putra pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Maryoto dan Ibu Eni
Purwati. Tahun 2010 penulis lulus dari SMAN 78 Jakarta dan pada tahun yang
sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur
Ujian Talenta Mandiri IPB (UTMI) dan diterima di Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif mengikuti
berbagai kegiatan dan kepanitiaan Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman
(HIMASITA) serta termasuk dalam Divisi Kewirausahaan HIMASITA periode
2013/2014. Selain itu, penulis juga menjadi asisten praktikum Vertebrata Hama
dan Pengantar Nematologi Tumbuhan di tahun 2014.
DARI TANAMAN JABON, SENGON DAN TANJUNG
UNTUK PENGENDALIAN Meloidogyne sp.
PADA TANAMAN TOMAT
TRI DASA ANGGA PRATAMA
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Seleksi Bakteri
Endofit dari Tanaman Jabon, Sengon dan Tanjung untuk Pengendalian
Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat” adalah benar karya saya dengan arahan
dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi manapun. 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Tri Dasa Angga Pratama
NIM A34100085
ABSTRAK
TRI DASA ANGGA PRATAMA. Seleksi Bakteri Endofit dari Tanaman Jabon,
Sengon dan Tanjung untuk Pengendalian Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat.
Dibimbing oleh ABDUL MUNIF.
Nematoda puru akar Meloidogyne sp. merupakan nematoda parasit
tumbuhan yang menyerang akar dan menjadi masalah pada tanaman tomat.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyeleksi bakteri endofit dari tiga spesies
tanaman hutan, Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.), Sengon (Albizia chinensis
(Osbeck) Merr.) dan Tanjung (Mimusops elengi L.) serta mengevaluasi potensinya
untuk pengendalian Meloidogyne sp. pada tanaman tomat. Bakteri endofit
diisolasi dengan metode sterilisasi permukaan dengan menggunakan TSA sebagai
media tumbuh. Sebanyak 11 isolat bakteri endofit berhasil diperoleh dari tiga akar
tanaman tersebut. Hasil uji hipersensitif pada daun tembakau menunjukkan semua
isolat bakteri endofit tidak berpotensi sebagai bakteri patogen. Beberapa isolat
memiliki potensi untuk menekan dan mengurangi timbulnya puru akar pada
tanaman tomat hingga lebih dari 80%.
Kata kunci: hipersensitif, isolat, nematoda, parasit tumbuhan, puru akar.
ABSTRACT
TRI DASA ANGGA PRATAMA. Selection of Endophytic Bacteria from Jabon,
Sengon and Tanjung to Control Meloidogyne sp. on Tomato. Supervised by
ABDUL MUNIF.
Root knot nematode Meloidogyne sp. is plant parasitic nematode which
may cause yield loss by its infection. This research aimed to select endophytic
bacteria from three forestry plants, Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.), Sengon
(Albizia chinensis (Osbeck) Merr.), and Tanjung (Mimusops elengi L.) and to
evaluate their potential uses in controlling Meloidogyne spp. in tomato.
Endophytic bacteria were isolated from the roots of jabon, sengon and tanjung by
surface sterilization and bacterial growth on TSA. This experiments have shown
that 11 endophytic bacteria were observed from these plants roots. Hypersensitive
test has shown that all isolates gave negative reaction. Some isolates have found
the ability to suppress root galls in tomato up to 80%.
Keywords: hypersensitive, isolate, nematode, plant parasitic, root knot.
©
Hak Cipta milik IPB, tahun 2015
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
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
SELEKSI BAKTERI ENDOFIT
DARI TANAMAN JABON, SENGON DAN TANJUNG
UNTUK PENGENDALIAN Meloidogyne sp.
PADA TANAMAN TOMAT
TRI DASA ANGGA PRATAMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini yang berjudul “Seleksi Bakteri Endofit dari Tanaman Jabon, Sengon dan
Tanjung untuk Pengendalian Meloidogyne sp. pada Tanaman Tomat”. Penelitian
dilakukan di Laboratorium Nematologi Tumbuhan, Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berlangsung
mulai bulan Maret 2014 sampai dengan Oktober 2014.
Rasa cinta dan kasih sayang yang dalam tak lupa penulis ucapkan kepada
Ibu, Bapak dan seluruh keluarga atas segala dukungan yang diberikan baik secara
moril maupun materil. Rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-sebesarnya
kepada Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc.Agr. sebagai dosen pembibing skripsi sekaligus
pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dalam pengerjaan
penelitian tugas akhir ini serta pelajaran hidup selama penulis menjadi mahasiswa
di Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Ir.
Purnama Hidayat, M.Sc. selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan kritik
dan saran untuk menyempurnakan penulisan tugas akhir ini. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada Mulyana Saputra, Mochamad Yadi Nurjayadi,
Ankardiansyah Pandu Pradana dan semua sahabat, teman-teman serta seluruh
pihak terkait yang membantu terselesaikannya penelitian tugas akhir ini yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam pengerjaan penelitian
tugas akhir ini. Semoga kritik dan saran yang disampaikan kepada penulis dapat
memperbaiki penelitian tugas akhir ini serta memberikan manfaat yang sebesarbesarnya kepada penulis dan pembaca.
Bogor, Februari 2015
Tri Dasa Angga Pratama
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan
Manfaat
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat dan Bahan
Metode Penelitian
Isolasi Bakteri
Uji Hipersensitif
Uji Efektivitas Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Tomat dan Meloidogyne sp.
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri
Uji Hipersensitif
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Jumlah Puru Akar
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
1
2
2
2
3
3
3
3
3
3
4
4
5
5
5
5
8
11
11
11
12
14
DAFTAR TABEL
1 Hasil uji hipersensitif isolat bakteri endofit dari akar tanaman jabon,
sengon dan tanjung pada daun tembakau
2 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
terhadap pertumbuhan tanaman tomat
3 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap pertumbuhan tanaman tomat
4 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
dan perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap jumlah
puru akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp.
5
6
7
9
DAFTAR GAMBAR
1 Akar tanaman tomat kontrol (tanpa perlakuan bakteri endofit) dan yang
diberi perlakuan bakteri endofit
2 Gejala puru akar pada tanaman tomat (a), paket telur (b) dan betina
dewasa Meloidogyne sp. (c) (dengan perbesaran 400 x)
6
10
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu tanaman sayuran yang
banyak dibudidayakan di Indonesia. Tomat merupakan tanaman yang kaya nutrisi
dan rendah kalori. Satu buah tomat ukuran sedang mengandung 57% RDA
(recommended daily allotment) vitamin C, 25% RDA vitamin A, 8% RDA zat
besi dan hanya mengandung 35 kalori (Lerner 2014). Menurut BPS (2014),
produksi tomat di Indonesia pada tahun 1997 mencapai 460 310 ton dan pada
tahun 2013 mencapai 992 780 ton.
Gangguan hama dan penyakit dalam usaha budidaya tomat seringkali
menjadi masalah serius. Salah satu yang menjadi masalah dalam budidaya tomat
adalah nematoda puru akar (Meloidogyne spp.). Meloidogyne spp. merupakan
nematoda parasit tumbuhan yang bersifat parasit obligat dan menginfeksi hampir
setiap spesies tanaman tingkat tinggi. Infeksi Meloidogyne spp. dapat merusak
sistem perakaran tumbuhan sehingga mengganggu proses pengangkutan air dan
unsur hara. Infeksi Meloidogyne spp. tidak menunjukkan gejala khusus pada
bagian tanaman yang berada di atas permukaan tanah. Tanaman yang terinfeksi
Meloidogyne spp. akan menjadi kerdil, kuning dan layu. Infeksi sekunder oleh
patogen lain sering menyebabkan kerusakan yang lebih berat. Serangan
Meloidogyne spp. menyebabkan fungsi fisiologis tanaman inang menjadi
abnormal, sehingga tidak hanya mengurangi hasil panen tetapi juga kualitas
produk (Scurrah et al. 2005; Moens et al. 2010).
Pengendalian Meloidogyne spp. cukup sulit, hal ini dikarenakan organisme
tersebut mempunyai kisaran tanaman inang yang cukup luas. Pengendalian secara
kimiawi dengan menggunakan nematisida fumigan maupun non fumigan
merupakan cara pengendalian yang efektif dan sering digunakan. Akan tetapi,
dikhawatirkan senyawa kimia yang terkandung di dalamnya menimbulkan risiko
terhadap lingkungan. Selain itu, seiring meningkatnya kesadaran tentang arti
pentingnya kualitas lingkungan, maka pengendalian secara kimiawi perlu dibatasi.
Pengendalian hayati adalah pemanfaatan organisme atau makhluk hidup sebagai
komponen dari strategi pengendalian hama dan penyakit tanaman terpadu. Salah
satu kelebihan pengendalian hayati yaitu lebih ramah lingkungan jika
dibandingkan pengendalian secara kimiawi.
Bakteri endofit adalah bakteri yang mengkolonisasi jaringan tanaman tanpa
menyebabkan gejala penyakit (Hallmann et al. 1997). Bakteri endofit diduga
mampu memberikan manfaat terhadap tanaman yang beasosiasi dengannya, baik
secara langsung maupun tidak langsung. Bakteri endofit umumnya masuk ke
dalam jaringan tanaman dari tanah melalui akar dan mampu mengkolonisasi
seluruh jaringan tanaman melalui jaringan vaskuler (Pirttila 2011). Hal tersebut
memungkinkan bakteri endofit dari tanaman hutan dapat dimafaatkan untuk
peningkatan kualitas tanaman pertanian. Beberapa tanaman hutan salah satunya
pinus mampu bertahan hidup dan tumbuh dengan baik di dalam kondisi
lingkungan yang ekstrim. Beberapa penelitian tentang pemanfaatan bakteri endofit
untuk untuk tujuan pengendalian penyakit tanaman telah banyak dilakukan,
diantaranya efektif mengendalikan Meloidogyne spp. dan pemacu pertumbuhan
tanaman tomat (Hartini 2004; Munif et al. 2013; Wibowo 2013). Untuk itu,
2
penelitian mengenai metode yang tepat dalam pemanfaatan bakteri endofit dari
tanaman hutan dengan tujuan peningkatan kualitas tanaman pertanian merupakan
hal yang sangat berharga di kemudian hari.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri endofit yang berasal dari
tanaman jabon, sengon dan tanjung untuk mengetahui pengaruhnya terhadap puru
akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp. dan pemacu pertumbuhan tanaman
tomat.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai bakteri
endofit yang diisolasi dari akar tanaman hutan dan potensinya untuk
mengendalikan Meloidogyne sp. dan pemacu pertumbuhan tanaman tomat.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Nematologi Tumbuhan Fakultas
Pertanian Institut Pertanian Bogor dan rumah kaca kebun percobaan Cikabayan
University Farm, IPB. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2014 sampai
September 2014.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah cawan petri plastik, tabung reaksi ukuran 20 ml,
tabung erlenmeyer ukuran 500 ml, mikrometer pipet, microwave, boiling bath,
autoclave, laminar air flow, mortar, bunsen, timbangan, pot dengan diameter 17
cm dan hand counter. Bahan yang digunakan adalah bibit tanaman jabon, sengon
dan tanjung yang berumur 3-6 bulan, benih tomat varietas Mutiara, tanaman
tembakau berumur 3-4 bulan, Tryptic Soy Broth Agar (TSA), Tryptic Soy Broth
(TSB), gliserol, akuades steril, alkohol 70% dan NaOCl.
Metode Penelitian
Isolasi Bakteri
Bakteri diisolasi dari tiga jenis tanaman hutan, yaitu: jabon, sengon dan
tanjung menurut metode Hallmann et al. (1997) dengan beberapa modifikasi.
Bakteri endofit diisolasi dari bagian akar tanaman. Akar tanaman jabon, sengon
dan tanjung yang berumur 4-5 bulan diambil, kemudian dicuci bersih dan
dikeringaningkan beberapa menit di atas tisu. Setelah itu, akar ditimbang seberat 1
gram dan dilakukan sterilisasi permukaan dengan memasukkannya ke dalam
alkohol 70% selama 3 menit, NaOCl 4% selama 3 menit dan terakhir dibilas
dengan akuades steril sebanyak 3 kali. Akar yang telah disetrilisasi kemudian
dioleskan ke dalam cawan petri yang berisi media TSA 20% yang dijadikan
sebagai kontrol. Selanjutnya, akar dimasukkan ke dalam mortar dan ditambahkan
akuades steril sebanyak 10 ml, kemudian digerus hingga halus. Selanjutnya, akar
yang telah digerus halus diencerkan 101, 102, 103, dan 104 ml. Tiap tingkat
pengenceran diambil 0.1 ml, dituangkan pada media TSA 20% dan diratakan
dengan alat perata dan diinkubasi selama 24-48 jam pada suhu ruang. Bakteri
yang tumbuh dimurnikan dengan menggunakan tusuk gigi steril dengan cara
digoreskan pada media TSA 100% dan diinkubasi pada suhu ruang selama 24-48
jam. Bakteri yang tumbuh murni selanjutnya diambil dengan bantuan jarum ose
dan dipindahkan ke dalam media TSB 100% + 30% gliserol dan disimpan pada
suhu -4oC.
Uji hipersensitif
Uji hipersensitif dilakukan untuk mengetahui potensi patogenisitas isolat
bakteri endofit. Tanaman yang digunakan dalam uji hipersensitif adalah tanaman
tembakau berusia 3-4 bulan yang diperoleh dari Balai Besar Bioteknologi &
Sumber Daya Genetik Pertanian (BB-Biogen) Bogor. Isolat bakteri endofit yang
diuji ditumbuhkan di dalam cawan petri yang berisi TSA 100%. Setelah 48 jam
isolat bakteri endofit dipanen dengan menambahkan akuades steril sebanyak 10
4
ml ke dalam cawan petri. Suspensi bakteri endofit tersebut diambil menggunakan
jarum suntik untuk diinjeksikan pada bagian bawah daun tanaman tembakau dan
diinkubasi selama 48 jam. Bakteri yang berpotensi sebagai patogen menunjukkan
gejala nekrotik (positif) pada daun tembakau, sedangkan bakteri yang bukan
patogen tidak menimbulkan gejala nekrotik. Bakteri yang tidak menunjukkan
gejala nekrotik digunakan untuk pengujian selanjutnya.
Uji Efektivitas Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat dan
Meloidogyne sp.
Metode aplikasi bakteri endofit terhadap tanaman tomat pada penelitian ini
menggunakan dua metode aplikasi, yaitu perendaman benih dan perendaman
benih yang diikuti penyiraman ke tanah. Suspensi bakteri endofit untuk aplikasi
perendaman benih dibuat dengan cara 10 ml akuades steril dituangkan pada
biakan isolat bakteri endofit pada cawan petri yang berisi media TSA 100% dan
dipanen dengan cara meluruhkannya menggunakan jarum inokulasi. Pembuatan
suspensi bakteri endofit untuk aplikasi penyiraman ke tanah dibuat dengan cara 1
cawan petri yang berisi biakan bakteri endofit pada media TSA 100% dipanen dan
dilarutkan dalam 200 ml akuades steril.
Perendaman benih. Benih tomat varietas mutiara direndam di dalam
suspensi bakteri endofit selama 2 jam. Benih kemudian disemai menggunakan
tray yang berisi media tanam komersial Bio Laksmi. Setelah munculnya daun
utama, tanaman tomat dipindah tanam ke dalam pot berdiameter 17 cm yang
berisi media tanah dan kompos dengan perbandingan 1:1 (v/v). Inokulasi
nematoda dilakukan pada saat tanaman berumur sekitar 3 minggu setelah tanam
(MST) dengan cara menambahkan sebanyak 50 gr tanah yang telah terinfestasi
Meloidogyne sp. (setara dengan 3000 ekor larva) yang diperoleh dari kebun
percobaan IPB Pasir Sarongge Cianjur. Setiap perlakuan terdiri atas 4 ulangan.
Pengamatan terhadap tinggi tanaman, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan
jumlah puru akar dilakukan setelah tanaman berumur 10 MST.
Perendaman benih dan penyiraman ke tanah. Benih tomat varietas
mutiara direndam di dalam suspensi bakteri endofit selama 2 jam. Benih
kemudian disemai menggunakan tray yang berisi media tanam komersial Bio
Laksmi. Setelah munculnya daun utama, tanaman tomat dipindah tanam ke dalam
pot berdiameter 17 cm yang berisi media tanah dan kompos dengan perbandingan
1:1 (v/v). Tiap tanaman diberi aplikasi penyiraman ke tanah sebanyak 50 ml
suspensi bakteri endofit pada saat tanaman berumur 1 minggu setelah pindah
tanam. Inokulasi nematoda dilakukan pada saat tanaman berumur sekitar 3 MST
dengan cara menambahkan sebanyak 50 gr tanah yang telah terinfestasi
Meloidogyne sp. (setara dengan 3000 ekor larva) yang diperoleh dari kebun
percobaan IPB Pasir Sarongge Cianjur. Setiap perlakuan terdiri atas 4 ulangan.
Pengamatan terhadap tinggi tanaman, bobot kering tajuk, bobot kering akar dan
jumlah puru akar dilakuan setelah tanaman berumur 10 MST.
Analisis Data
Rancangan statistika yang digunakan pada percobaan ini adalah Rancangan
Acak Lengkap (RAL). Data yang diperoleh kemudian dianalisis secara statistika
menggu menggunakan uji Duncan dengan program Statistical Product and
Service Solution (SPSS) versi 18 pada taraf nyata 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolasi Bakteri Endofit
Bakteri endofit yang berhasil diisolasi dari akar tanaman jabon, sengon dan
tanjung berjumlah 11 isolat, 4 isolat dari tanaman jabon, 3 isolat dari tanaman
sengon dan 4 isolat dari tanaman tanjung. Penelitian tentang keragaman bakteri
endofit yang berasal dari tanaman hutan bervariasi tergantung jenis tanamannya.
Kepadatan populasi bakteri endofit dari tanaman hutan bervariasi mulai dari 101–
106 cfu/g per jaringan tanaman. Bakteri endofit dalam genus Pseudomonas,
Bacillus, Paenibacillus, Erwinia dan Burkholderia merupakan bakteri endofit
yang hampir sering ditemukan. Golongan bakteri gram positif Actinobacteria dan
bakteri gram negatif dalam genus Acinetobacter dan Sphingomonas mempunyai
kepadatan populasi yang signifikan dalam suatu komunitas bakteri endofit pada
tanaman hutan (Izumi 2011).
Uji Hipersensitif
Hasil uji hipersensitif pada daun tembakau terhadap 11 isolat bakteri endofit
semuanya menunjukkan reaksi negatif. Hal tersebut ditandai dengan tidak adanya
gejala nekrosis yang timbul pada daun tembakau setelah aplikasi bakteri endofit
selama 2 x 24 jam. Wick (2010) menyatakan, uji hipersensitif pada tanaman
tembakau merupakan cara yang cepat dan praktis untuk mengetahui patogenesitas
suatu kultur bakteri. Berdasarkan hasil uji reaksi hipersensitif pada tanaman
tembakau, seluruh isolat bakteri endofit yang diuji bersifat non patogenik dan
berpotensi sebagai agen hayati untuk pengendalian penyakit tanaman.
Tabel 1 Hasil uji hipersensitif isolat bakteri endofit dari akar tanaman hutan pada
daun tembakau
Isolat bakteri
Asal akar
Uji
No
Warna koloni
endofit
tanaman
hipersensitif
1
S1
Sengon
Kuning keemasan
Negatif
2
S2
Sengon
Putih keruh
Negatif
3
S3
Sengon
Putih
Negatif
4
T1
Tanjung
Kuning keemasan
Negatif
5
T2
Tanjung
Merah
Negatif
6
T3
Tanjung
Kuning
Negatif
7
T4
Tanjung
Putih bening
Negatif
8
J1
Jabon
Putih
Negatif
9
J2
Jabon
Putih keruh
Negatif
10
J3
Jabon
Putih keabuan
Negatif
11
J4
Jabon
Putih bening
Negatif
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman
Sebanyak 11 isolat bakteri endofit dilakukan pengujian untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman tomat. Hasil pengamatan
menunjukkan beberapa isolat bakteri endofit dengan metode perendaman benih
saja mampu meningkatkan tinggi, bobot kering tajuk atau bobot kering akar
6
tanaman tomat. Isolat S3, T2, J1 dan J3 mampu meningkatkan tinggi tanaman dan
berbeda nyata dibandingkan kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar
26.39%, 17.47%, 21.93% dan 16.36%. Isolat S3, J1 dan J3 mampu meningkatkan
bobot kering tajuk dibandingkan kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar
81.86%, 99.47% dan 71.65%. Isolat J3 mampu meningkatkan bobot kering akar
paling tinggi dibandingkan dengan isolat lain (Tabel 2) (Gambar 1).
Gambar 1 Akar tanaman tomat kontrol (tanpa perlakuan bakteri endofit) dan
yang diberi perlakuan bakteri endofit
Hasil pengamatan menunjukkan seluruh isolat bakteri endofit dengan
aplikasi perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah mampu
meningkatkan tinggi dan bobot kering tajuk, namun tidak berpengaruh nyata
terhadap bobot kering akar tanaman tomat. Isolat T1 mampu meningkatkan tinggi
tanaman lebih baik dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap
kontrol, dengan persentase peningkatan sebesar 25.86%. Sedangkan, isolat J4
mampu meningkatkan bobot kering tajuk dan bobot kering akar dibandingkan
isolat lainnya dan berbeda nyata terhadap kontrol untuk parameter bobot kering
tajuk, dengan persentase peningkatan sebesar 48.26% (Tabel 3).
Tabel 2 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
terhadap pertumbuhan tanaman tomat
Isolat bakteri
endofit
Kontrol
S1
S2
S3
T1
T2
T3
T4
J1
J2
J3
J4
a
Tinggi tanaman (cm)
67.25 ab
66.00 a
77.25 bcde
85.00 e
72.50 abcd
79.00 cde
77.75 bcde
75.25 abcde
82.00 de
70.66 abc
78.25 cde
76.00 abcde
Bobot kering tajuk
(g)
5.68 ab
4.83 a
10.33 cd
9.37 bcd
6.33 abc
8.45 abcd
8.75 abcd
8.03 abcd
11.33 d
9.10 bcd
9.75 cd
7.85 abcd
Bobot kering
akar (g)
0.98 cd
0.47 a
0.55 ab
0.80 abcd
0.60 ab
0.78 abcd
0.70 abc
0.65 abc
0.58 ab
0.83 abcd
1.08 d
0.88 bcd
Angka-angka pada perlakuan dan kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak
berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
7
Hasil pengamatan menunjukkan metode aplikasi bakteri endofit dengan
perendaman benih dan penyiraman ke tanah memberikan pengaruh nyata terhadap
tinggi dan bobot kering tajuk, namun tidak berpengaruh terhadap bobot kering
akar tanaman tomat (Tabel 3). Hal tersebut diduga karena bagian akar merupakan
bagian yang berinteraksi secara langsung dengan nematoda. Interaksi antara
nematoda dan akar menyebabkan puru akar, sehingga bobot kering akar
bertambah dan menyebabkan perlakuan bakteri endofit tidak berpengaruh nyata.
Hasil penelitian ini menunjukkan metode aplikasi perendaman benih yang
ditambah dengan penyiraman ke tanah lebih baik dalam meningkatkan
pertumbuhan tanaman tomat dibandingkan dengan aplikasi perendaman benih
saja. Aplikasi ganda menambah populasi bakteri endofit pemicu pertumbuhan
lebih banyak dibandingkan aplikasi perendaman benih saja. Hasil tersebut sesuai
dengan penelitian Munif et al. (2013) yang melaporkan aplikasi tambahan
penyiraman ke tanah memberikan bakteri tambahan ke bagian akar dan
meningkatkan aktivitas antagonis sehingga memacu pertumbuhan tanaman tomat.
Tabel 3 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap pertumbuhan tanaman tomat
Isolat bakteri
endofit
kontrol
s1
s2
s3
t1
t2
t3
t4
j1
j2
j3
j4
Tinggi tanaman (cm)
87.00 a
90.00 a
96.50 ab
100.25 ab
109.50 b
102.00 ab
97.25 ab
98.25 ab
98.00 ab
97.25 ab
97.50 ab
101.50 ab
Bobot kering tajuk
(g)
15.48 a
15.93 a
16.73 ab
16.70 ab
18.63 ab
18.63 ab
18.90 ab
18.70 ab
22.03 ab
18.88 ab
20.15 ab
22.95 b
Bobot kering
akar (g)
1.48 a
1.30 a
1.20 a
1.18 a
1.40 a
1.28 a
1.28 a
1.68 a
1.33 a
1.63 a
1.40 a
1.68 a
a
Angka-angka pada perlakuan dan kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak
berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Hasil penelitian ini menunjukkan beberapa isolat bakteri endofit dari
tanaman hutan mampu memacu pertumbuhan tanaman tomat. Munif et al. (2013)
melaporkan perlakuan bakteri endofit dengan aplikasi perendaman benih,
pencelupan akar dan penyiraman ke tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman tomat. Harni et al. (2006) melaporkan perlakuan bakteri endofit dengan
penyiraman dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman nilam. Menurut Pirttila
(2011), kemampuan bakteri endofit dalam memproduksi hormon pertumbuhan
seperti auksin, sitiokinin dan giberelin menjadi hal yang paling umum dalam
peningkatan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Efek positif bakteri
endofit lainnya dalam peningkatan pertumbuhan dan perkembangan seperti
kemampuan memfiksasi nitrogen dilaporkan pada beberapa spesies bakteri endofit
diantaranya Azospirillum sp., Enterobacter cloacae, Alcaligenes, Acetobacter
diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, Azoarcus sp. dan Ideonella
8
dechlorantans. Efek positif bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman juga
dapat terjadi dengan mekanisme tidak langsung, diantaranya berkurangnya tingkat
parasitisme, keparahan dan kejadian penyakit, serta penurunan kerentanan
terhadap cekaman abiotik seperti toleransi terhadap kekeringan atau suhu dingin
(Bacon dan Hinton 2007). Selain itu, beberapa bakteri endofit juga mampu
memacu pertumbuhan tanaman melalui produksi turunan adenin dan vitamin B12.
Beberapa bakteri endofit dilaporkan berasosiasi dan berperan sebagai pemacu
pertumbuhan pada beberapa macam tanaman sayuran termasuk tomat. Peer dan
Schippers (1989) melaporkan bibit tomat yang diinokulasi dengan bakteri
Pseudomonas sp. strain WCS417r menunjukkan peningkatan pertumbuhan
tanaman disertai dengan kolonisasi dalam jaringan akar internal yang
menyebabkan penekanan kolonisasi bakteri patogen dari kelompok Pseudomonas
yang merugikan pada tanaman tomat tersebut.
Pengaruh Aplikasi Bakteri Endofit terhadap Jumlah Puru Akar
Hasil pengamatan menunjukkan isolat bakteri endofit dengan aplikasi
perendaman benih dan penyiraman ke tanah memberikan pengaruh terhadap
pengurangan jumlah puru akar tanaman tomat. Metode aplikasi perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah umumnya lebih baik dalam hal persentase
pengurangan jumlah puru akar dibandingkan dengan aplikasi perendaman benih
saja, kecuali isolat S3 dan J4 dengan metode aplikasi perendaman benih saja dan
isolat J1 dengan metode aplikasi perendaman benih yang diikuti penyiraman ke
tanah (Tabel 4). Sebanyak 3 isolat, S2, T2, dan T3 yang diaplikasikan dengan
perendaman benih saja terbukti mampu menekan jumlah puru akar lebih baik
dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap kontrol. Sebanyak 7
isolat, S1, S2, S3, T1, T2, T3, dan T4 dengan metode aplikasi perendaman benih
yang diikuti penyiraman ke tanah mampu menekan jumlah puru akar lebih baik
dibandingkan isolat lainnya serta berbeda nyata terhadap kontrol, bahkan isolat S1
dan T1 mampu menekan jumlah puru akar hingga lebih dari 80%.
Tanaman rentan yang terinfeksi oleh nematoda mengalami perubahan
morfologi dan fisiologi yang jelas. Nematoda juvenil 2 (J2) merupakan tahap satusatunya dari Meloidogyne spp. yang dapat menginisiasi terjadinya infeksi. Larva
stadia 2 umumnya menginfeksi jaringan akar tanaman yang berada di belakang
ujung akar, yaitu daerah yang sedang mengalami pemanjangan. J2 tertarik dan
bergerak ke daerah elongasi akar dimana mereka akan mencari tempat makan
(feeding site) yang sesuai dengan menghasilkan enzim amilase dan invertase yang
menghidrolisis senyawa-senyawa penyusun dinding sel tanaman. Stilet
Meloidogyne spp. menginjeksi dinding-dinding sel sekitarnya, mengeluarkan
enzim protease yang berasal dari sekresi kelenjar esofagus, mendorong terjadinya
pembelahan sel tanpa diikuti pembelahan dinding sel, sehingga mengakibatkan
terbentuknya sel-sel raksasa (giant cells atau syncytia) yang merupakan sumber
makanan bagi nematoda. Bersamaan dengan hal itu terjadi peningkatan jumlah sel
yang tidak normal (hiperplasia) serta peningkatan ukuran sel yang tidak normal
(hipertrofi) dari jaringan tanaman yang menyebabkan terbentuknya puru akar.
(Karssen dan Moens 2006; Mulyadi 2009).
9
Tabel 4 Pengaruh perlakuan bakteri endofit dengan metode perendaman benih
dan perendaman benih yang diikuti penyiraman ke tanah terhadap jumlah
puru akar yang disebabkan oleh Meloidogyne sp.
Perendaman benih +
Perendaman benih
penyiraman ke tanah
Isolat
bakteri
Pengurangan
Pengurangan
endofit
Jumlah puru jumlah puru
Jumlah puru jumlah puru
(%)
(%)
Kontrol 263.00 bc
615.50 c
S1
142.00 ab
46.01%
114.50 ab
81.40%
S2
106.75 a
59.41%
145.00 ab
76.44%
S3
367.00 c
-39.54%
127.75 ab
79.24%
T1
133.25 ab
49.33%
85.25 a
86.15%
T2
107.75 a
59.03%
200.00 ab
67.51%
T3
88.75 a
66.25%
183.25 ab
70.23%
T4
175.25 ab
33.37%
189.50 ab
69.21%
J1
168.25 ab
36.03%
634.67 c
-3.11%
J2
130.66 ab
50.32%
543.00 c
11.78%
J3
167.50 ab
36.31%
457.50 bc
25.68%
J4
273.25 bc
-3.90%
452.00 bc
26.57%
a
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Populasi nematoda parasit tumbuhan dapat dikendalikan oleh berbagai
mekanisme yang aktif selama interaksi baik di dalam dan di antara tingkat atau
urutan yang berbeda suatu organisme dalam rantai makanan pada suatu ekosistem.
Interaksi tersebut dapat dimediasi oleh organisme yang mempengaruhi populasi
nematoda dengan mekanisme yang memberikan efek secara langsung maupun
tidak langsung (Costa et al. 2011). Pengendalian hayati nematoda parasit
tumbuhan dapat dilakukan secara biologi dengan introduki organisme antagonis,
manipulasi lingkungan yang bertujuan untuk konservasi dan peningkatan
organisme antagonis, atau kombinasi dari kedua strategi tersebut. Keberhasilan
pengendalian hayati nematoda parasit tumbuhan terhambat oleh beberapa faktor,
di antaranya sifat tanah, ukuran mikroskopik nematoda dan organisme
antagonisnya dan interaksi yang kompleks di antara organisme tanah (Stirling
1991; Timper 2011). Bakteri yang diisolasi dari akar tanaman hutan pada
penelitian ini diduga mempunyai kemampunan sebagai agen hayati. Hal tersebut
dibuktikan dengan berkurangnya jumlah puru akar pada tanaman yang diberi
perlakuan bakteri endofit dibandingkan tanaman kontrol. Mekanisme bakteri
endofit terhadap penekanan nematoda parasit tumbuhan sebagian besar tidak
diketahui dan bersifat spekulatif. Predasi, kompetisi, parsitisme dan antibiosis
termasuk dalam mekanisme spesifik agen hayati (Chen dan Dickson 2004). Selain
mekanisme tersebut isolat bakteri endofit pada penelitian ini diduga mampu
menginduksi ketahanan tanaman inang terhadap patogen. Induksi ketahanan
tanaman inang dapat berupa induksi ketahanan secara lokal dan atau sistemik
(Kloepper dan Ryu 2006).
10
Gambar 2 Gejala puru akar pada tanaman tomat (a), paket telur (b) dan betina
dewasa Meloidogyne sp. (c) (dengan perbesaran 400 x)
Bakteri endofit berperan penting dalam mengendalikan nematoda parasit
tumbuhan (Hallmann et al. 1998, 1999). Aplikasi bakteri endofit strain JM22
(Enterobacter asburiae) dan 89B-61 (Pseudomonas flourescens) dengan
perendaman benih mampu menekan jumlah telur dan puru akar Meloidogyne spp.
pada tanaman kapas dan mentimun (Hallmann et al. 1998). Sturtz dan Kimpinski
(2004) melaporkan bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman tagetes mampu
menekan populasi nematoda lesio akar (Pratylenchus penetrans) pada tanaman
kentang. Hasil penelitian Harni et al. (2006) melaporkan bahwa bakteri endofit
yang diisolasi dari tanaman nilam ternyata mampu menekan populasi nematoda
peluka akar (Pratylenchus brachyurus) pada tanaman nilam. Beberapa bakteri
endofit yang diisolasi dari tanaman tomat, cabai dan tanaman gaharu, mahoni dan
trambesi mampu menekan jumlah puru akar yang disebabkan Meloidogyne spp.
pada tanaman tomat (Hartini 2004; Wibowo 2013).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Sebanyak 11 isolat bakteri endofit berhasil diisolasi dari akar tanaman
jabon, sengon dan tanjung. Perlakuan isolat bakteri endofit yang dengan metode
aplikasi perendaman benih dan penyiraman ke tanah berpengaruh nyata dalam
peningkatan petumbuhan dan penekanan jumlah puru akar tanaman tomat.
Sebanyak 5 isolat bakteri endofit yaitu S3, T1, J1, J3 dan J4 berpengaruh nyata
terhadap peningkatan pertumbuhan. Isolat bakteri endofit yang diisolasi dari akar
tanaman sengon dan tanjung berpengaruh nyata terhadap penekanan jumlah puru
akar. Isolat S1 dan T1 dengan metode aplikasi perendaman benih sekaligus
penyiraman ke tanah mampu menekan jumlah puru akar yang disebabkan oleh
Meloidogyne sp. pada tanaman tomat hingga 80%.
Saran
Perlunya penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh bakteri endofit
dengan tanaman pertanian lainnya, identifikasi bakteri endofit untuk mengetahui
mekanisme bakteri endofit dalam menekan jumlah puru akar yang disebabkan
oleh Meloidogyne sp. pada tanaman tomat.
DAFTAR PUSTAKA
Bacon CW, Hinton DM. 2007. Bacterial endophytes: the endopytic niches, its
occupants, and its utility. Di dalam: Gnanamanickam SS, editor. PlantAssociated Bacteria. Dordrecht (NL): Springer. hlm 155-194.
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2014. Produksi sayuran di Indonesia [Internet]
[diunduh 2014 September 8]. Tersedia pada: http://www.bps.go.id/tab_sub/
view.php?kat=3&tabel=1&daftar=1&id_subyek=55¬ab=70.
Chen ZX, Dickson DW. 2004. Biological control of nematodes with bacterial
antagonists. Di dalam: Chen ZX, Chen SY, Dickson DW, editor.
Nematology - Advances and Perspectives Volume II: Nematode
Management and Utilization. Wallingford (GB): CAB International. hlm
1041-1082.
Costa SR, van der Putten WH, Kerry BR. 2011. Microbial ecology and nematode
control in natural ecosystems. Di dalam: Davies K, Spiegel Y, editor.
Biological Control of Plant-Parasitic Nematodes: Building Coherence
between Microbial Ecology and Molecular. New York (US): Springer. hlm
39-64.
Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Rodriguez-Kabana R, Kloepper JW. 1998.
Interactions between Meloidogyne incognita and endophytic bacteria in
cotton and cucumber. J Soil Biology and Biochemistry. [internet].
30(7):925-937. Tersedia pada://www.sciencedirect.com/science/article/pii/
S0038071797001831. DOI: 10.1016/S0038-0717(97)00183-1.
Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Mahaffee WF, Kloepper JW. 1999. Bacterial
endophytes in agricultural crops. J Canadian Microbiol. 43(10):895–914.
Hallmann J, Rodriguez-Kabana R, Kloepper JW. 1999. Chitin-mediated changes
in bacterial communities of the soil, rhizosphere and within roots of cotton
in relation to nematode control. J Soil Biology and Biochemistry. [internet].
31(4):551-560.Tersedia pada: http://www.sciencedirect.com/science/article/
pii/S0038071798001461. DOI:10.1016/S0038-0717(98)00146-1.
Harni R, Supramana, Munif A, Mustika I. 2006. Pengaruh aplikasi bakteri endofit
terhadap perkembangan nematoda peluka akar (Pratylenchus brachyurus)
pada tanaman nilam. J Littri. 12(4):161-165.
Hartini A. 2004. Isolasi bakteri endofit dan pengujian potensinya untuk
mengendalikan Meloidogyne spp. pada tanaman tomat (Lycopersicon
esculentum Mill.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Izumi H. 2011. Diversity of endophytic bacetria on forest trees. Di dalam: Pirttila
AM, Frank CA, editor. Endophytes of Forest Trees Biology and
Applications. New York (US): Springer. hlm 95-105.
Karssen G, Moens M. 2006. Root-knot nematodes. Di dalam: Perry RN, Moens
M, editor. Plant Nematology. Wallingford (GB): CAB International. hlm
59-90.
Kloepper JW, Ryu CM. 2006. Bacterial endophytes as elicitors of induced
systemic resistance. Di dalam: Schulz BJE, Boyle CJC, Sieber TN, editor.
Microbial Root Endophytes. New York (US): Springer. hlm 33-52.
Lerner RB. 2014. Tomatoes [Internet] [diunduh 2014 September 8]. Tersedia
pada: http://www.hort.purdue.edu/ext/HO-26.pdf.
13
Mulyadi. 2009. Nematologi Pertanian. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University
Press.
Munif A, Hallmann J, Sikora RA. 2013. The influence of endophytic bacteria on
Meloidogyne incognita infection and tomato plant growth. J ISSAS.
19(2):68-74.
Peer RV, Schippers B. 1989. Plant growth responses to bacterization with selected
Pseudomonas spp. strains and rhizosphere microbial development in
hydroponic cultures [abstrak]. J Microbiol. [Internet] [diunduh 2014
Desember 3]; 35(4):456-463. Tersedia pada: http://www.nrcresearchpress.co
m/doi/abs/10.1139/m89-070#.VH6XMMlx3fM.
Pirttila AM. 2011. Endophytic bacteria in tree shoot tissues and their effects on
host. Di dalam: Pirttila AM, Frank CA, editor. Endophytes of Forest Trees
Biology and Applications. New York (US): Springer. hlm 139-146.
Scurrah MI, Niere B, Bridge J. 2005. Nematode Parasites and Sweet Potatoes. Di
dalam: Luc M, Sikora RA, Bridge J, editor. Plant Parasitic Nematodes in
Subtropical and Tropical Agriculture. Edisi ke-2. Wallingford (GB): CAB
International. hlm 193-219.
Stirling GR. 1991. Biological Control of Plant Parasitic Nematodes: Progress,
Problems and Prospects. Wallingford (GB): CAB International.
Sturz A, Kimpinski J. 2004. Endoroot bacteria derived from marigolds (Tagetes
spp.) can decrease soil population densities of root lesion nematodes in the
potato root zone. J Plant Soil. 262:241-249.
Timper P. 2011. Utilization of biological control for managing plant-parasitic
nematodes. Di dalam: Davies K, Spiegel Y, editor. Biological Control of
Plant-Parasitic Nematodes: Building Coherence between Microbial
Ecology and Molecular. New York (US): Springer. hlm 259-289.
Wibowo AR. 2013. Isolasi bakteri endofit dari tanaman kehutanan dan
potensinya untuk pengendalian Meloidogyne spp. pada tanaman tomat
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wick R. 2010. Tobacco hypersensitivity: the first test to screen bacteria for
pathogenicity [Internet] [diunduh 2014 September 8]. Tersedia pada:
https://www.npdn.org/webfm_send/1230.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Klaten, Jawa Tengah pada tanggal 30 Desember 1991,
putra pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Maryoto dan Ibu Eni
Purwati. Tahun 2010 penulis lulus dari SMAN 78 Jakarta dan pada tahun yang
sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur
Ujian Talenta Mandiri IPB (UTMI) dan diterima di Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif mengikuti
berbagai kegiatan dan kepanitiaan Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman
(HIMASITA) serta termasuk dalam Divisi Kewirausahaan HIMASITA periode
2013/2014. Selain itu, penulis juga menjadi asisten praktikum Vertebrata Hama
dan Pengantar Nematologi Tumbuhan di tahun 2014.