Uji Antagonis terhadap Fungi Patogen

38

4.4 Uji Antagonis terhadap Fungi Patogen

Pengujian isolat-isolat bakteri terhadap kemampuannya menghambat perkembangan hifa patogen dilakukan secara in vitro. Jenis-jenis patogen yang digunakan ialah patogen akar yang menyebabkan peyakit busuk akar dan lodoh kecambah damping-off, yaitu Rhizoctonia sp. Rhi, Sclerotium sp. Scl , dan Ganoderma sp. Gano. Hasil pengujian penghambatan perkembangan patogen disajikan pada Tabel 7, 8 dan 9. Perbedaan respon penghambatan patogen dari setiap pemberian bakteri tersaji pada Gambar 9, 11 dan 13. Penampakan antagonis bakteri terhadap patogen terdokumentasi pada Gambar 10, 12 dan 14. Tabel 7 Perkembangan radial miselium dan persen penghambatan patogen Sclerotium sp. Isolat bakteri Perkembangan radial miselium cm Persen penghambatan Kontrol 9,00 a 0,00 Bacillus subtilis 1,70 d 81,11 Bacillus licheniformis 9,00 a 0,00 Bacillus cereus GG 9,00 a 0,00 Bacillus brevis 9,00 a 0,00 Pseudomonas diminuta 1,88 d 79,11 Bacillus laterosporus 9,00 a 0,00 Bacillus pasteurii 9,00 a 0,00 Bacillus circulans 9,00 a 0,00 Proteus penneri 3,00 c 66,67 Enterobacter hormaechei 3,86 b 57,11 Bacillus firmus 9,00 a 0,00 Bacillus cereus GL 9,00 a 0,00 Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut Duncan pada tingkat kesalahan 5 9 1.7 9 Gambar 9 Grafik panj Poligon berwar menunjukkan empat fungi Sclerotium sp. memiliki kemampuan m 9 9 1.88 9 9 9 3 3.86 anjang radial miselia patogen fungi Sclerotium arna kuning, hijau, merah dan ungu pada Ga pat bakteri yang memiliki kemampuan mengh p. poligon berwarna putih menunjukkan bakt puan menghambat patogen. 39 9 9 um sp. Gambar 9 di atas nghambat patogen bakteri yang tidak Gambar 10 Penampil pilan penghambatan patogen Sclerotium sp. ole Miselium Bakteri Fungi Fungi Bakteri Fungi 40 p. oleh bakteri Bakteri Fungi 9 4.18 9 9 Tabel 8 Perkemban Rhizoctoni Isolat bakteri Kontrol Bacillus subtilis Bacillus licheniform Bacillus cereus GG Bacillus brevis Pseudomonas diminut Bacillus laterosporus Bacillus pasteurii Bacillus circulans Proteus penneri Enterobacter hormae Bacillus firmus Bacillus cereus GL Angka yang diikuti hur berdasarkan uji lanju Gambar 11 Grafik pa 9 9 4.35 9 9 6.65 4.16 4.86 bangan radial miselium dan persen pengham onia sp. Perkembangan radial miselium cm pengh 9,00 a 4,18 d ormis 9,00 a G 9,00 a 9,00 a inuta 4,35 d porus 9,00 a 9,00 a 4,65 b 4,16 d maechei 4,86 c 9,00 a L 9,00 a uti huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tida njut Duncan pada tingkat kesalahan 5 k panjang radial miselia patogen fungi Rhizoctoni 41 9 9 ambatan patogen Persen nghambatan 0,00 53,56 0,00 0,00 0,00 51,67 0,00 0,00 48,33 53,78 46,00 0,00 0,00 tidak berbeda nyata onia sp. Poligon berwarna kuni menunjukkan lima ba Rhizoctonia sp. Polig memiliki kemampuan m Gambar 12 Penampil Miselium Fungi kuning, hijau, merah, ungu dan biru pada Ga bakteri yang memiliki kemampuan menghamb oligon yang berwarna putih menunjukkan bakt puan menghambat fungi patogen. pilan penghambatan patogen Rhizoctonia sp. ol Bakteri Fungi 42 Gambar 7 di atas bat patogen fungi bakteri yang tidak p. oleh bakteri Fungi Bakteri 9 1.04 9 Tabel 9 Perkemban Ganoderm Isolat bakteri Kontrol Bacillus subtilis Bacillus licheniform Bacillus cereus GG Bacillus brevis Pseudomonas diminut Bacillus laterosporus Bacillus pasteurii Bacillus circulans Proteus penneri Enterobacter hormae Bacillus firmus Bacillus cereus GL Angka yang diikuti hur berdasarkan uji lanju Gambar 13 Grafik 9 9 1.13 9 9 9 0.93 3.68 bangan radial miselium dan persen pengham rma sp. Perkembangan radial miselium cm pengh 9,00 a 1,04 c ormis 9,00 a G 9,00 a 9,00 a inuta 1,13 c porus 9,00 a 9,00 a 9,00 a 0,93 d maechei 3,68 b 9,00 a L 9,00 a uti huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tida njut Duncan pada tingkat kesalahan 5 ik panjang radial miselia patogen fungi Ganode 43 9 9 ambatan patogen Persen nghambatan 0,00 88,44 0,00 0,00 0,00 87,45 0,00 0,00 0,00 89,67 59,11 0,00 0,00 tidak berbeda nyata anoderma sp. Poligon berwar menunjukkan empat fungi Ganoderma sp. memiliki kemampuan m Gambar 14 Penampil Ada 4 bakteri y yang memiliki kemam diujikan. Persen peng bakteri dan antar pe pertumbuhan Sclerot hormaechei memiliki namun keduanya mem memberikan respon pe penghambatan hampi arna kuning, hijau, merah dan ungu pada Ga pat bakteri yang memiliki kemampuan mengh sp. poligon berwarna putih menunjukkan bakt puan menghambat patogen. pilan penghambatan patogen Ganoderma sp. ol yaitu B. subtilis, P. diminuta, P. penneri, dan ampuan untuk menghambat pertumbuhan 3 jeni nghambatan dari ke-4 bakteri tersebut berva perlakuan patogen. B. subtilis dan P. diminut rotium sp. sebesar 79-80. Bakteri P. pe liki peran yang sama dalam penghambatan emberikan respon penghambatan yang berbeda pon penghambatan 57 lebih kecil dari P. penne pir mencapai 67. Bakteri Fungi 44 ambar 13 di atas nghambat patogen bakteri yang tidak p. oleh bakteri dan E. hormaechei jenis patogen yang variasi antar jenis nuta menghambat penneri dan E. Sclerotium sp. da. E. hormaechei nneri dengan nilai 45 Dalam pengujian penghambatan Rhizoctonia sp. oleh bakteri yang dicobakan, 5 isolat bakteri B. subtilis, P. diminuta, B. circulans, P. penneri, dan E. hormaechei menunjukan respon penghambatan. Bakteri-bakteri tersebut, kecuali B. circulans dan E. hormaechei, memberikan respon penghambatan 50. Bakteri B. circulans dan E. hormaechei memperlihatkan respon penghambatan 50. Fenomena ini terlihat dalam uji analisis statistik, ke-3 bakteri kecuali B. circulans dan E. hormaechei memberikan respon yang sama. Pada pengujian penghambatan terhadap patogen Ganoderma sp., ke-4 isolat bakteri B. subtilis, P. diminuta, P. penneri dan E. hormaechei memberikan respon penghambatan yang sama seperti pengujian patogen sebelumnya. Nilai persen penghambatan patogen Ganoderma sp. yang terbesar yaitu pada isolat P. penneri. 46 BAB V PEMBAHASAN Keberadaan bakteri yang terlibat secara langsung dalam pembentukan mikoriza pertama kali dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan oleh Bowen dan Theodorou 1979. Pada penelitian ini 75 jenis bakteri yang dijumpai adalah Bacillus. Jenis yang sama dilaporkan paling banyak dijumpai pada penelitian Bakhtiar et al. 2010 yang mengisolasi bakteri dari spora FMA tanpa disterilkan dari daerah mikorizosfer kelapa sawit dan menemukan 20 isolat bakteri. Varese et al. 1996, dalam penelitiannya terkait jenis bakteri pada sporokarp Suillus grevillei berhasil menemukan 16 jenis bakteri. Tiga dari bakteri yang ditemukannya juga dijumpai pada penelitian ini, yaitu B. subtilis, B. cereus dan B. brevis. Jenis bakteri yang dijumpai dari spora Gigaspora sp. lebih banyak dibandingkan dengan yang berasal dari Glomus sp. Tabel 1. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya perbedaan ukuran kedua spora FMA tersebut. Ukuran spora Gigaspora sp. 100–300 µm dan Glomus sp. 20–200 µm. Dengan ukuran yang lebih besar diasumsikan bahwa bakteri yang terdapat di dalam spora Gigaspora sp. lebih banyak dibandingkan dengan Glomus sp. Tiga jenis bakteri yang ditemukan pada penelitian ini sama dengan jenis bakteri menguntungkan yang digunakan sebagai bahan pupuk hayati Custom B5 yaitu B. subtilis, B. laterosporus dan B. licheniformus. Bakteri-bakteri tersebut memiliki keistimewaan meningkatkan kesuburan tanah dengan memulihkan populasi mikroorganisme di dalam tanah, meningkatkan pertumbuhan tanaman sehingga meningkatkan hasil panen, mengoptimalkan efektivitas pemupukan dengan membuat nutrisi menjadi lebih tersedia bagi tanaman, memperbaiki proses dekomposisi bahan organik untuk melepaskan unsur hara dan mempercepat kolonisasi bakteri untuk peningkatan manfaat jangka panjang. Ketiga bakteri tersebut bersama dengan dua bakteri lain B. megaterium dan B. pumilus tidak memiliki reaksi meniadakan fungsi setiap individu sewaktu digabung. Perlu pengujian lebih lanjut terhadap 3 jenis bakteri yang ditemukan untuk melihat apakah pengaruhnya sama dengan jenis yang sama pada pupuk hayati Custom B5. 47 Berdasarkan hasil identifikasi semua bakteri yang ditemukan memiliki ciri dapat menghasilkan endospora Lampiran 1 dan 2. Kemampuan menghasilkan endospora memungkinkan bakteri dapat bertahan pada kondisi kering. Dengan memiliki karakteristik ini maka prospek dari bakteri-bakteri yang dijumpai untuk dikembangkan dalam bentuk inokulum bersama FMA dapat diaplikasikan. Secara umum proses infeksi FMA pada tanaman melalui empat tahapan. Proses infeksi diawali dengan induksi perkecambahan spora dan pertumbuhan hifa, kontak antara hifa dan permukaan akar yang menyebabkan pengenalan dan pembentukan apresorium, penetrasi hifa ke dalam akar dan perkembangan struktur arbuskula internal yang selanjutnya terjadi simbiosis yang fungsional. Sebelum terbentuk kolonisasi, tumbuhan mengeluarkan sinyal dalam bentuk senyawa-senyawa tertentu untuk mengundang mikoriza mendekat dan mengkolonisasi akar tanaman. Bakteri berperan membantu mikoriza melalui dua cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. Aktivitas bakteri secara langsung bagi FMA terlihat ketika bakteri turut serta aktif membantu pertumbuhan dan perkembangan FMA sedangkan bantuan tidak langsung dengan menciptakan kondisi lingkungan yang nyaman sehingga mikoriza dapat menjalankan siklus hidupnya dengan baik. Bakteri dengan kemampuan yang dapat membantu mikoriza ini dikenal dengan sebutan MHB. Garbaye dan Bowen 1989, menyatakan bahwa bakteri dapat benar-benar disebut sebagai MHB jika bakteri tersebut hidup dan berasosiasi dengan mikoriza di bagian dalam atau luar tubuh fungi tersebut spora, hifa, vesikel, arbuskula dan bagian tubuh yang lainnya dan menstimulir perkembangan mikoriza. Selain itu beberapa bakteri MHB dapat pula menghasilkan enzim-enzim hidrolitik dan menghambat pertumbuhan patogen. Berdasarkan hasil penelitian terdapat 8 jenis bakteri yaitu: P. diminuta, B. licheniformis, B. laterosporus, E. hormaechei, B. brevis, B. subtilis, B. cereus GG, dan B. firmus mampu menstimulir perkembangan hifa FMA. Perbedaan respon perkembangan hifa FMA terhadap bakteri yang diuji Tabel 6, menunjukan bahwa beberapa bakteri dapat berperan dalam menghambat perkembangan hifa mikoriza dan ada bakteri tertentu dapat membantu perkembangan hifa FMA. Hasil penelitian Bowen dan Theodorou 1979 48 menunjukkan bahwa beberapa isolat bakteri dapat meningkatkan dan sebagian lainnya menghambat kolonisasi akar Pinus radiata oleh Rhizopogon luteolus. Proses pengenalan antara tanaman inang dengan fungi mikoriza melibatkan penerimaan sinyal tanaman oleh miselium fungi, pertumbuhan memanjang hifa kemotropik ke arah situs yang memiliki prospek infeksi, dan perubahan karakteristik dalam morfologi miselium dan hifa. Xie et al. 1995 menunjukkan bahwa MHB kemungkinan dapat meningkatkan produksi sinyal perangsangan yang mengarahkan pertumbuhan miselium menuju akar. Meyer dan Linderman 1986, melaporkan bahwa bakteri rizosfer Pseudomonas putida dapat meningkatkan infeksi mikoriza dan pertumbuhan tanaman semanggi. Hasil penelitian Von alten et al. 1993 menunjukan bahwa Bacillus subtilis dapat merangsang pembentukan spora dari FMA. Pseudomonas sp. strain F113 dilaporkan memberikan stimulasi yang nyata pada perkembangan miselia dari spora Glomus mosseae dan terlibat dalam proses pembentukan asosiasi mikoriza dalam tanah Barea 1998. Telah diketahui dengan baik bahwa bakteri mikorizosfer, termasuk MHB, dapat meningkatkan nutrisi tanaman, dan bahwa kandungan P dan N tanah mempengaruhi besarnya tanggap tanaman terhadap beberapa inokulasi mikroba Barea et al. 2005; Morgan et al. 2005. Barea dan kawan-kawan telah menemukan rhizobakteria yang meningkatkan pembentukan FMA dan meningkatkan kelarutan P dari batuan fosfat Toro et al. 1997. Inokulasi bawang dengan Enterobacter sp., Bacillus subtilis dan FMA memiliki pengaruh positif terhadap pertumbuhan tanaman, status P dan N. B. subtilis pada khususnya adalah yang paling effektif. Inokulasi isolat bakteri ini secara nyata meningkatkan simbiosis FMA, berat kering pucuk, kandungan P pucuk, dan kandungan N pucuk. Hal ini menunjukan bahwa MHB berperan penting dalam penyerapan nutrisi dan pertumbuhan tanaman. Brulé et al. 2001 membuat hipotesis bahwa inokulasi MHB menyebabkan peningkatan biomassa miselium di dalam tanah dan menyebabkan pertemuan akar dan fungi meningkat serta menghasilkan percepatan kolonisasi mikoriza. Sejalan dengan hipotesis ini, terlihat adanya korelasi nyata antara peningkatan pemanjangan miselium dan peningkatan pembentukan mikoriza Garbaye dan 49 Bowen 1989; Garbaye dan Duponnois 1992; Gryndler dan Vosatka 1996. Berdasarkan hasil pengujian stimulasi perkembangan mikoriza, 8 bakteri yang dijumpai mempunyai potensi sebagai MHB. Sebagai bagian dari pertahanan inang, dinding sel akar tanaman tersusun dari komponen-komponen selulosa, protein dan lignin yang menyebabkan mikroorganisme sulit menembus jaringan akar. Untuk dapat menembus jaringan akar tanaman, selain secara mekanis FMA membutuhkan enzim hidrolitik dalam konsentrasi rendah untuk melunakkan jaringan akar. Ketersediaan enzim hidrolitik seperti selulase dan protease sangat berguna di awal proses kolonisasi. Pengujian lebih lanjut terhadap bakteri-bakteri yang ditemukan menunjukan bahwa terdapat 7 bakteri yang mempunyai potensi aktivitas enzimatik selulase dan protease yaitu: B. subtilis, B. cereus GG, B. laterosporus, B. pasteurii, P. penneri, B. firmus, dan B. cereus GL. Dengan kemampuan menghasilkan enzim hidrolitik, ke-7 bakteri tersebut dapat membantu FMA lebih cepat mengkolonisasi tanaman inang. Kecepatan FMA mengkolonisasi tanaman inang dapat diamati dari persen kolonisasi FMA pada akar tanaman inang. Persen kolonisasi akar tinggi menunjukan FMA tersebut telah mengkolonisasi dan berkembang jauh lebih lama pada perakaran tanaman inang. Bakteri-bakteri penghasil enzim hidrolitik yang ditemukan berpotensi untuk digunakan dalam inokulum FMA guna membantu mikoriza mempercepat proses kolonisasi. Keberadaan bakteri endosimbiotik yang mampu menghasilkan enzim hidrolitik berpotensi membantu simbiosis mikoriza dengan inang. Mosse 1962 menginformasikan bahwa beberapa bakteri yang termasuk ke dalam genus Pseudomonas dapat menghasilkan enzim yang mampu mendegradasikan dinding sel dan meningkatkan pembentukan FMA pada perakaran cengkeh. Penelitian Budi et al. 1999 menunjukkan bahwa bakteri yang diisolasi dari mikorizosfer mempunyai kemampuan menghasilkan enzim hidrolitik dan dapat meningkatkan kolonisasi akar oleh FMA. Proses dekomposisi bahan-bahan organik juga dipengaruhi oleh ketersediaan enzim yang dihasilkan oleh mikroba. Dengan memiliki potensi enzim hidrolitik, bakteri-bakteri yang ditemukan dapat diaplikasikan dalam pengolahan sampah organik. 50 Beberapa bakteri MHB memiliki peran sebagai pengendali patogen tular tanah. Saat ini upaya pengendalian patogen akar telah mendapat perhatian serius dibidang pertanian maupun kehutanan. Fokus perhatian utama lebih ditujukan pada kematian semai di pembibitan yang dilakukan secara konvensional. Salah satu upaya yang dilakukan adalah meningkatkan aplikasi metode pengendalian hayati termasuk penggunaan fungi ektomikoriza dan FMA dalam pengendalian penyakit hutan Barea et al. 2005. MHB dapat digunakan untuk promosi fungi simbiotik tertentu dan sekaligus untuk menghambat fungi yang bersifat patogen bagi tanaman. Antagonisme in vitro terhadap fitopatogen telah sering kali diamati dengan MHB Barea et al. 1998; Budi et al. 1999. Pada penelitian ini ditemukan 4 jenis bakteri yaitu B. subtilis, P. diminuta, P. Penneri dan E. hormaechei mempunyai sifat antagonis terhadap patogen yang diujikan. Nawangsih 2006 melaporkan bahwa bakteri B. subtilis memiliki kemampuan sebagai biokontrol dalam mengendalikan penyakit layu bakteri karena meningkatkan aktivitas enzim perioksidase pada akar. Kemampuan bakteri dalam menghambat perkembangan miselium fungi patogen kemungkinan berhubungan dengan adanya aktivitas enzimatik yang dihasilkan oleh bakteri. Enzim hidrolitik yang dihasilkan oleh bakteri dapat mendegradasi didinding sel fungi patogen. Interaksi antar mikroba di dalam mikorizosfer sangat kompleks Frey- Klett et al. 2005. Bentuk interaksi antar mikroba ini bersifat menguntungkan, netral atau merugikan. Untuk mendapatkan produk fotosintesis dari tanaman, mikoriza harus bersaing dengan mikroba lainnya yang bersifat patogen. Sinyal yang dikeluarkan oleh tanaman, jika tidak cepat direspon oleh mikoriza akan dimanfaatkan oleh mikroba patogen. Untuk masuk menembus dinding sel tanaman, mikoriza harus bersaing dengan fungi patogen lainnya dalam merebut titik masuk entry point. Perkembangan mikoriza lebih lambat dibandingkan dengan fungi patogen, sehingga jika ada fungi patogen dan mikoriza pada waktu dan tempat yang sama maka akar tanaman akan lebih dulu diinfeksi oleh patogen. Dengan adanya bakteri penghambat patogen akar, FMA terbantu untuk tidak bersaing merebut titik masuk ke perakaran tanaman sehingga FMA akan mudah mengkolonisasi dan berkembang pada akar tanaman inang. Keempat isolat bakteri 51 yang ditemukan memiliki prospek untuk dikembangkan sebagai biokontrol bagi fungi patogen akar. Peran bakteri MHB penghambat patogen memiliki prospek untuk dikembangkan dalam meningkatkan kualitas produksi inokulum FMA. Proses produksi inokulum FMA saat ini masih dilakukan secara konvensional yaitu dengan menggunakan metode kultur pot terbuka. Kelebihan dari metode ini adalah mudah dalam pengerjaannya namun inokulum yang dihasilkan tidak steril dari patogen tular tanah. Inokulum yang terkontaminasi dengan patogen akan berdampak merugikan ketika diaplikasikan ke tanaman di persemaian. Dengan ditemukannya ke-4 isolat bakteri yang berpotensi menghambat patogen penyerang akar tanaman, maka bakteri-bakteri tersebut dapat diaplikasikan sewaktu memproduksi inokulum FMA sehingga kualitas inokulum dapat ditingkatkan. Bakteri disebut MHB ketika bakteri tersebut merupakan bakteri endofit dan dapat menstimulir perkembangan mikoriza. Beberapa bakteri selain bersifat MHB dapat juga mempunyai kemampuan menghasilkan enzim hidrolitik yang berguna membantu mikoriza di awal proses kolonisasi dan memiliki sifat antagonis terhadap patogen. Bakteri dengan kemampuan menstimulir perkembangan mikoriza, memiliki aktivitas enzimatik dan mempunyai sifat antagonis terhadap patogen dapat ditetapkan sebagai MHB plus. Berdasarkan penelitian terdapat 3 jenis bakteri Bacillus subtilis, Pseudomonas diminuta dan Enterobacter hormaechei berpotensi menjadi MHB plus. Bakteri-bakteri tersebut ditetapkan sebagai MHB plus karena merupakan bakteri hasil isolasi dari spora FMA Gigaspora sp. dan Glomus sp. endofit, mampu menstimulir perkembangan hifa FMA, mempunyai kemampuan menghasilkan enzim hidrolitik dan mempunyai sifat antagonis terhadap patogen tular tanah. Potensi dari ke-3 bakteri MHB plus yang ditemukan dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas inokulum FMA. 52 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan